JPS6324034B2 - - Google Patents
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- JPS6324034B2 JPS6324034B2 JP55049503A JP4950380A JPS6324034B2 JP S6324034 B2 JPS6324034 B2 JP S6324034B2 JP 55049503 A JP55049503 A JP 55049503A JP 4950380 A JP4950380 A JP 4950380A JP S6324034 B2 JPS6324034 B2 JP S6324034B2
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
-
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- 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
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
クラツキング操作によつて得られる転化の程度
は、少くとも221℃の標準沸点を有する原料炭化
水素が、転化の段階中に標準沸点が221℃未満の
炭化水素生成物に変えられる容積百分率として定
義できる。転化率は、商用クラツキング操作の苛
酷性の目安に用いられることがしばしばある。操
作条件を一定に設定した場合には、活性の高い触
媒は、活性の劣る触媒よりも転化率が高い。高転
化率は、FCC装置の操作に幅を持たせる。例え
ば、転化率を高くすれば、原料投入量を増大させ
ることができ、または一定の原料投入速度の下で
高度で供給物転化率を維持することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The degree of conversion obtained by a cracking operation is such that the feedstock hydrocarbon having a normal boiling point of at least 221°C is converted into a hydrocarbon product having a normal boiling point below 221°C during the conversion stage. It can be defined as the percentage of volume that can be changed. Conversion rate is often used as a measure of the severity of commercial cracking operations. For fixed operating conditions, a more active catalyst will have a higher conversion than a less active catalyst. A high conversion rate gives the FCC device a wide range of operation. For example, increasing the conversion rate can increase the feed rate, or can maintain feed conversion at a high rate under a constant feed rate.
供給物を所望の炭化水素生成物に転化させる選
択性もまた重要である。一次所望生成物は、ナフ
サ沸騰範囲の炭化水素、すなわち概略24℃ないし
220℃の標準沸点を有する製品である。他の可能
性のある転化生成物は、通常ナフサほど価値がな
い。例えば、供給物の転化によつてコークス、水
素ならびに軽質パラフイン類、メタン、エタンお
よびプロパンのごとき通常経済的価値のない副産
物が生成し得る。若干のコークス形成はプロセス
用熱源として必要であるが、ナフサを犠性にして
のコークス形成は望ましくない。軽質パラフイン
類とは対照的に、軽質オレフイン類は経済的に魅
力のある製品となり得る。C3およびC4オレフイ
ン類は、他の炭化水素転化プロセス、例えばハイ
オクタンのガソリン成分を形成するイソパラフイ
ンのアルキル化の原料として、または石油化学型
操作、例えば重合用の原料としての利用が可能で
ある。 Selectivity in converting the feed to the desired hydrocarbon products is also important. The primary desired product is a naphtha boiling range hydrocarbon, i.e. approximately 24°C to
This product has a standard boiling point of 220℃. Other possible conversion products are usually less valuable than naphtha. For example, feed conversion may produce coke, hydrogen, and by-products that normally have no economic value, such as light paraffins, methane, ethane, and propane. Although some coke formation is necessary as a process heat source, coke formation at the expense of naphtha is undesirable. In contrast to light paraffins, light olefins can be economically attractive products. C3 and C4 olefins can be utilized as feedstocks for other hydrocarbon conversion processes, e.g. alkylation of isoparaffins to form high-octane gasoline components, or as feedstocks for petrochemical-type operations, e.g. polymerization. It is.
商用ガソリンから鉛やマンガンのごときオクタ
ン価改良剤を除去する最近の趨勢は、ガソリンプ
ールを構成する各種成分の単味オクタン価を改良
することの重要性を増大させた。接触分解ナフサ
は、アメリカ合衆国におけるガソリンの重要源で
あるが、しばしば、無鉛ガソリンプールに用いら
れる成分中では低オクタン価成分に属する。
FCC誘導ナフサは、リホーミングのごとき若干
の慣用精製法によつて品質を改善できるが、もし
接触分解法自体を改善することにより、FCCナ
フサのオクタン価を受入れ可能水準に上げること
ができるならば、別段の精製を行なうことに経費
をかけることを避けることができる。本発明によ
り、接触分解ナフサに含まれる芳香族分、オレフ
イン分またはその両者を増加させて、そのオクタ
ン価を上げることを達成し得る。さらに、本発明
の方法は、アルキル化用の付加的軽質オレフイン
類を提供することによつて、潜在的なガソリンプ
ールのオクタン価を高めることができる。 Recent trends in removing octane improvers such as lead and manganese from commercial gasoline have increased the importance of improving the simple octane numbers of the various components that make up the gasoline pool. Catalytic cracking naphtha is an important source of gasoline in the United States, but is often among the lower octane components used in unleaded gasoline pools.
Although FCC derived naphtha can be improved in quality by some conventional refining methods such as reforming, if the octane number of FCC naphtha can be raised to an acceptable level by improving the catalytic cracking process itself, Expenses for additional purification can be avoided. According to the present invention, it is possible to increase the aromatic content, olefin content, or both contained in catalytically cracked naphtha, thereby increasing its octane number. Furthermore, the process of the present invention can increase the octane number of a potential gasoline pool by providing additional light olefins for alkylation.
FCCナフサのオクタン価を高めるクラツキン
グ触媒の改善について示唆した特許が若干見受け
られる。この改善は、適度の脱水素活性を有する
金属を、触媒粒子に添加することを通常包含す
る。例えば、米国特許第3835032号明細書には、
銀交換または銅交換を施したY型ゼオライト成分
をクラツキング触媒中に用いてナフサ製品の芳香
族含有量を高めることが示唆されている。米国特
許第3929621号明細書には、分解ナフサに含まれ
る芳香族化合物とオレフインとを増加させる目的
で、銅交換したY型ゼオライトを用いることが示
唆されている。米国特許第3994800号明細書には、
変性Y型ゼオライトを用いて接触分解ナフサのオ
レフイン含有量を高めることが示唆されている。
米国特許第3788977号明細書には、クラツキング
システムにおける粒状固形分のインベントリー
(inventory)として循環に導入されるクラツキン
グ触媒粒子または別の粒子内のアルミナ支持体上
に、ウランまたは白金を添加して、分解反応塔内
で起こる脱水素および環化反応を増大させること
が示唆されている。 There are a few patents that suggest improvements to cracking catalysts to increase the octane number of FCC naphtha. This improvement usually involves adding metals with moderate dehydrogenation activity to the catalyst particles. For example, US Pat. No. 3,835,032 states:
It has been suggested that silver-exchanged or copper-exchanged Y-type zeolite components be used in cracking catalysts to increase the aromatic content of naphtha products. US Pat. No. 3,929,621 suggests the use of copper-exchanged Y-type zeolite for the purpose of increasing the aromatic compounds and olefins contained in cracked naphtha. US Pat. No. 3,994,800 states:
It has been suggested that modified Y-type zeolites be used to increase the olefin content of catalytically cracked naphthas.
U.S. Pat. No. 3,788,977 discloses the addition of uranium or platinum on an alumina support within cracking catalyst particles or separate particles that are introduced into circulation as particulate solids inventory in a cracking system. It has been suggested that this increases the dehydrogenation and cyclization reactions that occur within the cracking reaction column.
実質的な脱水素活性を有する金属は、また一般
に酸化触媒用の実質的活性も有する。クラツキン
グ触媒の再生中における一酸化炭素の効率的燃焼
を促進させようとする要望の結果として、クラツ
キング触媒に高度に活性な金属を用いるようにな
つた。若干の商用クラツキングシステムにおいて
は、触媒の再生を不完全な一酸化炭素焼燃方式で
行なうが、その場合再生後の触媒上に実質量の炭
素、例えば0.2重量%をこえる、通常約0.25〜0.45
重量%の残留炭素が定型的に残る。不完全燃焼方
式におけるクラツキング触媒再生操作から出る煙
道ガスは、二酸化炭素/一酸化炭素容積比率が比
較的低いことが特徴となつている。不完全焼燃方
式において操作される触媒再生装置へ導入される
酸素の量は、あと燃え(afterburning)、すなわ
ち、煙道ガスの過熱をもたらすごとき、稠密な触
媒床の下流にある煙道ガス中における一酸化炭素
の燃焼を防止するために、通常注意深く制限する
必要がある。 Metals that have substantial dehydrogenation activity also generally have substantial activity for oxidation catalysts. The desire to promote efficient combustion of carbon monoxide during cracking catalyst regeneration has led to the use of highly active metals in cracking catalysts. In some commercial cracking systems, catalyst regeneration is performed by incomplete carbon monoxide combustion, in which a substantial amount of carbon, e.g., greater than 0.2% by weight, typically about 0.25%, is deposited on the regenerated catalyst. ~0.45
% by weight of residual carbon typically remains. The flue gases emerging from cracking catalyst regeneration operations in incomplete combustion regimes are characterized by a relatively low carbon dioxide/carbon monoxide volume ratio. The amount of oxygen introduced into the catalyst regenerator operating in the incomplete combustion mode is such that the amount of oxygen introduced into the flue gas downstream of the dense catalyst bed causes afterburning, i.e., overheating of the flue gas. It is usually necessary to carefully limit carbon monoxide to prevent its combustion.
大抵の流動接触分解システムでは、特に触媒上
のコークス濃度が比較的低いときに、高い活性度
と選択性とを発揮するゼオライト含有触媒が現在
用いられている。従つて、高い活性度と選択性と
を得るためには、可能な限りコークス量を下げる
ようにゼオライト含有触媒の再生を行なうのが望
ましい。また、特に触媒選択性が高いことに起因
して廃触媒上のコークス濃度が低い時、接触再生
中における一酸化炭素燃焼を可能な限り完全に行
なつて付加的な熱を得ることも望ましい。再生触
媒上のコークスの量を低下させ、かつ、プロセス
加熱のための一酸化炭素の燃焼を助長する方法の
一つは、活性の燃焼促進性金属によつて触媒され
た再生装置内の稠密相触媒床中における一酸化炭
素の燃焼である。金属は、クラツキング触媒粒子
の一体化成分(integral component)として、
または活性金属が触媒以外の支持体と連携した場
合、別の粒状添加物の一成分としてのいずれかの
方法で従来用いられた。添加剤粒子は、循環粒状
固形分インベントリー中において触媒粒子と混合
している。クラツキングシステムに一酸化炭化燃
焼促進金属を用いる種々の方法が示唆されてい
る。米国特許第2647860号明細書には、クラツキ
ング触媒に0.1〜1重量%の酸化第二クロムを加
えて一酸化炭素の二酸化炭素への燃焼を促進し、
かつ、あと燃えを防止することが提案されてい
る。米国特許第3808121号明細書には、一酸化炭
素燃焼促進性金属を含む比較的大形寸法の粒子を
クラツキング触媒再生装置に導入することが提案
されている。比較的小形寸法の触媒粒子で構成さ
れる循環粒状固形物インベントリーは、クラツキ
ング反応塔と触媒再生装置との間を循環させる
が、その間燃焼促進性粒子はその大きさに起因し
て再生装置内に残留する。無機の酸化物、例えば
アルミナの上に含浸させたコバルト、銅、ニツケ
ル、マンガン、銅−クロマイト等のような酸化促
進性金属が開示されている。ベルギー特許公告第
820181号明細書には、白金、パラジウム、イリジ
ウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウムまたは
レニウムを含む触媒粒子を用いて、触媒再生装置
における一酸化炭素の酸化を促進させることが示
唆されている。触媒の製造中か、または炭化水素
供給物に燃焼促進性金属の化合物を添加する方法
でクラツキング操作中に、痕跡量ないし100ppm
の量の金属が触媒粒子に加えられる。この促進剤
金属のクラツキングシステムへの添加は、コーク
スおよび水素の形成を実質的に増加させるため、
生成物の選択性を低下させると言われている。促
進剤金属を含む触媒粒子は単独で使用でき、また
は燃焼促進性金属を含まない触媒粒子との物理的
混合物として循環させることもできる。米国特許
第4072600号および第4093535号各明細書には、全
触媒インベントリーを基準にして0.01なし50ppm
の濃度で燃焼促進性金属をクラツキング触媒中に
用いることが開示されている。 Most fluid catalytic cracking systems currently use zeolite-containing catalysts that exhibit high activity and selectivity, especially when the coke concentration on the catalyst is relatively low. Therefore, in order to obtain high activity and selectivity, it is desirable to regenerate the zeolite-containing catalyst so as to reduce the amount of coke as much as possible. It is also desirable to perform carbon monoxide combustion as completely as possible during catalytic regeneration to obtain additional heat, especially when the coke concentration on the spent catalyst is low due to high catalyst selectivity. One way to reduce the amount of coke on the regenerated catalyst and to enhance the combustion of carbon monoxide for process heating is to use a dense phase in the regenerator catalyzed by an active combustion-promoting metal. This is the combustion of carbon monoxide in the catalyst bed. The metal is an integral component of cracking catalyst particles.
Or, when the active metal is associated with a support other than a catalyst, it is conventionally used either as a component of another particulate additive. Additive particles are mixed with catalyst particles in the circulating particulate solids inventory. Various methods have been suggested for using carbon monoxide combustion promoting metals in cracking systems. U.S. Pat. No. 2,647,860 discloses that 0.1 to 1% by weight of chromic oxide is added to the cracking catalyst to promote the combustion of carbon monoxide to carbon dioxide;
Moreover, it has been proposed to prevent afterburning. No. 3,808,121 proposes introducing relatively large sized particles containing carbon monoxide combustion promoting metals into a cracking catalyst regeneration device. A circulating particulate solids inventory, consisting of catalyst particles of relatively small size, is circulated between the cracking reactor and the catalyst regenerator, while the combustion-promoting particles are trapped within the regenerator due to their size. remain. Pro-oxidant metals such as cobalt, copper, nickel, manganese, copper-chromite, etc. impregnated onto inorganic oxides, such as alumina, are disclosed. Belgian patent publication no.
No. 820181 suggests using catalyst particles containing platinum, palladium, iridium, rhodium, osmium, ruthenium or rhenium to accelerate the oxidation of carbon monoxide in a catalyst regenerator. Traces to 100 ppm during catalyst production or during cracking operations by adding combustion-promoting metal compounds to the hydrocarbon feed.
amount of metal is added to the catalyst particles. The addition of this promoter metal to the cracking system substantially increases the formation of coke and hydrogen;
It is said to reduce product selectivity. Catalyst particles containing promoter metals can be used alone or can be circulated in a physical mixture with catalyst particles that do not contain combustion promoting metals. U.S. Patent Nos. 4,072,600 and 4,093,535 each include 0.01 to 50 ppm based on total catalyst inventory.
The use of combustion promoting metals in cracking catalysts at concentrations of .
クラツキングの技術分野においては、脱水素お
よび酸化反応を活性的に触媒する金属は、クラツ
キング触媒に用いると重大な欠陥を有し得ると認
識されている。クラツキング触媒中にこの種の金
属が存在すると、例えばニツケル含有量の多い炭
化水素供給物の精製において見られるごとく、コ
ークス、水素および軽質パラフインガス例えばメ
タンの形成が増大する。当技術分野においては、
製品選択性における損失を招くことなく、クラツ
キング触媒に活性金属を用いて利益を得るいくつ
かの方法が示唆された。一つの試みでは、すべて
の炭化水素を触媒金属に接触させないようにして
いる。金属の酸化活性のみを利用するのである
が、その理由は触媒再生装置中に金属が残留し
(例えば、米国特許第3808121号)、または5Å以
下の細孔開口部と小寸法(3〜5Å)のケージと
を有するゼオライト性の結晶性アルミノ珪酸塩中
に金属が包含され、そのため反応塔内で金属と接
触することのできる原料炭化水素または分解炭化
水素が本質的に無くなる(例えば、米国特許第
3364136号)からである。別の試みにおいては、
触媒金属を低い濃度で用いて、金属の存在による
選択性における損失を、触媒された一酸化炭素燃
焼にもとづく利用可能な熱の増加と、低い残留コ
ークス量にもとづくゼオライトの選択性の増加と
によつて相殺しようとするものである。 It is recognized in the cracking art that metals that actively catalyze dehydrogenation and oxidation reactions can have serious deficiencies when used in cracking catalysts. The presence of such metals in cracking catalysts increases the formation of coke, hydrogen, and light paraffin gases such as methane, as seen, for example, in the refining of nickel-rich hydrocarbon feeds. In this technical field,
Several methods have been suggested to obtain the benefits of using active metals in cracking catalysts without incurring losses in product selectivity. One approach is to avoid all hydrocarbons from contacting the catalytic metal. Only the oxidation activity of the metal is utilized because the metal remains in the catalyst regenerator (e.g., U.S. Pat. No. 3,808,121) or the pore opening is less than 5 Å and the small size (3-5 Å). The metal is incorporated into a zeolitic crystalline aluminosilicate having a cage of
3364136). In another attempt,
Using low concentrations of catalytic metals, the loss in selectivity due to the presence of the metal is replaced by an increase in available heat due to catalyzed carbon monoxide combustion and an increase in the selectivity of the zeolite due to the low residual coke content. It is an attempt to offset this.
一方では活性金属のオクタン価向上、脱水素−
芳香族化活性を、また一方では活性金属のもつ一
酸化炭素燃焼、酸化活性のそれぞれを利用するこ
とが試みられたことがあるが、これら二つの異種
の活性が単一のクラツキング触媒中に結合させる
ことは、一酸化炭素酸化活性を有する金属が、価
値のある芳香族化合物やオレフインの代りにコー
クス、水素および軽質パラフインガスを増加させ
る傾向を有するため、成功した例がなかつた。本
発明によるならば、活性金属のもつ脱水素−芳香
族化活性と酸化活性との両者を同時にクラツキン
グ触媒中に利用することが可能である。 On the other hand, improving the octane number of active metals and dehydrogenation
Attempts have been made to utilize the aromatization activity, on the one hand, and the carbon monoxide combustion and oxidation activities of active metals, but these two different activities have not been combined in a single cracking catalyst. This has not been successful because metals with carbon monoxide oxidation activity tend to build up coke, hydrogen, and light paraffin gases instead of valuable aromatics and olefins. According to the present invention, it is possible to simultaneously utilize both the dehydrogenation-aromatization activity and the oxidation activity of the active metal in a cracking catalyst.
5.5〜7.0Åの範囲の均一な細孔開口部と5.5〜
7.0Åの最大ケージ寸法とを有する結晶質アルミ
ノ珪酸塩ゼオライトを接触分解に用いることは公
知である。例えば、米国特許第3758403号、第
3849291号および第3856659号各明細書には、すべ
て二種ゼオライト触媒中にゼオライトZSM−5
を、前記したより大きい細孔開口部とケージとを
有する慣用の結晶質アルミノ珪酸塩、例えばY型
ゼオライトと共に用いることが示唆されている。
米国特許第3894934号明細書には、一酸化炭素燃
焼促進用成分を、ZSM−5および大形細孔寸法
の結晶質アルミナ珪酸塩と共に用いることが示唆
されている。活性のある触媒金属値(catalytic
metal values)を含むZSM−5を用いて芳香族
化合物のアルキル化を触媒することが米国特許第
3953366号明細書に示唆されている。ZSM−5を
含む触媒については、米国特許第3702886号およ
び第3926782号各明細書にも開示されている。結
晶質の珪酸塩は、米国特許第4061724号および第
4073865号各明細書に記載されている。 Uniform pore opening ranging from 5.5 to 7.0 Å and 5.5 to
It is known to use crystalline aluminosilicate zeolites with a maximum cage dimension of 7.0 Å for catalytic cracking. For example, U.S. Pat. No. 3,758,403, no.
The specifications of No. 3849291 and No. 3856659 all contain zeolite ZSM-5 in two types of zeolite catalysts.
It has been suggested to use the above-mentioned crystalline aluminosilicates with larger pore openings and cages, such as Y-type zeolites.
U.S. Pat. No. 3,894,934 suggests the use of carbon monoxide combustion promoting components with ZSM-5 and large pore size crystalline alumina silicates. Active catalytic metal value (catalytic
U.S. Patent No.
3953366. Catalysts containing ZSM-5 are also disclosed in US Pat. Nos. 3,702,886 and 3,926,782. Crystalline silicates are described in U.S. Pat.
No. 4073865 and is described in each specification.
本発明は、220℃より高い標準沸点を有する原
料炭化水素を転化する方法において、(イ)ゼオライ
ト性結晶質アルミノ珪酸塩および結晶質珪酸塩か
ら選ばれる結晶質固体と、ならびに前記結晶質固
体の結晶の内部に配置された、白金、パラジウ
ム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニ
ウムおよび銅から選ばれる活性金属または活性金
属の化合物の、触媒を基準に元素として計算して
重量で0.01ないし1000ppmとを含有する粒状固体
触媒を、反応帯域と触媒再生帯域との間を循環さ
せ、しかも前記結晶質固体の結晶構造が、5.5〜
7.0Å単位の最大直径を有する実質的に均一な細
孔開口部と5.5〜7.0Å単位の最大ケージ寸法
(maximum cage dimension)を有する実質的
に均一なケージとを画定し、それによつて原料炭
化水素と活性金属との間の接触を制限すること、
(ロ)付加された分子水素の不存在を含むクラツキン
グ条件下における反応帯域において、原料炭化水
素を触媒に接触させて、220℃より低い標準沸点
を有する分解炭化水素を形成し、かつ、粒状固形
物上にコークスを析出させ、そして反応帯域にお
いて、結晶質固体の内部に配置された活性金属に
接触させることにより、原料炭化水素および分解
炭化水素中の脂肪族成分の脱水素および芳香族化
を行なつてオレフイン類および芳香族化合物類を
形成すること、および(ハ)再生帯域において、触媒
再生条件下に分子酸素を用いて触媒からコークス
を焼去して一酸化炭素を形成し、そして一酸化炭
素を、結晶質固体の内部に配置された活性金属と
の接触下に分子酸素で燃焼させることからなる炭
化水素の転化法に関するものである。 The present invention provides a method for converting feedstock hydrocarbons having a normal boiling point higher than 220°C, comprising: (a) a crystalline solid selected from zeolitic crystalline aluminosilicates and crystalline silicates; Contains 0.01 to 1000 ppm by weight of an active metal or active metal compound selected from platinum, palladium, iridium, rhodium, osmium, ruthenium, and copper arranged inside the crystal, calculated as an element based on the catalyst. A granular solid catalyst is circulated between a reaction zone and a catalyst regeneration zone, and the crystal structure of the crystalline solid is between 5.5 and 5.5.
defining a substantially uniform pore opening having a maximum diameter of 7.0 Å and a substantially uniform cage having a maximum cage dimension of 5.5 to 7.0 Å, thereby forming a raw material carbonization limiting contact between hydrogen and active metals;
(b) Contacting the feedstock hydrocarbons with a catalyst in a reaction zone under cracking conditions including the absence of added molecular hydrogen to form cracked hydrocarbons having a normal boiling point below 220°C, and forming particulate solids. The dehydrogenation and aromatization of aliphatic components in feedstock and cracked hydrocarbons is carried out by depositing coke on the material and contacting it with active metals located inside the crystalline solid in the reaction zone. (c) in a regeneration zone, burning off coke from the catalyst using molecular oxygen under catalyst regeneration conditions to form carbon monoxide; It relates to a process for the conversion of hydrocarbons, which consists in burning carbon oxide with molecular oxygen in contact with an active metal arranged inside a crystalline solid.
白金をはじめ高度の脱水素活性を有する他の触
媒的に活性な金属の脱水素活性によつて得られる
製品オクタン価の向上効果は、クラツキング触媒
の再生中における同じ金属による一酸化炭素およ
びコークス燃焼用の酸化活性によつて得られる改
良された触媒再生と相乗的に組合せることができ
る。このことは、5.5〜7.0Åの範囲内の大きさを
持つ均一の細孔開口部およびケージを有する結晶
質固体の結晶の内部に活性金属を包含することに
より達成される。これにより、炭化水素と活性金
属との間の接触が制限され、金属と分子直径が比
較的小さい炭化水素との間の接触を助長し、その
結晶脂肪族炭化水素が優先的に活性金属に接触す
る。それにより低オクタン価の炭化水素が接触的
に芳香族化されて高オクタン価の芳香族化合物を
形成する。大形直径を有するコークス形成性炭化
水素は、活性金属との接触から選択的に除外さ
れ、その結果コークスと水素との形成が制限され
る。従つて、クラツキング法で製造されるナフサ
の綜合オクタン価が向上する。低価値のC2〜C4
パラフインに対比して、価値あるC2〜C4オレフ
イン副産物の形成が助長される。そのうえ、結晶
質固体内の細孔開口部とケージとの大きさが、触
媒再生の間において、活性金属が一酸化炭素と酸
素とに接近できる程度に大きくて、そのため活性
金属の有する燃焼促進活性を利用して、一酸化炭
素とコークスとの触媒再生装置内における燃焼を
促進させることが可能である。 The improved product octane number obtained by the dehydrogenation activity of platinum and other catalytically active metals with a high degree of dehydrogenation activity makes it possible for the same metals to burn carbon monoxide and coke during cracking catalyst regeneration. can be synergistically combined with improved catalyst regeneration obtained by the oxidation activity of This is achieved by incorporating the active metal inside the crystals of a crystalline solid having uniform pore openings and cages with sizes in the range of 5.5-7.0 Å. This limits the contact between the hydrocarbon and the active metal, and favors the contact between the metal and the hydrocarbon, which has a relatively small molecular diameter, so that the crystalline aliphatic hydrocarbon preferentially contacts the active metal. do. Thereby, low-octane hydrocarbons are catalytically aromatized to form high-octane aromatics. Coke-forming hydrocarbons with large diameters are selectively excluded from contact with active metals, thereby limiting coke and hydrogen formation. Therefore, the total octane number of naphtha produced by the cracking method is improved. Low value C2 ~ C4
In contrast to paraffins, the formation of valuable C2 - C4 olefin by-products is encouraged. Moreover, the size of the pore openings and cages within the crystalline solid are large enough to provide access for the active metal to carbon monoxide and oxygen during catalyst regeneration, such that the active metal has a combustion promoting activity. It is possible to promote the combustion of carbon monoxide and coke in the catalyst regeneration device by using this.
本発明は、炭化水素供給物の接触分解システム
に用いられる。従来の接触分解供給物は、典型的
には221℃以上の沸点を有する脂肪族および芳香
族炭化水素の混合物を包含する。商用の接触分解
システムで通常精製されると同一のクラツキング
用原料炭化水素が、本発明を用いたクラツキング
システムで精製できる。好適な供給原料には、例
えば直留、または接触水素化精製などによる一部
精製の石油留出物または釜残油が包含される。従
つて慣用の軽油留分は、常圧および減圧蒸留残油
と同様に好適である。いわゆる合成供給原料、例
えば石炭オイル、ビチユーメンおよび頁岩油もま
た好適である。適当な供給物は、すでにクラツキ
ングにかけた再循環炭化水素、例えば軽質、中質
および重質循環油を包含することができる。 The present invention is used in a catalytic cracking system for hydrocarbon feeds. Conventional catalytic cracking feeds typically include a mixture of aliphatic and aromatic hydrocarbons with boiling points above 221°C. The same cracking feedstock hydrocarbons that are normally purified in commercial catalytic cracking systems can be purified in cracking systems using the present invention. Suitable feedstocks include, for example, straight-run or partially refined petroleum distillates or kettle bottoms, such as by catalytic hydrorefining. Conventional gas oil fractions are therefore suitable, as are atmospheric and vacuum distillation residues. Also suitable are so-called synthetic feedstocks, such as coal oil, bitumen and shale oil. Suitable feeds may include recycled hydrocarbons that have already been subjected to cracking, such as light, medium and heavy recycled oils.
適当な供給物は、水素の存在下における接触処
理によるごとく、前もつて処理または精製を施し
て硫黄、窒素または金属を除去しておくことがで
きる。窒素濃度が低い供給原料を用いることが特
に好ましく、そのため水添脱窒を行なつた供給原
料が特に適していると考えられる。 Suitable feeds may be previously treated or purified to remove sulfur, nitrogen or metals, such as by contact treatment in the presence of hydrogen. It is particularly preferred to use feedstocks with low nitrogen concentrations, and therefore feedstocks that have been subjected to hydrodenitrification are believed to be particularly suitable.
本発明の炭化水素転化段階に用いられる転化ま
たはクラツキング条件は、炭化水素供給物をクラ
ツキング帯域に導入する前にそれを予備加熱また
は熱交換して約315〜400℃の温度にあげることに
よつて部分的に得られるが、供給原料の予備加熱
は必須ではない。クラツキング、転化条件には、
約425℃ないし約600℃、好ましくは460℃ないし
560℃の温度が包含される。また、クラツキング
条件には、約1気圧ないし約4気圧以上、好まし
くは約2気圧ないし約3気圧の圧力が包含され
る。流動触媒系にあつては、触媒/炭化水素の重
量比が約3ないし約10であるのが普通好適であ
る。クラツキング帯域における炭化水素の重量時
間空間速度としては、毎時約5〜250を用いるの
が好ましい。クラツキング帯域において炭化水素
と接触した後のいわゆる「廃」触媒(“spent”
catalyst)に含まれる平均コークス量は、触媒を
再生装置に通す時点で約0.5重量%ないし約2.5重
量%であるのが好ましい。廃触媒上の正確なコー
クス濃度は、一部は個々のシステムにおける再生
触媒の所望の炭素濃度に依存するが、個々のシス
テムの熱平衡にも同じく依存する。クラツキン
グ、または反応帯域は、従来の設計のものでよ
く、原料炭化水素と触媒の間には、希薄相流動触
媒接触、ライザー型の飛沫同伴(entrained)触
媒接触、稠密床流動触媒接触、向流接触またはそ
れらの組合せを用いることができる。触媒の流動
化および飛沫同伴は、水蒸気または窒素のような
ガス類を用いて助長することができる。 The conversion or cracking conditions used in the hydrocarbon conversion step of the present invention are such that the hydrocarbon feed is preheated or heat exchanged to a temperature of about 315-400°C before it is introduced into the cracking zone. Although partially obtained, preheating of the feedstock is not essential. Cracking and conversion conditions include:
from about 425°C to about 600°C, preferably from 460°C to
Temperatures of 560°C are included. Cracking conditions also include pressures from about 1 atmosphere to about 4 atmospheres or more, preferably from about 2 atmospheres to about 3 atmospheres. For fluidized catalyst systems, a catalyst/hydrocarbon weight ratio of about 3 to about 10 is generally preferred. The weight hourly space velocity of the hydrocarbons in the cracking zone preferably ranges from about 5 to 250 per hour. The so-called “spent” catalyst after contact with the hydrocarbons in the cracking zone
Preferably, the average amount of coke in the catalyst is from about 0.5% to about 2.5% by weight at the time the catalyst is passed through the regenerator. The exact coke concentration on the spent catalyst depends in part on the desired carbon concentration of the regenerated catalyst in the particular system, but also on the thermal balance of the particular system. The cracking, or reaction zone, may be of conventional design, including dilute-phase fluidized catalyst contact, riser-type entrained catalyst contact, dense bed fluidized catalyst contact, and countercurrent between the feed hydrocarbon and catalyst. Contact or a combination thereof can be used. Fluidization and entrainment of the catalyst can be aided using gases such as water vapor or nitrogen.
本発明の態様に用いられる触媒再生帯域も、ク
ラツキング触媒の再生に適する慣用設計のものと
することができる。慣用のクラツキング触媒再生
帯域内のガス状覆囲気は、正常にはガスの混合物
を包含するが、その濃度は再生装置内の位置に依
存して変化する。また、ガスの濃度は、再生装置
内に入る廃触媒粒子上のコークス濃度により、お
よび再生装置に導入される分子酸素および水蒸気
の量によつて変わる。一般的には、再生装置内の
ガス状雰囲気は、5〜25%の水蒸気、変動量の酸
素、一酸化炭素、二酸化炭素および窒素を含む。
約538℃ないし約815℃の再生帯域温度が一般に適
当であり、約600℃ないし約700℃の温度が好まし
い。再生を触媒の稠密相流動床内で行なうのが好
ましく、ここに云う「稠密相」とは160Kg/m3以
上の密度として定義される。 The catalyst regeneration zone used in embodiments of the invention may also be of any conventional design suitable for regeneration of cracking catalysts. The gaseous ambient atmosphere within a conventional cracking catalyst regeneration zone normally contains a mixture of gases, the concentrations of which vary depending on location within the regenerator. The concentration of the gas also varies depending on the coke concentration on the spent catalyst particles entering the regenerator and on the amount of molecular oxygen and water vapor introduced into the regenerator. Typically, the gaseous atmosphere within the regenerator includes 5-25% water vapor, varying amounts of oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, and nitrogen.
Regeneration zone temperatures of about 538°C to about 815°C are generally suitable, with temperatures of about 600°C to about 700°C being preferred. Preferably, regeneration is carried out in a dense phase fluidized bed of catalyst, where "dense phase" is defined as a density of 160 kg/m 3 or more.
本発明の本質的特徴は、5.5〜7.0Å単位の範囲
内の最大直径を有する均一寸法の細孔開口部、ま
たは間隙(aperture)を持つた結晶質固体を用い
ることにある。この結晶質固体は、ゼオライト性
結晶質アルミノ珪酸塩または結晶質珪酸塩である
のが好ましい。この種の結晶質固体は普通「中
間」寸法の細孔開口部を有すると称される。ゼオ
ライト性結晶質アルミノ珪酸塩はアルミニウムと
珪素の原子を含み、それらの各々は4個の酸素原
子と連携し、酸素原子が別のアルミニウムおよび
珪素原子と結んで、より大きい結晶質の構造を形
成する。4個の酸素原子は、アルミニウムまたは
珪素原子の周囲に四面体を画定し、アルミニウム
および珪素原子がその中心に位置する。使用に適
する結晶質珪酸塩も、ゼオライト性アルミノ珪酸
塩と同様に四面体で構成されるが、アルミニウム
原子が本質的には結晶構造中に存在しない。これ
らの結晶質固体の四面体は、組合せられて分子の
大きさの細孔、開口部およびケージまたはチヤネ
ル(channel)を有する構造の結晶を形成する。
結晶質珪酸塩は、典型的にはカチオン交換性状を
有しないが、ゼオライト性アルミノ珪酸塩には、
アルミニウム原子と4個の酸素原子との連携に起
因する電気的不均衡の故に、普通上記の性状が見
られる。結晶質アミノ珪酸塩および結晶質珪酸塩
の細孔開口部または間隙は、従来技術において、
一定数の四面体の「辺」(“side”)によつて画定
されると記載されている。中間範囲内の細孔の大
きさを有する結晶質物質は、普通10辺間隙(ten
−sided apertures)を有するとして特徴づけら
れ、これに対し、小形細孔のゼオライト、例えば
ゼオライトAは普通8辺間隙を有し、また大形細
孔のゼオライト、例えばゼオライトXおよびY
は、普通12辺間隙を有する。5.5〜7.0Å単位の中
間寸法の細孔の大きさは、パラフインその他比較
的小直径の分子を結晶質固体のケージに比較的容
易に入り込ませるに充分であるが、有効直径の大
きい分子、例えばジ環状化合物類が結晶のケージ
内に入り込むのを防止するに足るほど小さい。ま
た、適当な結晶質固体が「中間」最大直径、すな
わち5.5〜7.0Å単位の実質的に均一なケージを有
することも本発明の本質的な特徴である。ある場
合には、結晶構造はケージよりむしろ長いチヤネ
ルを画定する。この場合、臨界的最大寸法は、チ
ヤネルの断面の最大直径のそれである。適当な結
晶質固体の5.5〜7.0Åの直径をもつケージは、パ
ラフインの脱水素を起こさせるが、中間寸法のケ
ージ内において大形のコークス形成性分子の形成
を妨げる。このことは、水素形または希土形ゼオ
ライトYのごとき、クラツキング触媒に従来使用
されている結晶質アルミノ珪酸塩に存在する大形
寸法のケージ内で起こり得る反応類とは対照的で
ある。 An essential feature of the invention is the use of a crystalline solid having uniformly sized pore openings, or apertures, with a maximum diameter in the range of 5.5 to 7.0 Å units. Preferably, the crystalline solid is a zeolitic crystalline aluminosilicate or a crystalline silicate. Crystalline solids of this type are commonly referred to as having pore openings of "intermediate" size. Zeolitic crystalline aluminosilicates contain aluminum and silicon atoms, each of which is associated with four oxygen atoms, which combine with other aluminum and silicon atoms to form larger crystalline structures. do. The four oxygen atoms define a tetrahedron around the aluminum or silicon atom, with the aluminum and silicon atoms located in the center. The crystalline silicates that are suitable for use are also tetrahedrally organized, like the zeolitic aluminosilicates, but essentially no aluminum atoms are present in the crystal structure. The tetrahedra of these crystalline solids combine to form structural crystals with molecular-sized pores, openings, and cages or channels.
Crystalline silicates typically do not have cation exchange properties, whereas zeolitic aluminosilicates have
The above behavior is usually observed because of the electrical imbalance caused by the association of the aluminum atom and the four oxygen atoms. In the prior art, the pore openings or gaps in crystalline aminosilicates and crystalline silicates are
It is described as being defined by a certain number of tetrahedral "sides". Crystalline materials with pore sizes in the intermediate range usually have 10-sided pore sizes.
-sided apertures), whereas small pore zeolites, such as zeolite A, usually have 8-sided apertures, and large pore zeolites, such as zeolites X and Y
usually has 12 side gaps. Pore sizes with intermediate dimensions on the order of 5.5-7.0 Å are sufficient to allow paraffin and other relatively small diameter molecules to enter the crystalline solid cages relatively easily, but molecules with larger effective diameters, e.g. It is small enough to prevent dicyclics from penetrating into the crystal cages. It is also an essential feature of the invention that suitable crystalline solids have substantially uniform cages of "intermediate" maximum diameter, ie, units of 5.5 to 7.0 Å. In some cases, the crystal structure defines long channels rather than cages. In this case, the critical maximum dimension is that of the maximum diameter of the cross section of the channel. Cages with a diameter of 5.5-7.0 Å of suitable crystalline solids allow dehydrogenation of paraffin to occur, but prevent the formation of large coke-forming molecules within cages of intermediate dimensions. This is in contrast to the reactions that can take place within the large size cages present in crystalline aluminosilicates traditionally used in cracking catalysts, such as hydrogen or rare earth zeolite Y.
適当な結晶質固体には、例えばゼオライト
ZSM−5、小形細孔のモルデナイト、ゼオライ
トNU−1、「シリカライト」(Silicalite)と名付
けられる結晶質珪酸塩、およびその他の特徴的な
結晶構造を持つた結晶質の固体が含まれる。この
種の結晶質固体は合成したままで使用でき、また
は公知の技術、例えばイオン交換、酸滲出
(Cacid leaching)等によつて変性を行ない、そ
れらの気孔率、酸強度および全酸度、それらの触
媒的水素交換および水素移動特性ならびにそれら
の基幹構成原子の割合を変えることもできる。本
発明の方法で得られる製品は、採用する個々の結
晶質固体の特性によつて変わるであろう。いわゆ
る「シリカライト」を本発明の方法に用いた時、
比較的オレフイン性の製品が生成し、一方低シリ
カ/アルミナ比のZSM−5型ゼオライトでは、
結晶構造がまつたく同じであるに拘らず比較的芳
香族性の製品が得られる傾向を示す。好ましい適
当な結晶質固体は、ZSM−5型の結晶構造を有
するゼオライト類である。このカテゴリーに入る
ゼオライトには、例えば、ZSM−5のほかに
ZSM−8(オランダ特許公告第7014807号および
米国特許第3758403号各明細書を参照されたい)、
ZSM−11(米国特許第3709979号および第3804746
号各明細書を参照されたい)、ZSM−35(米国特
許第3962364号、第3965210号、第3992466号およ
び第4016245号各明細書を参照されたい)のごと
き他のゼオライト類が含まれる。また、ゼオライ
トNU−1(米国特許第4061724号明細書を参照さ
れたい)およびNature第271巻第512頁(1978年
2月9日)に記載された結晶質珪酸塩である「シ
リカライト」(米国特許第4061724号および第
4073865号各明細書も合わせて参照されたい)も
適当である。 Suitable crystalline solids include, for example, zeolites.
These include ZSM-5, small pore mordenite, zeolite NU-1, a crystalline silicate named "silicalite", and other crystalline solids with characteristic crystal structures. Crystalline solids of this type can be used as synthesized or modified by known techniques such as ion exchange, acid leaching etc. to improve their porosity, acid strength and total acidity, their Catalytic hydrogen exchange and hydrogen transfer properties and their proportions of backbone atoms can also be varied. The products obtained by the process of the invention will vary depending on the characteristics of the particular crystalline solid employed. When so-called "silicalite" is used in the method of the present invention,
A relatively olefinic product is produced, whereas ZSM-5 type zeolites with low silica/alumina ratios
Despite having exactly the same crystal structure, relatively aromatic products tend to be obtained. Preferred suitable crystalline solids are zeolites having a crystal structure of type ZSM-5. Zeolites that fall into this category include, for example, in addition to ZSM-5.
ZSM-8 (see Dutch Patent Publication No. 7014807 and US Patent No. 3758403),
ZSM-11 (U.S. Patent Nos. 3709979 and 3804746)
Other zeolites such as ZSM-35 (see US Pat. Nos. 3,962,364, 3,965,210, 3,992,466 and 4,016,245) are included. Zeolite NU-1 (see U.S. Pat. No. 4,061,724) and "silicalite", a crystalline silicate described in Nature, Vol. 271, p. U.S. Patent No. 4,061,724 and
4073865 (please also refer to each specification) is also suitable.
本発明の別の本質的特徴は、強力な脱水素活性
と強力な酸化活性との両者を有する触媒的に活性
な金属を使用することにある。本発明の実施に用
いるに適する活性金属には、白金、パラジウム、
イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム
および銅が含まれる。白金が、強力な脱水素活性
と特に強力な酸化活性とを合わせて有しているの
で特に好ましい。白金とパラジウム、白金とイリ
ジウム、白金とロジウム、等の混合物のように、
上記活性金属の2種またはそれ以上の組合せも用
いることができる。少量の他の金属が、本来の活
性金属の触媒作用に促進効果を及ぼし得る場合が
若干ある。この点については、クロム、亜鉛、
錫、ゲルマニウム、レニウムおよび鉛を挙げるこ
とができる。従つて、白金−錫、銅−クロム、白
金−レニウムおよび白金−ゲルマニウムのごとき
組合せを本発明に用いることが意図される。促進
金属は、活性金属1部当りその原子比が0.01ない
し1となるような量で本来の活性金属に添加する
のが好ましい。 Another essential feature of the invention is the use of catalytically active metals that have both strong dehydrogenation activity and strong oxidation activity. Active metals suitable for use in the practice of this invention include platinum, palladium,
Includes iridium, rhodium, osmium, ruthenium and copper. Platinum is particularly preferred since it has both a strong dehydrogenating activity and a particularly strong oxidizing activity. Like mixtures of platinum and palladium, platinum and iridium, platinum and rhodium, etc.
Combinations of two or more of the above active metals can also be used. In some cases, small amounts of other metals can have a promoting effect on the catalytic action of the inherently active metal. In this regard, chromium, zinc,
Mention may be made of tin, germanium, rhenium and lead. Accordingly, combinations such as platinum-tin, copper-chromium, platinum-rhenium and platinum-germanium are contemplated for use in the present invention. The promoter metal is preferably added to the original active metal in an amount such that the atomic ratio is between 0.01 and 1 per part of active metal.
活性を有する脱水素−酸化金属は、5.5〜7.0Å
の結晶質固形成分の結晶の内部に配置される、す
なわち、活性金属は、結晶の外面でなく結晶の内
面に配置される。当業者であれば、活性金属を結
晶の内部に配置させる、いかなる実際的な方法を
用いても、結晶の外面上に小割合で活性金属が配
置されるのを免れないことを認識するはずであ
る。従つて、結晶の外面上に存在する活性金属の
量を可能な限り少くすることが望ましいが、多く
の場合、若干量の活性金属が結晶外面上に存在す
ることを避け得ないことは、すでに計算ずみであ
る。触媒における活性金属の量についての規定値
は、結晶質固体の結晶の内部に存在する活性金属
のみについて言及される。 Dehydrogenation-oxidized metal with activity is 5.5-7.0 Å
of the crystalline solid component, ie, the active metal is located on the inner surface of the crystal rather than on the outer surface of the crystal. Those skilled in the art will recognize that any practical method of disposing active metal within the interior of the crystal will inevitably result in a small proportion of the active metal being disposed on the external surface of the crystal. be. Although it is therefore desirable to minimize the amount of active metal present on the external surface of the crystal, it is already clear that in many cases it is unavoidable that some amount of active metal is present on the external surface of the crystal. It's calculated. The specified values for the amount of active metal in the catalyst refer only to the active metal present inside the crystals of the crystalline solid.
任意の慣用法によつて、活性金属を結晶質固体
の結晶の内部に導入し得る。イオン交換性のゼオ
ライト性結晶質アルミノ珪酸塩を用いる時には、
活性金属を含むカチオンを、周知の技術でゼオラ
イトの結晶構造中にイオン交換できる。交換容量
を超える濃度とするには、他の手段、例えば含浸
操作によつて活性金属を入り込ませること
(incorporate)ができる。結晶質珪酸塩を用いる
時には、活性金属は、珪酸塩の結晶構造から本質
的に隔離された状態のままで珪酸塩結晶の内部に
含浸させることができる。種々の含浸法を用い得
るが、その中で、触媒の外面上に濃すぎる濃度の
活性金属を生じない細孔充填法(pore−fill
method)のごとき方法が好ましい。結晶の内部
に活性金属を入り込ませる方法を組み合せるこ
と、例えばイオン交換と含浸の両者を併せ用い
て、所望量の金属を結晶内に含ませることもでき
る。 The active metal may be introduced into the interior of the crystalline solid by any conventional method. When using ion-exchangeable zeolitic crystalline aluminosilicate,
Cations, including active metals, can be ion-exchanged into the crystal structure of the zeolite using well-known techniques. To achieve a concentration that exceeds the exchange capacity, the active metal can be incorporated by other means, such as by an impregnation operation. When using crystalline silicates, the active metal can be impregnated within the silicate crystals while remaining essentially isolated from the silicate crystal structure. Various impregnation methods may be used, including pore-fill methods that do not result in too high a concentration of active metal on the external surface of the catalyst.
method) is preferred. It is also possible to incorporate a desired amount of metal into the crystal by combining methods for introducing the active metal into the interior of the crystal, for example by using both ion exchange and impregnation.
結晶質固体の結晶内に含まれる活性金属の量
は、活性金属を含む結晶質固体を入り込ませる全
体の粒状触媒を基準に計算される。結晶質固体と
活性金属とのほかに、触媒の粒子はマトリツクス
または結合剤成分も含むのが好ましい。また、触
媒粒子は、第二の結晶質アルミノ珪酸塩成分、例
えば大形寸法の細孔開口部および(または)大形
寸法のケージを有する酸性ゼオライト性結晶質ア
ルミノ珪酸塩成分も含有することができる。この
ような大形細孔寸法のゼオライトは、若干のクラ
ツキング反応の酸性触媒に特に適している。結合
剤またはマトリツクスとして使用するに適する物
質には、例えばシリカ、アルミナ、マグネシア、
チタニア、天然および合成白土、シリカ−アルミ
ナその他のごとき多孔質無機酸化物が含まれる。
この種の無機酸化物結合剤は、当業者にとつて周
知のものである。従来のゼオライト触媒は、マト
リツクスと連携したゼオライトの結晶、すなわ
ち、マトリツクス中に分散または埋め込まれたゼ
オライトの結晶を含む。このことは、触媒粒子の
造形を容易にする。 The amount of active metal contained within the crystals of the crystalline solid is calculated on the basis of the total particulate catalyst into which the crystalline solid containing the active metal is incorporated. In addition to the crystalline solid and the active metal, the catalyst particles preferably also include a matrix or binder component. The catalyst particles may also contain a second crystalline aluminosilicate component, such as an acidic zeolitic crystalline aluminosilicate component having large size pore openings and/or large size cages. can. Such large pore size zeolites are particularly suitable for acidic catalysis of some cracking reactions. Materials suitable for use as binders or matrices include, for example, silica, alumina, magnesia,
Included are porous inorganic oxides such as titania, natural and synthetic clays, silica-alumina, and others.
Inorganic oxide binders of this type are well known to those skilled in the art. Conventional zeolite catalysts include zeolite crystals associated with a matrix, ie, zeolite crystals dispersed or embedded in a matrix. This facilitates the shaping of catalyst particles.
触媒中の結晶質固体内に含まれる活性金属の量
は、触媒の全重量を基準にして、重量で0.01ない
し1000ppmである。好ましくは、結晶質固形成分
の内部に含まれる活性金属の量は、重量で触媒の
0.01ないし100ppmである。触媒の製造に際して
は、活性金属を含む中間細孔寸法の結晶質固体を
マトリツクスもしくは結合剤物質またはそれらの
前駆物質と混合し、次に混合物の造形を、流動化
システムに用いるにはスプレー乾燥により、また
は移動床システム用には押出し、ピル化等によつ
て行なうのが好ましい。一般的には、中間細孔寸
法の結晶質固体が触媒粒子の0.05ないし50重量%
を占める時に、良好な結果が得られる。触媒粒子
中に、約0.25ないし25重量%の中間細孔寸法の結
晶質固体が含まれるのが好ましい。もし、大形細
孔寸法のゼオライトも含まれる時には、触媒の5
〜30重量%の濃度で含まれるのが好ましい。 The amount of active metal contained within the crystalline solids in the catalyst is from 0.01 to 1000 ppm by weight, based on the total weight of the catalyst. Preferably, the amount of active metal contained within the crystalline solid component is based on the weight of the catalyst.
It is 0.01 to 100ppm. In making the catalyst, a crystalline solid of intermediate pore size containing the active metal is mixed with a matrix or binder material or their precursors, and the mixture is then shaped by spray drying for use in a fluidized system. or, for moving bed systems, preferably by extrusion, pilling, etc. Generally, crystalline solids of intermediate pore size account for 0.05 to 50% by weight of the catalyst particles.
Good results are obtained when the Preferably, about 0.25 to 25% by weight of mesopore size crystalline solids are included in the catalyst particles. If large pore size zeolites are also included, the catalyst
Preferably, it is present at a concentration of ~30% by weight.
触媒に使われる5.5〜7.0Åの結晶質固体が、も
しカチオン交換性を有しているならば、活性金属
のカチオン以外のカチオンを、結晶構造において
随意に交換して、普通アルカリ金属カチオンであ
る合成カチオンと置換できる。好ましいカチオン
には、例えば公知の安定化カチオン、例えば希土
金属カチオン、プロトンまたはプロトン前駆体、
例えばアンモニウム等が含まれる。もしも、大形
細孔または大形ケージの結晶質アルミノ珪酸塩、
例えばXまたはY型のゼオライトが、それより小
形細孔の5.5〜7.0Åのゼオライトと共に触媒粒子
中に入り込んでいる時には、大形細孔ゼオライト
のカチオン交換部位も、また希土類、プロトンま
たはプロトン前駆体のごとき慣用の活性化または
安定化カチオンによつて占められているのが好ま
しい。 If the 5.5-7.0 Å crystalline solids used in catalysts have cation exchange properties, they can optionally exchange cations other than those of the active metal in the crystal structure, usually alkali metal cations. Can be substituted with synthetic cations. Preferred cations include, for example, known stabilizing cations such as rare earth metal cations, protons or proton precursors,
Examples include ammonium. If large pore or large cage crystalline aluminosilicate,
For example, when an X or Y type zeolite is incorporated into the catalyst particles along with a smaller pore zeolite of 5.5-7.0 Å, the cation exchange sites of the large pore zeolite may also contain rare earth, proton or proton precursors. Preferably, it is occupied by conventional activating or stabilizing cations such as.
活性金属を含有している触媒粒子は、クラツキ
ングシステムにおけるいくつかの随意の方式のい
ずれかにおいて有利に使用できる。一つの方式に
おいては、クラツキングシステム内を循環する粒
状固形物インベントリー中の単独の触媒剤とし
て、単一の触媒組成物を使用することができる。
このような態様にあつては、触媒組成物が活性金
属を含む結晶質固体のほかに、触媒的に活性な、
安定形態の、大形細孔を有する酸性結晶質アルミ
ノ珪酸塩成分、例えばXまたはY型ゼオライトを
も包含するのが好ましい。 Catalyst particles containing active metals can be advantageously used in any of several optional ways in cracking systems. In one approach, a single catalyst composition can be used as the sole catalyst agent in the particulate solids inventory circulating within the cracking system.
In such embodiments, the catalyst composition includes, in addition to the crystalline solid containing the active metal, a catalytically active,
Preferably, stable forms of large pore acidic crystalline aluminosilicate components are also included, such as X- or Y-type zeolites.
別の随意の使用方式においては、活性金属を含
む触媒を、他の粒状固体との物理的混合物として
クラツキングシステム内を循環させることができ
る。他の固体は、例えば、慣用のゼオライトを含
む粒状クラツキング触媒、または非ゼオライト性
の結晶質または無定形粒状クラツキング触媒、例
えば酸性のシリカ−アルミナコーゲル、白土等で
あつてよい。他の好適な粒状固体には、アルミ
ナ、または米国特許第4071436号および第4115249
〜251号各明細書に開示されているごとき、触媒
再生装置内における硫黄酸化物類の制御の目的で
クラツキングシステムに使用可能なアルミナ含有
粒子が包含される。また、アルミナは、中間細孔
寸法を有し、金属で促進されたゼオライトと連携
したマトリツクスまたは結合剤として役立ち、ま
たはそれらの中に入り込ませることができる。 In another optional mode of use, the active metal-containing catalyst can be circulated through the cracking system as a physical mixture with other particulate solids. Other solids may be, for example, conventional zeolite-containing particulate cracking catalysts, or non-zeolitic crystalline or amorphous particulate cracking catalysts, such as acidic silica-alumina cogels, clay, etc. Other suitable particulate solids include alumina, or U.S. Pat. Nos. 4,071,436 and 4,115,249
Included are alumina-containing particles that can be used in cracking systems for the purpose of controlling sulfur oxides in catalyst regenerators, such as those disclosed in U.S. Pat. Alumina also has an intermediate pore size and can serve as a matrix or binder in conjunction with, or be incorporated into, metal-promoted zeolites.
本発明の方法の実施に利用される方式のいずれ
においても、精製システムに循環される結晶質固
体の内部に存在する活性金属の全濃度は、個々の
装置における全循環粒状固形物インベントリーの
重量を基準に計算して、重量で0.01ないし
100ppmに維持するのが好ましい。循環粒状固形
物インベントリーを基準にして、重量で0.1ない
し10ppmの濃度で、活性金属が含まれるのが特に
好ましい。例えば、活性金属を含む触媒粒子が、
循環粒状固形物のインベントリーの単独成分とし
て用いられる場合には、触媒自体における5.5〜
7.0Å結晶質固体内の活性金属濃度は、触媒重量
を基準にして0.01ないし100ppmであるのが好ま
しく、0.1ないし10ppmであるのが特に好ましい。
活性金属を含む触媒が、例えば慣用のクラツキン
グ触媒粒子またはアルミナ粒子であつてよい他の
粒状固形物との物理的混合物として循環される
〔例えば添加剤(additive)または助触媒(co−
catalyst)として〕場合には、結晶質固体成分の
結晶内に存在する活性金属の量と、システム内に
おける活性金属含有粒子の濃度とは、全粒状固形
物インベントリーに対し、5.5〜7.0Åの結晶質固
体の内部に存在する活性金属の全濃度が0.01ない
し100ppm、特に好ましくは0.1ないし10ppmとな
るような水準に維持するのが好ましい。 In any of the modes utilized to carry out the process of the present invention, the total concentration of active metal present within the crystalline solids recycled to the purification system will exceed the weight of the total circulating particulate solids inventory in any individual unit. Calculated based on the standard, weight is 0.01 or more
Preferably maintained at 100 ppm. It is particularly preferred that the active metal is included at a concentration of 0.1 to 10 ppm by weight, based on the circulating particulate solids inventory. For example, catalyst particles containing active metals
5.5 to 5.5 in the catalyst itself when used as the sole component of the circulating particulate solids inventory.
The active metal concentration in the 7.0 Å crystalline solid is preferably between 0.01 and 100 ppm, particularly preferably between 0.1 and 10 ppm, based on the weight of the catalyst.
The active metal-containing catalyst is circulated as a physical mixture with other particulate solids, which may be, for example, conventional cracking catalyst particles or alumina particles (e.g. additive or co-catalyst).
catalyst)], the amount of active metal present within the crystals of the crystalline solid component and the concentration of active metal-containing particles in the system are such that the total particulate solids inventory is 5.5 to 7.0 Å crystals. Preferably, the total concentration of active metals present inside the solid is maintained at a level of 0.01 to 100 ppm, particularly preferably 0.1 to 10 ppm.
クラツキング触媒再生装置において活性金属含
有結晶質固体からコークスを焼去する場合、酸化
促進性の活性金属の存在を充分に利用して、コー
クスおよび一酸化炭素の酸化を可能な限り完全に
行なうのが好ましい。触媒再生中におけるコーク
スの完全燃焼の度合いは、再生触媒上のコークス
濃度によつて特徴づけられる。本発明の方法にお
いては、再生触媒粒子上のコークス濃度が0.2重
量%以下、特に好ましくは0.05重量%以下となる
ようにコークスを触媒から焼去するのが好まし
い。再生中における一酸化炭素の完全燃焼の度合
いは、クラツキング触媒再生装置から除かれる煙
道ガスに含まれる二酸化炭素対一酸化炭素の容積
による濃度比率で特徴づけられる。本発明の方法
では、再生装置から除去される煙道ガス中におい
て、二酸化炭素/一酸化炭素容積比率が少くとも
5になるように、クラツキング触媒再生装置内に
おける一酸化炭素の燃焼を、活性金属を用いて触
媒するのが好ましい。流出ガス中における二酸化
炭素/一酸化炭素比率を少くとも200にするに充
分な一酸化炭素燃焼を再生装置内で行なうのが特
に好ましい。 When burning off coke from active metal-containing crystalline solids in cracking catalyst regeneration units, it is best to make full use of the presence of prooxidizing active metals to achieve as complete an oxidation of coke and carbon monoxide as possible. preferable. The degree of complete combustion of coke during catalyst regeneration is characterized by the coke concentration on the regenerated catalyst. In the method of the invention, it is preferred that the coke be burned off from the catalyst such that the coke concentration on the regenerated catalyst particles is 0.2% by weight or less, particularly preferably 0.05% by weight or less. The degree of complete combustion of carbon monoxide during regeneration is characterized by the volumetric concentration ratio of carbon dioxide to carbon monoxide contained in the flue gas removed from the cracking catalyst regenerator. In the method of the present invention, the combustion of carbon monoxide in the cracking catalyst regenerator is controlled by an active metal such that the carbon dioxide/carbon monoxide volume ratio in the flue gas removed from the regenerator is at least 5. It is preferable to catalyze using. It is particularly preferred to provide sufficient carbon monoxide combustion in the regenerator to achieve a carbon dioxide/carbon monoxide ratio of at least 200 in the effluent gas.
上記のごとき、好ましい比較的完全なコークス
と一酸化炭素との燃焼を達成するには、燃焼に必
要とされる化学量論的な酸素量を越える分子酸素
を、再生装置内に導入するのが望ましい。再生装
置内で用いられる過剰酸素の量は、触媒再生装置
から除去される煙道ガス中の酸素濃度によつて特
徴づけられる。本発明の方法を行なう場合には、
再生装置からのガス状流出物中に少くとも0.3容
量%の酸素濃度が得られるように充分な分子酸素
を再生装置に導入するのが好ましい。慣用の再生
装置で過剰の酸素を用いる場合にしばしば経験す
る一酸化炭素のあと燃えの問題は、本発明の方法
にあつては、活性を有する酸化促進金属が再生装
置内に存在することによつて回避される。金属の
有する酸化触媒活性のために、一酸化炭素の燃焼
は、充分な触媒粒子の存在下に急速に行なわれ、
その結果一酸化炭素の燃焼熱の大部分は、触媒粒
子に比較的均一に吸収され、触媒床の下流におけ
る別段の燃焼に起因する煙道ガス温度の上昇を、
ほとんどないか、または皆無とすることができ
る。 To achieve the preferred relatively complete combustion of coke and carbon monoxide as described above, it is recommended to introduce molecular oxygen into the regenerator in excess of the stoichiometric amount of oxygen required for combustion. desirable. The amount of excess oxygen used in the regenerator is characterized by the oxygen concentration in the flue gas removed from the catalyst regenerator. When carrying out the method of the present invention,
Preferably, sufficient molecular oxygen is introduced into the regenerator to obtain an oxygen concentration of at least 0.3% by volume in the gaseous effluent from the regenerator. The carbon monoxide afterburn problem often experienced when using excess oxygen in conventional regenerators is overcome in the process of the present invention by the presence of active pro-oxidant metals in the regenerator. This will be avoided. Due to the oxidation catalytic activity of the metal, the combustion of carbon monoxide takes place rapidly in the presence of sufficient catalyst particles.
As a result, most of the heat of combustion of carbon monoxide is absorbed relatively uniformly by the catalyst particles, reducing the increase in flue gas temperature caused by additional combustion downstream of the catalyst bed.
It can be little or no.
活性金属含有触媒粒子は、再生の前に複数段階
の炭化水素転化に用いることができる。例えば、
循環触媒を、まず最初にリホーミング型の反応に
向いている比較的軽質の炭化水素、例えばナフサ
およびそれより軽いものからなる第1供給物流に
接触させ、次にクラツキング反応が有利な、比較
的重質の炭化水素からなる第2供給物流に接触さ
せ、そして最後に再生を行なう。最初の転化段階
においては、軽質炭化水素供給物は、好適には例
えば、ナフサ沸騰範囲の比較的低オクタン価の炭
化水素、例えばn−ペンタン、n−ヘキサン、n
−ヘプタン等、または比較的低オクタン価の炭化
水素留分、例えば直留ナフサを包含する。この型
のパラフインまたはナフサ品質改善段階から得ら
れる製品は、クラツキング段階からの製品と組合
せることができ、また別々に回収することも可能
である。この型の第1転化段階から得られる製品
は、典型的にはナフサ沸騰範囲のオレフイン類お
よび芳香族化合物を含み、これらは比較的高オク
タン価を有している。 The active metal-containing catalyst particles can be used in multiple stages of hydrocarbon conversion prior to regeneration. for example,
The circulating catalyst is first contacted with a first feed stream consisting of a relatively light hydrocarbon that lends itself to reforming type reactions, such as naphtha and lighter, and then a relatively light hydrocarbon that favors a cracking reaction. A second feed stream consisting of heavier hydrocarbons is contacted and finally regenerated. In the initial conversion stage, the light hydrocarbon feed is preferably a relatively low octane hydrocarbon, e.g. in the naphtha boiling range, such as n-pentane, n-hexane, n-
- heptane, etc., or relatively low octane hydrocarbon fractions, such as straight-run naphtha. The product obtained from this type of paraffin or naphtha upgrading stage can be combined with the product from the cracking stage or can be recovered separately. The products obtained from this type of first conversion stage typically contain naphtha boiling range olefins and aromatics, which have relatively high octane numbers.
複数の直列式転化段階に変えて、2種またはそ
れ以上の別個の転化操作を、活性金属含有触媒の
一部をそれぞれ利用しつつ、並列式装置内で実施
することが可能である。各転化装置からの触媒の
一部を、一緒に合同させて単一の再生帯域内で再
生することができる。例えば、クラツキング型の
転化に適している重質炭化水素供給物を、ライザ
ー反応塔装置内で精製を行ない、同時に脱水素お
よび芳香族化型の転化に本来適している軽質の供
給物を第2のライザー反応塔内で精製することが
可能であり、その際共通の生成物−触媒分離帯域
と共通の触媒再生装置とが用いられる。 As an alternative to multiple serial conversion stages, it is possible to carry out two or more separate conversion operations in parallel units, each utilizing a portion of the active metal-containing catalyst. A portion of the catalyst from each converter can be combined together and regenerated within a single regeneration zone. For example, a heavy hydrocarbon feed suitable for cracking-type conversion may be purified in a riser reactor unit while a lighter feed, originally suitable for dehydrogenation and aromatization-type conversion, may be purified in a second reactor. It is possible to purify the product in a riser reactor using a common product-catalyst separation zone and a common catalyst regeneration unit.
クラツキング反応のほかに、活性金属含有触媒
を用いて実施できる他の好適な転化反応には脱水
素、重合、アルキル化、環化等が含まれる。本明
細書に用いる用語「芳香族化」とは、ベンゼン環
を含む炭化水素を形成する脂肪族炭化水素の反応
を言う。この例には、シクロヘキサンの脱水素に
よるベンゼンの形成、n−ヘプタンの脱水素環化
によるトルエンの形成、ブタンの脱水素シクロ二
量体化(dehydrocyclodimerization)によるキ
シレンの形成等が含まれる。 In addition to cracking reactions, other suitable conversion reactions that can be carried out using active metal-containing catalysts include dehydrogenation, polymerization, alkylation, cyclization, and the like. As used herein, the term "aromatization" refers to the reaction of aliphatic hydrocarbons to form hydrocarbons containing benzene rings. Examples include dehydrogenation of cyclohexane to form benzene, dehydrocyclization of n-heptane to form toluene, dehydrocyclodimerization of butane to form xylene, etc.
単一の触媒循環流を使用する2段またはそれ以
上の直列式転化段階のもたらす一つの利点は、新
しく再生された比較的高温の触媒に、一つの型の
供給物を接触させる一方、それより低温で活性の
劣る触媒粒子に、他の型の供給物を、それぞれそ
れに適合するよう接触させることが可能なことで
ある。かかる段階的な転化段階は、完全に分離さ
れた反応塔内における直列式の精製により、また
は例えば単一のライザー反応塔の異なるレベルに
おけるごとく、単一の反応塔の異なる点において
異なる供給物を導入することによつて達成でき
る。 One advantage of two or more series conversion stages using a single catalyst recirculation stream is that one type of feed can contact the newly regenerated, relatively hot catalyst while It is possible to contact the catalyst particles, which are less active at low temperatures, with other types of feeds as appropriate. Such stepwise conversion steps can be achieved by serial purification in completely separate reaction columns or by converting different feeds at different points in a single reaction column, such as at different levels of a single riser reaction column. This can be achieved by introducing
軽質のパラフイン系およびオレフイン系炭化水
素または炭化水素留分のほかに、他の特定的な供
給物も、また主たる接触分解段階から完全に、ま
たは一部分離された別個の転化段階で有利に処理
することができる。これらには、例えば芳香族抽
出操作で得られるラフイネート、パラフイン含有
率の高い軽油、軟蝋(slack wax)、蝋下油
(foots oil)、等が含まれる。一般的に、本来の
クラツキング供給物とは別な、転化に好適な供給
物は、通常の接触分解供給原料の不在下に比較的
高温の触媒と接触させることが有利なものであ
る。 Besides the light paraffinic and olefinic hydrocarbons or hydrocarbon fractions, other specific feeds are also advantageously treated in a separate conversion stage completely or partially separated from the main catalytic cracking stage. be able to. These include, for example, raffinates obtained from aromatic extraction operations, light oils with high paraffin content, slack waxes, foots oils, and the like. In general, it is advantageous for feeds suitable for conversion, separate from the original cracking feed, to be contacted with relatively hot catalysts in the absence of conventional catalytic cracking feedstocks.
本発明の本来の接触分解法による特に望ましい
製品には、パラフイン脱水素による製品、例え
ば、C3〜C8オレフインが含まれ、トルエン、エ
チルベンゼン、キシレン等のごときアルキル芳香
族が特に含まれる。これらの脱水素および芳香族
化による製品は高いオクタン価を有し、接触分解
ナフサの総合オクタン価に好影響を与える。 Particularly desirable products from the original catalytic cracking process of this invention include products from paraffin dehydrogenation, such as C3 to C8 olefins, especially alkyl aromatics such as toluene, ethylbenzene, xylenes, and the like. These dehydrogenation and aromatization products have high octane numbers, which positively impacts the overall octane number of the catalytically cracked naphtha.
以下に記載する例は、本発明の方法による触媒
の製法および用途を、慣用クラツキング触媒の製
法および用途との比較と共に説明するものであ
る。 The examples described below illustrate the preparation and use of catalysts according to the process of the invention, along with a comparison with the preparation and use of conventional cracking catalysts.
例 1
市販の触媒と同じ活性を有する〓焼希土Y−シ
ーブを含む典型的なFCC触媒の効果を示すため、
先ず最初に比較触媒を調製した。Cowles溶解機
で撹拌した5ガロンの容器に水29ポンド(約13.2
Kg)、γ−アルミナ900g、および〓焼したうえ、
平均粒度15ミクロンに粉砕した無定形のシリカ−
アルミナ5ポンド(約2.3Kg)を加えた。この撹
拌した混合物に、濃硝酸325mlを加えた。次に混
合物を130〓(約54.4℃)に加熱し、45分撹拌し
た。45分後、Union Carbide Corporationから
得た〓焼希土交換Y−ゼオライト527gを加えた。
得られた混合物を、375℃の入口温度および130℃
の出口温度で、ニユージヤーシーのStorke
Bowen Engineering of Somerville製スプレー
乾燥器内で二液ノズルを使つてスプレー乾燥し
た。完成した触媒は、0.29c.c./gの水細孔容積
(water pore volume)および190m2/gの窒素
表面積(nitrogen surface area)を有した。こ
の組成物を以後触媒Aと呼ぶ。Example 1 To demonstrate the effectiveness of a typical FCC catalyst containing a calcined rare earth Y-sieve with the same activity as a commercially available catalyst:
First, a comparative catalyst was prepared. 29 pounds of water in a 5-gallon container stirred in a Cowles dissolver
Kg), 900g of γ-alumina, and
Amorphous silica ground to an average particle size of 15 microns
Added 5 pounds of alumina. To this stirred mixture was added 325 ml of concentrated nitric acid. The mixture was then heated to 130°C (approximately 54.4°C) and stirred for 45 minutes. After 45 minutes, 527 g of calcined rare earth exchanged Y-zeolite obtained from Union Carbide Corporation was added.
The resulting mixture was heated to an inlet temperature of 375°C and 130°C.
Storke, New Jersey, with an outlet temperature of
Spray dried using a two-component nozzle in a Bowen Engineering of Somerville spray dryer. The finished catalyst had a water pore volume of 0.29 cc/g and a nitrogen surface area of 190 m 2 /g. This composition will be referred to as Catalyst A hereafter.
例 2
REY−シーブとH−ZSMゼオライトとを含む
第二の比較触媒の製造を例2で説明する。この触
媒のH−ZSMゼオライトは、その結晶構造中に
活性金属を入り込ませていない。この第2比較触
媒は、下記に述べる簡単な変更を除いては、触媒
Aと本質的に同一の手順で作つた:〓焼希土Y−
ゼオライトの添加と共に、H−ZSM型結晶質ア
ルミノ珪酸塩を完成触媒の2.5重量%となるよう
な量で加えた。完成触媒は、表面積および細孔容
積共、ほとんど変わりなかつた。この組成物は、
以下触媒Bと呼ぶ。Example 2 Example 2 describes the preparation of a second comparative catalyst containing REY-sieves and H-ZSM zeolite. The H-ZSM zeolite of this catalyst does not have active metals incorporated into its crystal structure. This second comparative catalyst was made using essentially the same procedure as Catalyst A, except for the simple changes described below:
Along with the addition of zeolite, crystalline aluminosilicate of type H-ZSM was added in an amount to give 2.5% by weight of the finished catalyst. The finished catalysts had almost unchanged surface area and pore volume. This composition is
Hereinafter, it will be referred to as catalyst B.
例 3
本発明の方法に用いるに必要な性質を有してい
る第三の触媒を、H−ZSMゼオライトを使用す
る代りに、完成触媒中に2.5重量%のPt−ZSMゼ
オライトを呈するに充分な量で、約0.36重量%の
白金を含む白金−交換ZSM−型ゼオライトを加
えた以外は、触媒Bの製造と同じ方法で調製し
た。この触媒は、完成触媒として白金90ppmを含
有した。触媒Cと名付けた。触媒Cの物理的性質
は、触媒Aおよび触媒Bと同じであつた。EXAMPLE 3 Instead of using H-ZSM zeolite, a third catalyst having the requisite properties for use in the process of the invention was added in a quantity sufficient to present 2.5% by weight of Pt-ZSM zeolite in the finished catalyst. Catalyst B was prepared in the same manner as in the preparation of catalyst B, except that a platinum-exchanged ZSM-type zeolite containing about 0.36% by weight of platinum was added. This catalyst contained 90 ppm platinum as a finished catalyst. It was named catalyst C. The physical properties of Catalyst C were the same as Catalyst A and Catalyst B.
例 4
流動循環試験装置で、触媒Aの接触分解性状を
試験した。この試験においては、触媒を容器に入
れて925〓(約496.1℃)に加熱し、供給原料であ
る軽質のEast Texas軽油(LETGO)を容器の
底部に導入する。合計供給物重量は、もとの触媒
充填重量の1/5であつた。試験で得られた生成物
を収集し、窒素を用いて廃触媒を充分にストリツ
ピングしてから分析に供した。次に廃触媒を酸素
で再生し、二酸化炭素を収集して公知の分析法で
分析した。次に4サイクルをさらに繰返して、合
計5サイクルにした。装置へ導入する前に、触媒
粒子を100%水蒸気の雰囲気内で1400〓(約760
℃)に6時間加熱した。この蒸熱方法により、商
用FCC装置における平衡触媒に見られると同一
の活性が触媒に与えられる。5サイクルの平均と
して、触媒Aにより、66.32容量%の430〓(約
221.1℃)−転化率、3.40重量%のコークス(新し
い供給物を基準にして)、および0.10重量%の水
素が得られた。ガソリン収率は45.38重量%であ
つた。触媒Aで得られたガソリンのリサーチ法に
よるオクタン価(単味)は85.5であり、モーター
法によるオクタン価(単味)は78.1であつた。こ
のガソリンの分析結果は次のとおりであつた。Example 4 Catalytic cracking properties of Catalyst A were tested in a fluidized circulation test device. In this test, the catalyst is placed in a vessel and heated to 925°C, and the feedstock, light East Texas gas oil (LETGO), is introduced into the bottom of the vessel. The total feed weight was 1/5 of the original catalyst charge weight. The product from the test was collected and thoroughly stripped of spent catalyst using nitrogen before analysis. The spent catalyst was then regenerated with oxygen and the carbon dioxide was collected and analyzed using known analytical methods. The four cycles were then repeated for a total of five cycles. Before introducing the catalyst particles into the equipment, the catalyst particles were incubated at 1400 〓 (approximately 760
℃) for 6 hours. This steaming method provides the catalyst with the same activity found in equilibrium catalysts in commercial FCC equipment. As an average of 5 cycles, Catalyst A produced 66.32% by volume of 430〓 (approx.
221.1°C) - conversion, 3.40% by weight coke (based on fresh feed) and 0.10% by weight hydrogen. The gasoline yield was 45.38% by weight. The octane number (single taste) of the gasoline obtained with catalyst A was 85.5 according to the research method, and the octane number (single taste) according to the motor method was 78.1. The analysis results of this gasoline were as follows.
重量%
オレフイン系 7
芳香族系 32
パラフインおよびナフテン系 61
これらの結果は、本質的に当業者によつて予想
されるものであり、現行の商用FCC触媒を代表
している。 Weight % Olefinic 7 Aromatic 32 Paraffinic and Naphthenic 61 These results are essentially what would be expected by one skilled in the art and are representative of current commercial FCC catalysts.
例 5
触媒Aと同じように触媒Bを試験した。この試
験では、触媒Bによつて、56.32LV%の転化率が
得られた。減少度を触媒Aの場合と比較した。供
給物に対して、コークスは2.70重量%であり、水
素は0.13重量%であつた。水素については、触媒
Aよりもわずかに増加した。ガソリンの収率は、
新しい供給物を基準にして35.77重量%であつた。
このガソリンのオクタン価は、リサーチ法で85.6
(単味)、モーター法で78.2(単味)であつた。ガ
ソリンを分析した結果は、オレフイン14%、芳香
族33%、パラフインとナフテン53%であつた。触
媒Bは、触媒Aよりもガソリン収率は低いが、オ
レフイン含有量の増加を主因としてガソリンのオ
クタン価が高かつた。この分析は、リサーチ法の
オクタン価の実質的な利得と一致するが、モータ
ー法のオクタン価においては最少の利得に合致す
るにすぎない。その理由は、オレフイン類が、ク
ラスとしてパラフインおよびナフテンよりもリサ
ーチ法オクタン価で高い値を示すが、モーター法
オクタン価では同等(またはわずかに高い)値を
示すことによる。従つて、オレフイン含有量が高
いと、リサーチ法オクタン価が著しく向上する
が、モーター法オクタン価では顕著に現われな
い。当業者であれば、モーター法によるオクタン
価の方が、リサーチ法のオクタン価よりも運転操
縦性(drivability)により関連性のあることを認
識しているはずである。C5+ガソリン収率の低
下は、ZSM−型ゼオライト成分を含む触媒を用
いたクラツキングの結果を代表している。Example 5 Catalyst B was tested in the same manner as Catalyst A. In this test, catalyst B gave a conversion of 56.32 LV%. The degree of reduction was compared with that of catalyst A. Based on the feed, coke was 2.70% by weight and hydrogen was 0.13% by weight. Regarding hydrogen, it increased slightly compared to catalyst A. The yield of gasoline is
It was 35.77% by weight based on fresh feed.
The octane number of this gasoline is 85.6 according to the research method.
(single) and 78.2 (single) using the motor method. Analysis of the gasoline showed 14% olefins, 33% aromatics, and 53% paraffins and naphthenes. Catalyst B had a lower gasoline yield than Catalyst A, but the octane number of the gasoline was higher mainly due to the increased olefin content. This analysis is consistent with a substantial gain in octane for the Research method, but only a minimal gain in octane for the Motor method. This is because olefins, as a class, exhibit higher research octane values than paraffins and naphthenes, but comparable (or slightly higher) motor octane values. Therefore, a high olefin content significantly improves the research octane number, but not the motor octane number. Those skilled in the art will recognize that motor method octane ratings are more relevant to drivability than research method octane ratings. The reduction in C 5 + gasoline yield is typical of the results of cracking with catalysts containing ZSM-type zeolite components.
例 6
この例では、本発明による触媒Cを用いて、重
質炭化水素供給物をクラツキングした。例4にお
けると同じ試験条件において、触媒Cでは
60.98LV%の転化率、3.22重量%のコークスおよ
び0.15重量%の水素が得られた。ガソリンの収率
は37.53%であつた。このガソリンの収率は驚異
的である。ZSMの中への白金交換によつて、
ZSM−型触媒である触媒Bよりもガソリンの収
率が増大した。このことは、ZSM−型ゼオライ
ト中に白金を含むことによつて得られた予想外の
非常に有利な効果である。さらに、触媒Cの使用
により、コークスおよび水素がわずかに増加する
が、クラツキング触媒に白金を加えた時の有害効
果についての現行特許文献の教示事項に比べれ
ば、驚異的に軽徴な増加であると考えられる。触
媒Cを用いて得られるガソリンの分析結果では、
オレフイン8%、芳香族38%、パラフインとナフ
テン54%である。芳香族化合物は、クラスとして
リサーチ法の高オクタン価とモーター法の高オク
タン価とを有するので、芳香族の多いことは、リ
サーチ法およびモーター法の両オクタン価に利点
を示すと期待されよう。実測したオクタン価は、
リサーチ法で87.0、モーター法で78.8であつた。
このことは、ZSM−型ゼオライトへの白金交換
によつて、芳香族化合物の生成を主因としてガソ
リンのオクタン価の向上が得られることを示して
いる。このことは、オレフインの生成に大体完全
に起因してオクタン価が向上した、例5に記載し
た実験における触媒Bによるガソリンの場合と比
較検討すべきである。結論として、H−ZSM型
のシーブを含む触媒(触媒B)に比較して、ガソ
リン収率を高めることにより、白金が本発明の炭
化水素転化の実施に有利な機能を発揮すると言え
る。また、触媒Bの方が、慣用のゼオライト型触
媒である触媒Aよりも、それ自体すぐれているの
であるが、その触媒Bよりもさらに良好なリサー
チ法およびモーター法での両オクタン価が触媒C
によつて得られる。Example 6 In this example, Catalyst C according to the invention was used to crack a heavy hydrocarbon feed. Under the same test conditions as in Example 4, for catalyst C
A conversion of 60.98 LV%, 3.22 wt% coke and 0.15 wt% hydrogen was obtained. The gasoline yield was 37.53%. The yield of this gasoline is amazing. By exchanging platinum into ZSM,
The gasoline yield was increased over Catalyst B, which is a ZSM-type catalyst. This is an unexpected and very advantageous effect obtained by including platinum in the ZSM-type zeolite. Additionally, the use of Catalyst C results in a slight increase in coke and hydrogen, which is surprisingly modest compared to the current patent literature teachings about the deleterious effects of adding platinum to cracking catalysts. it is conceivable that. According to the analysis results of gasoline obtained using catalyst C,
8% olefins, 38% aromatics, and 54% paraffins and naphthenes. Since aromatic compounds as a class have high octane numbers for research and high octane numbers for motor methods, higher aromatics would be expected to show benefits in both research and motor octane numbers. The measured octane number is
The score was 87.0 for the research method and 78.8 for the motor method.
This shows that the octane number of gasoline can be improved by platinum exchange with ZSM-type zeolite mainly due to the production of aromatic compounds. This should be compared with the case of the gasoline with catalyst B in the experiment described in Example 5, where the octane number improved almost entirely due to the formation of olefins. In conclusion, it can be said that platinum performs an advantageous function in the implementation of the hydrocarbon conversion of the present invention by increasing the gasoline yield compared to the catalyst containing sieves of the H-ZSM type (catalyst B). Catalyst B itself is superior to Catalyst A, which is a conventional zeolite-type catalyst, but Catalyst B has an even better octane number in both the Research method and the Motor method than Catalyst B.
obtained by.
例 7
例4〜6に記載した実験に用いた後の触媒の使
用済みの部分について、触媒A〜CのCO転化活
性の測定を、N2/酸素の流れで流動化した直径
1インチ(約2.54cm)の床内で試料を1250〓(約
676.7℃)に加熱して行なつた。触媒Cは、実質
的なCO→CO2転化活性を有すると認められた。EXAMPLE 7 Measurements of CO conversion activity of catalysts A-C were made on spent portions of the catalysts after use in the experiments described in Examples 4-6 using a 1- inch diameter (approx. 2.54 cm) in a floor of 1250 mm (approx.
676.7°C). Catalyst C was found to have substantial CO→CO 2 conversion activity.
以下に述べる実施態様は、本発明の方法を実施
するのに好ましい形態を示す。 The embodiments described below represent preferred modes of carrying out the method of the invention.
実施態様
エチレンジアミン、珪酸ナトリウム溶液、アル
ミン酸ナトリウム、塩化ナトリウムおよび塩酸を
含む最初の水性反応混合物からゼオライト結晶を
形成する。この最初の反応混合物の組成は、酸化
物のモル数を基準にして、ED2O10.56:Na2O・
Al2O35.44:SiO280:H2O42:NaCl83.9である。
ここに用いた「ED2O」はエチレンジアミンの酸
化物を表す。塩化ナトリウムおよび塩酸は、適正
なPHとイオン強度の水準を維持するために最初の
混合物に用いる。この混合物から得られるゲルを
均質化し、約25℃の周囲温度において大体2ケ月
熟成させる。熟成後、ゲルをオートクレーブ中
150℃の温度に8日間維持する。8日間の期間の
最後に、得られた溶液からゼオライトの結晶を
過し、塩化物イオンのなくなるまで洗浄し、窒素
雰囲気中において110℃で17時間乾燥する。粉末
X−線回折法による分析の結果、米国特許第
3702886号明細書に開示されているような、ZSM
−5型ゼオライトに特有のZSM型の図形が示さ
れた。このゼオライト結晶は、約6.5Åの均一な
細孔開口部と約6.5Åの最大直径の均一なケージ
を有することが認められる。ゼオライト結晶を、
カチオンの形態で白金を含む白金化合物の水溶液
に接触させて、ゼオライト結晶の結晶構造中に白
金を含浸させてイオン交換を行なう。次に、得ら
れる活性金属含有ゼオライト結晶を〓焼し、水性
シリカ−アルミナヒドロゲルおよび水素形ゼオラ
イトYの結晶と混合する。無水物基準で、この混
合物は白金含有ZSM−5型ゼオライト2.5重量%、
〓焼した希土交換Y型ゼオライト15重量%、無定
形シリカ−アルミナ57.5重量%およびアルミナ25
重量%を含む。次に、混合物をスプレー乾燥し
て、粒径が50〜100ミクロンの触媒粒子を形成す
る。このように形成した触媒粒子は、元素として
計算して重量で75ppmの白金を含む。ライザーお
よび床型のクラツキングの組合せを用い、慣用の
FCC装置内でクラツキング試験を実施する。比
較のため、シリカ−アルミナマトリツクス中に希
土交換ゼオライトYを15重量%含む慣用のFCC
触媒を最初に装置に用いて、基本線(baseline)
の成債を確立する。沸点範囲が325〜525℃である
原料軽油を用いる。分解温度を500℃とし、触
媒/油比率を7とする。再生装置へ通す廃触媒中
には、0.8重量%のコークスが含まれる。650℃の
温度にて、廃触媒を再生する。触媒再生装置から
の煙道ガス中における二酸化炭素/一酸化炭素比
率は、容積で約2であり、煙道ガス中の酸素濃度
は約2容量%である。再生触媒の炭素濃度は約
0.08重量%である。全ナフサ製品(24〜220℃)
のリサーチ法オクタン価は約91と測定される。全
供給物転化率は約70重量%であつて、生成物15.0
重量%がC2〜C4オレフインである。次に本発明
に従い、同一の供給原料と同一のクラツキング条
件を用い、同一のFCC装置において、慣用の触
媒を白金含有の中間細孔寸法のゼオライト触媒に
代える。触媒再生装置の温度を677℃に維持する。
再生装置からの煙道ガス中における二酸化炭素/
一酸化炭素の容積比率は約200であると認められ、
充分に過剰の酸素を再生装置に導入の結果、煙道
ガス中の酸素濃度は約2容量%であることが認め
られる。廃触媒上のコークスの量は約0.9重量%
であり、再生触媒上の炭素濃度は約0.05重量%で
あると認められる。全ナフサ製品のリサーチ法オ
クタン価の測定値は93である。本発明の触媒を用
いて得られる全転化率は約67重量%であつて、生
成物の18.0重量%がC2〜C4オレフインである。Embodiments Zeolite crystals are formed from an initial aqueous reaction mixture containing ethylene diamine, sodium silicate solution, sodium aluminate, sodium chloride, and hydrochloric acid. The composition of this initial reaction mixture, based on moles of oxide, is ED2O10.56 : Na2O .
Al 2 O 3 5.44: SiO 2 80: H 2 O 42: NaCl 83.9.
"ED 2 O" used here represents an oxide of ethylenediamine. Sodium chloride and hydrochloric acid are used in the initial mixture to maintain proper PH and ionic strength levels. The gel obtained from this mixture is homogenized and aged for approximately 2 months at an ambient temperature of about 25°C. After aging, the gel is autoclaved
Maintain temperature at 150°C for 8 days. At the end of the 8 day period, the zeolite crystals are filtered from the resulting solution, washed free of chloride ions and dried for 17 hours at 110° C. in a nitrogen atmosphere. As a result of powder X-ray diffraction analysis, U.S. Patent No.
ZSM, as disclosed in specification no. 3702886
A ZSM-type figure unique to type-5 zeolite was shown. This zeolite crystal is observed to have a uniform pore opening of about 6.5 Å and a uniform cage with a maximum diameter of about 6.5 Å. Zeolite crystals,
The zeolite crystal is brought into contact with an aqueous solution of a platinum compound containing platinum in the form of a cation to impregnate the crystal structure of the zeolite crystal with platinum to perform ion exchange. The resulting active metal-containing zeolite crystals are then calcined and mixed with aqueous silica-alumina hydrogel and hydrogen form zeolite Y crystals. On an anhydrous basis, this mixture contains 2.5% by weight of platinum-containing ZSM-5 zeolite;
〓15% by weight of calcined rare earth exchanged Y-type zeolite, 57.5% by weight of amorphous silica-alumina and 25% by weight of alumina
Including weight %. The mixture is then spray dried to form catalyst particles with a particle size of 50-100 microns. The catalyst particles thus formed contain 75 ppm by weight of platinum, calculated as an element. Using a combination of riser and floor type cracking,
Conduct a cracking test within the FCC equipment. For comparison, a conventional FCC containing 15% by weight of rare earth exchanged zeolite Y in a silica-alumina matrix
The catalyst is first applied to the device and the baseline
Establishing a bond. A raw material light oil having a boiling point range of 325 to 525°C is used. The decomposition temperature is 500°C and the catalyst/oil ratio is 7. The spent catalyst passed to the regenerator contains 0.8% by weight of coke. Regenerate the spent catalyst at a temperature of 650℃. The carbon dioxide/carbon monoxide ratio in the flue gas from the catalyst regenerator is approximately 2 by volume, and the oxygen concentration in the flue gas is approximately 2% by volume. The carbon concentration of the regenerated catalyst is approximately
It is 0.08% by weight. All naphtha products (24-220℃)
The research method octane number is determined to be approximately 91. Total feed conversion was approximately 70% by weight with product 15.0%
The weight percent is C2 - C4 olefin. In accordance with the present invention, the conventional catalyst is then replaced with a platinum-containing intermediate pore size zeolite catalyst in the same FCC apparatus using the same feedstock and the same cracking conditions. Maintain catalyst regenerator temperature at 677°C.
Carbon dioxide in flue gas from regenerator/
The volume ratio of carbon monoxide is recognized to be approximately 200,
As a result of introducing a sufficient excess of oxygen into the regenerator, it is observed that the oxygen concentration in the flue gas is approximately 2% by volume. The amount of coke on the spent catalyst is approximately 0.9% by weight
, and the carbon concentration on the regenerated catalyst is found to be approximately 0.05% by weight. The research method octane rating for all naphtha products is 93. The total conversion obtained using the catalyst of the present invention is about 67% by weight, with 18.0% by weight of the product being C2 - C4 olefins.
実施態様
実施態様に記載したと同じ手順でゼオライト
の結晶を形成する。細孔充填法による含浸を用
い、塩化白金酸水溶液から、アニオン形の白金を
上記ゼオライト結晶に含浸させる。次に活性金属
含有のゼオライト結晶を、加水分解した白土と混
合し、得られた混合物をスプレー乾燥して直径50
〜100ミクロンの粒子を形成する。得られた粒子
には、元素として計算して重量で20ppmの白金が
含まれる。実施態様におけると同じ慣用の
FCC装置内で、同一供給物および同一操作条件
下にクラツキング試験を再び実施する。先ず、慣
用のRE−Y触媒を単体で用い、態様における
と同じ従来結果を得る。次に、本発明に従つて、
慣用のRE−Y触媒の15重量%をFCC装置内循環
から取出して、同一の量の白金含浸を施した中間
細孔のゼオライト触媒粒子と置換する。触媒再生
装置内の温度を677℃に保つ。再生装置からの煙
道ガス中の二酸化炭素/一酸化炭素の容積比率は
約150であることが認められ、充分に過剰の酸素
を再生装置に導入の結果、煙道ガス中の分子酸素
の濃度は約2容量%であることが認められる。廃
触媒上のコークスの量は約0.9重量%と測定され、
再生触媒上の炭素の濃度が約0.08重量%であるこ
とが認められる。全ナフサ製品のリサーチ法オク
タン価の測定値は93である。約68重量%の全転化
率が得られ、生成物の16重量%がC2〜C4オレフ
インである。Embodiments Zeolite crystals are formed using the same procedure as described in the embodiments. The zeolite crystals are impregnated with anionic form of platinum from an aqueous chloroplatinic acid solution using a pore-filling impregnation method. The active metal-containing zeolite crystals are then mixed with hydrolyzed clay and the resulting mixture is spray-dried to a diameter of 50 mm.
Forms particles of ~100 microns. The particles obtained contain 20 ppm by weight of platinum, calculated as an element. The same conventional method as in the embodiment
The cracking test is carried out again in the FCC equipment, with the same feed and under the same operating conditions. First, the conventional RE-Y catalyst is used alone to obtain the same conventional results as in the embodiment. Next, according to the present invention,
Fifteen weight percent of the conventional RE-Y catalyst is removed from circulation within the FCC unit and replaced with an equal amount of platinum impregnated mesoporous zeolite catalyst particles. Maintain the temperature inside the catalyst regenerator at 677°C. The volume ratio of carbon dioxide/carbon monoxide in the flue gas from the regenerator was found to be approximately 150, and as a result of introducing a sufficient excess of oxygen into the regenerator, the concentration of molecular oxygen in the flue gas is found to be approximately 2% by volume. The amount of coke on the spent catalyst was determined to be approximately 0.9% by weight;
It is observed that the concentration of carbon on the regenerated catalyst is about 0.08% by weight. The research method octane rating for all naphtha products is 93. A total conversion of about 68% by weight is obtained, with 16% by weight of the product being C2 - C4 olefins.
本発明の好ましい態様を上記に説明したが、本
発明の広汎な範囲ならびに本発明の各種の改変、
等価法および変法が当業者には明白であろう。前
記特許請求の範囲は、これらの変法、改変および
等価法を包含するものと意図される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the broad scope of the present invention as well as various modifications of the present invention,
Equivalent methods and modifications will be apparent to those skilled in the art. The claims are intended to cover these variations, modifications and equivalents.
Claims (1)
素を転化する方法において、 (イ) ゼオライト性結晶質アルミノ珪酸塩および結
晶質珪酸塩から選ばれる結晶質固体と、ならび
に前記結晶質固体の結晶の内部に配置された、
白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オ
スミウム、ルテニウムおよび銅から選ばれる活
性金属または活性金属の化合物の、触媒を基準
に元素として計算して重量で0.01ないし
1000ppmとを含有する粒状固体触媒を、反応帯
域と触媒再生帯域との間を循環させ、しかも前
記結晶質固体の結晶構造が、5.5〜7.0Å単位の
最大直径を有する実質的に均一な細孔開口部
と、5.5〜7.0Å単位の最大ケージ寸法を有する
実質的に均一なケージとを画定し、それによつ
て前記原料炭化水素と前記活性金属との間の接
触を制限すること、 (ロ) 付加された分子水素の不存在を含むクラツキ
ング条件下における前記反応帯域において、前
記原料炭化水素を前記触媒に接触させて、220
℃より低い標準沸点を有する分解炭化水素を形
成し、かつ、前記粒状固形物上にコークスを析
出させ、そして前記反応帯域において、前記結
晶質固体に含まれる前記活性金属に接触させる
ことにより、前記原料炭化水素および前記分解
炭化水素中の脂肪族成分の脱水素および芳香族
化を行なつてオレフイン類および芳香族化合物
類を形成すること、および (ハ) 前記再生帯域において、触媒再生条件下に分
子酸素を用いて前記触媒からコークスを焼去し
て一酸化炭素を形成し、そして前記一酸化炭素
を、前記結晶質固体に含まれる前記活性金属と
の接触下に分子酸素で燃焼させることを特徴と
する方法。 2 活性金属が白金である上記1に記載の方法。 3 結晶質固体がゼオライト性結晶質アルミノ珪
酸塩であり、活性金属の少くとも一部が、前記ア
ルミノ珪酸塩の結晶構造におけるイオン交換可能
なカチオン部位を占めるカチオンとして前記アル
ミノ珪酸塩の内部に配置される上記1に記載の方
法。 4 活性金属の少くとも一部を、含浸によつて結
晶質固体の内部に導入する上記1に記載の方法。 5 結晶質固体がZSM−5型の結晶構造を有す
る上記1に記載の方法。 6 再生帯域から除去されるガス中における二酸
化炭素/一酸化炭素の容積比率を少くとも5とす
るに充分な一酸化炭素を、触媒再生帯域において
燃焼させる上記1に記載の方法。 7 触媒が2.5〜25重量%の結晶質固体を含有し、
さらに多孔質の無機酸化物マトリツクスを包含す
る上記1に記載の方法。 8 触媒が、水素形のゼオライトXまたはゼオラ
イトYおよび希土形のゼオライトXまたはゼオラ
イトYから選ばれる結晶質アルミノ珪酸塩をさら
に包含する上記7に記載の方法。 9 再生帯域において触媒からコークスを焼去し
た後、触媒の少くとも一部を、220℃より低い標
準沸点を有する、少くとも1種の炭化水素に接触
させる段階をさらに包含する上記1に記載の方
法。 10 触媒を、アルミナ、およびホージヤサイト
結晶構造を有するゼオライト性結晶質アルミノ珪
酸塩類から選ばれる少くとも1種の成分を包含す
る粒状固体との物理的混合物として、反応帯域お
よび再生帯域間を循環させる上記1に記載の方
法。[Scope of Claims] 1. A method for converting a feedstock hydrocarbon having a normal boiling point higher than 220°C, comprising: (a) a crystalline solid selected from zeolitic crystalline aluminosilicate and crystalline silicate; placed inside a solid crystal,
0.01 or more by weight of an active metal or a compound of an active metal selected from platinum, palladium, iridium, rhodium, osmium, ruthenium and copper, calculated as an element based on the catalyst
1000 ppm of particulate solid catalyst is circulated between the reaction zone and the catalyst regeneration zone, wherein the crystalline structure of the crystalline solid is substantially uniform pores having a maximum diameter on the order of 5.5 to 7.0 Å. (b) defining an opening and a substantially uniform cage having a maximum cage dimension in the range of 5.5 to 7.0 Å, thereby limiting contact between the feedstock hydrocarbon and the active metal; contacting the feedstock hydrocarbon with the catalyst in the reaction zone under cracking conditions including the absence of added molecular hydrogen;
forming cracked hydrocarbons having a normal boiling point below °C and depositing coke on the particulate solids and contacting the active metals contained in the crystalline solids in the reaction zone; dehydrogenating and aromatizing aliphatic components in the feedstock hydrocarbon and the cracked hydrocarbon to form olefins and aromatic compounds; and (c) in the regeneration zone under catalyst regeneration conditions. burning off coke from the catalyst using molecular oxygen to form carbon monoxide; and combusting the carbon monoxide with molecular oxygen in contact with the active metal contained in the crystalline solid. How to characterize it. 2. The method according to 1 above, wherein the active metal is platinum. 3. The crystalline solid is a zeolitic crystalline aluminosilicate, and at least a portion of the active metal is located within the aluminosilicate as a cation occupying an ion-exchangeable cation site in the crystal structure of the aluminosilicate. The method according to 1 above. 4. The method according to 1 above, wherein at least a portion of the active metal is introduced into the interior of the crystalline solid by impregnation. 5. The method according to 1 above, wherein the crystalline solid has a ZSM-5 type crystal structure. 6. The method of claim 1, wherein sufficient carbon monoxide is combusted in the catalyst regeneration zone to provide a carbon dioxide/carbon monoxide volume ratio of at least 5 in the gas removed from the regeneration zone. 7. The catalyst contains 2.5-25% by weight of crystalline solids,
2. The method of claim 1, further comprising a porous inorganic oxide matrix. 8. The method according to 7 above, wherein the catalyst further comprises a crystalline aluminosilicate selected from zeolite X or zeolite Y in hydrogen form and zeolite X or zeolite Y in rare earth form. 9. The method of claim 1, further comprising contacting at least a portion of the catalyst, after burning off the coke from the catalyst in the regeneration zone, with at least one hydrocarbon having a normal boiling point below 220°C. Method. 10. Circulating the catalyst between the reaction zone and the regeneration zone as a physical mixture with a particulate solid comprising alumina and at least one component selected from zeolitic crystalline aluminosilicates having a haujasite crystal structure. The method described in 1.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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-
1980
- 1980-04-15 BE BE0/200231A patent/BE882794A/en not_active IP Right Cessation
- 1980-04-15 JP JP4950380A patent/JPS55147590A/en active Granted
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