JP6301336B2 - レアアースを含むy型ゼオライトを有する接触分解触媒およびその製造方法 - Google Patents

レアアースを含むy型ゼオライトを有する接触分解触媒およびその製造方法 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
〔技術分野〕
本発明は、レアアースを含むY型ゼオライトを有する接触分解触媒およびその製造方法に関する。
〔背景技術〕
流動式接触分解(FCC)は、原油を二次的に処理するために重要な工程であり、石油精製において非常に重要な役割を果たしている。接触分解工程において、真空留出物などの重量の大きい成分、もしくは残留オイルなどのより重量の大きい成分は、触媒存在下で反応させられることにより、LPG、ガソリン、およびディーゼル油などの付加価値の高い製品に変換される。この工程では通常、高い分解活性を有する触媒材料を使用することが必要となる。微孔性ゼオライト触媒材料は、良好な形状選択性触媒性能および高い分解反応活性のために、石油精製および石油処理産業において広く使用されている。1960年代に初めてY型ゼオライトが使用されて以来、Y型ゼオライトは接触分解触媒における主な活性成分である。他のゼオライトの中でも、レアアースを修飾したY型ゼオライトは、ゼオライトの酸度および構造安定性の向上に対して顕著な効果を有する。
レアアース源を効果的に利用し、ゼオライト、特に高いレアアース含有量を有するゼオライトの製造コストを削減するために、レアアースの修飾におけるレアアースの有効率を向上させること、およびレアアースの損失を減少させることが不可欠である。しかし、一方でゼオライトの分解性能を維持し、ゼオライトの活性安定性をできるだけ向上させる必要がある。
現在使用されている、ガソリンのオレフィン含有量を減少させる活性成分要素はほとんど、レアアースを含むY型ゼオライトである。中国特許出願公開第1317547号、中国特許出願公開第1506161号、中国特許出願公開第101537366号、中国特許出願公開第1436727号、中国特許出願公開第1382631号、中国特許出願公開第101823726号、中国特許第100344374号、中国特許出願公開第1053808号、中国特許第1069553号、中国特許第1026225号、および中国特許出願公開第101147875号を参考資料として参照できる。
例えば、中国特許出願公開第101147875号は、レアアースを多く含んだ超安定Y型ゼオライトを含む接触分解触媒について開示している。前述のレアアースを多く含んだ超安定Y型ゼオライトは以下のようにして作製する。超安定Y型ゼオライトを出発材料として、酸と混合する。混合物を撹拌、洗浄し、ろ過する。混合物に、レアアース塩の溶液を加え、交換を行う。その後、混合物を洗浄、ろ過し、乾燥させる。前述のレアアースを多く含んだ超安定Y型ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)と、ゼオライト中のレアアースの量(RE%)との積は40未満である。
レアアースを含むY型ゼオライトは1−交換−1−焼成処理(イオン交換を1回行い、高温での焼成を1度行う。これらは、例えば、中国特許出願公開第1436727号、中国特許出願公開第101823726号および中国特許第100344374号参照)、もしくは2−交換−2−焼成処理(液相レアアースイオン交換を2回行い、高温での焼成を2度行う。例えば、参考文献として中国特許出願公開第1506161号および中国特許出願公開第101537366号参照)によって作製できる。
従来の2−交換−2−焼成処理、従来の1−交換−1−焼成処理のいずれにおいても、レアアースを含むY型ゼオライトの作製において、生成物中のレアアースの量は通常、供給したレアアースの量より少ない。たとえ多量のレアアースイオンがソーダライトケージの中にあったとしても、レアアースの一部が依然としてスーパーケージの中に存在することは避けられない。スーパーケージの中のレアアースイオンは、その後の洗浄処理によって洗い流され、その結果レアアースが失われ、レアアースの利用率が減少する。
現在の工業では、製造コストの削減および製造効率の上昇のために、レアアースを多く含んだY型ゼオライトの製造において、ほとんど2−交換−1−焼成処理が使用されている。言い換えれば、1回目の焼成後、レアアース交換をもう一度行うが、2回目の焼成は行わない。2回目の焼成を行わないことで、レアアースイオンが効果的に移動せず、ほとんどのレアアースイオンが依然としてスーパーケージに存在する。スーパーケージ中のほとんどのレアアースイオンは、その後の洗浄処理によって洗い流され、またその結果レアアースの利用率が減少する。
〔発明の要旨〕
それゆえ、本発明の目的は、従来技術の欠点を狙い、従来技術に基づいて、従来技術とは異なり、良好な構造および活性安定性を有すると共に、レアアースの利用率の高い、Y型ゼオライトを提供することである。本発明の他の目的は、技術的な工程が短く、製造コストが低く、優れた構造および高い活性安定性を有する共に、レアアースの利用率の高い、レアアースを含むY型ゼオライトを製造することが可能である、レアアースを含むY型ゼオライトの製造方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、レアアースを含むY型ゼオライトを有する触媒、およびその製造方法を提供することである。
レアアースを含むY型ゼオライトを作製する多数の実験に基づいて、発明者等は、NaYゼオライトの2−交換−2−焼成処理とレアアースの析出とを組み合わせるプロセスにより、特別な物理化学的性質を有するレアアースを含むY型ゼオライトを作製できることを見出した。この新規レアアースを含むY型ゼオライトは、レアアースの利用率およびゼオライトの構造安定性において優れている。特に、多数の実験データに基づいて、得られたレアアースを含むY型ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)と、ゼオライト中のレアアースの量(RE%)との間に独特の関係が存在することを見出した。この知見に基づき、本発明は達成された。
本発明の一態様において、本発明は、レアアース酸化物としてのレアアース量が10〜25重量%(例えば11〜23重量%)であり、単位格子の大きさが2.440〜2.472nm(例えば2.450〜2.470nm)であり、結晶化度が35〜65%(例えば40〜60%)であり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.5〜5.0であり、ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量パーセントとの積が48より大きいことを特徴とするレアアースを含むY型ゼオライトを提供する。本発明におけるレアアースを含むY型ゼオライトは、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージング処理した後の結晶化度の保持率が40%よりも大きく、例えば45%よりも大きい。
本発明の別の一態様において、本発明はレアアースを含むY型ゼオライトの製造方法を提供する。この製造方法は2−交換−2−焼成処理とレアアースの析出とを組み合わせた方法である。
本発明の別の一態様において、本発明は、分解活性成分要素、任意のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、粘土及び結合剤を有し、前記分解活性成分要素は、レアアースを含むY型ゼオライト(以降、第1のY型ゼオライトとも呼ぶ)、任意の他のY型ゼオライト、および任意のMFI構造のゼオライトを有することを特徴とする、接触分解触媒を提供する。
本発明の別の一態様において、本発明は、分解活性成分要素、任意のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、粘土、および結合剤を混合しパルプ状にする工程、その後連続的に噴霧乾燥する工程、洗浄工程、ろ過工程、および乾燥工程を備えることを特徴とする、接触分解触媒の製造方法を提供する。
特に、本発明は以下の技術的解決手段を提供する。
〔技術的解決手段1〕
接触分解触媒であって、
前記接触分解触媒は、分解活性成分要素、任意のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、粘土および結合剤を有し、
前記分解活性成分要素は、レアアースを含むY型ゼオライト、任意の他のY型ゼオライト、および任意のMFI構造のゼオライトを含む、から実質的に成る、もしくはから成り、
前記レアアースを含むY型ゼオライトは、レアアース酸化物としてのレアアース含有量が10〜25重量%、例えば11〜23重量%であり、単位格子の大きさが2.440〜2.472nm、例えば2.450〜2.470nmであり、結晶化度が35〜65%、例えば40〜60%であり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.5〜5.0であり、ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積が、48よりも大きい、例えば55よりも大きいことを特徴とする接触分解触媒。
〔技術的解決手段2〕
前記レアアースを含むY型ゼオライトは、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージング処理した後の結晶化度の保持率が、40%よりも大きい、例えば45%よりも大きい、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段3〕
前記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質は、偽ベーマイト相構造を有し、(0〜0.3)NaO・(40〜90)Al・(10〜60)SiOの酸化物重量比に基づく無水化学表現式を有し、平均孔径が5〜25nmであり、最も可能性の高い孔径が5〜15nmであり、比表面積が200〜400m/gであり、孔体積が0.5〜2.0ml/gであり、
前記粘土は、カオリン、メタハロイサイト、モンモリロナイト、珪藻土、ハロイサイト、サポナイト、レクトライト、海泡石、アタパルガイト、ヒドロタルサイト、ベントナイト、およびそれらの何れかの混合物から構成される群から選択され、
前記結合剤は、シリカゾル、アルミナゾル、偽ベーマイト、およびそれらの何れかの混合物から構成される群から選択される、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段4〕
前記接触分解触媒は、前記接触分解触媒の100重量部に対して、10〜60重量部の前記分解活性成分要素、10〜70重量部の前記粘土、10〜60重量部の前記結合剤、および0〜20重量部の前記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質を含む、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段5〕
前記他のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライト、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、およびMgを含む超安定Y型ゼオライトから構成される群から選択される、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段6〕
前記分解活性成分要素は、
前記レアアースを含むY型ゼオライト、
任意に、
レアアースを含むDASYゼオライト、および、
任意に、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、Mgを含む超安定Y型ゼオライト、およびFI構造のゼオライトのうちから1つのみ、
を含む、から実質的に成る、もしくはから成る、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段7〕
前記接触分解触媒は、前記接触分解触媒の100重量部に対して、10〜40重量部の前記レアアースを含むY型ゼオライト、0〜15重量部のレアアースを含むDASYゼオライト、および0〜25重量部の、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、Mgを含む超安定Y型ゼオライト、およびMFI構造のゼオライトのうちから1つのみを含む、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段8〕
前記レアアースを含むY型ゼオライトが以下の工程を含む方法により製造される、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒:
(1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトに対して1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液もしくは酸溶液に接触させた後、レアアース溶液と混合し、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程、もしくは、
工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液とレアアース溶液との混合溶液と接触させた後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
(4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトに対して2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
〔技術的解決手段9〕
前記レアアースを含むY型ゼオライトが以下の工程を含む方法により製造される、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒:
(1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液に接触させ、ろ過せずにレアアース溶液と混合した後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程、もしくは、
工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液と接触させた後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
(4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
〔技術的解決手段10〕
前記レアアースを含むY型ゼオライトが以下の工程を含む方法から製造される、前述の技術的解決手段の何れか1つに記載の接触分解触媒:
(1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液もしくは酸溶液に接触させ、ろ過した後、レアアース溶液と混合し、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
(4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、任意にろ過し水で洗浄し乾燥した後、2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
〔技術的解決手段11〕
上記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、およびそれらの混合物から構成される群から選択される、技術的解決手段8〜10の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段12〕
上記工程(1)において、
NaYゼオライト(無水ベース)に対するレアアース溶液(レアアース酸化剤として)の重量比が0.06〜0.14、例えば0.07〜0.12であり、
レアアース溶液(レアアース酸化剤として)に対するアンモニウム塩(塩化アンモニウムとして)の重量比が0〜10、例えば0〜5、0.2〜3等であり、
上記アンモニウム塩が塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、およびそれらの混合物から構成される群から選択され、
上記pHを3.0〜5.0に調整し、
ゼオライトに対する水の重量比が5〜30、例えば、7〜15であり、
上記接触を、室温(18〜26℃)から100℃までの温度、例えば70〜95℃で少なくとも0.3時間、例えば0.5〜1.5時間、0.5〜3時間行う、技術的解決手段8〜10の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段13〕
上記工程(2)において、
1回目の焼成を、0〜100%の水蒸気の条件において、少なくとも0.5時間、例えば0.5〜4.0時間、1.0〜4.0時間、もしくは1.5〜3.0時間、500〜650℃、例えば530〜630℃、550〜620℃で行う、技術的解決手段8〜10の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段14〕
上記工程(3)において、
レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、アンモニウム塩溶液とを接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度、例えば60〜80℃で、少なくとも0.3時間、例えば0.3〜3.0時間、0.5〜3時間、もしくは0.5〜1.5時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトとアンモニウム塩溶液との割合について、ゼオライト(無水ベース):アンモニウム塩:水の重量比が、1:(0.05〜0.5):(5〜30)、例えば1:(0.1〜0.4):(8〜15)であり;レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト(無水ベースのゼオライトに基づく)に対する、レアアース溶液中のレアアース元素(レアアース酸化物(RE)として)の重量比が0.01〜0.2、例えば0.02〜0.12となる量のレアアース溶液を加え;上記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムおよびそれらの混合物から構成される群から選択され;
レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、酸溶液を接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度、例えば60〜80℃で、少なくとも0.3時間、例えば0.3〜3.0時間、0.5〜3時間、もしくは0.5〜1.5時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと酸溶液との割合について、ゼオライト(無水ベース):酸:水の重量比が、1:(0.03〜0.2):(5〜30)、例えば1:(0.05〜0.1):(8〜15)であり、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト(無水ベースのゼオライトに基づく)に対するレアアース溶液中のレアアース元素(レアアース酸化物(RE)として)の重量比が0.01〜0.2、例えば0.02〜0.12となる量のレアアース溶液を加え;上記酸は、硫酸、塩酸、硝酸およびそれらの混合物から構成される群から選択される無機酸、もしくはシュウ酸、酢酸、クエン酸、酒石酸およびその混合物から構成される群から選択される有機酸から選択され;
レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、アンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度、例えば60〜80℃で、少なくとも0.3時間、例えば0.3〜3.0時間、0.5〜3時間、もしくは0.5〜1.5時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト、アンモニウム塩およびレアアース溶液の割合について、ゼオライト(無水ベース):アンモニウム塩:レアアース酸化物(RE):水の重量比が、1:(0.05〜0.5):(0.01〜0.2):(5〜30)、例えば1:(0.1〜0.4):(0.02〜0.12):(8〜15)であり;上記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムおよびそれらの混合物から構成される群から選択される、技術的解決手段8〜10の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段15〕
上記工程(3)において、上記接触を行った後、アルカリ溶液を用いて上記混合物のpHを6〜10、例えば7〜9、7.5〜8.2などに調整する、技術的解決手段14に記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段16〕
上記アルカリ溶液が、アンモニア水、ケイ酸ナトリウム、メタアルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、およびそれらの混合物から構成される群から選択される、技術的解決手段15に記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段17〕
上記工程(4)において、2回目の焼成を500〜650℃で、0〜100%の水蒸気の条件において、0.5〜4時間、例えば1〜3時間行う、技術的解決手段8〜10の何れか1つに記載の接触分解触媒。
〔技術的解決手段18〕
分解活性成分要素、任意のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、粘土および結合剤を含むスラリーを製造する工程と、該製造したスラリーを噴霧乾燥させる工程とを含み、
前記分解活性成分要素は、レアアースを含むY型ゼオライト、任意の他のY型ゼオライト、および任意のMFI構造のゼオライトを含む、から実質的に成る、もしくはから成り、
前記レアアースを含むY型ゼオライトは、レアアース酸化物としてのレアアース含有量が10〜25重量%、例えば11〜23重量%であり、単位格子の大きさが2.440〜2.472nm、例えば2.450〜2.470nmであり、結晶化度が35〜65%、例えば40〜60%であり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.5〜5.0であり、ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積が、48よりも大きい、例えば55よりも大きいことを特徴とする接触分解触媒の製造方法。
〔技術的解決手段19〕
前記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質は、偽ベーマイト相構造を有し、(0〜0.3)NaO・(40〜90)Al・(10〜60)SiOの酸化物重量比に基づく無水化学表現式を有し、平均孔径が5〜25nmであり、最も可能性の高い孔径が5〜15nmであり、比表面積が200〜400m/gであり、孔体積が0.5〜2.0ml/gであり、
前記粘土は、カオリン、メタハロイサイト、モンモリロナイト、珪藻土、ハロイサイト、サポナイト、レクトライト、海泡石、アタパルガイト、ヒドロタルサイト、ベントナイト、およびそれらの何れかの混合物から構成される群から選択され、
前記結合剤は、シリカゾル、アルミナゾル、偽ベーマイト、およびそれらの何れかの混合物から構成される群から選択される、技術的解決手段18に記載の接触分解触媒の製造方法。
〔技術的解決手段20〕
前記接触分解触媒の100重量部に対して、無水ベースで、10〜60重量部の分解活性成分要素、10〜70重量部の粘土、10〜60重量部の結合剤、および0〜20重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質を使用して前記スラリーを作製する、技術的解決手段18〜19の何れか1つに記載の接触分解触媒の製造方法。
〔技術的解決手段21〕
前記他のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライト、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、およびMgを含む超安定Y型ゼオライトから構成される群から選択される、技術的解決手段18〜20の何れか1つに記載の接触分解触媒の製造方法。
〔技術的解決手段22〕
前記分解活性成分要素は、
前記レアアースを含むY型ゼオライト、
任意に、
レアアースを含むDASYゼオライト、および、
任意に、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、Mgを含む超安定Y型ゼオライト、およびMFI構造のゼオライトのうちから1つのみ、
を含む、から実質的に成る、もしくはから成る、技術的解決手段18〜21の何れか1つに記載の接触分解触媒の製造方法。
〔技術的解決手段23〕
前記接触分解触媒の100重量部に対して、無水ベースで、10〜40重量部の前記レアアースを含むY型ゼオライト、0〜15重量部のレアアースを含むDASYゼオライト、0〜25重量部の、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、Mgを含む超安定Y型ゼオライト、およびMFI構造のゼオライトのうちから1つのみを使用してスラリーを作製する、技術的解決手段18〜22の何れか1つに記載の接触分解触媒の製造方法。
〔技術的解決手段24〕
前記レアアースを含むY型ゼオライトが、技術的解決手段8〜17の何れか1つにより定義される方法によって作製される、技術的解決手段18〜23の何れか1つに記載の接触分解触媒の製造方法。
本発明の接触分解触媒に含まれるレアアースを含むY型ゼオライトが、単独で用いられる、もしくは他のゼオライトと組み合わせて用いられる場合、接触分解触媒は高い活性および高い変換率を示す。さらに、上記のレアアースを含むY型ゼオライトは、ガソリン、ディーゼル油、および/またはLPGの製造を増加させるために、異なるゼオライトと組み合わせて使用することができる。したがって、本発明の接触分解触媒は、広い適応性を有している。さらに、上記のレアアースを含むY型ゼオライトが、単独で用いられる、もしくは他のゼオライトと組み合わされて用いられる場合のどちらにおいても、上記のレアアースを含むY型ゼオライトを有する接触分解触媒は、良好な構造安定性を示す。
〔図面の簡単な説明〕
〔図1〕実施例1において製造されたレアアースを含むY型ゼオライトのX線回折スペクトルである。
〔図2〕比較例1において製造されたレアアースを含むY型ゼオライトのX線回折スペクトルである。
〔好ましい形態の説明〕
(第1のY型ゼオライトおよびその製造方法)
本発明によると、レアアースの出発材料の利用効率はレアアース利用率によって示される。レアアース利用率は、レアアース酸化物(RE)としての理論的なレアアース投入量に対する、生成物中のレアアース酸化物(RE)としてのレアアース量の、重量パーセント比をいう。本発明のレアアースを含むY型ゼオライトは98%より大きいレアアース利用率を有する。
本発明に記載の骨格内のSi/Al原子比率は、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト中のSiとAlとの原子モル比をいう。また、Si/Al比率にはいくつか測定方法がある。例えば、X線回折および計算による結晶格子パラメータの測定、赤外線分光計、核磁気共鳴(NMR)測定および計算などによって、Si/Al比率は得られる。本発明では、骨格内のSi/Al原子比率は核磁気共鳴(NMR)測定および計算によって得る。本発明で述べられるゼオライトのSi/Al比率はゼオライトの骨格内のSi/Al原子比率をいう。
レアアースを含むY型ゼオライトのX線回折スペクトルにおいて、2θ=11.8±0.1°におけるピークは、ソーダライトケージにおけるレアアースの寄与を特徴づけるために使用され、Iはそのピークの強度を表すものとして使用される。また、2θ=12.3±0.1°におけるピークはスーパーケージにおけるレアアースの寄与を特徴づけるために使用され、Iはそのピークの強度を表すものとして使用される。Iに対するIの比率は、スーパーケージからソーダライトケージに移動したレアアースの度合いを特徴づけるものとして使用される。本発明によると、ピーク強度はピークが形成される面に対する相対的な強度である(言い換えると、ピーク強度はベースライン強度を差し引いたピーク強度である)。例えば、レアアースを含むY型ゼオライトのX線回折スペクトルにおいて、2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)が5であり、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量パーセントが10%であるとすると、その積は5×10=50となる。本発明のレアアースを含むY型ゼオライトのX線回折スペクトルにおいて、2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量パーセントとの積は48よりも大きい。本発明によると、前述の積の上限は限定されるものではなく、例えばその上限は200であってもよいし、例えば100であってもよい。本発明の好ましい形態では、前述の積の範囲は、48〜200、例えば48〜100である。より好ましくは、前述の積は55よりも大きく、60よりも大きく、70よりも大きく、例えば55〜200(例えば55〜90)である。
本発明によると、前述の結晶化度の保持率は、エージング処理前の試料の結晶化度に対するエージング処理後の試料の結晶化度の比である。エージング処理は以下の処理を含む。すなわち、ゼオライトと塩化アンモニウムとを混合し、NaO量が0.3重量%以下になるまで交換を行う。その後、ろ過、乾燥し、100%の水蒸気の条件で17時間、800℃においてエージングを行う。ゼオライトのNaO量が0.3重量%以下であれば、交換、ろ過、乾燥を行わずに、直接、100%の水蒸気の条件で17時間、800℃においてエージングを行う。
本発明の一態様において、本発明のレアアースを含むY型ゼオライトは、レアアース酸化物としてのレアアース量が10〜25重量%(例えば11〜23重量%)であり、単位格子の大きさが2.440〜2.472nm(例えば2.450〜2.470nm)であり、結晶化度が35〜65%(例えば40〜60%)であり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.5〜5.0であり、ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量パーセントとの積が48よりも大きいことを特徴としている。本発明におけるレアアースを含むY型ゼオライトは、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージング処理した後の結晶化度の保持率が、40%よりも大きく、例えば45%よりも大きい。
本発明の別の態様において、本発明はレアアースを含むY型ゼオライトの製造方法を提供する。この製造方法は2−交換−2−焼成処理とレアアースの析出とを組み合わせた方法である。
本発明の一実施形態において、本発明のレアアースを含むY型ゼオライトの製造方法は以下の工程を含む:
(1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトに対して1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液もしくは酸溶液に接触させた後、レアアース溶液と混合し、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程、もしくは、
工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液とレアアース溶液との混合溶液と接触させた後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
(4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトに対して2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
本発明の別の実施形態において、本発明のレアアースを含むY型ゼオライトの製造方法は以下の工程を含む:
(1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液に接触させ、ろ過せずにレアアース溶液と混合した後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程、もしくは、
工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液と接触させた後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
(4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
本発明の別の実施形態において、本発明のレアアースを含むY型ゼオライトの製造方法は以下の工程を含む:
(1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
(3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液もしくは酸溶液に接触させ、ろ過した後、レアアース溶液と混合し、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
(4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、任意にろ過し水で洗浄し乾燥した後、2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
本発明の製造方法において、出発材料としてのNaYゼオライトは骨格内のSi/Al原子比率が好ましくは2.5よりも大きく、結晶化度は80%よりも大きい。
本発明の製造方法において、上記アンモニウム塩は、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムおよびこれらいずれかの混合物からなる群から選択される。
上記レアアースを含むY型ゼオライトの製造方法の工程(1)において、NaYゼオライト(無水ベース)に対するレアアース溶液(レアアース酸化剤として)の重量比が0.06〜0.14、例えば0.07〜0.12であり、
レアアース溶液(レアアース酸化剤として)に対するアンモニウム塩(塩化アンモニウムとして)の重量比が0〜10、例えば0〜5、0.2〜3等であり、
上記アンモニウム塩が塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、およびそれらの混合物から構成される群から選択され、
上記pHを3.0〜5.0に調整し、
ゼオライトに対する水の重量比が5〜30、例えば、7〜15であり、
上記接触を、室温(18〜26℃)から100℃までの温度、例えば70〜95℃で少なくとも0.3時間、例えば0.5〜1.5時間、0.5〜3時間行う。
上記レアアースを含むY型ゼオライトの製造方法の工程(2)において、1回目の焼成を、0〜100%の水蒸気の条件において、少なくとも0.5時間、例えば0.5〜4.0時間、1.0〜4.0時間、もしくは1.5〜3.0時間、500〜650℃、例えば530〜630℃、550〜620℃で行う。この焼成により、ゼオライトのスーパーケージからソーダライトケージへのレアアースイオンの移動が促進される。1回目の焼成は、好ましくは1〜100%、より好ましくは20〜100%、さらに好ましくは100%の水蒸気の条件で行う。
上記レアアースを含むY型ゼオライトの製造方法の工程(3)において、
レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、アンモニウム塩溶液とを接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度、例えば60〜80℃で、少なくとも0.3時間、例えば0.3〜3.0時間、0.5〜3時間、もしくは0.5〜1.5時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトとアンモニウム塩溶液との割合について、ゼオライト(無水ベース):アンモニウム塩:水の重量比が、1:(0.05〜0.5):(5〜30)、例えば1:(0.1〜0.4):(8〜15)であり;レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト(無水ベースのゼオライトに基づく)に対する、レアアース溶液中のレアアース元素(レアアース酸化物(RE)として)の重量比が0.01〜0.2、例えば0.02〜0.12となる量のレアアース溶液を加え;上記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムおよびそれらの混合物から構成される群から選択され;
レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、酸溶液を接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度、例えば60〜80℃で、少なくとも0.3時間、例えば0.3〜3.0時間、0.5〜3時間、もしくは0.5〜1.5時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと酸溶液との割合について、ゼオライト(無水ベース):酸:水の重量比が、1:(0.03〜0.2):(5〜30)、例えば1:(0.05〜0.1):(8〜15)であり、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト(無水ベースのゼオライトに基づく)に対するレアアース溶液中のレアアース元素(レアアース酸化物(RE)として)の重量比が0.01〜0.2、例えば0.02〜0.12となる量のレアアース溶液を加え;上記酸は、硫酸、塩酸、硝酸およびそれらの混合物から構成される群から選択される無機酸、もしくはシュウ酸、酢酸、クエン酸、酒石酸およびその混合物から構成される群から選択される有機酸から選択され;
レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、アンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度、例えば60〜80℃で、少なくとも0.3時間、例えば0.3〜3.0時間、0.5〜3時間、もしくは0.5〜1.5時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト、アンモニウム塩およびレアアース溶液の割合について、ゼオライト(無水ベース):アンモニウム塩:レアアース酸化物(RE):水の重量比が、1:(0.05〜0.5):(0.01〜0.2):(5〜30)、例えば1:(0.1〜0.4):(0.02〜0.12):(8〜15)であり;上記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムおよびそれらの混合物から構成される群から選択される。
上記接触を行った後、アルカリ溶液を用いて上記混合物のpHを6〜10、例えば7〜9、7.5〜8.2などに調整することにより、すべてのレアアースイオンがレアアース水酸化物として析出する、すなわちレアアースが析出する。接触の時間は特に限定されるものではなく、例えば5分間〜2時間、例えば10〜60分間、10〜30分間である。上記アルカリ溶液が、アンモニア水、ケイ酸ナトリウム、メタアルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、およびそれらの混合物から構成される群から選択される。
上記レアアースを含むY型ゼオライトの製造プロセスの工程(4)において、2回目の焼成は500〜650℃で、0〜100%の水蒸気の条件において、0.5〜4時間、例えば1〜3時間行う。2回目の焼成は、好ましくは1〜100%、より好ましくは20〜100%、さらに好ましくは100%の水蒸気の条件で行う。
前述の工程(1)〜(4)に記載された様々な条件(好ましい条件および例示した条件を含む)は技術的解決を得るために組み合わせることができ、そのような組み合わせも本発明の範囲に含まれる。
本発明の製造方法によると、レアアースは、ランタン(La)、セリウム(Ce)、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)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)から成る群から選択される。好ましくは、レアアースは、ランタン(La)およびセリウム(Ce)から成る群から選択される。レアアースの出発材料は、硝酸塩や塩酸塩等の可溶性塩の形態で供給される。レアアースの出発材料は、単一のレアアース元素を含む塩化レアアースもしくは硝酸レアアース、例えば、塩化ランタン、硝酸ランタン、塩化セリウム、硝酸セリウム等であってもよい。また、レアアースの出発材料は、様々なレアアース元素比を有する混合レアアース物質、例えば、セリウムリッチもしくはランタンリッチな混合レアアース物質であってもよい。例えば、前述のレアアース溶液は、硝酸ランタン、硝酸セリウム、塩化ランタン、塩化セリウム、混合硝酸レアアースおよび混合塩化レアアースを、1種以上を含む溶液であってもよい。ここで、上記混合硝酸レアアースは、(REx1REx2…RExn)(NOを示す。REx1、REx2、…、RExnはレアアース元素であり、nは2以上の整数であり、x1+x2+…+xnの合計は1である。上記混合塩化レアアース(塩化レアアースとも呼ぶ)は、(REy1REy2…REyn)Clを示す。REy1、REy2、…、REynはレアアース元素であり、nは2以上の整数であり、y1+y2+…+ynの合計は1である。
本発明の製造方法によると、レアアースを含むY型ゼオライトは、1回の液相でのレアアースイオンの交換と1回の固相でのレアアースイオンの移動とにより作製される。2回の焼成と組み合わせたレアアースの交換とレアアースの析出とを含む方法は、レアアースがほとんどもしくは全く損失せず、レアアースイオンがスーパーケージからソーダライトケージに移動することを保証する。レアアース含有量は、柔軟に調整し正確に制御することができ、またその操作は簡単である。さらに、アンモニウム塩を用いた2回目の交換において、アンモニウム塩との接触後かつレアアースの析出前において、ろ過の工程を省略することができる。それゆえ、製造工程が短縮され、レアアースの消失をさらに減少することができる。本発明によると、レアアースの利用率は98%以上である。レアアース源は効果的に削減され、製造コストがさらに減少する。
従来の方法(中国特許出願公開第1053808号や中国特許第100344374号、もしくは慣用的な工業的2−交換−2−焼成処理など)によって得られたY型ゼオライトでは、100%の水蒸気の条件において800℃で17時間のエージング処理後の結晶化度の保持率は40%未満である。それに対して、本発明のレアアースを含むY型ゼオライトでは、100%の水蒸気の条件において800℃で17時間のエージング処理後の結晶化度の保持率は、40%よりも大きく、例えば45%よりも大きく、優れた構造安定性を示す。それゆえ、本発明のレアアースを含むY型ゼオライトは、従来技術と比べて、良好な構造安定性を示す。本発明のレアアースを含むY型ゼオライトは、良好な活性安定性(高い軽油のマイクロ活性(MA)値)を示す。触媒の活性成分要素として、本発明のレアアースを含むY型ゼオライトを用いると、使用する触媒の量を削減することができ、触媒製造コストを減少させることができる。
(分解活性成分要素)
本発明の接触分解触媒では、上述の分解活性成分要素は、上述の第1のY型ゼオライトに加えて、任意に、他のY型ゼオライト(第2のY型ゼオライト、第3のY型ゼオライトなど)および/またはMFI構造のゼオライトを含んでもよい。
本発明によると、上述の分解活性成分要素の各成分要素の重量比は無水ベースで表され、試料の無水ベース重量は試料を800℃で1時間焼成した後に測定する。
(他のY型ゼオライト)
本明細書では、他のY型ゼオライトは、上述の第1のY型ゼオライト(上述のI/Iとレアアース量との積が48より大きい、例えば55より大きい、60より大きい、70より大きいという特徴を有する)の特徴を有さないY型ゼオライトのことをいう。
一実施形態では、上記の活性成分要素の無水ベース重量に基づくと、無水ベースで、上述の他のY型ゼオライトの量は、0〜50重量%(例えば、0〜40重量%、0〜30重量%、0〜20重量%)であり、第1のY型ゼオライトの量は、50〜100重量%(例えば、60〜100重量%、70〜100重量%、もしくは80〜100重量%)である。好ましくは、もし他のY型ゼオライトが含まれている場合、触媒の無水ベース重量に基づくと、上述の接触分解触媒において、上述のレアアースを含むY型ゼオライト(第1のY型ゼオライト)の量は、10〜60重量%(例えば20〜40重量%)であり;他のY型ゼオライトの量は35重量%以下であり、例えば、他のY型ゼオライトの量は、0.5〜30重量%、0〜10重量%、もしくは0〜5重量%である。
一実施形態では、上述の他のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライト(レアアースを含む熱水に対して超安定なY型ゼオライト)である。上述のレアアースを含むDASYゼオライトは、RE(レアアース酸化物)として、1.5〜3.0重量%のレアアース量を有する。上述のレアアースを含むDASYゼオライトは、例えばSinopec Catalyst Company Qilu Divisionから入手可能なDASY2.0などの様々な市販の製品であってもよい。
一実施形態では、上述の他のY型ゼオライトは、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライトであり、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライトは以下のようにして製造することができる。すなわち、撹拌しながら、100〜500℃において、0.1〜10時間かけて、レアアースを含むY型ゼオライトをテトラクロロシランに接触させる。上述のレアアースを含むY型ゼオライト:テトラクロロシランの重量比は、1:0.05〜0.5である。特定の製造方法に関して、中国特許第1683244号もしくは中国特許第1286721号の特に実施例5、6および8を参照することができる。
一実施形態では、上述の他のY型ゼオライトは、Mgを含む超安定Y型ゼオライトであり、上述のMgを含む超安定Y型ゼオライトは、MgOとして、Mg含有量が0.1〜25重量%、好ましくは0.5〜25重量%である。このゼオライトは、慣用的な方法により製造することができる。1つの方法では、超安定Y型ゼオライト(USYゼオライト)のスラリーに、溶解したもしくは十分に湿式粉砕されたマグネシウム化合物(例えば、少なくとも酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、マグネシウム硫酸塩、およびマグネシウム硝酸塩のうち1つ)をむらなく分散させる工程、任意に上記のスラリーにアンモニア水を加える工程、均一に混合する工程、乾燥工程、および焼成する工程を含む。他の方法は、例えば、マグネシウム化合物(例えば、少なくとも塩化マグネシウム、マグネシウム硫酸塩、およびマグネシウム硝酸塩のうち1つ)を含む溶液に、十分に湿式粉砕された超安定Y型ゼオライト(USYゼオライト)をむらなく分散させる工程、溶液にアンモニア水を加える工程、均一に混合する工程、ろ過工程、洗浄工程、乾燥工程、および焼成する工程を含む。Mgを含む超安定Y型ゼオライトを作製する上述の方法の特定の例に関して、例えば、中国特許第1297018号もしくは中国特許第1157465号の特に実施例1〜5を参照することができる。
(MFI構造のゼオライト)
MFI構造のゼオライトは、商業的に手に入れる、もしくは公知の方法によって製造することができる。MFI構造のゼオライトの例は、ZSM−5、ZRP、ZSPおよびそれらのいずれかの混合物を含む。
一実施形態では、上述のMFI構造のゼオライトは、(0〜0.3)NaO・(0.5〜5.5)Al・(1.3〜10)P・(0.7〜15)M1・(0.01〜5)M2・(70〜97)SiOの酸化物としての重量比に基づく無水化学表現式を有する。M1はFe、Co、もしくはNiであり、xはM1の原子数を表しており、yはM1の酸化状態を満足させるのに必要となる酸素数を示しており、M2はZn、Mn、Ga、もしくはSnから構成される群から選択され、mはM2の原子数を表しており、nはM2の酸化状態を満足させるのに必要となる酸素数を示す。
好ましい実施形態では、上記のMFI構造のゼオライトは、(0〜0.2)NaO・(0.9〜5.0)Al・(1.5〜7)P・(0.9〜10)M1・(0.5〜2)M2・(82〜92)SiOの酸化物重量比に基づく式を有する。好ましい実施形態では、M1はFeであり、M2はZnである。
本発明によると、上述のMFI構造のゼオライトの特定の製造方法に関して、中国特許第1611299号の特に実施例1〜11を参照することができる。
(メソポーラスアルミノケイ酸塩物質)
上記のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質は偽ベーマイト相構造を有する。上記のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質は、(0〜0.3)NaO・(40〜90)Al・(10〜60)SiOの酸化物重量比に基づく無水化学表現式を有する。上記のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質は、平均孔径が5〜25nmであり、最も可能性の高い孔径が5〜15nmであり、比表面積が200〜400m/gであり、孔体積が0.5〜2.0ml/gである。
上記のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質についての詳細およびその製造方法に関して、中国特許第1565733号、もしくは中国特許第1854258号、例えば、中国特許第1854258号の実施例1〜9を参照することができる。
(粘土)
本発明によると、上記粘土は、接触分解触媒において慣用的に使用される粘土であってもよく、例えば、カオリン、メタハロイサイト、モンモリロナイト、珪藻土、ハロイサイト、サポナイト、レクトライト、海泡石、アタパルガイト、ヒドロタルサイト、およびベントナイトのうち1つもしくはそれ以上であってもよい。
(結合剤)
本発明によると、上記結合剤は、接触分解触媒において慣用的に使用される結合剤であってもよく、例えば、シリカゾル、アルミナゾル、および偽ベーマイトのうち1つもしくはそれ以上であってもよく、好ましくは偽ベーマイトとアルミナゾルとの二重アルミニウム結合剤である。
(接触分解触媒)
一実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記接触分解触媒は、10〜60重量%の分解活性成分要素、20〜70重量%の粘土、および10〜50重量%の結合剤を含む。さらなる実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は10〜50重量%であり、上記粘土の無水ベースの量は20〜60重量%であり、上記結合剤の無水ベースの量は10〜40重量%である。さらに好ましくは、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は20〜40重量%であり、上記粘土の無水ベースの量は20〜45重量%であり、上記結合剤の無水ベースの量は20〜40重量%、例えば、25〜35重量%である。
一実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記接触分解触媒は、10〜60重量%の分解活性成分要素、1〜20重量%のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、10〜60重量%の粘土、および10〜50重量%の結合剤を含む。さらなる実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は20〜50重量%であり、上記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質の無水ベースの量は1〜18重量%(例えば、2〜15重量%)であり、上記粘土の無水ベースの量は10〜50重量%であり、上記結合剤の無水ベースの量は10〜40重量%である。さらに好ましくは、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は20〜40重量%であり、上記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質の無水ベースの量は1〜15重量%であり、上記粘土の無水ベースの量は15〜45重量%であり、上記結合剤の無水ベースの量は20〜35重量%である。
一実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記接触分解触媒は、10〜60重量%の分解活性成分要素、10〜60重量%の粘土、および10〜60重量%の結合剤を含む。上記分解活性成分要素は、25〜70重量%の第1のY型ゼオライト、10〜70重量%の第2のY型ゼオライト、および5〜30重量%の第3のY型ゼオライトを含む。第2のY型ゼオライトは、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライトであり;第3のY型ゼオライトは、好ましくは1.5〜3重量%のレアアース量を有する、レアアースを含むDASYゼオライトである。さらなる実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は20〜50重量%であり、上記粘土の無水ベースの量は20〜50重量%であり、上記結合剤の無水ベースの量は10〜50重量%である。さらに好ましくは、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は20〜45重量%(例えば、30〜42重量%)であり、上記粘土の無水ベースの量は30〜45重量%(例えば、35〜45重量%)であり、上記結合剤の無水ベースの量は15〜40重量%(例えば、20〜35重量%もしくは25〜32重量%)である。上記分解活性成分要素は、25〜70重量%の第1のY型ゼオライト、10〜70重量%の第2のY型ゼオライト、および5〜25重量%の第3のY型ゼオライトを含み、例えば、上記分解活性成分要素は、30〜65重量%の第1のY型ゼオライト、15〜65重量%の第2のY型ゼオライト、および5〜20重量%の第3のY型ゼオライトを含む。第2のY型ゼオライトは、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライトであり;第3のY型ゼオライトは、好ましくは1.5〜3重量%のレアアース量を有する、レアアースを含むDASYゼオライトである。
一実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記接触分解触媒は、10〜60重量%の分解活性成分要素、10〜70重量%の粘土、および10〜60重量%の結合剤を含む。上記分解活性成分要素は、35〜70重量%の第1のY型ゼオライト、20〜60重量%の第2のY型ゼオライト、および2〜20重量%の第3のY型ゼオライトを含む。第2のY型ゼオライトは、Mgを含む超安定Y型ゼオライトであり、第3のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライトである。好ましくは、上記第2のY型ゼオライトに対する上記第1のY型ゼオライトの無水ベース重量比は0.5〜4:1であり、第1のY型ゼオライトに対する第3のY型ゼオライトの無水ベース重量比は0.05:0.5〜1(0.1〜0.3:1などの)である。あるいは、上記分解活性成分要素において、第1のY型ゼオライトが39〜70重量%を構成し、第2のY型ゼオライトが22〜55重量%を構成し、第3のY型ゼオライトが5〜20重量%を構成する。第2のY型ゼオライトは、Mgを含む超安定Y型ゼオライトであり、第3のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライトである。好ましくは、本発明の接触分解触媒に関して、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は20〜50重量%であり、上記粘土の無水ベースの量は20〜50重量%であり、上記結合剤の無水ベースの量は10〜50重量%である。さらに好ましくは、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は30〜45重量%であり、上記粘土の無水ベースの量は25〜45重量%であり、上記結合剤の無水ベースの量は20〜40重量%である。
一実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記接触分解触媒は、20〜60重量%の分解活性成分要素、1〜20重量%のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、10〜70重量%の粘土、および10〜60重量%の結合剤を含む。上記接触活性成分要素は、70〜90重量%のY型ゼオライトと10〜30重量%のMFI構造のゼオライトとを含み、上記Y型ゼオライトは、無水ベースで、第1のY型ゼオライトと他のY型ゼオライトとを含む。さらなる実施形態では、上記Y型ゼオライトの総重量に基づくと、上記Y型ゼオライトは、70〜99重量%の第1のY型ゼオライトと1〜30重量%の第2のY型ゼオライトとを含み、上記第2のY型ゼオライトは、好ましくは、レアアースを含むDASYゼオライトであり、レアアースを含むDASYゼオライトは、好ましくは、1.5〜3重量%のレアアース量を有する。さらなる実施形態では、上記接触分解触媒の無水ベース重量に基づくと、上記分解活性成分要素の無水ベースの量は20〜45重量%であり、上記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質の無水ベースの量は2〜10重量%であり、上記粘土の無水ベースの量は20〜40重量%であり、上記結合剤の無水ベースの量は20〜35重量%である。
一実施形態では、接触分解触媒の100重量部に対して、上記接触分解触媒は、10〜60重量部の分解活性成分要素、10〜70重量部の粘土、10〜60重量部の結合剤、および0〜20重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質を含む。さらなる実施形態では、接触分解触媒の100重量部に対して、上記接触分解触媒は、28〜38重量部の分解活性成分要素、20〜44重量部の粘土、21〜34重量部の結合剤、および0〜12重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質を含む。
一実施形態では、上記接触分解触媒は、10〜60重量部の分解活性成分要素、10〜70重量部の粘土、10〜60重量部の結合剤、および0〜20重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質から実質的に成る。さらなる実施形態では、上記接触分解触媒は、28〜38重量部の分解活性成分要素、20〜44重量部の粘土、21〜34重量部の結合剤、および0〜12重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質から実質的に成る。
一実施形態では、接触分解触媒の100重量部に対して、上記接触分解触媒は、10〜60重量部の分解活性成分要素、10〜70重量部の粘土、10〜60重量部の結合剤、および0〜20重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質を含む。上記分解活性成分要素は、10〜40重量部のレアアースを含むY型ゼオライト、0〜25重量部の任意の他のY型ゼオライト、および0〜12重量部の任意のMFI構造のゼオライトを含む、から実質的に成る、もしくはから成る。さらなる実施形態では、上記他のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライト、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、およびMgを含む超安定Y型ゼオライトの1つまたは2つから選択される。
一実施形態では、接触分解触媒の100重量部に対して、上記接触分解触媒は、28〜38重量部の分解活性成分要素、20〜44重量部の粘土、21〜34重量部の結合剤、および0〜12重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質を含む。上記分解活性成分要素は、10〜34重量部のレアアースを含むY型ゼオライト、0〜23重量部の任意の他のY型ゼオライト、および0〜10重量部の任意のMFI構造のゼオライトを含む、から実質的に成る、もしくはから成る。さらなる実施形態では、上記他のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライト、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、およびMgを含む超安定Y型ゼオライトの1つまたは2つから選択される。
一実施形態では、接触分解触媒において、前記分解活性成分要素は、
レアアースを含むY型ゼオライト、
任意に、
レアアースを含むDASYゼオライト、および、
任意に、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、Mgを含む超安定Y型ゼオライト、およびMFI構造のゼオライトのうちから1つのみ、
を含む、から実質的に成る、もしくはから成る。
一実施形態では、接触分解触媒の100重量部に対して、上記接触分解触媒は、
15〜50重量部の粘土、
15〜50重量部の結合剤、
0〜15重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、
10〜40重量部のレアアースを含むY型ゼオライト、
0〜15重量部のレアアースを含むDASYゼオライト、および、
0〜25重量部のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、Mgを含む超安定Y型ゼオライト、およびMFI構造のゼオライトのうちから1つのみ、
を含む、から実質的に成る、もしくはから成る。
さらなる実施形態では、接触分解触媒の100重量部に対して、上記接触分解触媒は、
20〜44重量部の粘土、
21〜34重量部の結合剤、
0〜12重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、
10〜34重量部のレアアースを含むY型ゼオライト、
0〜10重量部のレアアースを含むDASYゼオライト、および、
5〜20重量部のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、8〜21重量部のMgを含む超安定Y型ゼオライト、もしくは5〜10重量部のMFI構造のゼオライトのうちから1つのみ、
を含む、から実質的に成る、もしくはから成る。
一実施形態では、接触分解触媒において、前記分解活性成分要素は、
本発明のレアアースを含むY型ゼオライト、
レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および、
任意に、レアアースを含むDASYゼオライト、
を含む、から実質的に成る、もしくはから成る。
好ましくは、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライトに対する本発明のレアアースを含むY型ゼオライトの重量比が、0.1〜10、好ましくは0.2〜5、さらに好ましくは0.25〜5(例えば、0.5〜5、もしくは0.5〜1)である。
一実施形態では、接触分解触媒の100重量部に対して、上記接触分解触媒は、
36〜43重量部の粘土、
25〜32重量部の結合剤、
10〜21重量部の本発明のレアアースを含むY型ゼオライト、
2〜6重量部のレアアースを含むDASYゼオライト、および、
5〜20重量部のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、
を含む、から実質的に成る、もしくはから成る。
(接触分解触媒の製造方法)
本発明はまた、分解活性成分要素、任意のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質、粘土、および結合剤を混合しパルプ状にする工程、その後噴霧乾燥する工程、洗浄工程、ろ過工程、および乾燥工程を備える、接触分解触媒の製造方法を提供する。これらの工程は、従来の方法によって行われてもよい。製造方法は、中国特許出願公開第1916166号、中国特許出願公開第1362472号、中国特許出願公開第1727442号、中国特許出願公開第1132898号、中国特許出願公開第1727445号、および中国特許出願公開第1098130号において詳細に議論されており、これらの内容は本明細書において参照として組み込まれる。
〔実施例〕 以下に、本発明について実施例を用いてさらに説明するが、本発明の範囲は以下の実施例に限定されない。
(第1のY型ゼオライト)
本発明において、ゼオライトの化学組成は蛍光X線分光器によって決定する(Analytical Methods in Petrochemical Industry (RIPP Experiment Techniques), Yang Cuiding et. al, Science Press, 1990参照)。
相データ(単位格子の大きさなど)および分子サイズの結晶化度のデータは、それぞれ、標準法RIPP145−90および標準法RIPP146−90によるX線回折によって決定する(Analytical Methods in Petrochemical Industry (RIPP Experiment Techniques), Yang Cuiding et. al, Science Press, 1990参照)。
ゼオライト骨格内のSi/Al原子比率は核磁気共鳴(NMR)測定および計算によって得る。
軽油のマイクロ活性(MA)は標準法RIPP92−90によって測定する。
実施例および比較例において、使用した出発材料は市販品であり、詳細な規格は以下のとおりである。
・NaYゼオライトは工業グレードであり、Sinopec Catalyst Company、Qilu Divisionから入手可能である。
・塩化レアアースは工業グレードであり、Sinopec Catalyst Company、Qilu Divisionから入手可能である。また、(Laとしての)ランタン:(Ceとしての)セリウムの重量比は55:45である。
・その他:化学的に純粋である。
〔実施例1〕
NaYゼオライト(Qilu catalyst company、焼成損失が22.5重量%、Si/Al比率が2.7、結晶化度が88%、以下同様)2.6kgと脱イオン水15kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.0Lと固体の塩化アンモニウム0.24kgとを加えた。撹拌した後、スラリーを70℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを4.0に調整した。1.5時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、100%の水蒸気の条件で550℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトY−A1を得た。Y−A1の化学組成は、NaOが5.1重量%、レアアース酸化物が7.8重量%である。その後、ゼオライト:NHCl:HOが1:0.2:10の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、70℃で1時間交換を行った。スラリーに、濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液0.27Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにアンモニア水を加え、pHを7.5に調整し、10分間撹拌し続けた。ろ過し、水で洗浄し、乾燥させ、100%の水蒸気の条件で600℃において2時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をY−Aとする。
Y−AのX線回折スペクトルを図1に示す。
Y−Aは、NaOが1.5重量%、レアアース酸化物が11.9重量%、結晶化度が50.1%、単位格子の大きさが2.458nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.5である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は90.0である。
〔実施例2〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水18kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.25Lと固体の塩化アンモニウム0.12kgとを加えた。撹拌した後、スラリーを80℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.8に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、空気中で570℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトY−B1を得た。Y−B1の化学組成は、NaOが4.9重量%、レアアース酸化物が9.9重量%である。その後、ゼオライト:NHCl:HOが1:0.3:10の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、60℃で0.5時間交換を行った。スラリーに、濃度300gRe/Lの塩化レアアース溶液0.13Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにアンモニア水を加え、pHを7.8に調整し、10分間撹拌し続けた。ろ過し、水で洗浄し、乾燥させ、空気中で570℃において2時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をY−Bとする。
Y−BのX線回折スペクトルは図1で示したX線回折スペクトルと同様であった。
Y−Bは、NaOが1.5重量%、レアアース酸化物が11.9重量%、結晶化度が50.6%、単位格子の大きさが2.463nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.9である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は54.1である。
〔実施例3〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水18kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.25Lと固体の塩化アンモニウム0.12kgとを加えた。撹拌した後、スラリーを80℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.8に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、50%の水蒸気の条件で570℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトY−C1を得た。Y−C1の化学組成は、NaOが4.9重量%、レアアース酸化物が9.9重量%である。その後、ゼオライト:NHCl:HOが1:0.15:12の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、75℃で1時間交換を行った。スラリーに、濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液0.27Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにケイ酸ナトリウムを加え、pHを8.0に調整し、10分間撹拌し続けた。ろ過し、水で洗浄し、乾燥させ、空気中で570℃において2時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をY−Cとする。
Y−CのX線回折スペクトルは図1で示したX線回折スペクトルと同様であった。
Y−Cは、NaOが1.3重量%、レアアース酸化物が13.9重量%、結晶化度が48.8%、単位格子の大きさが2.465nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.1である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は55.6である。
〔実施例4〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水18kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.25Lと固体の塩化アンモニウム0.12kgとを加えた。撹拌した後、スラリーを80℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.8に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、空気中で600℃において1.5時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトY−D1を得た。Y−D1の化学組成は、NaOが4.9重量%、レアアース酸化物が9.9重量%である。その後、Y−D1、塩化アンモニウムおよび濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液をゼオライト:NHCl:RE:HO=1:0.15:0.06:12の比で混合しパルプ状にし、75℃で1時間交換を行った。その後、スラリーにケイ酸ナトリウムを加え、pHを8.0に調整し、10分間撹拌し続けた。ろ過し、水で洗浄し、乾燥させ、100%の水蒸気の条件で570℃において3時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をY−Dとする。
Y−DのX線回折スペクトルは図1で示したX線回折スペクトルと同様であった。
Y−Dは、NaOが1.3重量%、レアアース酸化物が16.0重量%、結晶化度が46.6%、単位格子の大きさが2.467nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.0である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は57.2である。
〔実施例5〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水20kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.5Lを加えた。撹拌した後、スラリーを75℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.5に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、100%の水蒸気の条件で600℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトY−E1を得た。Y−E1の化学組成は、NaOが4.8重量%、レアアース酸化物が11.9重量%である。その後、ゼオライト:NHCl:HOが1:0.3:10の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、70℃で1時間交換を行った。スラリーに、濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液0.4Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにアンモニア水を加え、pHを7.9に調整し、10分間撹拌し続けた。ろ過し、水で洗浄し、乾燥させ、80%の水蒸気の条件で600℃において2時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をY−Eとする。
Y−EのX線回折スペクトルは図1で示したX線回折スペクトルと同様であった。
Y−Eは、NaOが1.3重量%、レアアース酸化物が17.9重量%、結晶化度が45.2%、単位格子の大きさが2.467nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.2である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は62.6である。
〔実施例6〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水20kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gLa/Lの塩化ランタン溶液1.5Lを加えた。撹拌した後、スラリーを75℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.5に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、空気中で620℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトY−F1を得た。Y−F1の化学組成は、NaOが4.8重量%、酸化ランタンが11.9重量%である。その後、Y−F1、塩化アンモニウムおよび塩化ランタン溶液をゼオライト:NHCl:La:HO=1:0.18:0.10:12の比で混合しパルプ状にし、65℃で1時間交換を行った。スラリーにアンモニア水を加え、pHを8.2に調整し、10分間撹拌し続けた。ろ過し、水で洗浄し、乾燥させ、100%の水蒸気の条件で620℃において3時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をY−Fとする。
Y−FのX線回折スペクトルは図1で示したX線回折スペクトルと同様であった。
Y−Fは、NaOが1.5重量%、酸化ランタンが22.0重量%、結晶化度が41.3%、単位格子の大きさが2.470nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.1である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は70.1である。
〔実施例11〕
NaYゼオライト(Qilu catalyst company、焼成損失が22.5重量%、Si/Al比率が2.7、結晶化度が88%、以下同様)2.6kgと脱イオン水15kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.0Lと固体の塩化アンモニウム0.24kgとを加えた。撹拌した後、スラリーを70℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを4.0に調整した。1.5時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、100%の水蒸気の条件で550℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトYY−A1を得た。YY−A1の化学組成は、NaOが5.1重量%、レアアース酸化物が7.8重量%である。その後、ゼオライト:NHCl:HOが1:0.2:10の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、70℃で1時間交換を行った。ろ過し、水で洗浄した後、得られた物質を再びパルプ状にした。このスラリーに、濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液0.27Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにアンモニア水を加え、pHを7.5に調整し、10分間撹拌し続けた。任意にろ過し水で洗浄し乾燥させ、100%の水蒸気の条件で600℃において2時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をYY−Aとする。
YY−Aは、NaOが1.5重量%、レアアース酸化物が11.8重量%、結晶化度が50.3%、単位格子の大きさが2.458nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.5である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は89.7である。
〔実施例12〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水18kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.25Lと固体の塩化アンモニウム0.12kgとを加えた。撹拌した後、スラリーを80℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.8に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、空気中で570℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトYY−B1を得た。YY−B1の化学組成は、NaOが4.9重量%、レアアース酸化物が9.9重量%である。その後、ゼオライト:HCl:HOが1:0.05:10の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、60℃で0.5時間交換を行った。ろ過し、水で洗浄した後、得られた物質を再びパルプ状にした。このスラリーに、濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液0.13Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにアンモニア水を加え、pHを7.8に調整し、10分間撹拌し続けた。任意にろ過し水で洗浄し乾燥させ、空気中で570℃において2時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をYY−Bとする。
YY−Bは、NaOが1.5重量%、レアアース酸化物が11.9重量%、結晶化度が50.6%、単位格子の大きさが2.463nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.9である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は48.8である。
〔実施例13〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水18kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.25Lと固体の塩化アンモニウム0.12kgとを加えた。撹拌した後、スラリーを80℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.8に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、50%の水蒸気の条件で570℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトYY−C1を得た。YY−C1の化学組成は、NaOが4.9重量%、レアアース酸化物が9.9重量%である。その後、ゼオライト:NHCl:HOが1:0.15:12の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、75℃で1時間交換を行った。ろ過し、水で洗浄した後、得られた物質を再びパルプ状にした。このスラリーに、濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液0.27Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにケイ酸ナトリウムを加え、pHを8.0に調整し、10分間撹拌し続けた。任意にろ過し水で洗浄し乾燥させ、空気中で570℃において2時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をYY−Cとする。
YY−Cは、NaOが1.3重量%、レアアース酸化物が13.9重量%、結晶化度が48.8%、単位格子の大きさが2.465nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.1である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は55.6である。
〔実施例14〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水18kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.25Lと固体の塩化アンモニウム0.12kgとを加えた。撹拌した後、スラリーを80℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.8に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、空気中で600℃において1.5時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトYY−D1を得た。YY−D1の化学組成は、NaOが4.9重量%、レアアース酸化物が9.9重量%である。その後、ゼオライト:NHCl:HOが1:0.15:12の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、75℃で1時間交換を行った。ろ過し、水で洗浄した後、得られた物質を再びパルプ状にした。このスラリーに、濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液0.4Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにケイ酸ナトリウムを加え、pHを8.0に調整し、10分間撹拌し続けた。任意にろ過し水で洗浄し乾燥させ、100%の水蒸気の条件で570℃において3時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をYY−Dとする。
YY−Dは、NaOが1.3重量%、レアアース酸化物が15.9重量%、結晶化度が46.9%、単位格子の大きさが2.466nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.0である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は57.2である。
〔実施例15〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水20kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gRE/Lの塩化レアアース溶液1.5Lを加えた。撹拌した後、スラリーを75℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.5に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、100%の水蒸気の条件で600℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトYY−E1を得た。YY−E1の化学組成は、NaOが4.8重量%、レアアース酸化物が11.9重量%である。その後、ゼオライト:NHCl:HOが1:0.3:10の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、70℃で1時間交換を行った。ろ過し、水で洗浄した後、得られた物質を再びパルプ状にした。このスラリーに、濃度300gRE/Lの塩化レアアース溶液0.4Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにアンモニア水を加え、pHを7.9に調整し、10分間撹拌し続けた。任意にろ過し水で洗浄し乾燥させ、80%の水蒸気の条件で600℃において2時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をYY−Eとする。
YY−Eは、NaOが1.3重量%、レアアース酸化物が17.9重量%、結晶化度が45.2%、単位格子の大きさが2.467nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.2である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は62.6である。
〔実施例16〕
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水20kgとを混合し、パルプ状にした。この混合物に、濃度160gLa/Lの塩化ランタン溶液1.5Lを加えた。撹拌した後、スラリーを75℃まで加温し、希塩酸を用いてスラリーのpHを3.5に調整した。1時間の交換を行い、ろ過し、水で洗浄し、乾燥した。その後、空気中で620℃において2時間焼成することにより、「1−交換−1−焼成」レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトYY−F1を得た。YY−F1の化学組成は、NaOが4.8重量%、レアアース酸化物が11.9重量%である。その後、ゼオライト:シュウ酸:HOが1:0.08:12の比でスラリーを形成し、パルプ状にし、65℃で1時間交換を行った。ろ過し、水で洗浄した後、得られた物質を再びパルプ状にした。このスラリーに、濃度300gLa/Lの塩化ランタン溶液0.67Lを加え、均一に撹拌した。スラリーにアンモニア水を加え、pHを8.2に調整し、10分間撹拌し続けた。任意にろ過し水で洗浄し乾燥させ、100%の水蒸気の条件で620℃において3時間焼成することにより、本発明のレアアースを含むY型ゼオライト生成物を得た。この生成物をYY−Fとする。
YY−Fは、NaOが1.5重量%、酸化ランタンが21.9重量%、結晶化度が41.7%、単位格子の大きさが2.470nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.1である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は70.1である。
〔比較例1〕
この比較例では、中国特許出願公開第1053808号に開示されている方法によってレアアースを含むY型ゼオライトを作製した。
NaYゼオライト2.6kg、塩化レアアース溶液(160gRE/L)1.75Lおよび脱イオン水30kgを混合した。スラリーのpHを3.5に調整し、90℃で1時間交換を行った。撹拌し、水で洗浄した後、ろ過した塊を筒型炉に配置した。200℃まで加熱し、水蒸気を通した。550℃まで加熱し、2時間焼成した。それにより得られたゼオライト、(NHSOおよびHOを1:0.2:40の比でパルプ状にした。スラリーを60℃で15分間交換を行い、ろ過し、乾燥して比較例の試料を得た。この試料をDB−1とする。
DB−1のX線回折スペクトルを図2に示す。
DB−1は、NaOが1.3重量%、レアアース酸化物が12.1重量%、結晶化度が56.7%、単位格子の大きさが2.468nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が4.2である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は15.7である。
〔比較例2〕
この比較例では、慣用的な2−交換−2−焼成方法によってレアアースを含むY型ゼオライトを作製した。
NaYゼオライト2.6kg、塩化レアアース溶液(160gRE/L)3.0Lおよび脱イオン水20kgを混合し、90℃で1時間交換を行った。ろ過し、水で洗浄し、乾燥させ、空気中で520℃において2時間焼成した。それにより得られたゼオライト、塩化レアアース溶液およびHOを1:0.12:10の比でパルプ状にし、90℃で1時間交換を行った。ろ過し、乾燥させ、520℃において2時間焼成することにより、比較例の試料を得た。この試料をDB−2とする。
DB−2のX線回折スペクトルは図2で示したX線回折スペクトルと同様であった。
DB−2は、NaOが1.9重量%、レアアース酸化物が18.2重量%、結晶化度が43.6%、単位格子の大きさが2.469nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.7である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は16.4である。
〔比較例3〕
この比較例では、中国特許第100344374号に開示されている方法によってレアアースを含むY型ゼオライトを作製した。
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水20kgとを混合し、90℃に加温した。このスラリーに硫酸アンモニウム0.3kgを加え、塩酸を用いて得られたスラリーのpHを3.5〜4.0に調整し、1時間交換を行った。ろ過した後、ろ過した塊に水20kgを加えた後、塩化レアアース溶液(160gRE/L)2.87Lを加えた。スラリーをパルプ状にして、塩酸を用いてpHを3.5〜5.5に調整した。スラリーを室温で1時間撹拌した。その後、アンモニア水を加えて、5分間撹拌した。水で洗浄し、乾燥した後、重量空間速度(WHSV)0.1/hの蒸気中で540℃において1.5時間焼成した。焼成したゼオライトをゼオライト:アンモニウム塩:水=1:0.1:10の比で60℃において10分間塩化アンモニア溶液を用いて洗浄し、乾燥させて比較例の試料を得た。この試料をDB−3とする。
DB−3のX線回折スペクトルは図2で示したX線回折スペクトルと同様であった。
DB−3は、NaOが0.2重量%、レアアース酸化物が20.6重量%、結晶化度が50.7%、単位格子の大きさが2.472nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.7である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は26.8である。
〔比較例4〕
この比較例では、中国特許第100344374号に開示されている方法によってレアアースを含むY型ゼオライトを作製した。
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水20kgとを混合し、パルプ状にした。このスラリーに塩化レアアース溶液(160gRE/L)1.63Lを加えた。得られたスラリーを60℃で5分間撹拌し、塩酸を用いてpHを3.5〜5.5に調整した。1時間撹拌した後、このスラリーにアンモニア水を加えた。スラリーを5分間撹拌し、ろ過した。水で洗浄し、乾燥させた後、重量空間速度(WHSV)0.2/hの蒸気内で600℃において1.5時間焼成した。焼成したゼオライトをゼオライト:アンモニウム塩:水=1:0.1:10の比で90℃において10分間塩化アンモニア溶液を用いて洗浄し、乾燥させて比較例の試料を得た。この試料DB−4とする。
DB−4のX線回折スペクトルは図2で示したX線回折スペクトルと同様であった。
DB−4は、NaOが0.8重量%、レアアース酸化物が11.8重量%、結晶化度が56.5%、単位格子の大きさが2.465nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.3である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は40.1である。
〔比較例5〕
この比較例では、中国特許第100344374号に開示されている方法によってレアアースを含むY型ゼオライトを作製した。
NaYゼオライト2.6kgと脱イオン水20kgとを混合し、パルプ状にした。このスラリーに塩化レアアース溶液(160gRE/L)2.19Lを加えた。得られたスラリーを60℃で5分間撹拌し、塩酸を用いてpHを3.5〜5.5に調整した。1時間撹拌した後、このスラリーにアンモニア水を加えた。スラリーを5分間撹拌し、ろ過した。水で洗浄し、乾燥させた後、空気中で550℃において1.5時間焼成した。焼成したゼオライトをゼオライト:アンモニウム塩:水=1:0.1:10の比で60℃において10分間塩化アンモニア溶液を用いて洗浄し、乾燥させて比較例の試料を得た。この試料をDB−5とする。
DB−5のX線回折スペクトルは図2で示したX線回折スペクトルと同様であった。
DB−5は、NaOが1.0重量%、レアアース酸化物が15.7重量%、結晶化度が52.9%、単位格子の大きさが2.467nmであり、骨格におけるSi/Al原子比率が3.6である。2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比(I/I)とゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積は30.9である。
〔実施例21〕
この実施例では、実施例1〜6、11〜16および比較例1〜5に記載のレアアースを含むY型ゼオライトのレアアース利用率についてのデータを表1にまとめる。
Figure 0006301336
表1のように、実施例における各ゼオライトのレアアース利用率は98%以上である。一方、比較例におけるレアアース利用率は実施例よりも低い。比較例2におけるレアアース利用率はおよそ75%しかなく、他の比較例についても90%以下である。本発明による、2−交換−2−焼成とレアアースの析出とを組み合わせた方法によって、レアアース利用率は効果的に上昇し、レアアース源を削減することができる。
〔実施例22〕
この実施例では、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージング処理した後の本発明のレアアースを含むY型ゼオライトの物理化学データを示す。
前述の実施例および比較例のゼオライトを塩化アンモニウム溶液と混合し、NaO量が0.3重量%以下になるまで交換した。ろ過し、乾燥した後、ゼオライトを100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージングした。エージングされたゼオライトについて物理化学的特徴および軽油のマイクロ活性(MA)を測定した。
軽油のマイクロ活性(MA)の条件は以下を含む:
ゼオライト重量:2g、
供給原料:ターカンストレートラン軽ディーゼル燃料、
供給原料量:1.56g、
反応温度:460℃。
結果を表2に示す。
Figure 0006301336
表2のように、実施例のゼオライトにおいてアンモニア交換およびナトリウム除去後、実施例のレアアース量はほとんど変化していない。これは、レアアースイオンは主にゼオライトのソーダライトケージに位置し、逆交換されて出ていくことができないことを示している。ソーダライトケージにレアアースイオンが存在することはゼオライトの構造について重要な安定効果を持っている。実施例のゼオライトの結晶化度の保持率は45%よりも大きく、軽油のマイクロ活性は同程度のレアアース量を持つ比較例の軽油のマイクロ活性より高い。
(触媒の製造および評価)
触媒を製造する以下の実施例において、YY−A、YY−C〜YY−F、およびDB−1〜DB−5の他に、以下の物質を使用した。
アルミナゾルは、Sinopec Catalyst Company Qilu Divisionから商業的に手に入れることができる製品であり、21.5重量%のAl量を有する。
カオリンは、China Kaolin Company, Suzhouから商業的に手に入れることができる製品である。
偽ベーマイトは、Shandong Aluminum Factoryから商業的に手に入れることができる製品である。
メソポーラスアルミノケイ酸塩物質は、中国特許第1854258号(SH−SA−1)の実施例1に開示されている方法により製造した。
レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライトは、中国特許第1683244号の実施例5に開示されている方法により作製した。
Mgを含む超安定Y型ゼオライトは、中国特許第1297018号の実施例1に開示されている方法により作製した。
MFI構造のゼオライトは、中国特許第1611299号の実施例1に開示されている方法により作製した。
DASY2.0ゼオライトは、Sinopec Catalyst Company Qilu Divisionから商業的に手に入れることができる製品であり、2重量%のRE量を有し、Si/Al原子モル比率は、4.1である。
触媒の評価において、変換率は以下の式に基づいて算出した。
変換率=(乾燥ガス重量+LPG重量+FCCN重量+コークス重量)/投入石油重量×100%。
〔グループ1〕
〔触媒実施例1〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、40重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、33重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Aのスラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C1を得た。
〔触媒実施例2〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、34重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、11重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、31重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Aと2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C2を得た。
〔触媒実施例3〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、39重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、11重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、30重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Cと2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C3を得た。
〔触媒実施例4〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、37重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、28重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Dと3重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C4を得た。
〔触媒実施例5〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、42重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、25重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Eと5重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C5を得た。
〔触媒実施例6〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、43重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、23重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Fと5重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C6を得た。
〔触媒比較例1〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、40重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、33重量部(無水ベース)のゼオライトDB−1のスラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−1を得た。
〔触媒比較例2〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、37重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、28重量部(無水ベース)のゼオライトDB−2と3重量部のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−2を得た。
〔触媒比較例3〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、42重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、25重量部(無水ベース)のゼオライトDB−3と5重量部のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−3を得た。
〔触媒比較例4〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、38重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、35重量部(無水ベース)のゼオライトDB−4のスラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−4を得た。
〔触媒比較例5〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、35重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、30重量部(無水ベース)のゼオライトDB−5と3重量部のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−5を得た。
上述の接触分解触媒C1〜C6およびDC1〜DC5を、100%の水蒸気の条件で800℃において12時間エージングを行った。その後、触媒を小型固定流動層ACEユニット(KTI Company, USAより購入)に装填した。それぞれの触媒の装填量は9gであった。その後、表3−1に示す特性を有する触媒原料油を、接触分解触媒C1〜C6およびDC1〜DC5がそれぞれ装填された固定流動層ACE装置に導入し、510℃の温度、12/hの重量空間速度、油に対する触媒の重量比が6の条件で、接触分解反応を行った。反応生成物の組成を分析し、変換率を算出した。その結果を表4−1に示す。
Figure 0006301336
Figure 0006301336
〔グループ2〕
〔触媒実施例1〕
16重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、37重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、9重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および4重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、34重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Aのスラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C1を得た。
〔触媒実施例2〕
17重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、38重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、9重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および2重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、32重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Aと2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C2を得た。
〔触媒実施例3〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、20重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、11重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および12重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、26重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Cと9重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C3を得た。
〔触媒実施例4〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、26重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および8重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、30重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Dと4重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C4を得た。
〔触媒実施例5〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、32重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および6重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、26重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Eと8重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C5を得た。
〔触媒実施例6〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、40重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、8重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および5重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、29重量部(無水ベース)のゼオライトYY−Fのスラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C6を得た。
〔触媒比較例1〕
16重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、37重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、9重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および4重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、34重量部(無水ベース)のゼオライトDB−1のスラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−1を得た。
〔触媒比較例2〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、26重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および8重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、30重量部(無水ベース)のゼオライトDB−2と4重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−2を得た。
〔触媒比較例3〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、32重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および6重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、26重量部(無水ベース)のゼオライトDB−3と8重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−3を得た。
〔触媒比較例4〕
16重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、34重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、9重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および4重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、37重量部(無水ベース)のゼオライトDB−4のスラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−4を得た。
〔触媒比較例5〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、23重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および8重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、33重量部(無水ベース)のゼオライトDB−5と4重量部のDASY2.0ゼオライトとの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−5を得た。
上述の接触分解触媒C1〜C6およびDC1〜DC5を、100%の水蒸気の条件で800℃において12時間エージングを行った。その後、触媒を小型固定流動層ACEユニット(KTI Company, USAより購入)に装填した。それぞれの触媒の装填量は9gであった。その後、表3−2に示す特性を有する触媒原料油を、接触分解触媒C1〜C6およびDC1〜DC5がそれぞれ装填された固定流動層ACE装置に導入し、510℃の温度、12/hの重量空間速度、油に対する触媒の重量比が6の条件で、接触分解反応を行った。反応生成物の組成を分析し、変換率を算出した。その結果を表4−2に示す。
Figure 0006301336
Figure 0006301336
〔グループ3〕
〔触媒実施例1〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、40重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、8重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、18重量部(無水ベース)のゼオライトYY−A、12重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および10重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C1を得た。
〔触媒実施例2〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、39重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、15重量部(無水ベース)のゼオライトYY−A、15重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C2を得た。
〔触媒実施例3〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、42重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、8重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、10重量部(無水ベース)のゼオライトYY−C、20重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C3を得た。
〔触媒実施例4〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、36重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、21重量部(無水ベース)のゼオライトYY−D、5重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および6重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C4を得た。
〔触媒実施例5〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、41重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、18重量部(無水ベース)のゼオライトYY−E、9重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および5重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C5を得た。
〔触媒実施例6〕
17重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、43重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、8重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、16重量部(無水ベース)のゼオライトYY−F、12重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および4重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C6を得た。
〔触媒比較例1〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、40重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、8重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、18重量部(無水ベース)のゼオライトDB−1、12重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および10重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−1を得た。
〔触媒比較例2〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、36重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、21重量部(無水ベース)のゼオライトDB−2、5重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および6重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−2を得た。
〔触媒比較例3〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、41重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、18重量部(無水ベース)のゼオライトDB−3、9重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および5重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−3を得た。
〔触媒比較例4〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、38重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、8重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、20重量部(無水ベース)のゼオライトDB−4、12重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および3重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−4を得た。
〔触媒比較例5〕
22重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、34重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、23重量部(無水ベース)のゼオライトDB−5、5重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および6重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−5を得た。
〔触媒参考例1〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、39重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、0重量部(無水ベース)のゼオライトYY−A、30重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒R1を得た。
〔触媒参考例2〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、39重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、30重量部(無水ベース)のゼオライトYY−A、0重量部(無水ベース)のレアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒R2を得た。
上述の接触分解触媒R1〜R2、C1〜C6およびDC1〜DC5を、100%の水蒸気の条件で800℃において12時間エージングを行った。その後、上述の接触分解触媒R1〜R2、C1〜C6およびDC1〜DC5を、固定流動層(FFB)装置(Dadi Company, RIPP, Sinopec提供)に装填し、接触分解触媒の反応性能を評価した。触媒の装填量は150gであった。その後、表3−3に示す特性を有する触媒原料油を、FBB装置に導入し、520℃の温度、16/hの重量空間速度、油に対する触媒の重量比が6の条件で、接触分解反応を行った。反応生成物の組成を分析し、変換率を算出した。その結果を表4−3に示す。
Figure 0006301336
Figure 0006301336
〔グループ4〕
〔触媒実施例1〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、37重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、7重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、18重量部(無水ベース)のゼオライトYY−A、17重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C1を得た。
〔触媒実施例2〕
16重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、39重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、25重量部(無水ベース)のゼオライトYY−A、8重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C2を得た。
〔触媒実施例3〕
17重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、38重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、8重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、20重量部(無水ベース)のゼオライトYY−C、10重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および7重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C3を得た。
〔触媒実施例4〕
24重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、29重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、17重量部(無水ベース)のゼオライトYY−D、15重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および5重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C4を得た。
〔触媒実施例5〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、34重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、15重量部(無水ベース)のゼオライトYY−E、21重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C5を得た。
〔触媒実施例6〕
15重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、44重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、6重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、22重量部(無水ベース)のゼオライトYY−F、9重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および4重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C6を得た。
〔触媒比較例1〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、35重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、7重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、20重量部(無水ベース)のゼオライトDB−1、17重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−1を得た。
〔触媒比較例2〕
24重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、28重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、10重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、18重量部(無水ベース)のゼオライトDB−2、15重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および5重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−2を得た。
〔触媒比較例3〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、33重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、9重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、16重量部(無水ベース)のゼオライトDB−3、21重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−3を得た。
〔触媒比較例4〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、35重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、7重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、20重量部(無水ベース)のゼオライトDB−4、17重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−4を得た。
〔触媒比較例5〕
17重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、37重量部(無水ベース)のカオリンのスラリーと、8重量部(無水ベース)のアルミナゾルとをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、21重量部(無水ベース)のゼオライトDB−5、10重量部(無水ベース)のMgを含む超安定Y型ゼオライト、および7重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−5を得た。
上述の接触分解触媒C1〜C6およびDC1〜DC5を、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージングを行った。その後、上述の接触分解触媒C1〜C6およびDC1〜DC5を、固定流動層(FFB)装置(Dadi Company, RIPP, Sinopec提供)に装填し、接触分解触媒の反応性能を評価した。触媒の装填量は150gであった。その後、表3−4に示す特性を有する触媒原料油を、FBB装置に導入し、500℃の温度、16/hの重量空間速度、油に対する触媒の重量比が5の条件で、接触分解反応を行った。反応生成物の組成を分析し、変換率を算出した。その結果を表4−4に示す。
Figure 0006301336
Figure 0006301336
〔グループ5〕
〔触媒実施例1〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、27重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および8重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、23重量部(無水ベース)のゼオライトYY−A、4重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および8重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C1を得た。
〔触媒実施例2〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、34重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、9重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および3重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、28重量部(無水ベース)のゼオライトYY−A、2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および5重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C2を得た。
〔触媒実施例3〕
18重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、33重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および4重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、27重量部(無水ベース)のゼオライトYY−C、2重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および6重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C3を得た。
〔触媒実施例4〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、32重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および3重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、24重量部(無水ベース)のゼオライトYY−D、3重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および8重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C4を得た。
〔触媒実施例5〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、32重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、9重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および5重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、22重量部(無水ベース)のゼオライトYY−E、8重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および5重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C5を得た。
〔触媒実施例6〕
16重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、38重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、7重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および4重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、20重量部(無水ベース)のゼオライトYY−F、5重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および10重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒C6を得た。
〔触媒比較例1〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、27重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および8重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、23重量部(無水ベース)のゼオライトDB−1、4重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および8重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−1を得た。
〔触媒比較例2〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、32重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および3重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、24重量部(無水ベース)のゼオライトDB−2、3重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および8重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−2を得た。
〔触媒比較例3〕
19重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、32重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、9重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および5重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、22重量部(無水ベース)のゼオライトDB−3、8重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および5重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−3を得た。
〔触媒比較例4〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、25重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および8重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、25重量部(無水ベース)のゼオライトDB−4、4重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および8重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−4を得た。
〔触媒比較例5〕
20重量部(無水ベース)の偽ベーマイトと脱イオン水とを混合し、パルプ状にすることでスラリーを得た。得られたスラリーに、アルミナに対する酸の比(アルミナとしての偽ベーマイトに対する、濃度36重量%の塩酸の重量比)が0.20となるように、塩酸(36重量%の濃度を有する)を加えて、解膠した。混合物を65℃まで加温し、1時間、酸性化した。得られた混合物に、30重量部(無水ベース)のカオリンのスラリー、10重量部(無水ベース)のアルミナゾル、および3重量部(無水ベース)のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質のスラリーをそれぞれ加えた。20分間撹拌した後、混合物に、26重量部(無水ベース)のゼオライトDB−5、3重量部(無水ベース)のDASY2.0ゼオライト、および8重量部(無水ベース)のMFI構造のゼオライトの混合スラリーを加えた。30分間撹拌した後、30%の固体量を有して得られたスラリーを噴霧乾燥し、微粒子状の触媒を作製した。微粒子状の触媒を、500℃で1時間焼成した。その後、微粒子状の触媒を、NaO量が0.25重量%未満になるまで、60℃で(NHSO溶液を用いて((NHSO溶液:微粒子状の触媒:HO=0.05:1:10の重量比で)洗浄した。最後に、触媒を、脱イオン水を用いて(微粒子状の触媒:HO=1:10の重量比で)洗浄し、ろ過し、110℃で乾燥することにより、接触分解触媒DC−5を得た。
上述の接触分解触媒C1〜C6およびDC1〜DC5を、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージングを行った。その後、上述の接触分解触媒C1〜C6およびDC1〜DC5を、固定流動層(FFB)装置(Dadi Company, RIPP, Sinopec提供)に装填し、接触分解触媒の反応性能を評価した。触媒の装填量は150gであった。その後、表3−5に示す特性を有する触媒原料油を、FBB装置に導入し、510℃の温度、12/hの重量空間速度、油に対する触媒の重量比が6の条件で、接触分解反応を行った。反応生成物の組成を分析し、変換率を算出した。その結果を表4−5に示す。
Figure 0006301336
Figure 0006301336
実施例1において製造されたレアアースを含むY型ゼオライトのX線回折スペクトルである。 比較例1において製造されたレアアースを含むY型ゼオライトのX線回折スペクトルである。

Claims (31)

  1. 接触分解触媒であって、
    前記接触分解触媒は、分解活性成分要素、粘土および結合剤を有し、
    前記分解活性成分要素は、レアアースを含むY型ゼオライトを含む、もしくはから成り、
    前記レアアースを含むY型ゼオライトは、レアアース酸化物としてのレアアース含有量が10〜25重量%であり、単位格子の大きさが2.440〜2.472nmであり、結晶化度が35〜65%であり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.5〜5.0であり、ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積が、48よりも大きいことを特徴とする接触分解触媒。
  2. 前記接触分解触媒は、分解活性成分要素、メソポーラスアルミノケイ酸塩物質、粘土および結合剤を有し、
    前記分解活性成分要素は、レアアースを含むY型ゼオライト、他のY型ゼオライト、およびMFI構造のゼオライトを含む、もしくはから成る、請求項1に記載の接触分解触媒。
  3. 前記レアアースを含むY型ゼオライトは、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージング処理した後の結晶化度の保持率が、40%よりも大きい、請求項1または2に記載の接触分解触媒。
  4. 前記レアアースを含むY型ゼオライトは、レアアース酸化物としてのレアアース含有量が11〜23重量%であり、単位格子の大きさが2.450〜2.470nmであり、結晶化度が40〜60%であり、ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積が、55よりも大きく、
    前記レアアースを含むY型ゼオライトは、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージング処理した後の結晶化度の保持率が、45%よりも大きい、請求項1または2に記載の接触分解触媒。
  5. 前記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質は、擬ベーマイト相構造を有し、(0〜0.3)NaO・(40〜90)Al・(10〜60)SiOの酸化物重量比に基づく無水化学表現式を有し、平均孔径が5〜25nmであり、最も可能性の高い孔径が5〜15nmであり、比表面積が200〜400m/gであり、孔体積が0.5〜2.0ml/gである、請求項2に記載の接触分解触媒。
  6. 前記粘土は、カオリン、メタハロイサイト、モンモリロナイト、珪藻土、ハロイサイト、サポナイト、レクトライト、海泡石、アタパルガイト、ヒドロタルサイト、ベントナイト、およびそれらの何れかの混合物から構成される群から選択され、
    前記結合剤は、シリカゾル、アルミナゾル、擬ベーマイト、およびそれらの何れかの混合物から構成される群から選択される、請求項1または2に記載の接触分解触媒。
  7. 前記接触分解触媒は、前記接触分解触媒の100重量部に対して、10〜60重量部の前記分解活性成分要素、10〜70重量部の前記粘土、10〜60重量部の前記結合剤、および0〜20重量部の前記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質を含む、請求項2に記載の接触分解触媒。
  8. 前記他のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライト、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、およびMgを含む超安定Y型ゼオライトから構成される群から選択される、請求項2に記載の接触分解触媒。
  9. 前記分解活性成分要素は、
    前記レアアースを含むY型ゼオライト、
    前記レアアースを含むDASYゼオライト、および、
    前記レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、前記Mgを含む超安定Y型ゼオライト、および前記MFI構造のゼオライトのうちから1つのみ、
    を含む、もしくはから成る、請求項8に記載の接触分解触媒。
  10. 前記接触分解触媒は、前記接触分解触媒の100重量部に対して、10〜40重量部の前記レアアースを含むY型ゼオライト、0〜15重量部の前記レアアースを含むDASYゼオライト、および0〜25重量部の、前記レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、前記Mgを含む超安定Y型ゼオライト、および前記MFI構造のゼオライトのうちから1つのみを含む、請求項8に記載の接触分解触媒。
  11. 分解活性成分要素、粘土および結合剤を含むスラリーを製造する工程と、該製造したスラリーを噴霧乾燥させる工程とを含み、
    前記分解活性成分要素は、レアアースを含むY型ゼオライト、を含む、もしくはから成り、
    前記レアアースを含むY型ゼオライトは、レアアース酸化物としてのレアアース含有量が10〜25重量%であり、単位格子の大きさが2.440〜2.472nmであり、結晶化度が35〜65%であり、骨格におけるSi/Al原子比率が2.5〜5.0であり、ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積が、48よりも大きいことを特徴とする接触分解触媒の製造方法。
  12. 前記スラリーは、分解活性成分要素、メソポーラスアルミノケイ酸塩物質、粘土および結合剤を含み、
    前記分解活性成分要素は、レアアースを含むY型ゼオライト、他のY型ゼオライト、およびMFI構造のゼオライトを含む、もしくはから成る、請求項11に記載の接触分解触媒の製造方法。
  13. 前記レアアースを含むY型ゼオライトは、レアアース酸化物としてのレアアース含有量が11〜23重量%であり、単位格子の大きさが2.450〜2.470nmであり、結晶化度が40〜60%であり、ゼオライトのX線回折スペクトルの2θ=12.3±0.1°におけるピーク強度Iに対する2θ=11.8±0.1°におけるピーク強度Iの比と、ゼオライト中のレアアース酸化物としてのレアアースの重量%との積が、55よりも大きく、
    前記レアアースを含むY型ゼオライトは、100%の水蒸気の条件で800℃において17時間エージング処理した後の結晶化度の保持率が、45%よりも大きい、請求項11または12に記載の接触分解触媒の製造方法。
  14. 前記メソポーラスアルミノケイ酸塩物質は、擬ベーマイト相構造を有し、(0〜0.3)NaO・(40〜90)Al・(10〜60)SiOの酸化物重量比に基づく無水化学表現式を有し、平均孔径が5〜25nmであり、最も可能性の高い孔径が5〜15nmであり、比表面積が200〜400m/gであり、孔体積が0.5〜2.0ml/gである、請求項12に記載の接触分解触媒の製造方法。
  15. 前記粘土は、カオリン、メタハロイサイト、モンモリロナイト、珪藻土、ハロイサイト、サポナイト、レクトライト、海泡石、アタパルガイト、ヒドロタルサイト、ベントナイト、およびそれらの何れかの混合物から構成される群から選択され、
    前記結合剤は、シリカゾル、アルミナゾル、擬ベーマイト、およびそれらの何れかの混合物から構成される群から選択される、請求項11または12に記載の接触分解触媒の製造方法。
  16. 前記接触分解触媒の100重量部に対して、無水ベースで、10〜60重量部の分解活性成分要素、10〜70重量部の粘土、10〜60重量部の結合剤、および0〜20重量部のメソポーラスアルミノケイ酸塩物質を使用して前記スラリーを作製する、請求項12に記載の接触分解触媒の製造方法。
  17. 前記他のY型ゼオライトは、レアアースを含むDASYゼオライト、レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、およびMgを含む超安定Y型ゼオライトから構成される群から選択される、請求項12に記載の接触分解触媒の製造方法。
  18. 前記分解活性成分要素は、
    前記レアアースを含むY型ゼオライト、
    前記レアアースを含むDASYゼオライト、および、
    前記レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、前記Mgを含む超安定Y型ゼオライト、および前記MFI構造のゼオライトのうちから1つのみ、
    を含む、もしくはから成る、請求項17に記載の接触分解触媒の製造方法。
  19. 前記接触分解触媒の100重量部に対して、無水ベースで、10〜40重量部の前記レアアースを含むY型ゼオライト、0〜15重量部の前記レアアースを含むDASYゼオライト、および0〜25重量部の、前記レアアースを含む気相超安定Y型ゼオライト、前記Mgを含む超安定Y型ゼオライト、および前記MFI構造のゼオライトのうちから1つのみを使用してスラリーを作製する、請求項17に記載の接触分解触媒の製造方法。
  20. 前記レアアースを含むY型ゼオライトが以下の工程を含む方法により製造される、請求項11または12に記載の接触分解触媒の製造方法:
    (1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
    (2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトに対して1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
    (3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液もしくは酸溶液に接触させた後、レアアース溶液と混合し、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程、もしくは、
    工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液とレアアース溶液との混合溶液と接触させた後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
    (4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトに対して2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
  21. 前記レアアースを含むY型ゼオライトが以下の工程を含む方法により製造される、請求項11または12に記載の接触分解触媒の製造方法:
    (1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
    (2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
    (3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液に接触させ、ろ過せずにレアアース溶液と混合した後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程、もしくは、
    工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液と接触させた後、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
    (4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
  22. 前記レアアースを含むY型ゼオライトが以下の工程を含む方法から製造される、請求項11または12に記載の接触分解触媒の製造方法:
    (1)NaYゼオライトと、レアアース溶液もしくはアンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させ、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
    (2)工程(1)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトをろ過し、水で洗浄し、乾燥した後、1回目の焼成を行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;
    (3)工程(2)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、アンモニウム塩溶液もしくは酸溶液に接触させ、ろ過した後、レアアース溶液と混合し、混合物のpHを6〜10に調整することにより、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを得る工程;および、
    (4)工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトに対して2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る工程。
  23. 前記工程(4)において、
    工程(3)で得られたレアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトを、ろ過し水で洗浄し乾燥した後、2回目の焼成を行い、目的のレアアースを含むY型ゼオライトを得る、請求項22に記載の接触分解触媒の製造方法。
  24. 上記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、およびそれらの混合物から構成される群から選択される、請求項20〜23の何れか1項に記載の接触分解触媒の製造方法。
  25. 上記工程(1)において、
    NaYゼオライト(無水ベース)に対するレアアース溶液(レアアース酸化剤として)の重量比が0.06〜0.14であり、
    レアアース溶液(レアアース酸化剤として)に対するアンモニウム塩(塩化アンモニウムとして)の重量比が0〜10であり、
    上記アンモニウム塩が塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、およびそれらの混合物から構成される群から選択され、
    pHを3.0〜5.0に調整し、
    上記接触を、前記NaYゼオライトとしてNaYゼオライトと水とを混合した混合物を用いて行い、
    上記混合物における上記NaYゼオライトに対する水の重量比が5〜30であり、
    上記接触を、室温から100℃までの温度で少なくとも0.3時間行う、請求項20〜23の何れか1項に記載の接触分解触媒の製造方法。
  26. 上記工程(2)において、
    1回目の焼成を、0〜100%の水蒸気の条件において、少なくとも0.5時間、500〜650℃で行う、請求項20〜23の何れか1項に記載の接触分解触媒の製造方法。
  27. 上記工程(3)において、
    レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、アンモニウム塩溶液とを接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度で、少なくとも0.3時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトとアンモニウム塩溶液との割合について、ゼオライト(無水ベース):アンモニウム塩:水の重量比が、1:(0.05〜0.5):(5〜30)であり;レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト(無水ベースのゼオライトに基づく)に対する、レアアース溶液中のレアアース元素(レアアース酸化物(RE)として)の重量比が0.01〜0.2となる量のレアアース溶液を加え;上記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムおよびそれらの混合物から構成される群から選択され;
    レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、酸溶液を接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度で、少なくとも0.3時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと酸溶液との割合について、ゼオライト(無水ベース):酸:水の重量比が、1:(0.03〜0.2):(5〜30)であり、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト(無水ベースのゼオライトに基づく)に対するレアアース溶液中のレアアース元素(レアアース酸化物(RE)として)の重量比が0.01〜0.2となる量のレアアース溶液を加え;上記酸は、硫酸、塩酸、硝酸およびそれらの混合物から構成される群から選択される無機酸、もしくはシュウ酸、酢酸、クエン酸、酒石酸およびその混合物から構成される群から選択される有機酸から選択され;
    レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライトと、アンモニウム塩溶液およびレアアース溶液の混合溶液とを接触させる場合、上記接触を室温から100℃までの温度で、少なくとも0.3時間かけて行い、レアアースおよびナトリウムを含むY型ゼオライト、アンモニウム塩およびレアアース溶液の割合について、ゼオライト(無水ベース):アンモニウム塩:レアアース酸化物(RE):水の重量比が、1:(0.05〜0.5):(0.01〜0.2):(5〜30)であり;上記アンモニウム塩が、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムおよびそれらの混合物から構成される群から選択される、請求項20〜23の何れか1項に記載の接触分解触媒の製造方法。
  28. 上記工程(3)において、上記接触を行った後、アルカリ溶液を用いて上記混合物のpHを6〜10に調整する、請求項27に記載の接触分解触媒の製造方法。
  29. 上記工程(3)において、上記接触を行った後、アルカリ溶液を用いて上記混合物のpHを7.5〜8.2に調整する、請求項28に記載の接触分解触媒の製造方法。
  30. 上記アルカリ溶液が、アンモニア水、ケイ酸ナトリウム、メタアルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、およびそれらの混合物から構成される群から選択される、請求項28または29に記載の接触分解触媒の製造方法。
  31. 上記工程(4)において、2回目の焼成を500〜650℃で、0〜100%の水蒸気の条件において、0.5〜4時間行う、請求項20〜23の何れか1項に記載の接触分解触媒の製造方法。
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