JPS62500501A - 接触分解触媒及び分解方法 - Google Patents
接触分解触媒及び分解方法Info
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- JPS62500501A JPS62500501A JP60504398A JP50439885A JPS62500501A JP S62500501 A JPS62500501 A JP S62500501A JP 60504398 A JP60504398 A JP 60504398A JP 50439885 A JP50439885 A JP 50439885A JP S62500501 A JPS62500501 A JP S62500501A
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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。
Description
【発明の詳細な説明】
接触分解触媒及び分解方法
発明の分野
本発明は新規な接触分解触媒、それらの製造方法及び該触媒を使用する分解方法
に関する。分解触媒は無機醇つムイオンを達成し、従来Nanoを除失するのに
用いられるエネルギー集約的か焼工程を必要としない方法によって形成される。
発明9背景
接触分解用触媒を取り扱う従来技術は大分になるが、基本的ゴールは分解触媒と
して用いるための変性ゼオライトを作ることである。次いで、これらのゼオライ
トをゼオライト用マトリックスとしてのアルミナ、シリカ等に加える。ゼオライ
ト性成分は通常ゼオライ)Yでありかつ千年以上の開本質的に変わっていない。
分解触媒の技術の発達の大部分は前処理したゼオライトを用い、該ゼオライトを
次いで種々のマトリックスに混和することによって触媒配合物を調製することに
集中してきた。かかる発達の代表は、米国特許4140.249号、同&352
.796号、同4312.615号及び同へ544670号に開示されているも
のである。
別のアプローチはゼオライトの種々の二次処理、例えば基本的ゼオライト性成分
のアルカリ金属含量を低下するプロセス(例えば米国特許&293,192号及
び再発行28.629号)及びゼオライト性骨組からアルミニウムを抜出すプロ
セス(ゼオライトの熱安定性を高めるため)に関するものであった。後者のプロ
セスが必ずアルミニウムが除かれた部位を有する生成物を生ずることは当然であ
り、よって、かかるプロセスによって形成されるゼオライトは結果としである不
安定度を有する。
本明細書に援用する1983年6月29日に公表され九EPC公表第82,21
1号を有するEPC出願81j1062α3号に、新規なゼオライト群が開示さ
れかつゼオライ) rLZ−zloJと命名されている。
このアルミノケイ醇塩群は酸化物のモル比により下記=(α85− t 1)M
2/nO:A1103 :x 5i02(式中、「M」は原子価「n」を有する
カチオンであり、「x」は&0より大きな値を有する)
として表わされる化学組成を有するアルミノケイ酸塩を含む。LZ−210は7
オージヤサイ)l造を有しかつsio、対Al2O3比が6.0より大きいが、
脱アルミン酵塩化(dealaminated )、すなわちアルミニウム抽出
ゼオライトに必ず伴う問題を持たない新規なアルミノケイ酸塩群である。
種々の従来技術のプロセスの中に、ゼオライトをハロゲン含有化合物で処理し、
それでゼオライトに残留フッ化物を与えることを含むプロセスがある。このよう
なプロセスについての特許の代表は米国特許5,620.960号(フッ化モリ
ブデン);同1630.965号(フッ化水素酸);同S、 644.220号
(アルミニウム、ジルコニウム、チタン、スズ、モリブデン、タングステン、ク
ロム、バナジウム、アンチモン、ビスマス、鉄、白金族金属及び希土類から成る
群より選ぶ揮発性へ四ゲン化物);同3.575,887号(フッ化物及び塩化
物);同へ699.056号(ハロゲン化炭化水素);同5,702.312号
(フッ化物及び塩化物);同4.427.788号(シリカ対アルミナ比が10
0より大きなゼオライトを処理するアンモニア性フッ化アルミニウム溶液);同
4.42スフ90号(シリカ対アルミナ比が100より大きなゼオライトの錯体
フルオロアニオン処理)である。
米国特許4.427.790号は、ゼオライトが約100より大きなシリカ対ア
ルミナ比を有する場合にのみ、いくつかのフルオロアニオンが結晶性ゼオライト
の活性を増大させることを開示する最近の特許である。該特許は、また、処理し
た生成物とマトリックス材料との後混和物(post −admixture
)についても開示している。興味のあることに、該特許は、本来、そのプロセス
がかがるシリカの高いゼオライトを処理する場合のみかつ該ゼオライトを他のあ
らゆる成分を存在させないで処理する場合のみに利点があることを教示している
。
上記のゼオライトの7フ化物処理の一変法が米国特許&619,412号に開示
されている。米国特許3,619,412号のプロセスはモルデナイトと無定形
シリカーアルミナとの混合物をニフフ化アンモニウム又はフッ化水素醗等のフッ
素化合物の溶液で処理することから成る。フッ化水素酸素処理は処理した触媒に
安定性を与えると言われている。更に、シリカ対アルミナ比が100より大きな
ゼオライトの特定の処理を含むプロセスが米国特許4427、786 ; 4.
427.787 ; 4427.789及び4.427.791号に開示されて
いる。米国特許4,427.7B6号は、ゼオライトが100より大きなシリカ
対アルミナ比を有する担持ゼオライトを7フ化ホウ素で処理し、フッ化ホウ素を
加水分解し、アンモニウム塩交換しかつか焼することを開示している。同特許に
おける例2と9との比較では、シリカ対アルミナ比が70より小さいゼオライト
の活性が、プロセスの結果として活性の低下を示したことを示す。米国特許4.
42スフ87号は、アルミナ担持ゼオライトであって、該ゼオライトは100よ
り大きなシリカ対アルミナ比を有するものについてフッ化水素の希薄水溶液で処
理することを開示している。フッ化水素処理はシリカ対アルミナ比が100を越
えるゼオライトの活性を優先的に増大させると言われている。米国特許4,42
スフ89号はアルミナ担持ゼオライトであって、該ゼオライトは100より大き
なシリカ対アルミナ比を有するものをアルカリ金属フッ化物の水溶液で処理し、
アンモニウム塩の温溶液を含浸させてが焼するこを開示している。米国特許4,
42スフ91号は無機酸化物材料を7フ化アンモニウム又は三フフ化ホウ素で処
理し、アンモニウム交換してか焼するプロセスについて開示している。該処理は
アンモニウム交換工程の結果として無機酸化物材料の活性を高めると言われてい
る。
LZ−210及びLZ−210の路体を触媒として使用することが同時係属し及
び共通に譲渡された1983年5月2日出願の米国出願第490.965号及び
1983年6月2日出願の米国出願第500.446号に開示されている。
本発明は、細孔の大きなゼオライトを少くとも1種の無機酸化物マ) IJフッ
クス分と組合わせて本明細書中以降で検討する通りの特定元素の特定フルオロ塩
に接触させて炭化水素転化プロセスにおいて有用なゼオライト含有触媒を提供す
る新規な方法に関する。
発明の要約
従来技術についての上記検討は、本発明において観察されるむしろ異常でかつ新
規な結果を評価する際にためになる。本発明の最も顕著な属性の内の1つは、N
a2Oの除去を促進するか焼工程或は商業上非現実的な数のイオン交換工程の使
用を必要としないで、細孔の大きなゼオライトと無機酸化物とを含み、Na2O
含量(重量パーセント)が全触媒重量を基準にして約α3重量パーセントより少
い触媒を達成する従来知られていない能力である。このようなプロセスは従来開
示されていない。実際、従来技術は反対のことを開示している。例えば米国特許
4953.983号はYゼオライトをアンモニウムフルオロシリケート及び硫酸
アンモニウムの溶液で処理することを開示している。米国特許3,933.98
3号の1214表■における処理した資料は全てN a 20含量が五35重量
パーセント(乾燥基準)より多い。表■は、また、ゼオライトを温度60o7(
316℃)において焼成した後に希土類交換してN&20含量の減少を達成する
ことが必要であったことをも開示している。かかる焼成手順は従来技術において
ゼオライト中に存在するN a t Oの熱的再分配を与えるために採用されて
きた。
本発明は細孔の大きなゼオライトと無機マトリックスとの物理的混合物を特定の
フルオロ塩で処理することによって触媒を製造することに関する。触媒は炭化水
素転化プロセス、特に接触分解プロセスにおいて有用である。
かかる新規な触媒が生成される機構は完全にはわがらないが、3より大きなpH
を有するスラリーにおけるゼオライトと、無機酸化物マトリックスと、フルオロ
塩との相互作用が、N a 20含量が約α3重量パーセントより少い最終の触
媒を与えることができ、これを触媒又は触媒中に含有されるゼオライトのNa2
O焼成を必要としないで達成し得ることを特徴とする点で独特であることは明ら
かである。更に、ゼオライトと無機酸化物マトリックスとを次の混合物で別に処
理して触媒を形成することは、本発明の触媒と同じ触媒特性を有する触媒となら
ないが明らかである。
本発明のプロセスは、細孔の大きなゼオライトと無機陵化物マトリックスとの混
合物に、次式:(式中、rAJは有機又は無機イオン性成分、例えばアルミニウ
ム又は第四アンモニウムイオンであり;(MFn)。
は元素rMJを含むフルオロアニオン成分であり;「M」は元素の1に期表(サ
ージエン) (Smrgent )−ウェルチサイエンティフィックカンパニー
)の第VB、 V[B、■B1■、IIIA、II/A及びVA族及び希土類元
素からの元素群から選ぶ元素であり;許される元素、すなわちrMJの代表はホ
ウ素、アルミニウム、ガリウム、ケイ素、リン、アンチモン、ビスマス、パラジ
ウム、白金、イリジウム、鉄、レニウム、モリブデン、タンタル及びチタンであ
り;「n」はrMJの配位数であり;「m」はrMJの原子価であり;「2」は
rAJに関連した原子価又は電荷である)
のフルオロ塩の有効量を接触させて作る触媒を使用する。
フルオロ塩は有効量で存在することができかつ水溶液又はスラリー状にすること
ができる。フルオロ塩は、好ましくは無水基準で細孔の大きなゼオライト100
グラム当り少くともα0075モルの量である。フルオロ塩、ゼオライト、無機
酸化物マトリックス成分の水性スラリーはPJ3より大きなpHを有し、好まし
くは4〜7の範囲内、一層好ましくは約4〜約6.5の間のpHを有し、かつ温
度及び時間の有効な条件において用いる。フルオロ塩で処理した後に得られる触
媒生成物は、次いで好ましくは生成物をアンモニウムイオンで、好ましくは細孔
の大きなゼオライト100グラム(ゼオライトの重量は無水基準である)当り約
10〜10モルの間のアンモニウムイオンの量でアンモニウム交換して処理する
。生成した触媒は、Na2O含量が触媒の全型1を基準にしてα3重量パーセン
トより少く、好ましくはα2重4パーセントより少く、一層好ましくはcLi重
量パーセントより少い。
上記の触媒にセリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サ
マリウム、ユーロピウム、ガドリウム、テルビウム、ルテチウム、ジスプロシウ
ム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムから成る群より選ぶ少
くとも1種の希土類カチオンの触媒的に有効量を付与して触媒中に用いる細孔の
大きなゼオライトの全重量を基準にして、好ましくは約11〜約20瓜量%の前
述した希土類カチオンの少くとも1種又はそれ以上を与えることができる。
発明の詳細な説明
本発明は、細孔の大きなゼオライトと無機酸化物マトリックスとの混合物に、次
式:
(式中、rAJは有機又は無機イオン性成分、例えばアンモニウム及び第四アン
モニウムイオンであす;〔■〕 z
は元素rMJを含むフルオロアニオン成分であり;「M」は元素の周期表(サー
ジェント(Sargent )−ウェルチサイエンティフインクカンパニー)の
第VB、MB、■B2■、mA、IVA及びVA族及び希土類元素からの元素群
から選ぶ元素であり、例えばホウ素、アルミニウム、ガリウム、ケイ素、リン、
アンチモン、ビスマス、パラジウム、白金、イリジウム、鉄、レニウム、モリブ
デン、タンタル及びチタンであり;「n」はrMJの配位数であり;「m」はr
MJの原子価であり;「2」は「A」に関連した原子価又は電荷である)
のフルオロ塩の有効量を接触させて作る新規触媒に関する。フルオロ塩は所望の
Na2Oレベルを達成するのに有効な量で用い、かつ好ましくは無水基準で細孔
の大きなゼオライト100グラム当り少くとも(10075モルの1である。7
A/オロ塩と、細孔の大きなゼオライトと、無機酢化物マトリックスとの水性ス
ラリーは6より大きなpHを有し、好ましくは約4〜約7の範囲内、一層好まし
くは約4〜約45の間のpHを有し、かつ温度及び時間の有効条件にある。生成
物は、好ましくは、得られたフルオロ塩処理の生成物をアンモニウムイオンによ
り、好ましくは無水基準で細孔の大きなゼオライト100グラム当り約1〜約1
0モルのアンモニウムイオンの量でアンモニウム交換して処理する。生成した触
媒は、NazO含量が触媒の全重量を基準にしてcL3重量パーセントより少く
、好ましくは0.2重量パーセントより少く、一層好ましくはcL1重量%より
少く、かっこのことは本明細書中以降に説明する通りにN a 20の焼成なし
で達成することができる。
更に、本発明の触媒に触媒的に有効量の少くとも1iの希土類カチオンを付与す
ることができ、かつ「希土類カチオン」なる用語はセリウム、ランタン、プラセ
オジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリウム、テ
ルビウム、ルテチウム、ジスプロシウム、ホルシウム、エルビウム、ツリウム、
イッテルビウムから成る群より選ぶ少くとも1種の希土類カチオンを言うのに用
いる。希土類カチオンは、触媒中に使用するゼオライト成分の全重量を基準にし
て酸化物として表わして約α1〜約20重量パーセントの少くとも1種又はそれ
以上の前述したカチオンの量で存在する。希土類カチオンは、細孔の大きなゼオ
ライトの全重量を基準にして好ましくは約1〜約12重量パーセントの量で、一
層好ましくは約2〜約9重量パーセントの鼠で存在する。
添付の鮪求の範囲を含む本開示において、「N□oか焼」なる用語又は「非焼成
(non−calcined ) Jのままの細孔の大きなゼオライト又は触媒
の特性表示は、ゼオライトに伴うカチオン、例えばアルカリ金属カチオンの熱的
再分配を行ってイオン交換にょる該カチオンの除去を促進する有効温度における
細孔の大きなゼオライト(単独或は無機酸化物マ) IJフックス組合わせて)
の熱処理を言うのに用いる。ゼオライトからのN a 20除去に適用するよう
な「Natoか焼」なる用語は、通常ゼオライトの当業者により、温度300’
C又はそれ以上で約1時間処理することを含むものと理解される、というのはか
かる温度において及びかかる時間で、ゼオライトに伴うカチオンの少くともある
程度の再分配が行われるからである。例えば、接触分解触媒の商業的製造では、
ゼオライトを温度500℃又はそれ以上で焼成してN h 20を再分布させて
後か焼イオン交換におけるナトリウムイオンのイオン交換を容易にする。温度約
200℃に2いて5秒又はそれ以下の間実施する噴霧乾燥等のプロセスは、ゼオ
ライトに伴うカチオンを除去するために行うものではないので、「Nazoか焼
」なる用語の範囲内に入らないと解する。更に、カチオン交換、例えばアンモニ
ウムイオン又は希土類カチオン交換が後に続かない熱処理工程は、ゼオライトに
伴うカチオン、例えばナトリウム又はその他のアルカリカチオンの除去を行い、
その結果、熱的手段によって該カチオンのイオン交換の容易性の増大を助長する
ために実施するものでなかったので、本発明の意味の内の「Na2Oか焼」では
ない。N&20含量の低い触媒を達成するための熱的か焼を必要としないが、か
−るか焼を完成触媒について実施する場合に細孔の大きなゼオライトと無機酢化
物マトリックスとの混合物を処理することが有利な結果を与え得ることは明らか
であり、よって、任意のか焼は本発明の範囲から排除しない。
本明細書中総括的に「ゼオライト」とも呼ぶ「細孔の大きなゼオライト」なる用
語は、本明細書中、細孔寸法が約6オングストロームより大きい、好ましくは平
均細孔寸法が約6〜約15オングストロームのゼオライトを言うのに用いる。代
表的なゼオライトはゼオライトY1ゼオフイトx1ゼオライトベータ(米国特許
3.3QB、069号)、ゼオライ) ZK−20(米国特許&446,727
号)、LZ −210(E、P、C,公表第82.211号;1983年6月2
9日、本明細書中に援用する)、ゼオライトZSM−3(米国特許3,415.
756号)、ZSM型ゼオライト、モルデナイト、ゼオライトL1ゼオライトオ
メガ、ホージャサイト及びこれらの混合物を含む。
細孔の大きな出発ゼオライトの形はアルカリ金属アルミノケイ酸塩のものである
ことがしばしばあり、或は一部アンモニウム状にすることができる。細孔の大き
なゼオライトをアンモニウム交換することによってこれにアンモニウムイオンを
付与した後に無機マトリックスに混和するか、或は混合物をアンモニウム又はカ
チオン交換した後に混合物にフルオロ塩溶液又はスラリーを接触させることがで
きる。細孔の大きなゼオライトに少くとも一部アンモニウム交換を行った後に本
プロセスに使用することが好ましい。
好ましい細孔の大きなゼオライトはY型ゼオライト、すなわちゼオライ)Yの必
須X線回折図形を有し、5IO2対A1.O,比が約45より大きい、好ましく
は約4.5より大きい〜約6のゼオライトである。5102対Al2O3比が約
45より大きいYゼオライトは米国特許へ130,007号に開示されている。
Yゼオライトはユニオンカーバイドコーポレーションから商標表示rY−521
及び「Y−62」で市販されている。[Y−52J及び「Y−62Jは、コネチ
カット、ダンブリ−、ユニオンカーバイドコーポレーションから入手でき、本明
細書中に援用するゼオライトキャタリストデータシートF−3858C(7/7
9)及びF−3480C(7/79)にそれぞれ広く記載されている。本発明に
おいて使用可能と考えられる代表的なY型ゼオライトは次に開示されているもの
を含み、これらに限定されない:米国特許?1t835,032;へB2O,7
25;3,293.192;3.449,070;5.839.539 ; 5
.867.310 ; 3.929.620 ;3.929,621;へ93?
i、983 ;4,058,484 ;4、0 B 5.069 ; 4.17
5.059 ; 4.192.778 ;!11676568”、へ595,6
11 ;3,594,531 ;453へ521;5,29へ192;5.96
6.643;ム96へ882:及びへ957:623号。上述した特許は5IC
h対A I 203比が約45より大きなYゼオライトの単なる代表であって本
発明に使用し得るYゼオライトを完全に載せるつもりではない。上に記載したよ
うに、好ましいYゼオライトはS i O! / A l z Os 比が約4
.5〜約5.5のものであり、かつ望ましくはゼオライトのもとのカチオンの少
くとも一部をアンモニウムイオンで交換させ、すなわち少くとも一部アンモニウ
ム体である。本方法の1つの利点は、熱処理しなかったYゼオライトを用いてY
ゼオライトのカチオンの熱的再配列を実施することである。よって、Y−52、
Y−62等のYゼオライト或は同じ様に調製したゼオライトを本発明の方法にお
いて用いるのが好ましい。このようなゼオライトYの形態の性質及び調製につい
ては前述した特許により例示されておりかつ当分舒でよく知られている。
本発明の一実施態様において、接触分解触媒は、sio。
/ A 1203比が約!、、5〜60未満の非焼成Yゼオライトと無機マトリ
ックスとの混合物であって、ゼオライトY約5〜約40重量パーセントと、酸性
シリカゾル約10〜約25重量パーセントと、クレー好ましくはカオリンクレー
約45〜約75重量パーセントとを含むものに水性フルオロ塩溶液又はスラリー
を濃度、温度及び時間の有効な条件において接触させて本明細書中以降に規定す
る通りの3より大きい〜約7のpHを有するゼオライトと、マトリックスと、フ
ルオロ塩との混合物を与える。スラリーのpHは酸性又は塩基性添加剤、例えば
塩を加えて適当なpHに保って選定したPHm9Nのスラリーにすることができ
る。それ以上の実施態様では、フルオロ塩をアンモニウムへキサフルオロシリケ
ート及びアンモニウムへキサフルオロチタネートから成る群より選び、かつpH
を約3〜7にし、それでケイ素及びチタンの内の少くとも1種をYゼオライトの
結晶格子の中にアルミニウム四面体に代る四面体単位として挿入して結晶格子内
に外来のケイ素及び/又はチタン原子を付与する。
本明細書中で用いる如き「フルオロ塩」なる用語は、総括的に次式:
(式中、「A」は有機又は無機イオン性成分、例えばつンモニウム及び第四アン
モニウムイオンであり:〔■〕は元素rMJを含むフルオロアニオン成分であり
;「M−は元素の周期表(サージエン) (5arlr@nt)−ウエルチサイ
エンティフィックカンパニー)の第VB、■B、■B1■、I[IA、Fi’A
及びVA族及び希土類元素からの元素群から迩ぶ元素であり、例えばホウ素、ア
ルミニウム、ガリウムケイ素、リン、アンチモン、ビスマス、パラジウム、白金
、イリジウム、鉄、レニウム、モリブデン、タンタル及びチタンであり;「n」
はrMJの配位数であり;「m」はrMJの原子価であり、「翼」はrAJに関
連した原子価又は電荷である)
を特徴とする塩を言う。フルオロアニオンr(MF!1)、Jは次を含むことが
でき、これらに限定されない:BF4−1AIF4XPFs−1BIF4−XA
IFS X5IFs 、SbF5 、F*Fa 、PtFs 、AIFs 、P
dF7 、TaFg 、”rips及びこれらの混合物。
上式に従うフルオロ塩はアンモニウムテトラフルオロアルミネート、アンモニウ
ムヘキサ7/1/オロホス7エート、アンモニウムテトラフルオロビスマセート
、アンモニウムペンタフルオロアルミネート、アンモニウムへキサフルオロシリ
ケート、アンモニウムペンタフルオロアルミネート、アンモニウムテトラフルオ
ロ7エライト、アンモニウムへキサフルオロチタネート、アンモニウムへキサフ
ルオロチタネート、アンモニウムオクタフルオワタンタレート、アンモニウムへ
ブタフルオロパラデート、テトラメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、
アンモニウムテトラフルオロボレート及びアンモニウムへキサフルオロチタネー
トを含む。本発明の好ましい作業では、フルオロ塩を本明細書以降で一層詳細に
検討する通りにヘキサフルオロシリケートか或はヘキサ7/%/オ四チタネート
、好ましくはそれらのアンモニウム又は第四アンモニウム塩として選ぶ。
理論的には、本発明でゼオライトと、フルオロ塩と、無機酸化物マトリックスと
のスラリーを形成する際に用いる水溶液又はスラリー中のフルオロ塩の濃度につ
いての下方限界は無い、但し、当然、フルオロ塩溶液の有効pHはゼオライト構
造及び無機酸化物マトリックスへの過度の破壊的攻撃を回避するように選ぶこと
を条件とする。フルオロ塩と、ゼオライトと、無機酸化物マトリックスとを含有
するスラリーの作業温度におけるpHは3より大きく、好ましくは3〜7の範囲
、一層好ましくは約4〜約&5の間である。ゼオライトの結晶m造の結果として
生じる可能性のある破壊及び/又は無機酸化物マトリックスに対する有害な作用
を最小にしながらフルオロ塩と組合せた細孔の大きなゼオライト及び無機酸化物
マ) IJラックスを接触させるための適当な時間を与えるのに、フルオロ塩溶
液の相対的にゆっくりした添加速度がが有利になり得る。実際の商業事情では反
応ができるだけ早く進むことを必要とし、よって、反応温度及びフルオロ塩の濃
度の有効な条件は選定した細孔の大きなゼオライト及び無機酸化物マトリックス
に関して最適にされよう。通常、細孔の大きなゼオライトのシリカ質が編くなる
程許される反応温度が高くなると考えられている。
無機酸化物マ) IJラックス存在することが、フルオロ塩のゼオライト成分に
対する作用の希薄及び緩衝の両方に働き得ることはもち論である。典型的には、
反応温度は約0℃より高く、好ましくは約10°〜約200℃であり、正確な温
度は選定するフルオロ塩、あるとすればフルオロ塩用の溶媒、使用するゼオライ
ト及び無機酸化物の特電の形部による。はとんどの場合、温度は25°Cより高
い〜約150’Cになるであろう。好ましくは50℃より高く、約50°〜約1
00℃である。
溶液又はスラリー中のフルオロ塩の有効な濃度は温度、作業温度におけるpHに
相関させることができ、かつゼオライト及び無機酸化物マトリックスとフルオロ
塩溶液との接触時間及びゼオライトと無機酸化物マトリックスとの相対割合に相
関させることができる。フルオロ塩処理が溶液1リットル当り約10 モルから
飽和までのフルオロ塩溶液を通常本発明において使用することができるが、溶液
1リットル当りCL5〜10モルのフルオロ塩の範囲の濃度を用いるのが好まし
い。これらの濃度値は真溶液に関するものであり、スラリー中の全フルオロ塩又
は水中の塩に適用するつもりではない。可溶性が極めてわずかなフルオロ塩でさ
え溶媒、例えば水中でスラリー化し、かつ試薬として用いることができ、未溶解
の固形分はゼオライト及び無機酸化物マトリックスとの反応で消費される溶解モ
レキュラ一種に取って代るのに容易に利用し得る。本明細書以降に記述するよう
に、処理する細孔の大きなゼオライトと無機酸化物マトリックスとの特有の組合
せに対する溶解7yオロ塩の使用量は、ある程度まで特有の形の細孔の大きなゼ
オライト及び特有の無機酸化物マトリックス成分の物理的及び化学的性質、並び
に本出願の本明細書中で検討する通りのその他の作業条件に依存しよう。加える
べきフルオロ塩の有効量は、N a z Oか焼工程を使用しないでNa2O含
泊が触媒の全重量を基準にしてC1,3重量パーセントより少い最終生成物を達
成するその僅である。7A/オロ塩の有効量は、ゼオライトの無水重量を基準に
して、細孔の大きなゼオライト100グラム当り好ましくは(10075モルよ
り多いフルオロ塩であり、好ましくは約0.01〜約0L25である。一実施態
様において、Yゼオライトを用い、かつフルオロ塩の好ましい値はYゼオライト
の無水重量を基準にして、細孔の大きなYゼオライト100グラム当り約α05
〜約0.25モルのフルオロ塩である。
アンモニウム交換工程におけるアンモニウム塩の有効濃度は、温度及び細孔の大
きなゼオライトと無機酸化物マトリックスとの混合物とアンモニウム含有溶液と
の接触時間に相関させることができる。本発明において、通常、アンモニウムイ
オン濃度が10 モル/溶液1リツトルから飽和までのアンモニウム塩溶液を用
いることができる。アンモニウム、イオンの有効量は、好ましくは無水基準の細
孔の大きなゼオライト100グラム当り約tO〜約20.0モルの範囲であり、
無水重量を基準にして細孔の大きなゼオライト100グラム当り好ましくは約1
0〜約1α0であり、一層好ましくは約15〜約aOモルのアンモニウムである
。有効量のアンモニウムイオンは単一のイオン交換工程で付与することができる
が、通常かつ好ましくは2又はそれ以上のイオン交換工程で与える。アンモニウ
ム塩溶液は水への添加に当てるアンモニウムイオンを形成する任意の有機又は無
機欅から形成することができる。代表的な塩はアンモニウム塩、例えばアンモニ
ウムカルボキシレート(例えばアセテート)、ニトレート、スルフェート、クロ
リド、プルミド、7/l/オリド、カーボネート等である。一実施態において、
アンモニウムイオンをフルオロ塩と共に付与してフルオロ塩処理と同時に触媒の
アンモニウム交換を実施する。この実施態様におけるアンモニウムイオン濃度は
フルオロ塩の結果として存在する全てのアンモニウムイオンの結果として存在す
るものより高い。
出発ゼオライト結晶構造の先金な形を本方法を通じて保つことが望ましい。細孔
の大きなゼオライトと無機酸化物マトリックスとの混合物とフルオロ塩との接触
速度は出発ゼオライトが最終の触媒においてもとの結晶化度の少くとも40パー
セント、好ましくは60パ一セント以上、一層好ましくは少くとも80バーセン
Fを保持するような速度であるのが好ましい。
ゼオライトの結晶化度を測定する技術はよく知られているoYゼオライトの結晶
化度を出発ゼオライトの結晶化度に対して評価する簡便な技法は、それぞれのX
線粉末回折図のd間隔の相対強度を比較することである。出発材料のバックグラ
ウンドより上の任意単位によるピーク面積の合計を基準として用いかつ生成物の
対応する面積と比較する。例えば、生成物のピーク面積の数値合計が出発ゼオラ
イトのピーク面積の合計値の85%であれば、その場合、結晶化度の85%が保
持された。実際、この目的でd1iJj隔ピークの内の一部のみ、例えば最も強
い6つのd間隔の中の5つを用いるのが普通である。ゼオライトYにおけるこれ
らのd l!l隔はミラー指e、33+、44G、53.3.642及び555
に対応する。ゼオライト生成物が保持する結晶化度の他の表示は、表面積の保持
度及び吸着容量の保持度である。表面積はジャーナルオプアメリカンケミカルソ
サイアテイ、60巻、309頁(1938年)に記載されている通りの周知のプ
ルナウアーエメットーテーラー法(B−E−T)により窒素を吸着質として用い
てめることができる。吸着容量をめる場合、−183°C,100)ルにおける
酸素の吸着容量が好ましい。
必須X線粉末回折図は標準のX線粉末回折技法を用いて得ることができる。放射
源は50KV及び40mmで作動させる強力鋼ターゲラ)X線管である0銅に一
ア/+77ア放射及びグラフアイトモツク賞メーターを適当にX線スペクトマメ
−ターシンチレーション計数計、パルス高分析計、帯記録紙記録計によって記録
する。平坦な圧縮粉末資料を、2秒の時定数を用いて2°(2テータ)7分で走
査する。面間隔(d)は帯記録紙上で観測される通りに20(θはブラッグ角で
ある)として表わされる回折ピークの位置から得られる。強度はパックグラウン
ドを減じた後の回折ピークの高さから得られる。
本発明の触媒は、少くとも1種の細孔の大きなゼオライトと少くとも1種の無機
酸化物マトリックス成分とから形成する。前述したように、細孔の大きなゼオラ
イトと無機酸化物マトリックス成分とを物理的に結合した後にフルオロ塩溶液又
はスラリーで処理する。
無機酸化物マトリックスは、種々の多孔質アルミナ及び/又は結晶性アルミナの
離散した粒子を有する多孔質アルミナマトリックスにすることができる。多孔質
アルミナマトリックスは、通常、全表面積がブルナウアー、Eノット、テーラ−
(BET)の方法で測定して約20平方メートル/グラム(M”/9 )より大
きく、好ましくは約40 Mt/9より大きく、一層好ましくは約100〜約5
00 M”7gの離散粒子状である。かかるアルミナマトリックスの細孔容積は
、典型的には、α35立方センチメートル/グラム(CC/lより大きくなろう
。かかるアルミナ粒子の平均粒子寸法は、通常10ミクロンより小さく、好まし
くは約3ミクロンより小さい。アルミナマトリックスは、その表面積及び有ると
すれば細孔構造を安定化しそのためかなりの量の残留可溶性塩、特にナトリウム
塩を含有する純粋でない無機ゲルに加えた場合に、塩が表向及び細孔特性を測定
し得る程に変えたり予(至)成形した多孔質アルミナへの化学的攻撃を促進した
りしないような物理的状態に予備成形して置くことができる。例えば、アルミナ
マトリックスは、適当な化学反応により形成し、スラリー熟成し、ろ過し、乾燥
し、残留塩、例えばNazSO4が実質的に存在しないように洗浄し、次いで加
熱して揮発分を約15重量パーセント未満に減小させたアルミナにすることがで
きる。アルミナバインダーはゼオライト及び他の任意の無機醇化物マトリックス
成分と共に約1〜約99重量パーセントの世で存在することができ、かつ完成触
媒の全重量を基準にして約5〜約90重量パーセントの量で存在することがしば
しばある。更に、触媒をm製する初めにおけるアルミナヒドロシル又はヒドロゲ
ル又は含水アルミナスラリーを最終の触媒中のアルミナの離散粒子の前駆物質と
して用いることができる。本明細書中に援用する1983年5月2冒公表の英国
特許朗細書第1.315.533号はアルミナゾルを用いて形成した無機マトリ
ックスの代表である。
アルミナマトリックスに加えて或は代えて広範囲の種類の無機酸化物マトリック
スを使用することができる。
このようなマトリックス系を代表するものが米国特許4444727号及び同4
.QB6.167号に開示されており、これらの米国特許を本明細書中に援用す
る。よって、本発明において使用することができる無機酸化物マトリックスは無
定形の触媒性無機酸化物、例えばシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリヵ
ージルゴごr1シリカ−マグネシア、アルミナ−ボリア、アルミナ−チタニア等
及びこれらの混合物を含む。酸性シリカ及び酸性アルミナゾルの使用は該マトリ
ックスを形成する際に用いるシリカ及びアルミナの代表である。無機酸化物ゲル
は慣用のシリカ−アルミナ分解触媒等の無定形シリカアルミナ成分にすることが
でき、いくつかのタイプ及び組成の該成分が市販されている。これらの材料は、
通常、シリカとアルミナとのコゲル(eoget )として或は予備成形しかつ
予備熟成したヒドロゲルに沈殿させたアルミナとして作られる。米国特許4,0
86.187号は酸性シリカゾルを用いて形成した無機マトリックスの代表であ
る。シリカは該ゲル中に存在する固形分中の成分として約10〜約99重量パー
セント、シばしば約20〜約90重量パーセントの量で存在することができる。
シリカは、また、シリカ約75重)【パーセントとアルミナ約25重量パーセン
トとを含む或はシリカ約87重量パーセントとアルミナ約13重量パーセントと
を含むコゲルの状態で用いることもできる。
シリカ−アルミナと多孔質アルミナとを用いて当該触媒を調製する別の方法は、
ケイ酸ナトリウムと硫酸アルミニウムの溶液とを反応させてシリカ/アルミナヒ
ドロゲルスラリーを形成し、次いで該スラリーを熟成して所望の細孔特性を与え
、ろ過して外来のかつ望ましくないかなりの量のナトリウム及び硫酸塩イオンを
除き、次いで水中に再スラリー化することである。アルミナは、アルミン酸すF
リウム及び硫酸アルミニウムの溶液を適当な条件下で反応させ、スラリーを熟成
してアルミナの所望の細孔特性を与え、ろ過し、乾燥し、水中に再スラリー化し
てナトリウム及び硫酸塩イオンを除き、乾燥して揮発性物質含量を15fi量未
満に減小させることによって調製することができる。次いで、アルミナを水中に
スラリー化しかつ適当な置で純粋でないシリヵーアルミナヒドマゲルのスラリー
とブレンドすることができる。次いで、このブレンドにゼオライト成分を加える
ことができる。各成分の十分な量を用いて所望の最終組成物とする。次いで、生
成した混合物をろ過して残留する外来の可溶性塩の一部を除く。ろ過した混合物
を次いで乾燥して乾燥固形分とする。次いで、乾燥した固形分を水中に再スラリ
ー化しかつ洗浄して望ましくない可溶性塩の冥質的にない状態にする。次いで、
触媒を乾燥して約15JX量パーセントより少いグロ留水分にすることができる
。
無機酸化物マトリックス成分は、典型的には、触媒中に全ら媒を基準にして約1
0〜約99嵐量パーセント、好ましくは約30〜約80重量パーセントの量で存
在しよう。また、最終の分解触媒に関し、他の種々のタイプのモレキュラーシー
プ、例えばアルミノリン酸塩、シリコアルミノリン酸塩及びゼオライト、クレー
(例えばカオリンクレー)、−酸化炭素酸化触媒等を含むその他の材料を用いる
ことも本発明の範囲内である。
触媒は、はとんどの場合において、細孔の大きなゼオライト約5〜約40重量パ
ーセント及び触媒の全itを基準にして約30〜約85重量パーセンシの皿のク
レー成分、好ましくはカオリンクレーを含むことが予想される。好ましい触媒は
、細孔の大きなゼオライト、好ましくはYゼオライト約10〜約25重狙パーセ
ント、シリカ及び/又はアルミナ成分約5〜約25重量パーセント、クレー、好
ましくはカオリンクレー約45〜約75重量パーセント(これらの重量は触媒の
全重量を基準にする)を含有することになろう。
少くとも1種の細孔の大きなゼオライトと少くとも1種の無に4M化物マトリッ
クス成分とで作る完成触媒は標準の触媒形成技法によって触媒用の最終形態に形
成することができる。かかる触媒は通常噴膨乾燥手順によって形成し、該手順は
当分針でよく知られている。触媒を猛インチ(&2W)の押出機の中に通して押
出してペレットを形成し、ベレッシを約110℃で乾燥する。押出しペレットを
空気パージ中室温から約220℃に15時間かけて上げる昇温において乾燥する
ことができ、かつ次いで更に15時間にわたって480℃に加熱し、所望の場合
には480℃に15時間保つことができる。該ペレットを次いで破砕しかつ所望
の粒子寸法、例えば150ミクロン未満に作ることができる。
細孔の大きなゼオライトと無機酸化物マトリックスとの組合せをアンモニウム及
び/又はその他のカチオンに交換した後にフルオロ塩で処理することができる。
このようなイオン交換工程は、通常、ゼオライト及び/又は無機酸化物マトリッ
クスの混合物を、細孔の大きなゼオライト及び/又は無機酸化物マ) IJフッ
クス容檀当り5〜15容撞の水でスラリー化した後に選定したカチオン、例えば
アンモニウム又は希土類カチオンをスラリーに加えることによって実施する。生
成した混合物を、典型的には約50℃より高い温度に約α5〜約3時間の期間加
熱する。次いで、混合物をろ過しかつ過剰のアニオンを除くまで水洗する。プロ
セスを典型的には上述した手順に従って1回又はそれ以上繰り返す。マ) IJ
ソックス(matrixed )触媒をイオン交換する技法は本明細書中に援用
する米国特許195 Q、987号に開示されておりかつ該技法は全体的に本発
明において使用することができる。
本触媒は全てのタイプの接触分解プロセスにおいて使用するのによく適している
。かかるプロセスは本発明の分解触媒を用い任意の慣用の接触分解方法で実施す
ることができる。本発明の触媒は特に流動接解分解(FCC)プロセスに適用す
ることができる。適当な接触分解条件は約700T〜約1300?(約り71℃
〜約704℃)の範囲の温度及び減圧〜はぼ過圧、典型的にはほぼ大気〜約10
0 pmig (7I9/lx” G )の範囲の圧力を含む。
プロセスは固定床、移動床、沸騰床、スラリー、トランスファーライン、ライザ
ーユニット、回分式又は流動床操作で実施することができる。本発明の触媒を用
いて接解分解に用いられる慣用の炭化水素原料のすべて、例えば原油−誘導され
る供給原料を転化することができる、すなわち本プロセスを用いてナフサ、軽油
、残油を分解することができ、高い含量の金属汚染物を有することを含む。本プ
ロセスは、特に沸点が軽油の範囲の炭化水素、すなわち大気圧沸点が約450°
〜約1100’F(約450°〜約593℃)の範囲の炭化水素油をナフサに分
解して最初の原料より低い沸点を有する生成物のみならず向上したオクタン価を
有する生成物をも生ずるのに適している。本発明において用いることができる炭
化水素留分は軽油、残油、循環油、全トップ原油及び石炭、タールピッチ、アス
ファルト等の破壊的水素添加により誘導される重質炭化水素留分を含む。
重量基準で下記の用対割合を有する触媒配合物を調製することによって触媒を形
成した:
成分 二Nパーセント
ゼオライトY(Y−52) 1 a
Si(h 20
カオリンクレー 62
Si20源は、24パーセントの鉱酸から作り、pH約3に0衝した酸水溶液を
用いて調製した酸性シリカゾルであった。次いで、混合物を冷却し”C室温(1
8°〜22℃)にした。この混合物をN ILx S I Osの53重量パー
セント水溶液と、2つの溶液をポンプでミキサーの中に通すことによって混合し
た。2つの溶液の相対流量を調節して生成物のpHを約2.8に保ちかつ、固体
生成物を有るとすれば形成されままに除いた。
水中に65重1パーセントのsio!を含有する酸性シリカゾルにカオリンクレ
ー成分を加えて触媒を形成した。
混合物を約10分間ブレンドした。この混合物にゼオライ)Yを十分な水と共に
加えて固形分25重量パーセントを有するスラリーとした。硫酸を加えて混合物
のp Hを4.5未満(4,3〜、L4)に調節した。次いで、混合物を10分
間混合した。次いで混合物を175℃において(約5秒より短い接触時間)噴霧
乾燥しかつ生成物を150ミクワンより大きな粒子を除外するように作った。
最終の触媒は平均粒子寸法約64ミクロンを有するものであった。
次いで、噴霧乾燥した混合物を用い、下記の方法の内の1つを用いて触媒を形成
した。
方法A
ゼオライトと、31(hと、カオリンクレーとの噴霧乾燥した混合物を用い、7
5℃において水4リットル混合物500グラムのスラリーを作って触媒を形成す
る。スラリーを5分間混合しかつろ過する。ろ過した固体を(NHa)2SOa
溶液4リツトル中に75℃において再スラリー化する。ここで溶液は(NH4)
2S04 200グラムを蒸留水4リツトル中に溶解して作る。スラリーを30
分間混合した。アンモニウムへキサフルオロシリケートの10重量%溶液をスラ
リーに、168ミリリツトルを1時間にわたって滴下することによって加えた。
次いで、混合物を50℃に冷却した。この混合物にA 12 (304)354
.2グラムを加えた。生成した混合物を2時間混合し、゛ろ過し、固体生成物を
50℃の蒸留水2リツトルで洗浄し、ろ過し、次いで固体生成物を(NH4)z
sOi 溶液(H204リットル中(NH4h S04 160グラム)4リツ
トル中に50℃においてスラリー化し、10分間混合しかつろ過した。次いで、
固体生成物を50℃の蒸留水4リツトルで洗浄しかつろ過した。固体生成物を4
リツトルの蒸留水で洗浄する代りにNH,OHを加えてpHを90に調整した5
0℃の水10リットルで生成物を洗浄する他は前の工程を更に2回繰り返す。洗
浄液の硫酸塩アニオンを試験し、かつ硫酸塩が定量的に検出されなくなる(約5
00 ppm未満)まで洗浄を続けた。最終の固体生成物を10〜24時間空気
乾燥するか或は空気中100℃において一晩中(6〜12時間)乾燥した。
方法Bは、ゼオライトYと、シリカと、カオリンクレーとの混合物を(NH4)
2S04水溶液で、スラリーをろ過した後、ろ過した固体を(NH4)!SO4
溶液4リットルで再スラリー化する前に処理した他は方法Aと同様である。
この(NHa)zsOa処理工程は方法Aにおいて用いた最終の(NII4)2
S04処理工程と同様に実施した。更に、(NT(4)2504を含む方法Aの
最終処理工程を、方法人の3回の代りに単に2回実施した。
例1で調製した触媒をNa2o、5102及びAl2O3について分析した。加
えて、1)例1〜19で使用した如きゼオライトY(ナトリウム体)と、カオリ
ンクレーと、5102との混合物、及び2)カオリンクレー及び5iftの噴霧
乾燥資料を分析した。化学分析は下記の通りであった:
試料 N at OS l 02 A 1 z03 N a20’例1 Q、1
6&3450.1 −
N a Y 8.4 57.2 2 a、 11 fh 98カオリンクレー
5−9 55.9 3t65.9米N 12 S O4として存在する報告し九
N鳳zOのパーセント例1〜7の触媒は、API比重2400、IBP(初留点
)3547(179℃)、FBP (終点)1077下(581℃)、UOPK
ファクター118の供給原料を用いASTM試験法D−5907に従いマイク
ロアクティビティ試M(MAT)によって評価した。UOP K 7アクターは
次の通りに定義される:
(式中、rTBjはランキン度で表わす平均沸点であり、かつrdJは比重60
°/60?である)。
コークスパーセント、ガソリン生成物への選択率、転化パーセントを表1に記載
する。ガソリン生成物はCs炭化水素(約110?(43℃)で沸騰する)〜4
30?(221℃)又はそれ以下で沸騰する炭化水素を含有する炭化水素生成物
である。コークスとは触媒により吸着されかつストリッピングにより取り去られ
ない炭化水素を言う。
例8
触媒を上述した通りの方法Bに従って調製して、例1〜7において用いたアンモ
ニウムフルオロ塩溶液及びアンモニウム溶液を使用して得だのと等しいモル量の
アンモニウム溶液のみで処理した触媒が、全触媒重量に基いて最終のN a t
O含量がa33嵐量パーセントり少い触媒を与えないことを示す。触媒は方法
Bに従い方法Bで用いたアンそニウムヘキサフルオロシリケート及び硫酸アルミ
ニウム溶液の代りに等モル量のアンモニウムイオンを含有する硫酸アンモニウム
の溶液を用いて調製した。
最終の触媒は酸化物として表わしてα412重量パーセントのN a t O及
びゼロ重量バーセントの希土類を含有するものであった。
これらの結果は、細孔の大きなゼオライト及び無機酸化物マトリックスをフルオ
ロ塩でかつ単にアンモニウム含有溶液のみでなく処理する本発明による触媒を作
ることの重要性を立証する。
例1〜7で用いた188嵐量パーセント代りに例9.10及び11においてそれ
ぞれゼオライ)Y成分10.30及び40重g%を使用した他は例1〜7の通り
に方法Bに従って3つの触媒を調製し九〇クレー成分の一部を加え或は除いてゼ
オライト成分の重量パーセントの変化を補った。触媒は希土類カチオンで処理し
なかった。
6つの触媒を100%スチーム(容量基準)中で表■に記載する温度において2
時間スチーム失活しかつ2つの温度を用いた場合にはこれらを実験A又はBとし
て示した。触媒を例1〜7の場合に用いた手順に従って評価しかつ得られた以下
の結果は表Hに示す通りである:1o A 1450(78B) α25 α9
5 7t9 6エ510 B 1sso(s45) α25 (1408α5
44.211 A 1450(788)CL1511274.3 7α7“表1
に定義した通り
188嵐量パーセントY−52をLZ−210の重量を基準にして2.5嵐量パ
ーセントのNano及びゼロ重量バーセントの希土類を含有する188嵐量パー
セントLZ−210(シリカ対アルミナ比6.5)に代えた他は方法Bに従って
触媒を調製した。触媒を100バーセンFのスチーム中1450″F(788℃
)において2時間処理しかつ例1〜7の場合に用いた手順によって評価した。評
価、ガソリン選択%及びコークス%の結果は以下の通りであった:
転化% ;5五1
ガソリン選択%ニア五5
コークス% : 082
例13
フルオロ塩を加える間200嵐量パーセント水性NH,OHを連続的に加えて触
媒スラリーのP)IをpH7に保った他は方法Bに従って触媒を調製した。触媒
は完成触媒の重量を基準にしてα39重量パーセントのNa2Oを含有するもの
であった。触媒を100%スチーム中で14507(788℃)において2時間
処理した。
触媒を例1〜7の場合に説明した通りにASTM試験法D−5907に従って評
価し、転化%及びガソリン選択%は下記の通りであった;
転化% : 59.9
ガソリン選択%: 74.6
例14
硫酸アルミニウムの添加を省いた他は例1〜7の通りに方法Bに従って触媒を調
製した。触媒の2つの部分を100%スチームでそれぞれ1450下(788℃
)及び1550下(843℃)において2時間処理した。触媒を例1〜7の場合
に説明した通りにASTM試験法D−3907に従ってn価して以下の結果を与
えた:ガソリン選択% 7B、5 82.3
例15
アンモニウムフルオロシリケートを(NH4)、”r I F、に代えだ他は例
1−7の通りに方法Bに従って触媒を調製したe3 (NH4)2 T i F
gの使用量は、Al2O2四面体に代るTlO2四面体の100パーセン)fl
lJが行われるならば骨組のアルミニウム原子の27.5%を置換する程のチタ
ンを供蛤するのに必要な鑓であった。触媒を希土類交換しなかった。生成物の化
学分析は下記を与えた:重置パーセント
SIo、 614
AI20s 5α11
N a 20 α22
T10! 五55
触媒を14507(788℃)において2時間スチーム(100%)失活しかつ
例1〜7の場合に用いた手順に従って評価した。結果は下記の通りであった二転
化% :592
ガソリン選択% ニア5.7
アンモニウムへキサフルオロシリケート及び硫酸アルミニウムの溶液を例20に
おいて行った通りにして代えた他は例12の通りにして触媒を調製した。触媒の
6つの部分(実験A−F)を、試料を希土類交換して所定の希土類含量にし、か
つ触媒を100%スチーム中で14507(788℃)、1500下(816℃
)、又は1550下(843℃)において2時間処理して評価した。触媒を例1
〜7の場合に使用した手順に従って評価して以下の表■に示す通りの結果を与え
た:手続補正書(方式]
%式%
補正をする者
事件との関係 特許出願人
名称 ユニオン カーバイド コーポレーション
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.下記: (i)細孔の大きなゼオライトと無機酸化物マトリックスとの混合物に次式: A(n−m)〔MFn〕2(1) (式中、「A」は有機又は無機イオン性成分であり;〔MFn〕zは元素「M」 を含むフルオロアニオン成分であり;「M」は元素の周期表の第VB、VIB、 VIIB、VIII、IIIA、IVA及びVA族からの元素群から選ぶ元素で あり;「n」は「M」の配位数であり;「m」は「M」の原子価であり;「z」 は「A」に関連した原子価又は電荷である)のフルオロ塩を約3より大きなpH 、温度及び時間の有効な条件において接触させる 工程を含む触媒の製造方法。 2.生成物をアンモニウム交換して全触媒重量を基準にして0.3重量%より少 いNa2O含量を有する触媒とする追加の工程を含む特許請求の範囲第1項記載 の方法。 3.生成物をセリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サ マリウム、ユーロピウム、ガドリウム、テルビウム、ルテチウム、ジスプロシウ ム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムから成る群より選ぶ少 くとも1種の希土類カチオンの触媒的に有効な量でカチオン交換する特許請求の 範囲第1項又は第2項記載の方法。 4.前記細孔の大きなゼオライトが約3.5より大きいSiO2/Al2O3比 を有するYゼオライトである特許請求の範囲第1項記載の方法。 5.前記Yゼオライトが約4.0〜約6.5のSiO2/Al2O3比を有する 特許請求の範囲第4項記載の方法。 6.前記Yゼオライトが少くとも一部アンモニウムカチオン状である特許請求の 範囲第4項記載の方法。 7.有効pHが約3〜約7である特許請求の範囲第1項記載の方法。 8.pHが約4.0〜約6.5である特許請求の範囲第7項記載の方法。 9.有効温度が少くとも50℃である特許請求の範囲第1項記載の方法。 10.有効温度が約50°〜約100℃である特許請求の範囲第9項記載の方法 。 l1.有効時間が約0.1〜約2時間である特許請求の範囲第1項記載の方法。 12.有効時間が約0.2〜約1時間である特許請求の範囲第11項記載の方法 。 13.フルオロ塩を細孔の大きなゼオライト100グラム当り0.0075モル より多い量で与える特許請求の範囲第1項記載の方法。 14.フルオロ塩を細孔の大きなゼオライト100グラム当り約0.05〜約0 .2モルの量で与える特許請求の範囲第13項記載の方法。 15.触媒が触媒の全重量を基準にして0.2重量%より少いNa2Oを含有す る特許請求の範囲第2項記載の方法。 16.触媒が触媒の全重量を基準にして0.1重量%より少いNa2Oを含有す る特許請求の範囲第15項記載の方法。 17.無機酸化物マトリックスをシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、クレー 及びこれらの混合物から選ぶ特許請求の範囲第1項記載の方法。 18.ゼオライト及び無機酸化物マトリックスが細孔の大きなゼオライト約5〜 約40重量と、シリカ及びアルミナの内の少くとも1種10〜約25重量%と、 クレー約45〜約75%との混合物を含む特許請求の範囲第17項記載の方法。 19.ゼオライト及び無機酸化物マトリックスがゼオライト約10〜約25重量 と、シリカ及びアルミナの内の少くとも1極10〜約25重量%と、カオリンク レー約45〜約75%との混合物を含む特許請求の範囲第18項記載の方法。 20.ゼオライトがぜオテイトYであり、シリカが酸性シリカゾルであり、クレ ーがカオリンクレーである特許請求の範囲第18項記載の方法。 21.アルミナが酸性アルミナゾルである特許請求の範囲第18項記載の方法。 22.ゼオライトが触媒の全重量を基準にして約15〜約20重量%の量で存在 する特許請求の範囲第19項記載の方法。 23.最終生成物が触媒の全重量を基準にして0.2重量%より少いNa2O及 びゼオライトの重量を基準にして約1〜約20重量%の少くとも1種の希土類カ チオンを含有する特許請求の範囲第18項記載の方法。 24.細孔の大きな出発ゼオライトの結晶化度の少くとも40%を触媒中のゼオ ライトによつて保持する特許請求の範囲第1項記載の方法。 25.細孔の大きなゼオライトをゼオライトY、ゼオライトX、ぜオテイトベー タ、ゼオライトZK−20、ゼオライトLZ−210、ゼオライトZSM−3及 びこれらの混合物から成る群より選ぶ特許請求の範囲第1項記載の方法。 26.前記ゼオライトがYゼオライトとLZ−210との混合物である特許請求 の範囲第25項記載の方法。 27.前記ぜオテイトがぜオテイトベータである特許請求の範囲第25項記載の 方法。 28.前記ゼオライトがゼオライトZK−20である特許請求の範囲第26項記 載の方法。 29.前記ゼオライトがZSM−3である特許請求の範囲第25項記載の方法。 30.前記ゼオライトがLZ−210である特許請求の範囲第25項記載の方法 。 31.「M」をケイ素、リン、アンチモン、ビスマス、バテジウム、白金、イリ ジウム、鉄、レニウム、モリブデン、タンタル、チタン及びこれらの混合物から 成る群より選ぶ特許請求の範囲第1項記載の方法。 32.「M」をケイ素、チタン及びこれらの混合物から成る群より選ぶ特許請求 の範囲第31項記載の方法。 33.「A」をアンモニウム、第四アンモニウム及びこれらの混合物のカチオン から成る群より選ぶ特許請求の範囲第1項記載の方法。 34.フルオロ塩がアンモニウムヘキサフルオロシリケートである特許請求の範 囲第33項記載の方法。 35.触媒を (i)SiO2/Al2O3比が約3.5〜約6のYゼオライトと無機酸化物マ トリックスとの混合物であって、該マトリックスはカオリンクレーとシリカ、ア ルミナ、シリカ−アルミナの内の少くとも1種との混合物を含むものに、アンモ ニウムヘキサフルオロシリケート、アンモニウムヘキサフルオロチタネート及び これらの混合物から成る群より選ぶフルオロ塩をゼオライト100グラム当り少 くとも0.0075モルの量でpH値3〜約7の範囲内、温度及び時間の有効な 条件において接触させ、それでケイ素及びチタンの内の少くとも1種をゼオライ トの結晶格子内にアルミニウム四面体に代えて四面体単位として挿入し、 (ii)工程(i)の生成物をアンモニウム交換してNa2O含量が全触媒重量 を基準にして0.3重量%より少い触媒を与えることによつて調製する触媒を製 造する特許請求の範囲第1項記載の方法。 36.前記触媒をNa2Oのか焼の不存在において調製する特許請求の範囲第3 5項記載の方法。 37.前記ゼオテイトが約4.5〜6.0のSiO2対Al2O3比を有するゼ オライトYであり、前記フルオロ塩がアンモニウムヘキサフルオロシリケートで あり、前記温度が50℃より高い特許請求の範囲第35項記載の方法。 38.工程(ii)の生成物にヒリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム、 プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリウム、テルビウム、ルテチウ ム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イツテルビウムから 成る群より選ぶ少くとも1種の希土類カチオンの触媒的に有効な量を付与してゼ オライトの重量を基準にして約1〜約20重量%の少くとも1種の希土類カチオ ンを与える特許請求の範囲第35項記載の方法。 39.前記ゼオライトがSiO2/Al2O3比約4.5〜約6を有しかつ少く とも一部アンモニウムカチオン状のYゼオライトである特許請求の範囲第35項 記載の方法。 40.有効なpHが約4.0〜約6.5である特許請求の範囲第35項記載の方 法。 41.有効温度が少くとも50℃である特許請求の範囲第1項記載の方法。 42.有効温度が約75°〜約150℃である特許請求の範囲第41項記載の方 法。 43.有効時間が約0.1〜約2時間である特許請求の範囲第41項記載の方法 。 44.フルオロ塩を細孔の大きなゼオライト100グラム当り約0.05〜約0 .2モルの量で与える特許請求の範囲第35項記載の方法。 45.触媒が触媒の全重量を基準にして0.2重量%より少いNa2Oを含有す る特許請求の範囲第35項記載の方法。 46.触媒が触媒の全重量を基準にして0.1重量%より少いNa2Oを含有す る特許請求の範囲第45項記載の方法。 47.無機酸化物マトリックスをシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、クレー 及びこれらの混合物から選ぶ特許請求の範囲第35項記載の方法。 48.ゼオライト及び無機酸化物マトリックスが細孔の大きなゼオライト約5〜 約40重量と、シリカ及びアルミナの内の少くとも1種10〜約25重量%と、 クレー約45〜約75%との混合物を含む特許請求の範囲第47項記載の方法。 49.ゼオライト及び無機酸化物マトリックスがゼオライト約10〜約25重量 と、シリカ及びアルミナの内の少くとも1種10〜約25重量%と、カオリンク レー約45〜約75%との混合物を含む特許請求の範囲第48項記載の方法。 50.ゼオライトがゼオライトYであり、シリカが酸性シリカゾルであり、クレ ーがカオリンクレーである特許請求の範囲第48項記載の方法。 51.ナルミナが酸性アルミナゾルである特許請求の範囲第50項記載の方法。 52.ゼオライトが触媒の全重量を基準にして約15〜約20重量%の量で存在 する特許請求の範囲第35項記載の方法。 53.最終生成物が触媒の全重量を基準にして0.2重量%上り少いNa2O及 び約0.1〜約10重量%の少くとも1種の希土類カチオンを含有する特許請求 の範囲第48項記載の方法。 54.下記: (i)SiO2/Al2O3比が約3.5〜約6のYゼオライトと無機酸化物マ トリックスとの混合物に次式:A(n−m)〔MFn〕2(1) (式中、「A」は有機又は無機イオン性成分であり;〔MFn〕z、は元素「M 」を含むフルオロアニオン成分であり;「M」は元素の周期表の第VB、VIB 、VIIB、VIII、IIIA、IVA及びVA族からの元素群から選ぶ元素 であり;「n」は「M」の配位数であり;「m」は「M」の原子価であり;「z 」は「A」に関連した原子価又は電荷である)のフルオロ塩をpH3〜約7にお いて無水基準で細孔の大きなゼオライト100グラム当り少くとも0.0075 モルの量で接触させ、 (ii)工程(i)の生成物をアンモニウム交換してNa2O含量が全触媒重量 を基準にして0.3重量%より少い触媒を与え、 (iii)但し、該方法を該YゼオライトのNa2Oか焼の不存在において実施 する 工程を含む触媒の製造方法。 55.特許請求の範囲第1項記載の方法により調製した分解触媒。 56.特許請求の範囲第2項記載の方法により調製した分解触媒。 57.特許請求の範囲第5項記載の方法により調製した分解触媒。 58.特許請求の範囲第18項記載の方法により調製した分解触媒。 59.特許請求の範囲第35項記載の方法により調製した分解触媒。 60.特許請求の範囲第54項記載の方法により調製した分解触媒。 61.本質的に下記の工程: (i)フルオロ塩をゼオライトY、ゼオライトX、ゼオライトベータ、ゼオライ トLZ−210、ゼオライトZK−20、ゼオライトZSM−3及びこれらの混 合物から成る群より選ぶ細孔の大きなゼオライトとアルミナ、シリカ、シリカ− アルミナ、クレー及びこれらの混合物から成る群より選ぶ無機酸化物マトリック スとの混合物に3より大きなpH、有効な温度において有効な時間接触させ、フ ルオロ塩は次式: A(n−m)〔MFn〕z(1) (式中、「A」は有機又は無機イオン性成分であり;〔MFn〕zは元素「M」 のフルオロアニオンであり;「M」はホウ素、アルミニウム、ガリウム、ケイ素 、リン、アンチモン、ビスマス、パラジウム、白金、イリジウム、鉄、レニウム 、モリブデン、タンタル及びチタンの内の少くとも1種であり;「n」は「M」 の配位数であり;「m」は「M」の原子価であり;「z」は「A」に関連した原 子価又は電荷である) であり; (ii)工程(i)の生成物をアンモニウム交換し;(iii)工程(ii)の 生成物を希土類交換し;(iV)触媒の重量を基準にして0.5重量パーセント より少いNa2O及びセリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム、プロメチ ウム、サマリウム、ユーロピウム、ルテチウム、ガドリウム、テルルビウム、ジ スプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム及びイツテルビウムから成る 群より選ぶ少くとも1種の希土類元素カチオン約1〜約20重量パーセントを含 有する生成物をNa2Oをか焼しないで得る から成る触媒の製造方法。 62.細孔の大きなゼオライトがゼオライトYであり、かつフルオロ塩をフルオ ロシリケート、フルオロチタネート及びこれらの混合物から成る群より選ぶ特許 請求の範囲第61項記載の方法。 “ケイ素及びチタンの内の少くとも1種を細孔の大きなゼオライトの結晶格子の 中にアルミニウム四面体に代えて四面体単位として挿入する特許請求の範囲第6 1項記載の方法。 64.有効な転化条件下で炭化水素を接触転化させるに、触媒として特許請求の 範囲第55、56、57、58、59又は60項記載の触媒の内の少くとも1種 を使用する方法。 65.原油誘導の供給原料を有効な条件下で特許請求の範囲第55、56、57 、58、59又は60項記載の触媒に接触させることを含む該供給原料の接触分 解方法。
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