JPS63260811A - 変性ゼオライトの製造方法 - Google Patents

変性ゼオライトの製造方法

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JPS63260811A
JPS63260811A JP63088367A JP8836788A JPS63260811A JP S63260811 A JPS63260811 A JP S63260811A JP 63088367 A JP63088367 A JP 63088367A JP 8836788 A JP8836788 A JP 8836788A JP S63260811 A JPS63260811 A JP S63260811A
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    • C10G47/00Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
    • C10G47/02Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions characterised by the catalyst used
    • C10G47/10Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions characterised by the catalyst used with catalysts deposited on a carrier
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    • C10G47/16Crystalline alumino-silicate carriers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変性ゼオライトの製造方法およびそのように製
造されたゼオライトに関する0本発明に従って製造され
たゼオライトは水素処理および接触分解のような種々の
分野で、特に種々の水添分解法において触媒担体として
および/または触媒として使用しうる。
ゼオライトを触媒としておよび/または触媒担体として
使用することは以前から知られており、そしてゼオライ
ト基材を改良する多くの方法が当該技術分野で報告され
ている。ゼオライト研究および開発において、例えば煤
焼、いわゆるセルフスチーミング条件下での辺境、また
は湿式爆燃によりゼオライト基材の本質および多分性質
を物理的に変えることに多くの注意が向けられてきた。
ゼオライト製造手順の種々の段階におけるアンモニウム
イオンでの処理も報告されている。ゼオライトが最も活
性な形で生ずることを確実にする種々の前−および後−
処理と組合せた、ゼオライトの或種金属塩溶液での処理
によりゼオライトを変性しうろことも報告されている。
コレニ関してはUS−A−4,415,419号が言及
され、それはナトリウム型Yゼオライトをアンモニウム
塩溶液で交換し、アンモニウム交換されたゼオライトを
例えばセルフスチーミング条件で唐焼し、そして唐焼さ
れた生成物を酸性アルミニウム塩溶液と反応させるゼオ
ライト変性を記載している。
次いで、アルミニウム交換されたゼオライトを再びアン
モニウム交換にかけている。
ゼオライトの開発中にここに、アンモニウムイオンでの
前−または後−処理の必要無しにゼオライトを或種金属
イオンでの処理により変性しうろことが見出された。更
に、出発材料の結晶度を変性処理の間はぼ維持しうる。
斯して本発明は1種またはそれより多い金属塩の溶液で
の処理および唐焼による変性ゼオライトの製造方法であ
って、酸化アルカリ/酸化アルミニウムのモル比0.1
3ないし1を有するゼオライトを12ないし83の原子
番号を有する多価金属イオンの塩の溶液で処理し、そし
てこのように処理したゼオライトを爆燃により24.2
1ないし24、60 Xの単位格子寸法を有する生成物
に変換することを含む前記製造方法に関する。
本発明は特に、X−およびY−型のゼオライトの製造方
法に関する。出発材料としてNa−Y 、並びに一般に
超安定Y (US−Y)として知られている材料といっ
たゼオライト−Y族のメンバーを、それらがどちらかと
いえば高酸化アルカリ形であるなら、適当に適用しうる
。好ましくは、、酸化アルカリ含量2ないし15%−t
(重量%)を存する出発材料が使用される。必要ではな
いが、アンモニウム塩での処理を実施しうる。しかし酸
化アルカリ/酸化アルミニウムのモル比を0.13より
下に低下させないように注意が払われるべきである。ア
ンモニウム塩での処理がもはや必要でないかまたは限ら
れた程度にしか必要でないことが本発明の1つの利点で
ある。また、115−A−4,415,419号に規定
されている後処理としてのアンモニウム交換ももはや必
要でない、好ましくは、多価金属イオンの塩の溶液で処
理されたゼオライトは、そのように処理されたゼオライ
トの酸化アルカリ/酸化アルミニウム比に影響するいか
なる後処理にもかけずに爆焼される。
適当には本発明による方法は2,2ないし13,5%w
t、特に2.5ないし13%wtの酸化ナトリウム含量
を有するll5−Yのような安定化Y−ゼオライトまた
はNa−Yを使用して実施される。高酸化ナトリウム含
有材料および酸化ナトリウムの一部が置換された材料の
両方が出発材料として適当に使用されうる。好ましくは
、本発明による方法は、逍焼後の生成物が24.21な
いし24.4 OAの単位格子寸法を有するように実施
される。
本発明による方法により変性されるべきゼオライト基材
は、少なくとも2の原子価を存しそして12ないし83
の範囲の原子番号を有する金属の金属イオン塩溶液で処
理される。2および/またば3の原子価を有する金属の
金属イオンのどちらも適当に使用しうる。より高い原子
価例えば4の原子価を有する金属並びにいくつかの少な
くとも2の原子価を有する金属を使用することもできる
適当な金属塩溶液の例は次の金属の溶液を含む:マグネ
シウム、アルミニウム、チタン、バナジン、クロム、マ
ンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム
、インジウム、錫、鉛およびビスマス、次の金属の金属
イオンを使用するのが好ましい:マグネシウム、アルミ
ニウム、ガリウム1、鉄、銅、ニッケル、マンガン、コ
バルトおよび亜鉛、特に元素周期表第3a族の金属イオ
ンが本発明による方法において適用されうる。実質的な
量の結晶度を維持しつつ低い単位格子寸法で表わされる
非常に良好な結果がガリウム塩で得られている。
この方法で使用される多価金属塩の量は広い範囲内で変
えうる。しかし、水リットル当り0.01ないし1.5
モルの範囲、特に0.03ないし1.0モルの範囲の量
の金属塩を使用するのが好ましい。
適当な金属塩は硝酸塩、硫酸塩およびハロゲン化物のよ
うな無機酸塩を含む、硝酸塩およびハロゲン化物特に塩
化物の使用が好ましい、酢酸塩およびプロピオン酸塩の
ような有機酸塩も適当に適用しうる。所望なら、種々の
金属塩の混合物並びに異なるアニオンを有する塩の混合
物も適用しうるが、一般に硝酸塩および塩化物を使用し
て、特に硝酸ガリウムおよび塩化アルミニウムで最良の
結果が得られる。
出発ゼオライト材料は通常、適当な金属塩を含育する溶
液でのイオン交換処理にかけられる。この処理は当該技
術分野で知られているいかなる技術によって実施しても
よい、所望ならこの処理を何回か反復しうる。この処理
は通常比較的低い温度例えばIOないし95℃の温度で
実施される。
該イオン交換を20ないし95℃の温度で実施すること
により良好な結果が得られている。それは通常15分な
いし24時間の時間で実施される。
30分ないし6時間の処理時間が好ましい。
本発明による方法を使用することにより、材料の結晶度
が実質的に維持されつつ、24.21ないし24.6 
OA、特に24.21ないし24.40λの単位格子寸
法を有するゼオライト基材を得ることができる。最終煤
焼工程の苛酷さに依存して、材料の結晶度は一般に最初
の値の90%以上が保持される0通常最初の値の65%
より低い結晶度を有する材料は大した興味があるとは考
えられない。
材料の適当な金属イオン塩溶液での処理後、このように
処理された材料は通常、最終イ焼の前に乾燥にかけられ
る。乾燥は通常、材料を周囲温度ないし約200℃の範
囲の温度でゆるやかに加熱することにより達成される。
乾燥は空気中でまたは窒素のような不活性ガスを使用す
ることにより実施しつる。最終逆境の型に依っては部分
乾燥も適用しうる。
最終溶焼は通常350ないし850℃の範囲の温度で行
われる。500ないし800℃、特に600ないし75
0℃の温度が好ましい、Wi焼は、実質的に乾燥させた
材料で(この場合には添加されたスチームの存在下で1
焼を行なうのが好ましい)、または部分乾燥させた材料
で行ないうる。
後者の場合には、もくろまれる最終材料の性質に依って
はスチームの添加は必要でないこともある。
重焼時間は、もくろまれる性質に依存して、30分未満
ないし数時間の広い範囲で変えうる。
650ないし750℃で1−2時間の重焼時間により良
好な結果が得られている。
本発明による方法により変性されたゼオライトは触媒担
体としてか、またはそのままでかまたはl穐またはそれ
より多い金属を担持した組成物の形で触媒として使用し
うる0本発明により製造されたゼオライトは酸水素処理
分野で、特に水添分解で特に有用である。適当な水添分
解触媒は本発明に従って製造された1種またはそれより
多いゼオライトを結合剤および1種またはそれより多い
水素化活性を有する金属化合物と共に含む、シリカ、ア
ルミナ、シリカ−アルミナ、クレー、ジルコニア、シリ
カ−ジルコニアおよびシリカ−ボリアのような結合剤を
適当に適用しうる。アルミナが好ましい結合剤である。
適当には10〜9594の結合剤を本発明による組成物
中に使用しうる。
好ましくは15−50重量%の結合剤が組成物中に使用
される。
本発明はまた、変性されたゼオライトおよび結合剤のほ
かに、少なくとも1種の第6族金属の水素化成分および
/または少なくとも1種の第8族金属の水素化成分を含
む触媒組成物に関する。適当には、本発明による触媒組
成物はニッケルおよび/またはコバルトの1またはそれ
より多い成分およびモリブデンおよび/またはタングス
テンの1またはそれより多い成分′または白金および/
またはパラジウムの1またはそれより多い成分を含む。
触媒組成物中の水素化成分の量は適当には、全触媒10
0pbi+(重量部)当り金属として計算して0.05
ないし10pb−の第8族金属成分および2ないし40
pb@の第6族金属成分の範囲である。
触媒組成物中の水素化成分は酸化物および/または硫化
物形でありうる。少なくとも第6族および第8族金属成
分の組合せが(混合)酸化物として存在するなら、水添
分解への適当な使用の前に硫化処理にかけられる。
本発明に従って製造されたゼオライトに基く触媒を使用
する水素化転化プロセスに適当にかけうる供給原料は軽
油、減圧軽油、脱歴油、常圧残油、接触分解循環油、コ
ーカー軽油および他の熱分解軽油および合成原油、場合
によりタールサンド、頁岩油、残油品位向上プロセスま
たはバイオマスから生ずるものを含む0種々の供給原料
の組合せも適用しうる。
供給原料の一部または全部を、炭化水素転化プロセスに
使用する前に1またはそれより多い(水添)処理工程に
かけるのが望ましいこともある。
供給原料を(部分)水添処理にかけるのが好都合である
ことがしばしば見出される。どちらかというと重質の供
給原料を処理すべき場合には該供給原料を(水素化)脱
金属処理にかけるのが有利でありうる。
適用すべき適当なプロセス条件は250ないし500℃
の範囲の温度、300バールまでの圧力および触媒リッ
トル当り毎時0.1ないし10kg供給原料(kg/l
h)の空間速度を含む、100ないし5000 Nl/
kg供給原料のガス/供給原料比が適当に使用されうる
。好ましくは、水素化転化プロセスは300ないし45
0℃の温度、25ないし200バールの圧力および触媒
リットル当り毎時0.2ないし5kg供給原料の空間速
度で実施される・−好ましくは250ないし200ON
l/kgのガス/供給原料比が通用される。
本発明を次の実施例により説明する。
肛 典型的酸化ナトリウム含量2.5%−11酸化ナトリウ
ム/#I化アルミニウムモル比約0.17、および単位
格子寸法24.52Xを有するLZ−Y−72として(
ユニオンカーバイドから)市販されている結晶性アルミ
ノシリケートを0.5M硝酸ガリウムの溶液(結晶性ア
ルミノシリケートグラム当り101)でのイオン交換処
理にかけた。イオン交換処理は95℃の温度で1時間実
施した。3/I過後、得られた生成物を洗滌しそして1
20℃で16時間の乾燥処理にかけた0次に生成物をス
チームの存在下700℃で1時間のm焼処理にかけた。
得られた結晶性アルミノシリケートは実質的量のガリウ
ムを含有した。このようにして得られた材料の単位格子
寸法は24.30λであった。得られた材料の結晶度は
出発材料の少なくとも69%であった(ガリウムの存在
に対して補正せず)。
肛 0、05 M硝酸ガリウムを2同適用するイオン交換処
理を用いて例1に記載の手順を繰返した。得られた材料
の単位格子寸法は24.35Xであった。
得られた材料の結晶度は出発材料の少なくとも92%で
あった(ガリウムの存在に対して補正せず)。
班1 0.5M硝酸ニッケルでのイオン交換処理を用いて例1
に記載の手順を繰返した。得られた材料の単位格子寸法
は24.37人であった。得られた材料の結晶度は出発
材料の少なくとも96%であった。
紅 0.5M硫酸アルミニウムを2回適用するイオン交換処
理を用いて例1に記載の手順を繰返した。
辺境は600℃で1時間実施した。得られた材料の単位
格子寸法は24.36 Aでありそして結晶度は完全に
保留された。
劃」− 700℃の煤焼温度を用いて例4に記載の手順を繰返し
た。得られた材料の単位格子寸法は24.31人であっ
た。得られた材料の結晶度は出発材料のそれの97%で
あった。
肛 0.5M塩化アルミニウムを用いて例1に記載の手順を
繰返した。得られた材料の単位格子寸法は24.28A
であった。得られた材料の結晶度は出発材料のそれの8
9%であった。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1種またはそれより多い金属塩の溶液での処理お
    よび■焼による変性ゼオライトの製造方法であつて、酸
    化アルカリ/酸化アルミニウムのモル比0.13ないし
    1を有するゼオライトを12ないし83の原子番号を有
    する多価金属イオンの塩の溶液で処理し、そしてこのよ
    うに処理したゼオライトを■焼により24.21ないし
    24.60Åの単位格子寸法を有する生成物に変換する
    ことを含む前記製造方法。
  2. (2)出発材料としてゼオライトXまたはY、特に安定
    化されたゼオライトYを使用する特許請求の範囲第1項
    記載の方法。
  3. (3)金属塩としてマグネシウム、アルミニウム、ガリ
    ウム、鉄、銅、ニッケル、マンガン、コバルトまたは亜
    鉛の塩を使用する特許請求の範囲第1または2項記載の
    方法。
  4. (4)水リットル当り0.01ないし1.5モルの多 
    価金属塩を使用する特許請求の範囲第1−3項のいずれ
    か記載の方法。
  5. (5)処理されたゼオライトを200℃までの温度での
    乾燥にかける特許請求の範囲1−4項のいずれか記載の
    方法。
  6. (6)処理され、場合により乾燥されたゼオライトを3
    50−850℃の範囲の温度での最終■焼にかける特許
    請求の範囲第1−5項のいずれか記載の方法。
  7. (7)生成物の単位格子寸法が24.21ないし24.
    40Åになるように最終■焼を実施する特許請求の範囲
    第1−6項のいずれか記載の方法。
  8. (8)特許請求の範囲第1−7項のいずれかに記載の方
    法に従つて製造されたゼオライトおよび結合剤を含む(
    触媒活性)組成物。
  9. (9)少なくとも1種の第6族金属の水素化成分および
    /または少なくとも1種の第8族金属の水素化成分をも
    含む特許請求の範囲第8項記載の組成物。
  10. (10)特許請求の範囲第8または9項記載の触媒 組
    成物を使用することを含む炭化水素の水素化転 化方法
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