JP2023539138A - Ｆｃｃ触媒組成物におけるアルミナマトリックス修飾 - Google Patents
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Abstract
本技術は、Ｙゼオライトを含む流動接触分解（ＦＣＣ）触媒組成物であって、Ｙゼオライトが、希土類元素又はその酸化物とアルミナマトリックスとを含み、アルミナマトリックスが、ｙ－ＡｈＣｂ又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、ＦＣＣ触媒組成物を提供する。【選択図】なし
Description
本技術は、全般的には、流動接触分解（ＦＣＣ）触媒組成物に関する。特に、本技術は、修飾アルミナマトリックスを有するＦＣＣ触媒に関する。
一態様では、本技術は、Ｙゼオライトを含む流動接触分解（ＦＣＣ）触媒組成物であって、Ｙゼオライトが、希土類元素又はそれらの酸化物とアルミナマトリックスとを含み、アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、ＦＣＣ触媒組成物を提供する。
関連する態様では、本技術は、ＦＣＣ触媒を調製するためのプロセスであって：
アルミナマトリックス材料を含む第１のスラリーを、約８ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか、若しくは希土類元素若しくはその酸化物を有するＹゼオライトを含む第２のスラリーを、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか；又は
希土類元素若しくはその酸化物を含むＹゼオライト及びアルミナマトリックス材料を含むスラリー混合物を、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで共粉砕することと；
アルミナマトリックス及びＹゼオライトを１つ以上の追加成分と合わせ、混合物を得ることと；
混合物を噴霧乾燥して微小球を形成することと；
微小球を焼成してＦＣＣ触媒を得ることと
を含み、
アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、プロセスを提供する。
アルミナマトリックス材料を含む第１のスラリーを、約８ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか、若しくは希土類元素若しくはその酸化物を有するＹゼオライトを含む第２のスラリーを、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか；又は
希土類元素若しくはその酸化物を含むＹゼオライト及びアルミナマトリックス材料を含むスラリー混合物を、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで共粉砕することと；
アルミナマトリックス及びＹゼオライトを１つ以上の追加成分と合わせ、混合物を得ることと；
混合物を噴霧乾燥して微小球を形成することと；
微小球を焼成してＦＣＣ触媒を得ることと
を含み、
アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、プロセスを提供する。
別の態様では、本技術は、任意の実施形態において、本明細書に記載のプロセスに従って調製される組み込まれたＦＣＣ触媒を提供する。
別の態様では、本技術は、希土類元素若しくはその酸化物を有するＹゼオライト及びアルミナマトリックス材料を含む第１のＦＣＣ触媒と；第１のＦＣＣ触媒とは異なる第２のＦＣＣ触媒と；任意選択的に、第１及び第２のＦＣＣ触媒とは異なる追加のＦＣＣ触媒と；を含む触媒組成物であって、アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、触媒組成物を提供する。
別の関連する態様では、本技術は、炭化水素供給物を分解する方法であって、上記供給物を任意の実施形態において本明細書で記載されるＦＣＣ触媒を含むＦＣＣ触媒と接触させることを含む、方法を提供する。
以下で、様々な実施形態について説明する。特定の実施形態は、網羅的な説明として、又は本明細書で論じられるより広範な態様を限定するものとして意図されていないことに留意されたい。特定の実施形態に関連して説明される１つの態様は、必ずしもその実施形態に限定されてはおらず、任意の他の実施形態で実施することができる。
本明細書で使用する場合、「約」は、当業者により理解されることになり、用いられる文脈に応じてある程度変化することになる。当業者に明らかではない用語が使用されている場合、それが使用されている文脈を前提として、「約」は、特定の用語の±１０％までを意味する。
要素を説明する文脈（特に以下の特許請求の範囲の文脈）における用語である「１つの（ａ、ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び同様の指示語の使用は、本明細書で別途指示がない限り、又は文脈から明らかに矛盾しない限り、単数及び複数の双方を含むと解釈される。本明細書での値の範囲の列挙は、本明細書で別途指示がない限り、範囲内に含まれる各個別の値を個別に参照する簡略法として機能することのみを意図し、各個別の値は、本明細書で個別に列挙されているのと同様に本明細書に組み込まれる。本明細書に記載した全ての方法は、本明細書で別段の指示がない限り、又は文脈によって別に明確に矛盾しない限り、任意の好適な順序で実施することができる。本明細書で提供される任意及び全ての例又は例示的言葉（例えば「など」）の使用は、実施形態をより良好に説明することのみを意図したものであり、別途記載されない限り、請求項の範囲を限定することはない。本明細書中のいかなる言葉も、請求されていない要素を必須なものとして示すと解釈されるべきではない。
本明細書で使用する場合、用語「触媒」は、反応を促進する材料を指す。
本明細書で使用する場合、用語「流動接触分解」又は「ＦＣＣ」は、原油の高沸点の高分子量炭化水素留分をより価値の高いガソリン、オレフィンガス及び他の生成物へと転化させるという、製油所での転化プロセスを指す。
「分解」は、典型的なＦＣＣプロセス条件を指す。典型的なＦＣＣプロセスは、４５０℃～６５０℃の反応温度、６００℃～８５０℃の触媒再生温度で実行される。接触分解は、商業的に非常に大規模に適用される石油精製プロセスである。接触分解及び特に流動接触分解（ＦＣＣ）は、重質炭化水素供給物をガソリンなどのより軽質の生成物に変換し、範囲留分を蒸留するために日常的に使用される。分解された生成物は、ガス、ガソリン、軽質ガス油、及び重質サイクルガス油を含む一連の生成物に分割される。いくつかのより重質の炭化水素は、反応器に再循環されてもよい。
本明細書で使用する場合、用語「供給物」は、高沸点及び高分子量を有する原油の部分を指す。ＦＣＣプロセスでは、炭化水素供給物がＦＣＣユニットのライザセクションに注入され、ここで、供給物は、触媒再生器からライザ反応器に循環した高温触媒との接触時に、より軽質でより価値のある生成物に分解される。
本明細書で使用する場合、用語「ゼオライト」は、酸素イオンの広範な三次元ネットワークに基づく骨格を有し、実質的に均一な細孔分布を有する結晶性アルミノシリケートを指す。
本明細書で使用する場合、用語「微小球」は、カオリン粘土及びその他の材料（遷移アルミナなど）の噴霧乾燥及び任意選択的に焼成により予備成形して得ることができる触媒粒子を指す。当事者によって理解されるように、微小球は、必ずしも完全な球形である必要はない。加えて、本明細書で開示される微小球は、流動接触プロセスで利用することができる。
ガソリン、軽質オレフィン、及び軽質サイクル油の精製製品は、ボトム留分よりも常に有益である。有益な留分の１つを選択的に生成することができる触媒組成物は、精製所にとって望ましい。Ｙゼオライトはガソリン留分に対してより選択的であるが、粘土マトリックス又はアルミナマトリックスなどのマトリックス成分は、軽質オレフィン及び軟質サイクル油（ＬＣＯ）に対してより選択的であることが一般に知られている。しかしながら、組成、相、酸性度、及び多孔性において異なる特性を有する異なるマトリックス成分は、製品の選択性において重要な役割を果たし得る。
本技術は、Ｙゼオライトが存在する流動接触分解（ＦＣＣ）触媒に組み込まれる様々な特性を有する修飾アルミナマトリックスを提供する。アルミナマトリックスとしては、ベーマイト、バイヤライト、ギブサイト、γ－アルミナの単一若しくは混合相、及び／又はその他の遷移－Ａｌ２Ｏ３相が挙げられても良く、ここでアルミナマトリックスは、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素（又はそれらの酸化物）から選択される１つ以上の元素でドープされる。特に、アルミナマトリックスは、Ｌａ、Ｃｅ、及び／又はＳｉでドープされていてもよい。驚くべきことに、本明細書に記載の修飾アルミナマトリックスを含むＦＣＣ触媒は、コークス及びボトム留分を制限することが発見された。更に、これらのＦＣＣ触媒は、製品の１つが他の製品よりも有利な場合に、製油所向けにガソリン又は軽質オレフィンのいずれかを選択的により多く生成することが発見された。
理論に束縛されるものではないが、ゼオライト及びマトリックスは、流動接触分解の製品選択性において役割を果たすと考えられている。単位格子サイズ（ＵＣＳ）数でも表されるＹゼオライト中の希土類元素の存在も、製品の選択性に影響を与える可能性がある。希土類元素含有量が高いか、又はＵＣＳが高いと、水素化物の移動が大きくなり、その結果、オレフィン収率が低下し、ガソリン収率が増加する。他方では、希土類元素含有量が低いか又はＵＣＳが低いと、オレフィン性が高い製品が得られる場合がある。表面積が大きく、Ｚ／Ｍ比が低いマトリックスは、オレフィンの選択性／収率を高める可能性がある。本発明者らは、本技術の組み込まれたＦＣＣ触媒がオレフィン生成に有利な低いＺ／Ｍを有し、本明細書に記載されるように異なるアルミナマトリックスの場合、ＦＣＣ触媒はまた異なる製品の選択性を示すことを見出した。
一態様では、Ｙゼオライトが、希土類元素又はそれらの酸化物とアルミナマトリックスとを含み、アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、Ｙゼオライトを含む流動接触分解（ＦＣＣ）触媒組成物が提供される。本明細書で記載される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は組み込まれた触媒である。
本明細書で開示される任意の実施形態では、触媒は、触媒の総重量に基づいて約５重量パーセント（「重量％」）～約３０重量％のＹゼオライトを含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、触媒は、Ｙゼオライトを、約５重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％の量、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の量で含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、Ｙゼオライトは、約５重量％～約３０重量％、約１０重量％～約２５重量％、約１０重量％～約２２重量％、約１２重量％～約２０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で存在し得る。
ＦＣＣ触媒のＹゼオライトは、希土類元素又はその酸化物を含み得、ここで希土類元素は、イットリウム、スカンジウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、ルテチウム、イッテルビウム、ガドリニウム、セリウム、ランタン、又はそれらのいずれか２つ以上の混合物である。本明細書で開示される任意の実施形態では、Ｙゼオライトは、ランタン又はその酸化物を含み得る。
任意の実施形態では、Ｙゼオライトは、Ｙゼオライトの総重量に基づいて約０．１重量％～約１２重量％の希土類元素又はその酸化物を含み得る。例えば、Ｙゼオライトは、希土類元素又はその酸化物を、約０．１重量％、約０．５重量％、約１．０重量％、約１．５重量％、約２重量％、約２．５重量％、約３．０重量％、約３．５重量％、約４．０重量％、約４．５重量％、約５．０重量％、約５．５重量％、約６．０重量％、約６．５重量％、約７．０重量％、約７．５重量％、約８．０重量％、約８．５重量％、約９．０重量％、約９．５重量％、約１０．０重量％、約１０．５重量％、約１１．０重量％、約１１．５重量％、約１２．０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、Ｙゼオライトは、希土類元素又はその酸化物を、約０．１重量％～約１２重量％、約１重量％～約１２重量％、約３重量％～約１０重量％、約４重量％～約９重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で含み得る。
ＦＣＣ触媒は、触媒の総重量に基づいて約１５重量％～約６５重量％で存在し得るアルミナマトリックスを含み得る。例えば、ＦＣＣ触媒は、アルミナマトリックスを、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、アルミナマトリックスを、約１５重量％～約６５重量％、約２５重量％～約６０重量％、約３０重量％～約５０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で含み得る。
任意の実施形態では、ドーパントは、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせであり得る。好適なＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、又はそれらの酸化物としては、希土類元素、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、又はそれらの混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。本明細書で開示される任意の実施形態における希土類元素ドーパントは、ランタニド系元素を含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、ドーパントは、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、又はそれらのいずれか２つ以上の混合物であり得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、ドーパントは、ＩＩＩＢ族金属又はその酸化物であり得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、ＩＩＩＢ族金属又はその酸化物は、ランタンであり得る。
アルミナマトリックスは、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、又はそれらの酸化物であるドーパントを含み得、ここで、アルミナマトリックスは、ドーパントを、アルミナマトリックスの総重量に基づいて約０．０１重量％～約１０重量％の量で含む。アルミナマトリックス中の、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、又はそれらの酸化物のドーパントの好適な量は、約０．０１重量％、約０．０５重量％、約０．１重量％、約０．５重量％、約１．０重量％、約１．５重量％、約２．０重量％、約２．５重量％、約３．０重量％、約３．５重量％、約４．０重量％、約４．５重量％、約５．０重量％、約５．５重量％、約６．０重量％、約６．５重量％、約７．０重量％、約７．５重量％、約８．０重量％、約８．５重量％、約９．０重量％、約９．５重量％、約１０．０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲であり得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、アルミナマトリックス中の、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、又はそれらの酸化物から選択されるドーパントの量は、約０．０１重量％～約１０重量％、約０．１重量％～約１０重量％、約１重量％～約６重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲であり得る。
本明細書で開示される任意の実施形態におけるアルミナマトリックスは、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれのいずれか２つ以上の組み合わせであるドーパントを含み得る。好適なＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、又はそれらの酸化物としては、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、リン（Ｐ）、ビスマス（Ｂｉ）、又はそれらのいずれか２つ以上の混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。本明細書で開示される任意の実施形態では、ドーパントは、ＩＶＡ族元素又はその酸化物であり得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、ＩＶＡ族元素又はその酸化物は、ケイ素であり得る。
本明細書で開示される任意の実施形態におけるアルミナマトリックスは、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、又はそれらの酸化物から選択されるドーパントを含み得、ここで、アルミナマトリックスは、ドーパントを、アルミナマトリックスの総重量に基づいて約０．０１重量％～約３５重量％の量で含む。アルミナマトリックス中の、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、又はそれらの酸化物から選択されるドーパントの好適な量は、約０．０１重量％、約０．０５重量％、約０．１重量％、約０．５重量％、約１重量％、約３重量％、約５重量％、約７重量％、約９重量％、約１１重量％、約１３重量％、約１５重量％、約１７重量％、約１９重量％、約２１重量％、約２３重量％、約２５重量％、約２７重量％、約２９重量％、約３１重量％、約３３重量％、約３５重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、アルミナマトリックス中の、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、又はそれらの酸化物は、約０．０１重量％～約３５重量％、約０．１重量％～約３５重量％、約３重量％～約２５重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲であり得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、ドーパントは、ＩＩＩＢ族金属若しくはその酸化物、ＩＶＡ族元素若しくはその酸化物、又はそれらの組み合わせであり得る。例えば、ドーパントは、ケイ素、ランタン、又はそれら混合物であり得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、アルミナマトリックスは、アルミナマトリックスの総重量に基づいて約５０重量％～約９９重量％のγ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイト相を含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、アルミナマトリックスは、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイト相を、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７５重量％、約８０重量％、約８５重量％、約９０重量％、約９５重量％、約９９重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で含み得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、焼成アルミナマトリックス又は未焼成アルミナマトリックスを含み得る。いくつかの実施形態では、アルミナマトリックスは、焼成されていてもよい。いくつかの実施形態では、アルミナマトリックスは、未焼成であってもよい。
ＦＣＣ触媒は、１つ以上の追加の材料を更に含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、結合剤、アルミナゲル、解膠ベーマイト、擬似ベーマイト、カオリン、遷移アルミナ、又はそれらの２つ以上の組み合わせを更に含み得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、触媒は結合剤を更に含み得る。任意のこのような結合剤は、ＦＣＣ触媒の総重量に基づいて約５重量％～約２５重量％で存在し得る。結合剤の他の好適な量は、約５重量％、約７重量％、約９重量％、約１１重量％、約１３重量％、約１５重量％、約１７重量％、約１９重量％、約２１重量％、約２３重量％、約２５重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得る。好適な結合剤としては、コロイダルシリカ、シリカヒドロゾル、アルカリケイ酸塩（例えば、ケイ酸ナトリウム）、又はそれらの混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。
本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、アルミナゲル、解膠ベーマイトゲル、又はそれら混合物を含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、アルミナゲル又は解膠ベーマイトゲルを、ＦＣＣ触媒の総重量に基づいて０重量％～約１０重量％の量で含み得る。アルミナゲル及び／又は解膠ベーマイトゲルの好適な量は、約０．０１重量％、約０．０５重量％、約０．１重量％、約０．５重量％、約１．０重量％、約１．５重量％、約２．０重量％、約２．５重量％、約３．０重量％、約３．５重量％、約４．０重量％、約４．５重量％、約５．０重量％、約５．５重量％、約６．０重量％、約６．５重量％、約７．０重量％、約７．５重量％、約８．０重量％、約８．５重量％、約９．０重量％、約９．５重量％、約１０．０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得るが、これらに限定されない。本明細書で開示される任意の実施形態では、γ－Ａｌ２Ｏ３に加えてアルミナマトリックスは、η－Ａｌ２Ｏ３、δ－Ａｌ２Ｏ３、θ－Ａｌ２Ｏ３、κ－Ａｌ２Ｏ３、χ－Ａｌ２Ｏ３、又はそれらの２つ以上の組み合わせを含み得るがこれらに限定されないその他の遷移アルミナ相を更に含み得る。更に又は或いは、いくつかの実施形態では、アルミナマトリックスは、バイヤライト、ギブサイト、ベーマイト、又はそれらの混合物の単一又は混合相を更に含み得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、約０．１～約０．７のゼオライト対マトリックス（Ｚ／Ｍ）比を有し得る。本明細書で記載されるように、用語「Ｚ／Ｍ」（又は「ゼオライト対マトリックス比」）は、ゼオライトの表面積対マトリックスの表面積の比を指す。本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、約０．１、約０．２、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲のＺ／Ｍを有し得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、任意の便利な形式で提供され得る。例えば、任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、微小球に成形されてもよい。本明細書で開示される任意の実施形態では、微小球は、約６５ミクロン～約１２０ミクロンの平均粒径を有し得る。好適な微小球の粒径は、約６５ミクロン、約７０ミクロン、約７５ミクロン、約８０ミクロン、約８５ミクロン、約９０ミクロン、約９５ミクロン、約１００ミクロン、約１０５ミクロン、約１１０ミクロン、約１１５ミクロン、約１２０ミクロン、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得るが、これらに限定されない。
関連する態様では、本技術は、ＦＣＣ触媒を調製するためのプロセスであって：
アルミナマトリックス材料を含む第１のスラリーを、約８ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか、若しくは希土類元素若しくはその酸化物を有するＹゼオライトを含む第２のスラリーを、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか；又は
希土類元素若しくはその酸化物を含むＹゼオライト及びアルミナマトリックス材料を含むスラリー混合物を、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで共粉砕することと；
アルミナマトリックス及びＹゼオライトを１つ以上の追加成分と合わせ、混合物を得ることと；
混合物を噴霧乾燥して微小球を形成することと；
微小球を焼成してＦＣＣ触媒を得ることと
を含み、
アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、プロセスを提供する。
アルミナマトリックス材料を含む第１のスラリーを、約８ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか、若しくは希土類元素若しくはその酸化物を有するＹゼオライトを含む第２のスラリーを、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか；又は
希土類元素若しくはその酸化物を含むＹゼオライト及びアルミナマトリックス材料を含むスラリー混合物を、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで共粉砕することと；
アルミナマトリックス及びＹゼオライトを１つ以上の追加成分と合わせ、混合物を得ることと；
混合物を噴霧乾燥して微小球を形成することと；
微小球を焼成してＦＣＣ触媒を得ることと
を含み、
アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、プロセスを提供する。
本明細書で開示される任意の実施形態では、プロセスは、第１のスラリーを、約８ミクロン未満、約７．５ミクロン未満、約７ミクロン未満、約６．５ミクロン未満、約６ミクロン未満、約５．５ミクロン未満、約５ミクロン未満、約４．５ミクロン未満、約４ミクロン未満、約３．５ミクロン未満、約３ミクロン未満、約２．５ミクロン未満、約２ミクロン未満、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲のＤ９０粒径まで粉砕することを含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、プロセスは、第１のスラリーを、約８ミクロン未満～約２ミクロン、約５ミクロン未満～約２ミクロン、約４ミクロン未満～約２ミクロン、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲のＤ９０粒径まで粉砕することを含み得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、プロセスは、第２のスラリーを、約５ミクロン未満、約４．５ミクロン未満、約４ミクロン未満、約３．５ミクロン未満、約３ミクロン未満、約２．５ミクロン未満、約２ミクロン未満、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲のＤ９０粒径まで粉砕することを含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、プロセスは、第１のスラリーを、約５ミクロン未満～約２ミクロン、約４ミクロン未満～約２ミクロン、約３．５ミクロン未満～約２ミクロン、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲のＤ９０粒径まで粉砕することを含み得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、プロセスは、第１のスラリー及び第２のスラリー又はスラリー混合物を酸と合わせ、ｐＨを約５．０以下まで調整することを更に含み得る。例えば、本明細書の任意の実施形態では、ｐＨは、約５．０、約４．５、約４．０、約３．５、約３．０、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲のｐＨに調整され得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、第１のスラリー及び第２のスラリー又はスラリー混合物の酸との混合は、ｐＨを約３．０～約５．０に調整し得る。好適な酸としては、ギ酸、ＨＮＯ３、ＨＣｌ、その他の一塩基酸、又はそれらの混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。
微小球は、約６５ミクロン～約１２０ミクロンの平均粒径を有し得る。好適な微小球の平均粒径は、約６５ミクロン、約７０ミクロン、約７５ミクロン、約８０ミクロン、約８５ミクロン、約９０ミクロン、約９５ミクロン、約１００ミクロン、約１０５ミクロン、約１１０ミクロン、約１１５ミクロン、約１２０ミクロン、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得るが、これらに限定されない。本明細書で開示される任意の実施形態では、微小球は、約６５ミクロン～約１２０ミクロン、約７５ミクロン～約１０５ミクロン、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の平均粒径を有し得る。
焼成は、約９５０°Ｆ（５１０℃）～約１６５０°Ｆ（８９９℃）の温度で実施され得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、温度は、約９５０°Ｆ（５１０℃）、約１０００°Ｆ（５３８℃）、約１０５０°Ｆ（５６６℃）、約１１００°Ｆ（５９３℃）、約１１５０°Ｆ（６２１℃）、約１２００°Ｆ（６４９℃）、約１２５０°Ｆ（６７７℃）、約１３００°Ｆ（７０４℃）、約１３５０°Ｆ（７３２℃）、約１４００°Ｆ（７６０℃）、約１４５０°Ｆ（７８８℃）、約１５００°Ｆ（８１６℃）、約１５５０°Ｆ（８４３℃）、約１６００°Ｆ（８７１℃）、約１６５０°Ｆ（８９９℃）、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲であり得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、焼成温度は、約９５０°Ｆ（５１０℃）～約１６５０°Ｆ（８９９℃）、約１０５０°Ｆ（５６６℃）～約１３５０°Ｆ（７３２℃）、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲であり得る。
本明細書で記載されるプロセスは、記載されるようなＦＣＣ触媒を形成する。形成されるＦＣＣ触媒は、ＦＣＣ触媒の総重量に基づいて約５重量％～約３０重量％のＹゼオライトを含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、プロセスに従って得られるＦＣＣ触媒は、Ｙゼオライトを、約５重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％の量、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の量で含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、Ｙゼオライトは、約５重量％～約３０重量％、約１０重量％～約２５重量％、約１０重量％～約２２重量％、約１２重量％～約２０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で存在し得る。
形成されるＦＣＣ触媒は、アルミナマトリックスを、ＦＣＣ触媒の総重量に基づいて約１５重量％～約６５重量％の量で含む。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、アルミナマトリックスを、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、アルミナマトリックスを、約１５重量％～約６５重量％、約２５重量％～約６０重量％、約３０重量％～約５０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で含み得る。
アルミナマトリックスは、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、又はそれらの酸化物であるドーパントを含み得、ここで、アルミナマトリックスは、ドーパントを、アルミナマトリックスの総重量に基づいて約０．０１重量％～約１０重量％の量で含む。ドーパントの好適な量は、約０．０１重量％、約０．０５重量％、約０．１重量％、約０．５重量％、約１．０重量％、約１．５重量％、約２．０重量％、約２．５重量％、約３．０重量％、約３．５重量％、約４．０重量％、約４．５重量％、約５．０重量％、約５．５重量％、約６．０重量％、約６．５重量％、約７．０重量％、約７．５重量％、約８．０重量％、約８．５重量％、約９．０重量％、約９．５重量％、約１０．０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲であり得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、ドーパントの量は、約０．０１重量％～約１０重量％、約０．１重量％～約１０重量％、約１重量％～約６重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲であり得る。
アルミナマトリックスは、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、又はそれらの酸化物であるドーパントを含み得、ここで、アルミナマトリックスは、ドーパントを、アルミナマトリックスの総重量に基づいて約０．０１重量％～約３５重量％の量で含む。このようなドーパントの好適な量は、約０．０１重量％、約０．０５重量％、約０．１重量％、約０．５重量％、約１重量％、約３重量％、約５重量％、約７重量％、約９重量％、約１１重量％、約１３重量％、約１５重量％、約１７重量％、約１９重量％、約２１重量％、約２３重量％、約２５重量％、約２７重量％、約２９重量％、約３１重量％、約３３重量％、約３５重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、アルミナマトリックス中の、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、又はそれらの酸化物は、約０．０１重量％～約３５重量％、約０．１重量％～約３５重量％、約３重量％～約２５重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲であり得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、ドーパントは、ＩＩＩＢ族金属若しくはその酸化物、ＩＶＡ族元素若しくはその酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせであり得る。例えば、ドーパントは、ケイ素、ランタン、又はそれら混合物から選択され得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、アルミナマトリックスは、アルミナマトリックスの総重量に基づいて約５０重量％～約９９重量％のγ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイト相を含み得る。例えば、アルミナマトリックスは、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイト相を、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７５重量％、約８０重量％、約８５重量％、約９０重量％、約９５重量％、約９９重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で含み得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、本明細書で記載されるプロセスに従って調製されるＦＣＣ触媒は、焼成アルミナマトリックス又は未焼成アルミナマトリックスを含み得る。いくつかの実施形態では、アルミナマトリックスは、焼成されていてもよい。いくつかの実施形態では、アルミナマトリックスは、未焼成であってもよい。
プロセスは、１つ以上の追加の材料を第１のスラリー若しくは第２のスラリー又はスラリーの混合物と合わせることを更に含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、第１のスラリー若しくは第２のスラリー又はスラリーの混合物は、結合剤、アルミナゲル、解膠ベーマイト、擬似ベーマイト、カオリン、遷移アルミナ、又はそれらの２つ以上の組み合わせを更に含み得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、本明細書で記載されるプロセスに従って調製されるＦＣＣ触媒は、結合剤を更に含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、結合剤を、ＦＣＣ触媒の総重量に基づいて約５重量％～約２５重量％の量で含み得る。結合剤の好適な量は、約５重量％、約７重量％、約９重量％、約１１重量％、約１３重量％、約１５重量％、約１７重量％、約１９重量％、約２１重量％、約２３重量％、約２５重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得る。好適な結合剤としては、コロイダルシリカ、シリカヒドロゾル、アルカリケイ酸塩、又はそれらの混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。
本明細書で開示される任意の実施形態では、本明細書で記載されるプロセスに従って調製されるＦＣＣ触媒は、アルミナゲル、解膠ベーマイトゲル、又はそれらの混合物を含み得る。例えば、本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、アルミナゲル又は解膠ベーマイトゲルを、ＦＣＣ触媒の総重量に基づいて０重量％～約１０重量％の量で含み得る。アルミナゲル及び／又は解膠ベーマイトゲルの好適な量は、約０．０１重量％、約０．０５重量％、約０．１重量％、約０．５重量％、約１．０重量％、約１．５重量％、約２．０重量％、約２．５重量％、約３．０重量％、約３．５重量％、約４．０重量％、約４．５重量％、約５．０重量％、約５．５重量％、約６．０重量％、約６．５重量％、約７．０重量％、約７．５重量％、約８．０重量％、約８．５重量％、約９．０重量％、約９．５重量％、約１０．０重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得るが、これらに限定されない。
本明細書で開示される任意の実施形態では、本明細書で記載されるプロセスに従って調製されるＦＣＣ触媒は、約０．１～約０．７のＺ／Ｍ比を有し得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、ＦＣＣ触媒は、約０．１、約０．２、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲のＺ／Ｍを有し得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、微小球は、約６５ミクロン～約１２０ミクロンの平均粒径を有し得る。好適な微小球の粒径は、約６５ミクロン、約７０ミクロン、約７５ミクロン、約８０ミクロン、約８５ミクロン、約９０ミクロン、約９５ミクロン、約１００ミクロン、約１０５ミクロン、約１１０ミクロン、約１１５ミクロン、約１２０ミクロン、又はこれらの値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得るが、これらに限定されない。
別の態様では、本技術は、任意の実施形態において、本明細書に記載のプロセスに従って調製される組み込まれたＦＣＣ触媒を提供する。
別の態様では、本技術は、希土類元素若しくはその酸化物を有するＹゼオライト及びアルミナマトリックス材料を含む第１のＦＣＣ触媒と；第１のＦＣＣ触媒とは異なる第２のＦＣＣ触媒と；任意選択的に、第１及び第２のＦＣＣ触媒とは異なる追加のＦＣＣ触媒と；を含む触媒組成物であって、アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせを含む、触媒組成物を提供する。
本明細書で開示される任意の実施形態では、組成物は、触媒組成物の総重量に基づいて約１重量％～約９９重量％の第１のＦＣＣ触媒を含み得る。第１のＦＣＣ触媒の好適な量は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７５重量％、約８０重量％、約８５重量％、約９０重量％、約９５重量、約９９重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得る。例えば、第１の触媒は、組成物の総重量に基づいて約１重量％～約９９重量％、約５重量％～約８５重量％、約１０重量％～約７０重量％、約１５重量％～約６０重量％、約２０重量％～約５０重量％、又はこれらのいずれかの値を含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で存在し得る。本明細書で開示される任意の実施形態では、第１のＦＣＣ触媒は、任意の実施形態において本明細書で記載されるＦＣＣ触媒である。
本明細書で開示される任意の実施形態では、組成物は、組成物の総重量に基づいて約１重量％～約９９重量％の第２のＦＣＣ触媒を含み得る。１つ以上の追加ＦＣＣ触媒の好適な量は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７５重量％、約８０重量％、約８５重量％、約９０重量％、約９５重量、約９９重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得る。例えば、１つ以上の追加ＦＣＣ触媒は、組成物の総重量に基づいて約１重量％～約９９重量％、約５重量％～約８５重量％、約１０重量％～約７０重量％、約１５重量％～約６０重量％、約２０重量％～約５０重量％、又はこれらのいずれかの値を含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で存在し得る。
本明細書で開示される任意の実施形態では、組成物は、組成物の総重量に基づいて約１重量％～約９９重量％の追加のＦＣＣ触媒を任意選択的に含み得る。任意選択の追加のＦＣＣ触媒の好適な量は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７５重量％、約８０重量％、約８５重量％、約９０重量％、約９５重量、約９９重量％、又は前述の値のいずれか２つを含む及び／若しくはその間の任意の範囲を含み得る。例えば、任意選択の追加のＦＣＣ触媒は、組成物の総重量に基づいて約１重量％～約９９重量％、約５重量％～約８５重量％、約１０重量％～約７０重量％、約１５重量％～約６０重量％、約２０重量％～約５０重量％、又はこれらのいずれかの値を含む及び／若しくはその間の任意の範囲の量で存在し得る。
別の関連する態様では、本技術は、炭化水素供給物を分解する方法であって、上記供給物を任意の実施形態において本明細書で記載されるＦＣＣ触媒を含むＦＣＣ触媒と接触させることを含む、方法を提供する。
このように一般的に記載される本発明は、以下の実施例を参照することによってより容易に理解され、それらの実施例は、例示のために提供され、本発明を限定することを意図するものではない。
実施例１：焼成アルミナマトリックスに組み込まれたＦＣＣ触媒の調製及び評価。表１は、試料Ａ～Ｃに記載されるＦＣＣ触媒を作成するために使用される２つのアルミナマトリックス材料（ＡＭ１及びＡＭ２）の特性を提供する。ＡＭ１及びＡＭ２は、γ－（γ）－Ａｌ２Ｏ３としてのアルミナ相の大部分と、χ－及びα－Ａｌ２Ｏ３などのいくつかの他の少量の相とともに高温で焼成されている。
組み込まれたＦＣＣ試料Ａ～Ｃは、一般に、以下の工程により調製した：
１．材料の粒子の９０％、すなわちＤ９０が約８ミクロン未満になるまで、スラリー中のアルミナマトリックス材料（ＡＭ１又はＡＭ２）を粉砕する。
２．希土類元素又はその酸化物を含有するＹゼオライト（ＲＥＵＳＹ）をスラリー中で、Ｄ９０が約５ミクロン未満になるまで粉砕する。
３．粉砕前、粉砕中、又は粉砕後にスラリーのｐＨを約５未満のｐＨに一塩基酸（すなわちギ酸）で調整する。
４．粉砕されたアルミナマトリックス材料（ＡＭ１又はＡＭ２）及びＲＥＵＳＹを、コロイダルシリカ（Ｎａｌｃｏ ２３２６）、解膠アルミナ（ＰＢ９５０）、カオリンスラリー、及び結晶性ベーマイト（Ｔｏｒアルミナ）と混合する。
５．混合物を噴霧乾燥して、約６５ミクロン～約１２５ミクロンの平均粒径を有する微小球を形成する。
６．得られた微小球を９５０°Ｆ～１６５０°Ｆの温度で焼成した。
１．材料の粒子の９０％、すなわちＤ９０が約８ミクロン未満になるまで、スラリー中のアルミナマトリックス材料（ＡＭ１又はＡＭ２）を粉砕する。
２．希土類元素又はその酸化物を含有するＹゼオライト（ＲＥＵＳＹ）をスラリー中で、Ｄ９０が約５ミクロン未満になるまで粉砕する。
３．粉砕前、粉砕中、又は粉砕後にスラリーのｐＨを約５未満のｐＨに一塩基酸（すなわちギ酸）で調整する。
４．粉砕されたアルミナマトリックス材料（ＡＭ１又はＡＭ２）及びＲＥＵＳＹを、コロイダルシリカ（Ｎａｌｃｏ ２３２６）、解膠アルミナ（ＰＢ９５０）、カオリンスラリー、及び結晶性ベーマイト（Ｔｏｒアルミナ）と混合する。
５．混合物を噴霧乾燥して、約６５ミクロン～約１２５ミクロンの平均粒径を有する微小球を形成する。
６．得られた微小球を９５０°Ｆ～１６５０°Ｆの温度で焼成した。
これらのスラリー成分は、同時に又は順番に混合して、噴霧乾燥に好適なスラリー混合物を生成し、微小球に成形することができる。
以下の表２は、試料Ａ～Ｃの配合組成及び特性を提供する。
表２で示されるように、試料Ａ～Ｃは、異なるＲＥＯ、ＵＣＳ、及びＹゼオライトの含有量、及び異なるアルミナマトリックスを有する。１４５０°Ｆ／２４ｈ／１００％で蒸気不活性化した後、これらの試料は低いｓＺ／Ｍ（０．４～０．６）を有する。試料Ｃは、ＡＭ２のＮａ含有量が高いため、Ｚの安定性が低くなる。試料Ｂ及びＣの両方で、類似のｓＺＳＡ及びｓＵＣＳを有する。これらの試料の評価には、ＣＲＵ（循環ライザユニット）試験が使用された。７６％の一定の転化率での結果を、同等のインサイチュＹゼオライトＦＣＣ触媒対照と比較して以下の表３にまとめる。
上記表３に示されるように、例示的な組み込まれたＦＣＣ触媒試料Ａ～Ｃは、対照のインサイチュＦＣＣ触媒と比較して改善されたコークス選択性を示した。結果は、Ｙゼオライト含有量（Ｚ／Ｍ）又はＲＥＯ（ＵＣＳ）の変化がボトムのアップグレードに小さな影響を与えることを示した。同じＡＭ１の場合、試料Ａ及びＢのＺ／ＭとＲＥＯ（ＵＣＳ）を変えると、他の製品の選択性に影響する。試料Ａと比較して、試料Ｂは、より高いＵＣＳ並びにより高いＬＰＧ及びオレフィンの選択性を示した。試料Ｃと比較した試料Ａ及びＢ’の製品分布の結果は、アルミナマトリックスの特性が製品の選択性に影響を与えることを示した。換言すれば、ＡＭ１を含有するＦＣＣ触媒はより多くのＬＰＧ／オレフィンを生成し、ＡＭ２はより多くのガソリンを生成した。したがって、ＦＣＣ触媒組成物中のＡＭ１（３．５重量％のＬａ２Ｏ３ドーパント）はＣ４＝の場合に非常に有益であり、ＡＭ２（０．２重量％のＳｉＯ２ドーパント）は低オレフィン／ＬＰＧを有する優れたガソリンを生成する。上記で示されるとおり、プロトタイプのＣＲＵ試験は、例示的なＦＣＣ触媒試料Ａ～Ｃが、対照のインサイチュＦＣＣ触媒と比較して９～１０％良好なボトムアップグレーディングを示したことを実証している。
実施例２：未焼成アルミナマトリックスに組み込まれたＦＣＣ触媒の調製及び評価。主に擬似ベーマイト相を含む未焼成アルミナマトリックスの概要を表４に示す。表４は、アルミナマトリックス材料（ＡＭ３～ＡＭ８）の配合及び特性を提供する。
試料Ｄ～Ｉの組み込まれたＦＣＣ触媒は、上記の実施例１に記載された手順に従って調製された。以下の表５で示されるように、ＦＣＣ触媒試料Ｄ～Ｉは、異なる含有量で修飾されたドーパント（すなわち、Ｓｉ及び／又はＬａ）を有するアルミナマトリックス材料ＡＭ３～ＡＭ８を組み込む。
ＡＣＥ試験は、以下のＡＣＥ試験結果が、高Ｓｉドープ及び／又はいくらかのＬａドープによるアルミナマトリックスの修飾が、同じアルミナ相の製品選択性に影響を与えることを示すことであった。特に、未焼成アルミナマトリックスのＳｉ及び／又はＬａドープは、コークス及び水素の形成を減少させ、ボトムアップグレーディングを改善する。
特定の実施形態を図示及び記載してきたが、添付の特許請求の範囲に定義されるそのより広範な態様における技術から逸脱することなく、当該技術分野における通常の技術に従って、それらに変更及び修正を行うことができることを理解されたい。
本明細書に例示的に記載される実施形態は、本明細書に具体的には開示されていないいかなる要素、制限の不在下でも好適に実施することができる。したがって、例えば、「を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「を含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「を含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」などの用語は、広範に且つ制限なしで読まれるべきである。更に、本明細書で用いられる用語及び表現は、説明の用語として使用されており、制限の用語としては使用されておらず、そのような用語及び表現の使用において、示され、記載される特徴又はその部分のいかなる等価物も除外する意図は存在せず、主張される技術の範囲内で様々な修正が可能であることが認識される。更に、「から本質的になる」という語句は、具体的に引用される複数の要素、及び主張される技術の基本的且つ新規の特徴に実質的に影響しない追加の要素を含むように理解される。「からなる」という語句は、明記されていないいかなる要素も除外する。
本開示は、本出願に記載の特定の実施形態に関して限定されるものではない。多くの修正及び変更は、当業者に明らかになるように、その主旨及び範囲から逸脱することなく行うことができる。本開示の範囲内の機能的に等価の方法及び組成は、本明細書に列挙されるものに加えて、上述の説明から当業者に明らかとなる。そのような修正及び変更は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図される。本開示は、添付の特許請求の範囲、及びそのような特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の全範囲によってのみ限定されるべきである。本開示が、もちろん変動し得る、特定の方法、試薬、化合物、又は組成物に限定されないことを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を記載するためのものにすぎず、限定を意図するものではないこともまた理解されたい。
加えて、本開示の特徴又は態様がマーカッシュグループに関して記載されている場合、当業者は、本開示がまた、マーカッシュグループの任意の個々のメンバー又はそのメンバーのサブグループの観点から記載されることを認識するであろう。
当業者に理解されるように、あらゆる全ての目的のために、特に書面による説明を提供する観点から、本明細書に開示される全ての範囲はまた、あらゆる全ての可能な部分範囲及びそれらの部分範囲の組み合わせも包含する。いかなる範囲の列挙も、少なくとも等しい半分、１／３、１／４、１／５、１／１０などに分解される同じ範囲を十分に記載及び可能にするものとして容易に認識することができる。非限定的な例として、本明細書で考察される各範囲は、下位の１／３、中間の１／３、及び上位の１／３などに容易に分解することができる。また、当業者によって理解されるように、「最大」、「少なくとも」、「超」、「未満」などの全ての用語は、列挙された数を含み、上記に考察した下位範囲に後に分解することができる範囲を指す。最後に、当業者に理解されるように、範囲は、個々の各メンバーを含む。
本明細書で参照される、全ての刊行物、特許出願、発行された特許、及び他の文書は、個々の各刊行物、特許出願、発行された特許、又は他の文書の全体が、参照により本明細書に組み込まれるように具体的且つ個々に示されるように参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれる本文に含有される定義は、それらが本開示における定義と矛盾する範囲まで除外される。
他の実施形態は、後続の特許請求の範囲に記載されている。
Claims (43)
- Ｙゼオライトを含む流動接触分解（ＦＣＣ）触媒組成物であって、前記Ｙゼオライトが、希土類元素又はそれらの酸化物とアルミナマトリックスとを含み、
前記アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；
前記ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせを含む、ＦＣＣ触媒組成物。 - 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて約５重量％～約３０重量％の前記Ｙゼオライトを含む、請求項１に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて約１０重量％～約２５重量％の前記Ｙゼオライトを含む、請求項１又は２に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記希土類元素が、ランタン又はその酸化物である、請求項１～３のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記Ｙゼオライトが、前記Ｙゼオライトの総重量に基づいて約０．１重量％～約１２重量％の前記希土類元素又はその酸化物を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記Ｙゼオライトが、前記Ｙゼオライトの総重量に基づいて約３重量％～約１０重量％の前記希土類元素又はその酸化物を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて約１５重量％～約６５重量％の前記アルミナマトリックスを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて約２５重量％～約６０重量％の前記アルミナマトリックスを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて約３０重量％～約５０重量％の前記アルミナマトリックスを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記ドーパントが、前記ＩＩＩＢ族金属、前記ＩＶＢ族金属、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせである、請求項１～９のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが、前記アルミナマトリックスの総重量に基づいて０．０１重量％～約１０重量％の前記ドーパントを含む、請求項１０に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが、前記アルミナマトリックスの総重量に基づいて約０．１重量％～約１０重量％の前記ドーパントを含む、請求項１０又は１１に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが、前記アルミナマトリックスの総重量に基づいて約１重量％～約６重量％の前記ドーパントを含む、請求項１０～１２のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記ドーパントが、前記ＩＶＡ族元素、前記ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせである、請求項１～９のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが、前記アルミナマトリックスの総重量に基づいて０．０１重量％～約３５重量％の前記ドーパントを含む、請求項１４に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが、前記アルミナマトリックスの総重量に基づいて約０．１重量％～約３５重量％の前記ドーパントを含む、請求項１４又は１５に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが、前記アルミナマトリックスの総重量に基づいて約３重量％～約２５重量％の前記ドーパントを含む、請求項１４～１６のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択される、請求項１～９のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスに存在する前記ドーパントが、ケイ素、ランタン、それらの酸化物、又はそれらの組み合わせから選択される、請求項１～９のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが、約５０重量％～約９９重量％のγ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイト相を含む、請求項１～１８のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが焼成される、請求項１～２０のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記アルミナマトリックスが未焼成である、請求項１～２０のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 結合剤、アルミナゲル、解膠ベーマイト、擬似ベーマイト、カオリン、遷移アルミナ、又はそれらの組み合わせを更に含む、請求項１～２２のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて約５重量％～約２５重量％の結合剤を含む、請求項２３に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記結合剤がコロイダルシリカである、請求項２３又は２４に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて０重量％～約１０重量％のアルミナゲル、又は解膠ベーマイトゲルを含む、請求項２３～２５のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記触媒が、約０．１～約０．７のゼオライト対マトリックス（Ｚ／Ｍ）比を有する、請求項１～２６のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- 前記触媒が微小球の形態である、請求項１～２７のいずれか一項に記載のＦＣＣ触媒。
- ＦＣＣ触媒を調製するためのプロセスであって：
アルミナマトリックス材料を含む第１のスラリーを、約８ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕し、希土類元素若しくはその酸化物を含むＹゼオライトを含む第２のスラリーを、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで粉砕することか；
又は希土類元素若しくはその酸化物を含む前記Ｙゼオライト及び前記アルミナマトリックス材料を含むスラリー混合物を、約５ミクロン以下のＤ９０粒径分布まで共粉砕することと；
前記アルミナマトリックス及び前記Ｙゼオライトを１つ以上の追加成分と合わせ、混合物を得ることと；
前記混合物を噴霧乾燥して微小球を形成することと；
前記微小球を焼成して前記ＦＣＣ触媒を得ることと；
を含み、
前記アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３及びドーパントを含み；
前記ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせを含む、プロセス。 - 前記第１のスラリー及び前記第２のスラリー又は前記スラリー混合物を酸と合わせ、ｐＨを約５以下まで調整することを更に含む、請求項２９に記載のプロセス。
- 前記ｐＨが約３～約５である、請求項３０に記載のプロセス。
- 前記酸が、ギ酸、ＨＮＯ３、ＨＣｌ、又は任意の他の一塩基酸から選択される、請求項３０又は３１に記載のプロセス。
- 前記微小球が、約６５ミクロン～約１２５ミクロンの平均粒径を有する、請求項２９～３２のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記微小球が、約９５０°Ｆ～約１６５０°Ｆの温度で焼成される、請求項２９～３３のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて約５重量％～約３０重量％の前記Ｙゼオライトを含む、請求項２９～３４のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記触媒が、前記触媒の総重量に基づいて約１５重量％～約６５重量％の前記アルミナマトリックスを含む、請求項２９～３５のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記ドーパントが、前記ＩＩＩＢ族金属、前記ＩＶＢ族金属、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせである、請求項２９～３６のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記アルミナマトリックスが、前記アルミナマトリックスの総重量に基づいて０．０１重量％～約１０重量％の前記ドーパントを含む、請求項３７に記載のプロセス。
- 前記ドーパントが、前記ＩＶＡ族元素、前記ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせである、請求項２９～３８のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記アルミナマトリックスが、前記アルミナマトリックスの総重量に基づいて０．０１重量％～約３５重量％の前記ドーパントを含む、請求項３９に記載のプロセス。
- 前記ドーパントが、ケイ素、ランタン、それらの酸化物、又はそれらの組み合わせである、請求項２９～４０のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記１つ以上の追加成分が、結合剤、アルミナゲル、解膠ベーマイト、擬似ベーマイト、カオリン、遷移アルミナ、又はそれらの組み合わせを含む、請求項２９～４１のいずれか一項に記載のプロセス。
- 触媒組成物であって：
希土類元素若しくはその酸化物を含むＹゼオライト及びアルミナマトリックス材料を含む第１のＦＣＣ触媒と；
前記第１のＦＣＣ触媒とは異なる第２のＦＣＣ触媒と；
任意選択的に、前記第１及び第２のＦＣＣ触媒とは異なる追加のＦＣＣ触媒と；
を含み、
前記アルミナマトリックスが、γ－Ａｌ２Ｏ３又は擬似ベーマイトとドーパントとを含み；
前記ドーパントが、ＩＩＩＢ族金属、ＩＶＢ族金属、ＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、それらの酸化物、又はそれらのいずれか２つ以上の組み合わせを含む、触媒組成物。
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