JPS63182031A - アニオンクレーを含む触媒組成物及び吸収剤 - Google Patents
アニオンクレーを含む触媒組成物及び吸収剤Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
リクス物質を含む炭化水素フィード転化用触媒組成物に
関する。
適当な条件下に流動触媒粒子と接触させる方法において
接触的に転化される。その方法においては、一般に、触
媒粒子は触媒粒子上に沈積する副生成物のコークスが形
成されるので徐々に失活される。(部分的であっても)
活性を失った触媒粒子を反応ゾーンから除去し、ストリ
ッピングゾーンで揮発性成分を除去し、続いて再生ゾー
ンへ通し、そして酸素含有ガスを用いてコークスを燃焼
させることによる再生の後、反応ゾーンへフィードバッ
クする。
在するイオウ及び炭化水素フィード中のイオウ含有化合
物に由来するイオウからのイオウ酸化物の生成を伴う。
境保護の見地から好ましくないが、そのイオウ酸化物の
放出は、熱的又は化学的に再生することができかつ触媒
組成物の1部分を形成することができる適当なイオウ酸
化物吸収剤を加えることによって制御されることができ
る。
、非揮発性無機イオウ化合物を生成する金属酸化物が使
用される。反応ゾーン及びストリッピングゾーンにおい
てこれらのイオウ化合物は炭化水素及びスチームの影響
の下に変化して金属酸化物に戻りそして硫化水素を含む
ガスを生成する。最終的には、硫化水素を含むガスは通
常の方法、例えばクラウス法によって処理されることが
できる。
ば金属含有化合物を含んでいる。炭化水素の転化の間に
これらの化合物からの金属、例えばニッケル及びバナジ
ウム、が触媒粒子上に沈積し、触媒を失活する大きな原
因となっている。
物の放出を減少させる目的で、スピネル含有物質が炭化
水素を転化するのに役立つ粒子と共に存在する触媒組成
物を開示している。今や、ヨーロッパ特許出願節004
5170号の組成物を用いて得られた結果と比較して改
良された結果が、アニオンクレー(anionic c
lay)をイオウ酸化物結合物質として使用した場合に
得られることが見出された。従って、本発明の触媒組成
物はイオウ酸化物結合物質がアニオン性クレーを含むこ
とを特徴とする。本発明の触媒組成物はイオウ酸化物放
出を最少限にする炭化水素転化用として著しく適してい
るばかりでなく、触媒粒子上への炭化水素フィードから
の金属の沈積によって生じる選択性の減少及び不活性化
に対して十分に抵抗力がある。
を含む炭化水素フィードの転化用として特に適している
。
ス中にゼオライト性結晶アルミノケイ酸塩を含む粒子の
物理的混合物、及びランタン、セリウム、プラセオジム
、サマリウム及びジスプロシウムからなる群から選ばれ
る少くとも1つの遊離の又は結合された希土類金属と共
にMgAg204及び/又はアルミニウムとマグネシウ
ムとの混合物を含むイオウ酸化物結合粒子からなる触媒
組成物を開示している。
されたイオウ酸化物を希土類金属又はそれら化合物及び
シリカ及びアルミナのような無機酸化物を含む粒子によ
って吸収するところの炭化水素を接触的にクラッキング
する方法に関する。
媒、及び熱抵抗性化合物と組合せた又は組合せないマグ
ネシウム含有クレーを含む希釈剤を含む接触クラッキン
グ組成物を用いる金属濃度の高い炭化水素フィードのク
ラッキングに関する。マグネシウム含有クレーは、アタ
パルジャイト、セピオライト、ヘクトライト又はクリソ
タイルであることができる。
ド及びイソホロンへのアセトンの転化用及び他のカルボ
ニル含有化合物のアルドール縮合用の改良触媒としての
熱的に処理されたクレーの使用を開示している。
層、カラム等からなり、その間にはアニオンと水分子が
あり、そして金属水酸化物の独特な結合から構成される
結晶構造を有する。それらの結晶学的構造に依存して、
これらのクレーは種々な群、例えばパイロオーライトー
ショグレナイトーヒドロタルサイト群、ヒドロカルマイ
ト群及びエトリンジヤイト群に分けられる。
群では、八面体から構成されるブルース石(bruci
tc)類似主層が中間層と交互になっており、その中間
層では、水分子及びアニオン、特にはカーボネートイオ
ン、が八面体間の空隙の間に分配されている。天然のミ
ネラルの中にはパイロオーライト、ヒドロタルサイト、
スチヒタイト、リーブサイト(reevesite)
、アートレイト(eardleyite)、ショグレナ
イト、マンナサイト(mannaseite)及びバー
ベルトナイトがある。これらの主層及びこの群の多数の
他の、一般に合成の構成員は、一方においてはZn、M
n、Fe。
カチオンから誘導される金属水酸化物、及び他方におい
てはMn、Fe、Ce、Ni 、Cr及び特にAIのよ
うな金属の3価カチオンから誘導される金属水酸化物の
特定の組合せから構成されている。あるいは、1価及び
3価金属カチオンを、例えば〔AI Li(OH)8)
A −bH20中のリチウム及びアルミニウムカ
チオンの形において結合することができる(クレー及び
クレーミネラル、第30巻、180〜184ページ、
1982年参照)。その中間層はアニオン、例えばN
Os −。
レート類、オキサレートのようなジカルボキシレート類
、ラウリルスルホネートのようなアルキルスルホネート
類及び特にCO2−を含む。
電した主層がアニオンと水を含む中間層と交互になって
いる層状構造を有している。主層は、一方においては2
価カルシウムカチオンから誘導される金属水酸化物、及
び他方においては鉄、さらに特にはアルミニウムのよう
な金属の3価カチオンから誘導される特定の組合せから
構成されている。中間層はOH−、So 、C,Q
−。
たカラムに基づいており、カラムの間にはアニオン及び
時には水分子を含むチャンネルを生じている。そのカラ
ムは、一方においてはSr及び特にCaのような金属の
2価カチオンから誘導される金属水酸化物及び他方にお
いてはTl。
価カチオンから誘導される金属水酸化物の特定の組合せ
から構成されている。3価カチオンの代わりに、結晶格
子は4価シリコンカチオンを含むことができる。
ト(thaumasftc)、ジャーラウスカイト(J
ourauskltc) 、デスパジョールサイ)・(
despujolsltc)、シャウルタイト(sch
aurteite)及びフライジェライト(fleis
herite)を含む。
群、ヒドロカルマイト群及びエトリンジヤイト群の詳細
な記載がミン(Min、)マグ(Hag、)第39巻、
377〜389ページ、1973年にある。
るような値を有し;aは1,2又は3の値を有し、Aは
1価、2価又は3価のアニオンを表わし;bは0〜10
の範囲の値を有するが、一般に2〜6の値であり、通常
は約4である)に対応する層状構造を有するのが好まし
い。m/nは2〜4の値、さらに特には事実上3の値を
有するのが好ましい。
4− 24 2+ 24Sr
、Ba 、Zn 、Mn 、Fe
。
らの組合せである。好ましくはMg2+及びCa2+r
ある。
、 Ga 3”、 Ba”。
、及びそれらの組合せである。好ましくはLa3+及び
/又はCe3”&組ぜた又は組せないAM””’C−あ
る。
ジカルボキシレート、ラウリルスルホネートのようなア
ルキルスルホネート、及びそれらの一 組合せである。好ましくはCe 32−。
Fe2 (OH)161GO3−4820゜[Mg
Ag3 (OH)16]CO3・4H20゜[Mg
Cr (OH) ] Ce 拳
4H20゜[N i F e (OH) ] C
e ・4H20゜[N i AN
(OH) 16コ CO3・ 4 N20゜[F
e F e (OH) 12] COs ” 3
N20゜[CaA Ω (OH) 6 コ 0.75
(CO) 弓、5 N20゜ 8 0.125 [Ca An (OH) B ] OH争6 N2
0゜[Ca21 (OH) 6] OH−3H20゜
[CazA Ω (OH) 6 コ OH−2H20゜
[Ca AN (OH) 6 コ OH。
ECa An (OH) 6 コ 0.5
CO3−2,5N20゜ [Ca AD (OH) 6 コ 0.5
SO4−3H20゜ [Ca F e (OH) 6 コ 0.
5S04−3H20゜ [(Nl 、 Zn)6 Ag3 (OH)、6]CO
3・4H20゜ [Mg6 (N1. Fe)2 (OH) 16]
(OH) ・2H20゜ [Mg 6 AN 2 (OH) teコ
(OH) 2 ・4H20゜ [(Mg Zn ) AN (OI() 16]
CO・4H20゜ [Mg6Ag2 (OH)16]S04φx H20。
コ (N O3) 2 ・x H20。
XN20゜[Cu A(1(OH) ] COs
・x N20゜[Cu Ai) (OH)
コ SO−XN20B 2 1
B 4及び [Mn A(1(OH) ] COs ・x N2
0(式中、Xは1〜6の値を有する) アニオンクレーの製造については多くの先行技術文献が
出版されている。特に次の文献が参考とされるニ ー米国特許明細書第4458026号 −アクタ アカド、 (Acta Acad、)アポエ
ンシスマス、 (Abocnsis Mass、)フ
ィズ、 (Phys、) 、■。
)アクタ。
5〜569(1942)−ジエイ、 (J、)アム、
(Am、)セラム、 (Ceram、)ツク、
(Soc、)、 42. NQ、3. 121(19
59)−ケミストリー レターズ(ジャパン)、843
(1973)−クレーズ アンド クレー ミネラルズ
、23゜−クレーズ アンド クレー ミネラルズ、2
8゜一クレーズ アンド クレー ミネラルズ、34゜
507 (198B) −マテリアルズ ケミストリー アンド フィジクス、
14.569(1986) 加熱したときに、アニオンクレーは一般に、ある程度ま
で容易に分解する。例えばヒドロタルサイト[M g
A(1(OH) t6コCO3@、62 4H20は200℃より下の温度ですでに結晶格子中の
中間層から水を失い始め、そして2500〜450℃の
範囲の温度で二酸化炭素及び脱ヒドロキシル反応からの
水が逃げる。二つの分解ステップは共に可逆である。よ
り高い温度、例えば力焼ステップ及び炭化水素転化操作
に使用される温度では、分解はさらに進行し、不可逆性
でありうる。
物を結合するそれらの能力は優れている。
それらの使用の間に起るので、本発明の触媒組成物の好
ましい実施態様は、イオウ酸化物を結合する物質が熱で
処理された形態でアニオンクレーを含んでいる。この熱
処理は約300’〜約900℃の温度範囲でアニオンク
レー含有物質を加熱する工程を含む。熱処理が、アニオ
ンクレーがそれに埋め込まれているマトリクス物質をも
少くとも含んでいるアニオンクレー含有物質へ適用され
る場合に最適な結果が得られることが見出された。
分は、アニオンクレー及び場合によりマトリクス物質で
ある。イオウ酸化物結合物質は又、1以上の希土類金属
又はその化合物を、アニオンクレーに対する希土類金属
の全量として計算して、好ましくは0.05〜25、さ
らに好ましくは1〜15、特に7〜12重世%の量で含
むことが好ましい。好ましい希土類金属は遊離の又は結
合された形でのセリウム及び/又はランタンである。
の化合物の共沈によってイオウ酸化物結合物質へ組み込
まれることができる。あるいは、アニオンクレーは好ま
しくは希土類金属化合物を、例えば3〜30重量%含む
水溶液で含浸されることができる。またあるいは、アニ
オンクレーをまずマトリクスに埋め込んだ後、含浸する
か又はすでに希土類金属又はその化合物を含むマトリク
ス物質を使用する。
る。これらの金属が共沈又は含浸によってアニオンクレ
ー自体に含まれている場合には、特に安定性が増加され
る。さらに、希土類金属は触媒の再生において生成され
る好ましくない燃焼生成物S02の転化のための促進剤
(助触媒)として作用する。S02はイオウ酸化物結合
物質と付加物を生成するところのS03へ酸化される。
定性を示す。
の触媒組成物は他の酸化促進剤を含むことができる。例
えばPt、Pd、)r、 Rh。
又はその化合物が特に適当である。またQr及びCu及
びそれらの化合物も適当である。
しく、より好ましくは0.11〜50ppm使用される
のが好ましい。白金又はパラジウムが触媒組成物中に0
.1〜lhpm使用されるのが最も好ましい。前記金属
は公知の方法、例えば適当な塩の溶液での含浸によって
、出来合いの触媒粒子へ適用されることができ、又は例
えばアルミナに付着したプラチナからなる単独粒子の形
態で触媒組成物へ添加される。又これらの金属は前記希
土類金属のための方法と同様な方法でイオウ酸化物結合
物質へ組み込まれることができる。
使用される。それらは無定形物質、例えば無定形アルミ
ノケイ酸塩である。ゼオライト性結晶アルミノケイ酸塩
、特に0.3〜1.5mmの孔径を有するものを使用す
るのが好ましい。例えばX及びYゼオライトのような合
成フォージャサイト(faujasites)、さらに
はZSM−5,ZSM−11゜ZSM−12,ZSM−
22及び水熱反応で及び/又は化学的に変性したゼオラ
イトがある。Y型ビオライト及び水熱的及び/又は化学
的に変性されたその変種、例えば超安定ゼオライトを使
用するのが好ましい。それらは特に米国特許第3293
192号、米国特許第3506400 @及びオランダ
特許第7604264号中に並びにソサイテイー オブ
ケミカル エンジニアリング(ロンドン)、モノグラ
フ モレキュラーシーブ186ページ(1968)シー
。
her)著中に記載されている。
に調製されているこれらのゼオライトのカチオンが交換
されることができる。このイオン交換のために、希土類
金属イオン及び/又はアンモニウムイオン又は水素イオ
ンを含む溶液がしばしば使用される。この交換は一般に
、ゼオライト又は出来合いの触媒が4重量%より少い、
好ましくは0.5重量%より少いナトリウムを含むまで
続けられる。触媒活性物質、特にゼオライト性結晶アル
ミノケイ酸塩を埋め込むのに適当な公知のマトリクス物
質の例としてはシリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコ
ニア、ボリア(boria) %アルミニウムクロロヒ
ドロール及びそれらの混合物を挙げることができる。好
ましくはシリカ、シリカアルミナ及びアルミナである。
成分をマトリクス物質へ組入れることができる。その例
としてカオリンのような非アニオンクレー、米国特許明
細書第3252757号、第3252889号及び第3
743594号に記載されている如きベントナイトクレ
ー、モンモリロナイト等が挙げられる。
国特許明細書第4182693号に記載されている如き
アルミナ粒子を触媒組成物へ組入れることができる。
sslvators) 、例えばアンチモン、錫等を含
むことができる。それらは炭化水素の転化の際に過剰な
水素の生成を防止するように作用する。
ことができる。適当な調製法は特に米国特許明細書第3
609103号及び第3876330号に記載されてい
る。例えば、マトリクス物質がゲル状である場合にはそ
の種々な成分をあらかじめそのマトリクス物質と組合せ
ることができる。適当に混合した後、触媒粒子がスプレ
ィ乾燥によって得られる。又は、その成分をゾルの形で
マトリクス物質へ加えることができる。次にこのゾルバ
インダーをスプレィ乾燥の前又はスプレィ乾燥の間にゲ
ルにすることができる。この後者の実施態様は、比較的
高密度牽有する粒子が得られるので好ましい。0.5g
/mlより大きい、好ましくは0.7 g/mlより大
きい見掛は密度を得るのは簡単である。
施態様では、粒子サイズは粒子が流動化できるように選
択される。このとき粒子は、例えば20〜150ミクロ
ン、好ましくは40〜90ミクロンである。
な方法は、例えば: i)アニオンクレー粒子をそのまま加熱(力焼)する; if)マトリクス物質に埋め込まれたアニオンクレーを
含む粒子を加熱(力焼)する: 111)アニオンクレーを含む粒子をクラッキングユニ
ットの触媒貯留量へ通常の操作条件下に加える。
とはいうまでもない。
質及びイオウ酸化物結合物質はマトリクス中に集合的に
存在する。
触媒活性粒子 b)マトリクス物質に埋め込まれた又は埋め込まれてい
ないアニオンクレーを含むイオウ酸化物結合物質の粒子 から触媒を構成することによって、触媒活性物質はイオ
ウ酸化物結合物質から物理的に隔離される。
集合的に取り込まれる場合、そのマトリクスが担体とし
て作用するので、一般にイオウ酸化物結合物質は別途の
担体なしでアニオンクレー粒子から成っている。
対して0.1〜50、好ましくは1〜30.より好まし
くは3〜15ffi量%のアニオンクレーを含む。さら
に、触媒活性物質、特にゼオライト性物質、は一般にク
ラックされる原料が重質になるに従ってより多い量で存
在し、そして一般に全触媒組成物に対して5〜50、特
に10〜30重量%の量で存在する。
法において促進されるのが好ましい。
シリケート、より好ましくはY型ゼオライト又は希土類
金属及び/又はアンモニウムイオン又は水素イオンで交
換された超安定ゼオライ) (ultrastable
zeollte)である。
はアルミナであり、それらはスプレィ乾燥の間に最もよ
くゲル化されることができる。
プラチナ又はパラジウムを含むのが好ましい。
触媒活性粒子; b)マトリクス物質に埋め込まれた又は埋め込まれてい
ないアニオンクレーを含むイオウ酸化物結合物質の粒子 から構成される。
結合物質の量を処理されるべき炭化水素フィードへ簡単
に適応させることができるという利点を有している。意
図する密度、耐摩耗性及び粒子サイズの粒子を得るため
に、アニオンクレーをマトリクス物質へ埋め込むのが好
ましい。
性物質、0〜60、好ましくは20〜50重量%の非ア
ニオンクレー、及び5〜90、好ましくは10〜30重
口%のマトリクス物質を含む触媒活性粒子;b) 1〜
99、好ましくは20〜80、より好ましくは40〜7
0重量%のアニオンクレー、0〜70重量%の非イオン
クレー及び1〜99、好ましくは5〜60、より好まし
くは8〜20重量%のマトリクス物質を含むイオウ酸化
物結合物質の粒子を含む物理的な混合物が非常に好まし
い。
を希土類金属、例えばセリウム及び/又はランタン、好
ましくはセリウムで前記方法において促進するのが好ま
しい。好ましい触媒活性物質は、ゼオライト性結晶アル
ミノシリケート、より好ましくは希土類金属及び/又は
アンモニウムイオン又は水素イオンで交換された超安定
ゼオライト又はY型ゼオライトである。両方のタイプの
粒子に使用される好ましいマトリクス物質はシリカ、シ
リカ−アルミナ又はアルミナであり、それらはスプレィ
乾燥の間に最もよ(ゲル化されることができる。
の貴金属を含むのが好ま、しい。混合物に対して0.1
〜10ppmの量のプラチナ又はパラジウムを使用する
のが好ましい。
ができる。例えば、触媒活性粒子は80〜125ミクロ
ンの範囲の径を、モしてイオウ酸化物結合物質の粒子は
30〜75ミクロンの範囲の径を有することができる。
のが好ましい。
増加させるために、全部で40、好ましくは1〜15重
量%の酸化アルミニウム粒子を触媒組成物中に混合する
ことができる。触媒組成物が触媒活性粒子及びイオウ酸
化物結合物の粒子の混合物からなる場合には、アルミナ
粒子を両方のタイプの粒子に混合することができる。
燃焼過程から生じる煙道ガスのようなイオウ酸化物を含
むガス、例えばFCCプラントの再生器からの煙道ガス
を処理するために使用されることができる。その吸収剤
(それは流動化できる粒子、抽出物、ビーズ、ベレット
等の形であることができる)は、1〜99、好ましくは
20〜80、より好ましくは40〜70重量%のアニオ
ンクレー、0〜70重量%の非アニオンクレー及び1〜
99、好ましくは5〜60、より好ましくは8〜20重
曾%のマトリクス物質を含む。アニオンクレー、非アニ
オンクレー及びマトリクス物質は、前記組成又は好まし
い組成を有する。吸収剤は水素を用いて再生することが
でき、その工程において、結合されたイオウ酸化物は硫
化水素含有ガスへ転化される。
添加剤として使用することができる。そのような組合せ
は当然に本発明の触媒組成物になる。
、特に高沸点炭化水素をLPG、ガソリン及びジーゼル
油(LCO)のような低沸点炭化水素へ分解するFCC
プロセスにおいて使用されることができる。
ズ、チャプター6、シリーズNO,1,マルセルデッカ
ー(Marcel Dekker)社、ニューヨーク、
1979出版の“フルイド キャタリティッククラッ
キング ウィズ ゼオライト キャタリスツ(Flui
d cata+ytic cracking with
ZeOlltecatalysts)” P、B、ベ
ヌト(Venuto)及びE、T、ハビブ(Habib
)ジュニア(jr、)著に述べられているものである。
900kg/m3より高い密度及び1%を越えるコンラ
ドソン法炭素含量を有している。そのようなフィードの
例は、イオウ及び金属含有残油、例えば大気圧残油と混
合された又は混合されていない300°〜600℃の沸
点範囲を有する減圧ガスオイルである。
なわち少くともo、ooi重量%、好ましくは0.01
重量%より多く、より好ましくは0.1重量%より多く
5重量%以上におよぶイオウを含むフィードを分解する
ために特に適している。
バナジウム、ニッケル、銅等)をo 、 t ppmよ
り多く、特に1 ppmより多く含んでいる。重質残留
炭化水素フラクションは1100ppより多くの金属を
含んでいるかも知れダい。本発明の触媒組成物は、炭化
水素フィードに含まれる金属が原因となる失活に対して
十分満足の行く抵抗を示す。
℃、特に460’〜560℃の温度範囲で行なわれる。
1気圧と3気圧との間である。酸素含有ガスでの触媒組
成物の酸化再生は540°〜825℃、特に700’〜
750℃でスチームの存在において行なわれる。
が述べられる。
脱鉄物質水を入れた。65℃に水を加熱した後、それへ
5000 mlの脱鉄物質水中2.5モルのAl (
No ’) ・9H20及び7.5モルのMg(N
o) ・6H20の溶液及び水酸化すトリウムの50
wt%水溶液を1時間かけて、撹拌しなから加えた。後
者の溶液は反応混合物のptiが確実に約10になるよ
うな量で加えた。得られた反応混合物を65℃で1時間
熟成した。次に、沈澱を濾過し、脱鉄物質水で洗った。
てヒドロタルサイト類似構造を確認した(HT−No3
と略す)。
する硫酸塩(HT−5o4)を調製した。
応容器に最初に入れ; 硝酸マグネシウム及び硝酸アルミニウムを含む溶液を次
の二つの溶液; i ) 7000m1の脱鉄物質水中
20モルのMg5Oφ7H20の溶液;及びif) N
a AD O2として計算して6.66モルのアルミ
ン酸塩を含むアルミン酸ナトリウムの脱鉄物質水中溶液
1560011で置き換えた。
II Li (OH) 61 2Ce 3(HT−1
Liと略す)を調製した。ただし、i)硝酸アルミニウ
ムは2.5モルの代わりに2モルを用い、そして11)
硝酸マグネシウムを1モルのL i N Osで置き換
えた。
線分析によって確認した。
テンレススチール反応容器に1500 mlの脱鉄物質
水を入れた。その水を65℃に温め、その後それへ10
00 mlの脱鉄物質水中1.0モルのCa(NO3)
2・4H20及び0.5モルのAfJ (No )
・6H20の溶液及び反応混合物のpHを10にす
るような量の50vt%NaOH水溶液を30分かけて
、撹拌しながら加えた。得られた反応混合物をさらに1
.5時間65℃で撹拌した。次に、沈澱を濾別し、脱鉄
物質水で洗って、最後に125℃で乾燥した。得られた
生成物(HC)は、X線及び化学分析によって確認した
とき、ヒドロカルマイト構造を有していた。
テンレススチール反応容器に800¥:の破砕氷(脱鉄
物質水で作った)及び1200 mlの脱鉄物質水の混
合物を入れた。1時間かけて、それへ2000 mlの
脱鉄物質水中2モルのAg (N03)3・6H20及
び6モルのCa (N O) ・4 H20の溶液
、2000m1の脱鉱物質水中3モルのN a 2 S
04の溶液及び反応混合物のpuを10にするような
量の50wt%NaOH水溶液を撹拌しながら加えた。
った。この温度で撹拌をさらに1時間続けた。次に、得
られた沈澱を濾別し、脱鉄物質水で洗って、最後に12
0℃で4時間乾燥した。得られた生成物(ET)は、X
線及び化学分析によって実証したとき、エトリンジヤイ
ト構造を示した。
Ll 、HC及びETを使用して、次のa)、 b)か
らなる本発明の4つの触媒組成物を調製した。
プラチナ酸化促進剤を含みそして次の粒子サイズ分布を
有する標準FCC触媒〔例ケチエン キャタリスツ(K
etJen Catalysts) 、オランダ〕b)
60vt%のアニオンクレー及びクレーを埋め込んだ
40wt%のマトリクスから成る5vt%の流動化でき
る粒子、ただし該マトリクスが75wt%のカオリンク
レー、及びアルミニウムクロロヒドロールから誘導され
た25wt%のアルミナからなり、かつ該流動化できる
粒子の粒子サイズ分布が次の通りである。
の工程を含む通常の方法によって行なわれた。
ルミニウムクロロヒドロールを含む水性スラリーの調製
; 一該スラリーの微粉砕; 一徹粉砕したスラリーのスプレィ乾燥;及び−600℃
で約2時間、該スプレィ乾燥した粒子の力焼。
水蒸気の存在下において795℃で17時間熱処理にか
けた。すなわちFCCユニットの再生ゾーン中長時間滞
留の模擬実験を行なった。同様な模擬実験処置を新しい
KMC−25P触媒のバッチへ適用した。次に、スチー
ム処理したアニオンクレー含有粒子とスチーム処理した
FCC触媒粒子の適当量を混合することによって触媒組
成物を調製した。
次のテスト方法を使用した。
次多数回のサイクルにわたって接触させた。
の02及び98.8vol 、%のN2を含むガス流;
−5分間空気流; 一5分間窒素流; 一10分間水素流;及び 一5分間窒素流、 各気流の流速は145m1/a+in、であった。空気
の通過は、物理的に吸収したイオウ酸化物をテスト装置
から放出する作用をし;窒素の通過は酸素と水素とがテ
スト装置中で混合されるのを防止する作用をし;そして
水素ガスは結合したイオウ酸化物を触媒組成物から遊離
する作用をする。
O2の水溶液及び逆滴定用のNaOH水溶液を用いる通
常の滴定法を使用するSO2含有ガスの分析によって間
接的に測定された。最初の数サイクルの間、結合したイ
オウ酸化物の量は変動する傾向があるということがわか
った。しかしながら、3サイクル後、使用したイオウ酸
化物結合物質の性質によって一定゛又はゆるやかに減少
する読みが再現性よ<1%られた。
%、すなわら第5サイクルの間に触媒によって結合され
たイオウ酸化物の割合; −30又は120サイクル後の結合されたSOxの%、
すなわち30又は120サイクルの間に触媒によって結
合されたイオウ酸化物の割合;これらのデータはイオウ
酸化物の結合及びイオウ酸化物の遊離を繰り返すサイク
ルによって問題の物質の失活に対する抵抗を評価するの
に重要である。
で得られたテスト結果が表1に与えられる。各触媒組成
物はその中に使用されたアニオンクレーによって表わさ
れる(実験2−1から2−4)。比較のために数表はま
たKMC−25P触媒だけを使用して得られたテスト結
果も与える(実験2−5)。
製及び/又はテスト方法が、特記された相違点以外は実
施例2において記述されたものと同じであったというこ
とを意味する。さらに、実施例3〜6及び8に記述され
る触媒組成物を構成する成分、すなわち触媒活性物質を
含む成分及びイオウ酸化物結合物質を含む成分、の粒子
サイズ分布は実施例2のa)及びb)で記載したのとそ
れぞれ同じ範囲にあった。
物結合特性が、ある従来物質の特性と比較される。そし
てアニオンクレーの構造とイオウ酸化物結合能との間の
ユニークな関係が示される。
−1において記述されたものと同じである。すなわち、
95Vt%のKMC−25P H60vt%のHT−3
o4及びそのHT −S O4を埋め込んだ40vt%
のマトリクスから構成される5wt%の流動化できる粒
子、ただし、該マトリクスが75wt%のカオリンクレ
ー、及びアルミニウムクロロヒドロールから誘導された
25vt%のアルミナから成ること。
gOの30vt%及びAl2O3の13wt%の量のH
T−5o4からのMg及びAρを含むということは注目
すべきである。さらに、従来技術がイオウ酸化物結合物
質として特にMgAl2O4−スピネル(ヨーロッパ特
許出願第0045170号参照)、Mg0(例えば米国
特許第4153535号)及び粒状ガンマアルミナ(例
えば米国特許第4115251号参照)の使用を提唱し
ているということは注目すべきである。従って、比較の
ためにそのような従来技術の物質を含む触媒組成物を、
実施例2において述べた方法と類似の方法を用いて調製
した。
ネルが埋め込まれた57wt%のマトリクスからなる5
wt%の流動化できる粒子、ただし、該マトリクスが8
2.5wt%のカオリンクレー及びアルミニウムクロロ
ヒドロールから誘導されたL7.5wt%のアルミナか
らなる。
ルミナ及び該MgO及びガンマアルミナが埋め込まれた
57wt%のマトリクスから成る5wt%の流動化でき
る粒子、ただし、該マトリクスが82.5vt%のカオ
リンクレー及びアルミニウムクロロヒドロールから誘導
された17.5wt%のアルミナからなる。
法に委ねた。その結果を以下の表2に掲げる。
実験2−1において用いた触媒組成物と同様なものを用
いて行なった実験の結果を掲げる。
:1のMg:AΩ原子比を有するHT−8O4を異なる
Mg:AII原子比を有するヒドロタルサイト類似クレ
ーで置き換えた。実験4−1で使用したクレーは1.5
:1のMg:/J原子比を有し、そして実験4−2で使
用したクレーは4.4:1のMg:、J原子比を有して
いた。両方のクレーは共にHT−3O4として実施例1
において略述したように調製された。ただし硫酸マグネ
シウム及びアルミン酸ナトリウムの適旦が使用された。
使用し、実験2−1において使用した触媒組成物と同様
なものを用いて行なった実験を掲げる。ただし、i)実
施例2で使用した標準触媒KMC−25Pを、単にプラ
チナ促進剤を含まないという点でKMC−25Pと異な
っているだけのKMC−25(例えばケチエン キャタ
リスツ、オランダ)で置き換え;そして11)アニオン
クレー、実験5−1から5−7において3のyl 24
、 N 3+原子比を有しかつ以下に述べるような特
性を有する別のヒドロタルサイト類似クレーで置き換え
た。
調製は実施例1に記述されている。
りレーを使用した。ただし、これらにおいてそのMg2
+又はA13〜オンは部分的に別の2価イオン又は3価
イオンで置き換えられた。これらのクレーの合成はHT
−No3について実施例1において述べた方法を使用し
て行なわれた。
分を意図する代替イオンの硝酸塩の適量で置き換えた。
に含まれるそれらのvt%で表わした曾(金属酸化物と
して計算した)を共に掲げる。
て用いた触媒組成物と同様なものを使用した。ただし、
そのアニオンクレーを、ヨーロッパ特許出願箱0110
702号の7vt%のセリウム(セリウム含有スピネル
を基準とし、Ce2O3として計算した)を含むマグネ
シウム、アルミニウム含有スピネルで置き換えた。比較
実験5−9においては標準FCC粒子のみを使用した。
ば、公知の酸化還元能に基づいて選択された問題の代用
イオンがどの程度までS02をS Osへ酸化すること
ができるか従ってイオウ酸化物を結合することを補助す
るかどうか、及びもしそうならどの程度までそう出来る
かを調べることであった。表4の第3欄の結果から判る
ように、最も好ましい結果がセリウム(実験5−7)で
得られた。さらに実験5−1と5−8との間の比較から
、HT−No3含有触媒組成物でさえもセリウムで促進
されたスピネルを含むヨーロッパ特許出願箱01107
02号の組成物よりはるかによい特性を示すことが判る
。
MC−25触媒の代わりに各触媒組成物中にプラチナで
促進されたKMC−25Pを用いることによって評価し
た。そのテスト結果を表4の第4欄に与える。
様な組成物を調製した。ただし、i)それらは90wt
%の量のKMC−25P触媒及び10wt%の量の流動
化できるHT−8o4含有粒子を含み、そして11)該
流動化できるHT−8o4含有粒子は、HT−5o4含
有粒子をスプレィ乾燥及び力焼(実施例2参照)後に希
土類金属塩の水溶液を用いる標準含浸工程に次いで第2
カ焼工程(600℃、2時間)に付すことによって希土
類金属酸化物を供給されている。使用された希土類金属
塩は、含浸された粒子を基準としそしてRE2O3とし
て計算したwt%でのそれらの量と共に表5に与えられ
ている。イオウ酸化物結合性能は実施例2において記述
したテスト方法に従って測定された。ガス流の120サ
イクル後の結果は表5に掲げられる。
化物を供給されていない10wt%のHT−8o4含有
流動性粒子を含む触媒組成物で得られた結果(実験6−
1)及びKMC−25P触媒のみを使用して得られた比
較のための結果(実験6−7)を含んでいる。
記述した10wt%のセリウムを含浸した流動化できる
H T −S O4含有粒子、20Vt%の超安定性Y
ゼオライト及び該粒子と該ゼオライトとを埋め込みそし
て85wt%のカオリンクレーと15wt%のアルミニ
ウムクロロヒドロールから誘導されたアルミナとから成
る70シt%のマトリクスを含む本発明の流動化できる
触媒組成物を調製した。スプレィ乾燥及び力焼後に触媒
組成物は次の粒子サイズ分布を示した。
液で含浸した。乾燥及び力焼後に得られた粒子は最終粒
子に関して、元素のプラチナとして計算して5 ppm
のプラチナを含んでいた。最後にその触媒をスチームの
存在下で熱処理及び実施例2で略述したテスト方法にか
けた。ガス流の第5サイクルの間に触媒は61%のイオ
ウ酸化物を吸収した。
おいて得られたテスト結果を述べる。そのようなプラン
トにおいては触媒粒子はクラッキング条件下の反応ゾー
ンで炭化水素フィードと接触する。コークスの析出によ
って触媒粒子は次第に不活性になる。次に触媒粒子は反
応域から除去され、そして触媒を揮発性成分のない状態
にするストリッピングゾーンへ導入される。酸素含有ガ
スでコークスを燃焼するためにその粒子をストリッピン
グゾーンから再生ゾーンへ移す。最後に、得られた再生
触媒粒子を反応ゾーンへフィードバックする。
イオウ酸化物の生成を伴う。一般に、使用された触媒の
性質に依存して、イオウ酸化物の一部分が触媒粒子へ結
合され、その結果反応ゾーンへフィードバックされ、そ
してその残りの部分は煙道ガスと共に再生ゾーンから放
出される。
:約1気圧 フィード予熱温度 :約275℃ 反 応 時 間 :約10秒 ストリッピング時間:約10分 再生時間 :約30分 原 料 クラエートVGO イオウ含量: 2.9wt% 密 度 : 940kg/ m ”コンラド
リン法残留炭素: 0.83wt%当初沸点:370℃ 最終沸点=562℃ 実験は低アルミナ含量を有するシリカ−アルミナマトリ
クスに埋め込まれた超安定性Yゼオライトからなる市販
の標準FCC触媒を使用して開始された。該触媒は普通
の市販のFCCの操作の間に支配的な活性レベルまで水
熱反応であらかじめ失活しておいた。定常状態の操作条
件下での再生器からの煙道ガスの分析は、それが約0.
12 vo1%のイオウ酸化物を含んでいることを示し
た。
留量へ該貯留量を基準として1ovt%の量だけ加えた
。この添加物は実施例6において実験6−2として記述
したもの、すなわち7wt%のCe20s 、 56w
t%のHT−3o4及び37wt%のマトリクス物質を
含むセリウムで促進されたHT−8o4含有粒子と同様
であった。ただし、異なるスチーム失活条件、すなわち
(795℃で17時間100%スチームの代わりに)1
60℃で5時間100%スチームの条件にかけた。定常
状態運転条件に再び到達した後イオウ酸化物の放出は驚
異的に減少した。このとき再生器からの煙道ガスはただ
0.03 vo1%のイオウ酸化物を含むにすぎなかっ
た。すなわちイオウ酸化物は約75%減少した。ざらに
、5日間操作を続けた後でもまだ煙道ガスは0.03
vo1%のイオウ酸化物を含んでいるだけだっIこ。
に使用しても生産物の収率及び選択性に悪影響を与えな
いことが認められた。
ャツプ
Claims (19)
- (1)炭化水素転化用触媒組成物であって、触媒活性物
質、イオウ酸化物結合物質及びマトリクス物質を含む触
媒組成物において、該イオウ酸化物結合物質がアニオン
クレーを含むことを特徴とする触媒組成物。 - (2)前記アニオンクレーがパイロオーライト−ショグ
レナイト−ヒドロタルサイト群、ヒドロカルマイト群又
はエトリンジャイト群の結晶構造を有することを特徴と
する特許請求の範囲第1項の触媒組成物。 - (3)前記アニオンクレーが一般式: [M^2^+_mN^3^+_n(OH)_2_m_+
_2_n]A^a^−_n_/_a・bH_2O (式中M^2^+及びN^3^+はそれぞれ2価及び3
価のカチオンを表わし、m及びnはm/n=1〜6であ
るような値を有し、aは1、2又は3の値を有し、Aは
1価、2価又は3価のアニオンを表わし、そしてbは0
〜10の範囲の値を有する)に対応する組成を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項の触媒
組成物。 - (4)m/n=2〜4であることを特徴とする特許請求
の範囲第3項の触媒組成物。 - (5)MがCa及びMgからなる群から選ばれた1以上
の金属を表わし、かつNがAl又はAlとLa及び/又
はCeとの組合せを表わすことを特徴とする特許請求の
範囲第3項又は第4項の触媒組成物。 - (6)AがCO_3^2^−、NO_3^−、SO_4
^2^−及びOH^−より成る群から選ばれた1以上の
アニオンを表わす特許請求の範囲第3項乃至第5項のい
ずれか1項に記載の触媒組成物。 - (7)前記アニオンクレーが熱処理されていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項乃至第6項のいずれか1
項に記載の触媒組成物。 - (8)イオウ酸化物結合物質がアニオンクレーを基準と
して希土類金属の総量として計算して0.05〜25重
量%の量の1以上の希土類金属又はそれらの化合物を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第7項の
いずれか1項に記載の触媒組成物。 - (9)前記触媒活性物質がゼオライト性結晶アルミノシ
リケートを含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
乃至第8項のいずれか1項に記載の触媒組成物。 - (10)前記マトリクス物質がシリカ、シリカ−アルミ
ナ又はアルミナからなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項乃至第9項のいずれか1項に記載の触媒組成物
。 - (11)前記触媒組成物がさらに酸化促進剤を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第10項のいず
れか1項に記載の触媒組成物。 - (12)前記酸化促進剤がパラジウム、プラチナ及びそ
れらの化合物からなる群から選ばれることを特徴とする
特許請求の範囲第11項に記載の触媒組成物。 - (13)前記触媒活性物質及びイオウ酸化物結合物質が
マトリクス中に集合的に存在していることを特徴とする
特許請求の範囲第1項乃至第12項のいずれか1項に記
載の触媒組成物。 - (14)次の粒子: a)マトリクス物質に埋め込まれたゼオライト性結晶ア
ルミノケイ酸塩を含む触媒活性粒子; b)マトリクス物質に埋め込まれた又は埋め込まれてい
ないアニオンクレーを含むイオウ酸化物結合物質の粒子 から触媒を構成することによって、触媒活性物質がイオ
ウ酸化物結合物質から物理的に隔離されていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項乃至第12項のいずれか
1項に記載の触媒組成物。 - (15)イオウ酸化物結合物質の前記粒子が1〜99重
量%のアニオンクレー、0〜70重量%の非アニオンク
レー、及び1〜99重量%のマトリクス物質を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第14項に記載の触媒組成
物。 - (16)前記触媒組成物が流動化できることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項乃至第15項のいずれか1項に
記載の触媒組成物。 - (17)吸収剤が特許請求の範囲第15項に規定された
イオウ酸化物結合物質の組成を有していることを特徴と
するイオウ酸化物含有ガス処理用吸収剤。 - (18)特許請求の範囲第16項に記載の触媒組成物の
存在下においてイオウ含有炭化水素原料をクラッキング
する方法。 - (19)SO_2、SO_3又はそれらの混合物を含む
ガスを特許請求の範囲第17項に記載の吸収剤を使用し
て処理する方法。
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NL8700056 | 1987-01-13 |
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