JPS62179592A - Cracking of dispersed catalyst using methanol as co-reactant - Google Patents

Cracking of dispersed catalyst using methanol as co-reactant

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JPS62179592A
JPS62179592A JP1830886A JP1830886A JPS62179592A JP S62179592 A JPS62179592 A JP S62179592A JP 1830886 A JP1830886 A JP 1830886A JP 1830886 A JP1830886 A JP 1830886A JP S62179592 A JPS62179592 A JP S62179592A
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JP
Japan
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catalyst
hydrocarbon
oxygen
reaction
methanol
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Application number
JP1830886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ナイ・ユエン・チエン
トーマス・フランシス・デグナン、ジユニア
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ExxonMobil Oil Corp
Original Assignee
Mobil Oil Corp
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/02Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
    • C10G11/04Oxides
    • C10G11/05Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はZSM−5により例示されるゼオライト微粒子
分散体グ)存在下での炭化水素油類とメタノールの混り
物の流動接触クラッキング方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for fluid catalytic cracking of a mixture of hydrocarbon oils and methanol in the presence of a zeolite fine particle dispersion exemplified by ZSM-5. .

[従来の技術] 軽油をクラッキングしてガソリン及び燃料油を製造する
ために苗土類金属で・fオン交換されたゼオライトX及
びゼオライトYを主体とするゼオライト触媒を使用する
ことは石油工業に広く受は入れられてきている。ゼオラ
イト接触炭化水素反応を含むほとんどの既知の繰作また
は提唱された操(ヤは直径2+11111またはそれ以
上の粒子を備える固定床反応器または流動接触クラッキ
ング(FCC)操作の際のような1〜140ミクロン、
平均約60ミクロンの粒子寸法をもつ触媒の流動床を利
用するものである。これらの操作の全ての場きにおいて
、反応は比較的多量の触媒を所定の時間にわたり装入原
料と接触させることによって行なわれる。
[Prior Art] The use of zeolite catalysts mainly consisting of zeolite Uke is being accepted. Most known or proposed operations involving zeolite-catalyzed hydrocarbon reactions (such as in fixed bed reactors with particles of diameter 2+1111 or larger or from 1 to 140 as in fluid catalytic cracking (FCC) operations) micron,
It utilizes a fluidized bed of catalyst with an average particle size of about 60 microns. In all of these operations, the reaction is carried out by contacting a relatively large amount of catalyst with the charge for a given period of time.

米国特許第3,951,781−号明HJ書は水素供与
体U’llえば、CH,0H1C2HsOH、エーテル
類等)を脱れき済み残さ油と混合し、次に流動接触クラ
ッキングを行なうことを教示している。メタノール//
炭化水素装入原料の比は化学量論的基準に基づいて0.
01/1〜5/1、好適には0.。05/1〜0.30
/1であるが、該比は減圧蒸留塔残さ油の溶媒脱れきか
ら得られたラフィネートの水素不足量、訊ラフィネート
中の硫黄、窒素及び酸素の1、多環式芳香族類の量、使
用する触媒の組成、及び所望の転化レベルの関数として
変化させることができる。メタノールが同じ条件下でメ
タノール自身と反応する傾向にあるために装入原料につ
いてかなり適量のメタノールを回避することが好適であ
ることが重要である。
U.S. Pat. No. 3,951,781-HJ teaches mixing hydrogen donors (e.g., CH, 0H1C2HsOH, ethers, etc.) with deasphalted residue, followed by fluid catalytic cracking. are doing. methanol//
The ratio of hydrocarbon charges is 0.0 on a stoichiometric basis.
01/1 to 5/1, preferably 0. . 05/1~0.30
/1, but the ratio is based on the amount of hydrogen deficient in the raffinate obtained from solvent deasphalting of the vacuum distillation column residual oil, the amount of sulfur, nitrogen and oxygen in the raffinate, the amount of polycyclic aromatics, and the amount of polycyclic aromatics used. The composition of the catalyst used can be varied as a function of the desired conversion level. It is important that it is preferable to avoid a fairly moderate amount of methanol in the feedstock since methanol tends to react with itself under the same conditions.

米国特許第3,974,063号明細書はけつ岩油合成
原油のような窒素含有油ストックを02〜C1炭化水素
類及び/またはメタノールの存在下で酸性ゼオライトク
ラッキング触媒によりクラッキングすることによる前記
窒素含有油ストックの転化方法を教示している。高窒素
含量ストックの炭素−水素寄与体による共クラッキング
は装入原料の許容できる脱窒素を提供し、それによって
次工程水素化処理の必要性が低減する9反応は水素供与
体の存在下、482〜593℃(900〜1100下)
の温度、0.5秒〜5分の炭化水素滞留時間で母(4中
に分散された2−15重量%のファウジャサイト及び/
またはモルデナイトゼオライトを使用する大気孔ゼオラ
イト及び小気孔ゼオライトの混合物により促進される。
U.S. Pat. No. 3,974,063 discloses the nitrogen-containing oil stock, such as shale oil synthetic crude oil, by cracking it with an acidic zeolite cracking catalyst in the presence of 02-C1 hydrocarbons and/or methanol. A method for converting contained oil stocks is taught. Co-cracking of high nitrogen content stocks with carbon-hydrogen contributors provides acceptable denitrification of the charge, thereby reducing the need for subsequent hydrotreating. ~593℃ (below 900-1100)
2-15 wt.% faujasite and/or dispersed in the mother (4) at a temperature of
or promoted by a mixture of large and small pore zeolites using mordenite zeolite.

圧力は通常800kPa(100psig)以下である
。装入原料中のメタノール/炭化水素比は化学量論量基
準に基づいて0.01/1〜5/1、好適には0.05
/1〜0.30/1である。
The pressure is typically below 800 kPa (100 psig). The methanol/hydrocarbon ratio in the charge is on a stoichiometric basis from 0.01/1 to 5/1, preferably 0.05.
/1 to 0.30/1.

米国特許第4,002,557号明細書はH2に富んだ
物質、H2供与体またはメタノールのような82発生物
質を軽油と混合し、次に予熱し、触媒と混合し、FCC
装置中で反応させることを記載している。
U.S. Pat. No. 4,002,557 teaches that an H2-rich material, H2 donor or 82 generating material, such as methanol, is mixed with gas oil, then preheated, mixed with a catalyst, and FCC
It states that the reaction is carried out in an apparatus.

同じ条件下でメタノール自身同士が反応する傾向にある
ために装入原料中にかなり過量のメタノールを供給する
ことは回避することが好適である。
It is preferable to avoid feeding a significant excess of methanol in the charge, since methanol itself tends to react with each other under the same conditions.

米国特許第4,263,126号明細書はロウ質炭化水
素油または粘稠な炭化水素油を転化して流動点を低下さ
せるか、または余り粘稠でない炭fヒ水累油を提供する
方法を指向するものである。
U.S. Pat. No. 4,263,126 discloses a method for converting waxy or viscous hydrocarbon oils to lower the pour point or to provide less viscous coal and arsenic oils. It is aimed at

1−I Z S M−5,823M−11,823M−
12、II Z S M −23,823M−35及び
823M−38のようなゼオライト頚の再f寸活分散体
を0.01ミクロン以下〜5ミクロンの粒子寸法をもつ
超微扮として使用する。形成時の粉末f、使用すること
が好適である。これは該粉末の分離または再使用が必要
ない場きに好都合で、一番安価であるためである。再f
寸活分散体を転化f:誘引するために有効な時間、通常
0,1〜72時間にわたって200〜500℃に加熱す
る。
1-IZSM-5,823M-11,823M-
Zeolite neck resized dispersions such as 12, II Z SM-23, 823M-35 and 823M-38 are used as ultrafine particles with particle sizes from less than 0.01 microns to 5 microns. It is preferred to use powder f during formation. This is convenient when separation or reuse of the powder is not required and is the cheapest. re f
The active dispersion is heated to 200 DEG to 500 DEG C. for a period of time effective to induce conversion, usually 0.1 to 72 hours.

米国特許第4,328,834号明細書はメタノール、
または低級アルコール類とエーテル類、アルデヒド類及
びケトン項のような酸素含有炭素化の混合物を上方へ流
れる流動条件に維持されたゼオライト触媒の特別なタイ
プの存在下での転化方法を教示しており、該方法におい
て、装入原料は分散触媒相ライザー接触帯域から触媒粒
子のより濃密な上方へ流れる流動塊へ排出される。ライ
ザー滞留時間は1〜10秒であり、より濃密な相中の滞
留時間は5〜80秒である。ライザー中の触媒の密度は
0.016〜0 、24 g/ ec(1〜15ボンド
/立方フイート)であり、より濃密な相の触媒密度は0
.32〜0.64g/cc(20〜40ボンド/立方フ
ィート)である。熱交換2′:rはライザ一温度を10
8℃(195下)に、濃密流動床の温度を427°C(
800下)、好適には407°C(765下)に制限す
る。濃密流動床の底部で反応器圧力は2〜2.5気圧に
制限される。触媒はシリカ、′アルミナモル比が30以
上でさえある、高シリカ/′アルミナモル比及び高活性
をもつゼオライトである。
U.S. Pat. No. 4,328,834 discloses methanol,
teaches a method for the conversion in the presence of a special type of zeolite catalyst maintained in upward flow conditions for oxygen-containing carbonization mixtures such as lower alcohols and ethers, aldehydes and ketones. , in which a charge is discharged from a dispersed catalyst phase riser contacting zone into a denser upwardly flowing fluidized mass of catalyst particles. The riser residence time is 1-10 seconds and the residence time in the denser phase is 5-80 seconds. The density of the catalyst in the riser is 0.016 to 0,24 g/ec (1 to 15 bonds/cubic foot), and the catalyst density in the denser phase is 0.
.. 32-0.64 g/cc (20-40 bonds/cubic foot). Heat exchange 2': r is the riser temperature 10
The temperature of the dense fluidized bed was increased to 427°C (below 195°C).
(below 800), preferably 407°C (below 765). At the bottom of the dense fluidized bed the reactor pressure is limited to 2-2.5 atmospheres. The catalyst is a silica, a zeolite with a high silica/'alumina molar ratio and high activity, even with a 'alumina molar ratio of 30 or more.

活性は通常α値により規定される。α活性は米国特許第
3,354,078号明細9及びZ二二九り二1ブ・ 
タリシスJ ournal of Canal sis
第■巻、第522〜529頁(1965年8月)に規定
されている。
Activity is usually defined by the alpha value. α activity is determined by U.S. Patent No. 3,354,078 Specification 9 and
Tarisis J public of canal sis
Vol. 1, pp. 522-529 (August 1965).

通常、ZSM−5ゼオライト類を焼成して水及び有機デ
ンプレートを除去することによって該ゼオライト類はけ
活される。焼成は空気、水素、または窒素のような不活
性ガス中でゼオライトを加熱することによって行なうこ
とができ、それによって所望の活性が得られる0通常、
加熱処理は少なくとも1時間にわたって行なわれるが、
加熱処理は1〜24時間継続することができる。加熱処
理は乾燥(水を含有しない)状態で行なわれるが、スチ
ームを3重量%まで焼成雰囲気に含ませることができる
Typically, ZSM-5 zeolites are activated by calcining them to remove water and organic deposits. Calcination can be carried out by heating the zeolite in an inert gas such as air, hydrogen, or nitrogen, thereby obtaining the desired activity.
The heat treatment is carried out for at least 1 hour,
The heat treatment can last from 1 to 24 hours. Although the heat treatment is performed in a dry state (containing no water), up to 3% by weight of steam can be included in the firing atmosphere.

接触クラッキング操作は吸熱操作であるから、このため
に比較的高反応速度では熱的に自己冷却性となる。触媒
はコークスを燃焼して約730℃(1350下)の最大
温度を創造することによって再生される1次に、熱触媒
を再衛環して装入される油と混合する。触媒は再生装置
からクラッキング装置へ熱を移動するための放熱体とし
て作用する比較的不活性合物質である母材中に混合され
たゼオライトが好適である。また、無定形触媒類も全て
使用できる。
Since catalytic cracking operations are endothermic, this makes them thermally self-cooling at relatively high reaction rates. The catalyst is regenerated by burning coke to create a maximum temperature of about 730° C. (below 1350° C.); the thermal catalyst is then recycled and mixed with the charged oil. The catalyst is preferably a zeolite mixed in a matrix, a relatively inert compound that acts as a heat sink to transfer heat from the regenerator to the cracker. Also, all amorphous catalysts can be used.

[発明が解決しようとする問題点コ 高活性ゼオライトクラッキング触媒の発見以来、多ヱの
不活性物質の付随物なしに該ゼオライト触媒を使用する
ことは接触クラッキング操作の主要な改善として長年に
わたって探求されてきた。しかし、反応器へ熱を供給す
る手段を使用しないでゼオライ1〜触媒を付随物なしに
使用することは実用的でなかった。
[Problem sought to be solved by the invention] Since the discovery of highly active zeolite cracking catalysts, the use of such catalysts without the accompaniment of many inert materials has been sought for many years as a major improvement in catalytic cracking operations. It's here. However, it has not been practical to use Zeolite 1-catalyst without accompanying materials without the use of a means of supplying heat to the reactor.

逆の障害はフィッシャー−トロブツシュき成、オキソ法
及び酸素含有化り物の転化の高発熱性反応の場合に生じ
た。熱交換器を介して熱を移動することによって上述の
発熱性反応及び吸熱性反応を釣り合わせる試みがなされ
たが、発熱性反応と吸熱性反応の間のより鋭敏な熱平衡
を達成するための方法が必要である。
The opposite problem occurred in the case of the Fischer-Trobsch synthesis, the oxo process, and the highly exothermic reactions of the conversion of oxygen-containing compounds. Attempts have been made to balance the exothermic and endothermic reactions described above by transferring heat through heat exchangers, but there are no methods for achieving a more sensitive thermal equilibrium between exothermic and endothermic reactions. is necessary.

吸熱性FCCクラッキング反応と上述の発熱性反応を釣
り会わせ、同時にコークスの形成量を最少限にすること
によってクラッキング反応を改9するための方法を今般
見出した。
A method has now been discovered for modifying the cracking reaction by balancing the endothermic FCC cracking reaction with the exothermic reaction described above while minimizing the amount of coke formation.

[問題点を解決するための手段] 従って、本発明は触媒再生を行なわない炭化水素の接触
クラッキング方法において、反応器中で、炭化水素、酸
素含有炭素化合物、及び炭化水素をクラッキングし且つ
酸素含有炭素化合物を炭素含量を増大した炭化水素へ発
熱的に転化することができる微細且つ高活性なゼオライ
ト触媒を接触させ、ここで吸熱性接触クラッキング反応
の反応熱の少なくとも主要割き旦が酸素含量炭素化合物
の炭化水素への完熟性反応より供給されることを特徴と
する触媒再生を行なわない炭化水素の接触クラッキング
方法を提供するにある。
[Means for Solving the Problems] Accordingly, the present invention provides a method for catalytic cracking of hydrocarbons without catalyst regeneration, in which hydrocarbons, oxygen-containing carbon compounds, and hydrocarbons are cracked in a reactor, and oxygen-containing contacting a finely divided and highly active zeolite catalyst capable of exothermically converting carbon compounds to hydrocarbons enriched in carbon, wherein at least a major share of the heat of reaction of the endothermic catalytic cracking reaction is the oxygen-containing carbon compound. The object of the present invention is to provide a method for catalytic cracking of hydrocarbons without catalyst regeneration, characterized in that the hydrocarbons are supplied through a ripening reaction to produce hydrocarbons.

[flミ 用] 2種の反応が近接すればする程、酸素含有炭素fヒ6物
、例えば、メタノールが炭1ヒ水素と適正な割6である
場合には、少コークス製造量によって示されるように触
媒表面での温度平衡がより局所的に影響される。好適に
は、メタノールをクラッキング装置の上流で触媒と混合
し、次に炭化水素と混合する。これは特にメタノールが
非極性炭化水素装入原料に不溶性である場合に反応の初
期工程中に毒化合物類(例えば窒素含有化合物類)の収
着から触媒を保護するものである。
[For FLMI] The closer the two reactions are, the smaller the amount of coke produced will be if the oxygen-containing carbon, for example, methanol is in a proper ratio of carbon to arsenic. As a result, the temperature equilibrium at the catalyst surface is affected more locally. Preferably, the methanol is mixed with the catalyst upstream of the cracker and then mixed with the hydrocarbon. This protects the catalyst from sorption of poisonous compounds (eg nitrogen-containing compounds) during the initial steps of the reaction, especially when methanol is insoluble in the non-polar hydrocarbon charge.

触媒は非常に高い酸活性、好適には500以上、最適に
は1000以上(例えばα値=1600)の合成したま
まの結晶形態で微粉状のゼオライトであることが好適で
あり、また触媒の址は炭化水素に対して非常に少割す呈
(約炭1ヒ水素の0.02重足置6または触媒、/炭化
水素比0.01)であることが好適である。触媒粒子寸
法は50ミクロン以下が好適である。
The catalyst is preferably a finely divided zeolite in the as-synthesized crystalline form with a very high acid activity, preferably 500 or more, optimally 1000 or more (e.g. α value = 1600), and the catalyst has a very high acid activity. It is preferable that the ratio of carbon to hydrocarbon is very small (approximately 0.02 parts carbon to one part arsenide, or a catalyst/hydrocarbon ratio of 0.01). Preferably, the catalyst particle size is 50 microns or less.

炭化水素油の吸熱にメタノールの発熱を釣り合わせるた
めには接触クラッキング装置内でのメタノール/炭化水
素油の重量比に基ずく熱平衡を必要とする。メタノール
/炭化水素油のff1ffi比は1/20〜2/1の範
囲が好適である。装入原料が反応温度以下の温度で装入
される場合には、より多量のメタノールを使用する。こ
れは転化されるメタノール1g当り300〜400カロ
リーの熱を放出し、またクラッキングされる炭化水素油
12当り100〜170カロリーの熱を吸収するという
事実に基づくものである。
Balancing the heat absorption of the hydrocarbon oil with the heat generation of methanol requires a thermal balance based on the methanol/hydrocarbon oil weight ratio within the catalytic cracking device. The ff1ffi ratio of methanol/hydrocarbon oil is preferably in the range of 1/20 to 2/1. If the feedstock is charged at a temperature below the reaction temperature, more methanol is used. This is based on the fact that each gram of methanol converted releases 300 to 400 calories of heat and each gram of hydrocarbon oil that is cracked absorbs 100 to 170 calories of heat.

上述の関係は低濃度の高活性ゼオライト触媒の存在下で
のメタノールの高発熱性転化によりクラッキング反応を
実質上完全に持続させることを可能にし、クラッキング
反応はクラッキング反応自体による熱的冷却が防止され
る。
The above relationship allows the cracking reaction to be sustained virtually completely by the highly exothermic conversion of methanol in the presence of a low concentration of highly active zeolite catalyst, and the cracking reaction is prevented from being thermally cooled by the cracking reaction itself. Ru.

活性すなわちα値約1600をもつ高活性ゼオライト触
媒を3 X 10−’amの平均粒子寸法のような非常
に細かく粉砕された状態で使用する場合、軽油のような
炭化水素及びメタノールのような酸素含有化合物を気化
し、次に450〜650℃の温度範囲で、1〜60秒、
好適には6〜15秒の反応期間で、−!5量の付加的熱
を添加することなしに、多量のコークスまたはガスを製
造することなしに、また低沸点範囲炭化水素類及び不飽
和炭化水素の製造量の増加を伴って前記軽油をクラッキ
ングし、同時にメタノールを転化することが特に観察さ
れた。触媒のUは炭化水素油の5.0重1%までである
ことができるが、炭化水素油の1.0重196以下が好
適であり、0.02重量%以下が最適である。触媒の量
が0.02ML量%である場き、消費される触媒の量が
再生操1ヤ中の通常の損失■とほぼ同量であるために、
触媒を再生する必要はない。
When a highly active zeolite catalyst with an activity or α value of about 1600 is used in a very finely divided state, such as an average particle size of 3 The contained compound is vaporized, and then at a temperature range of 450 to 650°C for 1 to 60 seconds,
Preferably, with a reaction period of 6 to 15 seconds, -! cracking said gas oil without adding 5 amounts of additional heat, without producing large amounts of coke or gas, and with increased production of low boiling range hydrocarbons and unsaturated hydrocarbons; , it was specifically observed that methanol was converted at the same time. The U of the catalyst can be up to 5.0% by weight of the hydrocarbon oil, preferably less than 1.0% by weight of the hydrocarbon oil, and optimally less than 0.02% by weight of the hydrocarbon oil. When the amount of catalyst is 0.02 ML%, the amount of catalyst consumed is almost the same as the normal loss during regeneration operation.
There is no need to regenerate the catalyst.

第1図に示すように、本発明方法は導管(12)中の軽
油のような予熱済み炭化水素、導管(14)中の触媒及
び導管(13)中のメタノールのような酸素含有化α物
を混合してFP管(21)中の温合物を形成し、得られ
た混合物を導管(4つ)中のリサイクル炭化水素類と混
合してヒーター(25)へ入る導管(23)中の装入原
料混合物を形成する。該装入原料混合物を500〜65
0℃(932〜1202下)へ加熱し、導管(26)、
導管(28)及び導管(29)を介してライザー反応器
〈31)へ装入する。生成物類、未反応装入原料及び触
媒を導管(33)を介して熱交換器(35)へ排出して
導管(11)により装入される軽油を予熱する。冷却済
みライザー流出流を導管(37)を介して精留装置(4
1)I\装入する。CO2及びCOを導管(43)より
除去し、C3〜C6生成物頚は導管(45)により取出
し、C6〜Cps生成物預及び水を導管(47)より除
去し、軽油のような水反応炭化水素類を導管(4つ)よ
り除去する。導’!’(47)中の物質をデカンタ−(
51)へ装入し、06〜CI5生成物を導管(53)よ
り排出し、水及び触媒を導管(55)より排出して廃棄
する。
As shown in FIG. 1, the method of the present invention comprises a preheated hydrocarbon such as gas oil in conduit (12), a catalyst in conduit (14) and an oxygen-containing alpha compound such as methanol in conduit (13). are mixed to form a warm mixture in the FP tubes (21) and the resulting mixture is mixed with the recycled hydrocarbons in the conduits (4) in the conduits (23) entering the heater (25). Form a charge mixture. The charging raw material mixture is 500 to 65
heating to 0°C (below 932-1202), conduit (26);
The riser reactor (31) is charged via line (28) and line (29). The products, unreacted feedstock and catalyst are discharged via line (33) to a heat exchanger (35) to preheat the gas oil charged via line (11). The cooled riser effluent is passed through conduit (37) to the rectifier (4).
1) Charge I\. CO2 and CO are removed through conduit (43), C3-C6 product neck is taken out through conduit (45), C6-Cps product deposits and water are removed through conduit (47), and water reaction carbonization such as light oil is removed. Hydrogen is removed from the conduits (4). Guide'! '(47) The substance in the decanter (
51), the 06-CI5 products are discharged through conduit (53), and the water and catalyst are discharged through conduit (55) for disposal.

ライザー反応器(31)はサイクロン分離装置または触
媒ストリッピング帯域を必要としない他は慣用の反応器
である。
The riser reactor (31) is an otherwise conventional reactor that does not require a cyclone separator or catalyst stripping zone.

導管(26)中の装入原料はほぼ反応温度へ加熱されて
おり、次にライザー反応?コ(31)へ入る。
The charge in conduit (26) has been heated to approximately the reaction temperature and is then subjected to riser reaction? Enter Ko (31).

ライザー反応器(31)の温度は装入原料混合物中の酸
素含有化合物/炭化水素比を所望の転化レベルに対して
釣り合わせることによって制御される。
The temperature of the riser reactor (31) is controlled by balancing the oxygen-containing compound/hydrocarbon ratio in the feedstock mixture to the desired conversion level.

ライザー反応器(31)は発熱性メタノール転化反応が
絶えず100%完全であるが、吸熱性である炭化水素油
の転化はメタノール転化により放出される熱の量により
制限されるために、有効且つ自動的である組み込み式温
度制御II機構分備える。
The riser reactor (31) is effective and automatic because the exothermic methanol conversion reaction is always 100% complete, but the endothermic hydrocarbon oil conversion is limited by the amount of heat released by methanol conversion. Equipped with built-in temperature control II mechanism.

装入原料が高窒素含量をもつ場きには、ヒーター(25
)は導g(17)を介してヒーター(25)へ入る酸素
含有化合物と触媒の混合物を別に加熱することができる
。別に加熱された酸素含有化合物/触媒温合物を導管(
27)を介して導管(26〉へ装入し、導管(28)及
び導管(2つ)を通過してライザー反応3(31)へ入
る。更に、炭化水素及び酸素禽有fヒ3物を導管(21
〉、導管(23)及び導管(26)を移動する混合物と
して加熱しても、また炭化水素について導管(21)、
F%管(23)及び導管(26)を、酸素含有化合物に
ついて導管(17)及び導管(27)を移動するものと
して別個に加熱しても良く、触媒は導管(14)から該
導管に接続する導管(28)へ送られる。
If the charge has a high nitrogen content, a heater (25
) can separately heat the mixture of oxygen-containing compound and catalyst which enters the heater (25) via the conductor (17). A separately heated oxygen-containing compound/catalyst mixture is passed through a conduit (
27) to the conduit (26>) and passes through the conduit (28) and the conduits (2) to the riser reaction 3 (31). Conduit (21
>, conduit (23) and conduit (26) are heated as a moving mixture, and also for hydrocarbon conduit (21),
The F% tube (23) and the conduit (26) may be heated separately as the oxygen-containing compound is transferred through the conduit (17) and the conduit (27), and the catalyst is connected to the conduit from the conduit (14). to a conduit (28).

[実 施 例] 以下に実施例(以下、特記しない限り単に1例」と記載
する)を挙げ、本発明を更に説明する。
[Example] The present invention will be further explained with reference to an example (hereinafter, simply referred to as "one example" unless otherwise specified).

燵−に クラッキング反応は0.02〜1.om、1?5のZS
M−5粉末を含有するjl−ヘキサデカン装入原料を使
用して等温空塔プラグ流反応器中で行なわれた。平均結
晶寸法は0.02・−0,05ミクロンであった。触媒
粒子寸法は44ミクロン以下であった。
The cracking reaction is 0.02 to 1. om, 1-5 ZS
It was carried out in an isothermal overhead plug flow reactor using a jl-hexadecane charge containing M-5 powder. The average crystal size was 0.02.-0.05 microns. Catalyst particle size was less than 44 microns.

第1表及び第2表に上述のヘキサデカンクラッキング実
験の結果を要約する。純粋な化υ物であるヘキサデカン
はクラッキングがカルボニウム−イオンにより進行する
か、または遊離ラジカル率により進行するかに関係なく
炭化水素濃度に依存する1次りラッキング速度を示すは
ずである。3種の触媒濃度及び2種の温度における1n
(1次転化率)と液体時間空間速度−’(L II S
 V−1)のプロットを第2図に示す、第2図のプロッ
トは上述の1次反応速度を立証するものである。上述の
データから誘導された活性化エネルギーを第3図に示す
Tables 1 and 2 summarize the results of the hexadecane cracking experiments described above. The pure compound hexadecane should exhibit a first-order cracking rate that depends on the hydrocarbon concentration, regardless of whether cracking proceeds via carbonium-ions or free radical rates. 1n at three catalyst concentrations and two temperatures
(primary conversion rate) and liquid hourly space velocity -' (L II S
The plot of V-1) is shown in FIG. 2, which proves the first-order reaction rate described above. The activation energies derived from the above data are shown in FIG.

ヘキサデカン非接触に関して、観察された5 0 、1
 kea11モル及び46.5kea11モルの活性化
エネルギーは純粋な炭化水素類の遊隙ラジカルクラッキ
ング反応についてしばしば記載されている50〜60k
ca11モルの範囲に極めて接近している。同様に、2
X10−’の触媒/油化を使用するクラッキング実験に
関して、測定された2 0 、5 kca11モル及び
23.6 kca11モルの活性「ヒエネルギーは他の
正パラフイン類のカルボニウムイオン接触反応について
しばしば記載されている1 5 ”−30kca11モ
ルの範囲内に含まれる。上述の測定された活性化エネル
ギーが前記の記載された活性化エネルギーの低い方にあ
ることは装入原料が気化して反応器へ入る時点で生ずる
非等温性により説明することができる。触媒が最も活性
である反応の開始時点で温度を比較的低くすると恐らく
人為的な低転化率を生じ、それ故、等温性が確保されて
いるとすれば、人為的に活性化エネルギーは低くなる。
For hexadecane non-contact, the observed 5 0 , 1
The activation energies of 11 mol of kea and 11 mol of 46.5 kea are 50-60 k, which is often described for free radical cracking reactions of pure hydrocarbons.
It is very close to the ca11 mole range. Similarly, 2
For cracking experiments using a catalyst/oleaginization of It is included within the range of 15"-30 kcal 11 mole. The fact that the activation energies measured above are on the lower side of the activation energies stated above can be explained by the non-isothermal nature that occurs when the feedstock vaporizes and enters the reactor. Relatively low temperatures at the beginning of the reaction, when the catalyst is most active, will probably result in an artificially low conversion and therefore an artificially low activation energy, assuming isothermality is ensured. .

触jX濃度を触媒/炭化水素比lXl0−2へ増加した
時、活性化エネルギーは約2 、5 kca11モルへ
降下した。このような活性化エネルギーの降下は物質移
動制限型の反応の開始を示唆するものであるが、見出さ
れた数学的標準値は物質移動制限(相間及び結晶内)が
上述の反応条件化では起こらないことを示している。
When the catalyst concentration was increased to a catalyst/hydrocarbon ratio of lXl0-2, the activation energy dropped to about 2.5 kcal. Although such a drop in activation energy suggests the initiation of a mass-transfer-limited reaction, the mathematical standard values found indicate that mass-transfer limitations (interphase and intracrystalline) are limited under the reaction conditions described above. It shows that it won't happen.

簡単にGえば、第1kに記載し、第2図〜第5図で解析
したような実$1〜12は分散した小結晶ZSM−5に
よるヘキサデカンのクラッキングに理論モデルを適用す
ることによって低濃度の細かく分散した触媒によるクラ
ッキングに・g・要な条件をT−想することを念口した
理論モデルを検証するらめである、高転化率では、反応
は多量のクラッキングの吸熟及び触媒の高固有活性のた
めに熱移動制限型となる。
Simply put, the fruits $1-12 as described in Section 1k and analyzed in FIGS. The purpose of this study is to test a theoretical model that takes into consideration the necessary conditions for cracking with a finely dispersed catalyst. Due to its inherent activity, it is heat transfer limited.

@蜜な知見は高活性ZSM−5(α値= 1600)の
少ffi<約0.02ffi量5′と)がライザー望反
応器へ装入される炭化水素流中に分散されている場合、
顕著なレベルの転化率を生ずることができることである
。第4図に記載するプロットは細い管中での操作が太い
管中での操作より高い表面積/体積化を生し、それによ
って反応器の加熱された外壁から反応への良好な熱移動
が提供されることを示すものであるために特に重要であ
る。
The interesting finding is that when a small amount of highly active ZSM-5 (α value = 1600) with a low amount of ffi < about 0.02 ffi 5') is dispersed in the hydrocarbon stream charged to the riser reactor,
It is capable of producing significant levels of conversion. The plot depicted in Figure 4 shows that operation in a narrow tube produces a higher surface area/volume than operation in a wide tube, thereby providing better heat transfer from the heated outer wall of the reactor to the reaction. This is especially important because it indicates that the

池の結果はl−ヘキサンの約50%が610℃(113
o下)及びガス滞留時間1.5秒以下でZSM−5触媒
の0.02重重量程度の少量で転化されることにある。
The results from the pond show that about 50% of l-hexane was heated to 610°C (113°C).
0) and a gas residence time of 1.5 seconds or less and a small amount of about 0.02 weight of ZSM-5 catalyst is converted.

結晶内または(■間物質移動制限は上述の条件下ではa
察されなかった。他の重要な結果は吸熱性ヘキサデカン
クラッキング反応が高ll!度ZSM−5B触媒(α値
= 1600>の濃度を1.0ffif1%へ増加する
時に熱移動制限型となる。二とにある9 は−」ユ 池の一連の12実験、実験番号13〜24は実@1〜1
2に使用した触媒と同様の触媒を俺用し、・1種の選択
された温度及びLH3V18.6で2つの反応間の熱収
支の情報を提供しながらヘキサデカン単独でのクラッキ
ング挙動、メタノール単独での転(ヒφ動、及びヘキサ
デカンとメタノールの1昆自1勿(ヘキサデカン′80
?、?/メタノール20%)の転化挙動を研究するため
に行なわれた。これらの実験は加熱された等温流動砂浴
に含浸された空塔管状反応器中で行なわれた。LH8V
は反応器の加熱した空体積を基準としな。
The intracrystal or (■) mass transfer limitation is under the above conditions a
It wasn't noticed. Another important result is that the endothermic hexadecane cracking reaction is high! When the concentration of ZSM-5B catalyst (α value = 1600> is increased to 1.0ffif1%, it becomes a heat transfer limited type. Fruit @1~1
Using a catalyst similar to that used in 2, we investigated the cracking behavior of hexadecane alone and methanol alone, providing information on the heat balance between the two reactions at one selected temperature and LH3V of 18.6. (Hexadecane '80)
? ,? /methanol 20%) was carried out to study the conversion behavior. These experiments were conducted in an open column tubular reactor impregnated with a heated isothermal fluidized sand bath. LH8V
is based on the heated empty volume of the reactor.

実験13〜24のデータを第2表に要約するが、詳細な
生成物分析値が特に重要である。LH9Vに関して、上
述の実@13〜24は高L HS V実験(実験1.2
.5.6.9.10)及び低L II S V実験く実
Q3.4.7.8.11.12)の間であった。実91
3及び1つは触媒を使用していない、従って、この点に
ついて実験9〜12と同様である。実@15.18.2
1及び24はローヘキサデカン80重量%とメタノール
2Offi螢%の装入原料混合物についての4?Iの温
度での熱平衡実験である。より高い温度、607℃<1
125下)及び588℃(1090下)での2種の実9
15及び18はヘキサデカンのかなり低沸点の物質への
転化率は優れているが、わずかな量のメタンを生ずるこ
とを示す。
The data for runs 13-24 are summarized in Table 2, with detailed product analyzes of particular interest. Regarding LH9V, the above-mentioned experiments @13-24 are high L HS V experiments (Experiment 1.2
.. 5.6.9.10) and low L II S V experiment Q3.4.7.8.11.12). Fruit 91
3 and 1 do not use catalyst and are therefore similar to runs 9-12 in this respect. Fruit @15.18.2
1 and 24 for a charge mixture of 80% by weight rhohexadecane and 2% methanol. This is a thermal equilibrium experiment at a temperature of I. Higher temperature, 607℃<1
125 below) and 588°C (under 1090)
Nos. 15 and 18 show that the conversion of hexadecane to much lower boiling materials is excellent, but produces only a small amount of methane.

また、ヘキサデカンとメタノールの装入原料混合物によ
る上述の実験は全てのメタノールが少なくともジメチル
エーテル(D M E )へ転化され、DMIEのほと
んどがメタンと水に分解され、それによって多量の水を
遊離するために重要である。
Additionally, the experiments described above with the hexadecane and methanol feed mixture indicate that all the methanol is at least converted to dimethyl ether (DME) and most of the DMIE is decomposed into methane and water, thereby liberating a large amount of water. is important.

また、607℃(1125下)及び588℃(1090
下)での実@15及び18では、メタンは次いで結合し
てプロペンのようなよりFj、mな生成物類を生じ、更
に多量のC6類及びC6類にもなることが観察されるて
あろう、また、607℃(1125下)での実験15で
は、更に重要なことはC7類、06類及びC,頚までI
\も付加反応が行なわれることにある。低温での28の
実験、実験21及び24では、メタノール単独及びヘキ
サデカン単独を凌ぐプロペンの同様の付加製造量がある
9丈に、C5十の付加量がWA造された。
Also, 607℃ (below 1125) and 588℃ (1090℃)
In experiments @15 and 18 below), it is observed that methane then combines to give more Fj,m products such as propene, and also more C6s and C6s. Also, in Experiment 15 at 607°C (below 1125), more importantly, C7 class, 06 class and C, I up to the neck
\ also involves an addition reaction. In 28 experiments at low temperatures, Runs 21 and 24, C50 additions were made in WA with similar additions of propene exceeding methanol alone and hexadecane alone.

実@16と比較して実@15は2/3以下の程度の水を
製造することが更に重要であり、これは恐ら<DMEが
反応してメタン及び水以外の生成物を製造することを示
すものであろう、しかし、A@18は実@15より低温
で水の製造量は少ない、しかし、このことは521℃で
の実験22では水の製造量が少ないのに同じ温度での実
@21では水の製造Iが多くのと特に異なるものである
It is even more important that the actual @15 produces less than 2/3 of the water compared to the actual @16, which is probably due to the fact that <DME reacts to produce products other than methane and water. However, A@18 is lower in temperature than actual @15 and produces less water. However, this means that in Experiment 22 at 521°C, the amount of water produced was less, but at the same temperature. In fact @21, water production I is particularly different from most.

また、上述の実験はヘキサデカンの転化率が高い方の温
度の2つの実験について90重量26以上であり、メタ
ノールの転化率は高い方の3つ実験について1o o 
qoであったことを示す。
In addition, in the above experiments, the conversion rate of hexadecane was 90 weight 26 or more for the two experiments at the higher temperature, and the conversion rate of methanol was 1 o o for the three experiments at the higher temperature.
Indicates that it was qo.

第2表のデータをヘキサデカン及びヘキサデカン/メタ
ノールi昆合物のクラッキングについてのアレニウスプ
ロットである第6図に要約する。この図はメタノールを
20重量%、n−へキサデカンを80玉量%の割合でヘ
キサデカン装入原料へ添加して、次に高活性Z S M
 −5触媒(全装入原「1の1ffi■%)と混合すれ
ば、装入原石としてヘキサデカンを1重用する場きに得
られる転化レベル及び装入原石として純粋なメタ、/−
ルを使用する場きに得られる転化レベル以上にヘキサデ
カンの転化率が増加することを示す、一番低い温度42
8℃(900下)での実験24において、反応生成物中
のメタノールがヘキサデカンを希釈し、メタノールの反
応速度が遅いために、純粋なヘキサデカンを用いて達成
されるヘキサデカン転化率以下にヘキサデカン転化率が
低下する。すなわち、より高い温度での、ヘキサデカン
−メタノール混合物の高転化率は主にクラッキング反応
が反応器熱移動制限型になるという事実によるものであ
る。
The data in Table 2 is summarized in Figure 6, which is an Arrhenius plot for the cracking of hexadecane and hexadecane/methanol compounds. This figure shows that 20% by weight of methanol and 80% by weight of n-hexadecane are added to the hexadecane charging raw material, and then highly active Z SM
-5 catalyst (1ffi% of the total charge), the conversion level obtained when using hexadecane as a single charge and pure meta as a charge, /-
The lowest temperature at which the conversion of hexadecane increases above the level of conversion obtained when using a
In experiment 24 at 8 °C (below 900 °C), the methanol in the reaction product diluted the hexadecane, resulting in a hexadecane conversion below that achieved using pure hexadecane due to the slow reaction rate of methanol. decreases. That is, at higher temperatures, the high conversion of the hexadecane-methanol mixture is primarily due to the fact that the cracking reaction becomes reactor heat transfer limited.

それ故、発熱性メタノール反応は全反応帯域中でのヘキ
サデカン反応への熱の寄与を可fmにし、それによって
選択されたレベルに反応温度を単に熱移動表面に沿って
のみではなく均一に維持することができる。
Therefore, the exothermic methanol reaction makes the heat contribution to the hexadecane reaction fm possible in the entire reaction zone, thereby maintaining the reaction temperature at the selected level uniformly and not just along the heat transfer surface. be able to.

第3にはメタノール/′ヘキサデカン実験の熟力学的分
析値である。この表はメタノールのヘキサデカンへの添
加がメタノールのDME〜パラフィン類+芳香族類への
反応により放出される熱量をヘキサデカンの今やより広
範囲となった吸熱クラッキング反応で吸収される熱とほ
ぼ全く等しい限り非常に高い転化率へヘキサデカン反応
を誘導する。
The third is the mechanical analysis value of the methanol/'hexadecane experiment. This table shows that as long as the addition of methanol to hexadecane increases the amount of heat released by the reaction of methanol to DME to paraffins + aromatics almost exactly equal to the heat absorbed in the now more widespread endothermic cracking reaction of hexadecane. Directs the hexadecane reaction to very high conversions.

c、jJ電                 2.8
3   4.:(52,78CIll類       
         1.19   1.79     
    1.20C、JPO,190,240,21 (じ+JffO,140,20 C+Jfl                  O,
1131,070,E15(314類        
   0.19   1.13   0.15    
     1.15C+J1           0
.63   0.26   0.39        
 0.26ヘキサデカン     8B、11  33
.81   5.58       37.07より高
沸点の物質    0.53        0.4:
1n−c+5lls<の転化率    13.89  
 (+6.19  93.02       62.9
3MEO11からのIIc(%)          
     4,90   2.2GN1ミ011ノ転化
率                100    5
4.03混合’l@” : n  C+g1(i+/M
l’:0111■j合比がn−C+JI、<80i1j
M%及びM +’: 01H119202+     
 22     23     244.10    
       2.20    2.17      
     1.25    0.893.15    
      2.26    4.14       
   0.91    0.551.54      
    1.07    0.94         
 0.78    0.480.21        
  0,63    0,52          0
.56    0,430.21          
       0.41          、G、5
t     O,3+1.13          0
.33   0,59          0.30 
  0.310.20          0.22 
   0.83          0.2θ    
0.180.30          0.68   
0.40          0.3Q    2.+
0゜6゜72   9B、73   45.91   
25.20         64.4[+    5
8.630.7G           O,691,
6291、’60   1.27   54.09  
  G9.50         35.54   2
G、712.92                8
.52   5.7+3         2.631
00                 100   
  17.50         49.20120j
l’jMj%である。
c, jJ electric 2.8
3 4. :(52,78 CIlls
1.19 1.79
1.20C, JPO, 190,240,21 (J+JffO, 140,20 C+Jfl O,
1131,070,E15 (Class 314
0.19 1.13 0.15
1.15C+J1 0
.. 63 0.26 0.39
0.26 Hexadecane 8B, 11 33
.. 81 5.58 Substances with boiling points higher than 37.07 0.53 0.4:
Conversion rate of 1n-c+5lls<13.89
(+6.19 93.02 62.9
IIc (%) from 3MEO11
4,90 2.2GN1 mi011 conversion rate 100 5
4.03 Mixed 'l@': n C+g1(i+/M
l':0111■j combined ratio n-C+JI, <80i1j
M% and M+': 01H119202+
22 23 244.10
2.20 2.17
1.25 0.893.15
2.26 4.14
0.91 0.551.54
1.07 0.94
0.78 0.480.21
0,63 0,52 0
.. 56 0,430.21
0.41, G, 5
t O,3+1.13 0
.. 33 0,59 0.30
0.310.20 0.22
0.83 0.2θ
0.180.30 0.68
0.40 0.3Q 2. +
0゜6゜72 9B, 73 45.91
25.20 64.4[+5
8.630.7G O,691,
6291,'60 1.27 54.09
G9.50 35.54 2
G, 712.92 8
.. 52 5.7+3 2.631
00 100
17.50 49.20120j
l'jMj%.

上述の例は酸索含宥(ヒ合物の発熱性転化及び吸熱性接
触クラッキング反応を接触的に促進するためにZSM 
 5を使用するものであるが、上述の反応を促進するた
めに池のゼオライトまたは他の酸性触媒を使用すること
ができる。
The above-mentioned example uses ZSM to catalytically promote the exothermic conversion and endothermic catalytic cracking reaction of the acetate compound (ZSM).
5, but a pond zeolite or other acidic catalyst can be used to promote the above-mentioned reaction.

X型ゼオラ・fl・、Y型ゼオライト及びモルデナイト
のような大気孔ゼオライト類はクラッキング反応及び酸
素含有化合物の転化を促進するに充分な酸活性をもつも
のであれば使用することができる。アルミナ、シリカ−
アルミナ、粘土等のような無定形物質もまた必要な酸活
性をもつ場合には使用することができる。多くの場き、
無定形物質を他の酸性化合物と接触させることによって
、例えば比較的不活性合物質を強溶解性鉱酸の溶液で含
浸するか、またはアルミナをフリーデル・クラフッ金属
ハロゲン化物と接触させることによって酸活性を無定形
物質へ添加することができる。
Large pore zeolites such as X-type zeola fl., Y-type zeolite, and mordenite can be used provided they have sufficient acid activity to promote cracking reactions and conversion of oxygen-containing compounds. Alumina, silica
Amorphous materials such as alumina, clay, etc. can also be used if they have the necessary acid activity. many places,
Acids can be made by contacting the amorphous material with other acidic compounds, for example by impregnating a relatively inert compound with a solution of a strongly soluble mineral acid, or by contacting alumina with a Friedel-Krach metal halide. Activity can be added to amorphous materials.

若干の状況においては、HF、HCI及びH2SO,の
ような強鉱酸は所望の酸度を提供するためにそのまま、
または水溶液または非水性溶液の形層で使用することが
できる。固体リン酸は上述の反応を促進することができ
る他の物質である。
In some situations, strong mineral acids, such as HF, HCI, and H2SO, may be used directly to provide the desired acidity.
Or it can be used in the form of an aqueous or non-aqueous solution. Solid phosphoric acid is another substance that can promote the above-mentioned reactions.

好適合物質はα試験により測定して100〜100 、
OOO、好適には500以上、Amには1000以上の
酸活性をもつ物質である。
Good compatibility substances are 100-100 as measured by α test,
It is a substance having acid activity of OOO, preferably 500 or more, and Am of 1000 or more.

制御指数1〜12をもつ形状選択性ゼオライト類は酸素
含有化合物から該ゼオライト上で望ましい生成物が形成
されるために特に望ましい。また、該ゼオライト類の形
状選択性は該ゼオライトを、慣用の大気孔ゼオライト類
では急速に生ずる老化(通常コークスの沈着による)に
抵抗力のあるものにする。
Shape-selective zeolites with a control index of 1 to 12 are particularly desirable because of the formation of desirable products on the zeolites from oxygen-containing compounds. The shape selectivity of the zeolites also makes them resistant to aging (usually due to coke deposition), which occurs rapidly in conventional large pore zeolites.

2種の異なる物i’を混合することによって、例えば比
較的高酸度のZSM−5または他の物質をアルミナまた
は粘土のようなより不活性合物質と混6することによっ
て所望の酸活性を得ることができる。
The desired acid activity is obtained by mixing two different materials i', e.g. by mixing relatively highly acidic ZSM-5 or other materials with more inert compounds such as alumina or clay. be able to.

また、酸ft用物質の量の補充増加される限り余り活性
でない物質を使用することができる。α活性1600の
ZSM−5を0.02重量%添加する場合またはα活性
160のZSM−5を0.2重量%添加する場きに類似
した転化率を得ることができる。
Also, less active materials can be used as long as the amount of acid ft material is supplemented and increased. Similar conversions can be obtained when adding 0.02% by weight of ZSM-5 with an alpha activity of 1600 or when adding 0.2% by weight of ZSM-5 with an alpha activity of 160.

通常、温度が高ければ高い程、接触反応及び非接触反応
はより息速なものになる。すなわち、温度か高ければ、
少量の触媒でも非常に有効であるために余り触媒分必要
としない、触媒の量は高温で自然に生ずる通常所望でな
い熱分解と釣り会わせねばならない。
Generally, the higher the temperature, the faster the catalytic and non-catalytic reactions. In other words, if the temperature is high,
Small amounts of catalyst are so effective that less catalyst is needed; the amount of catalyst must be balanced against the normally undesirable thermal decomposition that occurs naturally at high temperatures.

滞留時間も重要な変数である。触媒滞留時間の増加(例
えばライザー反応器を長くする)はより低い酸活性の触
媒またはより少量の触媒の使用を可能にする。
Residence time is also an important variable. Increasing the catalyst residence time (eg, lengthening the riser reactor) allows the use of lower acid activity catalyst or smaller amounts of catalyst.

−mに、高反応温度を得るためにはよりエネルギーを必
要とし、その結果、より多量の触媒を提供するか、より
酸性の触媒物質を使用するか、またはより長い滞留時間
を提供することによって反応温度を最低限にするための
試みを行なうことができる。比較的高温度側で操作する
ことが、特にリホーミングに似た反応を所望する場合に
は時折最も有利である9反応条件を高温で安定した大体
熱平衡のとれた反応操作にするためには、より低い酸活
性の触媒、より思い滞留時間、またはより少量の触媒を
1・た用することが望ましく、その結果リホーミングを
促進するより高い温度で熱平衡のとれた反応を得ること
ができる。
-m requires more energy to obtain a high reaction temperature and, as a result, by providing a larger amount of catalyst, using a more acidic catalyst material, or providing a longer residence time. Attempts can be made to minimize the reaction temperature. Operating at relatively high temperatures is sometimes most advantageous, especially when a reforming-like reaction is desired.9 In order to make the reaction conditions stable and roughly thermally balanced reaction operation at high temperatures, It is desirable to use catalysts with lower acid activity, longer residence times, or smaller amounts of catalyst, so that thermally balanced reactions can be obtained at higher temperatures that promote reforming.

また、比較的多量の低酸度物質を使用することによって
、触媒再生を行なわずに熱平衡のとれた反応を行なうこ
とができる。上述の型の操作において、非常に高いシリ
カ含量のZSM−5(または他の安定な酸作用物質)を
装入原料油及び酸素含有化合物が通過する固定床または
好適には流動床に備えることができる。低活性触媒では
多量の触媒の存在を容認することができ、例えば0.1
〜10、好適には0.5〜5に相当する仝液体装入原料
を基準とするL HS Vは所望の接触クラッキング反
応及び酸素含有化合物転化反応を行なうことができる比
較的低い活性の多体績の触媒を提供する。大規模濃密相
流動床操作は触媒が熱放出体として作用し且つ酸素含有
化合物と油を混合する際に問題が生じても温度変fヒを
最少限にすることができる若干の付加的fl1点をもつ
。2種の装入原nlが相溶性てないか、または混りする
ことが困難である場3に上述の問題が生ずるであろう。
Also, by using a relatively large amount of a low acidity substance, a thermally balanced reaction can be carried out without catalyst regeneration. In the type of operation described above, ZSM-5 (or other stable acid active material) with a very high silica content can be provided in a fixed bed or preferably in a fluidized bed through which the feedstock and oxygen-containing compounds are passed. can. For low activity catalysts the presence of large amounts of catalyst can be tolerated, e.g. 0.1
L HS V based on a non-liquid charge corresponding to ~10, preferably 0.5 to 5 is a relatively low activity polymorphic material capable of carrying out the desired catalytic cracking reactions and oxygen-containing compound conversion reactions. provide a catalyst for performance. Large-scale dense-phase fluidized bed operation has some additional fl 1 points where the catalyst acts as a heat emitter and can minimize temperature fluctuations if problems occur when mixing the oxygen-containing compound and the oil. have. The above-mentioned problem will arise in case 3 where the two charges nl are not compatible or are difficult to mix.

また、酸素合作(ヒ合物(低温て容易に気化する)と比
較的重質な炭化水素類(気化することが困難である)と
を混合することは困難である。
Furthermore, it is difficult to mix oxygen compounds (which easily vaporize at low temperatures) with relatively heavy hydrocarbons (which are difficult to vaporize).

C3TRすなわち連続撹拌タンク反応器(ct+nLi
nuous 5tirred tank reacto
r)操作と見なすことができるこの型の操作においては
、ゼオライト類が高酸活性であることはゼオライトが連
続再生の必要性を最少限となす長期間安定であることほ
ど重要ではない。
C3TR or continuous stirred tank reactor (ct+nLi
nious 5tirred tank reacto
In this type of operation, which can be considered an r) operation, the high acid activity of the zeolites is less important than the long-term stability of the zeolites, which minimizes the need for continuous regeneration.

勿論、再生操作を行なうこともでき、また触媒再生装置
を反応器に近接して設置することができる。触媒再生装
置は装置の熱を平衡化する手段として作用するものでは
なく、再生装置の主要な目的は触媒から触媒を失活する
コークスを除去することにある。触媒再生操作が本性で
再生操作に通常必要とする所要熱量の最少型以下の熱量
、恐らく該所要熱量の10%またはそれ以下の熱量しか
生じない操作ではコークスの生成量は極めて少ない、勿
論、コークスの燃焼による熱は熱再生操作排ガスと装入
される装入原料を熱交換することによって回収すること
ができる。
Of course, a regeneration operation can also be performed, and a catalyst regeneration device can be installed close to the reactor. The catalyst regenerator does not act as a means to balance the heat of the unit; its primary purpose is to remove catalyst-deactivating coke from the catalyst. In an operation in which the nature of the catalyst regeneration operation is such that the amount of heat produced is less than the minimum amount of heat required for the regeneration operation, perhaps 10% or less of the required amount of heat, the amount of coke produced is extremely small. The heat from the combustion of can be recovered by heat exchange between the heat regeneration operation exhaust gas and the charged feedstock.

行なうことができる操作の他の型は移動床反応器の使用
である。該企画も研究したが、流動濃密相反応諾または
単一充填床反応器よりかなり複雑である。
Another type of operation that can be performed is the use of a moving bed reactor. This design has also been investigated, but is considerably more complex than a fluidized dense phase reactor or a single packed bed reactor.

本発明方法は装置の熱平衡を保持するために触媒再生操
作に依存する操作から接触クラッキング方法を解放する
ものである。再生操作のない熱平衡操作は分散した少量
の高活性触媒を使用するか(この操作を例において使用
した)、または多量の非常に安定であるが、恐らく幾分
活性が低い触媒を提供することによる2種の方法で達成
される。
The process of the present invention frees the catalytic cracking process from relying on catalyst regeneration operations to maintain the thermal balance of the unit. Thermal equilibrium operations without regeneration operations can be achieved either by using a small amount of dispersed highly active catalyst (this operation was used in the example) or by providing a large amount of very stable, but perhaps somewhat less active, catalyst. This is achieved in two ways.

先行技術昔はメタノールをFCC装入原料に添加した点
でこの概念に酷似としてきた0例えば米(II0許第3
.974.062 Q 及U 同第3,974.063
 ’y 明#I18を参照されたい、上述の特許おける
FCC反応では装置の熱平衡の維持は熱再生済み触媒に
よるものであった。メタノールの添加は装入原料の軽質
生成物への転化率を大きく変化するものではなかった。
Prior Art In the past, methanol was added to the FCC feedstock, which closely resembled this concept.
.. 974.062 Q and U 3,974.063
In the FCC reaction in the above-mentioned patent, see #I18, maintenance of thermal equilibrium in the apparatus was due to the thermally regenerated catalyst. The addition of methanol did not significantly change the conversion of the charge to light products.

先行技術装置の触媒を連続的に使用すると、約1%のコ
ークスが集積されるが、これは有用な液体生成物類の損
失を意味するものである。恐らく、存在する多量の触媒
、すなわち油のffi量当り3mM%の触媒がメタノー
ルを何か他のものへ早期転化を行なったのであろう、こ
れとは異なって、例に開示したような本発明方法におい
ては、はとんど触媒は存在しない、より具体的に記載す
れば、メタノールをl? CC装入原料l\添加する先
行技術方法では油装入原料1kg当り触媒3kgを必用
とした0本発明方法は油装入原料1kg当り0.2gの
触媒しか必要としない、先行技術力法は本発明方法の1
5,000倍の多量の触媒分使用した。
Continuous use of the catalyst of the prior art system results in approximately 1% coke build-up, which represents a loss of useful liquid products. Presumably, the large amount of catalyst present, i.e. 3mM% catalyst per ffi amount of oil, caused the early conversion of methanol to something else, unlike the present invention as disclosed in the examples. In the process, there is usually no catalyst present; more specifically, methanol is converted into l? The prior art method of adding CC charge l\ required 3 kg of catalyst per kg of oil charge; the method of the present invention required only 0.2 g of catalyst per kg of oil charge; Method 1 of the present invention
A 5,000 times larger amount of catalyst was used.

熱平衡化反応の手段として触媒再生操作に依存する接触
クラッキング反応から接触クラッキング反応を解放する
ことによって、FCC再生装置、空気コンプレッサー等
の顕著な資本コスト及び操作コス1〜を削除できる0本
発明の熱平衡化方法はS O2を生成しない、このSO
2は従来法のF CC再生装置では硫黄(触媒上に沈着
したコークスに存在する)が燃焼した場自に必ず製造さ
れるものである。すなわち、本発明方法は慣用の接触ク
ラッキング装置に付随する顕著な空気汚染の問題を無く
ず、ずなわぢSOに及び再生装置排ガスの生成を削除す
るものである。
The thermal balance of the present invention eliminates the significant capital and operating costs of FCC regenerators, air compressors, etc. by liberating the catalytic cracking reaction from relying on catalyst regeneration operations as the means for the thermal balance reaction. This SO2 method does not generate SO2.
In conventional FCC regenerators, sulfur (present in the coke deposited on the catalyst) is always produced at the site of combustion. That is, the process of the present invention eliminates the significant air pollution problems associated with conventional catalytic cracking equipment, and eliminates the production of Zunawa SO and regenerator exhaust gases.

本発明方法の生成物は炭化水素類の接触クラッキングに
より得られる慣用の生成物類より優れた特性をもつもの
と忠われる。この1つの理由は転化反応が過去に使用さ
れていた反応器温度と関係ないことにある。転化反応は
添加する触媒の1を増加または減少することによって調
節することがてきる0反応帯域の温度は反応器へ添加す
る再生済み熱触媒の温度及び量ではなく、装入原料の予
熱呈により大部分決定することができる。
The products of the process of the invention are believed to have properties superior to conventional products obtained by catalytic cracking of hydrocarbons. One reason for this is that the conversion reaction is independent of reactor temperatures used in the past. The conversion reaction can be adjusted by increasing or decreasing the amount of catalyst added. The temperature in the reaction zone depends on the preheating of the charge rather than on the temperature and amount of regenerated thermal catalyst added to the reactor. Most can be determined.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は接触熱平衡クラッキング/転化方法の概略フロ
ーシートであり、第2図はヘキサデカンクラッキングに
ついての1次的間1系を示すグラフ図で61す、第3I
71はヘキサデカンクラッキングについてのアレニウス
プロットを示すグラフ図てあり、第4図は異なる直径の
反応器中てのヘキサデカンクランキングについてのアレ
ニウスプロットを示すグラフ図であり、第5図はヘキサ
デカンクラッキングについての温度と重1を基準とする
プロパン/メタン比の関係を示すグラフ図であり、第6
図はヘキサデカン及びヘキサデカン/メタ、ノール混合
物のクラッキングについてのアレニウスプロパンを示す
グラフ図である。図中: 11・・・導管、12・・・
導管、13・・・導管、14・・・導管、17・・・導
管、21・・・導管、23・・・導管、25・・・ヒー
ター、26・・・導管、27・・・導管、28・・・導
管、2つ・・・導管、31・・・ライザー反一応器、3
3・・・導管、35・・・熱交換器、37・・・導管、
41・・・精留装置、43・・・導管、47・・・導管
、4つ・・・導管、51・・・デカンタ−153・・・
導管、55・・・導管。 Fig、2 Fig、3 Fig、4
FIG. 1 is a schematic flow sheet of the catalytic thermal equilibrium cracking/conversion process, FIG. 2 is a graphical diagram showing the first order system for hexadecane cracking,
71 is a graph showing the Arrhenius plot for hexadecane cracking, FIG. 4 is a graph showing the Arrhenius plot for hexadecane cranking in reactors of different diameters, and FIG. 5 is a graph showing the Arrhenius plot for hexadecane cracking in reactors of different diameters. It is a graph diagram showing the relationship between propane/methane ratio based on weight 1, and the sixth
The figure is a graphical representation of Arrhenius propane for the cracking of hexadecane and hexadecane/methanol mixtures. In the diagram: 11... conduit, 12...
Conduit, 13... Conduit, 14... Conduit, 17... Conduit, 21... Conduit, 23... Conduit, 25... Heater, 26... Conduit, 27... Conduit, 28... Conduit, 2... Conduit, 31... Riser reactor, 3
3... Conduit, 35... Heat exchanger, 37... Conduit,
41... Rectifier, 43... Conduit, 47... Conduit, 4... Conduit, 51... Decanter-153...
Conduit, 55... Conduit. Fig, 2 Fig, 3 Fig, 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、炭化水素を酸性触媒で接触クラッキングしてより軽
質な生成物類を製造する方法において、反応器中で、炭
化水素、酸素含有炭素化合物、及び炭化水素をクラッキ
ングし且つ酸素含有炭素化合物を炭素含量を増大した炭
化水素へ発熱的に転化することができる酸性触媒を接触
させ、ここで吸熱性接触クラッキング反応の反応熱の少
なくとも主要割合量が酸素含量炭素化合物の炭化水素へ
の発熱性反応より供給されることを特徴とする炭化水素
を酸性触媒で接触クラッキングしてより軽質な生成物類
を製造する方法。 2、反応器がライザー反応器である特許請求の範囲第1
項記載の方法。 3、炭化水素が軽油である特許請求の範囲第1項または
第2項記載の方法。 4、酸素含量炭素化合物が低級アルコール類、エーテル
類、アルデヒド類及びケトン類からなる群から選択され
る特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか1項
に記載の方法。 5、酸素含有炭素化合物がメタノールである特許請求の
範囲第4項記載の方法。 6、触媒がゼオライトである特許請求の範囲第1項から
第5項までのいずれか1項に記載の方法。 7、ゼオライトがHZSM−5である特許請求の範囲第
6項記載の方法。 8、ゼオライトが炭化水素の0.01〜5重量%に等し
い量で存在する特許請求の範囲第1項から第7項までの
いずれか1項に記載の方法。 9、ゼオライトが炭化水素の0.02〜1.0重量%に
等しい量で存在する特許請求の範囲第8項記載の方法。 10、反応が450〜650℃の温度で生じ、反応器の
炭化水素滞留時間が1〜10秒である特許請求の範囲第
1項から第9項までのいずれか1項に記載の方法。 11、酸素含有炭素化合物/炭化水素の重量比が1/2
0〜2/1である特許請求の範囲第1項から第10項ま
でのいずれか1項に記載の方法。 12、酸素含有炭素化合物と触媒を予備混合して酸素含
有炭素化合物中に触媒を分散させ、次に得られた混合物
を炭化水素と混合する特許請求の範囲第1項から第11
項までのいずれか1項に記載の方法。 13、触媒がα活性500以上のZSM−5であり、触
媒粒子寸法が50ミクロン以下である特許請求の範囲第
1項から第12項までのいずれか1項に記載の方法。
[Claims] 1. A method for producing lighter products by catalytic cracking of hydrocarbons with an acidic catalyst, which comprises cracking hydrocarbons, oxygen-containing carbon compounds, and hydrocarbons in a reactor; contacting an acidic catalyst capable of exothermically converting the oxygen-containing carbon compound to a hydrocarbon with increased carbon content, wherein at least a major proportion of the heat of reaction of the endothermic catalytic cracking reaction is directed to the hydrocarbon of the oxygen-containing carbon compound; A method for producing lighter products by catalytic cracking of hydrocarbons with an acidic catalyst, characterized in that the hydrocarbons are supplied by an exothermic reaction to 2. Claim 1 in which the reactor is a riser reactor
The method described in section. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the hydrocarbon is light oil. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the oxygen-containing carbon compound is selected from the group consisting of lower alcohols, ethers, aldehydes, and ketones. 5. The method according to claim 4, wherein the oxygen-containing carbon compound is methanol. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the catalyst is a zeolite. 7. The method according to claim 6, wherein the zeolite is HZSM-5. 8. A process according to any one of claims 1 to 7, wherein the zeolite is present in an amount equal to 0.01 to 5% by weight of the hydrocarbon. 9. The method of claim 8, wherein the zeolite is present in an amount equal to 0.02 to 1.0% by weight of the hydrocarbon. 10. A process according to any one of claims 1 to 9, wherein the reaction takes place at a temperature of 450 to 650°C and the hydrocarbon residence time in the reactor is 1 to 10 seconds. 11. The weight ratio of oxygen-containing carbon compound/hydrocarbon is 1/2
The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the ratio is 0 to 2/1. 12. Premixing an oxygen-containing carbon compound and a catalyst to disperse the catalyst in the oxygen-containing carbon compound, and then mixing the resulting mixture with a hydrocarbon.Claims 1 to 11
The method described in any one of the preceding paragraphs. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the catalyst is ZSM-5 with an α activity of 500 or more, and the catalyst particle size is 50 microns or less.
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