DE4114532B4 - A β-zeolite, a Y-zeolite and a matrix-comprising cracking catalyst for hydrocarbon batches - Google Patents
A β-zeolite, a Y-zeolite and a matrix-comprising cracking catalyst for hydrocarbon batches Download PDFInfo
- Publication number
- DE4114532B4 DE4114532B4 DE19914114532 DE4114532A DE4114532B4 DE 4114532 B4 DE4114532 B4 DE 4114532B4 DE 19914114532 DE19914114532 DE 19914114532 DE 4114532 A DE4114532 A DE 4114532A DE 4114532 B4 DE4114532 B4 DE 4114532B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- zeolite
- weight
- hydrogen form
- catalyst
- matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/02—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
- C10G11/04—Oxides
- C10G11/05—Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
Abstract
Katalysator umfassend:
a. 20 bis 95 Gew.-% wenigstens einer Matrix,
b. 1 bis 60 Gew.-% wenigstens eines Y-Zeoliths mit Faujasitstruktur,
c. 0,01 bis 30 Gew.-% wenigstens eines β-Zeoliths in Wasserstofform, synthetisiert im Fluoridmilieu, mit einem Atomgesamtverhältnis Si/Al von mehr als 2,5, einem Fluorgehalt zwischen 0,005 bis 2 Gew.% und einer Stickstoffadsorptionskapazität, gemessen bei 77K von mehr als 0,08 cm3 (flüssig)·g–1 unter einem Relativdruck P/Ps von 0,19.Catalyst comprising:
a. 20 to 95% by weight of at least one matrix,
b. 1 to 60% by weight of at least one Y zeolite with a faujasite structure,
c. 0.01 to 30% by weight of at least one β-zeolite in hydrogen form, synthesized in a fluoride environment, with an overall Si / Al atomic ratio of more than 2.5, a fluorine content between 0.005 to 2% by weight and a nitrogen adsorption capacity, measured at 77K greater than 0.08 cm 3 (liquid) · g -1 under a relative pressure P / P s of 0.19.
Description
Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffchargen, der einen Y-Zeolith von Faujasitstruktur in Zuordnung zu einem β-Zeolith in der Wasserstofform und zu einer gewöhnlich amorphen oder schlecht kristallisierten Matrix umfaßt.The invention relates to a catalyst for converting batches of hydrocarbons containing a Y zeolite of faujasite structure in association with a beta zeolite in the hydrogen form and a usually amorphous or poorly crystallized matrix.
Der Katalysator nach der Erfindung ist besonders ausgelegt bzw. eingestellt auf das Cracken von Erdölfraktionen zur Herstellung einer erheblichen Menge an Verbindungen mit drei und/oder vier Kohlenstoffatomen in ihrem Molekül und insbesondere von Propylen und Isobutan. Der Katalysator nach der Erfindung ist besonders geeignet für das Cracken schwerer Erdölfraktionen.The catalyst according to the invention is specially designed and adjusted for the cracking of petroleum fractions to produce a significant amount of compounds with three and / or four carbon atoms in their molecule and especially propylene and isobutane. The catalyst according to the invention is particularly suitable for the Cracking heavy petroleum fractions.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Cracken schwerer Erdölfraktionen in Anwesenheit des oben definierten Katalysators sowie mit Verfahren zur Herstellung dieses Katalysators. Das Cracken der Kohlenwasserstoffchargen, das es ermöglicht, erhöhte Ausbeuten an Automobilbenzin sehr guter Qualität zu erhalten, hat sich in der Erdölindustrie seit Beginn der Dreißigerjahre durchgesetzt, Das Einführen von Verfahren, die im Wirbelbett arbeiten (FCC oder Fluid Catalytic Cracking) oder im beweglichen Bett (beispielsweise dem TCC), bei denen der Katalysator permanent zwischen der Reaktionszone und dem Regenerator zirkuliert, wo er vom Koks durch Verbrennung in Anwesenheit eines Wasserstoff enthaltenden Gases befreit wird, hat zu einem ganz beachtlichen Fortschritt, bezogen auf die Technik mit festem Bett geführt. Die Einheiten mit Wirbelbett (FCC) sind jetzt wesentlich weiter verbreitet als die mit beweglichem Bett. Das Cracken wird gewöhnlich bei ungefähr 500°C unter einem Gesamtdruck benachbart dem atmosphärischen Druck und in Abwesenheit von Wasserstoff durchgeführt.The invention also relates to a process for cracking heavy petroleum fractions in the presence of the The catalyst defined above and with processes for the preparation of this catalyst. Cracking the hydrocarbon batches allows, increased Obtaining yields of very good quality automotive gasoline has become a problem the petroleum industry since the beginning of the 1930s enforced, Introducing of processes that work in a fluidized bed (FCC or Fluid Catalytic Cracking) or in a mobile bed (e.g. the TCC) which the catalyst permanently between the reaction zone and the Regenerator circulates where it comes from the coke by burning in the presence of a hydrogen-containing gas is released into one quite remarkable progress in terms of technology with fixed Bed led. The fluidized bed (FCC) units are now much wider more common than the one with a movable bed. Cracking is usually done at approximately 500 ° C below a total pressure adjacent to atmospheric pressure and in the absence of Performed hydrogen.
Die am meisten verwendeten Katalysatoren in den Crackeinheiten sind seit Beginn der Sechzigerjahre Zeolithe, gewöhnlich von Faujasitstruktur. Diese Zeolithe, die in eine amorphe Matrix eingearbeitet sind, beispielsweise bestehend aus amorphem Siliciumoxid-Aluminiumoxid, und die variable Anteile von Tonen enthalten können, sind charakterisiert durch Crackaktivitäten gegenüber Kohlenwasserstoffen, die tausend- bis zehntausendmal höher als die der Siliciumoxid-Aluminiumoxidkatalysatoren liegen, welche reich an Siliciumdioxid sind und die bis gegen das Ende der Fünfzigerjahre verwendet wurden.The most used catalysts Zeolites have been in the cracking units since the early 1960s, usually of faujasite structure. These zeolites that are in an amorphous matrix are incorporated, for example consisting of amorphous silicon oxide-aluminum oxide, and which can contain variable proportions of clays are characterized through cracking activities across from Hydrocarbons that are a thousand to ten thousand times higher than those of the silica-alumina catalysts are rich of silicon dioxide until the late 1950s were used.
Gegen Ende der Siebzigerjahre brachte die fehlende Verfügbarkeit von Rohöl und der steigende Bedarf an Benzin mit hoher Oktanzahl die Raffinerien dazu, immer schwerere Rohöle zu verwenden. Die Behandlung dieser letzteren stellt ein schwieriges Problem für die Raffinerien wegen ihrer erhöhten Gehalte an Katalysatorgiften, insbesondere an stickstoffhaltigen Verbindungen und an metallischen Verbindungen (insbesondere Nickel und Vanadium) wenn man ungewöhnlicher Werte an Conradson Kohlenstoff und insbesondere an asphaltenischen Verbindungen dar.Brought towards the end of the 1970s the lack of availability of crude oil and the increasing need for high octane gasoline the refineries more and more heavy crude oils to use. Treating these latter poses a difficult task Problem for the refineries because of their elevated Levels of catalyst poisons, especially nitrogenous ones Connections and on metallic connections (especially nickel and vanadium) if you are more unusual Values on Conradson carbon and especially on asphaltenic Connections.
Diese Notwendigkeit, schwere Chargen zu verarbeiten und andere kürzlich aufgetretene Probleme, wie die progressive jedoch allgemeine Unterdrückung von Additiven auf Bleibasis in Benzin, die langsame, jedoch empfindliche Entwicklung in verschiedenen Ländern der Nachfrage an mittleren Destillaten (Kerosen und Gasöle) haben darüberhinaus die Raffinerien veranlaßt, nach verbesserten Katalysatoren zu suchen, die es ermöglichen insbesondere die folgenden Ziele zu erreichen:
- – thermisch und hydrothermisch stabilere Katalysatoren, die gegenüber Metallen verträglicher sind,
- – die Herstellung von weniger Koks bei gleicher Umsetzung,
- – der Erhalt eines Benzins mit erhöhter Oktanzahl, und
- – verbesserte Selektivität an mittleren Destillaten.
- Thermally and hydrothermally more stable catalysts which are more compatible with metals,
- - the production of less coke with the same implementation,
- - obtaining a gasoline with an increased octane number, and
- - Improved selectivity on middle distillates.
In gewissen Fällen gibt es auch eine erhebliche Nachfrage nach leichten Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Molekül oder nach gewissen hieraus wie den C3- und/oder C4-Kohlenwasserstoffen und insbesondere dem Propylen und dem Isobutan.In certain cases there is also a considerable demand for light hydrocarbons with 2 to 4 carbon atoms in the molecule or for certain thereof, such as the C 3 and / or C 4 hydrocarbons and in particular the propylene and the isobutane.
Der Erhalt von Propylen ist insbesondere wünschenswert in gewissen Entwicklungsländern, wo ein erheblicher Bedarf an diesem Produkt besteht.The preservation of propylene is special desirable in certain developing countries, where there is a significant need for this product.
Die Eigenschaften,
- 1) das Cracken der schweren Moleküle bei guter Selektivität an Kohlenwasserstoffen mit 3 und/oder 4 Kohlenstoffatomen zu ermöglichen und
- 2) ausreichend beständig gegen ernste Bedingungen des Wasserdampfpartialdrucks und der Temperatur, die im Regenerator einer industriellen Crackeinrichtung herrschen, zu sein,
- 1) enable the cracking of the heavy molecules with good selectivity on hydrocarbons with 3 and / or 4 carbon atoms and
- 2) to be sufficiently resistant to serious conditions of the water vapor partial pressure and the temperature which prevail in the regenerator of an industrial cracking device,
Diese Anforderungen werden durch den Katalysator nach Anspruch 1. erfüllt.These requirements are met by meets the catalyst of claim 1.
Wichtige Forschungsarbeiten, die an zahlreichen Zeolithen durchgeführt wurden, führten zu einem Zeolith, der sich dadurch auszeichnet, daß er im Fluoridmilieu synthetisiert wurde. Hierdurch kann man einen Katalysator mit ausgezeichneter Stabilität erhalten, der eine gute Selektivität gegenüber einer Kohlenwasserstoffproduktion mit 3 und 4 Kohlenstoffatomen besitzt. Die Verwendung eines solchen β-Zeolith ermöglicht es, einen Crackkatalysator zu erhalten, der es ermöglicht, einen Gasanteil und insbesondere Propylen und Isobutan zu erhalten, der größer ist als mit Katalysatoren des Standes der Technik.Important research that carried out on numerous zeolites resulted in a zeolite that is characterized by the fact that it is synthesized in a fluoride environment has been. This allows you to have a catalyst with excellent stability get a good selectivity to hydrocarbon production with 3 and 4 carbon atoms. The use of such a β-zeolite enables to obtain a cracking catalyst that allows a gas fraction and in particular to get propylene and isobutane which is larger than with prior art catalysts.
Der β-Zeolith in der Wasserstofform,
wie er erfindungsgemäß Verwendung
findet, unterscheidet sich von β-Zeolithen
des Standes der Technik durch die Tatsache, daß er in Fluoridumgebung synthetisiert
wurde, und zwar nach dem Herstellungsverfahren, wie es IN
Der in
- a) die angenäherte allgemeine Formel: M2/nO, Al2O3, xSiO2 wo M ein Proton und/oder ein metallisches Kation, n die Valenz von M, x eine Zahl zwischen 5 und 800 bedeutet,
- b) ein Beugungsdiagramm der Röntgenstrahlung, dargestellt
in Tafel I der
EP 419334 A1 - c) einen Gehalt an Fluor zwischen etwa 0,005 und 2,0 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,01 und 1,5 Gew.-%, wobei dieser Zeolith im übrigen in Fluoridumgebung synthetisiert war.
- a) the approximate general formula: M 2 / n O, Al 2 O 3 , xSiO 2 where M is a proton and / or a metallic cation, n is the valence of M, x is a number between 5 and 800,
- b) a diffraction diagram of the X-rays, shown in Table I of the
EP 419334 A1 - c) a fluorine content of between approximately 0.005 and 2.0% by weight, preferably between 0.01 and 1.5% by weight, this zeolite being otherwise synthesized in a fluoride environment.
Die Identifizierung der Zeolithe vom β-Typ kann so leicht ausgehend vom Röntgenstrahlenbeugungsdiagramm erfolgen. Dieses Beugungsdiagramm kann erhalten werden vermittels eines Diffraktometers, in dem das klassische Pulververfahren mit der Cu-K α-Strahlung angewendet wurde.The identification of the zeolites of the β type can be so easily starting from the x-ray diffraction pattern respectively. This diffraction pattern can be obtained by means of a diffractometer in which the classic powder method with the Cu-K α radiation was applied.
Eine interne Eichung ermöglicht es, genau die Werte der Winkel 2 θ zu bestimmen, die den Beugungspeaks zugeordnet sind. Die unterschiedlichen Zwischengitterentfernungen dhkl, Charakteristiken der Probe, werden ausgehend von der Bragg'schen Beziehung berechnet. Die Mcßfehlerabschätzung (dhkl) gegenüber dhkl berechnet man als Funktion des absoluten Fehlers Δ (2 θ, mit) der die 2 θ Messung durch die Bragg'sche Beziehung behaftet ist. Bei Vorhandensein einer internen Eichung wird dieser Fehler minimiert und allgemein als ± 0,05° angenommen. Die relative Intensität I/Io, mit der jeder Wert von dhkl behaftet ist, wird geschätzt ausgehend von der Höhe des entsprechenden Beugungspeaks.An internal calibration makes it possible to precisely determine the values of the angles 2 θ which are assigned to the diffraction peaks. The different interstitial distances d hkl , characteristics of the sample, are calculated on the basis of the Bragg relationship. The measurement error estimate (d hkl ) versus d hkl is calculated as a function of the absolute error Δ (2 θ, with) which the 2 θ measurement is affected by the Bragg relationship. In the presence of an internal calibration, this error is minimized and generally assumed to be ± 0.05 °. The relative intensity I / Io with which each value of d hkl is afflicted is estimated from the height of the corresponding diffraction peak.
Letzterer kann bestimmt werden ausgehend von einem "Cliche", erhalten mit Hilfe einer Debye-Scherrer Kammer. Oft verwendet man einen Maßstab von Symbolen, um diese Intensität zu charakterisieren: FF = sehr stark, F = stark, mF = mittel bis stark, m = mittel, mf = mittel bis gering, f = gering, ff = sehr gering.The latter can be determined based on from a "cliche", obtained with the help a Debye-Scherrer chamber. A scale of is often used Symbols to this intensity to characterize: FF = very strong, F = strong, mF = medium to strong, m = medium, mf = medium to low, f = low, ff = very low.
Die Tafel I zeigt das Beugungsdiagramm
der Röntgenstrahlen,
eine Charakteristik der Zeolith vom ß-Typ gemäß
Der β-Zeolith in der Wasserstofform,
synthetisiert im Fluoridmilieu, wurde hergestellt entsprechend dem
Verfahren, wie es in
- a) Man bildet ein Reaktionsgemisch in Lösung mit einem pH-Wert kleiner etwa 9, vorzugsweise zwischen etwa 4 und etwa 9 (und noch weiter bevorzugt zwischen etwa 6 und etwa 9), und umfassend: Wasser, wenigstens eine Siliciumdioxidquelle, wenigstens eine Aluminiumquelle, wenigstens eine Quelle eines Mobilisatormittels, welches Fluoridionen (F–) enthält, wenigstens eine Quelle eines Strukturbildnermittels, das gewählt ist aus der Gruppe die gebildet ist durch Diazabicyclo-1,4 (2,2,2)oktan und ein Gemisch von Diazabicyclo-1,4 (2,2,2)oktan und Methylamin, wobei dieses Strukturbildnermittel gegebenenfalls organische Kationen liefern kann, wobei dieses Reaktionsgemisch eine Zusammensetzung, ausgedrückt als Molverhältnis zwischen den folgenden Werteintervallen hat: Si/Al: 3-200, vorzugsweise 3-100, beispielsweise 4-20, F–/Si: 0,1-8, vorzugsweise 0,2-6, beispielsweise 0,5-4, H2O/Si: 4-30, vorzugsweise 5-20, beispielsweise 5-12, (R+R')/Si: 0,5-4, beispielsweise 0,9-2,1, R/R': 0,1-unendlich, vorzugsweise 0,2-unendlich, beispielsweise 0,3-unendlich, wo R der DABCO (Diazabicyclo-1,4(2,2,2)oktan) und R' das Methylamin ist (R' = 0 für den Fall, wo Methylamin nicht verwendet wird),
- b) man hält dieses Reaktionsgemisch bei einer Heiztemperatur zwischen etwa 50 und 250°C, vorzugsweise zwischen etwa 80 und etwa 220°C, bis man eine kristalline Verbindung erhält, und
- c) man kalziniert diese Verbindung bei einer Temperatur größer als etwa 350°C und vorzugsweise größer als etwa 450°C.
- a) A reaction mixture is formed in solution with a pH of less than about 9, preferably between about 4 and about 9 (and even more preferably between about 6 and about 9), and comprising: water, at least one source of silicon dioxide, at least one source of aluminum, at least one source of a mobilizing agent which contains fluoride ions (F - ), at least one source of a structuring agent which is selected from the group formed by diazabicyclo-1,4 (2,2,2) octane and a mixture of diazabicyclo-1 , 4 (2,2,2) octane and methylamine, this structuring agent optionally being able to supply organic cations, this reaction mixture having a composition, expressed as a molar ratio between the following value intervals: Si / Al: 3-200, preferably 3-100, for example 4-20, F - / Si: 0.1-8, preferably 0.2-6, for example 0.5-4, H 2 O / Si: 4-30, preferably 5-20, for example 5-12, (R + R ') / Si: 0.5-4, for example 0.9-2.1, R / R': 0.1-u finite, preferably 0.2-infinite, for example 0.3-infinite, where R is DABCO (diazabicyclo-1,4 (2,2,2) octane) and R 'is methylamine (R' = 0 if where methylamine is not used),
- b) this reaction mixture is kept at a heating temperature between about 50 and 250 ° C., preferably between about 80 and about 220 ° C., until a crystalline compound is obtained, and
- c) this compound is calcined at a temperature greater than about 350 ° C. and preferably greater than about 450 ° C.
Um diesen β-Zeolith erfindungsgemäß zu verwenden erfolgt die Kalzinierungsstufe c) vorzugsweise zwischen etwa 500 und etwa 600°C unter Luft, beispielsweise bei etwa 550°C unter Luft. Die Kalzinierungsstufe c) ermöglicht es, einen Zeolith in der Wasserstofform zu erhalten.To use this beta zeolite according to the invention the calcination stage c) is preferably between about 500 and about 600 ° C in air, for example at about 550 ° C in air. The calcination level c) enables to obtain a zeolite in the hydrogen form.
Der β-Zeolith, synthetisiert im Fluoridmilieu
gemäß
- – Da die Synthese im allgemeinen in Abwesenheit von Alkalikationen durchgeführt wird, erhält man die Wasserstofform durch einfache Kalzinierung, vorzugsweise unter Luft zwischen etwa 500 und etwa 600°C, beispielsweise bei etwa 550°C (Eliminierung der organischen Kationen);
- – die sauren Eigenschaften des Zeoliths werden durch das Vorhandensein, nach der Kalzinierungsstufe c), von Fluor, verbessert;
- – die Kristalle haben eine höhere Abmessung (wenigstens eine Dimension zwischen 0,1 und 10 μm) als die eines β-Zeoliths der gemäß dem Stand der Technik in alkalinem Milieu synthetisiert wurde. Diese Eigenschaft verleiht den β-Zeolithen, die im Fluoridmilieu synthetisiert wurden, eine verbesserte thermische Stabilität.
- Since the synthesis is generally carried out in the absence of alkali cations, the hydrogen form is obtained by simple calcination, preferably in air between about 500 and about 600 ° C., for example at about 550 ° C. (elimination of the organic cations);
- - The acidic properties of the zeolite are improved by the presence, after the calcination step c), of fluorine;
- - The crystals have a higher dimension (at least one dimension between 0.1 and 10 microns) than that of a β-zeolite which was synthesized according to the prior art in an alkaline environment. This property gives the β-zeolites, which were synthesized in the fluoride environment, an improved thermal sta bility.
Die unterschiedlichen Eigenschaften der β-Zeolithe werden nach dem Verfahren wie folgt gemessen:
- – Die Globalatomverhältnisse Si/Al werden durch X-Fluoreszenzanalyse bestimmt.
- – Der Gehalt an Fluor wird bestimmt durch das Dosieren mit Hilfe einer spezifischen Elektrode.
- – Die Kristallinität wird bewertet durch qualitative Prüfung des Beugungsspektrums der Röntgenstrahlen. Es ist zur Zeit nicht möglich, die Parameter des Gitters der Elementarzelle des β-Zeoliths zu bestimmen (unabhängig von dem Synthesemilieu des Zeoliths).
- – Die Adsorptionsfähigkeit des β-Zeoliths am Stickstoff wird bestimmt bei 77 K für einen Relativdruck P/Ps = 0,19 (Ps ist der Sättigungsdampfdruck bei der Temperatur von 77 K).
- - The global atomic ratios Si / Al are determined by X-fluorescence analysis.
- - The fluorine content is determined by dosing using a specific electrode.
- - The crystallinity is assessed by qualitative examination of the diffraction spectrum of the X-rays. It is currently not possible to determine the parameters of the lattice of the unit cell of the β-zeolite (regardless of the synthesis milieu of the zeolite).
- - The adsorption capacity of the β-zeolite on nitrogen is determined at 77 K for a relative pressure P / P s = 0.19 (P s is the saturation vapor pressure at the temperature of 77 K).
Der β-Zeolith in der Wasserstofform, der Verwendung findet, um den Katalysator gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, ist also ein im Fluoridmilieu synthetisierter β-Zeolith, der eine Kalzinierung, vorzugsweise unter Luft zwischen etwa 500 und etwa 600°C, beispielsweise bei etwa 550°C erfahren hat, wobei sich an diese Kalzinierung gegebenenfalls eine Entaluminisierungsbehandlung anschließt.The beta zeolite in the hydrogen form, of use to the catalyst according to the present invention is a β-zeolite synthesized in a fluoride environment, the one calcination, preferably in air, between about 500 and about 600 ° C, for example at about 550 ° C has experienced, this calcination possibly a Dealuminization treatment follows.
Der β-Zeolith in der Wasserstofform, der erfindungsgemäß Verwendung findet, ist also entaluminisiert oder nicht entaluminisiert, vorzugsweise entaluminisiert.The beta zeolite in the hydrogen form, the use according to the invention finds, is thus dealuminated or not dealuminized, preferably dealuminated.
Der β-Zeolith kann gegebenenfalls,
nach der Kalzinierungsstufe, einer partiellen oder totalen Defluorierungsbehandlung
durch NH4OH ausgesetzt werden, wie in
Der β-Zeolith in der Wasserstofform gemäß der Erfindung zeichnet sich aus durch die folgenden Eigenschaften:
- – Ein Globalatomverhältnis Si/Al höher als 2,5, gegebenenfalls 5 bis 1000 und vorzugsweise etwa 10 bis 500,
- – einen Fluorgehalt zwischen 0,005 und 2 Gew.-%, üblicherweise zwischen 0,01 und 1,5 Gew.-%,
- – eine Stickstoffadsorptionskapazität, gemessen bei 77 K unter einem Relativdruck P/Ps von 0,19 größer als 0,08, vorzugsweise bei 0,10 cm3 (flüssig)·g–1
- A global atomic ratio Si / Al higher than 2.5, optionally 5 to 1000 and preferably approximately 10 to 500,
- A fluorine content between 0.005 and 2% by weight, usually between 0.01 and 1.5% by weight,
- A nitrogen adsorption capacity, measured at 77 K under a relative pressure P / P s of 0.19 greater than 0.08, preferably at 0.10 cm 3 (liquid) · g −1
Der Zeolith in der Wasserstofform nach der Erfindung läßt sich im übrigen dadurch beschreiben, daß er im Fluoridmilieu synthetisiert wurde. Er enthält im allgemeinen keinerlei Alkalikation, das Synthesemilieu enthält im allgemeinen nichts hiervon.The zeolite in the hydrogen form according to the invention Furthermore by describing that was synthesized in a fluoride environment. It generally does not contain anything Alkalization, the synthesis medium generally contains none of this.
Der β-Zeolith ist vorzugsweise entaluminisiert.The beta zeolite is preferably dealuminized.
Es gibt verschiedene Verfahren zum Erhalt des entaluminisierten β-Zeoliths; bevorzugt wird der β-Zeolith in Wasserstofform so einer der folgenden beiden Behandlungen ausgesetzt:
- 1. Nach der Kalzinierungsstufe wird der β-Zeolith einer thermischen Behandlung in Anwesenheit von Wasserstoff ausgesetzt, die durch die Technik des "self-steaming" (Kalzinierung in begrenzter Atmosphäre) durchgeführt werden kann. Die Temperatur liegt gewöhnlich zwischen 300 und 800°C und vorzugsweise zwischen 400 und 700°C während eines Zeitraumes, im allgemeinen oberhalb von 10 Minuten und vorzugsweise von mehr als 20 Minuten. Die Kalzinierungsatmosphäre enthält wenigstens 1% und vorzugsweise wenigstens 5% Wasserdampf. Im Falle des "self-steamings" wird die Atmosphäre im wesentlichen aus Wasser und Ammoniak gebildet. Das so erhaltene Produkt kann einer sauren Behandlung ausgesetzt werden, die darauf zielt, Aluminium aus dem Feststoff zu extrahieren: Diese Behandlung kann durchgeführt werden, indem man das Produkt in eine mineralische oder stark organische Säure von einer Normalität taucht, die gewöhnlich zwischen 0,1 und 12 N liegt, und zwar bei einer Temperatur üblicherweise zwischen 20 und 150°C und vorzugsweise zwischen 80 und 150°C, während eines Zeitraumes, der im allgemeinen mehr als 10 Minuten beträgt.
- 2. Nach der Kalzinierungsstufe nimmt man eine saure Behandlung vor mit dem Ziel, das Aluminium aus dem Feststoff zu extrahieren. Diese Behandlung kann wie bei 1, durchgeführt werden, indem man den Feststoff in eine mineralische oder stark organische Säure von einer Normalität taucht, die gewöhnlich zwischen 0,1 und 15 N liegt, und zwar bei einer Temperatur zwischen 20 und 120°C während eines Zeitraumes von mehr als 10 Minuten.
- 1. After the calcination step, the β-zeolite is subjected to a thermal treatment in the presence of hydrogen, which can be carried out by the technique of "self-steaming" (calcination in a limited atmosphere). The temperature is usually between 300 and 800 ° C and preferably between 400 and 700 ° C for a period, generally above 10 minutes and preferably more than 20 minutes. The calcining atmosphere contains at least 1% and preferably at least 5% water vapor. In the case of "self-steaming", the atmosphere is essentially formed from water and ammonia. The product so obtained can be subjected to an acidic treatment aimed at extracting aluminum from the solid: this treatment can be carried out by immersing the product in a mineral or strongly organic acid of a normality, usually between 0.1 and 12 N, at a temperature usually between 20 and 150 ° C and preferably between 80 and 150 ° C, for a period which is generally more than 10 minutes.
- 2. After the calcination step, an acid treatment is carried out with the aim of extracting the aluminum from the solid. This treatment can be carried out as in 1, by immersing the solid in a mineral or strongly organic acid of a normality, usually between 0.1 and 15 N, at a temperature between 20 and 120 ° C during a Period of more than 10 minutes.
In überraschender Weise weisen die β-Zeolithe, die im Fluoridmilieu synthetisiert und beispielsweise entsprechend den vorstehend beschriebenen Verfahren desaluminiert wurden, eine besondere Textur auf. Die Texturanalyse mittels Elektronenmikroskop mit Transmission auf ultradünnen Schnitten zeigt das Vorhandensein von Mesoporen inmitten der Kristalle. Diese Mesoporen zeitigen eine sehr besondere Morphologie: es handelt sich um Zylinder, die in Ebenen senkrecht zur Achse c des Kristalls laufen. Diese Mesoporen münden direkt ausserhalb der Kristalle des β-Zeoliths: sie sorgen für eine verbesserte Diffusion der Reaktionsteilnehmer inmitten der Kristalle.Surprisingly point the β-zeolites, which are synthesized in the fluoride environment and, for example, accordingly the procedures described above were dealuminated, a special texture. Texture analysis using an electron microscope with transmission on ultra-thin Section shows the presence of mesopores in the middle of the crystals. These mesopores have a very special morphology: they act are cylinders that are in planes perpendicular to the c axis of the crystal to run. These mesopores open directly outside the crystals of the β-zeolite: they ensure an improved Diffusion of the reactants in the middle of the crystals.
Andere Verfahren zum Desaluminieren können in Betracht gezogen werden, wie beispielsweise der Angriff vermittels Fluorwasserstoffsäure, Chlorwasserstoffsäure in gasförmiger Phase oder die Behandlung durch ein Fluorsilikat oder irgendein anderes auf dem Fachgebiet bekanntes Verfahren.Other methods of dealuminating can be considered, such as attack by hydrofluoric acid, hydrochloric acid in the gaseous phase or treatment by a fluorosilicate or any other method known in the art.
Der Katalysator nach der Erfindung enthält auch einen Y-Zeolith mit Faujasitstruktur (Zeolith Molecular Sieves Structure, chemistry and use, Donald W. BRECK, John WILLEY & Sons 1973). Unter den Zeolithen, die man verwenden will, verwendet man vorzugsweise einen stabilisierten Y-Zeolith, der im allgemeinen ultrastabil oder USY genannt wird, entweder in einer wenigstens teilweise mit den metallischen Kationen ausgetauschten Form, beispielsweise Kationen der Erdalkalimetalle und/oder Kationen der Seltenerdmetalle mit einer Atomzahl 57 bis 71 oder in Form von Wasserstoff.The catalyst according to the invention contains also a Y zeolite with faujasite structure (Zeolite Molecular Sieves Structure, chemistry and use, Donald W. BRECK, John WILLEY & Sons 1973). Among the zeolites that if you want to use a stabilized one is preferred Y zeolite, which is generally called ultra stable or USY, either at least partially with the metallic cations exchanged form, for example cations of the alkaline earth metals and / or cations of rare earth metals with an atomic number of 57 to 71 or in the form of hydrogen.
Der Katalysator nach der Erfindung enthält ebenfalls wenigstens eine üblicherweise amorphe oder schlecht kristallisierte Matrix, die beispielsweise gewählt ist aus der Gruppe Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Magnesiumoxid, Ton, Titanoxid, Zirkonoxid, den Kombinationen von wenigstens zwei dieser Verbindungen und der Kombination Aluminiumoxid-Boroxid.The catalyst according to the invention contains also usually at least one amorphous or poorly crystallized matrix, for example chosen is from the group aluminum oxide, silicon dioxide, magnesium oxide, Clay, titanium oxide, zirconium oxide, the combinations of at least two of these compounds and the combination of aluminum oxide and boron oxide.
Die Matrix wird vorzugsweise gewählt aus der Gruppe, die gebildet ist durch Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, den Siliciumdioxid-Aluminiumoxid Gemischen, den Siliciumdioxid-Magnesiumoxid Gemischen und dem Ton.The matrix is preferably selected the group formed by silica, alumina, Magnesium oxide, the silica-alumina mixtures, the silica-magnesia mixtures and the sound.
Der Katalysator nach der Erfindung enthält:
- a) 20 bis 95%, vorzugsweise 30 bis 85% und noch vorteilerhafterer Weise 50 bis 80 Gew.-% wenigstens einer Matrix,
- b) 1 bis 60%, vorzugsweise 4 bis 50% und noch vorteilhafterer Weise von 10 bis 40 Gew.-% wenigstens eines Y-Zeoliths mit Faujasitstruktur und
- c) 0,01 bis 30%, vorzugsweise 0,05 bis 20% und meist noch mehr bevorzugt 0,1 bis 10% wenigstens eines β-Zeoliths in Wasserstofform, gegebenenfalls entaluminisiert, der die im folgenden angegebenen Eigenschaften hat.
- a) 20 to 95%, preferably 30 to 85% and more advantageously 50 to 80% by weight of at least one matrix,
- b) 1 to 60%, preferably 4 to 50% and more advantageously 10 to 40% by weight of at least one Y zeolite with a faujasite structure and
- c) 0.01 to 30%, preferably 0.05 to 20% and usually even more preferably 0.1 to 10% of at least one β-zeolite in hydrogen form, optionally dealuminized, which has the properties indicated below.
Der β-Zeolith in Wasserstofform, der bei der Herstellung des Katalysators nach der Erfindung Verwendung findet, wie er vorstehend beschrieben wurde, ist ein β-Zeolith in der Wasserstofform, dessen Alumino-Slikat-Grundgerüst im allgemeinen gebildet wird allein aus Aluminiumatomen und Siliciumatomen. Man kann jedoch zur Herstellung des Katalysators nach der Erfindung einen β-Zeolith in der Wasserstofform verwenden, wie er vorstehend beschrieben wurde, bei dem ein Teil des Aluminiums und/oder des Siliciums des Alumino-Slikat-Grundgerüsts ersetzt wird bei Austritt aus der Synthese durch andere Elemente, Metalle oder Metalloide, wie beispielsweise B, P, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Ga, Ge und Zr,The beta zeolite in hydrogen form, of use in the preparation of the catalyst according to the invention found as described above is a beta zeolite in the hydrogen form, the alumino-silicate backbone in general is formed solely from aluminum atoms and silicon atoms. you however can be used to produce the catalyst according to the invention a beta zeolite use in the hydrogen form as described above, in which a part of the aluminum and / or the silicon of the Alumino-Slikat framework is replaced will exit from synthesis by other elements, metals or metalloids, such as B, P, Ti, V, Cr, Fe, Mn, Ga, Ge and Zr,
Der Katalysator nach der Erfindung kann nach dem Fachmann wohl bekannten Verfahren hergestellt werden.The catalyst according to the invention can be prepared by methods well known to those skilled in the art.
So kann der Katalysator, indem man gleichzeitig den β-Zeolith in der Wasserstofform (gegebenenfalls desaluminiert) und den Y-Zeolith nach den üblichen Verfahren zur Herstellung der einen Zeolith enthaltenden Crackkatalysatoren einbaut, erhalten werden. So can the catalyst by at the same time the beta zeolite in the hydrogen form (optionally dealuminated) and the Y zeolite according to the usual Process for the preparation of the cracking catalysts containing a zeolite built in, preserved.
Der Katalysator kann ebenfalls durch mechanisches Vermischen eines ersten Produkts, das eine Matrix und den Y-Zeolith mit Faujasitstruktur umfaßt und eines zweiten Produkts, welches den β-Zeolith in Wasserstofform (gegebenenfalls desaluminiert) umfaßt, wie er vorstehend beschrieben wurde, erhalten werden, und wobei es sich beispielsweise um ein Gemisch dieses Zeolith der Wasserstofform mit einem Gefüge handelt, welches identisch oder unterschiedlich zu dem in diesem ersten Produkt erhaltenen sein kann. Dieses mechanische Gemisch kann gewöhnlich mit getrockneten Produkten durchgeführt werden. Das Trocknen der Produkte wird vorteilhaft durch Atomisierung (Spray-drying) beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 100 bis 500°C durchgeführt, im allgemeinen während etwa 0,1 bis 30 Sekunden.The catalyst can also pass through mechanical mixing of a first product, which is a matrix and the Y zeolite with Faujasite structure includes and a second product which contains the β-zeolite in hydrogen form (optionally dealuminated), as described above, and wherein it is, for example, a mixture of this zeolite of the hydrogen form with a structure acts which is identical or different to that in this first product can be obtained. This mechanical mixture can usually be carried out with dried products. Drying the products is advantageous for example by atomization (spray drying) carried out at a temperature of about 100 to 500 ° C, generally for about 0.1 to 30 seconds.
Nach dem Trocknen durch Atomisierung können diese Produkte noch etwa 1 bis 30 Gew.-% flüchtiges Material (Wasser oder Ammoniak) enthalten.After drying by atomization can these products still contain about 1 to 30% by weight of volatile material (water or Ammonia).
Das Gemisch aus dem β-Zeolith in Wasserstofform (gegebenenfalls entaluminisiert und Matrix) enthält gewöhnlich 1 bis 90 Gew.-% und vorteilhaft 5 bis 60 Gew.-% β-Zeolith bezogen auf das Gesamtgewicht dieses Gemisches.The mixture of the beta zeolite in hydrogen form (optionally dealuminated and matrix) usually contains 1 up to 90 wt .-% and advantageously 5 to 60 wt .-% β-zeolite based on the total weight this mixture.
Das Gemisch aus dem Y-Zeolith und Matrix, wie es zur Herstellung des Katalysators nach der Erfindung verwendet wird, ist im allgemeinen ein üblicher Crackkatalysator des Standes der Technik (beispielsweise ein handelsüblicher Crackkatalysator); der β-Zeolith in Wasserstofform (gegebenenfalls desaluminiert) umfaßt, wie er vorstehend beschrieben wurde, kann also als ein Additiv angesehen werden, welches so wie es ist im Hinblick auf sein Gemisch mit dem üblichen oben definierten Crackkatalysator verwendet werden kann oder vorher in eine Matrix eingebaut werden, wobei die Gesamtheit Matrix-β-Zeolith dann ein Additiv bildet, das man mit dem klassischen oben definierten Crackkatalysator mischt, beispielsweise nach adäquater Formgebung, durch mechanisches Mischen der den β-Zeolith in der Wasserstofform enthaltenden Körner und der Körner des üblichen Crackkatalysators.The mixture of the Y zeolite and Matrix as it is used to produce the catalyst according to the invention is used is a common cracking catalyst in general State of the art (for example a commercial cracking catalyst); the beta zeolite in hydrogen form (optionally dealuminated), such as it has been described above can therefore be regarded as an additive which is what it is in terms of its mixture with the usual Crack catalyst defined above can be used or previously be built into a matrix, the entirety of matrix-β-zeolite then forms an additive that is defined with the classic one above Cracking catalyst mixes, for example after adequate shaping, by mechanical Mixing the beta zeolite grains containing the hydrogen form and the grains of the usual Cracking catalyst.
Die allgemeinen Bedingungen der katalytischen
Crackreaktion sind besonders gut bekannt und brauchen hier nicht
im Rahmen der Erfindung wiederholt zu werden (siehe beispielsweise
Um die größtmögliche Menge an gasförmigen Kohlenwasserstoffen mit 3 und 4 Kohlenstoffatomen und insbesondere Propylen und Isobutan zu erzeugen, ist es manchmal vorteilhaft, geringfügig die Temperatur zu erhöhen, bei der man das Cracken durchführt, beispielsweise von etwa 10 auf etwa 50°C. Der Katalysator nach der Erfindung ist jedoch in der größten Zahl der Fälle ausreichend aktiv, damit eine solche Temperaturerhöhung nicht notwendig wird. Die anderen Crackbedingungen sind bezogen auf die im Stand der Technik verwendeten unverändert.The greatest possible amount of gaseous hydrocarbons with 3 and 4 carbon atoms and in particular propylene and isobutane it is sometimes advantageous to slightly generate the Increasing temperature where you do the cracking, for example from about 10 to about 50 ° C. The catalyst after However, invention is in the greatest number of cases sufficiently active so that such an increase in temperature is not becomes necessary. The other cracking conditions are related to the used unchanged in the prior art.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu begrenzen:The following examples illustrate the Invention without limiting it:
BEISPIEL 1EXAMPLE 1
Herstellung eines Betazeolithen in der Wasserstofform mit einem Atomverhältnis Si/Al gleich etwa 11.Production of a beta zeolite in the hydrogen form with an Si / Al atomic ratio equal to about 11.
Der β-Zeolith wird in Fluoridmilieu
synthetisiert entsprechend dem in
Die Kalzinierungsbehandlung (Stufe c)) wurde unter Luft bei 550°C entsprechend dem folgenden Protokoll durchgeführt:
- – Stufe von zwei Stunden bei 550°C, Stickstoffdurchsatz = 2 l/h/g, Luftdurchsatz = 0,4 l/h/g;
- – Stufe von zwei Stunden bei 550°C, Luftdurchsatz = 2 l/h/g.
- - Two hour step at 550 ° C, nitrogen flow = 2 l / h / g, air flow = 0.4 l / h / g;
- - Step of two hours at 550 ° C, air flow = 2 l / h / g.
Der erhaltene β-Zeolith (β 1 genannt) hat die angenäherte folgende
chemische Formel:
H2O, Al2O3, 22 SiO2.The β-zeolite obtained (called β 1) has the approximate chemical formula:
H 2 O, Al 2 O 3 , 22 SiO 2 .
Sein Gewichtsanteil an Fluor liegt bei 0,49 %. Sein Gammastrahlenbeugungsdiagramm ist charakteristisch für das des β-Zeoliths und entspricht dem der Tafel I der Beschreibung.Its weight percentage of fluorine lies at 0.49%. Its gamma ray diffraction pattern is characteristic for the of the zeolite beta and corresponds to that of Table I of the description.
Seine Stickstoffadsorptionskapazität, gemessen bei 77 K unter einem Relativdruck P/Ps von 0,19 liegt bei 0,185 cm3 (flüssig)·g–1.Its nitrogen adsorption capacity, measured at 77 K under a relative pressure P / P s of 0.19, is 0.185 cm 3 (liquid) · g −1 .
BEISPIEL 2EXAMPLE 2
Herstellung eines β-Zeolith in der Wasserstofform von einem Atomgesamtverhältnis Si/Al gleich etwa 18.Production of a beta zeolite in the hydrogen form of a total Si / Al atomic ratio equal to about 18.
Der Ausgangszeolith ist der β-Zeolith in der Wasserstofform von einem Atomgesamtverhältnis Si/Al von etwa 11, hergestellt nach Beispiel 1.The starting zeolite is the beta zeolite in the hydrogen form of a total Si / Al atomic ratio of about 11 according to example 1.
Dieser β-Zeolith in der Wasserstofform wird in eine Salpetersäurelösung von der Normalität 0,5 N getaucht. Das Verhältnis des Volumens der Flüssigkeit bezogen auf die Masse des β-Zeolith liegt bei 5 cm3/g und die Behandlungsdauer liegt bei 4 Stunden bei einer Temperatur von 100°C. Nach drei Waschvorgänge:: mit destilliertem Wasser und anschließender Filtrierung wird das Produkt 24 Stunden lang bei 110°C getrocknet.This β-zeolite in the hydrogen form is immersed in a normal solution of 0.5 N nitric acid. The ratio of the volume of the liquid to the mass of the beta zeolite is 5 cm 3 / g and the treatment time is 4 hours at a temperature of 100 ° C. After three washes :: with distilled water and subsequent filtration, the product is dried at 110 ° C for 24 hours.
Der erhaltene β-Zeolith (β 2 genannt) weist ein Röntgenstrahlbeugungsdiagramm auf, welches charakteristisch für den β-Zeolith ist und entspricht dem der Tafel I der Beschreibung.The β-zeolite obtained (called β 2) has an X-ray diffraction pattern on which is characteristic of the beta zeolite is and corresponds to that of Table I of the description.
Sein Atomgesamtverhältnis Si/Al liegt bei etwa 18; sein Gewichtsgehalt an Fluor von etwa 0,30%.Its total atomic ratio Si / Al is around 18; its fluorine weight content of about 0.30%.
Seine Stickstoffadsorptionskapazität, gemessen bei 77 K unter einem Relativdruck P/Ps von 0,19 liegt bei 0,210 cm3 (flüssig)·g–1.Its nitrogen adsorption capacity, measured at 77 K under a relative pressure P / Ps of 0.19, is 0.210 cm 3 (liquid) · g −1 .
BEISPIEL 3EXAMPLE 3
Herstellung eines β-Zeoliths in der Wasserstofform mit einem Atomgesamtverhältnis Si/Al gleich etwa 32.Production of a beta zeolite in the hydrogen form with a total Si / Al atomic ratio equal to about 32.
Wie nach Beispiel 2 ist der β-Ausgangszeolith der β-Zeolith in der Wasserstofform mit einem Gewichtsgesamtverhältnis Si/Al von etwa 11 hergestellt nach Beispiel 1. The starting beta zeolite is as in Example 2 the beta zeolite in the hydrogen form with a total weight ratio Si / Al of about 11 made according to Example 1.
Man verwendet eine Säurebehandlung mit HNO3 identisch der in Beispiel 2 beschriebenen an, unabhängig von der Tatsache, daß die Normalität der Säure bei 1 N liegt.Acid treatment with HNO 3 is identical to that described in Example 2, regardless of the fact that the normality of the acid is 1 N.
Nach dem Waschen mit destilliertem Wasser und Trocknen bei 100°C 24 Stunden lang erhält man einen β-Zeolith (genannt β 3), der sich auszeichnet durch:
- – ein Röntgenstrahlbeugungsdiagramm, das charakteristisch für den β-Zeolith ist und dem dem Tafel I der Beschreibung entspricht;
- – ein Atomgesamtverhältnis Si/Al von etwa 32;
- – einen Fluorgewichtsgehalt von 0,25 %;
- – eine Stickstoffadsorptionskapazität, gemessen bei 77 K unter einem Partialdruck P/Ps von 0,19 gleich 0,24 cm3 (flüssig)·g–1.
- An X-ray diffraction pattern characteristic of the zeolite β and corresponding to Table I of the description;
- An overall atomic Si / Al ratio of about 32;
- - a fluorine weight content of 0.25%;
- A nitrogen adsorption capacity, measured at 77 K under a partial pressure P / P s equal to 0.19 0.24 cm 3 (liquid) · g -1 .
BEISPIEL 4EXAMPLE 4
Herstellung der Crackadditive auf β-Zeolithbasis.Manufacture of cracking additives based on β-zeolite.
Die verschiedenen Produkte β 1 bis β 3, die nach den Beispielen 1 bis 3 hergestellt wurden, wurden verwendet, um Crackadditive durch mechanisches Mischen in üblicher Weise mit 30 Gew.-% β-Zeolith in der Wasserstofform im trockenen Zustand sowie 70 Gew.-% amorphem Siliziumdioxid, das vorher kalziniert war, von einer Granulometrie herzustellen, die vergleichbar der der β-Zeolithe in der Wasserstofform war.The various products β 1 to β 3 that according to Examples 1 to 3 were used to Cracking additives by mechanical mixing in the usual way with 30 wt .-% β-zeolite in the hydrogen form in the dry state and 70% by weight amorphous Silicon dioxide that was previously calcined from a granulometry produce comparable to that of the β-zeolites in the hydrogen form was.
Die verschiedenen so erhaltenen Additive werden in Pastillenform gebracht, dann in kleine Aggregate mit Hilfe einer Zerkleinerungsmaschine zerkleinert. Der Anteil der Körner mit einer Abmessung zwischen 4×10–5 m und 2×10–4 m (40 bis 200 Mikron) wird dann durch Sieben gesammelt. Diese Additive werden AB1, AB2 und AB3 genannt und enthalten jeweils die β-Zeolithe in der Wasserstofform β1, β2, β3 mit einem Anteil von 30 Gew.-%.The various additives obtained in this way are brought into the form of lozenges and then comminuted into small aggregates with the aid of a comminution machine. The portion of the grains measuring between 4 x 10 -5 m and 2 x 10 -4 m (40 to 200 microns) is then collected by sieving. These additives are called AB1, AB2 and AB3 and each contain the β-zeolites in the hydrogen form β1, β2, β3 in a proportion of 30% by weight.
BEISPIEL 5EXAMPLE 5
Herstellung der Crackkatalysatoren gemäß der Erfindung und katalytische Testbedingungen für diese Katalysatoren.Manufacture of cracking catalysts according to the invention and catalytic test conditions for these catalysts.
Die nach Beispiel 4 erhaltenen drei Additive AB1 bis A33 werden mechanisch in üblicher Weise mit einem Anteil von 20 Gew.-% mit einem neuen katalytischen industriellen Crackkatalysator, kurz CAT genannt, vermischt. Der CAT Katalysator enthält eine Matrix aus Siliziumdioxid-Aluminiumoxid und 30 Gew.-% eines ultrastabilisierten Y-Zeoliths (USY) mit einem Kristallparameter a von 2,45 nm, bei dem die Öffnung der dodekaederförmigen Hauptkanäle bei 7,4×10–10 m (W.MEIER und D. HOLSON, Atlas of Zeolite Structure Types 1978) liegt. Der Katalysator (CAT) und die verschiedenen Additive wurden vorher 6 Stunden lang bei 750°C in Anwesenheit von 100 % Wasserdampf kalziniert.The three additives AB1 to A33 obtained according to Example 4 are mixed mechanically in a conventional manner in a proportion of 20% by weight with a new catalytic industrial cracking catalyst, CAT for short. The CAT catalyst contains a matrix of silicon dioxide-aluminum oxide and 30% by weight of an ultrastabilized Y zeolite (USY) with a crystal parameter a of 2.45 nm, in which the opening of the main dodecahedral channels at 7.4 × 10 -10 m (W.MEIER and D. HOLSON, Atlas of Zeolite Structure Types 1978). The catalyst (CAT) and the various additives were previously calcined for 6 hours at 750 ° C. in the presence of 100% water vapor.
Die aus dem Gemisch des Katalysators CAT und den Additicen AB1 bis AB3 resultierenden Katalysatoren enthalten also: 24 Gew.-% des ultrastabilisierten Zeoliths Y (USY), 6 Gew.-% β-Zeolith in der Wasserstofform und 70 Gew.-% Matrix.That from the mixture of the catalyst CAT and the Additicen AB1 to AB3 resulting catalysts thus: 24% by weight of the ultrastabilized zeolite Y (USY), 6% by weight of β-zeolite in the hydrogen form and 70% by weight matrix.
Der Katalysator CAT, jeder der aus
dem Gemisch des Katalysators CAT und den Additiven AB1 bis AB3 resultierenden
Katalysatoren werden dann in den Reaktor einer katalytischen Testmikroeinheit
MAT eingeführt.
Die Fähigkeit
jedes Katalysators, eine schwere Kohlenwasserstoffcharge umzuwandeln,
wird dann unter der folgenden Bedingungen bestimmt:
Katalysatormenge
= 6 g
Gewichtsverhältnis
Katalysator/Charge = C/O = 6
Injektionsdauer der Charge = 40
Sekunden
WHSV = Massenraumgeschwindigkeit = 15 h–1
Temperatur
= 510°C.The catalyst CAT, each of the catalysts resulting from the mixture of the catalyst CAT and the additives AB1 to AB3 are then introduced into the reactor of a catalytic test micro unit MAT. Each catalyst's ability to convert a heavy hydrocarbon batch is then determined under the following conditions:
Amount of catalyst = 6 g
Weight ratio catalyst / batch = C / O = 6
Batch injection time = 40 seconds
WHSV = mass space velocity = 15 h -1
Temperature = 510 ° C.
Die verwendete Charge hat die folgenden
Eigenschaften:
Dichte 15°C
= 0,932
Gew.-% S = 1,8
Gew.-% N = 0,2
Conradson Kohlenstoff
% = 3,2
Ni + V = 8 ppm
Viskosität 60°C = 46,2 mm2/s
IR (60°C)
= 1,5061 (Beugungsindex der Charge)
gesättigte Anteile = 44,5 Gew.-%
Olefine
= 1,7 Gew.-%
Aromaten = 43,9 Gew.-%
Harze = 8,6 Gew.-%
Asphaltene
(unlöslich
bei bzw. in C5) = 1,3 Gew.-%.The batch used has the following properties:
Density 15 ° C = 0.932
% By weight S = 1.8
% By weight N = 0.2
Conradson carbon% = 3.2
Ni + V = 8 ppm
Viscosity 60 ° C = 46.2 mm 2 / s
I R (60 ° C) = 1.5061 (diffraction index of the batch)
saturated proportions = 44.5% by weight
Olefins = 1.7% by weight
Aromatics = 43.9% by weight
Resins = 8.6% by weight
Asphaltenes (insoluble in or in C 5 ) = 1.3% by weight.
Vergleich der katalytischen Leistungencomparison of catalytic performance
Die in der Tafel II erhaltenen Ergebnisse werden in folgender Weise ausgedrückt:
- – Umwandlung der Charge in Gew.-%,
- – Gasausbeute in Gew.-% (H2 + C1 bis C4 Kohlenwasserstoffe),
- – Verteilung der Gase in Gew.-% (H2 + Cl bis C4 Kohlenwasserstoffe),
- – Benzinausbeute C5 in Gew.-% bei 220°C,
- – LCO-Ausbeute (mittlere Destillate: 220-380°C) in Gew.-%,
- – Ausbeute an Koks in Gew.-%.
- Conversion of the batch into% by weight,
- Gas yield in% by weight (H 2 + C 1 to C 4 hydrocarbons),
- Distribution of the gases in% by weight (H 2 + C 1 to C 4 hydrocarbons),
- - Gasoline yield C 5 in% by weight at 220 ° C,
- LCO yield (average distillates: 220-380 ° C.) in% by weight,
- - Coke yield in% by weight.
TAFEL II TABLE II
Diese Ergebnisse zeigen, daß die Verwendung der Additive auf der Basis von β-Zeolithen in der Wasserstofform, synthetisiert in Fluoridumgebung es ermöglicht, größere Mengen an Propylen, Butylen und Isobutan zu erzeugen. Gleichzeitig wird die Qualität des Benzins, ausgedrückt als Oktanzahl, verbessert.These results show that use of additives based on β-zeolites in the hydrogen form, synthesized in a fluoride environment it allows big amount of to produce propylene, butylene and isobutane. At the same time the quality of gasoline, expressed as octane number, improved.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9005741A FR2661621B1 (en) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | HYDROCARBON CHARGE CRACKING CATALYST COMPRISING A BETA ZEOLITE, A Y ZEOLITE AND A MATRIX. |
FR9005741 | 1990-05-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4114532A1 DE4114532A1 (en) | 1991-11-14 |
DE4114532B4 true DE4114532B4 (en) | 2004-09-23 |
Family
ID=9396405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914114532 Expired - Fee Related DE4114532B4 (en) | 1990-05-07 | 1991-05-03 | A β-zeolite, a Y-zeolite and a matrix-comprising cracking catalyst for hydrocarbon batches |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3277199B2 (en) |
CA (1) | CA2041905C (en) |
DE (1) | DE4114532B4 (en) |
FR (1) | FR2661621B1 (en) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1036320C (en) * | 1993-11-23 | 1997-11-05 | 中国石油化工总公司石油化工科学研究院 | Cracking catalyst for producing isobutene and isopentene |
EP0920911A1 (en) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Fina Research S.A. | Production of catalysts for olefin conversion |
ES2195744B1 (en) | 2001-10-04 | 2005-02-16 | Universidad Politecnica De Valencia | APPLICATION OF ITQ-21 ZEOLITE IN CATALYTIC HYDROCARBON CRACHING. |
JP2010167349A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Uop Llc | Fluidized catalytic cracking catalyst for producing light olefin |
US9227181B2 (en) | 2011-09-13 | 2016-01-05 | Basf Corporation | Catalyst to increase propylene yields from a fluid catalytic cracking unit |
ES2440816B1 (en) | 2012-06-29 | 2014-11-04 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) | CATALITICAL ORGANIC COMPOUND CHECK USING A ZEOLITE AND MODIFIED |
CN113582193B (en) * | 2020-04-30 | 2022-10-21 | 中国石油化工股份有限公司 | Modified beta zeolite, catalytic cracking catalyst, and preparation method and application thereof |
CN113797964B (en) * | 2020-06-17 | 2023-07-14 | 中国石油化工股份有限公司 | Catalytic cracking catalyst and preparation method and application thereof |
US11332678B2 (en) | 2020-07-23 | 2022-05-17 | Saudi Arabian Oil Company | Processing of paraffinic naphtha with modified USY zeolite dehydrogenation catalyst |
US11274068B2 (en) | 2020-07-23 | 2022-03-15 | Saudi Arabian Oil Company | Process for interconversion of olefins with modified beta zeolite |
US11154845B1 (en) | 2020-07-28 | 2021-10-26 | Saudi Arabian Oil Company | Hydrocracking catalysts containing USY and beta zeolites for hydrocarbon oil and method for hydrocracking hydrocarbon oil with hydrocracking catalysts |
US11420192B2 (en) | 2020-07-28 | 2022-08-23 | Saudi Arabian Oil Company | Hydrocracking catalysts containing rare earth containing post-modified USY zeolite, method for preparing hydrocracking catalysts, and methods for hydrocracking hydrocarbon oil with hydrocracking catalysts |
US11142703B1 (en) | 2020-08-05 | 2021-10-12 | Saudi Arabian Oil Company | Fluid catalytic cracking with catalyst system containing modified beta zeolite additive |
US11618858B1 (en) | 2021-12-06 | 2023-04-04 | Saudi Arabian Oil Company | Hydrodearylation catalysts for aromatic bottoms oil, method for producing hydrodearylation catalysts, and method for hydrodearylating aromatic bottoms oil with hydrodearylation catalysts |
CN116943709B (en) * | 2023-09-18 | 2023-12-12 | 南开大学 | Catalyst for preparing epoxypropane by epoxidation of propylene and oxygen and application thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0186446A2 (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-02 | Mobil Oil Corporation | Catalytic cracking with a mixture of faujasite-type zeolites and zeolite beta |
US4837396A (en) * | 1987-12-11 | 1989-06-06 | Mobil Oil Corporation | Zeolite beta containing hydrocarbon conversion catalyst of stability |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3791963A (en) * | 1968-09-30 | 1974-02-12 | Chevron Res | Hydrothermal method for manufacturing a novel catalytic material,catalysts containing said material,and processes using said catalysts |
US3876558A (en) * | 1972-03-16 | 1975-04-08 | Nl Industries Inc | Catalytic composition of matter |
US4898846A (en) * | 1986-03-21 | 1990-02-06 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Cracking catalysts with octane enhancement |
-
1990
- 1990-05-07 FR FR9005741A patent/FR2661621B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-03 DE DE19914114532 patent/DE4114532B4/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-07 JP JP10139191A patent/JP3277199B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-07 CA CA 2041905 patent/CA2041905C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0186446A2 (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-02 | Mobil Oil Corporation | Catalytic cracking with a mixture of faujasite-type zeolites and zeolite beta |
US4837396A (en) * | 1987-12-11 | 1989-06-06 | Mobil Oil Corporation | Zeolite beta containing hydrocarbon conversion catalyst of stability |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2661621A1 (en) | 1991-11-08 |
FR2661621B1 (en) | 1992-07-10 |
DE4114532A1 (en) | 1991-11-14 |
JPH04227849A (en) | 1992-08-17 |
CA2041905C (en) | 2001-08-28 |
CA2041905A1 (en) | 1991-11-08 |
JP3277199B2 (en) | 2002-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60006058T2 (en) | Micro- and mesoporous silicoaluminate solid, process for its production, use as a catalyst and in the conversion of hydrocarbon compounds | |
DE4114532B4 (en) | A β-zeolite, a Y-zeolite and a matrix-comprising cracking catalyst for hydrocarbon batches | |
DE69910885T2 (en) | Beta zeolite based catalyst with promoter element and hydrocracking process | |
DE60009030T2 (en) | CATALYTIC CRACKING METHOD WITH MCM-68 CATALYST | |
DE69819989T2 (en) | Composition containing pentasil-type molecular sieves, and their manufacture and use | |
DE2119723C2 (en) | ||
DE4310792C2 (en) | Zeolitic material, its use and method of making such a zeolite-containing material | |
DE102011013908A1 (en) | Modified catalyst for the conversion of oxygenates to olefins | |
DE3618746A1 (en) | CATALYTIC CRACKING METHOD | |
DE10022852A1 (en) | Zeolite used for cracking hydrocarbons contains silicon, phosphorus, and one of aluminum, iron, gallium, titanium, and boron | |
DE2451850A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING METAL OXIDES WITH GOOD MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES AND THE MATERIALS OBTAINED THEREOF | |
DE10007889A1 (en) | Hydrocracking a hydrocarbon charge uses a catalyst containing an amorphous or poorly crystallized matrix of the oxide type and an IM-5 zeolite, a hydrogenating-dehydrogenating element, and boron or silicon as promoter | |
DE69633250T2 (en) | CATALYST FOR CRACKING OIL SUPPLIED WITH METAL | |
DE3140076A1 (en) | CATALYST FOR CONVERTING HYDROCARBONS AND METHOD FOR USE THEREOF | |
DE3126132A1 (en) | ZEOLITH CZH 5 - COMPOSITION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
EP2054358A1 (en) | Use of a catalyst based on zeolites in the conversion of oxygenates to lower olefins, and associated method | |
DE2813969C2 (en) | ||
EP0406474B1 (en) | Synthetic crystalline aluminosilicate and process for its preparation | |
DE1542194A1 (en) | Process for the preparation of a non-crystalline silica-alumina cracking catalyst | |
DE3490097T1 (en) | Binder-free zeolite catalysts, processes for their preparation and catalytic reaction with them | |
DE60224019T2 (en) | ZEOLITE-BASED CATALYST WITH ULTRA-HIGH KINETIC CONVERSION ACTIVITY | |
EP2528684B1 (en) | Improved catalyst based on zeolite for producing olefins and for oligomerizing olefins | |
DE60012748T2 (en) | A catalyst containing a partially amorphous Y zeolite and its use for hydrogen conversion and hydrogen refining of hydrocarbon feeds | |
DE60226174T2 (en) | POROUS CRYSTALLINE MATERIAL (ITQ-21) AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF IN THE ABSENCE OF FLUORIDIONES | |
DE60036792T2 (en) | ZEOLITE CATALYST AND ITS USE IN HYDROGEN TREATMENT AND HYDROCRACKING |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination | ||
8170 | Reinstatement of the former position | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B01J 29/80 |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: VONNEMANN, KLOIBER & KOLLEGEN, 80796 MUENCHEN |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8364 | No opposition during term of opposition |