JPS58112052A - 組成物 - Google Patents

組成物

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JPS58112052A
JPS58112052A JP57214583A JP21458382A JPS58112052A JP S58112052 A JPS58112052 A JP S58112052A JP 57214583 A JP57214583 A JP 57214583A JP 21458382 A JP21458382 A JP 21458382A JP S58112052 A JPS58112052 A JP S58112052A
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zeolite
silica
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crystalline
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JP57214583A
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ウイリアム・ピ−・ヘツテインジヤ−・ジユニア−
ハ−バ−ト・ダブリユ−・ベツク
スチ−ブン・エム・コバツチ
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Ashland Oil Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は後頭原油、残油、常圧蒸留油、及び約650F
i43℃)以上の沸点の真空ガス油のような高沸点炭化
水素を含みかつI 025F(552℃)をこえる沸点
の残留物質から成る炭素−金属質油を低沸点輸送機関油
へ転化するのに適した極上の群の炭化水素転化触媒を特
性化することに関するものである。本発明及び製造方法
の極上の群の触媒は、安定性のために高含量のランタン
置換をもつ少くとも一つの高活性の極上結晶性ゼオライ
トを高濃度で、液状及びガス状物儂の触媒粒子との拡散
接触を特に行わせる少くとも0.35cc / 9の高
空孔容積と空孔径をもつマ) IJラックス中分散させ
てもっている。高空孔容積及び比較的大きい孔径のマ)
 IJラックス質複合体は酸性の分解活性をもちあるい
はもたないで提供されるが、しかし好ましくは高沸点原
料油のある種の沈降液状成分を接触分解する少くともい
くらかの酸性分解活性能を与えるようにつくられる。た
り具体的にいえば、大きい孔径と高空孔容積のマ) I
Jラックス質は高沸点原料油によって沈着される金属の
蓄積と不働態化を促進し、特に炭化水素転化法でその再
生部分に於いて出会うような温度に於て沈着バナジウム
の不移行化あるいはトラップのためにアルミナ、チタニ
ア、ジルコニアおよび慢性分子節も含む。
虜用的のガス油流動接触分解(FCC)の操作に於て利
用される触媒は炭素及び金属の沈着の多い接頭原油分解
操作に於ける以外の用途に対して20M!%より少ない
ゼオライトで以てつくられる。これらの既知の触媒がき
わめて短時間の操作に於て残油及び抜頭油な分解するの
に使用され得るという事実は、それらが真空蒸溜の残油
中に見出されかつ1025F(552℃)あるいはそれ
以上の通常は1050F(566℃)より高い沸点をも
つアスファルテン、多環芳香族、ポラ−分子(pola
r molecule)ナフテン及びポルフィリンのよ
うな液状の炭素−金属質油を放出する物質を処理するの
に経済的に適していることを意味するものではない。一
般には、慣用のガス油b’ c c系は20重葉%より
少ない(10−15,ik、量%)結晶性ゼオライト含
有量の比較的低い触媒を用いるが、これはシリカ対アル
ミナの比が小さいゼオライトであるために水熱的安定性
が比較的低く、通常は約0.22cc19より大きくな
い低空孔容積のマトリックス物質中に分散したセリウム
対ランタン比の高い交換結晶性ゼオライトから成り、そ
して、500オングストロームより小さい孔径開口を含
んでいる。一般には、そのマトリックスは酸性分解活性
がほとんどないか全くない単なる粘結剤である。
ガス油(常圧及び真空)並びに1025F(552℃)
以下の沸点溜分の結晶性ゼオライト含有5公解触媒によ
る処理は1960年代初期以来石油精製業者に利用され
てきて1970年代初期以来石油精製業者に利用されて
きて1970年代に於てかなり使用された。一般にはこ
のようなガス油供給原料はその供給源が選択されるので
金属不純物及びコンラド9ソン炭素値が比較的小さい。
その上、高硫黄原油及び高水準の金属不純物を含む原油
はこれらの望ましくない成分を除去または実質的に減ら
すためのきびしい処理方法が存在しなかったためにFC
C操作に於て使用されなかった。
このような方法は水素添加、プロパン脱アスファルト、
コーキング、ハイド80クラツキング、ビスブレーキン
グ及び真空蒸溜を含む。これらの処理は商価でありかつ
輸送機関用燃料へ格上げされる原油の容積を相当に減少
させる。
ガス油のFCC処理のために開発された触媒は特にガソ
リン沸点範囲の製品及びライトサイクル油に対する高転
化率と高選択率を提供するように開発されてきた。より
高沸点の生成物は通常は分解操作へ循環されるからであ
る。このガス油処理環境に於ては、金属の沈着は、供給
組成のために、そしてまた、コンラド9ソン炭素水準が
一般には約1重量%以下であってより普通には0.1−
0.2重量部の範囲にあるので、比較的少ない。このよ
うなガス油操作に於て用いられる供給油は分解反応条件
下で容易に蒸発し、従って触媒上での大量の液の沈着は
避けられないとしても最少化される。
FCCガス油分解作業に於ては流動粒子触媒中のガス油
供給物の拡散は主要な問題ではなく、高沸点液状炭化水
素による過度の金塊沈着及びコークの多量沈着による孔
の閉塞はその作業環境に於いて主要問題として遭遇しな
い。望ましくない金属成分と炭素のこのような沈着は通
常はその程度が小さいので、特別に工夫したマトリック
ス物質を提供して触媒の分解活性を実質的に乱すことが
ないように金属を蓄積させる必要性は少なかった。
さらに、そしてはるかに重要なことは、バナジア(五酸
化バナジウム)を特に非移動性化させる必要性について
誰も認識していなかったことであり、それは、ガス油分
解に於て出会うバナジアの沈着の水準は1200FC6
45℃)から1600F(871℃)の範囲の再生温度
条件に於けるこの物質の液化に基づく粒子の半熔融及び
凝集に関する認識をおこさせるほどのものでなかったか
らである。
現在知られている通りのガス油FCC操作と対照的に、
真空蒸留、プロパン脱アスファルト、及び水添によるよ
うなその他の不純物除去方法にかけられなかったはるか
に低品質の供給油を処理する抜頭油転化操作は高水準の
金属不純物、硫黄化合物及び窒素化合物を含み、かつ高
いコンラドソン炭素値をもっている。炭素−金属質供給
油として定義するよう我々が選んだこの高沸点の汚れた
供給油は、現在石油精製業者が入手できる極めて低品質
の供給油の多くのものによって示される。
現在知られている低含量で20重J1%以下のゼオライ
トを含むFCC転化触媒な抜頭油転化工程に於て使用す
ることは金属及び高炭素沈着による急速な触媒劣化に通
じ、これは触媒の入れ替え量を非常に多くすることによ
ってのみ矯正され、経−的にきわめて魅力のない操作と
なる。ゼオライト低含有触媒の急速劣化は、金属の沈着
と、高水準の炭素沈着を取扱う再生工程中の水熱的安定
性が比較的小さいこととによって、ゼオライトの活性度
と選択性とが急速に失なわれることに基因する。我々の
研究では、スチーム及び特にバナジウム及び酸素の存在
下での高温度再生は触媒の分解用成分ゼオライトの活性
を急速に破壊し、この状態はシリカ−アルミナ比が小さ
くナトリウム含有量の多いゼオライトを、急速なゼオラ
イト分解能の中和をもたらすバナジウム、ナトリウム、
ニッケル及び鉄を含む多量の沈着金属と一緒に使用する
ことKよって悪化する。さらに、触媒の活性度は接頭油
中の大賞の重質の高沸点炭化水素によって影響を受け、
この油は蒸発せ7そして粘い液状物質で以て触媒粒子を
急速に蔽い、供給油中のアスファルテンのような物質の
ために粒子の凝集をおこさせる。さらに、吸収された重
質炭化水素はマトリックス及び特にゼオライトの両者の
孔を詰まらせ、低空孔容積のために拡散問題を悪化させ
、高沸点接頭油供給油中の塩基性窒素化合物の吸着によ
って酸性点中和を行なわせる。
分解活性、酸性、水熱的安定性、拡散及び空孔閉塞、ゼ
オライトのナトリウム含有量、酸性点中和、金属の蓄積
、及びバナジアの非移動化、に関して上述した諸問題は
抜頭油転化法に使用する本発明の特別な触媒組成物を用
いることによって尖細的に減少または克服される。
本発明は常圧蒸溜塔の塔底物として回収され1025F
(552℃)以上の沸点をもつアスファルテン、多環芳
香族、ポラーズ、ナフテン、ポルフィリン、及び硫黄化
合物並びに窒素化合物を含む高沸点炭化水素または重質
油原料を転化するのに特に適している改良され新規であ
る種類の触媒組成物の確認と特性づけに向けられている
。本発明はこれらの特異な触媒の利用、並びにこれらの
触媒組成物の極上の群を製造する一つまたは一つ以上の
独得の方法の確認に関するものである。その触媒組成物
は、ここで定義しかつ抜頭油、常圧蒸溜油、残油、頁岩
油、石炭液化からの油状生成物、タールサンド8オイル
生成物、のように1050F(566℃)以上の沸点の
成分を含む重質油中の物質の組合せの一つ以上の言葉に
よって知られている一つ以上の高沸点供給油の転化に特
に適応されるが、これらの重質油はすべていくらかの炭
素−金属質油成分を金属、アスファルテン、耐火性芳香
族及びポラ−化合物、ナフテン、及びポルフィリンの形
態で含んでいる。本発明の特別な触媒はコン2ト9ソン
炭素が2から8の範囲にあり75ppmまであるいはそ
れ以上のバナジウムを含むコンラドソン炭素生成供給物
質を処理するのに有用である。本発明の触媒組成物は上
記で規定した高沸点供給油をNi+Vが600 ppm
をこえニッケルまたはバナジウムのいずれかが主要割合
を占めている蓄積金属水準をもつときに処理するのに特
に有用である。さらにもう一つの面に於ては、本発明は
高分解活性能の改良された金属許容触媒組成物を提供し
、それによって触媒粒補給がのび、処理系の触媒保有量
が所望の低水準に保たれ、接頭油分解操作の経済的効果
に対して著しく寄与する。
触媒保有量を小さくできることは望ましく、それは高価
な再生装置の大きさを小さくし、バナジウムを高度に含
む触媒が再生基中の温度にさらされる時間をライザー中
の分解に関係している時間に比べて短かくするからであ
る。高バナジウム含有触媒がスチーム及び02の存存下
で高温にある時間が長いほど触媒寿命にきわめて有害で
あることが見出されている。触媒保有量が小さいことは
、炭化水素転化を含む循環触媒系に於いて予め決められ
た所望の触媒活性能−選択率特性を維持しこの種の作業
に於て所産の生成物と触媒再生を形成させろための触媒
補給量を減少させる。
本発明によって意図されている高沸点抜頭油転゛化操作
は、ライザー中の分解帯に於て見られるような接触時間
温度が短かく制限された中で5−20対1の範囲の触媒
対油供給比の使用を可能とする、一つの維持された触媒
保有量に依存する。
また、関連の触媒ストリッピング帯と、少くとも2段の
触媒再生から成り沈着した炭化水素質物質の除去を行う
触媒再生蜂、作、と組合せの触媒移送連結導管も保有量
が小さくあるいは制限される。従って、所望の活性度と
選択率を保持しながらより多くの金属蓄積を受容する触
媒組成物を提供し、てより長時間の連続運転を可能とす
ることによって、触媒置換え割合が大いに減り、従って
処理作業動車が改善される。
本発明の改善された高活性金属許容触媒は20かも20
0ミクロンの範囲の流動性粒状の特別な微球状粒子組成
物であり、大きい孔径の高活性結晶性珪酸アルミニウム
を通常より多いパーセンテージで含み、最終触媒中で0
.255重量%り少なく好ましくは0.1重量%より少
ない酸化ナトリウムが特別なマトリックス組成物中に分
散した、残留ナトリウム量が少ないランタン分の多い結
晶性ゼオライトを提供するようイオン交換し、そして、
ゲル状またはコロイド9状のシリカまたはシリカ−アル
ミナの中に分散させた酸性修正剤を併用または併用しな
いでいくらかの分解活性を提供し得る粘土を含んでいる
。触媒は0.220C/gより大きく好ましくは少(と
も約o、32cc#の空孔容積を提供する条件下でつく
られる。少くとも0.4 cc/gの空孔容積をもつ触
媒粒子が特に望ましい。
このゼオライト−粘土混合物は一つまたはそれより多く
の金属酸化物をはじめに含む粘結剤と組合わせてつくら
れ最終の微球状粒子に所望の硬さを与える。この目的に
適する耐火性金属酸化物(単数または複数)はシリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シ
リカ−アルミナ−マグネシア、シリカ−チタニア、シリ
カ−ジルコニア、チタニア、ジルコニア、及び混合物、
並びにそれらの組合せから成る群から選んでより・。
本発明に従って使用可能な分解触媒組成物の製造に対し
て、許容できる孔径と適肖な粒径のゼオライトまたは結
晶性珪酸アルミニウム(GAS)は小さい比較的均一な
孔または溝によって連結された大量の均一開口または均
一空洞を含むミクロン寸法の三次元構造体である。
各種の成功度で以て使用できるいくつかのゼオライトは
モルデナイト、グメリナイト、ゼオライト1L1.23
M4、フォージャサイト及びシリカ対アルミナ比が少く
とも5.5/1  の脱アルミナーフォージャサイトを
含む。s Y I型結晶性フォージャサイトは本発明の
触媒をつくるのに特に好ましい。
これらの結晶性ゼオライトのいくつかの特性は次の通り
である。
フォージャサイト  7.4x7.4    55.0
       2.8ZSM4      7.3X7
.3    53.5       3.1“L@7.
IX7.1    50.5       6.6グメ
リナイト    7.Ox7.0    490   
     2.5モルデナイト   6.7x7.0 
  46.8      6.0本発明の金属許容触媒
を製造するための好ましいゼオライトはシリカ対アルミ
ナの比が5より大きい触媒的に活性なフォージャサイト
結晶性ゼオライトであり、これは燥焼の前後に数回イオ
ン交換して稀土類を含ませ、そして具体的にはランタン
対セリウムの比が少くとも1/1で好ましくは少(とも
2/1またはそれ以上を提供するものである。
ゼオライトの安定性はランタンまたはニオブの含有量に
直接に比例し、セリウム含量に逆比例することが知られ
ている。従って、商業的応用に於ては、ゼオライト交換
にはいくらかランタン分の多い交柳溶液が使用された。
I X l型及び”Y“型の結晶性ゼオライトとして知
られているフォージャサイト型ゼオライトは、合成的に
製造され本発明の触媒製造概念に於て使用されるときに
は、一般的に0.05から10ミクロン好ましくは5ミ
クロン以下の規則正しい形状の個別粒子である。特に好
ましいゼオライト@YI型結晶性ゼオライトであり、シ
リカ対アルミナ比が大きいほど安定性が良好である。一
般的にいえば、好ましいIYI型ゼオライトは4.5ま
たはそれより大きいシリカ−アルミナ比を含み、より普
通には54のシリカ対アルミナ比を含み、好ましくは少
くとも5.5対1のシリカ対アルミナ モル比を含むも
のである。
ゼオライトはイオン交換してナトリウムを水素及び(ま
たは)稀土類金属で以て所望の低水準へ置換して酸化ナ
トリウムカド10.25重量%より少ない最終的触媒粒
子を提供することによって、触媒的に活性化及び安定化
される。ナトリウムイオンをきわめて低い水準へ除去し
、かつここで示される通り特性づけられた稀土類交換1
Y1型フオージヤサイトを提供すると、水素型ゼオライ
トよりはるかに安定であり、そして高シリカ含量のゼオ
ライトの燥焼前後に交換させた高ランタン含量ゼオライ
トを提供することによって特に最適化される。
嘴に、バナジアを扱うときには少くとも7重tohの高
ランタン含量結晶性ゼオライトが特に望ましい。これら
の触媒的に変性された稀土類含有結晶性ゼオライトは高
活性の触媒組成物であり、最も普通には、高温度スチー
ム処理及び担体またはマトリックスの物質中での稀釈を
行なって、総括的な触媒粒子活性を許容できる接触分解
限度内に制約することによるような方法で、いくらかの
変性をさらに必要とする。
在来技術に於ては、触媒組成物は、マトリックスがシリ
カ、アルミナまたは少くとも25車量係のアルミナ、よ
り普通には少くとも50重量%のアルミナを含むそれら
の混合物を含むようにつ(られた。マトリックス物質は
また最終触媒の約10から65重量%の量の粘土を含む
ことも知られている。カオリン、ハロイサイト、モンモ
リロナイト、及びその他のような粘土が従来の技術に於
て使用された。またメタカオリン及び酸処理ハロイサイ
トのような熱的及び化学的に変性した粘土を使用するこ
とができる。一方、シリカ及び(またはフアルミナの粒
子(10から10,0DDA)のコロイド分散体を予め
形成した触媒または触媒ゲルへ添加して、米国特許明細
書 第4,198.320号にある通り、金属の触媒毒に対
17て改良された抵抗性をもつ触媒組成物を提供してよ
い。さらに、米国特許明細書第3.944,482号は
孔径分布が5o−iooオングストロームの範囲にある
耐火性金属酸化物マ) IJラックス中分散した1から
40係のゼオライトを含む触媒の存在下で、高金属含有
炭化水素供給原料を分解することを提唱している。米国
特許明細書 第6,972,8ろ5:3.957.689:及び3、
867.308号各明細書は珪酸塩をそのpHを調節す
ることによって中和し次いで粘土及びゼオライトを添加
して、分解触媒を形成させることによって触媒をつくっ
ている。
本発明の改良された金属許容触媒は、シリカ、アルミナ
またはそれらの組合せのゲルまたはコロイド懸濁体中に
分散された粒径範囲が約0.05から5ミクロンの小粒
径の選ばれたランタン分の多い結晶性ゼオライトを少く
とも65車量係、より普通には約40重量係含み、ここ
で規定する選ばれた結晶性ゼオライトの小粒子との混合
物の所望の均密性を提供するマトリックス物質を形成さ
せる組成物である。好まし・くは、カオリナイト粘土は
約1ミクロン前後の小粒径を特徴とし0.30 cc/
gをこえる空孔容積を触媒粒子複合体に与える。
空孔容積は少くとも0.32cc/fiであり、望まし
くは、0.65cc/9より大きく、より望ま、シ<は
0.4から0.8 cc / 9の範囲にあることが好
ましい。
本発明の一つの特別な面に於ては、本発明の方法によっ
てつくられる微球状触媒粒子は中空殻粒子を含むことが
観察され、そのうちのあるものは粒子殻の内部への少く
とも一つの大きい主要通路を含む。このようにして、ラ
ンタン分の多いゼオライトを高濃度で含む改善された新
規の触媒組成物がここで述べるようにつくった金属許容
球状触媒粒子組成物を提供し、これは実質的に拡散が制
限されず従って従来経験した運転期間よりずっと長い期
間の間、金属汚染水準が高い場合に於いても触媒的に有
効性が保たれる。
本発明の触媒組成物は、選ばねたマトリックス物質好ま
1. <はここで規定するコロイド状物澗でかつ3. 
Q cc / filより大きい高い空孔容積を提供す
るマトリックス中に分散させた、約40重量%の高濃度
の選ばれた稀土類成分の多い結晶性ゼオライト組成物の
ために、従来既知の組成物よりはるかに高い触媒活性を
もつことは、当業熟練者に綾められるであろう。すなわ
ち、高度の水熱安定性をもつ、ランタン分の多い稀土類
の高・ξ−センテージで以て交換した、シリカ対アルミ
ナ比の高いOREY  ゼオライト触媒組成物(燻焼さ
れた稀土類交換結晶性IYIゼオラ″□イト)はコロイ
ド族特性の高空孔容噴の節ばれたマトリックス物質の中
でつくられ提供される。この触媒組成物はその孔の開口
の少くとも40%が500オングストロームより大きく
、少くとも25%が1000オングストロームよりも大
きい。この統計的特性づけは高CRC;(コンラドソン
炭素)の前駆体炭化水素供給油の転化の際の高金属負荷
の下ですらより多くの分解活性点が利用できるよう、少
くとも6%好ましくは少くとも7%の稀土類を含む触媒
粒子組成物を提供する。コロイド状マトリックス成分を
含みかつここで示されるようにつくった微球状触媒組成
物の使用は、触、煤粒子の空孔容積がここで規定してい
る反応剤の供給油で以て%より多くが詰まらず、少くと
も1/4から1/2がつまるよう、触媒対油の比を十分
に高く選ぶことによって炭化水素接触転化作業に於て作
業能率が向上する。
既知文献及び在来の特許は、N1、V、 Fe、Cu、
及びNaのような金属が接頭油処理の際に分触触媒上に
沈着することを示している。これらの金属、特にNa 
、は触媒の□゛活性度と選択率に影響することが知られ
ており4、特に活性度に影響する。在来の技術はまたニ
ッケル及びある程度までのバナジウムはコーク及び水素
の生成に関して特に有害であり、従って、金属汚染水準
はニッケル当量に関して表現される。これは次の式で示
される。
N1当量=4Ni+V+Fe N1 ”+t= Ni + ”/4+ Fe15大瞼の
金属の存在下の抜頭油転化に最も適した触媒組成物を確
認する研究に於て、バナジウムおよび少ない程度の鉄は
す) IJウムに次いで金属汚染物の中ではるかに破壊
的なものであることが確りされた。ニッケルは破壊性が
最も少ないように見えた。バナジアは、五酸化バナジウ
ムとして、結晶性ゼオライト構造の不可逆的破壊をおこ
し、急速に、はるかに活性の低い無定形性物質またはそ
れに近いものを生成させる。ナトリウムはぜオライド酸
性分解点の永久中和に通ずる。5ニツケルは炭素質物質
の脱水素と沈着を促進することによって分解点の一時的
中和に主として通ずる。
相対活性として報告する触媒の活性へのこれらの金属の
効果−M A T M量%を、第1〜6図に示す。MA
Tと相対活性との間の関係は、米国出願第06−277
−751 :1981年6月60日出願、の中で考察さ
れている。
ここにおける結論に到達するとき、Ni、■ およびN
aの変化する濃度をいくつかの触媒混合物または組成物
を含浸させることにより使用して、水蒸気処理した平衡
触媒へのこれらの金属の効yを研究した。得られた結果
を、各触媒混合物の相対活性を減少する金属の0.5重
量%を基準にして表Aに示す。すなわち、0.5%のニ
ッケルは転化レベルを5〜15%に、0.5重量%のバ
ナジウムは転化レベルを60〜100%、そして0.5
%のナトリウムは転化レベルをは清5o〜6o%減少す
る。この減少は、転化の百分率または相対的f1白であ
る。
表A 超DX 10%ゼオライト    15    100    
 50R−1 40係ゼオライト     7      60   
   50−1966 25%ゼオライト     6     62    
 60方程式# 1 : V 当t = 9 V + 
6 Na + Ni方程式$2 : V当11=V +
 2/3Na+Ni/9方程式#1における上の「V当
着」の方程式に基いて、本発明の考えを実施するとき供
給物中に675V、半量程度に高くあるいは触媒上に1
80.0OOV当量程度になり5る供給物中の変化する
金属レベルにおいて実施出来ることがわかった。触媒の
分解に関してニッケルおよ′びバナジウムは前者の特許
および文献の中の「Ni当量」の方程式中に表される選
択性の強調に対するものとして重要なものとなりうろこ
とが、認められる。
本発明の触媒組成物は当量に於て既知であり、あるいは
考案中の各種装置に於て使用してよく、炭化水素供給油
、蒸気状転化生成物及び触媒粒子の間の反応剤滞溜時間
を、所望の接触的炭化水素分解あるいは転化を行って有
用生成物を得る温度に於て、6秒以下、より普通には0
.5から2秒の範囲の短かいものとすることができる。
生成蒸気は950:F(510℃)から1150F(6
21℃)の範囲の温度、より普通には約1100FC5
93℃)をこえない温度で回収される。炭化水素転化の
運転と共働して、回収可能な00分の多い煙道ガスを生
成するように、触媒再生時間と1500F(815℃)
以下で通常は1400F(760℃)以下の再生温度を
制限するよう、再生系または再生操作が設計される。触
媒再生操作は残留炭素含量が少ない好ましくは0.1 
qbより少ない再生触媒を提供するよう設計される。よ
り具体的な一つの面に於ては、少くとも二段の温度制限
した触媒B主操作を一つ以上の触媒ス) IJツピング
操作と組合せて使用することが好ましく、これらは相互
に関連して作動して、接頭油分解によって生ずる比較的
大量の炭化水素質物質及びある種の金属汚染物の沈着を
除去する間に出会う発熱的温度上昇を低下させる。さら
に具体的にいえば、二段式の酸素含有ガス再生操作が考
えられており、その一つの民階はCO2に置き換えて、
水素、硫黄及び窒素を除く比較的高温のストリッピング
操作と組合わせて炭化水素質の成分物質を除去してよい
。この触媒再生操作及び温度制限のある接触段階の繰返
しに於て、高温CO2に依存する一つの具体的実現例に
於ては、いくらかの水素及びい(らかの炭素質沈着物を
一つまたそれより多い段階に於て除去することが考えら
れており、このような操作は、燃焼によってGOまたは
002分の多い煙道ガスをこの操作から生成させる沈着
炭素質物質の一部の酸素・整焼除去が間に入ってよい。
これらの再生組合せのいずれに於ても、酸素熱焼の温度
を比較的低い水準、好ましくは約1451(788°C
)以下に抑えることが特に望ましく、これは回収可能な
00分の多いまたは002分の多い煙道ガスを提供する
。炭化水素質沈着物をCO2並びに炭素と一緒に除去し
て回収可能COを生成させることはこの組合せ操作の総
括的熱収支を明らかに改善し、昇温水熱条件の触媒に対
する潜在的温度工程変動を減少させる。
本発明は、特に、アスクアルテン類、ナフテン類および
ボウルフィン類の炭素−金属油成分からなる高沸点炭化
水素の転化に適当な新規な組成物の製造法および使用法
に関する。さらに詳しくは、本発明は、1025F(5
529C)以上で沸騰する成分からなる高沸点炭化水素
を転化するとき使用するのに適する高い活性の炭化水素
転化触媒組成物の新規な部類の特徴すけおよび製造に関
する。
接頭原油の分解触媒の触媒活性は、本発明に従い、次の
簡単に同定する特徴の組み合わせにより提供されかつ実
質的に維持さ、れる: 1)触媒活性−1Y1フオウジヤサイト結晶質アルミノ
シリケートおよび結晶質ゼオライトの焼成の前および後
に交換された希土類の少なくとも65係を準備して、少
なくとも4.5 / 1の高いシリカ対アルミナ比と好
ましくは5.5/1より大きいシリカ−アルミナ比のR
ECREYゼオライトを形成する。
2)−門触媒活性−す) T)ラム成分が伺い材料から
、ナトリウム分が低く、約0.22jjci%より少な
い酸化ナトリウム、より好ましくは約0.15%以下の
それからなる最終の触媒組成物を製造する。
3)fi九安定性−希土類交換体の組み合わせを用し・
て触媒の水熱安定性を改良して、触媒組成物中の、好ま
しくはそのゼオライト成分中のランタン対セリウム比を
171より太き(、好ましくは6/1より大きくし、希
土類酸化物分が少なくとも6重量%、好ましくは7重量
%より大きい触媒粒子の組成物を提供する。
4)拡散および孔の閉塞−コロイド9状前駆物質または
コロイド状懸濁液に転化できる一種またはそ・′1゜ れ以上の成分からなるマトリックス材料組成物を用いる
。好ましくは、このマトリックスは、その孔大きさの開
口の実質的な部分を提供し、かつその40%以上が少な
(とも約500オンダストロウムでありかつ少なくとも
25%が10oOオングストロウムであるか、あるいは
供給物の最高の分子量の成分が望ましくない孔の閉塞を
起こさないで吸着されるように:分解された材料の逃げ
に関連する拡散の問題が最小となるように:および大き
い孔の中の金属の析出も実質的な孔の閉塞また起こさな
いように、充分に大きい孔である組成物である。こうし
て、本発明の触媒粒子の組成物のマトリックス組成物を
形成するとき、異る粒子サイズのコロイド状懸濁液を提
供する少なくとも2種類の孔大きさの異る竜を用いるこ
とが考えられる。孔大きさならびに孔体積におけるこの
変動は、噴霧乾燥した微小球の触媒粒子組成物の粒子の
多孔度および摩擦抵抗の性質を変える基準として用いる
。こうして、どんなものが得られようと、異なる大きさ
のシリカのコロイドまたはアルミナのコロイド9または
それらの組み合わせのコロイドゝ状懸濁液を、用いて、
所望の多孔度および都度のゼオライト成分のためのバイ
ンダーマトリックス材料を形成1.、特定の利益が得る
ことができる。
5)高沸点油成分の吸収−触媒組成物のマ) IJソッ
クス料は、酸性または中性にかかわらず、好ましくは0
.30cc/gより大きい孔体積を用い、そして実質的
に少なくとも500オンダストロウムから1000オン
グストロウムの孔大きさの開口からなるので、新らしく
再生された触媒と1450FC788℃)までの温度に
おいて接触したとき完全に蒸発′しなかった抜頭原油供
給物の高沸点成分は熱的にまた同じようによく接触的に
分解し、そして分解生成物は選択されたゼオライトの孔
に入り、触媒粒子の表面を被覆しかつ望ましくない粒子
の凝集を起こすよりはむしろ、触媒の等級を上げる。ま
た、接頭原油の分解生成物の凝集を促進して、用いる装
置の部分よりはむしろ触□媒の上へ付着させることが重
要であり、そしてこのような付着は、定義した大きい孔
大きさの開口および孔体積に関連してここに定義した触
媒対油の比を用いることによってとくに影響を受ける。
したがって、杏発明の触媒組成物は、合計の孔体積対液
体供給物が少なくとも4/1であるように、高い、好ま
しくは0.6cc / gの孔体積を用い、そして液体
の炭化水素材料が孔体積の174〜276以下を満たす
ような、触媒対油比で用いる。上に定義した特定の触媒
対油比忙関連して用いる孔体積および孔大きさの開口に
関するこれらの制限は、選択される凝縮生成物を先行技
術において既知のかつ記載されているものから有為に区
別する。
6)マトリックス材料一本発明の触媒組成物は、分解活
性に関して比較的不活性であるかあるいは活性であるか
のいずれかである。好ましくは、マトリックス組成物は
、吸収および吸着された高沸点炭化水素成分の熱的およ
び接触的分解の両者が達成することを保証する酸性の作
用材料である。
反応ゾーンにおいてより選択的条件のもとにさらに転化
されうる低分子量成分材料を形成するための高分子量成
分の熱的転化は、本発明の選択したランタンに富んだ高
ゼオライト分の触媒の利用において′M要な面である。
こうして、高い孔体積−大きい孔サイズの接触的に活性
なマトリックス拐料の組み合わせは、高分子量の高沸点
のメタロ−7Pルフイリンおよびアスファルテンまたは
コンラドンン炭素前駆物質を熱的にかつ接触的に転化す
ることにかなり頼り、このよう圧してその金属成分が好
ましくは触媒の選択した結晶質ゼオライト成分よりはむ
しろマ) IIラックス表面の上に付着するようにする
。さらに、マトリックスの酸性度は、塩基性の重質窒素
化合物もゼオライト構造中に入るのが拘束されるように
、前記化合物を選択的に吸着し、これによって特別のゼ
オライトの分解部位の中和を長期間の使用の間より望ま
しくは拘束でζるよう圧することがとくにのぞましい。
本発明のマ) IJノックス料は、硫酸塩、燐酸塩、ハ
ロゲン寄与物質、燐酸、ホウ酸、再活性化粘土、シリカ
−アルミナ、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコニアお
よび他のこのような酸寄与物質のような物質の一種また
はそれ以上の添加により、それ以上の酸度を付加されう
る6 7)マトリックスと金属の制御 本発明の触媒組成物の重要機能の一つは後頭油部分を含
みかつ炭素−金属質成分を含む分解後頭油から沈着され
る金属に対する制御の実施に関するものである。本明細
書に於て論じたように、これらの炭素−金属質成分はコ
ンラドノン炭素及び沈着金属を含み、金属は特にN1、
■、Fe、及びNa”を含み、この中、バナジウムはナ
トリウム、鉄、またはニッケルのいずれよりも触媒ゼオ
ライト成分へ大きな損傷を与えることが確認されており
、ナトリウムは第二番目に大きい損傷を与える。
そこで、本発明の触媒組成物を含みす) IJウム含有
物質からつくられた特別なマ) IJソックス質または
組成物は、その付与された空孔容積と少くとも500か
ら1000オングストロームの実質的な孔径開口のため
に、金属を捕捉し、約0.22 cc/g程度のはるか
に小さい空孔容積をもつマ) IJラックス場合に従来
可能ではなかった程度よりもはるかに高い水準へ金属を
蓄積させる。本発明によってつくられた触媒のこの金属
捕捉体勢は一つまたはそれより多くのパナジア不移動化
物賀の採用によってさらにより効果的で新規性のあるも
のとされるのであり、この物質は共同的に複合化して触
媒再生操作に於て用いられる普通に遭遇する温度以上の
温度に於て熔融する組成物を形成する。
このようにして、ここに規定したよウナシリヵゾル、シ
リカ、アルミナあるいはそれらの組合せのゲル及び(ま
たは)コロイドから粘土物質またはここで規定する第二
の金属捕捉ゼオライト物質を一緒に混合してつくられる
本発明で意図するマトリックス物質または組成物は、沈
着金属が上記に規定した特別なあるいは極上のゼオライ
ト構造体に到達しそして(または)反応してそれを破壊
しあるいはここで論じた触媒粒子凝集化をひきおこす前
に、その沈着金属を束縛する。金属蓄積化剤及びバナジ
ア不移動化剤として作用するのに適している物質はマト
リックス中に加えられるアルミナm質、柱状層間構造(
pillared 1nterlayered)粘土物
質及び選択された金属添加物を包括し、これらはバナジ
アと複合化して、出願人らの出願中の特許申請番号06
−277−752(3/30/81、登録)及び06−
252−967(4/10781登録)に於て確認され
ているような再生工程中に出会うよりも高い融点の混合
物を形成する。
これらの特許願の主題は本明細書に資料として組込まれ
ている。
諸変数の上記範囲は特に後頭油転化(RCC)に対して
特に適しているが、本発明はそのような範囲に限定され
るものではない。
本発明によって確認される触媒組成物の極上新規性の種
類は、本明細書に於て規定するm成物髪因及び成分を含
めるようにつくるときに、ここで規定する多重機能を発
揮する。このような触媒物質の製造はまた必要な場合に
安価な充填剤及び(または)粘結用物質を含めることも
具体化しあるいは意図するものではあるが、最も重要な
ことは、上述のような金属の捕捉並びに所望の孔径開口
と空孔容積構造の増強の達成を可能とする物質を含める
ことである。この目的に適するいくつかの物質は出願人
らの出願中の特許願POT−US81−00492(4
/10/81.登録)の中で確認しているようなカーボ
ンブラック、高純度の極微細カオリン粘+、アルミナ、
及びある柿のボールクレー、が包括される。この点に於
て、酸処理モンモリロナイト、ベントナイト、あるいは
ノ\ロイサイトも可能な候補であり、マトリックス中に
酸性を付与するのに役立ちまた粘結剤として使用される
流動分解触媒の製造に対する典型的なアプローチにおい
て、非コロイドゝ状粒子またはゲルのスラリーは、マ)
 IJラックス料から通常製造され、そしてこの材料に
結晶質ゼオライト、たとえば、Ce/La≧1/1 (
スラリー以外から製造された)のREY またはGRE
Y  が加えられる。第二のアプローチは、結晶質ゼオ
ライトを、噴霧乾燥前にマトリックス材料中に、その場
で製造すること、すなわち、ゼオライトをその曝で発生
する条件下にマトリックス材料および選択した条件を用
いること、である。これらの製造において、利用されて
いる最も普通の塩類は、ナトリウム塩類たとえばNaシ
リケート、Naアルミネート、Na水酸化物の形である
。なぜなら、それらは入手容易でありかつ低価格である
からである。こうして比較的大量のナトリウムは、ゼオ
ライト中に、またマトリックス材料中に常圧存在する。
     ゛米国特許第3,867.308号は、鉱酸
をす) IJウムシルケートへ急速に加えてヒドロシル
を調製し、このゾルのpHを調整し、粘土とゼオライト
成分を加え、噴霧乾燥し、水で洗浄し、その後希土類交
換し、そして生成物を回収することによって、分解触媒
を製造する方法を記載している。米国特許5,957,
686号において、耐摩擦性および高活性の触媒は、粘
土およびファウジャサイトを緩衝シリカ ヒドロシルと
結合することによって、製造される。処理中のpHの変
化によるゾルからゲルへの傾向から生ずる問題は、混合
硫酸−硫酸アルミニウム溶液の添加によりゾルを所望の
pH範囲に緩衝することによって、最小とされる。
このシリカ ヒト90ゾルは、2〜6.2の範囲に緩衝
される。緩衝されたシリカ ヒト90ゾルは、1〜10
重量%の固形分を含有する。典型的な製造において、シ
リカ ヒドロシルは5〜15東量%のシリカを含有し、
そして固形分の1〜10重量%は緩衝剤の添加から生ず
る。粘土は最終触媒の約10〜65重量係の量で存在す
る。ゼオライトは最終触媒5〜60重量%、好ましくは
5〜30重1%の量で加えられる。この特許の方法にお
いて、ファウジャサイトはpH3〜5に調整されたスラ
リーとして緩衝シリカに加えられ、そのさいシリカのゲ
ルがファウジャサイト粒子界面に沈殿するかあるいはグ
ルの塊が形成する危険はない。
上で形成されたスラリーの増粘は、6.5以上のpHに
おいて起こるといわれる。
触媒の製造において最とも使用されている普通の結晶質
ゼオライトは、天然に産出するものかあるいは合成ナト
リウム1Y@フアウジヤサイトであり、それらは希土類
塩化物(Ce/La−5/1)溶液で一系列の交換を行
うと、いわゆるREY (Na= 1−2%)の低いナ
トリウムの希土類交換ゼオライトが生ずる。普通の触媒
製造の実施は、この比較的低いナトリウム分のこの結晶
質REYに加え、次いで噴霧乾燥しく焼成の一形態)て
触媒粒子を形成することである。噴霧乾燥した触媒粒子
中のREYのナトリウム分は、水洗により低下され、希
土類塩溶液で処理されて粒子のナトリウム分は触媒のG
REY中の約1〜2から0,7〜1.2重量%のNaの
範囲に低下される。この型の触媒の製造(GREYを生
ずるREY噴霧乾燥−RE交換)は。
次ぎに図式的に示すようにREYを焼成した材料GRE
Y  に添加するとき経費を減少する:1 ) NaY
 + RE −−>REYハxラリー−一〉噴霧乾燥−
−)RE交換−−〉触媒中のGREY2) NaY +
 RE −−)REY−−)焼成−−>RE交換−−)
RECREY−−>  スラリー以外〉噴霧乾燥 しかしながら、REYを含有し噴霧乾燥し軽視されたF
CC触媒粒子のそれ以上のRE交換は、かなりな量のR
E塩をマトリックス中に入れる。
マトリックス材料に関すると、Naアルミネートおよび
Naシリケートのようなナトリウム塩類は、同様に高い
Na分を構成するマ) IJソックス合成に利用される
。これは酸(H)  またはアルカリ(NH)の洗浄を
用いることによって減少できるが、マトリックス内の高
いナトリウム分はなお残り、これを供されうるレベルに
減少するために数回の反復した洗浄を必要とするであろ
う。さらに、脱イオン水の使用は不必要である。なぜな
ら、それは高いNa分をも有し、こうして脱イオン水の
使用を必要とする。
もし、粘土を一部あるいは単一のマトリックス物質とし
て使用する場合、粘土はに、 Ca、 Mg等の他のア
ルカリ金属プラスいくらかのNa も導入する。しかし
ながら、触媒製造に適した粘土物質は通常、それらが結
晶性ゼオライトに再交換しない程度に含まれる。
本発明の触媒製造技術は、特別の触媒成分類から、それ
らがここにおいて準備されるようにスラリーとされ、噴
霧乾燥される前に、ナトリウムの最高量を排除すること
にとくに関する。焼成前にアンモニアでイオン交換した
あるいはしていないゼオライトの希土類交排およ、びそ
れ以上の希土類交換からなる特定の順序により、NaY
結晶質ファウジャサイトにより処理すると、結晶質ゼオ
ライトからのNa除去は、その結晶構造を破壊しないで
、最高となる。しかしながら、上の組み合わせによるゼ
オライト中への希土類(RE)の包含は、本発明の技術
により触媒を製造しかつ0.6重量%より少ないNa 
、好ましくは0.25重量係以下の触媒粒子を形成する
とき、実質的に増大し、また使用する特別のゼオライト
組成物を提供する。
ナトリウムが減少した成分、たとえば、コロイド状アル
ミナ、似いナトリウムのシリカヒドロシルまたはゾル、
チタニアおよびジルコニアおよびそれらの混合物の使用
は、マトリックス材料によるナトリウムの寄与がほとん
どないことが保証される。特別の低いナトリウムのカオ
リン粘土をここに定義するように、マトリックス材料の
一部分として、使用するとき、その中に存在するナトリ
ウムは非常に低く、粘土中にきわめて密に結合している
ので、それと混合するゼオライト中に移動するように思
われない。しかしながら、この密に結合したナトリウム
でさえ、酸処理によりあるいはNH4または希土類塩と
の交換により部分的に除去されうる。
本発明の技術により製造された触媒組成物は、主として
シリカのバインダー成分により寄与されたナトリウムを
獲得し、孔大きさ、マトリックス′の分解活性および金
属の吸収容量に関して多少かなりな程度に変性される。
すなわち、カーボンブラックまたは他の適当な孔大きさ
寄与物質を、スラリー組成物中に、その噴霧乾燥前に、
あるいは粘土、シリカヒドロシルおよび/またはコロイ
ド状物質の1種またはそれ以上の混合物中に、ここに定
義するように調製し、選択した高いランタンに富んだ結
晶質ゼオライトとそのスラリーを形成する前に、混合す
ることによって、噴霧乾燥したスラリーの孔大きさの開
口を増大することが考えられる。他方において、触媒粒
子の金属吸着容量は、触媒組成物中に、さらに他の物質
、たとえば、ゼオライトA、モルデナイト、チャパザイ
ト、安価な天然に産出するファウジャサイト材料、柱状
粘土材料またはそれらの組み合わせから成る群より選ば
れた材料の1sまたはそれ以上を混入することKよって
、増加することができる。これらの金属吸収および吸着
材料の添加は、しかしながら、触媒の所望の活性−選択
性の特性を相殺しないで高価でない触媒の製造に関連し
て、触媒粒子へのナトリウムの望ましくない添加を回避
するように、制限される。
さらに他の面において、とくに準備、選択したゼオライ
ト組成物、ゲルまたはコロイド9の前駆物質のマ) I
Jラックス分および粘土成分からなる本発明の主な触媒
組成物は、マトリックス材料に、1種またはそれ以上の
酸性促進剤を加えることにより、たとえば、硝酸塩、硫
酸塩、リン酸塩、ハロゲン寄与物質または酸性シリカ含
有成分たとえばシリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア
、シリカ−ジルコニア、シリカ−チタニアおよびこの目
的に適するここに同定する他の材料を加えることにより
、変性できる。
また、本発明の触媒の製造技術は、塩基性触媒組成物の
成分と協同して蓄積された金属を不動態化するための添
加材料に関して、上に同定したその多少の変更を包含す
る。
この触媒の新らしい製造の雰囲気において、精製者は今
や触媒の組成をとくにいっそう望むように変化させて、
高い活性の活性触媒の粒子を得ることができ、そしてこ
のような柔軟性は、使用する成分のため、触媒の製造費
の低下に関してかなり利益を与え、資本投下を減少し、
より特定的には触媒の組成および活性を本質的に任意に
調整して、所定の油供給物の転化を最適化することを可
能とする。この実施技術の他の利点を、とくに金属の蓄
積が平衡状聾に増加するにつれて触媒の交換速度を変化
させ、そして摩耗のため触媒の交換を変えて、とくに所
望の結果を達成するために、触媒の活性−選択性の特性
を多少変えたいときに、当業者は認識するであろう。
本発明の触媒およびその製造技術を用いることによって
誘導される利益は、多様である=1)後頭原油は、ライ
ザー分解、引き続く触媒の再生のときv205を生ずる
高いしはルでバナジウム(v)を含有する。v205は
RCC再生湛度上り低い温度(1275F>で溶融し、
触媒を通して流れ、ふるいを破壊し、こうして触媒の活
性を低下させる。存在するナトリウムとv205 との
反応は、低融点(1240F)の固体のナトリウムバナ
デートを生成する。ナトリウムノ2ナデートのこの似い
融点は、モ規のROc再生温度(1250〜1500F
)より低いので、最も望ましくない。こうして、触媒粒
子中のナトリウム分を低くすることにより、触媒粒子中
を通る液体として移動しあるいは流れ、ゼオライト結晶
構造を不可逆的に破壊しうる、これらの種のいずれの形
成をも減少することは、触媒の活性および選択性の実質
的な損失を防ぐために最も望ましい。さらに、このバナ
ジアの宿存的流れは、マトリックスを焼結させ、孔をふ
さぎそして粒子を凝集させて、使用環境において不流動
化させる。
v205の液体移動効果に反作用させるために、不動化
剤たとえばTi、Zr、Inを触媒にその製造の間また
は後に加える。触媒成分のスラリー混合物は、1種また
はそれ以上のバナジア不動化剤を含有して析出したバナ
ジアと安定な高融点固体を形成し、同時に再生器内の高
温に暴嬉されることができ、形成する高融点の固体は、
すべて1800F(982℃)以上で溶融する、バナジ
ウムチタネート、バナジウムジルコネート、バナジウム
チタネ−トまたは他の適当な複雑な物質を包含する。
■、かじながら、ナトリウムの存在は、T1、zr。
Inの高融点のす) Itウム誘導体、たとえば、Na
チタネート、Na ジルコネート、Na インシェード
を形成し、こうしてV不動化剤としてのTi 、 Zr
およびInの効果を減少するであろう。
2)また、触媒粒手中のナトリウムは移動し、ゼオライ
トおよびマトリックス材料中に存在する酸性の分解部位
と反応し、それと結合し、こうして触媒の活性−選択性
の特性を減少する。これは必然的に触媒マトリックスの
所望の分解活性を減少し、これにより後頭原油中に存在
する比較的大きい非揮発性の炭化水素分子が転化して、
より小さく揮発性の、ゼオライト孔構造中に入って気体
および液体の燃料たとえばガソリンおよび加熱燃料にさ
らに分解され5る炭化水素の分子になることが、妨害さ
れる。本発明の順序および考えによって製造される触媒
中の移動性ナトリウムの存在をほとんどあるいは実質的
にまったくなくすことにより、゛そして原油に対して脱
塩器を効率よ(作動させることにより、バナジア不動化
添加剤の効果を最高とし、かつナトリウムの失活を最小
とすることができる。
6)酸処理および使用する粘土材料からナトリウムを交
換除去することによって得られた、マトリックス材料中
のナトリウムの移動性ナトリウムの存在をほとんどまた
はまった(なくすことにより、多数の酸部位を触媒マト
リックス中に形成しかつ維持することができる。また、
供給物中により高いナトリウムのしはルを許容すること
ができる。
なぜなら、マトリックスは供給物中に存在するナトリウ
ムと反応しあるいはそれを不動化し、マトリックスの分
解活性をより長(流れの時間にわたって維持し、そして
存在したとしても、結晶質ゼオライト触媒成分へのナト
リウムの到達を非電に少なくし、こうしてゼオライト分
解活性の中和をきわめて少なくすることができる。
41  (REY)希土類交換したl Y Iゼオライ
トの焼成および引き続く焼成後の追加の(RE)希土類
交換(土、高度のナトリウム除去を保証し、とくに望ま
しい供いす) IJウム含量の特別の結晶ゼオライト組
成物を提供する。さらに、ゼオライト焼成のよりすぐれ
た温度コントロールは可能であり、そしてよりすぐれた
希土類交換の環境が形成されてランタムに富んだ希土類
交換されたゼオライトが優られる。第2に、希土類は、
希土類(REY)含有粒子組成物の比較的少普からなる
最終触媒コンプレックスのRE交換と反対に、結晶質ゼ
オライト中により容易に交換されてナトリウムおよび/
または水素を交換する。噴霧乾燥したREY含有触媒粒
子の希土類交換は、粒子のゼオライト成分中のナトリウ
ムとの最大の交換を起こさないで、多少のHEをマトリ
ックス中に入れ、そしてこれはマトリックス中に前もっ
て確立された酸性部位を多少中和し、こうしてマトリッ
クスの分解活性、供給物のナトリウムの中和レベルを減
少し、そして最後に、この触媒粒子からナトリウムを除
去する方法は、ナトリウムおよび/または水素のレベル
を減少する目的で、結晶質ゼオライト成分中に(RE)
希土類を得るために、実質的により多くの希土類溶液を
必要とする。
本発明の触媒の製造手11@は、ナトリウムに関連する
上の望ましくない障害および不幇・合な結果のあるもの
をかなり軽減し、そして特性がとくに望ましいと考えら
れ、上にとくに特徴づけあるいは同定した他の望ま、し
い触媒成分の特長を有するとともにより適当に使用され
る、特別の結晶儒ゼオライト組成物と組み合わせて、低
いナイトリウムの、望むならば、高い活性の、マ) l
ックス材料を得ることをとくに保証するように、案出さ
れる。
本発明の触媒の製造において使用する成分材料は、次に
同定する開業的に入手できる材料を包含する: (11Hydrlte UFカオリナイト粘土:平均粒
子サイズ、約0.20ミクロン:pH4,2〜5.2:
ろ25メツシユの残留物、最大0.20ift%:およ
び油吸着値、47゜この粘土の組成(重量%)は、次の
とおりである: 酸化アルミニウム     38.38酸化ケイ素  
      45.30酸化鉄           
0.30酸化チタン          1.44酸化
カルシウム       0.05酸化マグネシウム 
     0.25酸化ナトリウム       0.
27酸化カリウム        0.04+21N−
219Lカーボンブラツク(アシュランド・ケミカルス
)は、非常に微細な粒子サイズの、高い表面積のファー
ネスブラックであり、ゴム配合物に高い引張り強さを付
与する。その性質は、次のとおりである: 粒子直径、NM        28 ASTMヨウ素価      115 DBP吸収、Cc/、!1/       0.78反
射比 IRB$3(1’)%          90熱横失
、%            0.7透過率、% (Burgive)         97密度、lb
/ft328 g/13        449 i31  A PQ Corp、 ”N” プラント#
(ケイ酸ナトリウム)は、次のように同定される: 重量比(SiO□/Na2O)      3.22N
a20.%          8.9゜SiO3、%
          28.7密度、’Be、68p 
    41.O1b/ge1       11.6 粘度、曳ンチポアズ 68F         180cps(41Cata
pal SB  ハ、白色(7)噴11を燥した粉末と
して製造される超高純度あアルファアルミナ−水和物(
ベーマイト)として同定される。それは900F(48
2℃)で約6時間焼成することにより、ガンマアルミナ
に転化される。典型的な化学的分析値(重量%)は、次
のとおりである: λe20374.2 S10゜           0.008Fe203
          0.005Na20      
    0.004イオウ           <0
.01粒度分布は、次のとおりである: 48%     〈45ミクロン 12%     〉90ミクロン 本発明に従い製造しようとする特別の触媒組成物は、1
より多い手j1−によって製造することができる。いく
つかの典型的な手IIkを、次の実施例において説明す
る。
実施例1 RC;CC−1の特別の製造 921のケイ酸ナトリウム(PQ Corp、 ”N”
プランド)を8車量係のH2SO4溶液の12矛に加え
て、シリカゾルを調製した。添加は60分間にわたって
行った。この時点におけるこのゾルのpHは、2.0で
あった。合計10にノの表示HydriteUFのカオ
リナイト粘土を、8!のpH2,5の水中に30gのピ
ロリン酸ナトリウムとともにスラリー化し、次いで上の
シリカゾルへ加えた。カオリナイト粘土の添加後のスラ
リーのpHは2,4である。シリカ対アルミナのモル比
が少なくとも5である焼成したY(ファウジャサイト)
ゼオライトの合計7に9を、6pのpH3,0の水でス
ラリーとする。ゼオライトは、1050F(566℃)
の焼成の前と後に、希土類混合物で前もって交換した。
希土類混合物は、酸化セリウムが合計の希土類酸化物の
15重量%より小を構成するものである。焼成後の交換
は、スラリーの噴霧乾燥後に実施することもできる。そ
れにもかかわらず、ランタン対セリウムのモル比が〈6
である希土類混合物で、ゼオライトのナトリウム分を1
.00i量係以下に減少することを意図する。このゼオ
ライトスラリーを粘土−シリカゾルのスラリーに加えて
pH3,0のスラリーを形成し、これを800F(42
7°C)の入口温度および300F(149℃)の出口
温度で噴霧乾燥した。この生成物を、大過剰量の151
(65,6℃)の水道水で30分間合計6回洗浄した。
次に、この触媒を、3〜10%の希土類を含有する15
1(65゜66C)の溶液で各回60分間6回、有び希
土類交換した。溶液を触媒から分離し、粒子を洗浄し、
350F(177℃)で乾燥する。
上に同定した手順に従い製造し、FCCG−1特別1.
2および6と表示する6種類の異なる触媒組成物を、分
析し、それらの組成を下表Bに記載する。
表  B 元素組成重量部1.B。
ゼオライト              4030RE
Y                   35Si0
                   68.6Aβ
、e、03’ 、               25
.8わl T10                   1.1
8F、e OO,49 3 Na20                 0.26
La203               3.10C
eO22,30 1,11 Na203 0.69 Pr60.1 (RE203合計)             6°9
0La10e                 1.
35合、計の孔体績%cC/gO・67 孔体1m (500〜200OA )0)%     
  0.16cc19合計の孔体績(500〜200O
A)の%  43%RCX:、G−1特別2     
Rccc−1特別369           68 65.8           70.324.8  
         27.61.04        
   1.160.18           0.2
10.15           0.283.29 
          3,802.06       
    1.601.18            1
.660・41           0.506.9
4    ・       7.261・60    
       2.380.37          
 0.280、19cc/g         O,0
9cc1951%           66% 実施例 2 2ル触媒40%0REY、10%カオリナイト粘土、5
0%S10□/kI32o3ゲ/l/ (1)触媒製造
手順ill  2.67に9のNa25in3(”N”
プラント9、PQCorp、 )と12.7#の水道水
H20を、カディ(Kady) ミルへ加え、1分間混
合した。
(21600gの65qbH2S04を得られた溶液に
加え、2分間混合した後、100F(37,8℃)で1
時間、攪拌せず圧、静置してpH1iを得る。
(3)さらに60.9の65%H2SO4を上の溶液に
かきまぜながら加えて、シリカをゲル化する。
100F(37,8℃)で30分間静置後、pH=96 +4+  30TrL1g濃H2SO4を含む8I3の
水道H2O中の2に9のみょうばン〔A−e(NH4)
(S04)2・12H20〕を加えてスラリーをゲル化
し、2分間混合した。100F(37,8℃)で15分
間静置後、pHは6.6であった。
(51このb 102−AJ320 aのゲルスラリー
を、850dの濃NH4OHの添加後、6分間混合して
、pHを6.4に上げた。
(6)9QQgのGREYおよび230 gI) Hy
driteUF粘土をゲルスラリーに加え、120F(
48,9℃)で22分間混合した。生ずるpHは5.6
であり、そして120F(48,9℃)の粘度は880
センチポアズであった。
(7)上の(6)において得られたスラリーを、400
℃の入口温度、120℃の出口温度において噴霧乾燥し
た。
(8)噴霧乾燥した微小球の各1 [9を42の150
F(65,6℃)の脱イオンH20で6回洗浄し、次い
で150F(65,6℃)の2Nの希土類塩化物溶液で
6回交換した。次いでf過ケーキを4矛の脱イオンH2
0で6回洗浄し、次いで600F(149℃)で10時
間乾燥した。実施例20手順に従って製造した触媒は、
一部分法のように特徴づけられた。
表C 1450:F(787,8℃) 表面積、m”/g  453      292ゼオラ
イトの結晶性   16.4         8.2
相対活性                  699
Na、重t%       0.24 S102、重t%    74.6 H19孔体積、cc/!?0.34 実施例6 1、H2SO4でpH2とした水の111に、カオリナ
イト粘土の分散剤として10.9のNa4P20□を加
えた。激しく混合しながら、1′1〜の微細なカオリナ
イト粘度を加えて50%の固形分のスラリーを形成した
2、均質化ミル(Kady  ミル)内で、12Aの水
道水と960gの硫酸アルミニウム水和物およヒ1.2
 、e ノH2SO4とを混合した。2001111/
分の速度で、9!のINIプラント8のナトリウムメタ
シリケートを、酸溶液に混合しながら加えた。アルミニ
ウムを使用して、生ずるシリカのコロイド8のゲル化を
遅延した。最終のpH2をも用いてゲル化時間を最高に
遅延した。
3、 10 、!i’−ノMarsperse CBO
−3と呼ばれる分散剤と800gのN−219Lカーボ
ンブラツクを均質化器に加え、5分間混合した。温度を
110F(43,3℃)以下に保持した。
4、工程1からの粘土のスラリーをシリカ−カーボンブ
ラックのスラリーと合わせ、5分間混合し、その間温度
を110F(43,3℃)以下に保持した。
5.41のpH2のH2Cと4に9のゼオライトがらつ
くったNaY  ゼオライトのスラリーを、均質化器へ
急速に加え、10分間混合した。
6、 この得られたスラリーを、エコ・アトマイザ−(
Niro Atomizer) V型ドライヤー内で4
00℃の入口温度および125℃の出口温度で、噴霧乾
燥l、た。
Z ト9ライヤーからのI K51の微小球を、4.8
01507’i’(65,6℃)の水で6回洗浄し、F
禍した。
8、t1過’I  −’Pヲ3#(7)1.25モルN
H4(J  テ各回150F(65,6℃)において2
回15分間交殖した。
9 濾過後、次いでケーキを150℃において30分間
6eの0.53 Nの混合希土類塩化物溶液で6回交換
17た。
10、最後に、固体を6形の150FC65,6℃)の
水で4回法浄し、300F(149℃)で16時間乾燥
した。この試料を浅い床内で4時間酸化してRCCC#
4試料を製造した。
且 RG CC3Aの試料の100gを、1!の150
’F(65,6°C)の混合希土類塩化物溶液との60
分間3回追加の交換により、さらに接触させた。
実施例60手11@に従って製造した触媒は、次のよう
に表りおよびEにおいて特徴づけられる。
表D RCCC#4の触媒の性質 触媒の    カーボンブラック カーボンブラック表
 示  を含まない触媒 を含む触媒   変 化孔大
きさの 分布   cc/Iim  cc/9m  cc/96
000−100OA   0.039G!11   0
.049[2010,0101000−4000,05
潰   0.07IC3010,016400−200
0,03前61   0.04菊7)    0.01
0200−100   0.02団3   0.04α
161   0.015100−80    0.00
F341   0.012(510,00480−30
0,032fi7)    0.033(130,00
1孔体積 cc/fi H2C0,270,320,O5 Hg0.20    0.25     0.05表面
積 m”/g      203    198     
−5表E 1.ゼオライト       22.82、カオリナイ
ト       55.5−6、シリカのバインダー 
  21.4       −4、カーボンブラック 
   4.5      4.55、U2O5(かさ>
      29.9     29.66.810□
(かさ>      63.6     63.2Na
2O ″       0.66 実施例40手順により得られた触媒組成物を、試験し、
表FおよびGのデータによって、特徴づけたO 表F RCCC#4の触媒の性質 触  媒            RCCG $4相対
活性              175転化率   
            8゜C; P F     
            (1,7HPF      
           1.3転化率        
       74ガソリン            
     51.7選択率             
  70.6コークス               
 2,6ガス                  1
92※1450F(787,8℃)で5時間97%水蒸
気で処理後。
表C 600O−100OA     0.049(20)1
000−400     0.071 (30)400
−200     0.044 (17’)200−1
0’0     0.040 (16)100−80 
    0.012 (5)80−60       
           0.033(12)孔体績、c
c / g H2O0,52 H90,25 ここに説明した製造の考えに従って製造できる、所望の
活性−選択性の特性をもつ触媒組成物は。
次のように特徴づけられる: 1−ゼオライト分       40重量%“SiO□
/kI3203(モル)     ≧5“La/Cue
 (モル)        ≧62−合計の希土類 (RE2O3)           ≧7重量%6−
合計ノNa2O<0.3重量% (好ましくは <0.25NK量係) 4一孔体績(H2O)        >0.40cc
/95− A B D            O,7
9/cc6−表面積 (a)合計              > 25 [
1m” /、?(blマトリックス         
 く20m鵞/I7−粒子サイズ分布 (a)0〜40ミクロンの範囲     <10重fr
%(blAPs             65ミクロ
ン8−水熱安定性、MAT     87(1450F
、5時間、ioo帖。0)9−摩耗抵抗 (alD I            < 10(bl
JI            <1.5上で特徴づけら
れた触媒組成物は、沸点が約102可F(552℃)以
上である炭素−金属成分からなる接頭原油炭化水素材料
の転化に、と(に適する。残油、トッピングした原油、
シエール油、石炭液化の油生成物およびタールサンド”
(tarsand )の油生成物からなる他の高沸点炭
化水素供給物を、この触媒を用いる転化により、より望
ましい生成物に、等級を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜6図は、金属のトーチュア−(torture 
)試験法3−CISに従う、触媒の相対活性対、それぞ
れバナジウムの添加量、ニッケルの添加量、ナトリウム
の添加量、ゼオライトの結着性(1ntens1ty)
  (バナジウムの□効果)、ゼオライトの結着性にニ
ッケルの効果)およびゼオライトの結着性(ナトリウム
の効果)を示すグラフである。 特許出願人 アVユランド・オイル・ インコーホレーテッド (外4名) 図面の浄書(内容に変更なし) FIG 3 FIG、4 FIG、 5 FIG、6 手続補正書 1.事件の表示 昭和、37年特許願第ユ/qダF3号 2、発明の名称 ズ此へ向 6、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 &−1+ 丁シ・う/V″・1イ・ン・イ・クーボレー
1゜4、代理人 別紙の通り(1’C’l 111.旭ユ1.1更1〜)
手続補正書 1、事件の表示 昭和57年特許願第 21グア″F3 号2、発明の名
称 タンン  キンゾクシッユ   テンヵ炭素−金属質油
の転化方法および触媒 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 名 称  アシュランビ・オイル・インコーポレーテッ
ト84、代理人 明細書の〔発明の名称〕と〔′LL12請求の範囲〕の
欄(1、発明の名称ビ下記に補正する。 「炭素−金属質油の転化方法および触媒」(2;  特
許請求の範囲を下記に補正する。 r 1.(a)  35〜60重量%のランタン対セリ
ウム比が171より大きい希土類交換した結晶質ゼオラ
イト。 (b)  前記結晶質ゼオライトは、最終組成物中で0
.25重量%より少ないナトリウムを構成し、そしてシ
リカ対アルミナ比が少なくとも4.5である。 (C)  粘土−耐火金属酸化物混合物中に分散した前
記結晶質ゼオライトは−0,35cc79〜約Q、 8
cc / 9の範囲の比体積ケ提供する、および (d)  組成物中に一稗またはそれ以上の添加剤の金
属を分散する。 の組み合わせからなる流動性粒子サイズn組成物。 2、(a)  少なくとも65重量%の4.5より太き
いシリカ対アルミナ比および0.25重量%以下の残留
す) リウムを桿供する希土類交換した結晶質ゼオライ
ト。 (b)  前記結晶質ゼオライトは、粘土と耐火金属酸
化物とのマトリックス混合物中に分散しており、少なく
とも500オングストロウムの孔大きさの実質的な開口
および少なくとも0、4 cc / 9の比体積!提供
する、および(C)  前記結晶質ゼオライトおよび触
媒粒子は。 少なくとも6/1のランタン対セリウム比を構成する。 の組み合わせからなる流動性粒子サイズの触媒組成物。 6、耐火金属酸化物は、シリカ、アへミナ、シリカ−ア
ルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−アルミナ−マグ
ネシア、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコニア、チタ
ニア、ジルコニアおよびそれらの混合物から成る群より
遺らばれる。 特許請求の範囲第2項記載の触媒組成物。 4、粘土成分は、カオリン、カオリナイト、ハロイサイ
ト、モントモリ自ナイト、メタカオリン、および酸変性
粘土から成る群より選らばれる。 特許請求の範囲第2項記載の触媒組成物。 5、 ゼオライトは、モルデナイト、ダメリナイト、ゼ
オライト”L″、ZSM 4.ファウジャサイトおよび
脱アルミニウム化したファウジャサイトから成る群より
選ばれる。特許請求の範囲第2項記載の触媒組成物。 6、ゼオライトは、少なくとも5/1のシリカ対アルミ
ナ比を提供する希土類交換した結晶質wywファウジャ
サイトである、特許請求の範囲第2項記載の触媒組成物
。 l 触媒組成物が高温においてそれと接触したときバナ
ジアを不動化する金属を触媒組成物に加える、特許請求
の範囲第2項記載の触媒組成物。 8、(a)  少なくとも2/のランタン対セリウム比
お一ユ よび0622より小さい残留ナトリウムレ(ルケ提供す
る結晶質ファウジャサイト希土類交換したゼオライト。 (b)  前記結晶質ゼオライトは、カオリナイト粘土
−耐火金属酸化物マ) +7ツクス材料中に分散してお
り、少なくとも0.4 cc / qの比体積ケ提供し
、そして少な(とも500オングストロウムの実質的な
孔開口を含む、および(C)  触媒粒子の形成後触媒
粒子組成物な希土類交換して、触媒粒子の残留ナトリウ
ム分をさらに減少すること。 の組み合わせからなる炭化水素転化用触媒粒子組成物、 量%準備し。 (b)  前記高活性結晶質アルミノシリケイトラマト
リックス組成物と、少なくとも約0.35 cc/9の
比体積を提供する条件のもとに混合し。 前記マ) IJックス組成物は、酸性り)改質剤でから
なり、そして (C)  触媒粒子組成物中にチタニア・ジルコニア。 マグネ°シアおよびアルミナの一種またはそれ以上を供
給する、 ことからなる、炭素−金属不純物を含む残留油の転化に
適する触媒粒子組成物。 10、(a)3/1以上の高いランタン対セリウム比ケ
ン有しかつ5以上の51o2/Ae2o3比を供給する
結晶質ゼオライト。 (b)7重量%以上の合計の希土類(RE2O3)。 (c)  (13i!%より少ない最終触媒組成物中の
合計のN a 20分・ (d)  0.4 cc / 9より大きい触媒粒子の
比体積。 (e)  250m2/Pより大きい全表面積。 (f)  約65ミクロンの平均の粒子サイズ分布。 および (g)500〜10DDオンダストローウムの範囲の実
質的な孔サイズ。 の組み合わせからなる触媒組成物。」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(al  35〜60重量係のランタン対セリウム
    比が171より大きい希土類交換した結晶質ゼオライト
    、 Tb)  前記結晶質ゼオライトは、最終組成物中で0
    .25重量%より少ないナトリウムを構成し、モしてシ
    リカ対アルミナ比が少なくとも4.5である、 lc)  粘土−耐化金属酸化物混合物中に分散した前
    記結晶質ゼオライトは、0.55CC19〜約0.8 
    cc / 11の範囲の孔体績を提供する、および (d)  組成物中に一種またはそれ以上の添加剤の金
    属を分散する、 の組み合わせからなを流動性粒子サイズの組成物。 2、(2Ll  少な(とも65東l1qbの4.5よ
    り大きいシリカ対アルミナ比および0.25重量係以下
    の残留ナトリウムを提供する希土類交換した結晶質ゼオ
    ライト。 同 前記結晶質ゼオライトは、粘土と耐火金属酸化物と
    のマトリックス混合物中に分散しており、少なくとも5
    00オングストロウムの孔大きさの実質的な開口および
    少なくとも4.0 cc / 11の孔体績を提供する
    、および (C)  前記結晶質ゼオライト−および触媒粒子は、
    少なくとも3/1のランタン対セリウム比を構成する、 の組み合わせからなる流動性粒子サイズの触媒組成物。 3、耐火金属酸化物は、シリカ、アルミナ、シリカ−ア
    ルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−アルミナ−マグ
    ネシア、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコニア、チタ
    ニア、ジルコニアおよびそれらの混合物から成る群より
    選らばれる、特許請求の範囲第2項記載の触媒組成物。 4、粘土成分は、カオリン、カオリナイト、ハロイサイ
    ト、モントモリロナイト、メタカオリンおよび酸変性粘
    土から成る群より選らばれる、特許請求の範囲第2項記
    載の触媒組成物。 5、 ゼオライトは、モルデナイト、グメリナイトゼオ
    ライト”L′、23M4、ファウジャサイトおよび脱ア
    ルミニウム化したファウジャサイトから成る群より選ら
    ばれる、特許請求の範囲第2項記載の触媒組成物。 6、ゼオライトは、少なくとも−のシリカ対アルミナ比
    を提供する希土類交換した結晶質1Y1フアウジヤサイ
    トである、特許請求の範囲第2項記載の触媒組成物。 7、触媒組成物が高温においてそれと接触したときバナ
    ジアを不動化する金属を触媒組成物に加える、特許請求
    の範囲第2項記載の触媒組成物。 8、(a)  少なくとも差のランタン対セリウム比お
    よび0.22より小さい残留ナトリウムレばルを提供す
    る結晶質ファウジャサイト希土類交換したゼオライト、 b) 前記結晶質ゼオライトは、カオリナイト粘土−耐
    火金属酸化物マ) IJソックス料中に分散しており、
    少なくとも0.4 cc / 9の比体積を提供し、そ
    して少なくとも500オングストロウムの実質的な孔開
    口を含む、および (C1触媒粒子の形成後触媒粒子組成物を交換して、触
    媒、粒子の残留ナトリウム分をさらに減少する希土類、 の組み合わせからなる炭化水素転化用触媒粒子組成物。 9、(at  モルデナイト、ゼオライトaLm、23
    M4、グメリナイトおよびファウジャサイトによって提
    供され、イオン交換されて、最終触媒粒子組成物中に0
    .25重量%より少ない高いランタン対セリウム些の交
    換されたゼオライトを提供する、大きい孔寸法の少なく
    とも40重量%の高活性結晶質アルミノシリケイトを準
    備し、 ■) 前記高活性結晶質アルミノシリケイトをマトリッ
    クス組成物と、少な(とも約0.65cc / Eの比
    体積を提供する条件のもとに混合し、前記マ) 11ッ
    クス組成物は、粘土材料からなり、酸変性剤とゲル前駆
    物質の耐火材料を含有するシリカとに多少の分解活性を
    与え、そして 10)  触媒粒子組成物中にチタニア、ジルコニア、
    マグネシアおよびアルミナの一種またはそれ以上を供給
    する、 ことからなる、炭素−金属不純物を含む残留油の転化に
    適する触媒粒子組成物。 10、1a) 3A 以上の高いランタン対セリウムを
    有しかつ5以上の5i02/AA□03 比を供給する
    結晶質ゼオライト、 (b)7重量%以上の合計の希土類(RE2O3)、(
    C10,3重量%より少ない最終触媒組成物中の合計の
    Na2O分、 (di  O,4cc / l/より大きい触媒粒子の
    比体積、+8>  250 m” /Elより大きい全
    表面積、(fl  約65ミクロンの平均の粒子サイズ
    分布、よおよび (g1500〜1000オングストロウムの範囲の実質
    的な孔サイズ、 の組み合わせからなる触媒組成物。
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