RU2632913C2 - Модифицированные фосфором катализаторы крекинга с повышенной активностью и гидротермической стабильностью - Google Patents
Модифицированные фосфором катализаторы крекинга с повышенной активностью и гидротермической стабильностью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2632913C2 RU2632913C2 RU2014122451A RU2014122451A RU2632913C2 RU 2632913 C2 RU2632913 C2 RU 2632913C2 RU 2014122451 A RU2014122451 A RU 2014122451A RU 2014122451 A RU2014122451 A RU 2014122451A RU 2632913 C2 RU2632913 C2 RU 2632913C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- phosphorus
- rare earth
- content
- zeolite
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 92
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 230000000694 effects Effects 0.000 title abstract description 10
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- -1 rare earth cations Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 21
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 10
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 45
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 43
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 15
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000004231 fluid catalytic cracking Methods 0.000 claims description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 32
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 10
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 6
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 239000005696 Diammonium phosphate Substances 0.000 description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 5
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 5
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 4
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001026509 Kata Species 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005906 dihydroxylation reaction Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000006012 monoammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical class OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
- B01J29/084—Y-type faujasite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
- B01J29/10—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/106—Y-type faujasite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/04—Mixing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/16—Reducing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
- C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
- C01B39/20—Faujasite type, e.g. type X or Y
- C01B39/24—Type Y
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
- C10G11/04—Oxides
- C10G11/05—Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
- B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/36—Steaming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/28—Phosphorising
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/30—Ion-exchange
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Предложены способ модификации цеолитного катализатора флюид-каталитического крекинга фосфором и модифицированный катализатор, полученный указанным способом. Способ модификации цеолитного катализатора Y-типа фосфором включает: обмен между кристаллизованным катализатором и аммониевой солью с целью обеспечить содержание в катализаторе оксида натрия, меньшее чем около 2 мас.% Na2O, обработку аммоний обмененного катализатора первым фосфатным раствором, достаточную для того, чтобы добавить от 0,5 до 2 мас.% Р2О5 в катализатор, аммониевый ионный обмен обработанного фосфором катализатора с возможностью получения катализатора с низким содержанием оксида натрия, которое составляет менее чем около 0,5 мас.% Na2O, обработку катализатора с низким содержанием оксида натрия вторым фосфатным раствором, достаточную для того, чтобы обеспечить содержание Р2О5 в катализаторе в количестве 2-4 мас.%, и ионный обмен катализатора на редкоземельные катионы, следующий за первым аммониевым ионным обменом или за первой обработкой фосфором с возможностью включения от 0,5 до 10 мас.% редкоземельных элементов в виде оксидов редкоземельных элементов в состав указанного катализатора, где после редкоземельного обмена катализатор кальцинируют в таких условиях кальцинации, при которых размер элементарной ячейки цеолита Y-типа значительно не уменьшается и где указанную кальцинацию проводят в отсутствие добавочного пара. Технический результат – высокая гидротермическая стабильность и активность катализатора. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 табл., 7 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к фосфорсодержащему катализатору, приготовленному из каолинового сырья, и к способу каталитического крекинга углеводородов, в котором применяется данный катализатор.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Каталитический крекинг - это способ переработки нефти, который в крупных масштабах применяется в промышленности. Около 50% смешанного бензинового пула нефтеперерабатывающих заводов в Соединенных Штатах произведено с помощью этого способа, причем, практически все это количество произведено с применением способа флюид-каталитического крекинга (ФКК). В настоящее время все промышленные катализаторы ФКК содержат кристаллический алюмосиликатный цеолит, в частности, фожазит, т.е., цеолит Υ в аморфной или аморфной/каолиновой матрице из силиката, алюминия, алюмосиликата, каолина, глины и тому подобного.
Была проделана большая работа для того, чтобы повысить паротермическую (гидротермическую) стабильность цеолитов путем включения с помощью ионообменных методов редкоземельных ионов или ионов аммония для того, чтобы снизить содержание соды, которая является разрушительной для цеолита Y. Для переработки сырья из тяжелых углеводородов в более ценные продукты в промышленности используют термически и химически модифицированный цеолит Y, такой как ультрастабильный цеолит Υ (УС Υ) и кальцинированный обмененный на редкоземельные ионы Y-цеолит (КОРЗ Υ).
Согласно известному уровню техники в катализаторах флюид-каталитического крекинга активный цеолитный компонент включается в состав микросфер катализатора с помощью одного или двух основных способов. В одном способе цеолитный компонент кристаллизируется, а потом на отдельном этапе включается в состав микросфер. В другом способе, который является in-situ способом, сначала формируются микросферы, а затем цеолитные компоненты сами кристаллизируются в микросферах, что приводит к образованию микросфер, содержащих как цеолитные, так и нецеолитные компоненты.
Давно признали, что для того, чтобы катализатор флюид-каталитического крекинга был коммерчески востребованным, он должен характеризоваться коммерчески приемлемой активностью, селективностью и стабильностью. Он должен быть достаточно активным для того, чтобы обеспечить экономически целесообразный выход продукции, он должен обладать хорошей селективностью в отношении производства нужных продуктов и не производства ненужных продуктов, и он должен быть достаточно гидротермически стабильным и устойчивым к истиранию для того, чтобы иметь коммерчески приемлемый срок эксплуатации.
В патенте США №4,493,902, материалы которого включены в данный текст посредством перекрестной ссылки, описаны новые катализаторы флюид-крекинга, содержащие устойчивые к истиранию, каталитически активные микросферы с высоким содержанием цеолитов, которые содержат более чем 40%, предпочтительно - 50-70% по массе Y-фожазита, а также способы получения таких катализаторов с помощью кристаллизации более чем около 40% натриевого Y-цеолита в пористых микросферах, состоящих из смеси двух различных форм химически реагирующей кальцинированной глины, а именно: метакаолина (каолина, кальцинированного до вступления в сильную эндотермическую реакцию, связанную с дегидроксилированием) и каолиновой глины, кальцинированной в условиях, более строгих, чем те, что используются для преобразования каолина в метакаолин, т.е., каолиновой глины, кальцинированной до вступления в характеристическую каолиновую экзотермическую реакцию, и которую иногда называют шпинельной формой кальцинированного каолина. В предпочтительном варианте реализации микросферы, содержащие две формы кальцинированной каолиновой глины, погружаются в щелочной раствор силиката натрия, который нагревается, предпочтительно до тех пор, пока максимально возможное количество Y-фожазита не кристаллизируется в микросферах.
При практическом применении способа согласно ʹ902 пористые микросферы, в которых кристаллизируется цеолит, предпочтительно готовят путем получения водной суспензии из порошкообразной сырой (гидратированной) каолиновой глины (Al2O3:2SiO2:2Н2O) и порошкообразной кальцинированной каолиновой глины, которая экзотермически прореагировала вместе с небольшим количеством силиката натрия, действующего как разжижающий агент для суспензии, который заливается в распылительную сушилку для образования микросфер, а затем выполняет функцию обеспечения физической прочности компонентов высушенных распылением микросфер. Затем высушенные распылением микросферы, содержащие смесь из гидратированной каолиновой глины и каолина, кальцинированного до вступления в экзотермическую реакцию, кальцинируют в контролируемых условиях, менее строгих, чем те, которые необходимы для того, чтобы заставить каолин вступить в экзотермическую реакцию, с целью дегидратировать гидратированную часть каолиновой глины в микросферах, содержащих необходимую смесь из метакаолина, каолина, кальцинированного до вступления в экзотермическую реакцию, и связующего компонента из силиката натрия. В иллюстративных примерах патента ʹ902 в распылительной сушилке в исходной реакционной смеси присутствовали приблизительно одинаковые массы гидратированной глины и шпинели, а полученные кальцинированные микросферы содержали немного больше экзотермически прореагировавшей глины, чем метакаолина. В патенте ʹ902 сообщается, что кальцинированные микросферы содержат около 30-60% по массе метакаолина и около 40-70% по массе каолина, отличительным признаком которого служит его характеристическая экзотерма. Описанный в патенте менее предпочтительный способ включает распылительное высушивание суспензии, содержащей смесь из каолиновой глины, предварительно кальцинированной до состояния метакаолина, и каолина, кальцинированного до вступления в экзотермическую реакцию, но без содержания каких-либо гидратированных каолинов в суспензии, таким образом, обеспечивая прямое получения микросфер, содержащих как метакаолин, так и каолин, кальцинированный до вступления в экзотермическую реакцию, без кальцинации для преобразования гидратированного каолина в метакаолин.
В реализации изобретения, описанного в патенте ʹ902, микросферы, состоящие из каолина, кальцинированного до вступления в экзотермическую реакцию, и метакаолина, вступают в реакцию с каустическим обогащенным раствором силиката натрия в присутствии инициатора кристаллизации (зародышей) для того, чтобы преобразовать оксид кремния и оксид алюминия в микросферах в синтетический натриевый фожазит (цеолит Y). Микросферы отделяют от силикатного натриевого маточного щелока, проводят ионный обмен на редкоземельные, аммониевые ионы, или на те и другие, для образования редкоземельных или различных других стабилизированных форм катализаторов. В технологии патента ʹ902 предложены способы получения необходимой и уникальной комбинации с высоким содержанием цеолита, которая характеризуется высокой активностью, хорошей селективностью и термической стабильностью, а также устойчивостью к истиранию.
Вышеуказанная технология является широко востребованной в коммерческом плане. Из-за доступности микросфер с высоким содержанием цеолита, которые, вдобавок, являются устойчивыми к истиранию, изготовленные по заказу катализаторы со специфическими технологическими показателями, такими как улучшенная активность и/или селективность, теперь являются доступными для нефтеперерабатывающих заводов без проведения дорогостоящей механической реконструкции. Значительная часть катализаторов ФКК, которые поставляются на местные и зарубежные нефтеперерабатывающие заводы, изготовлена на основе данной технологии.
Катализаторы, которые содержат фосфор или фосфорсодержащие соединения, были описаны в патентах США №4,498,975, 4,504,382, 4,839,319, 5,110,776. В этих ссылках указывается, что каталитическая крекирующая активность и селективность цеолитных катализаторов может быть улучшена путем добавления фосфора.
Например, в соответствии с изобретением, описанным в патенте США №4,454,241, предложен катализатор, содержащий кристаллический алюмосиликатный цеолит, изготовленный из исходного сырья в виде глины, остатка, полученного из указанной глины, и эффективного количества фосфора, причем указанный катализатор готовят поэтапно, включая этапы: (а) ионного обмена полученного из глины кристаллического алюмосиликатного цеолита Y-типа, содержащего щелочной металл, и полученного из глины остатка на катион не щелочного металла, для того, чтобы снизить содержание щелочного металла в указанном содержащем щелочной металл цеолите; (б) кальцинации полученных ион-обмененных цеолита и полученного из глины остатка, и (в) приведения в контакт полученного кальцинированного цеолита и полученного из глины остатка с веществом, содержащим анион, выбранный из группы, состоящей из первичного кислого фосфат аниона, первичного кислого фосфит аниона и их смесей, на время, достаточное для получения композита из эффективного количества фосфора с указанными кальцинированными цеолитом и остатком.
В патенте США №5,378,670 описан способ приготовления модифицированных фосфором цеолитов/молекулярных фильтров, в котором частично гидрированный, аммоний обмененный натриевый цеолит/молекулярный фильтр смешивают с фосфорсодержащим соединением, таким как Н3РО4 для получения фосфорсодержащего состава цеолита/молекулярного фильтра, который термически обрабатывают (паром) для получения прореагировавшего с фосфором цеолита/молекулярного фильтра, который впоследствии вступает в реакцию с дополнительными фосфорсодержащими веществами для получения обработанного фосфором цеолита/молекулярного фильтра, содержащего от около 2 до 7 массовых процентов Р2О5. Обработку паром проводят для получения ультрастабильного цеолита, имеющего меньший по сравнению с исходным материалом размер элементарной ячейки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением модификация фосфором катализатора флюид-крекинга приводит к образованию катализатора с высокой гидротермической стабильностью и активностью. Микросферы катализатора, заявленные в данном изобретении, получают общепринятым способом, который описан в принадлежащем тому же правообладателю патенте США №4,493,902. После завершения процесса кристаллизации микросферы, содержащие Y-фожазит, отделяют от маточного щелока путем фильтрации. Обычно микросферы содержат более чем около 8% по массе Na2О. С помощью аммониевого ионного обмена количество Na2O уменьшают до около 2% по массе. Частично обмененное вещество добавляют в фосфатный раствор при 180°F и уровне рН 2-5 для того, чтобы получить от около 0,5 до 2% Р2О5 в катализаторе. После фильтрации и промывки образец подвергают обмену на редкоземельные ионы при 180°F для того, чтобы получить 0,25-1,5% РЗО в катализаторе.
Обмененное на редкоземельные ионы вещество высушивают, кальцинируют и подвергают дополнительному аммониевому ионному обмену для того, чтобы снизить содержание Na2O до около 0,2%. Полученное вещество снова добавляют в фосфатный раствор при 180°F и уровне рН 2-5 для того, чтобы получить коло 2-4% Р2О5 в катализаторе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Катализатор, заявленный в настоящем изобретении, содержит кристаллический алюмосиликатный цеолит Y-типа, полученный непосредственно из каолинового исходного сырья способом, описанным, например, в вышеупомянутом патенте США №4,493,902. Катализатор содержит эффективное количество фосфора для того, чтобы увеличить активность катализатора по сравнению с тем же катализатором, но без включения фосфора указанным способом. Подходящее количество фосфора, присутствующее в катализаторе, составляет от по меньшей мере около 2,0 массовых процентов, предпочтительно - от по меньшей мере около 2,8 массовых процентов, более предпочтительно - от около 2,8 до около 3,5 массовых процентов фосфора, в пересчете на Р2О5, от массы цеолита и полученной из каолина матрицы. Под “цеолитом Y-типа” в данном тексте подразумевается кристаллический алюмосиликатный цеолит, имеющий структуру фожазита, и в котором мольное соотношение оксида кремния к оксиду алюминия составляет по меньшей мере около 3:1.
Катализатор, заявленный в настоящем изобретении, отличается способом приготовления и включения фосфорного компонента. Кристаллический алюмосиликат Y-типа можно приготовить любым известным способом приготовления цеолита из каолина и дополнительного источника оксида кремния для получения цеолита Y-типа с высоким соотношением оксида кремния к оксиду алюминия. Дополнительным источником оксида кремния может служить, например, кремневая соль щелочного металла, или добавленный экзотермически прореагировавший каолин, или водный силикатный золь. Известные способы приготовления включают применение реакционных смесей, содержащих каолин и силикат натрия, и последующую обработку гидроксидом натрия до образования цеолита; обработку смесей из экзотермически прореагировавшего каолина и метакаолина гидроксидом натрия до образования цеолита. Цеолитные катализаторы, выполненные из каолинового исходного сырья, производятся серийно, включая цеолитные катализаторы, производимые непосредственно BASF Catalystʹs, выполненные из каолинового исходного сырья описанным выше способом. Количество цеолита, образующееся в составе катализатора, может варьироваться от около 30 до около 70 массовых процентов, предпочтительно - составлять по меньшей мере около 40 массовых процентов.
Серийно производимые цеолитсодержащие катализаторы, выполненные из каолинового исходного сырья, обычно подвергают по меньшей мере одному стандартному этапу катионного обмена для того, чтобы снизить содержание щелочного металла до не превышающего в общем случае 1 массового процента в пересчете на оксид щелочного металла от общей массы катализатора. Обычно для снижения содержания катионов натрия в катализаторе проводят аммониевый катионный обмен. Затем, аммоний обмененный цеолит Y-типа, включая полученную из каолина матрицу, приводят в контакт с веществом, содержащим анион, выбранный из группы, состоящей из первичного кислого фосфат аниона , первичного кислого фосфит аниона и их смесей, на время, достаточное для получения композита из фосфора с катализатором. Подходящее количество фосфора для включения в катализатор составляет по меньшей мере около 0,5 массовых процентов, предпочтительно - по меньшей мере около 0,7 массовых процентов, более предпочтительно - от около 1,0 до 2 массовых процентов в пересчете на Р2О5 от суммарной массы цеолита и каких-либо остатков матрицы, связанной с цеолитом во время его приготовления из каолина.
Анион получают из фосфорсодержащего соединения, выбранного из группы, состоящей из неорганических фосфорных кислот, солей неорганических фосфорных кислот и их смесей. Подходящие фосфорсодержащие соединения включают фосфористую кислоту (Н3РО3), ортофосфорную кислоту (Н3РО4), соли фосфористой кислоты, соли ортофосфорной кислоты и их смеси. Хотя для того, чтобы обеспечить наличие первичного кислого фосфат или фосфит аниона можно использовать любые растворимые соли фосфористой кислоты и ортофосфорной кислоты, такие как соли щелочных металлов и соли аммония, предпочтительно использовать соли аммония, так как применение солей щелочных металлов требует последующего удаления щелочного металла из катализатора. Предпочтительно анион является первичным кислым фосфат анионом, полученным из фосфата моноаммония, фосфата диаммония и их смесей. Контакт с анионом можно осуществить с помощью по меньшей мере одного этапа контактирования или серии контактов, которые могут являться серией чередующихся и последовательных кальцинации и этапов контактирования первичного кислого фосфат или фосфит аниона.
Контакт аниона с цеолитом и полученной из каолина матрицей удобно проводить при уровне рН в диапазоне от около 2 до около 8. Нижняя граница уровня рН выбрана так, чтобы минимизировать потерю кристалличности цеолита. Верхняя граница рН, по-видимому, определяется концентрацией аниона. Подходящие концентрации первичного кислого фосфат или первичного кислого фосфит аниона в жидкой среде составляют от около 0,2 до около 10,0 массовых процентов аниона. Нижняя граница выбрана таким образом, чтобы обеспечить необходимый минимальный уровень фосфора в катализаторе. Уровень рН обрабатывающего раствора можно доводить до нужного значения путем добавления кислоты, такой как азотная кислота и тому подобное. Хотя верхняя граница не является критической, в концентрации выше установленной верхней границы нет необходимости. Выбранная концентрация аниона в растворе также будет зависеть от того количества раствора, которое используется на обрабатываемую массу цеолита и матрицы. Время обработки и температуры не являются критическими и могут варьироваться от приблизительно комнатной температуры, которая составляет от 60°F, до около 250°F.
После добавления фосфорсодержащего соединения катализатор подвергают обмену на редкоземельный катион из водного раствора растворимой редкоземельной соли, что является известным в данной области техники. Примерами редкоземельных соединений являются нитраты лантана, церия, празеодима, неодима и тому подобные. В данной области техники известны и могут применяться и другие водорастворимые соли редкоземельных соединений. Обычно количество редкоземельного элемента, которое добавляют в катализатор в виде редкоземельного оксида варьируется от около 0,5 до 10%, обычно - 0,5-5 масс. % РЗО. Как правило, температура пропиточного раствора варьируется в диапазоне около 70-200°F при уровне рН около 2-5. Хотя выше описано, что редкоземельный обмен происходит после первого добавления фосфора, редкоземельный обмен может происходить и в другой последовательности, как описано выше. Например, редкоземельный обмен может происходить непосредственно после первого аммониевого обмена и перед обработкой фосфором.
После редкоземельного обмена катализатор, обмененный на редкоземельные ионы, высушивают и кальцинируют при температуре 800°-1200°F. Условия кальцинации являются такими, при которых размер ячеек кристаллов цеолита существенно не уменьшается. Обычно этап сушки после редкоземельного обмена проводят для удаления значительной части воды, содержащейся в катализаторе, а кальцинацию проводят в отсутствие добавочного пара. После кальцинации катализатор, содержащий оксид редкоземельного элемента, дополнительно подвергают кислотному обмену, обычно с помощью ионов аммония, для того, чтобы снова снизить содержание оксида натрия до менее чем около 0,5 масс. % Na2O. Аммониевый обмен можно повторить, чтобы убедиться, что содержание оксида натрия снизилось до менее чем около 0,5 масс. % N2O. Обычно содержание оксида натрия снижается до менее чем 0,2 масс. % N2О. После аммониевого обмена катализатор со сниженным содержанием оксида натрия, содержащий цеолит Y-типа и полученную из каолина матрицу, снова приводят в контакт с веществом, содержащим соединения фосфора, как описано выше, с учетом первой обработки фосфором. Вещество содержит достаточно фосфора для того, чтобы обеспечить содержание фосфора в виде Р2О5 в количестве по меньшей мере 2,0 масс. % и, в большинстве случаев, количество фосфора в виде Р2О5 в количестве от 2,8 до 3,5 масс. % по отношению к катализатору, включая цеолит и полученную из каолина матрицу. Температуры и условия рН для второй обработки фосфором являются такими же, какие были при описанной выше первой обработке. После обработки фосфором пропитанный катализатор снова кальцинируют при температурах в 700°-1500°F. Во время второй кальцинации некоторое количество пара, до 25%, можно добавлять в окислительную среду для того, чтобы уменьшить размер ячеек кристаллов цеолита. Как правило, в кристаллическом состоянии размер элементарной ячейки цеолита составляет от 24,65 до 24,75 Å. После первой кальцинации размер элементарной ячейки остается в пределах установленного диапазона. После второй кальцинации размер элементарной ячейки цеолита может быть уменьшен до менее чем 24,6 Å.
Пример 1: (приготовление микросферы)
Готовили микросферу, содержащую 37,5 частей гидратированной каолиновой глины LHT, 62,5 частей кальцинированного порошка каолина М-93 в виде муллита. В смесь из гидратированного и кальцинированного каолинов добавляли 8 частей SiO2 - силиката натрия от N-brand™. Источник гидратированного каолина представлял собой суспензию с 60%-ым содержанием твердой фазы LHT, крупнодисперсный побочный продукт центрифугирования так называемой серой каолиновой глины, в котором 90 масс. % частиц имеют размер менее 1 микрона. Суспензию помещали в распылительную сушилку для образования микросфер. Микросферы кальцинировали для преобразования гидратированного каолина в метакаолин, но без достижения характеристической экзотермы. Содержание Na2О составляло 3,06 масс. %, растворимых в кислоте веществ - 18,5 масс. %, СРЧ составлял 85 мкм, СПТ составляла 0,55 г/см3, а объем пор Hg составлял между 40 и 20,000. Диаметр составлял 0,720 г/см3. Полученная микросфера является промышленно приготовленной микросферой MS65.
Пример 2: (кристаллизация)
Продукт из Примера 1 кристаллизовали на протяжении 14 часов до образования цеолита Υ с помощью общепринятых методов (патенты США 4493902 и 5395809). Зародыши кристаллизации описаны в патенте США 4631262. После окончания процесса кристаллизации микросферы, содержащие ~55% Y-фожазита и ~45% матрицы с размером элементарной ячейки в 24,71 Å, отделяли от значительной части маточного щелока путем фильтрации. После этапа фильтрации проводили промывку водой. Целью этапа промывки было удаление маточного щелока, который в ином случае остался бы в середине микросфер. Свойства кристаллизованного и промытого катализатора были следующими.
Пример 3: (аммониевый обмен)
Затем продукт из Примера 2 добавляли в 27 масс. % раствор нитрата аммония при 180°F и уровне рН 3-3,5, одновременно перемешивая и добавляя по капле 50% HNO3 для регулирования уровня рН. После добавления всего количества катализатора, суспензию перемешивали на протяжении 30 минут, фильтровали, а лепешку промывали деионизированной водой, чья масса вдвое превышала массу сухого катализатора. Было проведено два таких обменных процесса, при которых массовое соотношение между катализатором и 27 масс. % нитратом аммония составляло 1:2. Содержание Na2O на данном этапе составляло 2,09%.
Сравнительный Пример 4:
600 граммов продукта из Примера 3 (сухого вещества, свободного от легкоиспаряющихся компонентов) добавляли в раствор, содержащий 1200 г деионизированной воды и 19 г диаммоний фосфата (степень чистоты по стандарту ACS - 98%) при 180°F и уровне рН 3-3,5, одновременно перемешивая и добавляя по капле 50% HNO3 для регулирования уровня рН. После добавления всего количества катализатора, суспензию перемешивали на протяжении 30 минут и фильтровали, а лепешку промывали деионизированной водой, чья масса вдвое превышала массу сухого катализатора. Содержание Р2О5 на этом этапе составляло 1,75 масс. %. Затем образец подвергали редкоземельному обмену при 180°F и уровне рН 3-3,5 и получали около 1,36 масс. % La2О3 в катализаторе. Образец высушивали и кальцинировали при 950°F в печи прокалки на протяжении двух часов в закрытых лодочках из оксида кремния, причем исходное влагосодержание составляло 25 масс. %. После кальцинации, три раза повторяли процедуру аммониевого обмена, и после этого снова кальцинировали при влагосодержании в 25 масс. % и 1050°F до образования конечного продукта. Его свойства приведены ниже в Таблице II.
Пример 5: (Изобретение)
600 граммов продукта из Примера 3 (сухого вещества, свободного от легкоиспаряющихся компонентов) добавляли в раствор, содержащий 1200 г деионизированной воды и 19 г диаммоний фосфата (степень чистоты по стандарту ACS - 98%) при 180°F и уровне рН 3-3,5, одновременно перемешивая и добавляя по капле 50% HNO3 для регулирования уровня рН. После добавления всего количества катализатора, суспензию перемешивали на протяжении 30 минут и фильтровали, а лепешку промывали деионизированной водой, чья масса вдвое превышала массу сухого катализатора. Содержание Р2О5 на этом этапе составляло 1,75 масс. %. Затем образец подвергали редкоземельному обмену при 180°F и уровне рН 3-3,5 и получали около 1,36 масс. % La2О3 в составе катализатора. Образец высушивали и кальцинировали при 950°F в печи прокалки на протяжении двух часов в закрытых лодочках из оксида кремния в отсутствие добавочного пара. После кальцинации пять раз повторяли процедуру аммониевого обмена. Полученный образец добавляли в раствор, содержащий 1200 г деионизированной воды и 19 г диаммоний фосфата (степень чистоты по стандарту ACS - 98%) при 180°F и уровне рН 3-3,5, одновременно перемешивая и добавляя по капле 50% HNO3 для регулирования уровня рН. После добавления всего количества катализатора, суспензию перемешивали на протяжении 30 минут и фильтровали, а лепешку промывали деионизированной водой, чья масса вдвое превышала массу сухого катализатора. Содержание Р2О5 на этом этапе составляло 3,56 масс. %. Образец высушивали и повторно кальцинировали в отсутствие добавочного пара при 1050°F до образования конечного продукта. Его свойства приведены ниже в Таблице II.
Сравнительный Пример 6:
200 граммов продукта из Примера 3 (сухого вещества, свободного от легкоиспаряющихся компонентов) подвергали редкоземельному обмену при 180°F и уровне рН 3-3,5 и получали около 1,28 масс. % La2О3 в составе катализатора. Образец высушивали и кальцинировали при 950°F в печи прокалки на протяжении двух часов в закрытых лодочках из оксида кремния, причем исходное влагосодержание составляло 25 масс. %. После кальцинации, три раза повторяли процедуру аммониевого обмена. Полученный образец добавляли в раствор, содержащий 400 г деионизированной воды и 11 г диаммоний фосфата (степень чистоты по стандарту ACS - 98%) при 180°F и уровне рН 3-3,5, одновременно перемешивая и добавляя по капле 50% HNO3 для регулирования уровня рН. После добавления всего количества катализатора, суспензию перемешивали на протяжении 30 минут и фильтровали, а лепешку промывали деионизированной водой, чья масса вдвое превышала массу сухого катализатора. Содержание Р2О5 на этом этапе составляло 3,74 масс. %. Образец высушивали и повторно кальцинировали при влагосодержании в 25 масс. % и 1050°F до образования конечного продукта. Его свойства приведены ниже в Таблице III.
Сравнительный Пример 7:
Продукт из Примера 3 подвергали редкоземельному обмену при 180°F и уровне рН 3-3,5 и получали около 1,28 масс. % La2О3 в составе катализатора. Образец высушивали и кальцинировали при 950°F в печи прокалки на протяжении двух часов в закрытых лодочках из оксида кремния, причем исходное влагосодержание составляло 25 масс. %. После кальцинации, три раза повторяли процедуру аммониевого обмена, а затем образец повторно кальцинировали при влагосодержании в 25 масс. % и 1050°F до образования конечного продукта. Его свойства приведены ниже в Таблице III.
Свойства конечных и деактивированных паром продуктов приведены в следующей таблице:
Измерение активности катализатора
Каталитическую активность определяли с помощью АСE™ микромасштабной установки с неподвижным флюидизированным слоем, работающей при 1000°F (Таблица IV), используя 9 граммов катализатора и газойлевое сырье (Таблица III), практически так, как описано в патенте США №6,069,012, при положении насоса 2,125ʹʹ. Время десорбционной обработки катализатора было постоянным и составляло 575 секунд. Скорость закачки газойля составляла 1,2 г/мин.
Claims (6)
1. Способ модификации цеолитного катализатора Y-типа флюид-каталитического крекинга (ФКК) фосфором, включающий: обмен между кристаллизованным катализатором и аммониевой солью с целью обеспечить содержание в катализаторе оксида натрия, меньшее чем около 2 мас.% Na2O, обработку аммоний обмененного катализатора первым фосфатным раствором, достаточную для того, чтобы добавить от 0,5 до 2 мас.% Р2О5 в катализатор, аммониевый ионный обмен обработанного фосфором катализатора с возможностью получения катализатора с низким содержанием оксида натрия, которое составляет менее чем около 0,5 мас.% Na2O, обработку катализатора с низким содержанием оксида натрия вторым фосфатным раствором, достаточную для того, чтобы обеспечить содержание Р2О5 в катализаторе в количестве 2-4 мас.%, и ионный обмен катализатора на редкоземельные катионы, следующий за первым аммониевым ионным обменом или за первой обработкой фосфором с возможностью включения от 0,5 до 10 мас.% редкоземельных элементов в виде оксидов редкоземельных элементов в состав указанного катализатора, где после редкоземельного обмена катализатор кальцинируют в таких условиях кальцинации, при которых размер элементарной ячейки цеолита Y-типа значительно не уменьшается и где указанную кальцинацию проводят в отсутствие добавочного пара.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образование цеолита Y-типа происходит непосредственно из каолина и добавочного источника оксида кремния.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор с низким содержанием оксида натрия имеет содержание Na2O ниже около 0,2 мас.%.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание фосфора в катализаторе после второй обработки фосфором составляет около 2,8-3,5 мас.% Р2О5 относительно катализатора.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обмен на редкоземельные катионы происходит после первой фосфатной обработки.
6. Модифицированный фосфором катализатор, приготовленный способом по пп. 1-5.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161555637P | 2011-11-04 | 2011-11-04 | |
US61/555,637 | 2011-11-04 | ||
PCT/US2012/063526 WO2013067481A1 (en) | 2011-11-04 | 2012-11-05 | Phosphorus modified cracking catalysts with enhanced activity and hydrothermal stability |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014122451A RU2014122451A (ru) | 2015-12-10 |
RU2632913C2 true RU2632913C2 (ru) | 2017-10-11 |
Family
ID=48192885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014122451A RU2632913C2 (ru) | 2011-11-04 | 2012-11-05 | Модифицированные фосфором катализаторы крекинга с повышенной активностью и гидротермической стабильностью |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8940652B2 (ru) |
EP (1) | EP2773459A4 (ru) |
JP (2) | JP6148243B2 (ru) |
KR (1) | KR102038335B1 (ru) |
CN (1) | CN104245136B (ru) |
AR (1) | AR088662A1 (ru) |
BR (1) | BR112014010790B1 (ru) |
CA (1) | CA2854610C (ru) |
IN (1) | IN2014CN04033A (ru) |
MX (1) | MX361541B (ru) |
MY (1) | MY164957A (ru) |
RU (1) | RU2632913C2 (ru) |
TW (1) | TWI595926B (ru) |
WO (1) | WO2013067481A1 (ru) |
ZA (1) | ZA201404009B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807083C1 (ru) * | 2020-04-13 | 2023-11-09 | Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн | Модифицированное фосфором молекулярное сито со структурой mfi, вспомогательное средство для каталитического крекинга и катализатор каталитического крекинга, содержащие модифицированные фосфором молекулярные сита со структурой mfi, а также процессы для их приготовления |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9441167B2 (en) | 2013-12-19 | 2016-09-13 | Basf Corporation | Boron oxide in FCC processes |
US9895680B2 (en) | 2013-12-19 | 2018-02-20 | Basf Corporation | FCC catalyst compositions containing boron oxide |
US9796932B2 (en) | 2013-12-19 | 2017-10-24 | Basf Corporation | FCC catalyst compositions containing boron oxide and phosphorus |
US20150174559A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Basf Corporation | Phosphorus-Modified FCC Catalysts |
ES2816018T3 (es) * | 2015-06-22 | 2021-03-31 | Exelus Inc | Alquilación catalizada mejorada, catalizadores de alquilación, y métodos de fabricación de catalizadores de alquilación |
CN112209400B (zh) * | 2019-07-09 | 2022-08-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种稀土y型分子筛及其制备方法 |
US11891577B2 (en) | 2020-02-10 | 2024-02-06 | Hindustan Petroleum Corporation Limited | FCC additive composition for bottoms cracking and a process for preparation thereof |
CN116323872A (zh) * | 2020-11-04 | 2023-06-23 | 巴斯夫公司 | 包括磷稳定的mse框架型沸石的催化剂、其制备和其在流化催化应用中的用途 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3595611A (en) * | 1969-02-03 | 1971-07-27 | Grace W R & Co | Cation and thermal stabilization of faujasite-type zeolites |
US5378670A (en) * | 1993-04-16 | 1995-01-03 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Phosphorus zeolites/molecular sieves |
US5993645A (en) * | 1995-12-08 | 1999-11-30 | Engelhard Corporation | Catalyst for cracking oil feedstocks contaminated with metal |
RU2409422C2 (ru) * | 2006-08-31 | 2011-01-20 | Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн | Катализатор конверсии углеводородов |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4498975A (en) * | 1982-05-24 | 1985-02-12 | Exxon Research & Engineering Co. | Phosphorus-containing catalyst and catalytic cracking process utilizing the same |
US4504382A (en) * | 1982-10-14 | 1985-03-12 | Exxon Research And Engineering Co. | Phosphorus-containing catalyst and catalytic cracking process utilizing the same |
US4493902A (en) * | 1983-02-25 | 1985-01-15 | Engelhard Corporation | Fluid catalytic cracking catalyst comprising microspheres containing more than about 40 percent by weight Y-faujasite and methods for making |
JPH07106317B2 (ja) * | 1987-02-13 | 1995-11-15 | 触媒化成工業株式会社 | 炭化水素油の接触分解用触媒組成物の製造方法 |
US5312792A (en) * | 1990-10-05 | 1994-05-17 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Catalytic compositions |
US5395809A (en) * | 1993-11-01 | 1995-03-07 | Engelhard Corporation | Modified microsphere FCC catalysts |
BR9400475A (pt) * | 1994-02-09 | 1995-09-19 | Petroleo Brasileiro Sa | Processo de preparação de zeólita modificada e zeólita modificada |
WO1997021785A1 (en) * | 1995-12-08 | 1997-06-19 | Engelhard Corporation | Catalyst for cracking oil feedstocks contaminated with metal |
US6069012A (en) * | 1997-05-23 | 2000-05-30 | Kayser Technology, Inc. | Versatile fluidized bed reactor |
CN1275855C (zh) * | 2003-03-28 | 2006-09-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 用高岭土合成的纳米级y型沸石及其制备方法 |
-
2012
- 2012-11-05 JP JP2014541136A patent/JP6148243B2/ja active Active
- 2012-11-05 KR KR1020147015074A patent/KR102038335B1/ko active IP Right Grant
- 2012-11-05 MX MX2014005436A patent/MX361541B/es active IP Right Grant
- 2012-11-05 BR BR112014010790A patent/BR112014010790B1/pt active IP Right Grant
- 2012-11-05 MY MYPI2014001303A patent/MY164957A/en unknown
- 2012-11-05 WO PCT/US2012/063526 patent/WO2013067481A1/en active Application Filing
- 2012-11-05 US US13/668,429 patent/US8940652B2/en active Active
- 2012-11-05 EP EP12845097.0A patent/EP2773459A4/en not_active Ceased
- 2012-11-05 TW TW101141079A patent/TWI595926B/zh active
- 2012-11-05 CN CN201280066003.4A patent/CN104245136B/zh active Active
- 2012-11-05 RU RU2014122451A patent/RU2632913C2/ru active
- 2012-11-05 CA CA2854610A patent/CA2854610C/en active Active
- 2012-11-05 IN IN4033CHN2014 patent/IN2014CN04033A/en unknown
- 2012-11-06 AR ARP120104157A patent/AR088662A1/es active IP Right Grant
-
2014
- 2014-06-02 ZA ZA2014/04009A patent/ZA201404009B/en unknown
-
2017
- 2017-05-18 JP JP2017098692A patent/JP6486989B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3595611A (en) * | 1969-02-03 | 1971-07-27 | Grace W R & Co | Cation and thermal stabilization of faujasite-type zeolites |
US5378670A (en) * | 1993-04-16 | 1995-01-03 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Phosphorus zeolites/molecular sieves |
US5993645A (en) * | 1995-12-08 | 1999-11-30 | Engelhard Corporation | Catalyst for cracking oil feedstocks contaminated with metal |
RU2409422C2 (ru) * | 2006-08-31 | 2011-01-20 | Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн | Катализатор конверсии углеводородов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807083C1 (ru) * | 2020-04-13 | 2023-11-09 | Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн | Модифицированное фосфором молекулярное сито со структурой mfi, вспомогательное средство для каталитического крекинга и катализатор каталитического крекинга, содержащие модифицированные фосфором молекулярные сита со структурой mfi, а также процессы для их приготовления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8940652B2 (en) | 2015-01-27 |
JP2017196618A (ja) | 2017-11-02 |
EP2773459A1 (en) | 2014-09-10 |
JP6486989B2 (ja) | 2019-03-20 |
TWI595926B (zh) | 2017-08-21 |
JP6148243B2 (ja) | 2017-06-14 |
JP2015511869A (ja) | 2015-04-23 |
US20130115164A1 (en) | 2013-05-09 |
BR112014010790A2 (pt) | 2017-04-25 |
CA2854610C (en) | 2020-03-31 |
KR102038335B1 (ko) | 2019-10-31 |
MX361541B (es) | 2018-12-10 |
WO2013067481A1 (en) | 2013-05-10 |
BR112014010790B1 (pt) | 2020-02-04 |
TW201328778A (zh) | 2013-07-16 |
MX2014005436A (es) | 2014-08-22 |
ZA201404009B (en) | 2015-08-26 |
RU2014122451A (ru) | 2015-12-10 |
KR20140099471A (ko) | 2014-08-12 |
IN2014CN04033A (ru) | 2015-10-23 |
CN104245136B (zh) | 2016-12-28 |
EP2773459A4 (en) | 2015-07-15 |
CA2854610A1 (en) | 2013-05-10 |
AR088662A1 (es) | 2014-06-25 |
MY164957A (en) | 2018-02-28 |
CN104245136A (zh) | 2014-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2632913C2 (ru) | Модифицированные фосфором катализаторы крекинга с повышенной активностью и гидротермической стабильностью | |
US4454241A (en) | Phosphorus-containing catalyst | |
TWI647011B (zh) | 含磷fcc觸媒 | |
US4465780A (en) | Phosphorus-containing catalyst | |
JP6232058B2 (ja) | 修飾されたy型ゼオライトを含有する接触分解の触媒およびその調製方法 | |
RU2684613C1 (ru) | Каталитические композиции фкк, содержащие оксид бора и фосфор | |
NO319040B1 (no) | Soyleformede leirekatalysatorer til katalytisk pyrolyseprosess for tungolje og fremgangsmate til fremstilling og anvendelse derav | |
CA2793566C (en) | Process for making improved zeolite catalysts from peptized aluminas | |
US4504382A (en) | Phosphorus-containing catalyst and catalytic cracking process utilizing the same | |
US4498975A (en) | Phosphorus-containing catalyst and catalytic cracking process utilizing the same | |
KR20230028416A (ko) | 접촉 분해 촉매 및 이의 제조방법 | |
JP2005532146A5 (ru) | ||
US3287282A (en) | Hydrogen zeolite y having improved hydrothermal stability | |
JPS60197240A (ja) | 炭化水素接触分解用触媒組成物の製造法 | |
JPH0368687A (ja) | 改良されたクラッキング触媒及び方法 | |
JP3949336B2 (ja) | 炭化水素接触分解用触媒組成物の製造方法 | |
JP3335518B2 (ja) | アンモニウムイオン交換ゼオライトyの焼成方法および焼成ゼオライトyを含む炭化水素油接触分解触媒 |