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JP3335518B2 - Method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y and catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oil containing calcined zeolite Y - Google Patents
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JP3335518B2 - Method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y and catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oil containing calcined zeolite Y - Google Patents

Method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y and catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oil containing calcined zeolite Y

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JP3335518B2
JP3335518B2 JP33704395A JP33704395A JP3335518B2 JP 3335518 B2 JP3335518 B2 JP 3335518B2 JP 33704395 A JP33704395 A JP 33704395A JP 33704395 A JP33704395 A JP 33704395A JP 3335518 B2 JP3335518 B2 JP 3335518B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアンモニウムイオン交換
ゼオライトYの焼成方法および焼成ゼオライトYを含む
炭化水素油接触分解触媒に関し、さらに詳しくは、接触
分解触媒として使用した際に、高活性、高ガソリン選択
性を示し、コークの生成が少なく重質油分の分解に優れ
た特性を示すゼオライトYを製造しうるようなアンモニ
ウムイオン交換ゼオライトYの焼成方法に関するととも
に、該ゼオライトYを含む炭化水素油接触分解触媒に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y and a catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oils containing calcined zeolite Y. The present invention relates to a method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y, which is capable of producing zeolite Y exhibiting selectivity and producing less coke and exhibiting excellent properties for decomposing heavy oil components, and catalytic cracking of hydrocarbon oil containing zeolite Y. Regarding the catalyst.

【0002】[0002]

【従来技術およびその問題点】炭化水素油の流動接触分
解触媒に広く利用されているゼオライトY(フォージャ
サイト型ゼオライト)は、SiO2/Al23比が3.5
以上の結晶性アルミノシリケートであり、合成ゼオライ
トは陽イオン種としてアルカリ金属またはアルカリ土類
金属、特にナトリウム型として合成される。しかしなが
ら、ナトリウム型では炭化水素の分解活性が発現しない
ため、通常アンモニウム型、多価金属型あるいは希土類
金属型などにイオン交換して使用される。
2. Description of the Related Art Zeolite Y (fojasite type zeolite), which is widely used as a fluid catalytic cracking catalyst for hydrocarbon oils, has a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of 3.5.
The above-mentioned crystalline aluminosilicate is synthesized, and the synthetic zeolite is synthesized as an alkali metal or an alkaline earth metal as a cation species, particularly as a sodium type. However, since the sodium type does not exhibit the activity of decomposing hydrocarbons, it is usually used after being ion-exchanged to an ammonium type, a polyvalent metal type or a rare earth metal type.

【0003】さらにゼオライトYの単位格子を減じ、ゼ
オライト骨格のシリカ/アルミナのモル比を増大させ
た、熱安定性に優れたフォージャサイト型ゼオライトの
製法が報告されている。
Further, there has been reported a method for producing a faujasite-type zeolite having excellent thermal stability, in which the unit cell of zeolite Y is reduced and the molar ratio of silica / alumina having a zeolite skeleton is increased.

【0004】例えば、特公昭57−16925号公報に
は、Na2Oとして約0.5〜5重量%のナトリウムを含
有するアンモニウム−ナトリウム型ゼオライトYを焼成
し、この焼成を約315.6〜898.9℃(600〜1
650゜F)の温度で少なくとも約0.014kg/cm
2(0.2psi)の水蒸気と、上記ゼオライトの単位格子
の寸法を著しく減じ、これを約24.40〜24.64オ
ングストロームの値とするのに十分な時間接触させて実
施し、上記焼成したゼオライトを、その残留するゼオラ
イトのナトリウムイオンの少なくとも約25%をアンモ
ニウムイオンで置換し、約1重量%より少量のNa2
を含有する最終生成物を得るように調製した条件下でさ
らにアンモニウムイオン交換処理することを特徴とする
水熱安定性かつアンモニア安定性に優れたゼオライトY
組成物の製造方法が記載されている。
For example, Japanese Patent Publication No. 57-16925 discloses that an ammonium-sodium type zeolite Y containing about 0.5 to 5% by weight of sodium as Na 2 O is calcined, and the calcining is carried out at about 315.6 to 50%. 898.9 ° C (600 to 1
At least about 0.014 kg / cm at a temperature of 650 ° F.
2 (0.2 psi) water vapor was contacted with the zeolite for a period of time sufficient to significantly reduce the size of the zeolite unit cell to a value of about 24.40-24.64 angstroms and was then calcined. The zeolite is replaced with ammonium ions for at least about 25% of the remaining zeolite sodium ions and less than about 1% by weight of Na 2 O
Characterized in that it is further subjected to an ammonium ion exchange treatment under conditions prepared to obtain a final product containing
A method for making the composition is described.

【0005】また特公昭44−31948号公報には、
分子篩を5%以上の水分を含む気相中で高温において、
その分子篩の結晶格子から少なくとも一部のアルミナ四
面体が除去されるに足りる時間処理して、そのアルミナ
をその分子篩中で無定形の相となし、また、その熱処理
された分子篩をアルミナの除去に適した薬剤と接触さ
せ、それによって少なくともその分子篩の結晶度が実質
的に保持されている増強されたシリカ/アルミナモル比
を持ったアルミノシリケートゼオライト分子篩とする工
程とを組み合わせて含んでいることを特徴とする分子篩
が少なくとも一部水素形である分子篩型の結晶質アルミ
ノシリケートゼオライトの結晶格子中のシリカ/アルミ
ナのモル比を増大する方法が開示されている。さらに、
特開昭60−46916号公報には、水熱安定性の高い
ゼオライトの製法として、アンモニウム交換フォージャ
サイト型ゼオライトを400〜600℃の温度で焼成し
た後、pH2〜4.5の条件下にアンモニウム塩水溶液
で処理し、さらにアンモニウムイオン交換して、次いで
焼成する方法が提案されている。
Further, Japanese Patent Publication No. 44-31948 discloses that
At high temperature in a gas phase containing 5% or more moisture,
Treating the alumina for a time sufficient to remove at least some alumina tetrahedra from the crystal lattice of the molecular sieve turns the alumina into an amorphous phase in the molecular sieve, and the heat-treated molecular sieve to remove alumina. Contacting with a suitable agent to thereby produce an aluminosilicate zeolite molecular sieve having an enhanced silica / alumina molar ratio, whereby at least the crystallinity of the molecular sieve is substantially retained. A method for increasing the molar ratio of silica / alumina in the crystal lattice of a molecular sieve-type crystalline aluminosilicate zeolite in which the molecular sieve is at least partially in the hydrogen form is disclosed. further,
JP-A-60-46916 discloses a method for producing a zeolite having high hydrothermal stability, in which an ammonium-exchanged faujasite-type zeolite is calcined at a temperature of 400 to 600 ° C., and is then subjected to a pH of 2 to 4.5. A method of treating with an aqueous solution of ammonium salt, further exchanging ammonium ions, and then calcining has been proposed.

【0006】さらにまた特公平5−66324号公報に
は、アンモニウム交換率が50%以上であるフォージャ
サイト型ゼオライトの焼成方法において、ゼオライトか
ら発生するアンモニアガスおよび水蒸気を回転焼成炉内
におけるゼオライトの流れ方向と同一方向に排気し、か
つ水蒸気分圧を10%以上に維持することからなるフォ
ージャサイト型ゼオライトの焼成方法が提案されてい
る。その他に、アンモニウム型ゼオライトYを迅速なス
チーム流の存在下で焼成する方法(特公昭46−913
2号公報)、カチオン含有量が3.3当量%以下である
アンモニウム型ゼオライトYを0.2〜10気圧の水蒸
気の環境下で725〜870℃で焼成する方法(特開昭
54−122700号公報)、フォージャサイトを強酸
性陽イオン交換樹脂で処理した後、アンモニア水と接触
させ、次いで500〜800℃で焼成する方法(特開昭
58−167420号公報)などが挙げられる。
Further, Japanese Patent Publication No. 5-66324 discloses a method for calcining a faujasite type zeolite having an ammonium exchange rate of 50% or more, wherein ammonia gas and water vapor generated from the zeolite are converted into a zeolite in a rotary calcining furnace. There has been proposed a method for calcining faujasite-type zeolites, which comprises evacuating in the same direction as the flow direction and maintaining the water vapor partial pressure at 10% or more. Another method is to calcine ammonium-type zeolite Y in the presence of a rapid steam flow (Japanese Patent Publication No. 46-913).
No. 2), a method of calcining ammonium zeolite Y having a cation content of 3.3 equivalent% or less at 725 to 870 ° C. in a steam environment of 0.2 to 10 atm (Japanese Patent Laid-Open No. 54-122700). JP-A-58-167420, and a method in which faujasite is treated with a strongly acidic cation exchange resin, then brought into contact with aqueous ammonia, and then calcined at 500 to 800 ° C.

【0007】一般に出発原料のゼオライトYは、SiO
2/Al23モル比(ケイバン比)が低いことから、水
蒸気雰囲気中で高温焼成する従来の方法では、SiO2
/Al23比は増大するものの、ゼオライトYの構造破
壊は避けられなかった。ゼオライトYのSiO2/Al2
3比を増大させると、耐熱性、耐水熱性、耐酸性など
が増すことは良く知られているが、従来の方法ではゼオ
ライトYの構造破壊が伴い、結晶度や比表面積が出発原
料のゼオライトYに比較して低く、接触分解触媒の活性
種として使用した際に、ゼオライトYの構造破壊により
生じた無定形のシリカ−アルミナが、ゼオライトYの触
媒活性、選択性を低下させるという問題があった。
Generally, the starting material zeolite Y is SiO
Because of the low 2 / Al 2 O 3 molar ratio (Caban ratio), the conventional method of firing at a high temperature in a steam atmosphere uses SiO 2
Although the / Al 2 O 3 ratio increased, the structural breakdown of zeolite Y was inevitable. Zeolite Y SiO 2 / Al 2
It is well known that increasing the O 3 ratio increases heat resistance, hydrothermal resistance, acid resistance, etc., but the conventional method involves structural destruction of zeolite Y, and the crystallinity and specific surface area of zeolite as a starting material are reduced. It is low in comparison with Y, and when used as an active species of a catalytic cracking catalyst, there is a problem that amorphous silica-alumina generated by the structural destruction of zeolite Y lowers the catalytic activity and selectivity of zeolite Y. Was.

【0008】[0008]

【発明の目的】本発明の目的は、ゼオライトYの構造破
壊が少なく、SiO2/Al23比を増大させることの
できるアンモニウムイオン交換ゼオライトYの焼成方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for calcining an ammonium ion-exchanged zeolite Y which can reduce the structural destruction of zeolite Y and can increase the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio.

【0009】本発明の他の目的は、炭化水素油、特に重
質炭化水素油の接触分解に使用して、高い残油分解能を
有し、高活性で、ガソリン、灯軽油留分(LCO)の液
収率が高く、コークの生成が少ない炭化水素油接触分解
触媒を提供することにある。
Another object of the present invention is to use the catalytic cracking of hydrocarbon oils, especially heavy hydrocarbon oils, to have high residua resolution, high activity, gasoline and kerosene oil fractions (LCO). It is an object of the present invention to provide a hydrocarbon oil catalytic cracking catalyst having a high liquid yield and low coke generation.

【0010】[0010]

【発明の概要】本発明に係るアンモニウムイオン交換ゼ
オライトYの焼成方法は、アンモニウムイオン交換ゼオ
ライトYを、10%以上の水蒸気分圧中で焼成(第1焼
成過程)し、次いで、この焼成温度よりも高い温度でか
つ10%未満の水蒸気分圧中で焼成(第2焼成過程)す
ることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y according to the present invention comprises calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y in a partial pressure of steam of 10% or more (first calcining step), and then reducing the calcining temperature. Is fired at a high temperature and in a water vapor partial pressure of less than 10% (second firing step).

【0011】前述の第1焼成過程の温度は250〜50
0℃の範囲であり、第2焼成過程の温度は400〜90
0℃の範囲であることが好ましく、第2焼成温度は第1
焼成温度よりも150℃以上、好ましくは300℃以上
高いことが望ましい。
[0011] The temperature in the first firing step is 250 to 50.
0 ° C., and the temperature of the second firing step is 400-90.
0 ° C., and the second firing temperature is the first firing temperature.
It is desirable that the temperature is higher than the firing temperature by 150 ° C. or more, preferably 300 ° C. or more.

【0012】また本発明に係る炭化水素油接触分解触媒
は、上述のようにしてアンモニウムイオン交換ゼオライ
トYを焼成して得られたゼオライトYが無機酸化物マト
リックス中に分散されていることを特徴としている。
Further, the catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oil according to the present invention is characterized in that zeolite Y obtained by calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y as described above is dispersed in an inorganic oxide matrix. I have.

【0013】[0013]

【発明の具体的説明】以下に、本発明に係るアンモニウ
ムイオン交換ゼオライトYの焼成方法およびこのように
して得られたゼオライトYを用いた炭化水素油接触分解
触媒について具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y according to the present invention and the catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oil using zeolite Y obtained in this way will be described below in detail.

【0014】本発明で使用されるアンモニウムイオン交
換ゼオライトYは、天然または合成ゼオライトを用いる
ことができ、具体的にはSiO2/Al23比が約3〜
6の範囲にあるとともにNa2Oとして約10〜14重
量%のナトリウムを含有するNa型ゼオライトY(Na
−Y)のNaをアンモニウムイオンで交換することによ
ってNa2O含有量を減少させたアンモニウムイオン交
換ゼオライトが用いられる。
As the ammonium ion-exchanged zeolite Y used in the present invention, a natural or synthetic zeolite can be used. Specifically, the ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 is about 3 to
Na zeolite Y (Na containing sodium about 10 to 14 wt% as Na 2 O with the 6-range
An ammonium ion-exchanged zeolite in which the Na 2 O content is reduced by exchanging Na of (Y) with ammonium ions is used.

【0015】Na型ゼオライトYのNaをアンモニウム
イオンに交換するには、NH4Cl、NH4NO3、(N
42SO4などのアンモニウム塩水溶液を用いて、通
常の方法で行うことができる。
In order to exchange Na of the Na type zeolite Y for ammonium ions, NH 4 Cl, NH 4 NO 3 , (N
The reaction can be carried out by an ordinary method using an aqueous solution of an ammonium salt such as H 4 ) 2 SO 4 .

【0016】本発明で焼成されるアンモニウムイオン交
換ゼオライトYは、Na2O含有量が6重量%以下、好
ましくは3〜6重量%の範囲にあることが望ましい。N
2O含有量が6重量%より多い場合には、焼成した際
に、得られるゼオライトYの単位格子定数(UCD)が
減少しにくく、SiO2/Al23比が増大しにくい傾
向にあり、また3重量%より低い場合には、焼成した際
に得られるゼオライトYの構造破壊が起こりやすくなる
ことがある。
The ammonium ion-exchanged zeolite Y calcined in the present invention preferably has a Na 2 O content of 6% by weight or less, preferably 3 to 6% by weight. N
When the content of a 2 O is more than 6% by weight, the unit cell constant (UCD) of the obtained zeolite Y tends to hardly decrease and the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio tends to hardly increase upon firing. If the content is lower than 3% by weight, the structural breakage of zeolite Y obtained at the time of firing may easily occur.

【0017】本発明の方法では、前述のアンモニウムイ
オン交換ゼオライトYを10%以上の水蒸気分圧中で焼
成する(第1焼成過程)。このような第1焼成過程にお
いて、アンモニウムイオン交換ゼオライトYを水蒸気雰
囲気中で焼成することにより、ゼオライト骨格中のアル
ミニウムが脱アルミニウムされるが、その際、焼成温度
が高すぎると、得られるゼオライトYが構造破壊を起こ
すことがある。
In the method of the present invention, the above-mentioned ammonium ion-exchanged zeolite Y is fired in a steam partial pressure of 10% or more (first firing step). In the first calcination step, the aluminum in the zeolite framework is dealuminated by calcining the ammonium ion-exchanged zeolite Y in a steam atmosphere. At this time, if the calcination temperature is too high, the obtained zeolite Y May cause structural destruction.

【0018】このため第1焼成過程の温度は、250〜
500℃の範囲、好ましくは250〜400℃の範囲に
あることが望ましい。焼成温度が500℃よりも高くな
ると、得られるゼオライトYの構造破壊が起こりやす
く、また250℃よりも低いと、脱アルミニウムする速
度が遅くなることがある。
For this reason, the temperature in the first firing step is from 250 to
It is desirably in the range of 500 ° C, preferably in the range of 250 to 400 ° C. If the sintering temperature is higher than 500 ° C., the resulting zeolite Y tends to undergo structural destruction, and if it is lower than 250 ° C., the rate of dealumination may be slow.

【0019】この第1焼成過程では、ゼオライト骨格中
から脱アルミニウムを起こさせるに十分な水蒸気分圧が
必要であり、水蒸気分圧は10%以上、好ましくは20
%以上、さらに好ましくは30〜50%であることが望
ましい。焼成時間は、ゼオライト骨格中から脱アルミニ
ウムを起こすに十分な時間、通常0.2〜20時間、好
ましくは0.4〜10時間である。
In the first calcination step, a partial pressure of steam sufficient to cause dealumination from the zeolite framework is required, and the partial pressure of steam is 10% or more, preferably 20% or more.
%, More preferably 30 to 50%. The firing time is a time sufficient to cause dealumination from the zeolite skeleton, usually 0.2 to 20 hours, preferably 0.4 to 10 hours.

【0020】次いで、このようにして第1焼成過程で焼
成されたゼオライトは、第1焼成過程よりも高い温度で
かつ10%未満の水蒸気分圧中で焼成される(第2焼成
過程)。
Next, the zeolite calcined in the first calcining process is calcined at a higher temperature than the first calcining process and at a partial pressure of water vapor of less than 10% (second calcining process).

【0021】この第2焼成過程においては、主として第
1焼成過程において、ゼオライト骨格中から脱アルミニ
ウムされた格子欠陥の箇所に、近傍に存在するケイ素
(Si)が移動してゼオライトの格子欠陥が少なくな
り、得られるゼオライトY構造は安定になると予想され
る。この第2焼成過程での水蒸気分圧は、10%未満で
あることが必要である。水蒸気分圧が10%よりも多い
場合には、ゼオライト骨格中からの脱アルミニウムが多
量に起こるため、ゼオライトの構造破壊が起こることが
ある。水蒸気分圧は、好ましくは5%以下、さらに好ま
しくは0.1〜3%であることが望ましい。第2焼成過
程の温度は、400〜900℃の範囲、好ましくは50
0〜800℃の範囲で行うのが望ましい。この焼成温度
が400℃よりも低い場合には、ケイ素(Si)の移動
速度が遅くなり、また900℃よりも高い場合は、ゼオ
ライト構造が壊れる傾向にある。
In the second baking process, mainly in the first baking process, silicon (Si) existing in the vicinity moves to the location of the dealuminated lattice defect from the zeolite skeleton to reduce the zeolite lattice defect. And the resulting zeolite Y structure is expected to be stable. It is necessary that the partial pressure of water vapor in the second firing step is less than 10%. When the water vapor partial pressure is more than 10%, dealumination from the zeolite framework occurs in a large amount, so that the structural breakdown of the zeolite may occur. The water vapor partial pressure is preferably 5% or less, more preferably 0.1 to 3%. The temperature of the second firing step is in the range of 400 to 900 ° C., preferably 50 ° C.
It is desirable to carry out in the range of 0 to 800 ° C. When the sintering temperature is lower than 400 ° C., the moving speed of silicon (Si) becomes slow, and when it is higher than 900 ° C., the zeolite structure tends to be broken.

【0022】この第2焼成過程での温度は、第1焼成過
程での温度よりも150℃以上、好ましくは300℃以
上、さらに好ましくは350〜400℃高いことが望ま
しい。また第2焼成過程での焼成時間は、通常、0.2
〜5時間、好ましくは0.4〜3時間である。
The temperature in the second firing step is higher than the temperature in the first firing step by 150 ° C. or more, preferably 300 ° C. or more, and more preferably 350 to 400 ° C. The firing time in the second firing step is usually 0.2.
-5 hours, preferably 0.4-3 hours.

【0023】本発明に係るアンモニウムイオン交換ゼオ
ライトYの焼成は、通常の焼成装置、たとえば静置式、
回転式、流動式の焼成炉を用いて、バッチ方式または連
続方式で行うことができる。
The ammonium ion-exchanged zeolite Y according to the present invention is calcined by a usual calcining apparatus, for example, a stationary type.
It can be carried out in a batch mode or a continuous mode using a rotary or fluid type baking furnace.

【0024】次に、本発明の炭化水素油接触分解触媒に
ついて述べる。本発明の炭化水素油接触分解触媒は、ア
ンモニウムイオン交換ゼオライトYを前述のようにして
焼成して得られたゼオライトYを、無機酸化物マトリッ
クスに分散したものである。無機酸化物マトリックスと
しては、通常の炭化水素接触分解用触媒組成物に使用さ
れるものを用いることができる。具体的には、シリカ、
シリカ−アルミナ、アルミナ、シリカ−マグネシア、ア
ルミナ−マグネシア、リン−アルミナ、シリカ−ジルコ
ニア、シリカ−マグネシア−アルミナなど結合剤として
作用する慣用の無機酸化物マトリックスが用いられる。
このような無機酸化物マトリックスには、カオリン、ハ
ロサイト、モンモリロナイトなどの粘土類や、カルシウ
ムアルミネートなどの金属捕捉剤なども含まれる。
Next, the catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oil of the present invention will be described. The hydrocarbon oil catalytic cracking catalyst of the present invention is obtained by dispersing zeolite Y obtained by calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y as described above in an inorganic oxide matrix. As the inorganic oxide matrix, those used in ordinary catalyst compositions for catalytic cracking of hydrocarbons can be used. Specifically, silica,
Conventional inorganic oxide matrices which act as binders such as silica-alumina, alumina, silica-magnesia, alumina-magnesia, phosphorus-alumina, silica-zirconia, silica-magnesia-alumina are used.
Such an inorganic oxide matrix also includes clays such as kaolin, halloysite, and montmorillonite, and metal scavengers such as calcium aluminate.

【0025】このような炭化水素油接触分解触媒は、前
述のゼオライトYが5〜50重量%、好ましくは10〜
40重量%の量で、無機酸化物マトリックスが95〜5
0重量%、好ましくは90〜60重量%の量で含有され
ていることが望ましい。
In such a catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oil, the above-mentioned zeolite Y contains 5 to 50% by weight, preferably 10 to 50% by weight.
In an amount of 40% by weight, the inorganic oxide matrix is 95-5
It is desirably contained in an amount of 0% by weight, preferably 90 to 60% by weight.

【0026】本発明に係る炭化水素油接触分解触媒は、
アンモニウムイオン交換ゼオライトYを上述のようにし
て焼成して得られたゼオライトYと、無機酸化物マトリ
ックスの前駆体とを均一に混合し、得られた混合物を噴
霧乾燥して微小球状粒子とし、所望により洗浄し、次い
で乾燥、焼成することにより得られる。また、必要に応
じて該微小球状粒子に希土類(レアアース)を導入する
ことも可能である。このようにして得られた触媒は、炭
化水素の接触分解方法に用いられる。
The catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oil according to the present invention comprises:
The zeolite Y obtained by calcining the ammonium ion-exchanged zeolite Y as described above and the precursor of the inorganic oxide matrix are uniformly mixed, and the resulting mixture is spray-dried into fine spherical particles. And then dried and calcined. Further, if necessary, rare earths (rare earths) can be introduced into the microspherical particles. The catalyst thus obtained is used in a method for catalytically cracking hydrocarbons.

【0027】[0027]

【発明の効果】アンモニウムイオン交換ゼオライトYを
上記のようにして焼成して得られたゼオライトY(US
Y)は、単位格子定数が低下し、結晶骨格のSiO2
Al2 3比が高められたにもかかわらず、高い結晶化度
を有し、重質炭化水素油の接触分解用触媒に用いた場合
に優れた分解活性およびガソリン生成選択性を示す。
EFFECT OF THE INVENTION Ammonium ion exchanged zeolite Y
Zeolite Y (US) obtained by firing as described above
Y) shows that the unit cell constant is reduced and the crystal skeleton SiO 2Two/
AlTwoO ThreeHigh crystallinity despite increased ratio
When used as a catalyst for catalytic cracking of heavy hydrocarbon oils
It shows excellent cracking activity and gasoline production selectivity.

【0028】また驚くべきことに、本発明により得られ
たゼオライトYは、従来公知の方法でアンモニウムイオ
ン交換ゼオライトYを水熱雰囲気で焼成して得られたゼ
オライトYに比べ、残油(ボトム)の選択的な分解能に
非常に優れていることが見出された。従来公知のアンモ
ニウムイオン交換ゼオライトYの焼成方法により得られ
たゼオライトYでは、焼成中に構造破壊が起こり、生成
する無定形のシリカ−アルミナが触媒活性の低下、ある
いは選択性の低下を生起させるなどの悪影響を及ぼすの
に対し、本発明の方法によりアンモニウムイオン交換ゼ
オライトを焼成して得られるゼオライトYは、構造破壊
が少ないため、水素、コークの生成が少なく、また前述
の効果を有するゼオライトが得られる。
Surprisingly, zeolite Y obtained according to the present invention has a lower residual oil (bottom) than zeolite Y obtained by calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y in a hydrothermal atmosphere by a conventionally known method. Was found to be very excellent in the selective resolution of In zeolite Y obtained by a conventionally known method for firing ammonium ion-exchanged zeolite Y, structural destruction occurs during firing, and the resulting amorphous silica-alumina causes a decrease in catalytic activity or a decrease in selectivity. On the other hand, zeolite Y obtained by calcining ammonium ion-exchanged zeolite according to the method of the present invention has less structural destruction, so that hydrogen and coke are less generated, and a zeolite having the above-mentioned effects is obtained. Can be

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0030】[0030]

【実施例1】 [ゼオライトの焼成方法]SiO2/Al23比が5.0
であり、単位格子定数が24.70オングストロームで
あるフォージャサイト型ゼオライト(Na−ゼオライト
Y)を、10重量%の硫酸アンモニウム水溶液を用い、
80℃でイオン交換し、さらに温水で洗浄し、Na2
含有量が5.2重量%のアンモニウム交換ゼオライトY
を調製した。
Example 1 [Zeolite firing method] The SiO 2 / Al 2 O 3 ratio was 5.0.
And a faujasite-type zeolite (Na-zeolite Y) having a unit cell constant of 24.70 angstroms using a 10% by weight aqueous solution of ammonium sulfate.
Ion exchange at 80 ° C., further washing with warm water, Na 2 O
Ammonium-exchanged zeolite Y having a content of 5.2% by weight
Was prepared.

【0031】このアンモニウム交換ゼオライトYのX線
回折法で求めた結晶化度(ユニオンカーバイド社、SK
−40に対する相対結晶化度)は100%であり、比表
面積は670m2/gであった。
The crystallinity of this ammonium-exchanged zeolite Y determined by X-ray diffraction (Union Carbide, SK
The relative crystallinity with respect to −40) was 100%, and the specific surface area was 670 m 2 / g.

【0032】得られたアンモニウム交換ゼオライトY
を、静置式の電気炉中で、水蒸気分圧30%の蒸気流の
存在下、350℃まで昇温加熱し、ついで350℃で1
時間焼成することにより第1焼成過程を行った。
The obtained ammonium-exchanged zeolite Y
Was heated to 350 ° C. in a stationary electric furnace in the presence of a steam flow having a partial pressure of water vapor of 30%, and then heated at 350 ° C. for 1 hour.
The first baking process was performed by baking for an hour.

【0033】このようにして得られた一次焼成されたゼ
オライトYは、次いで炉内の水蒸気分圧を2%とした雰
囲気中で2時間かけて670℃まで昇温加熱し、さらに
670℃で30分間焼成することによって第2焼成過程
を行った。
The primary fired zeolite Y thus obtained is then heated to 670 ° C. over 2 hours in an atmosphere with a steam partial pressure of 2% in the furnace, and further heated at 670 ° C. for 30 hours. The second baking process was performed by baking for minutes.

【0034】得られたゼオライトY(Z−1)の性状を
表1に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained zeolite Y (Z-1).

【0035】[0035]

【実施例2】 [ゼオライトの焼成方法]実施例1で得られたアンモニ
ウム交換ゼオライトYを用いて、第2焼成過程の温度を
720℃に変更した以外は、実施例1と全く同様にし
て、ゼオライトYを調製した。得られたゼオライトY
(Z−2)の性状を表1に示す。
[Example 2] [Zeolite firing method] Except that the temperature of the second firing step was changed to 720 ° C using the ammonium-exchanged zeolite Y obtained in Example 1, the procedure was the same as in Example 1. Zeolite Y was prepared. Zeolite Y obtained
Table 1 shows the properties of (Z-2).

【0036】[0036]

【比較例1】本比較例では、一般的なUSYゼオライト
の製法を示す。実施例1で得られた焼成前のアンモニウ
ム交換ゼオライトYを用いて、水蒸気分圧が30%の蒸
気流の存在下、670℃まで2時間かけてほぼ一定速度
で昇温加熱し、さらに670℃で30分間焼成した。
Comparative Example 1 In this comparative example, a general method for producing USY zeolite is shown. Using the ammonium-exchanged zeolite Y before calcination obtained in Example 1, in the presence of a steam flow having a water vapor partial pressure of 30%, the temperature was raised to 670 ° C. over 2 hours at a substantially constant rate, and further heated to 670 ° C. For 30 minutes.

【0037】得られたゼオライトY(Z−3)の性状を
表1に示す。
Table 1 shows the properties of the obtained zeolite Y (Z-3).

【0038】[0038]

【実施例3〜4および比較例2】 [接触分解触媒の調製]水ガラスに硫酸を加えて調製し
た12.5重量%のSiO2を含むシリカヒドロゾル80
00gにカオリンクレー2500g(乾燥基準)を添加
し、次いで上記実施例1、2および比較例1で得られた
ゼオライトY(Z−1、Z−2、Z−3)をそれぞれ1
500g(乾燥基準)加えて混合スラリーを得た。
Examples 3 to 4 and Comparative Example 2 [Preparation of catalytic cracking catalyst] Silica hydrosol 80 containing 12.5% by weight of SiO 2 prepared by adding sulfuric acid to water glass
Then, 2500 g of kaolin clay (dry basis) was added to 00 g, and the zeolite Y (Z-1, Z-2, Z-3) obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was added to each of 1 g.
500 g (dry basis) was added to obtain a mixed slurry.

【0039】これらの混合スラリーを噴霧乾燥し洗浄し
た後、レアアース(RE23)を0.5重量%イオン交
換法で担持した。これを乾燥してZ−1、Z−2、Z−
3をそれぞれ30重量%含む接触分解用触媒組成物であ
るC−1(実施例3)、C−2(実施例4)およびC−
3(比較例2)を得た。 [触媒の性能評価試験]上記のようにして調製した触媒
組成物C−1(実施例3)、C−2(実施例4)および
C−3(比較例2)について性能評価試験を行った。
After spray-drying and washing these mixed slurries, a rare earth (RE 2 O 3 ) was supported by a 0.5% by weight ion exchange method. This is dried and Z-1, Z-2, Z-
C-1 (Example 3), C-2 (Example 4) and C-
3 (Comparative Example 2) was obtained. [Catalyst Performance Evaluation Test] Performance evaluation tests were performed on the catalyst compositions C-1 (Example 3), C-2 (Example 4) and C-3 (Comparative Example 2) prepared as described above. .

【0040】性能評価試験は、それぞれの触媒組成物約
200gを空気中で600℃、2時間焼成した試料にナ
フテン酸ニッケルとナフテン酸バナジウムをV+Niと
して、触媒重量あたり4500ppm含むトルエン溶液を
含浸し、次いで減圧下でトルエンを除去した後、600
℃で2時間焼成し、さらに100%水蒸気雰囲気中で7
80℃で13時間処理して擬平衡化した触媒を使用して
行った。
In the performance evaluation test, about 200 g of each catalyst composition was calcined in air at 600 ° C. for 2 hours, and the sample was impregnated with a toluene solution containing 4500 ppm of nickel naphthenate and vanadium naphthenate as V + Ni per catalyst weight, Then, after removing toluene under reduced pressure, 600
Baked for 2 hours at 100 ° C.
The test was carried out using a catalyst equilibrated at 80 ° C. for 13 hours.

【0041】接触分解反応は原料油に水素化処理した減
圧軽油(DSVGO)を用いて次の反応条件で行った。 評価結果を表2に示す。
The catalytic cracking reaction was carried out under the following reaction conditions using reduced pressure gas oil (DSVGO) obtained by hydrotreating the feedstock oil. Table 2 shows the evaluation results.

【0042】Kは反応速度定数で次式で表される。 K=転化率/(100−転化率) それぞれH2/K、Coke/Kで示した水素およびコ
ーク選択性でわかるように本発明による触媒C−1、C
−2では、水素、コーク発生量が抑制される。
K is a reaction rate constant represented by the following equation. K = conversion / (100-conversion) respectively H 2 / K, the catalyst C-1 according to the present invention as seen at the indicated hydrogen and coke selectivity in Coke / K, C
At -2, the amount of hydrogen and coke generated is suppressed.

【0043】また図1には、原料油の転化率と、LCO
(分解軽油)、HCO+(分解重油)収率との関係を示
す。本発明による触媒C−1、C−2では、LCO選択
性に優れ、またHCO+(分解重油)の生成量が少な
く、ボトム分解性が向上している。
FIG. 1 shows the conversion rate of the feed oil and the LCO
(Decomposed light oil) and HCO + (decomposed heavy oil) yield. The catalysts C-1 and C-2 according to the present invention have excellent LCO selectivity, low HCO + (cracked heavy oil) production, and improved bottom cracking properties.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の触媒および従来公知の触媒を用いて
減圧軽油の接触分解反応を行った場合の転化率と、LC
OおよびHCO+の収率(wt%)との関係を示す図であ
る。
FIG. 1 shows the conversion rate and the LC when catalytic cracking of vacuum gas oil was carried out using the catalyst of the present invention and a conventionally known catalyst.
It is a figure which shows the relationship with the yield (wt%) of O and HCO + .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福 田 盛 男 福岡県北九州市若松区北湊町13番2号 触媒化成工業株式会社 若松工場内 (72)発明者 荒 川 誠 治 福岡県北九州市若松区北湊町13番2号 触媒化成工業株式会社 若松工場内 (72)発明者 大 井 満 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社 コスモ総合研究所 研究開発センター内 (72)発明者 丹 野 正 樹 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社 コスモ総合研究所 研究開発センター内 (72)発明者 佐 藤 一 仁 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社 コスモ総合研究所 研究開発センター内 (56)参考文献 特開 昭58−208130(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 38/74 C01B 33/20 - 39/54 C10G 11/05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Morio Fukuda 13-2 Kitaminato-cho, Wakamatsu-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture Inside the Wakamatsu Plant (72) Inventor Seiji Arakawa Wakamatsu, Kitakyushu-shi, Fukuoka 13-2 Kitaminato-cho, Ward Catalysis Chemical Industry Co., Ltd. Wakamatsu Plant (72) Inventor Mitsuru Oi 1134-2 Gongendo, Satte City, Saitama Prefecture Cosmo Research Institute, Inc. R & D Center (72) Inventor Tadashi Tanno 1134-2 Gongendo, Satte-shi, Saitama Pref. Cosmo Research Institute, Inc. R & D Center (72) Inventor Kazuhito Sato 1134-2, Gongendo, Satte-City, Saitama Pref. References JP-A-58-208130 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-38/74 C01B 33/20-39/54 C10G 11/05

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アンモニウムイオン交換ゼオライトYを
焼成するに際して、該ゼオライトYを、250〜400
℃の温度範囲でかつ、10%以上の水蒸気分圧中で焼成
(第1焼成過程)し、次いで、この焼成よりも高い温度
でかつ、10%未満の水蒸気分圧中で焼成(第2焼成過
程)することを特徴とするアンモニウムイオン交換ゼオ
ライトYの焼成方法。
1. When calcining an ammonium ion-exchanged zeolite Y, the zeolite Y is used in an amount of 250 to 400.
C. and in a steam partial pressure of 10% or more (first firing step), and then firing at a higher temperature and a steam partial pressure of less than 10% (second firing step) A method of calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y.
【請求項2】 第2焼成過程の温度が400〜900℃
の範囲であることを特徴とする請求項1記載のアンモニ
ウムイオン交換ゼオライトYの焼成方法。
2. A temperature of the second sintering process is 400 to 900 ° C.
2. The method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y according to claim 1, wherein
【請求項3】 請求項1または2記載のアンモニウムイ
オン交換ゼオライトYの焼成方法で得られたゼオライト
Yが、無機酸化物マトリックス中に分散されていること
を特徴とする炭化水素油接触分解触媒。
3. A catalyst for catalytic cracking of hydrocarbon oils, wherein zeolite Y obtained by the method for calcining ammonium ion-exchanged zeolite Y according to claim 1 or 2 is dispersed in an inorganic oxide matrix.
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