JPS60150835A - 残油の分解方法 - Google Patents
残油の分解方法Info
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- JPS60150835A JPS60150835A JP59218747A JP21874784A JPS60150835A JP S60150835 A JPS60150835 A JP S60150835A JP 59218747 A JP59218747 A JP 59218747A JP 21874784 A JP21874784 A JP 21874784A JP S60150835 A JPS60150835 A JP S60150835A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
- C10G11/04—Oxides
- C10G11/05—Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
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- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本方法は新規なゼオライトモレキュラーシープを用いて
残油を炭化水素生放物に転化する新規な方法に関する。
残油を炭化水素生放物に転化する新規な方法に関する。
発明の背景
従来の技術
従来技術では、残油、常圧蒸留残油、常圧塔底油、トッ
プト(topped )原油、真空残油、或は単に重質
油を同−祝するのが普通である。原油のこれら高沸点部
分は、また処理しにくい成分、例えば多環式芳香族やア
スファルテンとして知られている。これらの高沸点部分
は、多量のコークスが分′S触媒上に付着することから
、接触分解して筒収率のガソリンを生成することが困難
と考えられており、かつ高沸点の炭化水素留分を生成し
がちである。その上、これらの重質油留分中の金趙汚染
物は金属、例えばナトリウム、バナジウム、ニッケル、
銅、鉄を含有し、これらは触媒の細孔上及び/又は細孔
内に付着され、それによって触媒な被青及び/又は不活
性化する。重質油留分のコーキング傾向に加えて重金属
作用は極めて圧倒的にものであって、かかる条件を受け
るゼオライトは通常画業プロセスに適格でないと考えら
れている。
プト(topped )原油、真空残油、或は単に重質
油を同−祝するのが普通である。原油のこれら高沸点部
分は、また処理しにくい成分、例えば多環式芳香族やア
スファルテンとして知られている。これらの高沸点部分
は、多量のコークスが分′S触媒上に付着することから
、接触分解して筒収率のガソリンを生成することが困難
と考えられており、かつ高沸点の炭化水素留分を生成し
がちである。その上、これらの重質油留分中の金趙汚染
物は金属、例えばナトリウム、バナジウム、ニッケル、
銅、鉄を含有し、これらは触媒の細孔上及び/又は細孔
内に付着され、それによって触媒な被青及び/又は不活
性化する。重質油留分のコーキング傾向に加えて重金属
作用は極めて圧倒的にものであって、かかる条件を受け
るゼオライトは通常画業プロセスに適格でないと考えら
れている。
原油の比較的に高い沸点留分から成る残油は中に含まれ
る常圧塔底油及び/又は真空塔底油として得られ、かつ
該残油は通常強いコークス生成傾向を有すると考えられ
る多量の成分を含有し、並びにM(金属取分を有するた
めに石油工業で慟みの素材として見なされているのが普
通である。例えば、残油は0.6 Nijチを超える炭
素残分を含有し、この特性が通常分解連転において高い
コーキングの一因になるものと石油工業で考えられてい
る。
る常圧塔底油及び/又は真空塔底油として得られ、かつ
該残油は通常強いコークス生成傾向を有すると考えられ
る多量の成分を含有し、並びにM(金属取分を有するた
めに石油工業で慟みの素材として見なされているのが普
通である。例えば、残油は0.6 Nijチを超える炭
素残分を含有し、この特性が通常分解連転において高い
コーキングの一因になるものと石油工業で考えられてい
る。
この高いコーキングが高い重金属レベルと結合して作用
して分解触媒を急速に脱活性化し、こうして分解プロセ
スの不経衝な運転に至る。これらの問題が、分解原料か
らこれらの物質の排除を行うための高価なプロセスとす
る傾向にあった。
して分解触媒を急速に脱活性化し、こうして分解プロセ
スの不経衝な運転に至る。これらの問題が、分解原料か
らこれらの物質の排除を行うための高価なプロセスとす
る傾向にあった。
本発明の目的のための「残油」とは、沸点が400°F
(204°C)としばしば1800°F(9828C)
を超える原油の最終沸点との間の原油留分を包含する。
(204°C)としばしば1800°F(9828C)
を超える原油の最終沸点との間の原油留分を包含する。
残油供給原料は沸点が約400″〜700°F(204
°〜371°C)の間の軽質軽油、沸点が約600°〜
850’P(316°〜454°C)の間の中間軽油、
沸点が約600°〜1200’F(316”〜649℃
)の間の重質軽油及び/又は沸点が1200°F(64
9℃)を超えて原油の最終沸点以下の成分にすることが
でき、炭素生成成分、例えは多環式芳香族、アスファル
テン、金属汚染物並びに全原油を包含する。また、分離
により調製した供給原料、例えば水素添加原料油を溶剤
抽出して作った原料油も不方法における供給原料として
用いることができる。
°〜371°C)の間の軽質軽油、沸点が約600°〜
850’P(316°〜454°C)の間の中間軽油、
沸点が約600°〜1200’F(316”〜649℃
)の間の重質軽油及び/又は沸点が1200°F(64
9℃)を超えて原油の最終沸点以下の成分にすることが
でき、炭素生成成分、例えは多環式芳香族、アスファル
テン、金属汚染物並びに全原油を包含する。また、分離
により調製した供給原料、例えば水素添加原料油を溶剤
抽出して作った原料油も不方法における供給原料として
用いることができる。
沸点が1200°P(649℃)を超える成分を含有す
る炭化水素原料を流動接触分解した場合、ガソリン及び
それよりも軽い成分への低い転化、高いコークス生産、
触媒を再生する間の過度の温度の発生に至る。過にの再
生温度は、分解プロセスに用いる使用の装置及び触媒の
両方に有否であると考えられる。
る炭化水素原料を流動接触分解した場合、ガソリン及び
それよりも軽い成分への低い転化、高いコークス生産、
触媒を再生する間の過度の温度の発生に至る。過にの再
生温度は、分解プロセスに用いる使用の装置及び触媒の
両方に有否であると考えられる。
本方法は残油圧含まれる高沸点及び低沸点の両方の原油
留分を転化することに関する。本方法は米国特許4.
!152.674号及び同4.331.553号(本明
細書中に援用し、通常rHTプロセス」と呼ぶ)に記載
されているように、ガソリン及びそれよりも軽い成分へ
の高い選択性と低いコークス生産とを与え、しかも該特
許に開示されるプロセスを越える改良を与える。
留分を転化することに関する。本方法は米国特許4.
!152.674号及び同4.331.553号(本明
細書中に援用し、通常rHTプロセス」と呼ぶ)に記載
されているように、ガソリン及びそれよりも軽い成分へ
の高い選択性と低いコークス生産とを与え、しかも該特
許に開示されるプロセスを越える改良を与える。
本方法は再生器及び触媒の高温の問題に関する。
本発明は、再生器及び触媒の高い温度において分解活性
を与えることができる特別の分解触媒を利用することに
よって高い触媒再生温度の使用を可能にする。本方法は
高温で操作してガソリン及び−回通過基準で過度のコー
クスを生成しないガソリン前駆体である生成物への高い
転化率と高い辿発明の要約 本方法は、1400°F(760℃)を越えかつ少くと
も残油から成る炭化水素原料の擬似臨界温度に等しい温
歴の触媒の加熱粒子を上!4.管転化域の下方部分に装
入して上方に流し、該上昇管転化域に残油を別々の多数
の流れとして装入して原料の揮発性成分を実質的に完全
に気化させそれによって原料の熱及び接触分解を達成し
、原料の熱及び接触分解の炭化水素生成物を触媒粒子か
ら分離して回収することから成る残油の転化方法におい
て、脱水状態で以下の酸化物のモル比:(0,85−1
−1)K /nO:Alz Os * x S 102
(式中、Mはn価を有するカチオンであり;XはSin
、のモル数である) を有するゼオライトアルミノケイ酸塩から成る触媒を用
い;臥ゼオライトアルミノケイ酸塩は少くとも表Aのd
−間隔を有する)l粉末回折形を有し:該ゼオライトア
ルミノケイ酸塩は骨組S i O4四面体状の結晶格子
中に外来のケイ素原子を有することを特徴とする残油の
転化方法から成る。
を与えることができる特別の分解触媒を利用することに
よって高い触媒再生温度の使用を可能にする。本方法は
高温で操作してガソリン及び−回通過基準で過度のコー
クスを生成しないガソリン前駆体である生成物への高い
転化率と高い辿発明の要約 本方法は、1400°F(760℃)を越えかつ少くと
も残油から成る炭化水素原料の擬似臨界温度に等しい温
歴の触媒の加熱粒子を上!4.管転化域の下方部分に装
入して上方に流し、該上昇管転化域に残油を別々の多数
の流れとして装入して原料の揮発性成分を実質的に完全
に気化させそれによって原料の熱及び接触分解を達成し
、原料の熱及び接触分解の炭化水素生成物を触媒粒子か
ら分離して回収することから成る残油の転化方法におい
て、脱水状態で以下の酸化物のモル比:(0,85−1
−1)K /nO:Alz Os * x S 102
(式中、Mはn価を有するカチオンであり;XはSin
、のモル数である) を有するゼオライトアルミノケイ酸塩から成る触媒を用
い;臥ゼオライトアルミノケイ酸塩は少くとも表Aのd
−間隔を有する)l粉末回折形を有し:該ゼオライトア
ルミノケイ酸塩は骨組S i O4四面体状の結晶格子
中に外来のケイ素原子を有することを特徴とする残油の
転化方法から成る。
本方法は米国特許4.352.674号及び同4、33
1.533号に開示される「高温プロセス」に用いる新
規なゼオライト触媒を提供することによって該プロセス
を越える改良を提供するものである。この新規なゼオラ
イト触媒は再生及び分解の高温において熱的にもかつ水
熱的にも安定である。これらの「高温プロセス」は、本
明細書中、便宜上rHTプロセス」と呼び、通常、米国
特許4、332.674号及び同4.531.535号
の間温分解プロセスを示す。
1.533号に開示される「高温プロセス」に用いる新
規なゼオライト触媒を提供することによって該プロセス
を越える改良を提供するものである。この新規なゼオラ
イト触媒は再生及び分解の高温において熱的にもかつ水
熱的にも安定である。これらの「高温プロセス」は、本
明細書中、便宜上rHTプロセス」と呼び、通常、米国
特許4、332.674号及び同4.531.535号
の間温分解プロセスを示す。
米国特許4.331.535号及び同4.3’+2,5
74号のrHTプロセス」は周知のものであるが、臨界
重訂1限を有する。カリホルニア、サンフランシスコ、
1986年6月20−22日の1983N P RAア
ニュアルミーティングにおいて特許権者は目下入手可能
なゼオライト触媒は1500°F(816℃)以下での
み熱安定性を有することに気付いていた。残念なことに
、HTプロセスが高温の再生及び分解の両方から全体と
して利益を得るには、1500″F(816℃)を越え
る温度で熱的及び水熱的に安定な触媒を持つことが1要
である。本方法は1500°F(816℃)を越える温
度において熱及び水熱安定性を有する触媒を用いる改良
されたHT方法から成る。
74号のrHTプロセス」は周知のものであるが、臨界
重訂1限を有する。カリホルニア、サンフランシスコ、
1986年6月20−22日の1983N P RAア
ニュアルミーティングにおいて特許権者は目下入手可能
なゼオライト触媒は1500°F(816℃)以下での
み熱安定性を有することに気付いていた。残念なことに
、HTプロセスが高温の再生及び分解の両方から全体と
して利益を得るには、1500″F(816℃)を越え
る温度で熱的及び水熱的に安定な触媒を持つことが1要
である。本方法は1500°F(816℃)を越える温
度において熱及び水熱安定性を有する触媒を用いる改良
されたHT方法から成る。
本方法において用いるべきゼオライト触媒は1981年
10月28日出願の米国出願第315.853号(LZ
−210);1983年5力2日出願の米国出願第49
0.965号(LZ−210−M及びLZ−2io−T
); 1q a 3年6月2日ff1u’)米国出願第
500.446号(LZ−210−A)に記載されてい
るゼオライト材料rLZ−210J。
10月28日出願の米国出願第315.853号(LZ
−210);1983年5力2日出願の米国出願第49
0.965号(LZ−210−M及びLZ−2io−T
); 1q a 3年6月2日ff1u’)米国出願第
500.446号(LZ−210−A)に記載されてい
るゼオライト材料rLZ−210J。
rLZ−21o−Ml、rLZ−21o−TJ、rLZ
−21゜−A」 を包含する。前述の出願を本明細書中
に援用する。
−21゜−A」 を包含する。前述の出願を本明細書中
に援用する。
前述のも許に記載されている如きHTプロセスの一般的
な性質は、高温の触媒粒子を残油供給原料と並流に上昇
管転化域に装入することを特徴とする特 本方法は少くとも一部において慣用のFCC触媒をHT
プロセスに使用することから起きる一般に認められた問
題を、HTプロセスで用いられる再生及び分解温度にお
いてのみならず1800°F(9829C)のより高い
プロセス温度を越える温度においても安定し熱的及び水
熱的の両方で)なゼオライト触媒を提供することによっ
て解決する。
な性質は、高温の触媒粒子を残油供給原料と並流に上昇
管転化域に装入することを特徴とする特 本方法は少くとも一部において慣用のFCC触媒をHT
プロセスに使用することから起きる一般に認められた問
題を、HTプロセスで用いられる再生及び分解温度にお
いてのみならず1800°F(9829C)のより高い
プロセス温度を越える温度においても安定し熱的及び水
熱的の両方で)なゼオライト触媒を提供することによっ
て解決する。
米国特許4.352.674号の7m19〜25行に以
下の如く記述されている: 「現在接触分解に用いられている高活性触媒は、この過
酷な再生を1段階で或は多段階を単一容器に収容する多
段階再生器で行う場合には、発明のah生生温温度おい
て構造上熱安定性でない。極めて基本的な2つの兼因が
再生する間の触媒の安定性に影智する。多段階単一容器
再生を用いる場合でさえ高レベルのコークスを単−容器
で燃焼させるので、使用した触媒上のコークスレベルが
商くなる程、高い触媒粒子温度を発現させる。これらの
胃い表面温度自体はM媒を効力のないものにさせる。第
二に、尚温において、コークスが燃焼する間に付随した
水素分子から形成される水蒸気を触媒がその鼓制温匿に
達する際に触媒と接触させたままKする場合には、触媒
は急速に脱活性化する。」 現在使用される分%触媒は再生及び分解の高い温い温度
において熱的に不安定である以上にさらに水熱的に不安
定にガる傾向にあるから、慣用のFCC触媒の熱定性の
欠如は、上記の如く、水蒸気の存在によって更に態化さ
れる。本発明の分解触媒は分解及び再生に用いる温度で
熱的及び水熱的の両方で安定であるという点で独特であ
る。
下の如く記述されている: 「現在接触分解に用いられている高活性触媒は、この過
酷な再生を1段階で或は多段階を単一容器に収容する多
段階再生器で行う場合には、発明のah生生温温度おい
て構造上熱安定性でない。極めて基本的な2つの兼因が
再生する間の触媒の安定性に影智する。多段階単一容器
再生を用いる場合でさえ高レベルのコークスを単−容器
で燃焼させるので、使用した触媒上のコークスレベルが
商くなる程、高い触媒粒子温度を発現させる。これらの
胃い表面温度自体はM媒を効力のないものにさせる。第
二に、尚温において、コークスが燃焼する間に付随した
水素分子から形成される水蒸気を触媒がその鼓制温匿に
達する際に触媒と接触させたままKする場合には、触媒
は急速に脱活性化する。」 現在使用される分%触媒は再生及び分解の高い温い温度
において熱的に不安定である以上にさらに水熱的に不安
定にガる傾向にあるから、慣用のFCC触媒の熱定性の
欠如は、上記の如く、水蒸気の存在によって更に態化さ
れる。本発明の分解触媒は分解及び再生に用いる温度で
熱的及び水熱的の両方で安定であるという点で独特であ
る。
不発明の方法において用いる触媒に使用するゼオライト
を本明細書中単に引用のために(1)rLZ−210J
、(21rLZ−21o−TJ、(31rLZ−21
o−Ml。
を本明細書中単に引用のために(1)rLZ−210J
、(21rLZ−21o−TJ、(31rLZ−21
o−Ml。
(41rLZ−210−AJと呼ぶ。それぞれは、(I
ILZ−210、(2)水熱処理を含む熱処理を受けた
LZ−210触媒、(3)多価カチオンによる処理及び
任意に熱処理を受けたLZ−210触媒、(4)■4族
のカチオン及び任意に熱処理により処理したLZ−21
0を命名したものである。これらの名称はかかるゼオラ
イトアルミノケイ酸塩に関する前記の同時係属特許出願
と一致させて用いている。本明細査中触媒がLZ−21
o、LZ−21o−M、及び/又ULZ−210−’p
である場合は、5i02対AI、O。
ILZ−210、(2)水熱処理を含む熱処理を受けた
LZ−210触媒、(3)多価カチオンによる処理及び
任意に熱処理を受けたLZ−210触媒、(4)■4族
のカチオン及び任意に熱処理により処理したLZ−21
0を命名したものである。これらの名称はかかるゼオラ
イトアルミノケイ酸塩に関する前記の同時係属特許出願
と一致させて用いている。本明細査中触媒がLZ−21
o、LZ−21o−M、及び/又ULZ−210−’p
である場合は、5i02対AI、O。
の比は6,0よりも大きく、かつ触媒がLZ−210−
Aである場合は、Sin、対Al、O,の比は7.0よ
りも大きい。LZ−210及びIz−210−Ticつ
いてのSin、対A1.O,の比は好ましくは8.0よ
りも大きく、L Z −210−M ’I/’−ツイテ
ノS i Ot対Ahosの比は好ましくは60よりも
大きく8.0よりも小サイ。LZ−210,LZ−21
0−T、LZ−210−M、 LZ−210−A ニソ
ノ他+7)成分子tH与して最終の接触分解触媒にする
ことができる。かかるその他の成分については本明細曹
中以降で検討する。
Aである場合は、Sin、対Al、O,の比は7.0よ
りも大きい。LZ−210及びIz−210−Ticつ
いてのSin、対A1.O,の比は好ましくは8.0よ
りも大きく、L Z −210−M ’I/’−ツイテ
ノS i Ot対Ahosの比は好ましくは60よりも
大きく8.0よりも小サイ。LZ−210,LZ−21
0−T、LZ−210−M、 LZ−210−A ニソ
ノ他+7)成分子tH与して最終の接触分解触媒にする
ことができる。かかるその他の成分については本明細曹
中以降で検討する。
LZ−210−T、 LZ−210−M、 L2;−2
10−Aは前記の米国出願第315,853号に記載さ
れている通りにしてLZ−210から調製する。LZ−
210の全般的な説明は以下の通りである: 脱水状態で以下の酸化物のモル比によって表わした化学
組成を有し: (0,85−N )M、/110:Alt o、 :X
SiQ。
10−Aは前記の米国出願第315,853号に記載さ
れている通りにしてLZ−210から調製する。LZ−
210の全般的な説明は以下の通りである: 脱水状態で以下の酸化物のモル比によって表わした化学
組成を有し: (0,85−N )M、/110:Alt o、 :X
SiQ。
〔式中、Mはn佃1を有するカチオンであり;Xは6よ
りも大きな値を有する(LZ−210及びLZ−210
−Tについては好ましくは8.0よりも大きく、LZ−
210−4については好ましくはz゛0よりも大きく、
LZ−210−Mについては好ましくは60よりも大き
く8,0よりも小さい)〕; 少くとも以下の表Aに記載するd−間隔を有するX線粉
末回折形を有し;SiQ4四面体状の結晶格子中に外米
のケイ素原子を好ましくは10.00OA8 当り少く
ともtoの平均量で有するアルミノケイ酸塩。不方法の
ためには、Xの値は触媒がLZ−210,LZ−210
−M、LZ−210−T 又1’1LZ−210−Aか
ら成るかどうかに関係する。本明細簀中参照のための骨
組組成は骨組四面体TO1のモル分率によって最も良く
表わされる。出発ゼオライトは以下として表わすことが
できる:(AlaSibロア)か (式中、aは骨組中のアルミニウム四面体のモル分率で
あり;bは骨組中のケイ素四面体のモル分率であり;口
は欠陥部位を表わし;2はゼオライト骨組中の欠陥部位
のモル分率である)。多くの場合において、出発ゼオラ
イトについて2値は0であり、かつ欠陥部位は簡便に式
から除かれる。
りも大きな値を有する(LZ−210及びLZ−210
−Tについては好ましくは8.0よりも大きく、LZ−
210−4については好ましくはz゛0よりも大きく、
LZ−210−Mについては好ましくは60よりも大き
く8,0よりも小さい)〕; 少くとも以下の表Aに記載するd−間隔を有するX線粉
末回折形を有し;SiQ4四面体状の結晶格子中に外米
のケイ素原子を好ましくは10.00OA8 当り少く
ともtoの平均量で有するアルミノケイ酸塩。不方法の
ためには、Xの値は触媒がLZ−210,LZ−210
−M、LZ−210−T 又1’1LZ−210−Aか
ら成るかどうかに関係する。本明細簀中参照のための骨
組組成は骨組四面体TO1のモル分率によって最も良く
表わされる。出発ゼオライトは以下として表わすことが
できる:(AlaSibロア)か (式中、aは骨組中のアルミニウム四面体のモル分率で
あり;bは骨組中のケイ素四面体のモル分率であり;口
は欠陥部位を表わし;2はゼオライト骨組中の欠陥部位
のモル分率である)。多くの場合において、出発ゼオラ
イトについて2値は0であり、かつ欠陥部位は簡便に式
から除かれる。
値の数の合計a + b + z = 1゜フルオロケ
イ酸塩処理のゼオライト生成物は、骨組四面体(To、
)のモル分率によって表わして以下の形を有する: (”(a−N)Sib+(N−△2)口z〕0!〔式中
、Nは処理する間に骨組から除かれるアルミニウム四面
体のモル分率として定義され;aは出発ゼオライトの骨
組中に存在するアルミニウム四面体のモル分率であり;
bは出発ゼオライトの骨組中に存在するケイ素四面体の
モル分率であり;2は骨組中の欠陥部位のモル分率であ
り;(N−△2)はフルオロケイ酸塩処理から生じるケ
イ素四面体のモル分率増加であり;△2はその処理から
生じるゼオライト骨組における欠陥部位のそル分半の正
味の変化であり、Δz = z (生成物ゼオライト)
−Z(出発ゼオライト)である〕。全ての1−51定の
ゼオライトについて「欠陥構造因子」なる用語はゼオラ
イトの2値と同じことである。出発ゼオライトと生成物
ゼオライトとの間の欠陥構造因子の正味変化は△ZIC
相当する。数による値の合計は、 (a−N)−t−f:b+(N−△z):]+z=1で
ある。
イ酸塩処理のゼオライト生成物は、骨組四面体(To、
)のモル分率によって表わして以下の形を有する: (”(a−N)Sib+(N−△2)口z〕0!〔式中
、Nは処理する間に骨組から除かれるアルミニウム四面
体のモル分率として定義され;aは出発ゼオライトの骨
組中に存在するアルミニウム四面体のモル分率であり;
bは出発ゼオライトの骨組中に存在するケイ素四面体の
モル分率であり;2は骨組中の欠陥部位のモル分率であ
り;(N−△2)はフルオロケイ酸塩処理から生じるケ
イ素四面体のモル分率増加であり;△2はその処理から
生じるゼオライト骨組における欠陥部位のそル分半の正
味の変化であり、Δz = z (生成物ゼオライト)
−Z(出発ゼオライト)である〕。全ての1−51定の
ゼオライトについて「欠陥構造因子」なる用語はゼオラ
イトの2値と同じことである。出発ゼオライトと生成物
ゼオライトとの間の欠陥構造因子の正味変化は△ZIC
相当する。数による値の合計は、 (a−N)−t−f:b+(N−△z):]+z=1で
ある。
上記LZ−210組成物、すなわち高いS i 02/
Al、03モル比と低い欠陥構造因子(本明細誉中以降
で検討する)の両方を有することを特徴とする組成物の
サブクラスは、以下の骨組四面体のモル分率によって表
わされる化学組成を有すると定義することができる: 〔Al(a−N)Sib+(N−Δ2)口z〕02〔人
中、Nは出発ゼオライトの骨組から除かれる6よりも大
きな値を有しくLZ−210及びLZ−210−Tにつ
いては好ましく Fi8.0よりも大きく、LZ−21
0−Aについては好ましくは7.0よりも大きく、LZ
−210−Mについては好ましくは6.0よりも大きく
8.0よりも小さい)、欠陥構造因子の変化△2は00
8よりも小さく、好ましくは0.05よりも小さく;骨
組中の増加ケカチオン釉として表わされるカチオン当i
M+/A 1は0.85〜11であり;X線粉末同折
形によって示すゼオライ)Yの特性結晶幅造は少くとも
表Aに広く記載するd−間隔を1する。
Al、03モル比と低い欠陥構造因子(本明細誉中以降
で検討する)の両方を有することを特徴とする組成物の
サブクラスは、以下の骨組四面体のモル分率によって表
わされる化学組成を有すると定義することができる: 〔Al(a−N)Sib+(N−Δ2)口z〕02〔人
中、Nは出発ゼオライトの骨組から除かれる6よりも大
きな値を有しくLZ−210及びLZ−210−Tにつ
いては好ましく Fi8.0よりも大きく、LZ−21
0−Aについては好ましくは7.0よりも大きく、LZ
−210−Mについては好ましくは6.0よりも大きく
8.0よりも小さい)、欠陥構造因子の変化△2は00
8よりも小さく、好ましくは0.05よりも小さく;骨
組中の増加ケカチオン釉として表わされるカチオン当i
M+/A 1は0.85〜11であり;X線粉末同折
形によって示すゼオライ)Yの特性結晶幅造は少くとも
表Aに広く記載するd−間隔を1する。
衣 A
d (A) 強度
14.3 −13.97 非常に強い
8.71−8.55 中位
7.43− 7.30 中位
5.66− 5.55 強い
4.75− 4.66 中位
4.56− 4.28 中位
3.75− 3゜69 強い
3.60− 五25 強い
2.85− 2.79 強い
上に定義した如きゼオライ)LZ−210は、本方法で
使用するに先立って、立方単位の気泡寸法a0 が24
.61オングストロームよりも小さく、好ましくは24
.20〜24.61オングストロームであり、25℃及
び4.6トルの水蒸気圧における水蒸気の吸術容量がゼ
オライトの無水重量を基準にして少くとも20iNチで
あり、かつ好ましくは100トル及び−183℃1でお
ける酸素秋海容量が少くとも25N量チである。
使用するに先立って、立方単位の気泡寸法a0 が24
.61オングストロームよりも小さく、好ましくは24
.20〜24.61オングストロームであり、25℃及
び4.6トルの水蒸気圧における水蒸気の吸術容量がゼ
オライトの無水重量を基準にして少くとも20iNチで
あり、かつ好ましくは100トル及び−183℃1でお
ける酸素秋海容量が少くとも25N量チである。
LZ−210はS iO,/A120.モ/Iz比が約
3又はそれ以上のゼオライトから骨組アルミニウムを除
き、それに代えて出発ゼオライトにとって外来の詠から
のケイ素を入れる方法によって調設することができる。
3又はそれ以上のゼオライトから骨組アルミニウムを除
き、それに代えて出発ゼオライトにとって外来の詠から
のケイ素を入れる方法によって調設することができる。
かかる手+[によって、該合成方法が知られていたなら
ば直接合成によって生じていたであろうとNじ結晶構造
を府するシリカ質の一/m高いゼオライト種を作り出す
ことが’i5]’ Heである。同時保への米国出願第
515,853号に開示されているプロセスは、気孔i
Ii径が少くとも約3オングストロームでかつS i
02 /A 1.03 モル此が少くとも6の結晶性ゼ
オライトをフルオロケイ酸塩に、好ましくはゼオライト
出発材料100g当り少くとも0.0075モルの量で
接触させることから成り、該フルオロケイ酸塩はpH値
が3〜約7、好ましくは5〜約7の範囲の水浴液状で、
かつ増加量或は連続のどちらかでおそい速度でゼオライ
トに接触させてゼオライトの骨組アルミニウム原子を取
り除きかつ添加したフルオロケイ酸塩からの外米のケイ
素原子で置換する。
ば直接合成によって生じていたであろうとNじ結晶構造
を府するシリカ質の一/m高いゼオライト種を作り出す
ことが’i5]’ Heである。同時保への米国出願第
515,853号に開示されているプロセスは、気孔i
Ii径が少くとも約3オングストロームでかつS i
02 /A 1.03 モル此が少くとも6の結晶性ゼ
オライトをフルオロケイ酸塩に、好ましくはゼオライト
出発材料100g当り少くとも0.0075モルの量で
接触させることから成り、該フルオロケイ酸塩はpH値
が3〜約7、好ましくは5〜約7の範囲の水浴液状で、
かつ増加量或は連続のどちらかでおそい速度でゼオライ
トに接触させてゼオライトの骨組アルミニウム原子を取
り除きかつ添加したフルオロケイ酸塩からの外米のケイ
素原子で置換する。
LZ −210iSiO,/All os %A比カ6
ヨりも小さい慣用方法により調製したゼオライトYから
上記の方法を用いてS i O,/A 1. O,比を
増大させてろよりも大きくすることによって調製するこ
とができる。好適な士順は次から成る:(a) 5iO
1/AltOs モル比が最終生成物のそれよりも小さ
いゼオライ)Y組成物を与える:(b) 該ゼオライ)
Yを温度20〜95℃でフルオロケイ酸塩、好ましくは
フルオロケイ酸アンモニウムに接触させてかつ反応させ
る。フルオロケイ酸塩浴数LpHが5〜約7の岐」、囲
の水浴液状であり、これを増量或は連続のどちらかでお
そい速度でゼオライトに接触させて除去される骨組アル
ミニウム原子の十分な割合をケイ素原子で置換して出発
ゼオライ)Yの結晶構造の少くとも80%、好ましくは
少くとも90チを保留し: (c) 骨組ケイ素含量の高められたゼオライトを反応
混合物から単離する。
ヨりも小さい慣用方法により調製したゼオライトYから
上記の方法を用いてS i O,/A 1. O,比を
増大させてろよりも大きくすることによって調製するこ
とができる。好適な士順は次から成る:(a) 5iO
1/AltOs モル比が最終生成物のそれよりも小さ
いゼオライ)Y組成物を与える:(b) 該ゼオライ)
Yを温度20〜95℃でフルオロケイ酸塩、好ましくは
フルオロケイ酸アンモニウムに接触させてかつ反応させ
る。フルオロケイ酸塩浴数LpHが5〜約7の岐」、囲
の水浴液状であり、これを増量或は連続のどちらかでお
そい速度でゼオライトに接触させて除去される骨組アル
ミニウム原子の十分な割合をケイ素原子で置換して出発
ゼオライ)Yの結晶構造の少くとも80%、好ましくは
少くとも90チを保留し: (c) 骨組ケイ素含量の高められたゼオライトを反応
混合物から単離する。
出発ゼオライ)Y組成物は当分野で周知のプロセスのい
ずれかによって合成することができる。
ずれかによって合成することができる。
代表的々プロセスは米Iff特許3.130.007号
に開示されている。
に開示されている。
本明細誉中以降で一層完全に説明する理由のために、プ
ロセスを極めて遅い速度で実施し得ない場合には、出発
ゼオライトは少くとも適度の程度に骨組アルミニウム原
子の初期損失に耐えることができて結晶構造を破壊しな
いことが必要である。
ロセスを極めて遅い速度で実施し得ない場合には、出発
ゼオライトは少くとも適度の程度に骨組アルミニウム原
子の初期損失に耐えることができて結晶構造を破壊しな
いことが必要である。
従って、出発ゼオライトのS i Ot /A l t
Os 比は少くとも3.0であることが好ましい。ま
た、天然前或は合成したままのゼオライトのA 104
−四面体の少くとも約50%、−m好ましくは少くとも
95チが出発ゼオライト中に存在することが好ましい。
Os 比は少くとも3.0であることが好ましい。ま
た、天然前或は合成したままのゼオライトのA 104
−四面体の少くとも約50%、−m好ましくは少くとも
95チが出発ゼオライト中に存在することが好ましい。
最も有利には、出発ゼオライトは元のAlO4″′四面
体のできるだけ多くを含有する、すなわち、元の骨組部
位からアルミニウム原子を広範囲に取り去るか、或は酸
素との4亜配位の標準条件からアルミニウム原子を転化
する任意の二次成形処理を受けなかった。
体のできるだけ多くを含有する、すなわち、元の骨組部
位からアルミニウム原子を広範囲に取り去るか、或は酸
素との4亜配位の標準条件からアルミニウム原子を転化
する任意の二次成形処理を受けなかった。
骨組アルミニウムをケイ素に置換する限りにおいて、出
発ゼオライトのカチオン群は臨界的因子ではないが、竹
換機構はゼオライトカチオンの少くともいくつかの塩の
現位置形成を包含するので、これらの塩はシリカに富む
ゼオライト生成物からのそれらの塩の除去を容易にする
ために相当の程度にまで水溶性であることが有オリであ
る。この点でアンモニウムカチオンが最も可溶性の塩で
あることがわかり、従って、ゼオライトカチオンの少く
とも50%、最もタナましくは85チ又はそれ以上がア
ンモニウムカチオンであることが好ましい。
発ゼオライトのカチオン群は臨界的因子ではないが、竹
換機構はゼオライトカチオンの少くともいくつかの塩の
現位置形成を包含するので、これらの塩はシリカに富む
ゼオライト生成物からのそれらの塩の除去を容易にする
ために相当の程度にまで水溶性であることが有オリであ
る。この点でアンモニウムカチオンが最も可溶性の塩で
あることがわかり、従って、ゼオライトカチオンの少く
とも50%、最もタナましくは85チ又はそれ以上がア
ンモニウムカチオンであることが好ましい。
ゼオライトにおいて最も普通の原カチオンの内の2つで
あるナトリウムとカリウムとは、それぞれN as A
I F”6とに、AIF、とを形成することがわかり
、これらは、共に熱水或は冷水のどちらかに極めて?1
んの少ししか俗解しない。これらの化合物がゼオライト
の構造上の穴の中に沈殿物として形成される場合には、
それらを水洗によって取り除くことは極めて難かしい。
あるナトリウムとカリウムとは、それぞれN as A
I F”6とに、AIF、とを形成することがわかり
、これらは、共に熱水或は冷水のどちらかに極めて?1
んの少ししか俗解しない。これらの化合物がゼオライト
の構造上の穴の中に沈殿物として形成される場合には、
それらを水洗によって取り除くことは極めて難かしい。
その上、ゼオライト生成物の熱安定性を望む場合には、
それらを取り除くことが重要である、というのけ、フッ
化物の相当量が500℃程の低い温度で結晶崩壊を引き
起こし得るからである。
それらを取り除くことが重要である、というのけ、フッ
化物の相当量が500℃程の低い温度で結晶崩壊を引き
起こし得るからである。
アルミニウム抽出剤としてかつまた抽出したアルミニウ
ムの代りにゼオライ) 4?造の中に挿入する外来ケイ
素源として用いるフルオロケイ酸塩は以下の一般式を有
するフルオロケイ酸塩のいずれかにすることができる: (A)2/bSiF6 (式中、Aは、好ましくはb価を有するH+以外の金属
又は非金属カチオンである)。
ムの代りにゼオライ) 4?造の中に挿入する外来ケイ
素源として用いるフルオロケイ酸塩は以下の一般式を有
するフルオロケイ酸塩のいずれかにすることができる: (A)2/bSiF6 (式中、Aは、好ましくはb価を有するH+以外の金属
又は非金属カチオンである)。
Aによって表わされるカチオンは、アルキルモノ十十十
十、十十+ モニウム、 NH,、H、Mg +Ll、Na +K
+++ ++ + 十十+’+ + Ha 、Cd 、Cu 、Cu 、Ca 、Os 。
十、十十+ モニウム、 NH,、H、Mg +Ll、Na +K
+++ ++ + 十十+’+ + Ha 、Cd 、Cu 、Cu 、Ca 、Os 。
十+ +十++ 十十+ +
Fe 、Co 、Pb +Mn 、Rh、Ag+++
+ ++ Sr +T1 +Zn である。フルオロケイ酸塩のア
ンモニウムカチオン形は、それが水に相当に溶解するこ
とから、かつまたアンモニウムカチオンがゼオライトと
反応する際に水溶性の副生塩、すなわち(N H4)
s A I Fa を形成することから、極めて好まし
い。
+ ++ Sr +T1 +Zn である。フルオロケイ酸塩のア
ンモニウムカチオン形は、それが水に相当に溶解するこ
とから、かつまたアンモニウムカチオンがゼオライトと
反応する際に水溶性の副生塩、すなわち(N H4)
s A I Fa を形成することから、極めて好まし
い。
いくつかの点で、フルオロケイ酸塩と出発ゼオライトと
を接触させる方法及びゼオライト骨組中のアルミニウム
をケイ素に負換することけ2工程プロセスであって、ア
ルミニウム抽出は制御されない場合には極めて速く進行
し、ケイ素の挿入は相対的に極めて遅い。貌アルミン眼
塩化が大規模になってケイ素餘換しない場合には、結晶
構造はひどく崩壊されて、終局的にくずれてしまう。い
ずれかの特別の理醋によって拘束されることを望まない
が、フッ化物イオンが以下の式に従って骨組アルミニウ
ムの抽出剤になると思われる:N)(、+ ゼオライト ゼオライト 従って、初期の脱アルミン酸塩化工程を抑制しかつケイ
素仲人工程を促進[7て所望のゼオライト生成物を達成
することが必須である。a々のゼオライト枦はケイ素齢
換しない骨組アルミニウム抽出の結果としての崩壊に対
し様々の程度の耐性を有することがわかる。通常、ゼオ
ライトに接触するフルオロケイ酸塩浴液のpHを6〜7
の範、囲で増大するにつれて及び反応系におけるフルオ
ロケイWfAの読度を減少するにつれて、アルミニウム
抽出速度を低下させる。また、反応温度を上げることが
ケイ素置快速度を増大させる傾向にある。反応系をF;
:衝するか戒はフルオロケイ酸塩の濃度をきびしく制限
することが必要であるか或は望ましいかは、谷ゼオライ
ト釉について日常の観測によって容易にめられる。
を接触させる方法及びゼオライト骨組中のアルミニウム
をケイ素に負換することけ2工程プロセスであって、ア
ルミニウム抽出は制御されない場合には極めて速く進行
し、ケイ素の挿入は相対的に極めて遅い。貌アルミン眼
塩化が大規模になってケイ素餘換しない場合には、結晶
構造はひどく崩壊されて、終局的にくずれてしまう。い
ずれかの特別の理醋によって拘束されることを望まない
が、フッ化物イオンが以下の式に従って骨組アルミニウ
ムの抽出剤になると思われる:N)(、+ ゼオライト ゼオライト 従って、初期の脱アルミン酸塩化工程を抑制しかつケイ
素仲人工程を促進[7て所望のゼオライト生成物を達成
することが必須である。a々のゼオライト枦はケイ素齢
換しない骨組アルミニウム抽出の結果としての崩壊に対
し様々の程度の耐性を有することがわかる。通常、ゼオ
ライトに接触するフルオロケイ酸塩浴液のpHを6〜7
の範、囲で増大するにつれて及び反応系におけるフルオ
ロケイWfAの読度を減少するにつれて、アルミニウム
抽出速度を低下させる。また、反応温度を上げることが
ケイ素置快速度を増大させる傾向にある。反応系をF;
:衝するか戒はフルオロケイ酸塩の濃度をきびしく制限
することが必要であるか或は望ましいかは、谷ゼオライ
ト釉について日常の観測によって容易にめられる。
理論的には、溶液のpHを浩然十分に高くしてフルオロ
ケイ酸塩との予期の反応から離れたゼオライ)174造
への過度の破壊的なり性作用を回避するならば、使用す
る水:#液中のフルオロケイ酸塩の濃度についての低い
方の制限は無い。フルオロケイ除塩の添加速度を極めて
遅くすることは、過度のアルミニウム抽出が行われてそ
の結果結晶構造を破壊してしまう前に、適当な時間が抽
出されるアルミニウムに対する骨組置換基としてのケイ
素の挿入を可能にすることを確実にする。しかし、実際
の商業上の事情は反応ができ得る限り早く進行すること
を必要とし、よって、反応温度及び試薬濃度の条件を各
々のゼオライト出発材料に関してに:iMKすべきであ
る。通常、ゼオライトがシリカ質になる程、許される反
応温度が高くなりかつ適当なpH条件が低くなる。通常
、好適な反応温ルーは50″〜95℃の範囲であるが、
125℃程に高い温度また20℃程に低い温度を用いて
適当な場合がいくつかあった。pH値が約5よりも低I
A憔7ト j七P−畠を妊ν干 涌引r 4品 計t
γk 帽Δ シ ト 詰ζわかり、pH値が7よりも高
い場合には、ケイ素の挿入が畑mにのろい。使用する水
溶液中のフルオロケイ酸塩の最犬龜度は、当然、温度及
びpH因子に相互に依存し、更にゼオライトと溶液との
接触時間及びゼオライトとフルオロケイ酸塩との相対割
合にも依存する。よって、フルオロケイ酸綜以′か約1
o−”モル/溶液11から旋和までの浴液を使用するこ
とが可能であるが、溶液11当り0.5〜tOモルの範
囲の濃度を用いるのが好ましい。これらの濃度値は真の
溶液に関するもので、水中の地のスラリーにおける全フ
ルオロケイ酸塩に適用するつもりではかい。本明細豊中
以降で説明するように、極めてわずかしかf+Mし々い
フルオロケイ噌塩でさえ水中にスラリー化させて試薬と
して用いることができる一未俗解の固体はゼオライトと
の反応で消費される溶解分子種に飄き換えるのに容易に
利用できる。本明細(書中上述したように、処理される
詩宗のゼオライトに対して使用する溶解フルオロケイ酸
塩の量は、ある程歴まで個々のゼオライトの物理的及び
化学的性質並びに本明細省中に収容されるその他の規格
値に依存する。しかし、添加すべきフルオロケイ酸塩に
ついての最小価はゼオライトから除くべきアルミニウム
の最小モル分率に少くとも等しくすべきである。
ケイ酸塩との予期の反応から離れたゼオライ)174造
への過度の破壊的なり性作用を回避するならば、使用す
る水:#液中のフルオロケイ酸塩の濃度についての低い
方の制限は無い。フルオロケイ除塩の添加速度を極めて
遅くすることは、過度のアルミニウム抽出が行われてそ
の結果結晶構造を破壊してしまう前に、適当な時間が抽
出されるアルミニウムに対する骨組置換基としてのケイ
素の挿入を可能にすることを確実にする。しかし、実際
の商業上の事情は反応ができ得る限り早く進行すること
を必要とし、よって、反応温度及び試薬濃度の条件を各
々のゼオライト出発材料に関してに:iMKすべきであ
る。通常、ゼオライトがシリカ質になる程、許される反
応温度が高くなりかつ適当なpH条件が低くなる。通常
、好適な反応温ルーは50″〜95℃の範囲であるが、
125℃程に高い温度また20℃程に低い温度を用いて
適当な場合がいくつかあった。pH値が約5よりも低I
A憔7ト j七P−畠を妊ν干 涌引r 4品 計t
γk 帽Δ シ ト 詰ζわかり、pH値が7よりも高
い場合には、ケイ素の挿入が畑mにのろい。使用する水
溶液中のフルオロケイ酸塩の最犬龜度は、当然、温度及
びpH因子に相互に依存し、更にゼオライトと溶液との
接触時間及びゼオライトとフルオロケイ酸塩との相対割
合にも依存する。よって、フルオロケイ酸綜以′か約1
o−”モル/溶液11から旋和までの浴液を使用するこ
とが可能であるが、溶液11当り0.5〜tOモルの範
囲の濃度を用いるのが好ましい。これらの濃度値は真の
溶液に関するもので、水中の地のスラリーにおける全フ
ルオロケイ酸塩に適用するつもりではかい。本明細豊中
以降で説明するように、極めてわずかしかf+Mし々い
フルオロケイ噌塩でさえ水中にスラリー化させて試薬と
して用いることができる一未俗解の固体はゼオライトと
の反応で消費される溶解分子種に飄き換えるのに容易に
利用できる。本明細(書中上述したように、処理される
詩宗のゼオライトに対して使用する溶解フルオロケイ酸
塩の量は、ある程歴まで個々のゼオライトの物理的及び
化学的性質並びに本明細省中に収容されるその他の規格
値に依存する。しかし、添加すべきフルオロケイ酸塩に
ついての最小価はゼオライトから除くべきアルミニウム
の最小モル分率に少くとも等しくすべきである。
斬許誼求の帥囲を含む本開示において、ゼオライト出発
材料の割合又はゼオライト生成物の吸着特性等を%定す
る場合では、特記しない限りゼオライトの無水状態を意
図するものである。無水状態はゼオライトを100℃の
空気中で約1〜2時−1加熱することによって得られる
ものと考えられる。
材料の割合又はゼオライト生成物の吸着特性等を%定す
る場合では、特記しない限りゼオライトの無水状態を意
図するものである。無水状態はゼオライトを100℃の
空気中で約1〜2時−1加熱することによって得られる
ものと考えられる。
上記より、反応条件に関して、ゼオライト結晶構造の結
合性を実質的にプロセス全体にわたって保ち、かつ七オ
ライドは格子の中に挿入した外米の(非ゼオライトの)
ケイ累原子を有することに加え、元の結晶化度の少くと
も80チ、好ましくは90%を保留することが望ましい
。出発物価の結晶化度に対する生成物の結晶化度を評価
する簡便な技法はそれらのそれぞれのX線粉末回折形の
d−間隔の相対強度を比較することである。任意の単位
によるバックグラウンドよりも上の出発材料のピーク高
さの合計を標準として使用して生成物の対応するピーク
高さと比較する。例えば、生成物のピーク高さの数値合
計が出発ゼオライトのピーク高さの合計の値の85%に
なる場合は、結晶化度の85%が保留された。実際はこ
のためにd−間隔ビークの一部のみ、例えば6つの最強
d−間隔の内の5つを利用するのが普通である。セオラ
イ)Yではこれらのd−間隔はミラー指数351.44
0,533,642,555に対応する。ゼオライト生
成物によって保留される結晶化就のその他の指数は表面
積の保留度及び吸着容搦の保留度である。表面積はJ
、 Am 、 Chem 、 Soc 。
合性を実質的にプロセス全体にわたって保ち、かつ七オ
ライドは格子の中に挿入した外米の(非ゼオライトの)
ケイ累原子を有することに加え、元の結晶化度の少くと
も80チ、好ましくは90%を保留することが望ましい
。出発物価の結晶化度に対する生成物の結晶化度を評価
する簡便な技法はそれらのそれぞれのX線粉末回折形の
d−間隔の相対強度を比較することである。任意の単位
によるバックグラウンドよりも上の出発材料のピーク高
さの合計を標準として使用して生成物の対応するピーク
高さと比較する。例えば、生成物のピーク高さの数値合
計が出発ゼオライトのピーク高さの合計の値の85%に
なる場合は、結晶化度の85%が保留された。実際はこ
のためにd−間隔ビークの一部のみ、例えば6つの最強
d−間隔の内の5つを利用するのが普通である。セオラ
イ)Yではこれらのd−間隔はミラー指数351.44
0,533,642,555に対応する。ゼオライト生
成物によって保留される結晶化就のその他の指数は表面
積の保留度及び吸着容搦の保留度である。表面積はJ
、 Am 、 Chem 、 Soc 。
60巻309頁(193B)の周知のフルナウアーエメ
ットーテーラー法(B−E−T)によって窒素な吸看質
として用いてめることができる。
ットーテーラー法(B−E−T)によって窒素な吸看質
として用いてめることができる。
臥着容せをめる際には、−183℃、100トルにおけ
る酸素容量が好ましい。
る酸素容量が好ましい。
今日入手し得る全ての証拠は、上述の方法が本質的に欠
陥構造の無いその上直接水熱合成によって従来化られる
ものよりも高いS i Ot /A I t Osモル
比を有するゼオライト製造し得る点で独特であることを
示す、す々わち、今日LZ−210を調製するその他の
方法は知られていない。本方法の実施から生成する生成
物は、外来の、す々わち非ゼオライトの源からのケイ素
を、好ましくは低レベルの四面体欠陥部位を含有するこ
とを特徴とする結晶構造と共に含有するおかけで各mK
ついて面接の水熱合成によって従来化られるものよりも
高いS i Ox /A It O,モル比を有するこ
との共通の特徴を共に有する。この欠陥構造は、存在す
るとすればゼオライトの赤外スペクトルによってヒドロ
キシル延伸領域に示される。
陥構造の無いその上直接水熱合成によって従来化られる
ものよりも高いS i Ot /A I t Osモル
比を有するゼオライト製造し得る点で独特であることを
示す、す々わち、今日LZ−210を調製するその他の
方法は知られていない。本方法の実施から生成する生成
物は、外来の、す々わち非ゼオライトの源からのケイ素
を、好ましくは低レベルの四面体欠陥部位を含有するこ
とを特徴とする結晶構造と共に含有するおかけで各mK
ついて面接の水熱合成によって従来化られるものよりも
高いS i Ox /A It O,モル比を有するこ
との共通の特徴を共に有する。この欠陥構造は、存在す
るとすればゼオライトの赤外スペクトルによってヒドロ
キシル延伸領域に示される。
未処理の、すなわち天然産の或は合成したままのゼオラ
イトでは、元の四面体構造は便宜上以下として表わされ
る: 81− 〇 Si− 錯生成剤、例えばエチレン−ジアミンテトラ酢酸(H4
ED’l’A)で処理し、化学量論反応が行われそれに
よって骨組のアルミニウム原子がナトリウム等の付随す
るカチオンと共KNaAIEDTA として除かれた後
に、四面体アルミニウムが以下の通りにヒドロキシルr
果(nest ) Jを形成する4つのプロトンに取り
替えられるものと仮定される:Si− Si− アルミニウム減少ゼオライトの赤外スペクトルは、約3
750crrL に始まって約3000c1rL Kま
で広がる広いはつきりした特徴のない帝を示す。この吸
収帯又は囲いの大きさはゼオライトのアルミニウム減少
を増大するにつれて増大する。吸収帯がそのように広く
なりかつ特定の吸収周波数の無い理由は、骨組中の空位
における水酸基を、水酸基が互いに相互作用する(水素
結合)ような方法で配位させるからで゛あるる。吸着し
た水分子の水酸基はまた水素結合されてヒドロキシルが
「巣」を作るように類φの広い吸収帯を作る。また、感
心のある範囲内の特定の特性吸収周波数を示すその他あ
る釉のゼオライト水酸基は、存在するとすれは、「果」
の水酸基に寄与し得る帝に重ねられるこれらの領域内圧
赤外吸収帯を生じさせる。これらの特定のヒドロキシル
はゼオライト中に存在するアンモニウムカチオン又は有
機カチオンの分解によって作り出される。
イトでは、元の四面体構造は便宜上以下として表わされ
る: 81− 〇 Si− 錯生成剤、例えばエチレン−ジアミンテトラ酢酸(H4
ED’l’A)で処理し、化学量論反応が行われそれに
よって骨組のアルミニウム原子がナトリウム等の付随す
るカチオンと共KNaAIEDTA として除かれた後
に、四面体アルミニウムが以下の通りにヒドロキシルr
果(nest ) Jを形成する4つのプロトンに取り
替えられるものと仮定される:Si− Si− アルミニウム減少ゼオライトの赤外スペクトルは、約3
750crrL に始まって約3000c1rL Kま
で広がる広いはつきりした特徴のない帝を示す。この吸
収帯又は囲いの大きさはゼオライトのアルミニウム減少
を増大するにつれて増大する。吸収帯がそのように広く
なりかつ特定の吸収周波数の無い理由は、骨組中の空位
における水酸基を、水酸基が互いに相互作用する(水素
結合)ような方法で配位させるからで゛あるる。吸着し
た水分子の水酸基はまた水素結合されてヒドロキシルが
「巣」を作るように類φの広い吸収帯を作る。また、感
心のある範囲内の特定の特性吸収周波数を示すその他あ
る釉のゼオライト水酸基は、存在するとすれは、「果」
の水酸基に寄与し得る帝に重ねられるこれらの領域内圧
赤外吸収帯を生じさせる。これらの特定のヒドロキシル
はゼオライト中に存在するアンモニウムカチオン又は有
機カチオンの分解によって作り出される。
しかし、ゼオライトを赤外分析にかけるに先立ってゼオ
ライトを処理して妨害する水酸基の存在をI!l!I避
し、こうして「來」のヒドロキシルのみに寄与し得る吸
収を観測し得ることが1]能である。
ライトを処理して妨害する水酸基の存在をI!l!I避
し、こうして「來」のヒドロキシルのみに寄与し得る吸
収を観測し得ることが1]能である。
吸Xイ水に属するヒドロキシルは水利ゼオライト試料に
約200℃の適朋の温度で約1時間真空活性化を行って
回込した。この処理は吸着水の除去の脱着を可能にする
。吸着水の完全ガ除去は、水分子の曲は周波数である約
1640cnL−’における赤外吸収帯がスペクトルか
ら除かれた際を注量してN1飴し得る。
約200℃の適朋の温度で約1時間真空活性化を行って
回込した。この処理は吸着水の除去の脱着を可能にする
。吸着水の完全ガ除去は、水分子の曲は周波数である約
1640cnL−’における赤外吸収帯がスペクトルか
ら除かれた際を注量してN1飴し得る。
分解性アンモニウムカチオンはイオン交換によって少く
とも大部分が除かれかつ好ましくはゼオライトのアンモ
ニウム体にNaC1水溶液による温第11なイオン又換
処理を行うことによって金属カチオンに取り替えること
ができる。アンモニウムカチオンの熱分解によって作ら
れるOH吸収帯はそれKよって同道される。よって、そ
のように処理したゼオライトについて3475〜約30
00cm−’の範囲にわたる吸収帯はほとんど完全に欠
陥構造に起因する水酸基に帰因することができ、かつこ
の帝の絶対吸光度はアルミニウム減少度の尺度になり得
る。
とも大部分が除かれかつ好ましくはゼオライトのアンモ
ニウム体にNaC1水溶液による温第11なイオン又換
処理を行うことによって金属カチオンに取り替えること
ができる。アンモニウムカチオンの熱分解によって作ら
れるOH吸収帯はそれKよって同道される。よって、そ
のように処理したゼオライトについて3475〜約30
00cm−’の範囲にわたる吸収帯はほとんど完全に欠
陥構造に起因する水酸基に帰因することができ、かつこ
の帝の絶対吸光度はアルミニウム減少度の尺度になり得
る。
しかし、イオン交換処理はたとえ温和であっても必ず徹
底しなければならず、かなりの時間を要したことがわか
る。また、イオン交換と吸着水を除去するための゛真空
が焼との組合せは3745〜3000α−1の範囲に吸
収を示し得る欠陥ヒドロキシル以外のすべての可能々ヒ
ドロキシルを除去するわけでない。例えば、6745函
−1における幾分鋭い帝がゼオライト結晶の末端格子点
に置かれた5i−OH基及び物理級着した水が除かれた
非晶質(非ゼオライト)シリカJCMt因された。
底しなければならず、かなりの時間を要したことがわか
る。また、イオン交換と吸着水を除去するための゛真空
が焼との組合せは3745〜3000α−1の範囲に吸
収を示し得る欠陥ヒドロキシル以外のすべての可能々ヒ
ドロキシルを除去するわけでない。例えば、6745函
−1における幾分鋭い帝がゼオライト結晶の末端格子点
に置かれた5i−OH基及び物理級着した水が除かれた
非晶質(非ゼオライト)シリカJCMt因された。
これらの理由のために、本発明のゼオライト生成物にお
ける欠陥構造の度合を測定するいく分異・る判定基準を
用いる方がいい。
ける欠陥構造の度合を測定するいく分異・る判定基準を
用いる方がいい。
物理吸着した水が寄与した水素結合した水酸基の不存在
において、水酸基が骨f114’2’2位或は欠陥部位
に関連するものと異るため吸収により少しも形勢され々
い吸収周波数は371o±5α−1である。以上より、
本発明のゼオライト生成物中に残留する欠陥部位の相対
数は、初めにすべての@着水をゼオライトから除き、周
波数371 ocIn−’で七の赤外スペクトルにおい
て絶対吸光度の値をめ、その値を既知量の欠陥構造を有
するゼオライトのスペクトルから得られる対応する値と
比較することによって測定することができる。以下の特
定の手1mを任意に選びかつ用いて本明細省中以降に現
われる実施例で調製した生成物における欠陥構造の量を
測定した。本手順から得られるデ〜りを用い、簡単な数
学計算を用いて本明細書中以降で「欠陥構造因子」と呼
び、記号「z」で表わす単−及びP+現可能な値を得る
ことが可能である。
において、水酸基が骨f114’2’2位或は欠陥部位
に関連するものと異るため吸収により少しも形勢され々
い吸収周波数は371o±5α−1である。以上より、
本発明のゼオライト生成物中に残留する欠陥部位の相対
数は、初めにすべての@着水をゼオライトから除き、周
波数371 ocIn−’で七の赤外スペクトルにおい
て絶対吸光度の値をめ、その値を既知量の欠陥構造を有
するゼオライトのスペクトルから得られる対応する値と
比較することによって測定することができる。以下の特
定の手1mを任意に選びかつ用いて本明細省中以降に現
われる実施例で調製した生成物における欠陥構造の量を
測定した。本手順から得られるデ〜りを用い、簡単な数
学計算を用いて本明細書中以降で「欠陥構造因子」と呼
び、記号「z」で表わす単−及びP+現可能な値を得る
ことが可能である。
「欠陥構造因子」は、本新規ゼオライト組成物を従来公
知のシリカ質の少い対応品及びまたはその他の技法によ
って作られる従来公知のシリカ質の等しい対応品と比較
しかつ区別するのに使用することができる。
知のシリカ質の少い対応品及びまたはその他の技法によ
って作られる従来公知のシリカ質の等しい対応品と比較
しかつ区別するのに使用することができる。
囚 欠陥構造ゼオライト標準
生成物試料と同じ棟の結晶性ゼオライトを米国時ip
3.442.795号に記械される如きケル(1Ker
r )の標準手順によってエンジンアミンテトラ酢敵で
処理して既知量の欠陥構造を有する悔準を調製すること
ができる。標準を調製するためには、実質的に純粋でか
つ欠陥構造の無い出発ゼオライトを良好に結晶化させる
ことかに9である。
3.442.795号に記械される如きケル(1Ker
r )の標準手順によってエンジンアミンテトラ酢敵で
処理して既知量の欠陥構造を有する悔準を調製すること
ができる。標準を調製するためには、実質的に純粋でか
つ欠陥構造の無い出発ゼオライトを良好に結晶化させる
ことかに9である。
これらの性質の内助めの2つは慣用のX線分析によって
容易にめられ、かつ第3の性質は本明細沓の(B)項に
記載する手順を用いて赤外分析によって容易にめられる
。アルミニウム抽出の生成物も良好に結晶化させかつ不
純物が実質的に無いようにすべぎである。アルミニウム
減少量、すなわち標準試料の四面体欠陥構造のモル分率
の前はtl’i用の化学的分析手)臓によって確定する
ことができる。所定のすべての場合において標1試料を
調製するのに用いる出発ゼオライトのS i 02 /
A l 2 Osモル比は狭い臨界性のものではないが
、好ましくは本発明の方法の実施において出発材料とし
て用いる同じゼオライト釉のS i O,/A l、
O,モル比の約10%以内である。
容易にめられ、かつ第3の性質は本明細沓の(B)項に
記載する手順を用いて赤外分析によって容易にめられる
。アルミニウム抽出の生成物も良好に結晶化させかつ不
純物が実質的に無いようにすべぎである。アルミニウム
減少量、すなわち標準試料の四面体欠陥構造のモル分率
の前はtl’i用の化学的分析手)臓によって確定する
ことができる。所定のすべての場合において標1試料を
調製するのに用いる出発ゼオライトのS i 02 /
A l 2 Osモル比は狭い臨界性のものではないが
、好ましくは本発明の方法の実施において出発材料とし
て用いる同じゼオライト釉のS i O,/A l、
O,モル比の約10%以内である。
(B) 生成物試料及び欠陥構造ゼオライト標準の赤外
スペクトル 分析されるべき水和ゼオライト15ミリグラムをkBr
ダイにおいて50001bB、の圧力下でプレスして
直径13關の自立ウェファ−にする。
スペクトル 分析されるべき水和ゼオライト15ミリグラムをkBr
ダイにおいて50001bB、の圧力下でプレスして
直径13關の自立ウェファ−にする。
次いでウェファ−を200℃、圧力IXjO−’mmH
g 以下で1時間加熱して物理吸着した水の観測し得る
全ての微量なゼオライトから除く。ゼオライトのこの状
態は1640α−1に赤外吸着荀が全く存在しないこと
によって立証される。その体及び吸着性物質、%に水蒸
気と接触させなけれは、ウェファ−の赤外スペクトルは
干渉計系において周波数3745〜3000cm にわ
たり4L:1n −’ の分解能で得られる。装置の違
いによる分相の食違いを回避するために同一の干渉計糸
を用いて生成物試料と標準試料の両方を分析する。スペ
クトルは通常操作の伝動様式で得られるので、これを結
理的に転換して波数対吸光歴としてプロットする。
g 以下で1時間加熱して物理吸着した水の観測し得る
全ての微量なゼオライトから除く。ゼオライトのこの状
態は1640α−1に赤外吸着荀が全く存在しないこと
によって立証される。その体及び吸着性物質、%に水蒸
気と接触させなけれは、ウェファ−の赤外スペクトルは
干渉計系において周波数3745〜3000cm にわ
たり4L:1n −’ の分解能で得られる。装置の違
いによる分相の食違いを回避するために同一の干渉計糸
を用いて生成物試料と標準試料の両方を分析する。スペ
クトルは通常操作の伝動様式で得られるので、これを結
理的に転換して波数対吸光歴としてプロットする。
(C) 欠陥構造因子の決定
欠陥構造因子(z)は以下の式に適描カデータを代入し
てH1算される: 八A(std) ここで、AA(ps)は3710 crrt−’におけ
る生成物試料の推定バックグラウンドよりも上で測定し
た赤外絶対吸光度であり” AA(std)は3710
crn””における標準のバックグラウンドよりも上で
測定した絶対吸光度であり、標準中の欠陥のモル分率は
上記(イ)項に従ってめられる。
てH1算される: 八A(std) ここで、AA(ps)は3710 crrt−’におけ
る生成物試料の推定バックグラウンドよりも上で測定し
た赤外絶対吸光度であり” AA(std)は3710
crn””における標準のバックグラウンドよりも上で
測定した絶対吸光度であり、標準中の欠陥のモル分率は
上記(イ)項に従ってめられる。
欠陥構造因子2が−担わかれば、生成物試料の5i02
、 Al1 Os 、 M2/n Oとしてのカチオ
ン含量についての湿式化学分析から、処理の結果ケイ素
がゼオライト中のアルミニウムに代わったかどうか及び
またかかるケイ素置換の効率をめることが可能である。
、 Al1 Os 、 M2/n Oとしてのカチオ
ン含量についての湿式化学分析から、処理の結果ケイ素
がゼオライト中のアルミニウムに代わったかどうか及び
またかかるケイ素置換の効率をめることが可能である。
本方法が骨組中のアルミニウムに代えてケイ素を有する
ゼオライト生成物を生ずるということはヒドロキシル領
域の赤外スペクトルに加えて骨組赤外スペクトルによっ
て実証される。赤外スペクトルにおいて、出発ゼオライ
トが増大したsio。
ゼオライト生成物を生ずるということはヒドロキシル領
域の赤外スペクトルに加えて骨組赤外スペクトルによっ
て実証される。赤外スペクトルにおいて、出発ゼオライ
トが増大したsio。
/A1.o、モル比によるのに対して、本生成物の場合
にはp示ビークの一層高い波数への移動及びそれのある
程度の鋭利化がある。
にはp示ビークの一層高い波数への移動及びそれのある
程度の鋭利化がある。
本明細書中に現われかつ特許請求の範囲に記載する必須
のX線粉末回折形は標準のX線粉末回折技法を用いて得
られる。放射線源は50Kv及び40maで稼動させる
高強度の釦1ターゲットのX線管である。=s Kアル
ファ放射線及びグラファイトモノクロメータ−からの回
折形をX線分光計シンチレーションカウンター、パルス
高す分析計、帯記録紙記録計によって適当に記録する。
のX線粉末回折形は標準のX線粉末回折技法を用いて得
られる。放射線源は50Kv及び40maで稼動させる
高強度の釦1ターゲットのX線管である。=s Kアル
ファ放射線及びグラファイトモノクロメータ−からの回
折形をX線分光計シンチレーションカウンター、パルス
高す分析計、帯記録紙記録計によって適当に記録する。
フラット圧縮粉末試料を、2秒の時定数を用いて1分画
り2° (2シータ)で走査する。平面間隔(a)は2
シータ(ここで、2シータは帝記録紙上で観測される如
きブラッグ角である)として表わされる回折ピークの位
置から得られる。強度はバックグラウンドを減じた後の
回折ピークのMさからめられる。
り2° (2シータ)で走査する。平面間隔(a)は2
シータ(ここで、2シータは帝記録紙上で観測される如
きブラッグ角である)として表わされる回折ピークの位
置から得られる。強度はバックグラウンドを減じた後の
回折ピークのMさからめられる。
各々のゼオライト生成物におけるカチオン当量、すなわ
ちM”/nO/AltO,モル比をめる場合、Mが水素
以外の1価カチオンであるゼオライトの形について日常
の化学分析を行うのが有利である。
ちM”/nO/AltO,モル比をめる場合、Mが水素
以外の1価カチオンであるゼオライトの形について日常
の化学分析を行うのが有利である。
これは二価或は多価の金属ゼオライトカチオンの場合に
生じ得る、各々のA 1 o;−四面体に伴う正味の負
電荷を釣り合わせる際にカチオンの全原子価を使用する
のかどうか或はOH−文はH,O+イオンと結合する除
にカチオンの陽の原子価のいくつかを用いるのかどうか
に関するあいまいさを(gImする。
生じ得る、各々のA 1 o;−四面体に伴う正味の負
電荷を釣り合わせる際にカチオンの全原子価を使用する
のかどうか或はOH−文はH,O+イオンと結合する除
にカチオンの陽の原子価のいくつかを用いるのかどうか
に関するあいまいさを(gImする。
本発明の好ましい新規な結晶性アルミノケイ酸塩組成物
は、前述した骨組四面体のモル分率の表現からめること
ができる化学的又はモル骨組組成物を含有する: 〔Al(a−N)Sib十(N−△z)口z′IO2求
められかつ数では5よりも大きく、生成物ゼオライトの
骨組の中に代入するケイ素四面体のモル(N−Δ2) 分率(N−Δ2)は少くとも□(数では0.5に等しい
か又はそれよりも大きい)についての値だけ増大され、
欠陥構造因子の変化△2は008よりも小さく、好まし
くは0.05よりも小さい分だけ増大される〕。
は、前述した骨組四面体のモル分率の表現からめること
ができる化学的又はモル骨組組成物を含有する: 〔Al(a−N)Sib十(N−△z)口z′IO2求
められかつ数では5よりも大きく、生成物ゼオライトの
骨組の中に代入するケイ素四面体のモル(N−Δ2) 分率(N−Δ2)は少くとも□(数では0.5に等しい
か又はそれよりも大きい)についての値だけ増大され、
欠陥構造因子の変化△2は008よりも小さく、好まし
くは0.05よりも小さい分だけ増大される〕。
その上、本発明に従って処理した全てのゼオライト材料
の欠陥構造因子にかかわらず、結晶格子の中に外米のケ
イ素を挿入させかつ直接の水熱合成によって従来得られ
るものよりも大きな5in2/Al、O,モル比を有す
ることによって新規である。これは必ず真実になる、と
いうのは、ゼオライト結晶の5i02 / Al、 0
.を増大させるその信金ての方法は骨組のアルミニウム
原子を除去しなければならす、かつそれらの取り除かれ
たアルミニウム原子の少くとも1つを結晶自体と異る源
からのケイ素原子に取り替えなければ、結晶の絶対欠1
111′I構造含量はLZ−210のそれよりも大きく
なけれはならないからである。
の欠陥構造因子にかかわらず、結晶格子の中に外米のケ
イ素を挿入させかつ直接の水熱合成によって従来得られ
るものよりも大きな5in2/Al、O,モル比を有す
ることによって新規である。これは必ず真実になる、と
いうのは、ゼオライト結晶の5i02 / Al、 0
.を増大させるその信金ての方法は骨組のアルミニウム
原子を除去しなければならす、かつそれらの取り除かれ
たアルミニウム原子の少くとも1つを結晶自体と異る源
からのケイ素原子に取り替えなければ、結晶の絶対欠1
111′I構造含量はLZ−210のそれよりも大きく
なけれはならないからである。
本明細豊中で言及する触媒は6.0よりも大きいSLO
,対AI、0.比を有するLZ−210材料カら作る。
,対AI、0.比を有するLZ−210材料カら作る。
LZ−210−AはS i 02対AI、O,比がZO
よりも大きいLZ−210材料から作る。
よりも大きいLZ−210材料から作る。
LZ−210−’l’は好ましくはSin、対Al!0
゜比が8,0よりも大きいLZ−210から作る。
゜比が8,0よりも大きいLZ−210から作る。
LZ−210−MはS i O,対Al20M比カ6.
0ヨりも大きくかつ8.0よりも小さいLZ−2i0材
料から作る。
0ヨりも大きくかつ8.0よりも小さいLZ−2i0材
料から作る。
「熱処理」なる用語は、本明細省において熱か焼及び水
熱か焼(水蒸気の存在における熱か焼)の両方を呼ぶの
圧用いる。熱処理は有効な温度及び時間で行い、かつ熱
処理がまた水熱処理である場合には熱処理を有効量の水
蒸気の存在において行って本明細豊中LZ−210−T
と呼ぶ本発明のLZ−210誘尋触媒を与える。熱処理
は、典型的には600℃を越える温度でα25時間を越
える期間行い、熱処理が水熱処理である場合には、典型
的には空気牛歩くとも20V量%の水蒸気の存在におい
て村う。水蒸気源は重要でなく、外部源から与えてよく
或は水熱処理に用いる温度において現位置で発生させて
もよい。
熱か焼(水蒸気の存在における熱か焼)の両方を呼ぶの
圧用いる。熱処理は有効な温度及び時間で行い、かつ熱
処理がまた水熱処理である場合には熱処理を有効量の水
蒸気の存在において行って本明細豊中LZ−210−T
と呼ぶ本発明のLZ−210誘尋触媒を与える。熱処理
は、典型的には600℃を越える温度でα25時間を越
える期間行い、熱処理が水熱処理である場合には、典型
的には空気牛歩くとも20V量%の水蒸気の存在におい
て村う。水蒸気源は重要でなく、外部源から与えてよく
或は水熱処理に用いる温度において現位置で発生させて
もよい。
LZ−210−MはLZ−210をイオン交換或は含浸
させて作る。この場合、LZ−210は、適宜、■A族
のカチオン及びセリウム、ランタン、プラセオジム、ネ
オジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガ
ドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム
、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム
及びこれらの混合物から成る群より選ぶ希土類カチオン
から成る群より選ぶ少くとも1種の多価カチオンの溶液
にLZ−210を接触させることによって、不明#I書
中以降で検討する熱処理を行った。LZ−210をイオ
ン交換する結果、少くとも1つの多価カチオン、例えは
希土類カチオンがLZ−210に初めに存在するカチオ
ンとイオン交換される。
させて作る。この場合、LZ−210は、適宜、■A族
のカチオン及びセリウム、ランタン、プラセオジム、ネ
オジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガ
ドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム
、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム
及びこれらの混合物から成る群より選ぶ希土類カチオン
から成る群より選ぶ少くとも1種の多価カチオンの溶液
にLZ−210を接触させることによって、不明#I書
中以降で検討する熱処理を行った。LZ−210をイオ
ン交換する結果、少くとも1つの多価カチオン、例えは
希土類カチオンがLZ−210に初めに存在するカチオ
ンとイオン交換される。
多価カチオンは、好ましくは、出発LZ−210材料中
に存在するカチオンの少くとも約2イオン交換チを取り
除く弔効量で存在し、かつ代表的には約5.0イオン交
′I98.%よりも大きく、好ましくは約16〜約80
イオン交換チの間の有効量で存在する。
に存在するカチオンの少くとも約2イオン交換チを取り
除く弔効量で存在し、かつ代表的には約5.0イオン交
′I98.%よりも大きく、好ましくは約16〜約80
イオン交換チの間の有効量で存在する。
LZ−210−’l’及びLz −210−Mヲ’AH
する方法は、6.0よりも大きいs t ot対Aly
Os比値を有するLZ−210を以下の工程の少くとも
1つによって処理することから成る:(1) アルミノ
ケイ酸塩を有効温度において有効な時間処理し; (11) セリウム、ランタン、プラセオジウム、ネオ
ジム、グロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガド
リニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、
エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム及
びどれらの混合物から成る群より選ぶ少くとも1麺の金
属希土類カチオンの有効量を与える。
する方法は、6.0よりも大きいs t ot対Aly
Os比値を有するLZ−210を以下の工程の少くとも
1つによって処理することから成る:(1) アルミノ
ケイ酸塩を有効温度において有効な時間処理し; (11) セリウム、ランタン、プラセオジウム、ネオ
ジム、グロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガド
リニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、
エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム及
びどれらの混合物から成る群より選ぶ少くとも1麺の金
属希土類カチオンの有効量を与える。
工程(1)及び(11)に加えて、工程(1)及び(1
1)を1回又はそれ以上任意の順序で組合せることも本
発明の範囲内にあることが理解される。
1)を1回又はそれ以上任意の順序で組合せることも本
発明の範囲内にあることが理解される。
LZ−21L)−Aは7.0よりも大きいS i O,
対A l t Os比を有するLZ−210材料をII
IA族の塩(有機金属化合物を包含する)の浴液で有効
なイオン交換条件下に処理することによる少くとも1褌
のIIIA族カチオンの有効量で処理して作る。
対A l t Os比を有するLZ−210材料をII
IA族の塩(有機金属化合物を包含する)の浴液で有効
なイオン交換条件下に処理することによる少くとも1褌
のIIIA族カチオンの有効量で処理して作る。
rlA族カデカチオンる用語はIIIA族(アルミニウ
ム、カリウム、インジウム、タリウム)のヒドロキシル
化カチオン、錯化カチオン、′mm相和カチオンを呼ぶ
ことを意味する。かかる有効外条件は、平均であらゆる
単位気泡当り少くとも1個のDi A族カチオンを、好
ましくはあらゆる単位気泡当り少くとも2個を、最も好
ましくは単位気泡当り少くとも3個をLZ−2101料
に付与することになる。IIIA族カチオン交換条件は
臨界的なものではないが、代表的な交換条件は、LZ−
210を水溶性111A族塩の水性スラリー中約20°
〜約120℃の間の′OA度で約025時間よりも長い
期間大気圧において交換させることである。1lfA族
の塩は■AA族チオンを溶液中、好ましくは水溶液中に
含有するほとんど全ての塩にすることができ、該塩は硝
酸繕・1、塩化物、有機塩等になり得る。該塩はアルミ
ニウム塩が好ましい。水がlII A族の塩に対する好
ましい浴剤であるが、有機溶剤、無機溶剤、有機及び剣
後溶剤の混合物を使用することは本発明の範囲内である
。
ム、カリウム、インジウム、タリウム)のヒドロキシル
化カチオン、錯化カチオン、′mm相和カチオンを呼ぶ
ことを意味する。かかる有効外条件は、平均であらゆる
単位気泡当り少くとも1個のDi A族カチオンを、好
ましくはあらゆる単位気泡当り少くとも2個を、最も好
ましくは単位気泡当り少くとも3個をLZ−2101料
に付与することになる。IIIA族カチオン交換条件は
臨界的なものではないが、代表的な交換条件は、LZ−
210を水溶性111A族塩の水性スラリー中約20°
〜約120℃の間の′OA度で約025時間よりも長い
期間大気圧において交換させることである。1lfA族
の塩は■AA族チオンを溶液中、好ましくは水溶液中に
含有するほとんど全ての塩にすることができ、該塩は硝
酸繕・1、塩化物、有機塩等になり得る。該塩はアルミ
ニウム塩が好ましい。水がlII A族の塩に対する好
ましい浴剤であるが、有機溶剤、無機溶剤、有機及び剣
後溶剤の混合物を使用することは本発明の範囲内である
。
LZ−210−AtC1LZ−210−T及びLZ−2
10−Mに対して行ったと同じ方法でmAA族チオン以
外のアンモニウム及び/又は多価カチオンにより熱処理
及びイオン交換することを包含するそれ以上の処理を行
うことができる。
10−Mに対して行ったと同じ方法でmAA族チオン以
外のアンモニウム及び/又は多価カチオンにより熱処理
及びイオン交換することを包含するそれ以上の処理を行
うことができる。
上記に加えて、触媒は工程(1)父は(11)のどちら
かの前又は後にアンモニウム交換することができる。
かの前又は後にアンモニウム交換することができる。
イオン9.換工程(アンモニウムか多価カチオンのどち
らか)は、通常、LZ−210又はLZ−210誘導ゼ
オライ) (LZ−210−T、LZ−210−M又は
LZ−210−A)のスラリーを触媒1答量当り約5〜
15谷食の水を加えた後に塩の溶液を加えて作ることに
よって行う。イオン交換は、通常、室温で行い、次いで
生成した溶液を加熱して約50℃よりも冒<シ、この温
度で約0.5〜3時間攪拌する。次いで、この混合物を
ろ過しかつ水洗して塩を溶解した結果として存在する過
剰のアニオンを除去する。
らか)は、通常、LZ−210又はLZ−210誘導ゼ
オライ) (LZ−210−T、LZ−210−M又は
LZ−210−A)のスラリーを触媒1答量当り約5〜
15谷食の水を加えた後に塩の溶液を加えて作ることに
よって行う。イオン交換は、通常、室温で行い、次いで
生成した溶液を加熱して約50℃よりも冒<シ、この温
度で約0.5〜3時間攪拌する。次いで、この混合物を
ろ過しかつ水洗して塩を溶解した結果として存在する過
剰のアニオンを除去する。
触媒LZ−210,LZ−210−A、LZ−210−
T。
T。
LZ−210−Mは、代表的には、無機酸化物マトリッ
クスと共にマトリックスとゼオライトとの全1景を基に
して約1〜約99重量%、好ましくは約1〜約90.T
fti%の間の童で用いる。かかるマトリックス系とそ
れらの調製については当分野で周知である。
クスと共にマトリックスとゼオライトとの全1景を基に
して約1〜約99重量%、好ましくは約1〜約90.T
fti%の間の童で用いる。かかるマトリックス系とそ
れらの調製については当分野で周知である。
)ITプロセス
211:発明のHTプロセスは2工程再生プロセス及び
1工程再生プロセスに関する。通常、HTプロセスは沸
点が400下(204°C)以上の残油を分解するもの
である。これらの残油は原油、頁岩油、タールサンドか
らガソリン並びにそれよりも低い及び高い沸点の炭化水
素成分、すなわち液体自動車ガソリンを製造して得られ
る。残油原料を上昇管反応域において再生域から原料の
擬像臨界温度を越える温度で回収する筒活性の分解触媒
と混合する。次いで、炭化水素原料を800°F(42
7℃)よりも低い温度に予熱した後に再生九・旺媒と通
常気状の炭化水垢−触媒懸濁物を形成する条件下で混合
する。上昇管吐出において用いる分離装置又は配置が蒸
気から触媒の約70〜90チを分離する。f用する特別
の装置の独特の特徴は、蒸気が反応器サイクロンに入る
前の離脱容器において通常よりも高い蒸気の空塔速贋を
可能にするということである。反応器サイクロンを出る
炭化水素を下流の精留塔において分離する。上昇管運転
から回収した後に水蒸気ストリッピングして同伴炭化水
素を除き、温度が約900°〜約1100°F(約48
26〜約593℃)の範囲であり、かつ1,0〜2.5
重ft%のコークスによって脱活性された使用触媒を第
1段階触a再生確における触媒の温度制限凝密流通床に
通す。
1工程再生プロセスに関する。通常、HTプロセスは沸
点が400下(204°C)以上の残油を分解するもの
である。これらの残油は原油、頁岩油、タールサンドか
らガソリン並びにそれよりも低い及び高い沸点の炭化水
素成分、すなわち液体自動車ガソリンを製造して得られ
る。残油原料を上昇管反応域において再生域から原料の
擬像臨界温度を越える温度で回収する筒活性の分解触媒
と混合する。次いで、炭化水素原料を800°F(42
7℃)よりも低い温度に予熱した後に再生九・旺媒と通
常気状の炭化水垢−触媒懸濁物を形成する条件下で混合
する。上昇管吐出において用いる分離装置又は配置が蒸
気から触媒の約70〜90チを分離する。f用する特別
の装置の独特の特徴は、蒸気が反応器サイクロンに入る
前の離脱容器において通常よりも高い蒸気の空塔速贋を
可能にするということである。反応器サイクロンを出る
炭化水素を下流の精留塔において分離する。上昇管運転
から回収した後に水蒸気ストリッピングして同伴炭化水
素を除き、温度が約900°〜約1100°F(約48
26〜約593℃)の範囲であり、かつ1,0〜2.5
重ft%のコークスによって脱活性された使用触媒を第
1段階触a再生確における触媒の温度制限凝密流通床に
通す。
HTプロセスの2工程再生運転の操作は米国特許4.3
31.535号、8相9行〜10掴23行(それぞれを
含む)及び特許請求の範囲に記載されている。本方法は
かかる2工程再生運転の使用をLZ−21o、LZ−2
1o−M、LZ−21o−T及び/又はLZ−210−
Aから成る触媒で改良することから成る。
31.535号、8相9行〜10掴23行(それぞれを
含む)及び特許請求の範囲に記載されている。本方法は
かかる2工程再生運転の使用をLZ−21o、LZ−2
1o−M、LZ−21o−T及び/又はLZ−210−
Aから成る触媒で改良することから成る。
通常、2工程再生プロセスはトラブト原油、常圧椙抵油
、残油、タールサンド、頁岩油、1へ以上のアスファル
テンを有する軽油、多環式芳香族、mM汚染物から成る
高沸点炭化水素を転化するに際し、分解域で初期混合し
た該高沸点炭化水素を温度が少くとも炭化水素原料の擬
似臨界温度に等しい加熱再生触媒によって接触分解し、
炭素質付宸物を有する触媒粒子を炭化水素転化生成物か
ら分離して各々を別々に回収し、炭化水素買付着物を有
する分離した触媒粒子を第1触媒再生域において炭化水
素鎖物質に付随した水素を特に燃焼させて残留炭素を触
媒上に残しかつCOに富む煙道ガスを作るように選ぶ酸
素温度及び温度の条件下で部分再生し、該煙道ガスは後
で該触媒部分再生運転から回収され、このように部分再
生されかつ残留炭素付着物を有する触媒粒子を15.0
06F′(816℃)を越える温度で十分外酸素の存在
において第2分離触媒再生域に送り残留炭素付着物、C
Oを実質的に完全に燃焼させかつCOlに富む畑違ガス
を作り、残留炭素の実質的に存在しない再生した7g1
1+媒を触媒によって接触転化されるべき該炭化水素原
料の擬似臨界温度よりも高い温度で回収し、このように
して再生した触媒を該第2h生域から該分解域に通して
少くとも上述した装入炭化水素原料の擬似臨界温度に等
しい混合温度を形成することから成る。
、残油、タールサンド、頁岩油、1へ以上のアスファル
テンを有する軽油、多環式芳香族、mM汚染物から成る
高沸点炭化水素を転化するに際し、分解域で初期混合し
た該高沸点炭化水素を温度が少くとも炭化水素原料の擬
似臨界温度に等しい加熱再生触媒によって接触分解し、
炭素質付宸物を有する触媒粒子を炭化水素転化生成物か
ら分離して各々を別々に回収し、炭化水素買付着物を有
する分離した触媒粒子を第1触媒再生域において炭化水
素鎖物質に付随した水素を特に燃焼させて残留炭素を触
媒上に残しかつCOに富む煙道ガスを作るように選ぶ酸
素温度及び温度の条件下で部分再生し、該煙道ガスは後
で該触媒部分再生運転から回収され、このように部分再
生されかつ残留炭素付着物を有する触媒粒子を15.0
06F′(816℃)を越える温度で十分外酸素の存在
において第2分離触媒再生域に送り残留炭素付着物、C
Oを実質的に完全に燃焼させかつCOlに富む畑違ガス
を作り、残留炭素の実質的に存在しない再生した7g1
1+媒を触媒によって接触転化されるべき該炭化水素原
料の擬似臨界温度よりも高い温度で回収し、このように
して再生した触媒を該第2h生域から該分解域に通して
少くとも上述した装入炭化水素原料の擬似臨界温度に等
しい混合温度を形成することから成る。
それ以上の実施態様において、本方法は原料を処理しか
つ触媒を再生することに関する操作から成り、かつ以下
によってプロセスの上昇管分解域において高沸点の重質
残油を処理する高温操作を提供するものである: 上昇管分解域を付加第2再生域に結合させて与え、該第
2再生域は該制限温就角生域に隣接しそれよりも上方に
あり、上昇管分解域を横切って流。
つ触媒を再生することに関する操作から成り、かつ以下
によってプロセスの上昇管分解域において高沸点の重質
残油を処理する高温操作を提供するものである: 上昇管分解域を付加第2再生域に結合させて与え、該第
2再生域は該制限温就角生域に隣接しそれよりも上方に
あり、上昇管分解域を横切って流。
れる炭化水素生成物の蒸気と触媒との懸濁物を懸濁破壊
域に通して触媒粒子を同伴する生成物蒸気から分離した
触媒粒子の下方向流れを促進し、サイクロン分離域と自
由に連絡する懸濁破壊域とすぐ隣接した通路に生成物の
蒸気を通し、該サイクロン分離域において炭化水素生成
物蒸気を触媒と分離しかつ該炭化水素生成物蒸気をサイ
クロン分離触媒と分離して回収し、炭化水素蒸気と分離
した触媒をス) IJツブした佐に下方向に通して該温
度制限再生域内の触媒の密集(dense )流動床の
下方部に迭り; 該温度制限再生域内の密集流動触媒床において1400
″l”(760℃)以下で、炭素質物質の10〜90軍
1− %の除去を行い、COに富む煙道ガスを製造しか
つ残留炭素を有する触媒粒子を与えるのに十分な匍の酸
素によって触媒の部分再生を行い、部分再生した触媒を
外部ストリッピング域及びそこから拘束(confin
ed ) )ランスファー域に通して上部再生域の底部
部分に送り;残留炭素を有する部分再生した触媒を第2
P+生域内の密集流動触媒床で1500°F(816℃
)よりも商い温度において更に角生じ、高温再生触媒を
該第2書生域から外部ストリッピング域の中に通した後
に該上昇管分解域に通してそこに装入した高沸点亜質原
料油と混和させることから成るプロセスの上昇管分解域
において処理する原料、触媒再生に関する操作を改良し
かつ高沸点重質残油を処理する尚温操作を与える。
域に通して触媒粒子を同伴する生成物蒸気から分離した
触媒粒子の下方向流れを促進し、サイクロン分離域と自
由に連絡する懸濁破壊域とすぐ隣接した通路に生成物の
蒸気を通し、該サイクロン分離域において炭化水素生成
物蒸気を触媒と分離しかつ該炭化水素生成物蒸気をサイ
クロン分離触媒と分離して回収し、炭化水素蒸気と分離
した触媒をス) IJツブした佐に下方向に通して該温
度制限再生域内の触媒の密集(dense )流動床の
下方部に迭り; 該温度制限再生域内の密集流動触媒床において1400
″l”(760℃)以下で、炭素質物質の10〜90軍
1− %の除去を行い、COに富む煙道ガスを製造しか
つ残留炭素を有する触媒粒子を与えるのに十分な匍の酸
素によって触媒の部分再生を行い、部分再生した触媒を
外部ストリッピング域及びそこから拘束(confin
ed ) )ランスファー域に通して上部再生域の底部
部分に送り;残留炭素を有する部分再生した触媒を第2
P+生域内の密集流動触媒床で1500°F(816℃
)よりも商い温度において更に角生じ、高温再生触媒を
該第2書生域から外部ストリッピング域の中に通した後
に該上昇管分解域に通してそこに装入した高沸点亜質原
料油と混和させることから成るプロセスの上昇管分解域
において処理する原料、触媒再生に関する操作を改良し
かつ高沸点重質残油を処理する尚温操作を与える。
本方法rrz、また、I、Z−210,LZ−210−
T。
T。
LZ−210−M及び/又けLZ−210−Aから成ル
分解触媒を再生域内で1500下(816℃)を越える
温度で十分な酸素の存在において再生して炭化水素質物
質に付随する水素、残留炭素及びそれから生成するCO
を実質的に完全に燃焼させ、残留炭素の実質内圧存在し
ない、すなわち炭素が005重幇チよりも少い、好まし
くは00202重量%も少い再生した触媒を該灰化水素
原料の擬似臨界温度を越える温度で回収し、p」生じた
触媒を分解域に通す1段階書生操作の使用から成る。
分解触媒を再生域内で1500下(816℃)を越える
温度で十分な酸素の存在において再生して炭化水素質物
質に付随する水素、残留炭素及びそれから生成するCO
を実質的に完全に燃焼させ、残留炭素の実質内圧存在し
ない、すなわち炭素が005重幇チよりも少い、好まし
くは00202重量%も少い再生した触媒を該灰化水素
原料の擬似臨界温度を越える温度で回収し、p」生じた
触媒を分解域に通す1段階書生操作の使用から成る。
LZ−210,LZ−210−T、LZ−210−M及
び/又はLZ−210−Aから成る触媒の使用は、慣用
の分解触傳、に用いられるゼオライト成分のか、安定性
が限られていたことにより従来不可能と考えられていた
高温分解及び尚温拘生を用いるプロセスに対して1工程
の再生操作を?’l’ 115にする。史に、供給原料
中及びゼオライト触媒の調製から生ずる塩の不純物は多
葉のナトリウムを与える。多量のナトリウムは結晶化度
、よって分解触媒のゼオライ)Jilt分の活性を低下
させることが知られている。
び/又はLZ−210−Aから成る触媒の使用は、慣用
の分解触傳、に用いられるゼオライト成分のか、安定性
が限られていたことにより従来不可能と考えられていた
高温分解及び尚温拘生を用いるプロセスに対して1工程
の再生操作を?’l’ 115にする。史に、供給原料
中及びゼオライト触媒の調製から生ずる塩の不純物は多
葉のナトリウムを与える。多量のナトリウムは結晶化度
、よって分解触媒のゼオライ)Jilt分の活性を低下
させることが知られている。
更に、供給原料はニッケル、バナジウム等の金属を含有
することがよくあり、かかる金属は触媒に悲影欄゛を与
える傾向に))る。対ナトリウム及び/又ハバナジウム
、ニッケルの許容度か改嵜された触媒はナトリウム及び
/又はバナジウム、ニッケルの存在における安定性が改
良されること罠よって、触媒袖給情が少くてすむプロセ
スを与える。
することがよくあり、かかる金属は触媒に悲影欄゛を与
える傾向に))る。対ナトリウム及び/又ハバナジウム
、ニッケルの許容度か改嵜された触媒はナトリウム及び
/又はバナジウム、ニッケルの存在における安定性が改
良されること罠よって、触媒袖給情が少くてすむプロセ
スを与える。
本方法はかかる対す) I)ラム、バナジウム、ニッケ
ルの許容度が改良された触媒を提供する。斐に、安定性
の低いゼオライトは水蒸気の存在を許容し僧ないのに対
し、本方法においては水蒸気を分解丁稚において及び通
気ガスとしての両方に用いることができる。
ルの許容度が改良された触媒を提供する。斐に、安定性
の低いゼオライトは水蒸気の存在を許容し僧ないのに対
し、本方法においては水蒸気を分解丁稚において及び通
気ガスとしての両方に用いることができる。
HTプロセスの全体的な操作については米国時f14,
531.5334及び同4.532.674号及び上述
したようにこれらの図に記載されている。1段階再生の
使用は、再生時間及び温度を相関させて好ましくは触媒
上の残留炭素が0.02重′tチよりも少い再生触媒及
び実質的に水素の存在しない再生触媒を与える以外は2
段階告生操作の第2Pj。
531.5334及び同4.532.674号及び上述
したようにこれらの図に記載されている。1段階再生の
使用は、再生時間及び温度を相関させて好ましくは触媒
上の残留炭素が0.02重′tチよりも少い再生触媒及
び実質的に水素の存在しない再生触媒を与える以外は2
段階告生操作の第2Pj。
階と実質的に同じである。
LZ−210,LZ−2jO−M、LZ−210−T、
LZ−210−Aの改良された熱及び水勢安定性につい
てはこれらのゼオライトに関する上記の特許出願に開示
す;it、テイル。LZ−210,LZ−210−M、
LZ−210−T及び/又はLZ−210−A の改良
さttり熱及び/又は水熱安定性が、少くとも一部にお
いて本発明の改良された方法を提供するものである。
LZ−210−Aの改良された熱及び水勢安定性につい
てはこれらのゼオライトに関する上記の特許出願に開示
す;it、テイル。LZ−210,LZ−210−M、
LZ−210−T及び/又はLZ−210−A の改良
さttり熱及び/又は水熱安定性が、少くとも一部にお
いて本発明の改良された方法を提供するものである。
前述した本方法の別の重要な*iは本方法で使用するゼ
オライトのナトリウム、バナジウム、ニッケルに対する
改良された許容度である。ナ) IJクムに対するこの
改良された許容度は、LZ−210及びLZ−210−
Aの結晶の保留性を市販のYゼオライトとNap(Jt
を変えて比べることによって立祉することができる。N
a、0含量を表Iに示すように変えて市販のYゼオライ
トを評価した。
オライトのナトリウム、バナジウム、ニッケルに対する
改良された許容度である。ナ) IJクムに対するこの
改良された許容度は、LZ−210及びLZ−210−
Aの結晶の保留性を市販のYゼオライトとNap(Jt
を変えて比べることによって立祉することができる。N
a、0含量を表Iに示すように変えて市販のYゼオライ
トを評価した。
ゼオライトYはs iO,/A 1 z O,比が約5
.0であった。ゼオライトY試料なYゼオライト対塩化
アンモニウム対水の重量比1 / 1 / 10で還流
することによってアンモニウムl’Aして表1に記載す
るNa、00重量%を達成した。表示のNa、0レベル
を付与するために還流中j−を行った。LZ−210及
びLZ−210−Aを米国出願第315,853号及び
同500.446号にそれぞれ記載されている手順に従
って調製して本明細替中以降の表■に記載する如きS
i O,/A 1.0.比を与えた。
.0であった。ゼオライトY試料なYゼオライト対塩化
アンモニウム対水の重量比1 / 1 / 10で還流
することによってアンモニウムl’Aして表1に記載す
るNa、00重量%を達成した。表示のNa、0レベル
を付与するために還流中j−を行った。LZ−210及
びLZ−210−Aを米国出願第315,853号及び
同500.446号にそれぞれ記載されている手順に従
って調製して本明細替中以降の表■に記載する如きS
i O,/A 1.0.比を与えた。
ゼオライトY試料、LZ−210及びLZ−210−A
試料の水熱安定性は、Na、0を甘を変えて含有する水
熱処理した試料の平均の結晶保留を測定して評価した。
試料の水熱安定性は、Na、0を甘を変えて含有する水
熱処理した試料の平均の結晶保留を測定して評価した。
パイコール加熱炉管な取り付け、骸骨を水蒸気発生器に
接続した水平管加熱炉において水熱処理を行った。該水
蒸気発生器Irl &量2.5 f t’ 7時間(o
、o7om”7時間)で空気中23%±2%の水蒸気を
製造するように設定した。加熱炉の加熱域をガスtAす
れ中で875℃±4℃に予熱した後にゼオライト試料を
加熱器に導入した。ゼオライトは、長さ6インチ(7,
6cIrL)の浅いセラミックボ−トの中に水利試料約
2グラムを入れ、次いでそれを加熱炉管の加熱域に突っ
込むことによって加熱炉の中に褥入した。各々の場合に
おいて、試料ボートを一緒に結び付け、かつ各々の実験
は上述の如きアンモニウム又換したYゼオライトである
対照触媒を有していた。23%±2チの水蒸気において
5時間の加熱期間の経過後、加熱炉を開いて加熱触媒を
取り出した。触媒を水収容室中室温で少くとも48時間
水和した。触媒を分析して水勢処理前後のO7容量、表
面積、XRDビーク面積をめた。「平均結晶保留」はこ
れらの因子の各々の変化に基づくこれらの測定値の平均
値である。これらの測定の結果を表1及び■に示す。表
Iのデータは、表HにむけるLZ−210及びLZ−2
10−Aについてのデータによって示されるように、ゼ
オライ)YがNa、Oの存在における水熱処理によって
LZ−210(SiO,対A lt On カB、 O
よりも大きい)及びLZ−210−A(siot対At
toaが7.0 ヨi)も大キイ)試料ヨりも大きい程
度に怒影響を受けた、すなわち結晶化度が劣化されたこ
とを示す。比較用のNa=0ミニ0レベルて、LZ−2
10及びLZ−210−A試料はNa、Qに対して電着
に優れた許容度を示す平均結晶保留について一層高い値
を示した。
接続した水平管加熱炉において水熱処理を行った。該水
蒸気発生器Irl &量2.5 f t’ 7時間(o
、o7om”7時間)で空気中23%±2%の水蒸気を
製造するように設定した。加熱炉の加熱域をガスtAす
れ中で875℃±4℃に予熱した後にゼオライト試料を
加熱器に導入した。ゼオライトは、長さ6インチ(7,
6cIrL)の浅いセラミックボ−トの中に水利試料約
2グラムを入れ、次いでそれを加熱炉管の加熱域に突っ
込むことによって加熱炉の中に褥入した。各々の場合に
おいて、試料ボートを一緒に結び付け、かつ各々の実験
は上述の如きアンモニウム又換したYゼオライトである
対照触媒を有していた。23%±2チの水蒸気において
5時間の加熱期間の経過後、加熱炉を開いて加熱触媒を
取り出した。触媒を水収容室中室温で少くとも48時間
水和した。触媒を分析して水勢処理前後のO7容量、表
面積、XRDビーク面積をめた。「平均結晶保留」はこ
れらの因子の各々の変化に基づくこれらの測定値の平均
値である。これらの測定の結果を表1及び■に示す。表
Iのデータは、表HにむけるLZ−210及びLZ−2
10−Aについてのデータによって示されるように、ゼ
オライ)YがNa、Oの存在における水熱処理によって
LZ−210(SiO,対A lt On カB、 O
よりも大きい)及びLZ−210−A(siot対At
toaが7.0 ヨi)も大キイ)試料ヨりも大きい程
度に怒影響を受けた、すなわち結晶化度が劣化されたこ
とを示す。比較用のNa=0ミニ0レベルて、LZ−2
10及びLZ−210−A試料はNa、Qに対して電着
に優れた許容度を示す平均結晶保留について一層高い値
を示した。
表 I
2.53 0.3
2.25 2.9
1168.2
0.50 20.5
0.3614.4
0.30 23.9
0.10 3&7
表 ■
LZ−2106,52,3tI
LZ−2106,50,3850,9
LZ−21r) 7.4 t2a 五2LZ−2107
40−266fs−9 LZ−2108,4113!16 LZ−210 8.4 0.05 72.2LZ−21
09,11,235,5 LZ−2109,10,j 5 76−6LZ−210
1to o、39 70.6LZ−2101100,0
1913 LZ−21o 19.0 4.45 36.1LZ−2
1019,00,1889,8LZ−210−A’ z
4 1.55 54.9LZ−210−A2 8.4
to 7&2LZ−210−A” 9.I Q、9 7
101アルミニウム父換はアルミニウムを2.61に%
房1え、このアルミニウムは初期のs i O,/ A
12 O3比を計算するのに用いなかった。
40−266fs−9 LZ−2108,4113!16 LZ−210 8.4 0.05 72.2LZ−21
09,11,235,5 LZ−2109,10,j 5 76−6LZ−210
1to o、39 70.6LZ−2101100,0
1913 LZ−21o 19.0 4.45 36.1LZ−2
1019,00,1889,8LZ−210−A’ z
4 1.55 54.9LZ−210−A2 8.4
to 7&2LZ−210−A” 9.I Q、9 7
101アルミニウム父換はアルミニウムを2.61に%
房1え、このアルミニウムは初期のs i O,/ A
12 O3比を計算するのに用いなかった。
2アルミニウム父換はアルミニウムを6.6重−m%加
え、このアルミニウムは初期のSiO,/Al、0.比
ヲ計算するのに用いガかった。
え、このアルミニウムは初期のSiO,/Al、0.比
ヲ計算するのに用いガかった。
Sアルミニウム父換はアルミニウムを2.7重量%加え
、このアルミニウムは初期のS i 02 /A lt
Os比を計算するのに用いなかった。
、このアルミニウムは初期のS i 02 /A lt
Os比を計算するのに用いなかった。
手続補正書(方式)
昭和60年2月210
特許庁長官 志 賀 学 殿
事件の表示 昭和59年特 願第218747号発明の
名称 残油の分解方法 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ユニオン・カーバイド・コーポレーション代理人 〒103 住 所 東京都中央区日本橋3丁目13番11号油脂工
業会館補正命令通知の[1付 昭和60年1月2発日明
m* 補正の内容 別紙の通り 明細書の浄書(内容に変更なし)
名称 残油の分解方法 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ユニオン・カーバイド・コーポレーション代理人 〒103 住 所 東京都中央区日本橋3丁目13番11号油脂工
業会館補正命令通知の[1付 昭和60年1月2発日明
m* 補正の内容 別紙の通り 明細書の浄書(内容に変更なし)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 1400′F(7(40℃)を越えかつ少くとも残
油から成る炭化水素原料の擬似臨界温度に等しい温度の
触媒の加熱粒を上昇管転化域の下方部分に装入して上方
に流し、該上昇転化域に残油から成る炭化水素原料を別
々の多数の流れとして装入して原料の気化性成分を実質
的に完全に気化させそれによって原料の熱及び接触分解
を達成し、原料の熱及び接触分解の炭化水素生成物を触
媒粒子から分陰して回収することから成る残油から成る
炭化水素の転化方法において、LZ−210゜LZ−2
10−M、LZ−210−T、LZ−210−A及びこ
れらの混合物から成る群より選ぶゼオライトアルミノケ
イ酸塩から成る触媒を用いることを特徴とする前記方法
。 2、 重質油擬似臨界温度を越える温度及び重質油の実
質的に完全な気化を重質油の熱及び接触分解と組合わせ
て得る接触条件において重質油を触媒粒子に接触させて
懸濁物を形成し、熱及び接触分解の炭化水素生成物を触
媒粒子から分離して回収することから成る多環式芳香族
、アスファルテン、金属汚染物から成る重質油の分解方
法において、LZ−210,LZ−210−M、LZ−
210−T。 LZ−210−A 及びこれらの混合物から成る群より
遠ぶゼオライトアルミノケイ酸塩から成る触媒を用いる
ことを特徴とする前記方法。 五 複数のff1l々の油流として装入されかつ稀釈材
料と混和される沸点が約400″F(204°C)を越
える原油を1400’F(760℃)を越えかつ少くと
も原油の擬似温度に等しい温度で十分な社の触媒粒子と
混合し、装入した原油の実質的に即座の気化とそれに実
質的に付随して触媒による熱及び接触分解を得、該分解
の生成物を触#L粒子から分離して回収する該原油の転
化方法において、LZ−210,LZ−210−M、L
Z−210−T、LZ−210−A及びこれらの混合物
から成る群より選ぶゼオライトアルミノケイ酢塩から成
る触媒を用いることを特徴とする前記方法。 4゜ 約800°’l’(427°C)以下の温度に予
熱した残油を残油の擬似臨界温度を越える高温で十分な
量の触媒粒子と混合して残油原料の実質的に即座の気化
を残油の熱及び接触分解と共に得、ガソリンとそれより
も高い及び低い沸点の炭化水素生成−を触媒粒子から分
離して回収することによって残油の転化を行う方法にお
いて、LZ−210゜LZ−210−M、LZ−210
−T、LZ−210−A及びこれらの混合物から成る群
より選ぶゼオライトアルミノケイ酸塩から成る触媒を用
いることを特徴とする前記方法。 5、 分解域で初期混合した高沸点炭化水素を温度が少
くとも炭化水素原料の擬似臨界温度に等しい加熱再生触
媒によって接触分解し、炭化水素質付着物を有する触媒
粒子を炭化水素転化生成物から分離して各々を別々に回
収し、炭化水素質付着物を有する分離した触媒粒子を第
1触媒再生域において炭化水素質物質に付随した水嵩を
特に燃焼させて残留炭素を触媒上に残しかつCOに富む
煙道ガスを作るように選ぶ酸素濃度及び湿度の条件下で
部分再生し、該煙道ガスは後で該触媒部分再生運転から
回収され、このように部分再生されかつ残留炭素付着物
を有する触媒粒子を第2分離触媒再生域に通し、部分再
生した触媒を第2再生域において1500”F(816
℃)を越える温度で十分な酸素の存在において更に再生
して残留炭素付着物、COを実質的に完全に燃焼させか
つCo1に冨む煙道ガスを作り、残留炭素の実質的に存
在しない再生した触媒乙触媒によって接触転化されるべ
き該炭化水素原料の擬似臨界湿度よりも高い温度で回収
し、このようにして再生した触媒を該第2再生域から該
分解域に通して少くとも上述した装入炭化水素原料の擬
似臨界温度に等しい混合温度を形成することから成るト
ラブト原油、常圧塔底油、残油、タールサンド、頁岩油
、軽油から成る高沸点炭化水素の接触転化方法において
、LZ−210、LZ−210−M、LZ−210−T
、LZ−210−A及びこれらの混合物力・ら賊る群よ
り選ぶゼオライトアルミノケイ酸塩から成る触媒を用い
ることを%徴とする前記方法。 6 前記ゼオライトアルミノケイ酸塩が8.0よりも大
きいSfO,対A1103比を有するLZ−210であ
る特許請求の範囲第1.2.3.4又は5項記載の方法
。 2 前記ゼオライトアルミノケイ酸塩が6.0よりも大
きく80よりも小さいSin、対AI、O,比を有する
LZ−210−’Mである特許請求の範囲第1.2.3
.4又は5項記載の方法。 8 前記ゼオライトアルミノケイ酩・塩が8.0よりも
大きいSin、対Al、03比を有するLZ、−210
−Tである時N+請求の範囲第1.2.3.4又は5項
記載の方法。 9 前記ゼオライトアルミノケイ酸塩がzOよりも大き
いSiO,対AI、O,比を有するLZ−210−Aで
ある特許請求の範囲第1.2.3.4又は5項記載の方
法。 10、杓生じた触媒が温度1400°〜1800下(7
60°〜982°C)の範囲である特許請求の範囲第4
又は5項記載の方法。 11、第2段階の触媒再生操作を前記第1段階の再生よ
りも高い温度で行う特許請求の範囲第5項記載の方法。 12、 前記炭化水嵩転化生成物がガソリン、それより
も低い及び高い沸点の炭化水素から成る特許請求の範囲
第5項記載の方法。 13 使用する触媒が球形である特許請求の範囲第5拍
記載の方法。 14、ゼオライトアルミノケイztHが以下:[:AI
(a−N)Sib+(N−△2)口z〕O!し;次陥構
造因子の変化△2は008よりも小さも0.5であり;
1価カチオン稙として衣わすカチオン当量M+/Alは
0.85〜t1であり;X練彷末回折形によって示すセ
オライ)Yの特性結晶隣造は少くとも表Aに広く記載す
るd間隔を鳴する)のモル分率の骨組四面体によって嚢
わされる化学組成を有すると定義される特許請求の範囲
第1.2.3.4又は5項記載の方法。 1& 欠陥構造の変化△2が0.05よりも小さい特許
請求の範囲第14項記載の方法。 16、カチオン当量が多価カチオ/種M+”/Al(n
は2又は3である)を表わす特許請求の範囲第14項記
載の方法。 の範囲第14′fj!記載の方法。 の範囲第17項記載の方法。 19 上昇管分解域を付加第2再生域に結合させて与え
、該第2再生域は該制限温度再生域に隣接しそれよりも
上方にあり、上昇管分解域を横切って流れる炭化水素生
成物の蒸気と触媒との懸濁物を懸濁破壊域に通して触媒
粒子を同伴する生成物蒸気から分離した触媒粒子の下方
向流れを促進し、サイクロン分離域と自由に連絡するk
Sj破壊域とすぐ隣接した通路に生成物の蒸気を通し
、該サイクロン分離域において炭化水素生成物蒸気を触
媒と分離しかつ該炭化水素生成物蒸気をサイクロン分離
触媒と分離して回収し、炭化水素蒸気と分離した触媒を
ストリップした後に下方向に通して該温腋制限再生域内
の触媒の密集(dense )流動床の下方部に送り; 該温度制限再生斌内の密集流動触媒床において1400
’F(760℃)以下で、炭素質物質の10〜90m−
t%の除去を行い、COに富む煙道ガスを製造しかつ残
留炭素を有する触媒粒子を与えるのに十分な量の酸素に
よって触媒の部分再生を行い、部分再生した触媒を外部
ストリッピング域及びそこから拘束(confined
) )ランスファー城に通して上部盲生域の底部部分
に送り;残留炭素を有する部分再生した触媒を第2P+
生域内の密集流wJ触媒床で1500′F(816℃)
よりも扁い温度において史に再生し、高温再生触媒を該
第2丹生域から外部ス) IJツピング域の中に通した
後に該上昇管分解域に通してそこに装入した高沸点N質
原料油と混和させることから成るプロセスの上昇管分解
域において処理する原料、触媒再生に関する操作を改良
しかつ高沸点重質残油な処理する高温操作を与える方法
において、LZ−210,LZ−210−M、 LZ−
210−T、 LZ−210−A及びこれらの混合物か
ら成る群より選ぶゼオライトアルミノケイ酸塩から成る
触媒を用いることを特徴とする前記方法。 20、前記の部分再生及びそれ以上の再生を1600°
F(871℃)を越える温度で行う特許請求の範囲第1
9項記載の方法。 21 分解域において少くとも炭化水素原料の擬似臨界
温度に等しい温度の加熱再生触媒と初期混合した高沸点
炭化水素を接触分解し、炭化水素質付着物を有する触媒
粒子を炭化水素転化生成物と分離して各々を別々に回収
し、触媒を水蒸気ストリップし、炭化水素質付着物を有
する分離触媒粒子を触媒再生域において水素、付随する
炭化水素質物質、それから生成する残留炭素を燃焼させ
るように途んだ酸素飯度及び温度の条件下で再生し、該
温度は1500′F(816℃)を越えて残留炭素付着
物、COを実質的に完全に燃焼させてCO。 に1′む煙道ガスを製造するものであり、残留炭素が実
質的に存在しない再生触媒を触媒によって接触転化され
るべき該炭化水素原料の擬似臨界温度よりも高い温度で
回収し、このように再生した解説を該褥生域から該分解
域に通して少くとも上述した如き装入炭化水素原料の擬
似臨界温度に等しい九合温就を形成することから本質的
に成るトップト原油、常圧塔底油、残油、タールサンド
、頁岩油、1棟以上のアスファルテンを有する軽油、多
環式芳香族、金楓汚染物から成る高沸点炭化水素の接触
転化方法において、LZ−210,LZ−210−M、
LZ−210−T、 LZ−210−A 及ヒコレら
の混合物から成る群より選ぶゼオライトアルミノケイ酸
塩から成る触媒を用いることを特徴とする前記方法。 22、ゼオライトアルミノケイ酸塩が以下:〔A1(a
−N) Sib+(N−Δz)口z〕0!し;欠陥構造
因子の変化△2は0.08よりも小さも05であり;1
価カチオン推として表わすカチオン当j4 M+/A
1はo85〜t1であり;X線粉末回折形によって示す
ゼオライ)Yの特性結晶構造は少くとも表Aに広く記載
するd間隔を有する)のモル分率の骨組四m」体によっ
て表わされる化学組成を有すると定義される特許請求の
範囲第21項記載の方法。 23、△2が0.05よりも小さい特許請求の範囲第2
2項記載の方法。 る特許請求の範囲第22項記載の方法。 る特許請求の範囲第24項記載の方法。 26、前記再生を水蒸気の存在において行う特許請求の
範囲第21項記載の方法。
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