RU2793858C1 - Method for fluidized cracking to increase yield of olefins and intended catalytic composition - Google Patents

Method for fluidized cracking to increase yield of olefins and intended catalytic composition Download PDF

Info

Publication number
RU2793858C1
RU2793858C1 RU2022102947A RU2022102947A RU2793858C1 RU 2793858 C1 RU2793858 C1 RU 2793858C1 RU 2022102947 A RU2022102947 A RU 2022102947A RU 2022102947 A RU2022102947 A RU 2022102947A RU 2793858 C1 RU2793858 C1 RU 2793858C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
pentasil
composition
weight
amount
Prior art date
Application number
RU2022102947A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Удэйзшанкар СИНГХ
Ранджит КУМАР
Майкл Скотт ЗИЕБАРТ
У-Чэн ЧЭН
Original Assignee
У. Р. Грейс Энд Ко.- Конн.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by У. Р. Грейс Энд Ко.- Конн. filed Critical У. Р. Грейс Энд Ко.- Конн.
Application granted granted Critical
Publication of RU2793858C1 publication Critical patent/RU2793858C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: cracking process.
SUBSTANCE: fluidized cracking method and a composition of a regenerated catalyst. A fluidized cracking process is presented, comprising contacting a hydrocarbon feed with a circulating available amount of regenerated fluid catalytic cracking catalyst to form a product flow, where the regenerated fluid catalytic cracking catalyst in the available amount has a carbon content in the range from 0.005 to 0.30% by weight, based on the total amount of the regenerated catalyst composition available, and contains a pentasil-containing catalyst/additive composition that contains a pentasil zeolite; from 0.7 to 4.0% by weight of iron oxide; and from 5.0 to 20% by weight of phosphorus (calculated as P2O5); where the amounts of iron oxide and phosphorus are given based on the % by weight of composition of the pentasil-containing catalyst/additive. In another implementation, a regenerated catalyst composition is provided in an available amount of circulating catalyst in a fluidized cracking process, wherein the regenerated catalyst has a carbon content in the range of 0.005 to 0.30% by weight, based on the total amount of catalyst available, and contains a pentasil-containing composition of a catalyst/additive that contains pentasil zeolite; from 0.7 to 4.0% by weight of iron oxide; and from 5.0 to 20% by weight of phosphorus (calculated as P2O5); where the amounts of phosphorus and iron oxide, respectively, are given based on the amount of phosphorus and iron oxide in the pentasil-containing catalyst/additive composition.
EFFECT: increased yield and selectivity for light olefins.
30 cl, 4 dwg, 6 tbl, 8 ex

Description

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИRELATED APPLICATIONS

[0001] Настоящая заявка основана и испрашивает приоритет на основании предварительной патентной заявки США № 62/872468 от 10 июля 2019 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки. [0001] This application is based on and claims priority on US Provisional Application No. 62/872468, dated July 10, 2019, which is incorporated herein by reference.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Флюид-каталитический крекинг (FCC) обычно относится к способу, в котором высококипящие высокомолекулярные углеводородные соединения, содержащиеся в углеводородном сырье, таком как неочищенная нефть, превращают в более ценные продукты, такие как бензин, дизельное топливо и легкие олефины. В ходе способа углеводородное сырье подают в реактор с флюидизированным слоем и объединяют с катализатором при высоких температурах, что приводит к конверсии высокомолекулярных углеводородов в продукты с более низкой молекулярной массой. [0002] Fluid catalytic cracking (FCC) generally refers to a process in which high boiling, high molecular weight hydrocarbon compounds contained in hydrocarbon feedstocks such as crude oil are converted into higher value products such as gasoline, diesel fuel and light olefins. During the process, a hydrocarbon feed is fed into a fluidized bed reactor and combined with a catalyst at high temperatures, resulting in the conversion of high molecular weight hydrocarbons to lower molecular weight products.

[0003] Поток продукта, полученный в результате способа флюид-каталитического крекинга, обычно содержит в наибольших количествах углеводороды. Количество легких олефинов, таких как пропилен и этилен, образующихся в ходе способа, может зависеть от различных факторов. В последнее время спрос на пропилен как важное сырье для производства широкого спектра химических реагентов и полимеров резко увеличился. Несмотря на значительные инвестиции в мощности по производству пропилена, поставки во всем мире по-прежнему отстают от спроса на легкие олефины. Например, использование полипропиленовых полимеров остается одним из наиболее быстрорастущих применений синтетических материалов в новых и существующих областях применения. [0003] The product stream resulting from the fluid catalytic cracking process typically contains the highest amounts of hydrocarbons. The amount of light olefins such as propylene and ethylene produced during the process may depend on various factors. Recently, the demand for propylene as an important raw material for the production of a wide range of chemicals and polymers has increased dramatically. Despite significant investment in propylene production capacity, global supply continues to lag behind demand for light olefins. For example, the use of polypropylene polymers remains one of the fastest growing applications of synthetic materials in new and existing applications.

[0004] С учетом вышеизложенного, специалисты в данной области попытались модифицировать способ флюид-каталитического крекинга с целью повышения выхода легких олефинов, например, выхода пропилена. Например, в публикации патента США № 2009/0134065, который включен в настоящий документ посредством ссылки, описана композиция флюидизированного катализатора, которая увеличивает выход олефинов по сравнению с другими коммерчески доступными катализаторами. Каталитическая композиция, описанная в заявке ‘065, позволила добиться значительных успехов в области производства легких олефинов, таких как пропилен. [0004] In view of the foregoing, those skilled in the art have attempted to modify the fluid catalytic cracking process to increase the yield of light olefins, such as the yield of propylene. For example, US Patent Publication No. 2009/0134065, which is incorporated herein by reference, describes a fluidized catalyst composition that increases olefin yield compared to other commercially available catalysts. The catalyst composition described in the '065 application has made significant progress in the production of light olefins such as propylene.

[0005] Легкие олефины, такие как пропилен и этилен, являются важным сырьем, используемым для производства широкого спектра химических реагентов и продуктов, включая различные полимеры. Несмотря на значительные инвестиции в мощности по производству легких олефинов, предложение легких олефинов не соответствует спросу. Следовательно, остается необходимость в дальнейших усовершенствованиях в разработке способов FCC и композиций катализатора и/или добавок для получения углеводородных продуктов с повышенным выходом и селективностью в отношении легких олефинов. [0005] Light olefins such as propylene and ethylene are important feedstocks used in the production of a wide variety of chemicals and products, including various polymers. Despite significant investment in light olefin production capacity, the supply of light olefins has not matched demand. Therefore, there remains a need for further improvements in the development of FCC processes and catalyst and/or additive compositions to produce hydrocarbon products with increased yield and selectivity for light olefins.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0006] Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу получения легких олефиновых продуктов в процессе флюид-каталитического крекинга, где способ повышает выход легких олефинов, т.е. C2-C4 олефинов, по сравнению с известным коммерчески доступным способом FCC. Предпочтительно, способ также повышает селективность в отношении С2- и С3-олефинов. Настоящее изобретение также относится к усовершенствованной композиции катализатора FCC и/или добавки, а также к их использованию в способе FCC для повышения выхода и селективности для C2- и C3-олефинов по сравнению с C4-олефинами. [0006] The present invention relates to an improved process for producing light olefin products from a fluid catalytic cracking process, wherein the process increases the yield of light olefins, i. C2-C4 olefins compared to known commercially available FCC process. Preferably, the process also improves selectivity for C2 and C3 olefins. The present invention also relates to an improved FCC catalyst composition and/or additive and their use in an FCC process to improve yield and selectivity for C2 and C3 olefins over C4 olefins.

Соответственно, настоящее изобретение относится к способу FCC по изобретению, где способ включает в себя:Accordingly, the present invention relates to the FCC method of the invention, where the method includes:

(a) введение углеводородного сырья в реакционную зону установки флюид-каталитического крекинга (FCCU), состоящей из реактора (также известного как «лифт-реактор»), десорбера и регенератора, в которой исходное сырье характеризуется как имеющее температуру начала кипения от примерно 30°C с конечными температурами до примерно 850°C;(a) introducing a hydrocarbon feed into a fluid catalytic cracking unit (FCCU) reaction zone, consisting of a reactor (also known as a "lift reactor"), a stripper, and a regenerator, in which the feed is characterized as having an initial boiling point of about 30° C with end temperatures up to about 850°C;

(b) каталитический крекинг указанного сырья в указанном лифт-реакторе при температуре от примерно 400°C до примерно 700°C путем контактирования сырья с циркулирующим имеющимся в наличии количеством регенерированного катализатора, содержащего композицию пентасилсодержащего катализатора/добавки, которая включает:(b) catalytically cracking said feedstock in said riser reactor at a temperature of from about 400°C to about 700°C by contacting the feedstock with a circulating available amount of regenerated catalyst containing a pentasil-containing catalyst/additive composition, which includes:

(i) пентасиловый цеолит, имеющий каркас диоксида кремния/оксида алюминия,(i) a pentasil zeolite having a silica/alumina skeleton,

(ii) по меньшей мере 5,0% по массе фосфора (P2O5) и(ii) at least 5.0% by weight of phosphorus (P 2 O 5 ) and

(iii) от примерно 0,7 до примерно 4% по массе оксида железа (Fe2O3); где процентное содержание фосфора и оксида железа приводится исходя из общего количества фосфора или оксида железа в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки; где регенерированный катализатор содержит углерод от примерно 0,005 до примерно 0,30% по массе, исходя из общей массы имеющегося в наличии количества катализатора;(iii) from about 0.7 to about 4% by weight of iron oxide (Fe 2 O 3 ); where the percentage of phosphorus and iron oxide is given based on the total amount of phosphorus or iron oxide in the composition of the pentasil-containing catalyst/additive; where the regenerated catalyst contains carbon from about 0.005 to about 0.30% by weight, based on the total weight of the amount of catalyst available;

(c) десорбцию извлеченных частиц использованного катализатора в имеющемся в наличии количеством катализатора с помощью десорбирующего пара в десорбере для удаления оттуда некоторого количества углеводородсодержащего материала или кокса;(c) desorbing the recovered spent catalyst particles in the available amount of catalyst with stripping steam in the stripper to remove some of the hydrocarbonaceous material or coke therefrom;

(d) извлечение десорбированных углеводородов из десорбера и циркуляцию десорбированных частиц катализатора в регенератор;(d) recovering the stripped hydrocarbons from the stripper and circulating the stripped catalyst particles to a regenerator;

(e) регенерацию указанных частиц катализатора крекинга в зоне регенерации путем выжигания значительного количества кокса на указанных частицах катализатора при температуре, достаточной для получения содержания углерода примерно 0,30% по массе или менее от общего имеющегося в наличии количества регенерированного катализатора;(e) regenerating said cracking catalyst particles in a regeneration zone by burning a significant amount of coke on said catalyst particles at a temperature sufficient to obtain a carbon content of about 0.30% by weight or less of the total amount of regenerated catalyst available;

(f) рециркуляцию указанного имеющегося в наличии количества регенерированного катализатора в реактор для продолжения процесса крекинга.(f) recycling said available amount of regenerated catalyst to the reactor to continue the cracking process.

[0007] Композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки может использоваться в имеющемся в наличии количеством катализатора способа FCC по изобретению в качестве единственного катализатора или в качестве добавки. В дополнение к этому, композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки может использоваться в сочетании с отдельными частицами традиционного катализатора FCC, не содержащего пентасилового цеолита, например, катализатора FCC, содержащего фожазитовый цеолит. [0007] The pentasil-containing catalyst/additive composition can be used in the available amount of the FCC process catalyst of the invention as the sole catalyst or as an additive. In addition, the pentasil-containing catalyst/additive composition can be used in combination with individual conventional FCC catalyst particles not containing pentasil zeolite, for example, a faujasite zeolite-containing FCC catalyst.

[0008] Как описано выше, было обнаружено, что способ настоящего изобретения значительно повышает выход легких олефинов. Например, поток продукта может содержать пропилен в количестве от примерно 4,5% по массе до примерно 40% по массе. Поток продукта может также содержать этилен в количестве от примерно 0,5% по массе до примерно 25% по массе. [0008] As described above, it was found that the method of the present invention significantly increases the yield of light olefins. For example, the product stream may contain propylene in an amount of from about 4.5% by weight to about 40% by weight. The product stream may also contain ethylene in an amount of from about 0.5% by weight to about 25% by weight.

[0009] Настоящее изобретение также относится к регенерированной флюидизированной каталитической композиции, включающей композицию пентасилсодержащего катализатора/добавки, которая при рециркуляции в способе флюидизированного крекинга образует углеводородные продукты, имеющие повышенный выход и селективность по легким олефинам. [0009] The present invention also relates to a regenerated fluidized catalyst composition comprising a pentasil-containing catalyst/additive composition that, when recycled to a fluidized cracking process, produces hydrocarbon products having increased yield and light olefin selectivity.

[0010] В одном варианте осуществления, композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки, используемая в имеющемся в наличии количеством регенерированного катализатора, содержит по меньшей мере 10% масс. пентасилового цеолита, такого как ZSM-5, примерно 4,0% по массе или менее, предпочтительно примерно 2,5% по массе или менее, оксида железа, и примерно 20% по массе, предпочтительно примерно 19% по массе или менее, более предпочтительно примерно 18% по массе или менее, но по меньшей мере примерно 5% по массе или более, фосфора (измеренного как P2O5). [0010] In one embodiment, the pentasil-containing catalyst/additive composition used in the available amount of regenerated catalyst contains at least 10% of the mass. pentasil zeolite such as ZSM-5, about 4.0% by weight or less, preferably about 2.5% by weight or less, iron oxide, and about 20% by weight, preferably about 19% by weight or less, more preferably about 18% by weight or less, but at least about 5% by weight or more, of phosphorus (measured as P 2 O 5 ).

[0011] Имеющееся в наличии количество регенерированного катализатора, используемого в способе по изобретению, содержит углерод в количестве менее чем примерно 0,30% по массе, предпочтительно менее чем примерно 0,25% по массе, более предпочтительно менее чем примерно 0,20% по массе, еще более предпочтительно менее чем примерно 0,15% по массе, наиболее предпочтительно менее чем примерно 0,1% по массе, но, в любом случае, в количестве не менее чем примерно 0,005% по массе углерода от общего имеющегося в наличии количества катализатора. [0011] The available amount of regenerated catalyst used in the process of the invention contains carbon in an amount of less than about 0.30% by weight, preferably less than about 0.25% by weight, more preferably less than about 0.20%. by weight, even more preferably less than about 0.15% by weight, most preferably less than about 0.1% by weight, but in any case not less than about 0.005% by weight of carbon of the total available amount of catalyst.

[0012] Другие признаки и аспекты настоящего изобретения более подробно обсуждаются ниже. [0012] Other features and aspects of the present invention are discussed in more detail below.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0013] Полное и подробное раскрытие настоящего изобретения изложено более подробно в остальной части описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: [0013] A full and detailed disclosure of the present invention is set forth in more detail in the remainder of the description with reference to the accompanying drawings, in which:

Фигура 1: Показывает влияние уровня оксида железа в катализаторе на стабильность удельной поверхности в условиях циклической обработки парами пропилена (CPS). Потеря стабильности удельной поверхности наблюдается при постепенном увеличении содержания оксида железа в катализаторе. Figure 1: Indicates the effect of the level of iron oxide in the catalyst on the stability of specific surface area under propylene vapor cycling (CPS) conditions. The loss of stability of the specific surface area is observed with a gradual increase in the content of iron oxide in the catalyst.

Фигура 2: Показывает удельную поверхность катализатора, модифицированного оксидом железа после 24 ч гидротермической дезактивации. При постепенном увеличении содержания оксида железа в катализаторе не наблюдалось потери удельной поверхности. Figure 2: Shows the specific surface area of the catalyst modified with iron oxide after 24 hours of hydrothermal deactivation. With a gradual increase in the content of iron oxide in the catalyst, no loss of specific surface area was observed.

Фигура 3: Показывает менее 0,30% масс. углерода на регенерированном катализаторе; образец, модифицированный оксидом железа, обладает более высокой активностью пропилена по сравнению с образцом, не модифицированным оксидом железа. Выше 0,30% масс. углерода на катализаторе активность пропилена значительно падает. Figure 3: Shows less than 0.30% of the mass. carbon on the regenerated catalyst; the sample modified with iron oxide has a higher propylene activity compared to the sample not modified with iron oxide. Above 0.30% wt. carbon on the catalyst propylene activity drops significantly.

Фигура 4: Показывает, что при всех уровнях кокса на катализаторе катализаторы, модифицированные оксидом железа, обладают более высокой селективностью для этилена+пропилена при постоянном общем количестве влажного газа (водород+C1-C4 углеводороды) по сравнению с базовым катализатором без оксида железа в каталитической композиции. Figure 4: Shows that at all levels of coke on the catalyst, iron oxide modified catalysts have higher selectivity for ethylene+propylene at constant total wet gas (hydrogen+C1-C4 hydrocarbons) compared to the base catalyst without iron oxide in the catalytic compositions.

ОПРЕДЕЛЕНИЯDEFINITIONS

[0014] Используемые в данном описании массовые % железа и фосфора приводятся на основе количества каждого из вышеуказанных компонентов, содержащихся в частицах пентасилсодержащего катализатора/добавки. Количество железа в частицах пентасилсодержащего катализатора/добавки измеряется в виде оксида железа, и количество фосфора, содержащегося в частицах пентасилсодержащего катализатора/добавки измеряется в виде P2O5. [0014] The weight % of iron and phosphorus used herein are based on the amount of each of the above components contained in the particles of the pentasil-containing catalyst/additive. The amount of iron in the particles of the pentasil-containing catalyst/additive is measured as iron oxide, and the amount of phosphorus contained in the particles of the pentasil-containing catalyst/additive is measured as P 2 O 5 .

[0015] Выражение «средний размер частиц» употребляется в настоящем документе для обозначения среднего относительного количества, по объему, частиц, присутствующих в соответствии с размером в образце, измеренном с помощью метода лазерной дифракции. Используемое оборудование представляет собой Mastersizer 3000, доступный от Malvern P Analytical, в котором используется методика лазерной дифракции для измерения распределения частиц по размерам. [0015] The term "average particle size" is used herein to refer to the average relative amount, by volume, of particles present according to size in a sample measured by a laser diffraction technique. The equipment used is the Mastersizer 3000, available from Malvern P Analytical, which uses a laser diffraction technique to measure the particle size distribution.

[0016] Выражение «активность каталитического крекинга» употребляется в настоящем документе для обозначения способности катализатора редуцировать более высокомолекулярное (высококипящее) углеводородное сырье в более низкомолекулярные (низкокипящие) углеводородные продукты. [0016] The term "catalytic cracking activity" is used herein to refer to the ability of a catalyst to reduce higher molecular weight (high boiling) hydrocarbon feedstocks to lower molecular weight (lower boiling) hydrocarbon products.

[0017] Выражение «условия флюид-каталитического крекинга» употребляется в настоящем документе для обозначения рабочих условий, используемых для контактирования углеводородного сырья и частиц катализатора, например, времени контакта, температуры и отношения катализатор/масло, для редуцирования более высокомолекулярного (высококипящего) углеводородного сырья в более низкомолекулярные (низкокипящие) углеводородные продукты, в ходе способа флюидизированного каталитического крекинга. [0017] The term "fluid catalytic cracking conditions" is used herein to refer to the operating conditions used to contact hydrocarbon feedstock and catalyst particles, such as contact time, temperature, and catalyst/oil ratio, to reduce higher molecular weight (high-boiling) hydrocarbon feedstocks. into lower molecular weight (low boiling) hydrocarbon products, during the fluidized catalytic cracking process.

[0018] Выражение «закоксованный катализатор» употребляется в настоящем документе для обозначения катализатора FCC крекинга, который вышел из лифт-реактора и десорбера в ходе способа FCC. Закоксованный катализатор регенерируют в «регенераторе», прежде чем он будет рециркулирован в лифт-реактор в FCCU во время процесса крекинга. [0018] The term "coked catalyst" is used herein to refer to the FCC cracking catalyst that exited the riser and stripper during the FCC process. The coked catalyst is regenerated in a "regenerator" before it is recycled to the riser reactor in the FCCU during the cracking process.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[0019] Специалисту в данной области должно быть понятно, что настоящее обсуждение представляет собой описание только примеров осуществления и не предназначено для ограничения более широких аспектов настоящего изобретения. [0019] A person skilled in the art should be clear that the present discussion is a description of examples of implementation only and is not intended to limit the broader aspects of the present invention.

[0020] Настоящее изобретение относится к способу флюид-каталитического крекинга, который повышает выход легких олефинов, таких как пропилен, этилен и бутилен, а также повышает селективность для C2- и C3- олефинов. В целом, способ относится к использованию имеющегося в наличии количества регенерированного катализатора, имеющего пониженное содержание углерода и содержащего частицы стабилизированного фосфором пентасилового цеолитсодержащего катализатора/добавки, имеющие низкое содержание оксида железа, где указанное имеющееся в наличии количество регенерированного катализатора имеет пониженное содержание углерода. Было обнаружено, что выход легких олефинов может быть значительно увеличен не только за счет поддержания относительно небольших количеств железа в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки, но также путем поддержания железа в окисленном состоянии за счет сведения к минимуму таких восстановителей, как углерод, в общем имеющемся в наличии количеством регенерированного катализатора. [0020] The present invention relates to a fluid catalytic cracking process that improves the yield of light olefins such as propylene, ethylene and butylene, as well as increases the selectivity for C2 and C3 olefins. In general, the method relates to using an available amount of regenerated catalyst having a reduced carbon content and containing particles of a phosphorus stabilized pentasil zeolite-containing catalyst/additive having a low iron oxide content, wherein said available amount of regenerated catalyst has a reduced carbon content. It has been found that the yield of light olefins can be significantly increased not only by maintaining relatively low amounts of iron in the pentasil-containing catalyst/additive composition, but also by maintaining the iron in an oxidized state by minimizing reducing agents such as carbon, generally available in the presence of the amount of regenerated catalyst.

Пентасиловый катализатор/добавкиPentasil Catalyst/Additives

[0021] Цеолиты, подходящие для использования в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки, подходящей в настоящем изобретении, включают цеолитные структуры, которые имеют пятичленное кольцо в структурном каркасе. Каркас содержит диоксид кремния и оксид алюминия в тетраэдральной координации. В одном варианте осуществления каталитическая композиция содержит один или более пентасилов, имеющих рентгеновскую дифракционную картину ZSM-5 или ZSM-11. Коммерчески доступные синтетические конфигурационно-селективные цеолиты также являются подходящими. [0021] Suitable zeolites for use in the pentasil-containing catalyst/additive composition suitable in the present invention include zeolite structures that have a five-membered ring in the structural framework. The framework contains silicon dioxide and alumina in tetrahedral coordination. In one embodiment, the catalyst composition contains one or more pentasils having a ZSM-5 or ZSM-11 x-ray diffraction pattern. Commercially available synthetic shape selective zeolites are also suitable.

[0022] Пентасиловые цеолиты обычно имеют индекс проницаемости 1-12. Детали испытания на проницаемость приводятся в J. Catalysis, 67, 218-222 (1981) и в патенте США № 4711710. Такие пентасилы иллюстрируются среднепористыми цеолитами, например, теми цеолитами, которые имеют размеры пор от примерно 4 до примерно 7 ангстрем. Пентасил может иметь молярное отношение диоксида кремния к оксиду алюминия (SiO2/Al2O3), например, менее 300:1, такое как менее 100:1, например, менее 50:1. В одном варианте осуществления пентасил имеет отношение диоксида кремния к оксиду алюминия менее чем 30:1. Пентасил также может подвергаться обмену с катионами металлов. Подходящие металлы включают щелочноземельные металлы, переходные металлы, редкоземельные металлы, фосфор, бор, благородные металлы и их сочетания. [0022] Pentasil zeolites typically have a permeability index of 1-12. Details of the permeability test are given in J. Catalysis, 67, 218-222 (1981) and US Pat. No. 4,711,710. Such pentasils are exemplified by medium pore zeolites, for example those zeolites having pore sizes from about 4 to about 7 angstroms. The pentasil may have a silica to alumina (SiO 2 /Al 2 O 3 ) molar ratio, eg less than 300:1, such as less than 100:1, eg less than 50:1. In one embodiment, pentasil has a silica to alumina ratio of less than 30:1. Pentasil can also be exchanged with metal cations. Suitable metals include alkaline earth metals, transition metals, rare earth metals, phosphorus, boron, noble metals, and combinations thereof.

[0023] Частицы катализатора/добавок обычно содержат пентасиловый цеолит в количестве, обычно достаточном для повышения выхода легких олефинов. Как правило, пентасиловый цеолитный катализатор/добавки содержат пентасил в диапазоне от примерно 10% до примерно 80%, предпочтительно от примерно 20% до примерно 70% по массе, наиболее предпочтительно от примерно 40% до примерно 60% по массе пентасилового цеолита в композиции катализатора/добавки. [0023] The catalyst/additive particles typically contain pentasil zeolite in an amount generally sufficient to increase the yield of light olefins. Typically, the pentasil zeolite catalyst/additives contain pentasil in the range of from about 10% to about 80%, preferably from about 20% to about 70% by weight, most preferably from about 40% to about 60% by weight of the pentasil zeolite in the catalyst composition. /additives.

ФосфорPhosphorus

[0024] Композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки обычно содержит фосфор (измеряемый как P2O5) в количестве, менее чем примерно 20% по массе и, как правило, более чем примерно 5% по массе фосфора, при измерении как пентоксид фосфора. Например, фосфор может присутствовать в количестве более чем примерно 7% по массе, например, в количестве более чем примерно 9% по массе, например, в количестве более чем примерно 11% по массе, и обычно в количестве менее чем примерно 18% по массе. [0024] The pentasil-containing catalyst/additive composition typically contains phosphorus (measured as P 2 O 5 ) in an amount of less than about 20% by weight and typically more than about 5% by weight of phosphorus, when measured as phosphorus pentoxide. For example, phosphorus may be present in an amount of more than about 7% by weight, for example, in an amount of more than about 9% by weight, for example, in an amount of more than about 11% by weight, and usually in an amount of less than about 18% by weight. .

[0025] Используемый фосфор выбирают для стабилизации пентасилового цеолита в композиции катализатора/добавки и, в сочетании с другими ингредиентами, для действия в качестве связующего. Его измеряют как пентоксид фосфора (P2O5). Вне связи с какой-либо конкретной теорией, полагают, что фосфор вступает в реакцию с кислотными центрами оксида алюминия пентасила, тем самым стабилизируя центр в отношении любого деалюминирования, которое может произойти во время использования в типичных условиях флюид-каталитического крекинга или даже в еще более жестких условиях. Таким образом, фосфор стабилизирует активность пентасила в отношении конверсии молекул углеводородов диапазона нафты и, тем самым, повышает выход олефинов в способах FCC. Фосфор может быть добавлен в пентасил до, во время или после образования содержащих пентасил частиц катализатора/добавки. Фосфорсодержащие соединения, подходящие в качестве источника для данного изобретения, включают фосфорную кислоту (H3PO4), фосфористую кислоту (H3PO3), соли фосфорной кислоты, соли фосфористой кислоты, и их смеси. Аммонийные соли, такие как моноаммонийфосфат (NH4)H2PO4, диаммонийфосфат (NH4)2HPO4, моноаммонийфосфит (NH4)H2PO3, диаммонийфосфит (NH4)2HPО3 и их смеси, также могут быть использованы. Другие соединения включают фосфины, фосфоновую килоту, фосфонаты и тому подобное. [0025] The phosphorus used is chosen to stabilize the pentasil zeolite in the catalyst/additive composition and, in combination with other ingredients, to act as a binder. It is measured as phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ). Without wishing to be bound by any particular theory, it is believed that the phosphorus reacts with the acid sites of the pentasil alumina, thereby stabilizing the site against any dealumination that may occur during use under typical fluid catalytic cracking conditions or even more. harsh conditions. Thus, phosphorus stabilizes the activity of pentasil in relation to the conversion of hydrocarbon molecules in the range of naphtha and, thereby, increases the yield of olefins in FCC processes. Phosphorus can be added to the pentasil before, during or after the formation of the catalyst/additive particles containing pentasil. Phosphorus-containing compounds suitable as a source for this invention include phosphoric acid (H 3 PO 4 ), phosphorous acid (H 3 PO 3 ), salts of phosphoric acid, salts of phosphorous acid, and mixtures thereof. Ammonium salts such as monoammonium phosphate (NH 4 )H 2 PO 4 , diammonium phosphate (NH 4 ) 2 HPO 4 , monoammonium phosphite (NH 4 )H 2 PO 3 , diammonium phosphite (NH 4 ) 2 HPO 3 and mixtures thereof can also be used. . Other compounds include phosphines, phosphonic acid, phosphonates, and the like.

[0026] Фосфор добавляется в количествах во время получения композиции катализатора/добавки таким образом, что, исходя из частиц, содержащих пентасил, количество фосфора может варьировать в диапазоне от примерно 5 до 20% по массе, предпочтительно от примерно 7 до примерно 19% по массе, и даже от примерно 9 до 18% по массе или от примерно 11 до 18% по массе. [0026] Phosphorus is added in amounts during the preparation of the catalyst/additive composition such that, based on particles containing pentasil, the amount of phosphorus can range from about 5 to 20% by weight, preferably from about 7 to about 19% by weight. by weight, and even from about 9 to 18% by weight, or from about 11 to 18% by weight.

Оксид железаiron oxide

[0027] Железо, присутствующее в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки, измеряется как оксид железа. В целом, композиция катализатора/добавки содержит оксид железа в количестве примерно 4% по массе или менее, например, в количестве примерно 3,0% по массе или менее, например, в количестве примерно 2,5% по массе или менее, например, в количестве примерно 2,3% по массе или менее, например, в количестве примерно 2% по массе или менее, например, в количестве примерно 1,8% по массе или менее. Оксид железа обычно присутствует в количестве, превышающем примерно 0,7% по массе, например, в количестве более чем примерно 0,9% по массе, в расчете на общее количество оксида железа, входящего в состав композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки. Как правило, количество оксида железа находится в пределах от примерно 0,7% до примерно 4,0% по массе, предпочтительно от примерно 0,9% до примерно 3% по массе, даже от примерно 0,9% до примерно 2,5% по массе, исходя из количества композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки. [0027] The iron present in the pentasil-containing catalyst/additive composition is measured as iron oxide. In general, the catalyst/additive composition contains iron oxide in an amount of about 4% by weight or less, for example, in an amount of about 3.0% by weight or less, for example, in an amount of about 2.5% by weight or less, for example, in an amount of about 2.3% by weight or less, for example, in an amount of about 2% by weight or less, for example, in an amount of about 1.8% by weight or less. Iron oxide is typically present in an amount greater than about 0.7% by weight, such as greater than about 0.9% by weight, based on the total amount of iron oxide in the pentasil-containing catalyst/additive composition. Typically, the amount of iron oxide is in the range from about 0.7% to about 4.0% by weight, preferably from about 0.9% to about 3% by weight, even from about 0.9% to about 2.5 % by weight, based on the amount of the pentasil-containing catalyst/additive composition.

[0028] Количества железа или оксида железа могут поступать из матрикса, цеолита, связующего или из глины, которая может присутствовать в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки. Поэтому железо обычно содержится в матриксе катализатора или в связующем, а также обнаружено в структуре пор пентасила. Железо может присутствовать снаружи или внутри каркаса пентасила. Под выражением «снаружи каркаса пентасила» подразумевается железо, которое находится за пределами координат тетраэдральной структуры диоксида кремния/оксида алюминия. Железо может включать железо, связанное с кислотным центром каркаса, например, в виде катиона, подвергшегося обмену на этом центре. Железо может присутствовать снаружи пентасилового цеолита, т.е. в матриксе, входящем в состав композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки. [0028] The amounts of iron or iron oxide may come from the matrix, zeolite, binder, or clay that may be present in the pentasil-containing catalyst/additive composition. Therefore, iron is usually found in the catalyst matrix or binder, and is also found in the pore structure of pentasil. The iron may be present outside or inside the pentasil framework. By "outside the framework of pentasil" is meant iron that is outside the coordinates of the tetrahedral structure of silicon dioxide/alumina. The iron may include iron bound to the acid site of the backbone, for example, in the form of an exchanged cation at that site. Iron may be present on the outside of the pentasil zeolite, ie. in the matrix included in the composition of the pentasil-containing catalyst/additive.

[0029] Действительно, железо, указанное в качестве компонента пентасилсодержащего катализатора/добавки, обычно представляет собой железо, которое добавляется отдельно и в сочетании с другим сырьевым материалом, используемым для получения композиции катализатора/добавки. Хотя железо описано здесь как оксид железа (т.е. Fe2O3), также считается, что железо в композиции может существовать и в других формах, таких как фосфат железа. Однако фактическая форма зависит от того, как железо вводится в композицию катализатора/добавки. Например, железо может быть в форме оксида железа в вариантах осуществления, в которых железо добавляют в виде нерастворимого оксида железа. С другой стороны, если железо добавляют в виде водорастворимой соли, железо может вступать в реакцию с анионом с образованием, например, фосфата железа, когда галогенид железа добавляют в смесь для распылительной сушилки, содержащую фосфорную кислоту. Тем не менее, оксид железа был выбран для отражения доли железа в композиции в значительной степени потому, что аналитические методы, обычно используемые в промышленности для измерения содержания железа и других металлов, обычно представляют свои результаты в терминах их оксидов. [0029] Indeed, the iron specified as a component of the pentasil-containing catalyst/additive is usually iron that is added alone and in combination with other raw material used to obtain the catalyst/additive composition. Although iron is described here as iron oxide (ie, Fe 2 O 3 ), it is also believed that iron in the composition may exist in other forms, such as iron phosphate. However, the actual form depends on how the iron is introduced into the catalyst/additive composition. For example, the iron may be in the form of iron oxide in embodiments in which the iron is added in the form of insoluble iron oxide. On the other hand, if iron is added as a water-soluble salt, iron may react with an anion to form, for example, iron phosphate when iron halide is added to a spray dryer mixture containing phosphoric acid. However, iron oxide was chosen to reflect the proportion of iron in the composition in large part because the analytical methods commonly used in the industry to measure the content of iron and other metals typically report their results in terms of their oxides.

Необязательные компонентыOptional Components

[0030] В дополнение к оксиду железа и фосфору, композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки содержит дополнительные компоненты, такие как глина и подходящий матрикс и, необязательно, связующие материалы. [0030] In addition to iron oxide and phosphorus, the pentasil-containing catalyst/additive composition contains additional components such as clay and a suitable matrix and, optionally, binders.

[0031] Количество матрикса, присутствующего в композиции катализатора/добавки, может меняться в широких пределах. Матриксный компонент может присутствовать в каталитической композиции в количествах, находящихся в диапазоне от 0 до примерно 60 массовых %. Матрикс обычно является неорганическим оксидом, который имеет активность по отношению к модифицируемому продукту процесса FCC, и, в частности, активность образования олефиновых молекул диапазона нафты, на которые описанные выше пентасилы могут действовать. Неорганические оксиды, подходящие в качестве матрикса, включают, без ограничения, нецеолитные неорганические оксиды, такие как диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид кремния-оксид алюминия, оксид магния, оксид бора, диоксид титана, диоксид циркония, фосфаты металлов, и их смеси. В некоторых вариантах осуществления матрикс содержит оксид алюминия в количестве от примерно 10 до примерно 50 массовых % от всей композиции катализатора/добавки. В других вариантах осуществления матрикс содержит оксид алюминия в количестве более чем примерно 3% по массе и в количестве менее чем примерно 10% по массе. [0031] The amount of matrix present in the catalyst/additive composition can vary widely. The matrix component may be present in the catalyst composition in amounts ranging from 0 to about 60 wt%. The matrix is typically an inorganic oxide which has activity towards the modified FCC process product, and in particular activity to form naphtha range olefin molecules, which the pentasils described above can act on. Suitable inorganic oxides as a matrix include, without limitation, non-zeolitic inorganic oxides such as silica, alumina, silica-alumina, magnesium oxide, boron oxide, titanium dioxide, zirconia, metal phosphates, and mixtures thereof. In some embodiments, the implementation of the matrix contains alumina in an amount of from about 10 to about 50 wt% of the entire catalyst/additive composition. In other embodiments, the implementation of the matrix contains alumina in an amount of more than about 3% by weight and in an amount of less than about 10% by weight.

[0032] Композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки может включать одну или более из различных известных глин, таких как монтмориллонит, каолин, галлуазит, бентонит, аттапульгит и тому подобное. Другие подходящие глины включают глины, которые выщелачиваются кислотой или основанием для повышения удельной поверхности глины, например, увеличения удельной поверхности от примерно 50 до примерно 350 м2/г при измерении методом БЭТ. [0032] The pentasil-containing catalyst/additive composition may include one or more of various known clays such as montmorillonite, kaolin, halloysite, bentonite, attapulgite, and the like. Other suitable clays include clays that are leached with acid or base to increase the specific surface area of the clay, eg, increase the specific surface area from about 50 to about 350 m 2 /g as measured by BET.

[0033] Подходящие глины также включают железосодержащие глины, иногда называемые твердыми каолиновыми глинами или «серой» глиной. Последний термин иногда используется, поскольку эти твердые каолиновые глины имеют серый оттенок или окраску. Сообщается, что твердые каолиновые глины имеют значительное содержание железа, обычно от примерно 0,6 до примерно 5% масс. Fe2O3. В вариантах осуществления, содержащие серые глины, содержание железа в них может быть включено как часть используемого оксида железа. Однако, учитывая обычно используемое количество железа и тот факт, что железо в этих глинах находится в форме, которая не всегда легко реагирует, было бы предпочтительнее использовать дополнительные источники железа. [0033]Suitable clays also include iron-bearing clays, sometimes referred to as hard kaolin clays or "grey" clays. The latter term is sometimes used because these hard kaolin clays have a gray tint or coloration. Hard kaolin clays are reported to have a significant iron content, typically from about 0.6 to about 5 wt%. Fe2O3. In embodiments containing gray clays, their iron content may be included as part of the iron oxide used. However, given the amount of iron commonly used and the fact that the iron in these clays is in a form that is not always easily reactive, it would be preferable to use additional sources of iron.

[0034] Матрикс и глины обычно обеспечивают и включают в композицию катализатора/добавки при приготовлении в виде частиц. При приготовлении композиции из смеси пентасилсодержащих частиц матрикс может иметь удельную поверхность по меньшей мере примерно 5 м2/г, предпочтительно от примерно 15 до примерно 130 м2/г. Удельная поверхность матрикса может быть измерена с помощью анализа t-графика на основе ASTM 4365-95. Общая удельная поверхность композиции катализатора/добавки в большинстве случаев составляет по меньшей мере примерно 50 м2/г, либо свежей, либо обработанной при 816°С в течение 4 ч 100% водяным паром. Общая удельная поверхность может быть измерена с помощью БЭТ. [0034] Matrix and clays are typically provided and included in the catalyst/additive composition when formulated as particulates. When formulated from a mixture of pentasil-containing particles, the matrix may have a specific surface area of at least about 5 m 2 /g, preferably from about 15 to about 130 m 2 /g. The specific surface area of the matrix can be measured by t-plot analysis based on ASTM 4365-95. The total specific surface area of the catalyst/additive composition is in most cases at least about 50 m 2 /g, either fresh or treated at 816° C. for 4 hours with 100% steam. The total specific surface area can be measured using BET.

[0035] Подходящие материалы для необязательных связующих включают неорганические оксиды, такие как оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид кремния-оксид алюминия, фосфат алюминия, а также другие известные в данной области фосфаты металлов. Хлоргидрол алюминия также может использоваться в качестве связующего. При использовании связующих фосфатов металлов, отличных от фосфата алюминия, металл может быть выбран из группы, состоящей из металлов группы IIA, металлов лантаноидного ряда, включающих скандий, иттрий, лантан, и переходных металлов. В некоторых вариантах осуществления подходящими являются фосфаты металлов группы VIII. В одном варианте осуществления свежую композицию пентасилсодержащего катализатора/добавки, используемую для образования регенерированного катализатора, получают в виде водной суспензии, содержащей различные ингредиенты, например, пентасиловый цеолит, фосфор и оксид железа, глину, необязательные матриксные материалы в количествах, описанных в данном документе выше. Например, в одном варианте осуществления, водная суспензия может содержать пентасиловый цеолит, оксид железа, фосфат, оксид алюминия и/или глину. Полученную водную суспензию хорошо перемешивают и затем сушат распылением. [0035] Suitable materials for optional binders include inorganic oxides such as alumina, silica, silica-alumina, aluminum phosphate, as well as other metal phosphates known in the art. Aluminum chloride can also be used as a binder. When using metal phosphate binders other than aluminum phosphate, the metal may be selected from the group consisting of Group IIA metals, lanthanide series metals including scandium, yttrium, lanthanum, and transition metals. In some embodiments, Group VIII metal phosphates are suitable. In one embodiment, the fresh pentasil catalyst/additive composition used to form the regenerated catalyst is provided as an aqueous slurry containing various ingredients, e.g., pentasil zeolite, phosphorus and iron oxide, clay, optional matrix materials in the amounts described herein above. . For example, in one embodiment, the aqueous slurry may contain pentasil zeolite, iron oxide, phosphate, alumina, and/or clay. The resulting aqueous suspension is stirred well and then spray dried.

[0036] Другие способы получения композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки включают, без ограничения, следующие общие процессы: [0036] Other methods for preparing a pentasil-containing catalyst/additive composition include, without limitation, the following general processes:

[0037] (1) Ионный обмен или пропитка выбранного пентасилового цеолита железом и включение ионообменного или пропитанного цеолита в необязательные компоненты, упомянутые ранее, и образование композиции катализатора/добавки. [0037] (1) Ion exchange or impregnation of the selected pentasil zeolite with iron and incorporation of the ion exchange or impregnation zeolite into the optional components mentioned previously and formation of a catalyst/additive composition.

[0038] (2) Одновременное объединение источника железа с пентасиловым цеолитом и дополнительными компонентами и образование желаемой композиции катализатора/добавки. [0038] (2) Simultaneously combining the iron source with the pentasil zeolite and additional components and forming the desired catalyst/additive composition.

[0039] (3) Изготовление пентасилсодержащего катализатора обычным способом, например, образование пентасиловой композиции, содержащей пентасиловый цеолит и необязательные компоненты, упомянутые ранее, и подвергание образованных частиц катализатора ионному обмену для включения железа. [0039] (3) Manufacture of a pentasil-containing catalyst in a conventional manner, for example, forming a pentasil composition containing the pentasil zeolite and the optional components mentioned above, and subjecting the formed catalyst particles to ion exchange to incorporate iron.

[0040] (4) Получение обычной композиции катализатора/добавки, как указано в (3), за исключением того, что частицы пентасилсодержащего катализатора/добавки пропитывают, например, по методу начальной влажности, предшественником железа для включения железа. [0040] (4) Preparation of a conventional catalyst/additive composition as described in (3), except that the particles of the pentasil-containing catalyst/additive are impregnated, for example, by the initial moisture method, with an iron precursor to incorporate iron.

[0041] В одном варианте осуществления, после объединения обменного пентасилового цеолита (1) с необязательными компонентами в воде, полученная суспензия может быть высушена распылением в частицы, имеющие средний размер частиц в диапазоне от примерно 20 до примерно 200 мкм, например, от 20 до примерно 100 мкм, и полученную в результате композицию катализатора/добавки затем обрабатывают в обычных условиях. [0041] In one embodiment, after combining the exchange pentasil zeolite (1) with optional components in water, the resulting slurry can be spray dried into particles having an average particle size in the range of from about 20 to about 200 microns, for example, from 20 to about 100 μm, and the resulting catalyst/additive composition is then processed under normal conditions.

[0042] Источник железа в любом из указанных выше способов может быть в форме соли железа и включает, без ограничения, галогениды железа, такие как хлориды, фториды, бромиды и йодиды. Карбонат, сульфат, фосфаты, нитраты и ацетаты железа также являются подходящими источниками железа. Источник железа может быть на водной основе, и железо может присутствовать в используемом для осуществления обмена растворе в концентрациях от примерно 1 до примерно 30%. При введении железа методом обмена обмен может осуществляться таким образом, чтобы по меньшей мере 10% обменных центров, присутствующих в цеолите, подвергалось обмену с катионами железа. Железо также может быть включено с помощью методов твердофазного обмена. [0042] The source of iron in any of the above methods may be in the form of an iron salt and includes, without limitation, iron halides such as chlorides, fluorides, bromides and iodides. Iron carbonate, sulfate, phosphates, nitrates and acetates are also suitable sources of iron. The source of iron may be water-based, and the iron may be present in the exchange solution at concentrations of from about 1% to about 30%. When introducing iron by the exchange method, the exchange can be carried out in such a way that at least 10% of the exchange centers present in the zeolite are exchanged with iron cations. Iron can also be incorporated using solid phase exchange methods.

[0043] При пропитке пентасилового цеолита или катализатора/добавки, содержащей пентасиловый цеолит, с использованием способа (1) или способа (4), источник железа, обычно в водном растворе, добавляют в порошок пентасилового цеолита или частицы катализатора до достижения начальной влажности. Концентрации железа для типичных пропиточных ванн находятся в диапазоне 0,5-20%. [0043] When impregnating a pentasil zeolite or a catalyst/additive containing a pentasil zeolite using method (1) or method (4), an iron source, usually in an aqueous solution, is added to the pentasil zeolite powder or catalyst particles until the initial moisture is reached. Iron concentrations for typical impregnating baths are in the range of 0.5-20%.

[0044] Источником железа для способов (1) и (2) также могут быть формы железа, такие как оксид железа, при этом такие источники не являются обязательно растворимыми, и/или их растворимость зависит от рН среды, в которую добавляется источник железа. [0044] The source of iron for methods (1) and (2) can also be forms of iron, such as iron oxide, and such sources are not necessarily soluble, and/or their solubility depends on the pH of the medium to which the iron source is added.

[0045] Матрикс и связующее могут быть добавлены в смесь пентасилового цеолита в виде дисперсий, твердых веществ и/или растворов. Подходящий глинистый матрикс содержит каолин. Подходящие диспергируемые золи включают золи оксида алюминия и золи диоксида кремния, известные в данной области. Подходящими золями оксида алюминия являются золи, полученные путем пептизации оксида алюминия с использованием сильной кислоты. Особенно подходящие золи диоксида кремния включают коллоидный диоксид кремния Ludox®, доступный от W.R. Grace & Co.-Conn. Некоторые связующие, например, сформированные из предшественников связующего, например, хлоргидрол алюминия, образуют путем введения растворов предшественников связующего в смеситель, и затем связующее образуется в процессе распылительной сушки и/или при дальнейшей обработке, например, прокаливании. [0045] The matrix and binder may be added to the pentasil zeolite mixture as dispersions, solids, and/or solutions. A suitable clay matrix contains kaolin. Suitable dispersible sols include alumina sols and silica sols known in the art. Suitable alumina sols are those obtained by peptizing alumina using a strong acid. Particularly suitable silica sols include Ludox® colloidal silica, available from WR Grace & Co.-Conn. Some binders, such as those formed from binder precursors such as aluminum chlorohydrol, are formed by introducing solutions of the binder precursors into a mixer and the binder is then formed during a spray drying process and/or further processing, such as calcination.

[0046] Конечная композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки предпочтительно имеет устойчивость к истиранию, подходящую для выдерживания условий, типично используемых в способах FCC. Получение катализаторов, имеющих такие свойства, часто осуществляют, используя индекс истирания Дэвисона (DI). Чем ниже DI, тем более устойчивым к истиранию является катализатор. Коммерчески приемлемая устойчивость к истиранию описывается DI менее чем примерно 20, предпочтительно менее чем 10 и наиболее предпочтительно менее чем 5. [0046] The final pentasil-containing catalyst/additive composition preferably has attrition resistance suitable to withstand the conditions typically used in FCC processes. Catalysts having these properties are often prepared using the Davison Attrition Index (DI). The lower the DI, the more attrition resistant the catalyst is. Commercially acceptable abrasion resistance is described by a DI of less than about 20, preferably less than 10, and most preferably less than 5.

Регенерированный катализаторRegenerated Catalyst

[0047] Как только композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки получена, композиция может использоваться для получения 100% имеющегося в наличии количества катализатора, или она может быть добавлена в имеющееся в наличии количество катализатора в качестве добавки, например, в качестве «добавки для легких олефинов», или она может быть объединена с отдельными частицами традиционного катализатора крекинга FCC и/или добавками, которые не содержат пентасилового цеолита, для формирования имеющегося в наличии количества катализатора крекинга. Как правило, композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки может содержать от примерно 0,5 до примерно 99%, например, от примерно 1 до примерно 60%, например, от примерно 1 до примерно 30% по массе от общего имеющегося в наличии количества катализатора. [0047] Once the pentasil-containing catalyst/additive composition is obtained, the composition can be used to make 100% of the available amount of catalyst, or it can be added to the available amount of catalyst as an additive, for example, as a "additive for light olefins" , or it may be combined with individual conventional FCC cracking catalyst particles and/or additives that do not contain pentasil zeolite to form an available amount of cracking catalyst. Typically, the pentasil-containing catalyst/additive composition may contain from about 0.5% to about 99%, such as from about 1% to about 60%, such as from about 1% to about 30%, by weight of the total amount of catalyst available.

[0048] Традиционный катализатор FCC может содержать любую композицию катализатора FCC, содержащую дополнительные цеолиты, обладающие активностью каталитического крекинга в процессе конверсии жидких углеводородов, отличные от пентасиловых цеолитов, и традиционные компоненты, например, глины, матрикс, связующее и т.д. Как правило, частицы дополнительного катализатора FCC будут содержать крупнопористый цеолит, имеющий структуру пор с отверстиями по меньшей мере 0,7 нм. [0048] A conventional FCC catalyst may comprise any FCC catalyst composition containing additional zeolites having catalytic cracking activity in the liquid hydrocarbon conversion process other than pentasil zeolites and conventional components such as clays, matrix, binder, etc. Typically, the additional FCC catalyst particles will contain a large pore zeolite having a pore structure with openings of at least 0.7 nm.

[0049] Подходящие крупнопористые цеолиты включают кристаллические алюмосиликатные цеолиты, такие как синтетический фожазит, т.е. цеолиты типа Y, цеолиты типа X и бета-цеолит, а также их термически обработанные (прокаленные) и/или обменные редкоземельные производные. Цеолиты, которые особенно подходят, включают прокаленный обменный редкоземельный цеолит типа Y (CREY), ультрастабильный цеолит типа Y (USY), а также различные цеолиты типа Y, полученные частичным обменом. Другие подходящие крупнопористые цеолиты включают цеолиты MgUSY, ZnUSY, MnUSY, P-USY, HY, REY, CREUSY, REUSY и их смеси. Цеолит можно также смешивать с молекулярными ситами, такими как SAPO и ALPO. [0049] Suitable large pore zeolites include crystalline aluminosilicate zeolites such as synthetic faujasite, ie. zeolites type Y, zeolites type X and beta zeolite, as well as their heat-treated (calcined) and/or exchangeable rare earth derivatives. Zeolites that are particularly suitable include calcined exchange rare earth type Y zeolite (CREY), ultra stable type Y zeolite (USY), as well as various partial exchanged type Y zeolites. Other suitable large pore zeolites include MgUSY, ZnUSY, MnUSY, P-USY, HY, REY, CREUSY, REUSY zeolites and mixtures thereof. The zeolite can also be mixed with molecular sieves such as SAPO and ALPO.

[0050] Стандартный цеолит типа Y производится в промышленных масштабах путем кристаллизации силиката натрия и алюмината натрия. Этот цеолит может быть превращен в цеолит типа USY путем деалюминирования, которое повышает атомное отношение кремний/алюминий исходной структуры стандартного цеолита типа Y. Деалюминирование можно проводить путем прокаливания в паре или путем химической обработки. Дополнительный катализатор крекинга на основе цеолита также может быть образован из глинистых микросфер, которые были «цеолитизированы» in situ с образованием цеолита Y. Вкратце, цеолит Y образуется из микросфер прокаленной глины путем контакта микросфер с каустическим раствором при 180°F (82°С). См. «Commercial Preparation and Characterization of FCC Catalysts», Fluid Catalytic Cracking: Science and Technology, Studies in Surface Science and Catalysis, Vol. 76, p. 120 (1993). [0050] Standard type Y zeolite is produced commercially by crystallization of sodium silicate and sodium aluminate. This zeolite can be converted to a USY type zeolite by dealumination, which increases the silicon/aluminum atomic ratio of the original structure of the standard Y type zeolite. The dealumination can be carried out by steam calcination or by chemical treatment. An additional zeolite-based cracking catalyst can also be formed from clay microspheres that have been "zeolitized" in situ to form zeolite Y. Briefly, zeolite Y is formed from calcined clay microspheres by contacting the microspheres with a caustic solution at 180°F (82°C) . See "Commercial Preparation and Characterization of FCC Catalysts", Fluid Catalytic Cracking: Science and Technology , Studies in Surface Science and Catalysis, Vol. 76, p. 120 (1993).

[0051] Обменные редкоземельные цеолиты, которые можно использовать, получают методом ионного обмена, во время которого атомы натрия, присутствующие в структуре цеолита, заменяются другими катионами, обычно в виде смесей солей редкоземельных металлов, таких как соли церия, лантана, неодима, т.е. распространенных в природе редкоземельных металлов и их смесей, для получения типов REY и REUSY, соответственно. Эти цеолиты могут быть далее обработаны прокаливанием для получения указанных выше CREY и CREUSY типов материала. MgUSY, ZnUSY и MnUSY цеолиты могут быть образованы с помощью использования солей металлов Mg, Zn или Mn или их смесей, таким же образом, как описано выше применительно к образованию REUSY, за исключением того, что соли магния, цинка или марганца используются вместо соли редкоземельного металла для образования REUSY. [0051] Exchangeable rare earth zeolites that can be used are obtained by ion exchange, during which the sodium atoms present in the structure of the zeolite are replaced by other cations, usually in the form of mixtures of salts of rare earth metals, such as salts of cerium, lanthanum, neodymium, i.e. e. rare earth metals common in nature and their mixtures, to obtain REY and REUSY types, respectively. These zeolites can be further processed by calcination to obtain the above CREY and CREUSY types of material. MgUSY, ZnUSY, and MnUSY zeolites can be formed using metal salts of Mg, Zn, or Mn, or mixtures thereof, in the same manner as described above for the formation of REUSY, except that magnesium, zinc, or manganese salts are used in place of the rare earth salt. metal to form REUSY.

[0052] Размер элементарной ячейки предпочтительного свежего Y-цеолита составляет от примерно 24,35 до 24,7 Å. Размер элементарной ячейки (UCS) цеолита может быть измерен с помощью рентгеноструктурного анализа в соответствии с процедурой ASTM D3942. Обычно существует прямая связь между относительными количествами атомов кремния и алюминия в цеолите и размером его элементарной ячейки. Хотя и цеолит сам по себе, и матрикс флюидизированного катализатора крекинга обычно содержат и диоксид кремния, и оксид алюминия, отношение SiO2/Al2O3 каталитического матрикса не следует путать с аналогичным отношением в цеолите. Когда равновесный катализатор подвергают рентгеноструктурному анализу, измеряется только UCS содержащегося в нем кристаллического цеолита. [0052] The unit cell size of the preferred fresh Y-zeolite is from about 24.35 to 24.7 Å. The unit cell size (UCS) of a zeolite can be measured by X-ray diffraction analysis according to ASTM D3942 procedure. There is usually a direct relationship between the relative amounts of silicon and aluminum atoms in a zeolite and its unit cell size. While both the zeolite itself and the fluidized cracking catalyst matrix typically contain both silica and alumina, the SiO 2 /Al 2 O 3 ratio of the catalytic matrix should not be confused with that of the zeolite. When an equilibrium catalyst is subjected to X-ray diffraction analysis, only the UCS of the crystalline zeolite contained therein is measured.

[0053] Значение размера элементарной ячейки цеолита Y также уменьшается по мере того, как он подвергается воздействию среды регенератора FCC и достигает равновесия за счет удаления атомов алюминия из кристаллической структуры. Так, при использовании цеолита Y в имеющемся в наличии количеством катализатора FCC, атомное соотношение Si/AI в его решетке увеличивается от примерно 3:1 до примерно 30:1. Размер элементарной ячейки соответственно уменьшается за счет сжатия, вызванного удалением атомов алюминия из структуры ячейки. Размер элементарной ячейки предпочтительного равновесного цеолита Y составляет по меньшей мере 24,22 Å, предпочтительно от 24,24 до 24,50 Å, и более предпочтительно от 24,24 до 24,40 Å. [0053] The unit cell size value of zeolite Y also decreases as it is exposed to the FCC regenerator environment and reaches equilibrium by removing aluminum atoms from the crystal structure. Thus, when using zeolite Y in the available amount of FCC catalyst, the Si/AI atomic ratio in its lattice increases from about 3:1 to about 30:1. The size of the unit cell decreases accordingly due to the contraction caused by the removal of aluminum atoms from the cell structure. The unit cell size of the preferred equilibrium zeolite Y is at least 24.22 Å, preferably 24.24 to 24.50 Å, and more preferably 24.24 to 24.40 Å.

[0054] В целом, количество непентасилового цеолита, присутствующего в частицах традиционного катализатора FCC, будет количеством, достаточным для получения молекул олефинов бензиновой фракции. Например, композиция дополнительного катализатора FCC может содержать от примерно 1 до примерно 99,5% по массе цеолита, отличного от пентасила, например, цеолита Y-типа, при этом конкретные количества зависят от величины требуемой активности. Более типичные варианты осуществления содержат от примерно 10 до примерно 80%, и еще более типичные варианты осуществления содержат от примерно 13 до примерно 70% дополнительного цеолита. [0054] In general, the amount of non-pentasyl zeolite present in conventional FCC catalyst particles will be sufficient to produce gasoline cut olefin molecules. For example, the additional FCC catalyst composition may contain from about 1 to about 99.5% by weight of a zeolite other than pentasil, such as a Y-type zeolite, with specific amounts depending on the amount of activity desired. More typical embodiments contain from about 10% to about 80%, and even more typical embodiments contain from about 13% to about 70% additional zeolite.

[0055][0055]

Традиционный катализатор FCC может присутствовать в регенерированном катализаторе в количестве, достаточном для обеспечения требуемой активности крекинга. Как правило, традиционный катализатор FCC будет присутствовать в регенерационном катализаторе в количествах, находящихся в диапазоне от примерно от примерно 0,5% до примерно 99% по массе, предпочтительно от примерно 40% до примерно 99% по массе, наиболее предпочтительно от примерно 70% до примерно 99% по массе всего регенерированного катализатора.The conventional FCC catalyst may be present in the regenerated catalyst in an amount sufficient to provide the desired cracking activity. Typically, conventional FCC will be present in the regeneration catalyst in amounts ranging from about 0.5% to about 99% by weight, preferably from about 40% to about 99% by weight, most preferably from about 70%. up to about 99% by weight of the total regenerated catalyst.

Получение регенерированного катализатораObtaining a regenerated catalyst

[0056] Регенерированные катализаторы, используемые в настоящем изобретении, получают путем формирования исходного имеющегося в наличии количества флюидизируемого катализатора с использованием обычных средств, таким образом, чтобы имеющееся в наличии количество включало требуемое количество композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки и необязательные отдельные частицы традиционного катализатора FCC и/или добавок, и путем рециркуляции имеющегося в наличии количества катализатора через FCCU для получения закоксованного катализатора. Закоксованный катализатор затем рециркулируют в регенератор FCCU в условиях, достаточных для обеспечения имеющегося в наличии количества регенерированного катализатора, содержащего углерод в количестве менее чем примерно 0,30% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,25% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,22% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,20% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,18% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,15% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,10% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,08% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,05% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,03% по массе, например, в количестве менее чем примерно 0,01% по массе. Как правило, содержание углерода на регенерированном катализаторе будет выше, чем 0,005%. Как правило, количество углерода в общем имеющемся в наличии количеством катализатора находится в пределах от примерно 0,005 до примерно 0,30% по массе, даже от примерно 0,25 до примерно 0,1% по массе имеющегося в наличии количества регенерированного катализатора. [0056] The regenerated catalysts used in the present invention are prepared by forming the initial available amount of fluidizable catalyst using conventional means such that the available amount includes the required amount of the pentasil-containing catalyst/additive composition and optional individual particles of conventional FCC catalyst and /or additives, and by recycling the available amount of catalyst through the FCCU to obtain a coked catalyst. The coked catalyst is then recycled to the FCCU regenerator under conditions sufficient to provide an available amount of regenerated catalyst containing carbon in an amount of less than about 0.30% by weight, for example, in an amount of less than about 0.25% by weight, for example, in an amount of less than about 0.22% by weight, for example, in an amount of less than about 0.20% by weight, for example, in an amount of less than about 0.18% by weight, for example, in an amount of less than about 0.15 % by weight, such as less than about 0.10% by weight, such as less than about 0.08% by weight, such as less than about 0.05% by weight, such as less than about 0.03% by weight, for example, in an amount of less than about 0.01% by weight. Typically, the carbon content of the regenerated catalyst will be higher than 0.005%. Typically, the amount of carbon in the total amount of catalyst available is in the range of from about 0.005 to about 0.30% by weight, even from about 0.25 to about 0.1% by weight of the amount of regenerated catalyst available.

[0057] Композиция регенерированного катализатора предпочтительно имеет устойчивость к истиранию, подходящую для выдерживания условий, типично используемых в процессах FCC. Предпочтительно, каталитическая композиция имеет DI менее чем примерно 20, предпочтительно менее чем 10 и наиболее предпочтительно менее чем 5. [0057] The regenerated catalyst composition preferably has attrition resistance suitable to withstand the conditions typically used in FCC processes. Preferably, the catalyst composition has a DI of less than about 20, preferably less than 10, and most preferably less than 5.

Процессы FCCFCC processes

[0058] Способ изобретения особенно подходит для использования в традиционных процессах FCC, в которых углеводородное сырье подвергается крекингу в более низкомолекулярные соединении в отсутствие добавления водорода. Типичные процессы FCC вызывают крекинг углеводородного сырья в установке реактора крекинга (FCCU) или в ступени реактора в присутствии частиц флюидизированного катализатора крекинга с образованием жидких и газообразных потоков продукта. Потоки продукта удаляют и частицы катализатора затем направляют в ступень регенератора, где частицы регенерируют под действием окисляющей атмосферы для удаления загрязняющего кокса. В частности, в соответствии с настоящим изобретением, частицы катализатора регенерируют под воздействием условий регенератора, чтобы снизить содержания углерода в композиции катализатора по меньшей мере до уровня ниже 0,3% по массе. Регенерированные частицы затем рециркулируют в зону крекинга для катализа дальнейшего крекинга углеводородов. Таким образом, имеющееся в наличии количество частиц катализатора, содержащее регенерированный катализатор, циркулирует через FCCU во время всего процесса крекинга. [0058] The method of the invention is particularly suitable for use in traditional FCC processes in which hydrocarbon feedstocks are cracked into lower molecular weight compounds in the absence of hydrogen addition. Typical FCC processes cause cracking of hydrocarbon feedstocks in a cracking reactor unit (FCCU) or reactor stage in the presence of fluidized cracking catalyst particles to form liquid and gaseous product streams. The product streams are removed and the catalyst particles are then sent to a regenerator stage where the particles are regenerated under an oxidizing atmosphere to remove contaminant coke. In particular, in accordance with the present invention, the catalyst particles are regenerated under regenerator conditions to reduce the carbon content of the catalyst composition to at least below 0.3% by weight. The recovered particles are then recycled to the cracking zone to catalyze further hydrocarbon cracking. Thus, an available amount of catalyst particles containing regenerated catalyst circulates through the FCCU during the entire cracking process.

[0059] Установка FCC может работать с использованием обычных условий, когда температуры реакции находятся в диапазоне от примерно 400°С до 700°С, с регенерацией, происходящей при температурах от примерно 500°С до 900°С. Конкретные условия зависят от обрабатываемого нефтяного сырья, требуемых потоков продукта и других условий, хорошо известных нефтепереработчикам. Например, более легкое сырье можно подвергать крекингу при более низких температурах. Каталитическая композиция (т.е. ее имеющееся в наличии количество) циркулирует в установке непрерывным образом между реакцией каталитического крекинга и регенерацией при поддержании равновесия катализатора в реакторе. [0059] The FCC unit can be operated using conventional conditions where reaction temperatures are in the range of about 400°C to 700°C, with regeneration occurring at temperatures from about 500°C to 900°C. Specific conditions depend on the crude oil being processed, the desired product streams, and other conditions well known to refiners. For example, lighter feedstocks can be cracked at lower temperatures. The catalyst composition (ie its available amount) circulates in the plant in a continuous manner between the reaction of catalytic cracking and regeneration while maintaining the equilibrium of the catalyst in the reactor.

[0060] Композиция регенерированного катализатора FCC и способ, описанные в настоящем документе, могут использоваться в различных процессах флюидизированного крекинга, в которых применяется содержащий пентасиловый цеолит катализатор/добавки. Такие процессы могут включать глубокий каталитический крекинг (DCC), процесс каталитического пиролиза (CPP), флюид-каталитический крекинг высокой жесткости (HS-FCC), каталитическую технологию получения олефинов KBR (K-COT™), Superflex™, ультракаталитический крекинг (UCC). Условия для этих процессов и типичные рабочие условия приведены в таблице ниже. [0060] The regenerated FCC catalyst composition and method described herein can be used in a variety of fluid cracking processes that use pentasil zeolite containing catalyst/additives. Such processes may include Deep Catalytic Cracking (DCC), Catalytic Pyrolysis Process (CPP), High Severity Fluid Catalytic Cracking (HS-FCC), KBR Catalytic Olefin Technology (K-COT™), Superflex™, Ultra Catalytic Cracking (UCC) . The conditions for these processes and typical operating conditions are shown in the table below.

FCCFCC DCCDCC HS-FCCHS-FCC KCOT/ SuperflexKCOT/Superflex CPPCPP UCCUCC Температура, °С Temperature, °С 500-550500-550 505-575505-575 570-610570-610 650-680650-680 560-650560-650 550-570550-570 Катализатор/маслоCatalyst/oil 5-105-10 9-159-15 13-3013-30 н.д.* n.a. * 15-2515-25 18-2218-22 Давление в реакторе, атмPressure in the reactor, atm 1-21-2 0,7-1,50.7-1.5 11 1,51.5 0,80.8 1-41-4 Разбавление паром, % масс. от подачиDilution with steam, % wt. from filing 1-31-3 5-305-30 1-31-3 н.д.n.a. 30-5030-50 20-3520-35 WHSVWHSV 125-200125-200 0,2-200.2-20 н.д.n.a. н.д.n.a. 50-8050-80 Тип сырьяType of raw material VGO, кубовые остаткиVGO, vat residues VGO, легкое парафиновое сырьеVGO, light paraffin raw material VGO, кубовые остаткиVGO, vat residues НафтаNaphtha VGO, кубовые остаткиVGO, vat residues VGO, кубовые остаткиVGO, vat residues *н.д.=нет данных*n.a.=no data

[0061] Каталитическая композиция может быть использована для крекинга разнообразного углеводородного сырья. Типичное сырье включает полностью или частично газойль (например, легкий, средний или тяжелый газойль), имеющий температуру начала кипения выше примерно 30°С и конечную температуру до примерно 850°C. Сырье также может включать газойль глубокого отбора, вакуумный газойль, термическое масло, остаточное масло, рецикловое сырье, полностью отбензиненную нефть, нефть битуминозных песков, сланцевую нефть, синтетическое топливо, тяжелые углеводородные фракции, образующиеся при деструктивной гидрогенизации угля, гудрон, смолы, битумы, гидроочищенное сырье, полученное из любого из вышеперечисленного, и тому подобное. В одном варианте осуществления сырьем может быть сырьевая нафта с температурой кипения менее 120°C. Как было отмечено, дистилляция высококипящих нефтяных фракций выше примерно 400°С должна проводиться под вакуумом, чтобы избежать термического крекинга. Использованные здесь температуры кипения выражены для удобства в переводе на температуру кипения, скорректированную на атмосферное давление. [0061] The catalyst composition can be used to crack a variety of hydrocarbon feedstocks. A typical feed includes all or part of a gas oil (eg, light, medium or heavy gas oil) having an initial boiling point above about 30°C and an end temperature up to about 850°C. The feedstock may also include deep recovery gas oil, vacuum gas oil, thermal oil, residual oil, recycled feedstock, fully stripped oil, tar sands oil, shale oil, synthetic fuel, heavy hydrocarbon fractions from destructive coal hydrogenation, tar, tar, bitumen, hydrotreated feed obtained from any of the above, and the like. In one embodiment, the feedstock may be feedstock naphtha with a boiling point of less than 120°C. As noted, the distillation of high-boiling oils above about 400° C. must be carried out under vacuum to avoid thermal cracking. The boiling points used herein are expressed for convenience in terms of the boiling point corrected for atmospheric pressure.

[0062] Хотя улучшение выходов пропилена изменяется в зависимости от сырья и условий FCC, применение каталитической композиции в обычных установках FCC, работающих на типичном сырье и при примерно 75% конверсии, может давать повышенный выход пропилена, по меньшей мере на 0,1%, в пересчете на исходное сырье, предпочтительно по меньшей мере на 3% и наиболее предпочтительно по меньшей мере на 7% по сравнению с процессами, использующими катализатор, который не содержит каталитической композиции настоящего изобретения. Выходы СНГ (углеводородов в диапазоне от C3 до C4) в процессах с использованием каталитической композиции могут быть по меньшей мере на 0,1% по массе сырья, предпочтительно по меньшей мере на 5% и наиболее предпочтительно по меньшей мере на 12% выше по сравнению с процессами, использующими катализатор, который не содержит каталитической композиции настоящего изобретения. [0062] Although the improvement in propylene yields varies with feedstock and FCC conditions, use of the catalyst composition in conventional FCC units operating on typical feedstocks and at about 75% conversion can result in increased propylene yields of at least 0.1%, in terms of feedstock, preferably at least 3% and most preferably at least 7% compared to processes using a catalyst that does not contain the catalyst composition of the present invention. Yields of LPG (hydrocarbons in the C3 to C4 range) from processes using the catalyst composition can be at least 0.1% by weight of the feedstock, preferably at least 5% and most preferably at least 12% higher than with processes using a catalyst that does not contain the catalyst composition of the present invention.

[0063] Например, в одном варианте осуществления поток продукта из установки флюид-каталитического крекинга может содержать пропилен в количестве более чем примерно 4,5% по массе, например, в количестве более чем примерно 10% по массе, например, в количестве более чем примерно 20% по массе. Этилен может содержаться в потоке продукта в количестве более чем примерно 0,5% по массе, например, в количестве более чем примерно 1,5% по массе, например, в количестве более чем примерно 2% по массе. Этилен обычно содержится в потоке продукта в количестве менее чем примерно 25% по массе, и пропилен обычно содержится в потоке продукта в количестве менее чем примерно 40% по массе. [0063] For example, in one embodiment, the product stream from the fluid catalytic cracker may contain propylene in an amount of more than about 4.5% by weight, for example, in an amount of more than about 10% by weight, for example, in an amount of more than about 20% by weight. Ethylene may be present in the product stream in an amount of more than about 0.5% by weight, for example, in an amount of more than about 1.5% by weight, for example, in an amount of more than about 2% by weight. Ethylene is typically present in the product stream in an amount of less than about 25% by weight, and propylene is typically present in the product stream in an amount of less than about 40% by weight.

[0064] Для дополнительной иллюстрации настоящего изобретения и его преимуществ приведены следующие конкретные примеры. Примеры приводятся только в иллюстративных целях и не подразумевают ограничений прилагаемых здесь пунктов формулы изобретения. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными деталями, изложенными в примерах. [0064] To further illustrate the present invention and its advantages, the following specific examples are provided. The examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to be limiting of the claims appended herein. However, it should be understood that the present invention is not limited to the specific details set forth in the examples.

[0065] Все части и проценты в примерах, а также в остальном описании, которые относятся к твердым композициям или концентрациям, являются массовыми, если не указано иное. Однако, все части и проценты в примерах, а также в остальном описании, которые относятся к газовым композициям, даны в молях или по объему, если не указано иное. [0065] All parts and percentages in the examples, as well as in the rest of the description, which refer to solid compositions or concentrations, are mass, unless otherwise indicated. However, all parts and percentages in the examples, as well as in the rest of the description, which refer to gas compositions, are given in moles or by volume, unless otherwise indicated.

[0066] Настоящее изобретение может быть лучше понято со ссылкой на следующие примеры. [0066] The present invention can be better understood with reference to the following examples.

ПримерыExamples

[0067] Следующие примеры демонстрируют некоторые преимущества и выгоды каталитических композиций, составленных в соответствии с настоящим изобретением. [0067] The following examples demonstrate some of the advantages and benefits of catalyst compositions formulated in accordance with the present invention.

[0068] Количество оксида железа и пентоксида фосфора в композиции пентасилового цеолитного катализатора/добавки определяли с помощью спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP) и рентгеновской флуоресцентной спектроскопии (XRF). Углерод, содержащийся в наличных количествах регенерированного катализатора, измеряли анализатором углерода LECO. [0068] The amount of iron oxide and phosphorus pentoxide in the pentasil zeolite catalyst/additive composition was determined using inductively coupled plasma (ICP) spectroscopy and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). The carbon contained in the inventory of the regenerated catalyst was measured with a LECO carbon analyzer.

[0069] «Индекс истирания Дэвисона» (DI) определяли с помощью взятия 7,0 см3 образца катализатора. Образец катализатора просеивали для удаления частиц в диапазоне 0-20 мкм. Затем оставшиеся после просеивания частицы приводили в контакт в открытой емкости из закаленной стали с отверстием калиброванного размера, через которое подавали струю увлажненного (60%) воздуха с расходом 21 л/мин в течение 1 ч. DI определяли как процент 0-20 мкм осколков, образованных в ходе испытания, относительно количества изначально присутствующего материала с размером >20 мкм, т.е. по формуле ниже: [0069] The "Davison Attrition Index" (DI) was determined by taking a 7.0 cc sample of the catalyst. The catalyst sample was sieved to remove particles in the range of 0-20 µm. The remaining particles after sieving were then brought into contact in an open container made of hardened steel with a hole of a calibrated size, through which a stream of humidified (60%) air was supplied at a flow rate of 21 l/min for 1 hour. DI was defined as the percentage of 0-20 μm fragments, formed during the test, relative to the amount of material initially present with a size of >20 µm, i.e. according to the formula below:

DI=100 × (% масс. 0-20 мкм материала, образованного в ходе испытания) / (% масс. исходного материала 20 мкм или более перед испытанием)DI=100 × (% wt. 0-20 µm of material formed during the test) / (% wt. starting material 20 µm or more before testing)

DI описан в Cocco et al., Particle Attrition Measurement Using Jet Cup, the 13th International Conference on Fluidization-New Paradigm in Fluidization Engineering, Art. 17 [2010].DI is described in Cocco et al., Particle Attrition Measurement Using Jet Cup, the 13th International Conference on Fluidization-New Paradigm in Fluidization Engineering, Art. 17 [2010].

Сравнительный пример 1:Comparative example 1:

Сравнительные катализаторы 1 и 3 получали без добавления соединения железа. Сухой порошок ZSM-5 суспендировали в воде. В данную суспензию добавляли оксид алюминия, каолиновую глину и концентрированную (85%) H3PO4. Суспензию перемешивали в смесителе с большим усилием сдвига, измельчали со средами в мельнице Drais, и затем сушили распылением. Распылительная сушилка Bowen работала при температуре на входе 400°C и температуре на выходе 150°C. Высушенный распылительной сушкой катализатор прокаливали в течение 40 мин при 593°С. Композиция сравнительных катализаторов 1 и 3 и их полученные свойства показаны в таблицах 1 и 2. Весь Fe2O3 в катализаторе поступает из глины.Comparative catalysts 1 and 3 were prepared without adding an iron compound. The dry powder of ZSM-5 was suspended in water. To this suspension was added alumina, kaolin clay and concentrated (85%) H 3 PO 4 . The slurry was mixed in a high shear mixer, ground with media in a Drais mill, and then spray dried. The Bowen spray dryer was operated at an inlet temperature of 400°C and an outlet temperature of 150°C. The spray-dried catalyst was calcined for 40 min at 593°C. The composition of comparative catalysts 1 and 3 and their resulting properties are shown in Tables 1 and 2. All of the Fe 2 O 3 in the catalyst comes from the clay.

Сравнительный пример 2Comparative Example 2

Сравнительный катализатор 2 с 4,6% Fe2O3 готовили по следующей методике. Сухой порошок ZSM-5 суспендировали в воде. В данную суспензию добавляли оксид алюминия, каолиновую глину, порошок FeCl2∙4H2O и концентрированную (85%) H3PO4. Суспензию перемешивали в смесителе с большим усилием сдвига, измельчали со средами в мельнице Drais, и затем сушили распылением. Распылительная сушилка Bowen работала при температуре на входе 400°C и температуре на выходе 150°C. Высушенный распылительной сушкой катализатор прокаливали в течение 40 мин при 593°С. Композиция сравнительного катализатора 2 и его полученные свойства показаны в таблице 1.Comparative catalyst 2 with 4.6% Fe 2 O 3 was prepared according to the following procedure. The dry powder of ZSM-5 was suspended in water. Aluminum oxide, kaolin clay, FeCl 2 ∙4H 2 O powder and concentrated (85%) H 3 PO 4 were added to this suspension. The slurry was mixed in a high shear mixer, ground with media in a Drais mill, and then spray dried. The Bowen spray dryer was operated at an inlet temperature of 400°C and an outlet temperature of 150°C. The spray-dried catalyst was calcined for 40 min at 593°C. The composition of comparative catalyst 2 and its obtained properties are shown in Table 1.

Пример 1: Добавки 40% ZSM-5 с 0,6-3,4% FeExample 1 Additions of 40% ZSM-5 with 0.6-3.4% Fe 22 OO 33

Серию катализаторов ZSM-5 с 0,6-3,4% Fe2O3 получали по следующей методике. Сухой порошок ZSM-5 суспендировали в воде. В данную суспензию добавляли оксид алюминия, каолиновую глину, порошок FeCl2∙4H2O и концентрированную (85%) H3PO4. Суспензию перемешивали в смесителе с большим усилием сдвига, измельчали со средами в мельнице Drais, и затем сушили распылением. Распылительная сушилка Bowen работала при температуре на входе 400°C и температуре на выходе 150°C. Высушенный распылительной сушкой катализатор прокаливали в течение 40 мин при 593°С. Композиция катализаторов А - С и их полученные свойства показаны в таблице 1.A series of ZSM-5 catalysts with 0.6-3.4% Fe 2 O 3 was prepared according to the following procedure. The dry powder of ZSM-5 was suspended in water. Aluminum oxide, kaolin clay, FeCl 2 ∙4H 2 O powder and concentrated (85%) H 3 PO 4 were added to this suspension. The slurry was mixed in a high shear mixer, ground with media in a Drais mill, and then spray dried. The Bowen spray dryer was operated at an inlet temperature of 400°C and an outlet temperature of 150°C. The spray-dried catalyst was calcined for 40 min at 593°C. The composition of catalysts A - C and their obtained properties are shown in table 1.

Таблица 1Table 1

Образец Sample Сравнительный катализатор 1Comparative Catalyst 1 Катализатор АCatalyst A Катализатор ВCatalyst B Катализатор СCatalyst C Сравнительный катализатор 2Comparative Catalyst 2 Пентасиловый цеолит, % масс.Pentasil zeolite, % wt. 4040 4040 4040 4040 4040 Оксид алюминия, % масс.Aluminum oxide, % wt. 66 66 66 66 66 P2O5, % масс.P 2 O 5 , wt %. 1313 1414 1515 1616 1717 Добавленный Fe2O3, % масс.Added Fe 2 O 3 , wt %. 00 11 22 33 44 Глина, % масс.Clay, % wt. 4141 3939 3737 3535 3333 Ср. объемная плотность (ABD), г/см3 Wed bulk density (ABD), g/cm 3 0,700.70 0,700.70 0,700.70 0,700.70 0,710.71 Индекс истирания Дэвисона (DI)Davison Wear Index (DI) 55 88 77 66 66 Al2O3, %Al 2 O 3 ,% 2626 2525 2424 2323 2222 Na2O, % Na2O , % 0,20.2 0,20.2 0,20.2 0,20.2 0,20.2 P2O5, % P2O5 , % 1313 1414 1515 1616 1717 Fe2O3, %Fe 2 O 3 ,% 0,60.6 1,61.6 2,62.6 3,43.4 4,64.6 Дезактивированные свойства: пропаривание CPS при 1480°F (804°С)Decontaminated properties: CPS steaming at 1480°F (804°C) Уд. поверхность (SA), м2Oud. surface (SA), m 2 /g 131131 110110 9696 7575 6060 Дезактивированные свойства: гидротермическое пропаривание при температуре 1500°F/816°С (4 ч, 100% пар)Decontaminated Properties: 1500°F/816°C Hydrothermal Steam (4 hours, 100% steam) Уд. поверхность (SA), м2Oud. surface (SA), m 2 /g 125125 121121 119119 122122 124124

Пример 2: Добавки 55% ZSM-5 с 0,4-3,1% FeExample 2 Additions of 55% ZSM-5 with 0.4-3.1% Fe 22 OO 33

Серию катализаторов ZSM-5 с 0,4-3,1% Fe2O3 получали по следующей методике. Сухой порошок ZSM-5 суспендировали в воде. В данную суспензию добавляли концентрированную (85%) H3PO4, растворимую соль железа, оксид алюминия и каолиновую глину. Суспензию перемешивали в смесителе с большим усилием сдвига, измельчали со средами в мельнице Drais, и затем сушили распылением. Распылительная сушилка Bowen работала при температуре на входе 400°C и температуре на выходе 150°C. Высушенный распылительной сушкой катализатор прокаливали в течение 2 ч при 593°С. Композиция катализаторов (катализатор D - катализатор H) и их полученные свойства показаны в таблице 2.A series of catalysts ZSM-5 with 0.4-3.1% Fe 2 O 3 was obtained by the following method. The dry powder of ZSM-5 was suspended in water. To this suspension was added concentrated (85%) H 3 PO 4 , soluble iron salt, alumina and kaolin clay. The slurry was mixed in a high shear mixer, ground with media in a Drais mill, and then spray dried. The Bowen spray dryer was operated at an inlet temperature of 400°C and an outlet temperature of 150°C. The spray-dried catalyst was calcined for 2 h at 593°C. The composition of the catalysts (Catalyst D - Catalyst H) and their resulting properties are shown in Table 2.

Таблица 2table 2

Образец Sample Сравнительный катализатор 3Comparative Catalyst 3 Катализатор DCatalyst D Катализатор ECatalyst E Катализатор FCatalyst F Катализатор GCatalyst G Катализатор H Catalyst H Пентасиловый цеолит,% масс.Pentasil zeolite,% wt. 5555 5555 5555 5555 5555 5555 Оксид алюминия, % масс.Aluminum oxide, % wt. 66 66 66 66 66 66 P2O5, % масс.P 2 O 5 , wt %. 13,513.5 13,713.7 13,913.9 14,114.1 14,414.4 15,315.3 Добавленный Fe2O3, % масс.Added Fe 2 O 3 , wt %. 00 0,30.3 0,60.6 11 1,51.5 33 Глина, % масс.Clay, % wt. 25,525.5 2525 24,524.5 23,923.9 23,123.1 20,720.7 Ср. объемная плотность (ABD), г/см3 Wed bulk density (ABD), g/cm 3 0,700.70 0,700.70 0,700.70 0,700.70 0,710.71 0,720.72 Индекс истирания Дэвисона (DI)Davison Wear Index (DI) 44 77 77 66 44 66 Al2O3, %Al 2 O 3 ,% 19,119.1 19,319.3 18,918.9 18,618.6 18,418.4 18,518.5 P2O5, % P2O5 , % 13,913.9 14,114.1 14,214.2 14,614.6 14,914.9 15,215.2 Fe2O3, %Fe 2 O 3 ,% 0,40.4 0,60.6 0,80.8 1,21.2 1,71.7 3,13.1 Дезактивированные свойства: пропаривание CPS при 1480°F (804°С)Decontaminated properties: CPS steaming at 1480°F (804°C) Удельная поверхность (SA), м2Specific surface area (SA), m 2 /g 202202 199199 198198 188188 158158 131131 Дезактивированные свойства: гидротермическое пропаривание при 1500°F/816°СDecontaminated properties: hydrothermal steaming at 1500°F/816°C Удельная поверхность (SA), м2Specific surface area (SA), m 2 /g 198198 196196 195195 196196 190190 188188

Пример 3: Стабильность пропаренных катализаторов во время окислительно-восстановительных циклов дезактивации паром.Example 3 Stability of Steamed Catalysts During Redox Steam Deactivation Cycles.

Содержащие оксид железа ZSM-5 катализаторы A - H и сравнительные катализаторы 1, 2 и 3 дезактивировали без каких-либо загрязняющих металлов способом циклической обработки парами пропилена (CPS), который включает циклы окисления/восстановления. Описание способа CPS было опубликовано в D. Wallenstein, R. H. Harding, J. R. D Nee, L. T. Boock, «Recent Advances in the Deactivation of FCC Catalysts by Cyclic Propylene Steaming in the Presence and Absence of Contaminant Metals» Applied Catalysis A, General 204 (2000) 89-106. Удельная поверхность катализаторов после дезактивации показана в таблицах 1 и 2. Данные, представленные на фиг.1, показывают, что циклы окисления-восстановления оказывают негативное влияние на стабильность удельной поверхности, когда катализатор имеет более высокие содержания железа. Это особенно верно при содержании свыше 4% Fe2O3, при котором наблюдается потеря удельной поверхности >50% по сравнению с базовыми сравнительными катализаторами 1 и 3 без какого-либо добавления Fe2O3.Iron oxide containing ZSM-5 Catalysts A-H and Comparative Catalysts 1, 2 and 3 were deactivated without any metal contaminants by a propylene vapor cycling (CPS) process that includes oxidation/reduction cycles. A description of the CPS process was published in D. Wallenstein, RH Harding, JR D Nee, LT Boock, "Recent Advances in the Deactivation of FCC Catalysts by Cyclic Propylene Steaming in the Presence and Absence of Contaminant Metals" Applied Catalysis A, General 204 (2000 ) 89-106. The specific surface area of the catalysts after deactivation is shown in Tables 1 and 2. The data presented in FIG. 1 shows that redox cycles have a negative effect on surface stability when the catalyst has higher iron contents. This is especially true above 4% Fe 2 O 3 , where there is a >50% loss in specific surface area compared to Base Comparative Catalysts 1 and 3 without any addition of Fe 2 O 3 .

Пример 4: Стабильность пропаренных катализаторов в ходе гидротермической дезактивации.Example 4: Stability of steamed catalysts during hydrothermal deactivation.

ZSM-5 катализаторы D - H и сравнительный катализатор 3 дезактивировали с помощью 24 ч гидротермической дезактивации 100% водяным паром при 816°C. На фиг.2 показана удельная поверхность катализаторов после 24 ч гидротермической дезактивации 100% водяным паром при 816°C. Данные показывают, что потеря удельной поверхности минимальна при наличии Fe2O3, когда окислительно-восстановительная обработка паром CPS не используется.ZSM-5 Catalysts D-H and Comparative Catalyst 3 were deactivated with 24 h hydrothermal deactivation with 100% steam at 816°C. Figure 2 shows the specific surface area of the catalysts after 24 hours of hydrothermal deactivation with 100% steam at 816°C. The data show that loss of specific surface area is minimal in the presence of Fe 2 O 3 when CPS redox steaming is not used.

Пример 5: Тестирование производительности после окислительно-восстановительных циклов дезактивации паромExample 5: Performance testing after redox steam decontamination cycles

Сравнительные катализаторы 1 и 2 и катализаторы A - C, дезактивированные с помощью CPS в примере 3, тестировали в виде смесей с катализатором крекинга Aurora™, коммерчески доступным катализатором FCC от W. R. Grace & Co.-Conn. Добавки ZSM-5 смешивали при уровне 5% масс. с дезактивированным паром катализатором крекинга Aurora и тестировали в установке АСЕ Model АР Fluid Bed Microactivity при 527°C. Для каждого катализатора проводили по несколько испытаний с использованием отношения катализатор/масло от 3 до 10. Отношение катализатор/масло изменялось путем изменения массы катализатора и поддержания постоянной массы сырья. Масса сырья, используемая для каждого испытания, составляла 1,5 г, и скорость подачи сырья была 3,0 г/мин. Выходы углеводородов ACE интерполировали к постоянной конверсии для сравнения катализаторов. Свойства сырья показаны в таблице 4. Интерполированные данные ACE (таблица 5) показывают, что катализаторы A-C по изобретению демонстрируют повышенные выходы пропилена по сравнению со сравнительными катализаторами 1 и 2 с низким (0,6% Fe2O3) и высоким содержанием железа (4,6% Fe2O3).Comparative Catalysts 1 and 2 and Catalysts A-C deactivated with CPS in Example 3 were tested as mixtures with Aurora™ cracking catalyst, a commercially available FCC catalyst from WR Grace & Co.-Conn. ZSM-5 additives were mixed at a level of 5% wt. with a steam-deactivated Aurora cracking catalyst and tested in an ACE Model AP Fluid Bed Microactivity unit at 527°C. Several tests were carried out for each catalyst using a catalyst/oil ratio of 3 to 10. The catalyst/oil ratio was varied by varying the weight of the catalyst and keeping the feed weight constant. The mass of raw material used for each test was 1.5 g and the raw material feed rate was 3.0 g/min. ACE hydrocarbon yields were interpolated to constant conversion for catalyst comparison. Feedstock properties are shown in Table 4. Interpolated ACE data (Table 5) shows that AC catalysts of the invention exhibit improved propylene yields compared to low (0.6% Fe 2 O 3 ) and high iron comparative catalysts 1 and 2 ( 4.6% Fe 2 O 3 ).

Пример 6: Влияние окисленного по сравнению с восстановленным FeExample 6 Effect of Oxidized vs. Reduced Fe n+n+ на выход легких олефинов to the yield of light olefins

Сравнительный катализатор 1 и сравнительный катализатор 2, дезактивированные гидротермальным паром (24 ч при 816°C в 100% водяном паре), тестировали как дезактивированные (сравнительный катализатор 1 и сравнительный катализатор 2), а также после восстановления в водороде при 500°C в течение 2 ч (сравнительный катализатор 1 (восстановл.) и сравнительный катализатор 2 (восстановл.)). Fe2O3 находится в основном в окисленном состоянии после дезактивации и в более восстановленном состоянии после восстановления водородом. Сравнительный катализатор 1, сравнительный катализатор 1 (восстановл.), сравнительный катализатор 2 и сравнительный катализатор 2 (восстановл.) тестировали в виде смесей с катализатором крекинга Aurora™, коммерчески доступным катализатором FCC от W. R. Grace & Co.-Conn. Условия тестирования были такими же, как указано в примере 5. Добавки ZSM-5 смешивали при уровне 5% масс. с дезактивированным паром катализатором крекинга Aurora. Выходы углеводородов ACE интерполировали к постоянной конверсии для сравнения катализаторов. Свойства сырья показаны в таблице 4. Данные ACE (таблица 6) показывают, что сравнительный катализатор 1 с низким содержанием железа, дезактивированный в окисленных и восстановленных условиях, имеет очень сходные выходы пропилена, в то время как сравнение для сравнительного катализатора 2 с высоким содержанием железа показывает, что образец, дезактивированный в окисленных условиях, имеет значительно лучший выход пропилена, чем сравнительный катализатор 2, восстановленный в водороде. Сравнительный катализатор 2 (восстановл.) имеет производительность, аналогичную сравнительному катализатору 1. Это указывает на то, что железо должно находиться в окисленном состоянии для повышения производительности по легким олефинам.Comparative Catalyst 1 and Comparative Catalyst 2 deactivated with hydrothermal steam (24 h at 816°C in 100% steam) were tested as deactivated (Comparative Catalyst 1 and Comparative Catalyst 2) and after reduction in hydrogen at 500°C for 2 hours (comparative catalyst 1 (reduced) and comparative catalyst 2 (reduced)). Fe 2 O 3 is in a mostly oxidized state after deactivation and in a more reduced state after reduction with hydrogen. Comparative Catalyst 1, Comparative Catalyst 1 (reduced), Comparative Catalyst 2, and Comparative Catalyst 2 (reduced) were tested as blends with Aurora™ cracking catalyst, a commercially available FCC catalyst from WR Grace & Co.-Conn. Testing conditions were the same as described in example 5. ZSM-5 additives were mixed at a level of 5% wt. with steam deactivated Aurora cracking catalyst. ACE hydrocarbon yields were interpolated to constant conversion for catalyst comparison. Feedstock properties are shown in Table 4. The ACE data (Table 6) show that Comparative Low Iron Catalyst 1 deactivated under oxidized and reduced conditions has very similar propylene yields, while Comparative Catalyst 2 with high iron shows that the sample deactivated under oxidized conditions has a significantly better propylene yield than Comparative Catalyst 2 reduced in hydrogen. Comparative Catalyst 2 (reduced) has a similar performance to Comparative Catalyst 1. This indicates that the iron must be in an oxidized state to improve light olefin productivity.

Таблица 4Table 4

Свойства сырья:Raw material properties:

Плотность в градусах APIAPI Gravity 24,724.7 К-факторK-factor 12,0112.01 СераSulfur 0,350.35 Общий азотtotal nitrogen 0,140.14 Углерод по КонрадсонуCarbon according to Conradson 0,320.32 Моделируемая дистилляция, об.%Simulated distillation, vol.% Температура начала кипения (IBP)Initial Boiling Point (IBP) 10%10% 30%thirty% 50%50% 70%70% 90%90% Температура конца кипения (FBP)End Boiling Point (FBP)

Таблица 5Table 5

Сравнительный катализатор 1Comparative Catalyst 1 Катализатор А Catalyst A Катализатор В Catalyst B Катализатор С Catalyst C Сравнительный катализатор 2Comparative Catalyst 2 Конверсия Conversion 7575 7575 7575 7575 7575 Катализатор/маслоCatalyst/oil 6,16.1 5,75.7 6,36.3 6,16.1 5,55.5 Этилен, % масс.Ethylene, % wt. 0,810.81 1,051.05 1,151.15 0,910.91 0,840.84 Пропилен, % масс.Propylene, % wt. 9,09.0 10,210.2 10,710.7 10,110.1 8,78.7 C4 олефины, % масс.C4 olefins, wt %. 9,09.0 9,49.4 9,89.8 9,69.6 8,78.7 Влажный газ, % масс.Wet gas, % wt. 28,028.0 30,230.2 31,931.9 29,829.8 27,127.1 Бензин, % масс.Gasoline, % wt. 44,044.0 41,841.8 40,040.0 42,342.3 45,145.1 Легкий рецикловый газойль, % масс.Light cycle oil, % wt. 19,319.3 19,219.2 19,419.4 19,419.4 19,319.3 Кубовый остаток, % масс.VAT residue, % wt. 5,75.7 5,85.8 5,65.6 5,65.6 5,75.7 Кокс, % масс.Coke, % wt. 3,03.0 3,03.0 3,13.1 2,92.9 2,82.8

Таблица 6Table 6

Сравнительный Comparative
катализатор 1 catalyst 1
Сравнительный Comparative
катализатор 1 (восстановл.)catalyst 1 (restored)
Сравнительный Comparative
катализатор 2 catalyst 2
Сравнительный Comparative
катализатор 2 (восстановл.)catalyst 2 (restored)
КонверсияConversion 7676 7676 7676 7676 Катализатор/маслоCatalyst/oil 6,16.1 6,16.1 6,06.0 6,26.2 Этилен, % масс.Ethylene, % wt. 0,70.7 0,70.7 1,31.3 0,80.8 Общее количество сухого газа, % масс.The total amount of dry gas, % wt. 1,71.7 1,71.7 2,22.2 1,91.9 Пропилен, % масс.Propylene, % wt. 8,28.2 8,38.3 10,810.8 8,08.0 Общее количество C4=, % масс.The total amount of C4=, % wt. 9,09.0 9,29.2 9,89.8 8,68.6 Общее количество влажного газа, % масс.The total amount of wet gas, % wt. 26,226.2 26,626.6 31,031.0 26,326.3 C5+ бензин, % масс.C5+ gasoline, % wt. 47,147.1 46,746.7 42,342.3 46,646.6 LCO, % масс.LCO, % wt. 18,418.4 18,418.4 18,218.2 18,518.5 Кубовый остаток, % масс.VAT residue, % wt. 5,65.6 5,65.6 5,85.8 5,55.5 Кокс, % масс.Coke, % wt. 2,72.7 2,62.6 2,72.7 3,03.0

Пример 7: влияние углерода на производительность регенерированного катализатора.Example 7 Effect of Carbon on Regenerated Catalyst Performance.

Сравнительный катализатор 3 и катализатор F подвергали гидротермической обработке паром в течение 24 ч в 100% водяном паре. Затем пропаренный катализатор смешивали с лабораторным дезактивированным базовым катализатором FCC при содержании 5% масс. Затем смесь катализаторов закоксовывали на опытной установке. Измеренное содержание кокса на катализаторах составляло >0,6% масс. Затем закоксованный катализатор прокаливали при различных температурах для достижения целевых уровней содержания кокса на катализаторе. Затем регенерированный катализатор оценивали в ACE на активность пропилена. Данные показывают менее 0,30% масс. углерода на регенерированном катализаторе; образец, модифицированный Fe2O3, обладает значительно более высокой активностью пропилена по сравнению с образцом, не модифицированным Fe2O3. Выше 0,30% масс. углерода на катализаторе активность пропилена быстро падает, как показано на фиг.3.Comparative Catalyst 3 and Catalyst F were subjected to hydrothermal steam treatment for 24 hours in 100% steam. The steamed catalyst was then mixed with laboratory deactivated FCC base catalyst at 5% wt. Then the mixture of catalysts was coked in a pilot plant. The measured coke content on the catalysts was >0.6% wt. The coked catalyst was then calcined at various temperatures to achieve target levels of coke on the catalyst. The regenerated catalyst was then evaluated in ACE for propylene activity. The data show less than 0.30% of the mass. carbon on the regenerated catalyst; the sample modified with Fe 2 O 3 has a significantly higher propylene activity compared to the sample not modified with Fe 2 O 3 . Above 0.30% wt. carbon on the catalyst propylene activity drops rapidly, as shown in Fig.3.

Пример 8: Преимущество в селективности по C2= и C3= катализатора по изобретению.Example 8 Advantage in C2= and C3= selectivity of the catalyst according to the invention.

Сравнительный катализатор 2 и катализатор F подвергали гидротермической обработке паром в течение 24 ч в 100% водяном паре. Затем пропаренный катализатор смешивали с лабораторным дезактивированным базовым катализатором FCC при содержании 5% масс. Затем смесь катализаторов закоксовывали на опытной установке. Измеренное содержание кокса на катализаторах составляло >0,6% масс. Затем закоксованный катализатор прокаливали при различных температурах для достижения целевых уровней содержания кокса (между 0,05% и <0,5%) на катализаторе. Затем регенерированный катализатор оценивали в ACE на активность и селективность для этилена+пропилена. Данные на фиг.4 показывают, что при всех уровнях кокса на катализаторе, образец, модифицированный Fe2O3, имеет более высокую селективность по этилену+пропилену при постоянном общем количестве сухого газа (водород+C1-C2 углеводороды) по сравнению с образцом, не модифицированным Fe2O3. Более высокая селективность для C2- и C3-олефинов важна для установок, которые ограничены мощностью компрессора влажного газа. Это позволяет нефтеперерабатывающему заводу максимально увеличить рентабельность за счет производства большего количества C2- и C3-олефинов при постоянном количестве сухого газа.Comparative Catalyst 2 and Catalyst F were subjected to hydrothermal steam treatment for 24 hours in 100% steam. The steamed catalyst was then mixed with laboratory deactivated FCC base catalyst at 5% wt. Then the mixture of catalysts was coked in a pilot plant. The measured coke content on the catalysts was >0.6% wt. The coked catalyst was then calcined at various temperatures to achieve target levels of coke (between 0.05% and <0.5%) on the catalyst. The regenerated catalyst was then evaluated in ACE for activity and selectivity for ethylene+propylene. The data in Figure 4 shows that at all levels of coke on the catalyst, the Fe 2 O 3 -modified sample has higher ethylene+propylene selectivity at constant total dry gas (hydrogen+C1-C2 hydrocarbons) than the sample modified unmodified Fe 2 O 3 . Higher selectivity for C2 and C3 olefins is important for plants that are limited by wet gas compressor capacity. This allows the refinery to maximize profitability by producing more C2 and C3 olefins at a constant amount of dry gas.

Claims (39)

1. Способ флюидизированного крекинга, включающий:1. A fluidized cracking process, comprising: осуществление контакта углеводородного сырья с циркулирующим имеющимся в наличии количеством регенерированного катализатора флюид-каталитического крекинга с образованием потока продукта, где регенерированный катализатор флюид-каталитического крекинга в имеющемся в наличии количестве имеет содержание углерода в диапазоне от 0,005 до 0,30% по массе, исходя из общего имеющегося в наличии количества композиции регенерированного катализатора, и содержит композицию пентасилсодержащего катализатора/добавки, которая содержитcontacting a hydrocarbon feed with a circulating available amount of regenerated fluid catalytic cracking catalyst to form a product stream wherein the regenerated fluid catalytic cracking catalyst in the available amount has a carbon content in the range of 0.005 to 0.30% by weight, based on total amount of regenerated catalyst composition available, and contains a pentasil-containing catalyst/additive composition that contains (a) пентасиловый цеолит;(a) pentasil zeolite; (b) от 0,7 до 4,0% по массе оксида железа; и(b) from 0.7 to 4.0% by weight of iron oxide; And (с) от 5,0 до 20% по массе фосфора (в расчете на P2O5);(c) from 5.0 to 20% by weight of phosphorus (calculated as P 2 O 5 ); где количества оксида железа и фосфора даются на основе массовых % композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки.where the amounts of iron oxide and phosphorus are given based on the wt % composition of the pentasil-containing catalyst/additive. 2. Способ по п.1, в котором композиция регенерированного катализатора имеет средний размер частиц в диапазоне от 20 до 200 мкм.2. The method of claim 1, wherein the regenerated catalyst composition has an average particle size in the range of 20 to 200 microns. 3. Способ по п.1, в котором оксид железа присутствует в пентасилсодержащем катализаторе/добавке в количестве от 0,9 до 2,5% по массе композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки в регенерированном катализаторе.3. The method of claim 1 wherein the iron oxide is present in the pentasil catalyst/additive in an amount of 0.9 to 2.5% by weight of the pentasil catalyst/additive composition in the regenerated catalyst. 4. Способ по п.1 или 2, в котором фосфор (в расчете на P2O5) присутствует в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки в количестве от 7 до 18% по массе пентасилсодержащего катализатора/добавки в регенерированном катализаторе.4. The method according to claim 1 or 2, wherein phosphorus (based on P 2 O 5 ) is present in the composition of the pentasil-containing catalyst/additive in an amount of from 7 to 18% by weight of the pentasil-containing catalyst/additive in the regenerated catalyst. 5. Способ по п.4, в котором фосфор (как P2O5) присутствует в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки в количестве от 9 до 18% по массе от композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки.5. The process of claim 4 wherein phosphorus (as P 2 O 5 ) is present in the pentasil catalyst/additive composition in an amount of 9 to 18% by weight of the pentasil catalyst/additive composition. 6. Способ по п.1 или 2, в котором регенерированный катализатор содержит углерод в количестве от 0,01 до 0,25% по массе от имеющегося в наличии количества регенерированного катализатора.6. The method according to claim 1 or 2, wherein the regenerated catalyst contains carbon in an amount of 0.01 to 0.25% by weight of the available amount of regenerated catalyst. 7. Способ по п.1 или 2, в котором указанное сырье подвергают каталитическому крекингу в указанном реакторе при температуре от 400 до 700°C.7. Process according to claim 1 or 2, wherein said feedstock is subjected to catalytic cracking in said reactor at a temperature of 400 to 700°C. 8. Способ по п.1 или 2, в котором композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки содержит пентасиловый цеолит в количестве более чем 45% по массе от композиции катализатора/добавки.8. The method according to claim 1 or 2, wherein the pentasil-containing catalyst/additive composition contains pentasil zeolite in an amount of more than 45% by weight of the catalyst/additive composition. 9. Способ по п.1 или 2, в котором поток продукта содержит пропилен в количестве более чем 4,5% по массе потока продукта.9. Process according to claim 1 or 2, wherein the product stream contains more than 4.5% propylene by weight of the product stream. 10. Способ по п.1 или 2, в котором поток продукта содержит этилен в количестве более чем 0,5% по массе потока продукта.10. Process according to claim 1 or 2, wherein the product stream contains ethylene in an amount greater than 0.5% by weight of the product stream. 11. Способ по п.1 или 2, в котором пентасиловый цеолит включает ZSM-5 или ZSM-11.11. The method of claim 1 or 2 wherein the pentasil zeolite comprises ZSM-5 or ZSM-11. 12. Способ по п.1 или 2, в котором композиция регенерированного катализатора имеет индекс истирания Дэвисона (DI) менее 20, например, менее чем 10, например, менее чем 5.12. The process of claim 1 or 2, wherein the regenerated catalyst composition has a Davison Attrition Index (DI) of less than 20, such as less than 10, such as less than 5. 13. Способ по п.1 или 2, в котором пентасиловый цеолит представляет собой ZSM-5.13. The method according to claim 1 or 2, wherein the pentasil zeolite is ZSM-5. 14. Способ по п.1 или 2, в котором катализатор в имеющемся в наличии количестве дополнительно содержит отдельные частицы композиции дополнительного катализатора крекинга, подходящего для крекинга углеводородов, наряду с композицией пентасилсодержащего катализатора/добавки.14. The method of claim 1 or 2, wherein the catalyst, in an available amount, further comprises individual particles of an additional cracking catalyst composition suitable for cracking hydrocarbons, along with a pentasil-containing catalyst/additive composition. 15. Способ по п.14, в котором композиция дополнительного катализатора крекинга содержит фожазитовый цеолит.15. The method of claim 14 wherein the additional cracking catalyst composition comprises a faujasite zeolite. 16. Способ по п.15, в котором фожазитовый цеолит выбран из группы, состоящей из цеолита Y, REY, REUSY и их смесей.16. The method of claim 15 wherein the faujasite zeolite is selected from the group consisting of Y zeolite, REY, REUSY and mixtures thereof. 17. Композиция регенерированного катализатора в имеющемся в наличии количестве циркулирующего катализатора в способе флюидизированного крекинга, где регенерированный катализатор имеет содержание углерода в диапазоне от 0,005 до 0,30% по массе, исходя из общего имеющегося в наличии количества катализатора, и содержит композицию пентасилсодержащего катализатора/добавки, которая содержит17. The composition of the regenerated catalyst in the available amount of circulating catalyst in the process of fluidized cracking, where the regenerated catalyst has a carbon content in the range from 0.005 to 0.30% by weight, based on the total amount of catalyst available, and contains a pentasil-containing catalyst composition / supplement that contains (a) пентасиловый цеолит;(a) pentasil zeolite; (b) от 0,7 до 4,0% по массе оксида железа; и(b) from 0.7 to 4.0% by weight of iron oxide; And (с) от 5,0 до 20% по массе фосфора (в расчете на P2O5);(c) from 5.0 to 20% by weight of phosphorus (calculated as P 2 O 5 ); где количества фосфора и оксида железа, соответственно, приводятся, исходя из количества фосфора и оксида железа в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки.where the amounts of phosphorus and iron oxide, respectively, are given based on the amount of phosphorus and iron oxide in the pentasil-containing catalyst/additive composition. 18. Композиция регенерированного катализатора по п.17, где композиция регенерированного катализатора имеет средний размер частиц в диапазоне от 20 до 200 мкм.18. The regenerated catalyst composition of claim 17, wherein the regenerated catalyst composition has an average particle size in the range of 20 to 200 microns. 19. Композиция регенерированного катализатора по п.17 или 18, в которой оксид железа присутствует в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки в количестве, находящемся в диапазоне от 0,9 до 3,0% по массе композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки в регенерированном катализаторе.19. The regenerated catalyst composition of claim 17 or 18, wherein the iron oxide is present in the pentasil catalyst/additive composition in an amount ranging from 0.9 to 3.0% by weight of the pentasil catalyst/additive composition in the regenerated catalyst. 20. Композиция регенерированного катализатора по п.19, где композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки содержит оксид железа в количестве, находящемся в диапазоне от 0,9 до 2,5% по массе композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки в регенерированном катализаторе.20. The regenerated catalyst composition of claim 19, wherein the pentasil catalyst/additive composition contains iron oxide in an amount ranging from 0.9 to 2.5% by weight of the pentasil catalyst/additive composition in the regenerated catalyst. 21. Композиция регенерированного катализатора по п.17 или 18, в которой фосфор (в расчете на P2O5) присутствует в пентасилсодержащем катализаторе/добавке в количестве от 7% до 18% по массе композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки.21. The regenerated catalyst composition of claim 17 or 18, wherein phosphorus (as P 2 O 5 ) is present in the pentasil catalyst/additive in an amount of 7% to 18% by weight of the pentasil catalyst/additive composition. 22. Композиция регенерированного катализатора по п.21, в которой фосфор (в расчете на P2O5) присутствует в композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки в количестве от 9 до 18% по массе композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки.22. The regenerated catalyst composition of claim 21, wherein phosphorus (as P 2 O 5 ) is present in the pentasil catalyst/additive composition in an amount of 9 to 18% by weight of the pentasil catalyst/additive composition. 23. Композиция регенерированного катализатора по п.17, где композиция регенерированного катализатора содержит углерод в количестве менее чем 0,25% по массе композиции регенерированного катализатора.23. The regenerated catalyst composition of claim 17, wherein the regenerated catalyst composition contains carbon in an amount of less than 0.25% by weight of the regenerated catalyst composition. 24. Композиция регенерированного катализатора по п.17, где композиция регенерированного катализатора содержит углерод в количестве, находящемся в диапазоне от 0,01 до 0,25% по массе от имеющегося в наличии количества катализатора.24. The regenerated catalyst composition of claim 17, wherein the regenerated catalyst composition contains carbon in an amount ranging from 0.01 to 0.25% by weight of the available amount of catalyst. 25. Композиция регенерированного катализатора по п.17, где композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки содержит пентасиловый цеолит в количестве, находящемся в диапазоне от 10 до 80% по массе композиции пентасилсодержащего катализатора/добавки.25. The regenerated catalyst composition of claim 17, wherein the pentasil catalyst/additive composition contains pentasil zeolite in an amount ranging from 10 to 80% by weight of the pentasil catalyst/additive composition. 26. Композиция регенерированного катализатора по п.17, в которой пентасиловый цеолит представляет собой ZSM-5 или ZSM-11.26. The regenerated catalyst composition of claim 17 wherein the pentasil zeolite is ZSM-5 or ZSM-11. 27. Композиция регенерированного катализатора по п.17, где композиция пентасилсодержащего катализатора/добавки имеет индекс истирания Дэвисона (DI) менее 20, например, менее чем 10, например, менее чем 5.27. The regenerated catalyst composition of claim 17, wherein the pentasil-containing catalyst/additive composition has a Davison attrition index (DI) of less than 20, such as less than 10, such as less than 5. 28. Композиция регенерированного катализатора по п.17, в которой регенерированный катализатор дополнительно содержит композицию дополнительного катализатора крекинга.28. The regenerated catalyst composition of claim 17, wherein the regenerated catalyst further comprises an additional cracking catalyst composition. 29. Композиция регенерированного катализатора по п.28, в которой дополнительный катализатор крекинга содержит фожазитовый цеолит.29. The regenerated catalyst composition of claim 28, wherein the additional cracking catalyst comprises a faujasite zeolite. 30. Композиция регенерированного катализатора по п.29, в которой фожазитовый цеолит выбран из группы, состоящей из цеолита Y, REY, REUSY и их смесей.30. The regenerated catalyst composition of claim 29, wherein the faujasite zeolite is selected from the group consisting of Y zeolite, REY, REUSY, and mixtures thereof.
RU2022102947A 2019-07-10 2020-07-06 Method for fluidized cracking to increase yield of olefins and intended catalytic composition RU2793858C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/872,468 2019-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793858C1 true RU2793858C1 (en) 2023-04-07

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2228349C2 (en) * 2000-05-18 2004-05-10 Юоп Ллк Process and apparatus for contacting starting reaction mixture with immediate separation of catalyst
WO2006050487A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 W. R. Grace & Co.- Conn. Catalyst for light olefins and lpg in fluidized catalytic cracking units
EA200970458A1 (en) * 2006-11-07 2009-12-30 Сауди Арабиан Ойл Компани IMPROVED SYSTEM OF MANAGEMENT OF THE METHOD OF RIGID FLUID-CATALYTIC CRACKING FOR MAXIMIZING PRODUCTION OF PROPYLENE FROM OIL RAW
RU2382811C2 (en) * 2004-04-02 2010-02-27 В.Р.Грейс Энд Ко.-Конн. Catalyst compositions containing zeolite bonded to metal phosphate and method of using said compositions for hydrocarbon catalytic cracking
RU2399648C2 (en) * 2004-08-10 2010-09-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method for obtaining middle-distillate product and low molecular weight olefins from hydrocarbon raw material and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2228349C2 (en) * 2000-05-18 2004-05-10 Юоп Ллк Process and apparatus for contacting starting reaction mixture with immediate separation of catalyst
RU2382811C2 (en) * 2004-04-02 2010-02-27 В.Р.Грейс Энд Ко.-Конн. Catalyst compositions containing zeolite bonded to metal phosphate and method of using said compositions for hydrocarbon catalytic cracking
RU2399648C2 (en) * 2004-08-10 2010-09-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method for obtaining middle-distillate product and low molecular weight olefins from hydrocarbon raw material and device for its implementation
WO2006050487A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 W. R. Grace & Co.- Conn. Catalyst for light olefins and lpg in fluidized catalytic cracking units
EA200970458A1 (en) * 2006-11-07 2009-12-30 Сауди Арабиан Ойл Компани IMPROVED SYSTEM OF MANAGEMENT OF THE METHOD OF RIGID FLUID-CATALYTIC CRACKING FOR MAXIMIZING PRODUCTION OF PROPYLENE FROM OIL RAW

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2613398C (en) Pentasil catalyst for light olefins in fluidized catalytic units
JP5008570B2 (en) Catalysts for light olefins and LPG in fluid catalytic reactors
EP1077768B1 (en) High zeolite content and attrition resistant catalyst, methods for preparing the same and catalyzed processes therewith
JP6461161B2 (en) Phosphorus-containing FCC catalyst
KR20170012371A (en) Framework substituted zeolite catalyst for fluidized catalytic cracking and method for fluidized catalytic cracking
JP6570530B2 (en) FCC catalyst composition containing boron oxide and phosphorus
JP2013522025A (en) FCC catalyst composition for high light olefins
US20130005565A1 (en) Process for making improved zeolite catalysts from peptized aluminas
US20220267681A1 (en) Fluidized cracking process for increasing olefin yield and catalyst composition for same
RU2793858C1 (en) Method for fluidized cracking to increase yield of olefins and intended catalytic composition
KR20130115307A (en) Sodium tolerant zeolite catalysts and processes for making the same