KR101385333B1 - Isomerization Process Using Metal-Modified Small Crystallite MTT Molecular Sieve - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공급물을 MTT 프레임워크를 갖는 소결정 분자체로 이성질화함으로써 탄화수소 공급물을 탈납시키는 방법에 관한 것으로, 상기 촉매는 Ca, Cr, Mg, La, Na, Pr, Sr, K 및 Nd로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속 및 적어도 하나의 VIII족 금속을 포함한다. 유동점 대 점도 지수 그래프에 적합선이 0 이하의 기울기를 갖고, 낮은 유동점 및 높은 점도 지수를 갖는 343℃(650℉) 이상에서 비등하는 생성물을 제조하는 탈납 방법이 또한 제공된다. 탈납 방법은 2.5 mm2/s 이상의 100℃ 점도를 갖는 공급물을 금속 수식 분자체상에서 이성질화 탈납시켜 낮은 유동점 및 높은 점도 지수를 갖는 생성물을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 유동점 및 점도 지수의 그래프에 적합선은 0 이하의 기울기를 가지며, 생성물의 수율이 높다. The present invention relates to a process for dewaxing a hydrocarbon feed by isomerizing the feed into small crystal sieves having a MTT framework, the catalyst comprising Ca, Cr, Mg, La, Na, Pr, Sr, K and Nd. At least one metal selected from the group consisting of and at least one group VIII metal. There is also provided a dewaxing process for producing products boiling above 343 ° C. (650 ° F.) with a slope of zero or less on the Pour Point vs. Viscosity Graph and having a low pour point and high viscosity index. The dewaxing method includes isomerizing dewaxing a feed having a viscosity of 100 ° C. of at least 2.5 mm 2 / s on a metal modified molecular sieve to produce a product having a low pour point and a high viscosity index, the graph of the pour point and viscosity index The fitted line at has a slope of zero or less and the yield of the product is high.
이성질화, 탈납, 분자체, 금속 수식, MTT 프레임워크, 구조위상 Isomerization, Desoldering, Molecular Sieve, Metal Modification, MTT Framework, Structural Phase
Description
본 발명은 금속이 적재된(loaded) 소결정 MTT 분자체를 포함하는 촉매를 이용한 10개 이상의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 약 분지쇄 파라핀 공급물을 이성질화하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 저 비등점에서 향상된 점도 지수를 갖는 산물을 생산하는 탈납 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for isomerizing straight and weakly branched paraffin feeds having 10 or more carbon atoms using a catalyst comprising a metal loaded small crystal MTT molecular sieve. The invention also relates to a dewaxing process for producing a product having an improved viscosity index at low boiling points.
수소화처리(hydroprocessing)를 사용한 II족 및 III족 베이스 오일의 생성은 최근에 매우 인기가 상승하였다. 향상된 이성질화 선택성 및 전환도를 입증하는 촉매는 계속적으로 탐색된다. 미국특허번호 제5,282,958호, 1-2단에서 언급된 바와 같이, 이성질화 및 모양 선택적 탈납 방법에서 ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, SSZ-32, SAPO-11, SAPO-31, SM-3, SM-6와 같은 중간 세공 분자체의 사용은 잘 알려져 있다. 탈납 방법에 유용한 기타 일반적인 제올라이트들은 ZSM-48, ZSM-57, SSZ-20, EU-1, EU-13, 페리어라이트(ferrierrite), SUZ-4, 세타(theta)-1, NU-10, NU-23, NU-87, ISI-1, ISI-4, KZ-1 및 KZ-2를 포함한다. The production of Group II and III base oils using hydroprocessing has recently become very popular. Catalysts demonstrating improved isomerization selectivity and conversion are continually searched. As mentioned in US Pat. No. 5,282,958, column 1-2, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, SSZ-32, SAPO-11, SAPO-31, SM in the isomerization and shape selective dewaxing process. The use of mesoporous molecular sieves such as -3, SM-6 is well known. Other common zeolites useful for the dewaxing method are ZSM-48, ZSM-57, SSZ-20, EU-1, EU-13, ferrierrite, SUZ-4, theta-1, NU-10, NU-23, NU-87, ISI-1, ISI-4, KZ-1 and KZ-2.
미국특허번호 제5,252,527호 및 제5,053,373호는 N-저급 알킬-N'-이소프로필-이미다졸리움 양이온을 주형으로 사용하여 제조된 SSZ-32와 같은 제올라이트를 개 시하고 있다. 제5,053,373호는 20 이상 내지 40 이하의 실리카 대 알루미나 비율 및 하소 후 및 수소형으로 13 이상의 속박 지수(constraint index)를개시하고 있다. 제5,252,527호의 제올라이트는 13 이상의 속박 지수로 한정되지는 않는다. 제5,252,527호는 수소화-탈수소화(hydrogenation-dehydrogenation) 기능을 제공하기 위하여 금속이 적재된 제올라이트를 개시하고 있다. 일반적인 치환 양이온은 수소, 암모늄, 금속 양이온, 예컨데 귀토(rare earth)금속, IIA족 금속 및 VIII족 금속, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 소(small) 중성 아민을 이용한 SSZ-32 또는 ZSM-23과 같은 MTT-형 제올라이트의 제조방법이 미국특허번호 제5,707,601호에 개시되어 있다.US Pat. Nos. 5,252,527 and 5,053,373 disclose zeolites such as SSZ-32 prepared using N-lower alkyl-N'-isopropyl-imidazolium cations as templates. 5,053,373 discloses a silica to alumina ratio of 20 or more and 40 or less and a constraint index of 13 or more after calcination and in hydrogen form. The zeolites of heading 5,252,527 are not limited to a bond index of 13 or greater. 5,252,527 discloses a zeolite loaded with metal to provide a hydrogenation-dehydrogenation function. Common substituted cations may include hydrogen, ammonium, metal cations, such as rare earth metals, Group IIA and Group VIII metals, and mixtures thereof. A process for preparing MTT-type zeolites such as SSZ-32 or ZSM-23 using small neutral amines is disclosed in US Pat. No. 5,707,601.
미국특허번호 제5,397,454호는 작은 결정크기 및 하소후 및 수소형으로 13 이상의 속박 지수를 갖는 SSZ-32와 같은 제올라이트를 사용한 가수소전환(hydroconversion) 방법을 개시하고 있다. 촉매는 20 이상 및 40 이하의 실리카 대 알루미나 비율을 갖는다. 미국특허번호 제5,300,210호는 SSZ-32를 사용한 탄화수소 전환 방법에 관한 것이다. 미국특허번호 제5,300,210호의 SSZ-32는 소 결정크기에 한정되지 않는다. U. S. Patent No. 5,397, 454 discloses a hydroconversion method using a zeolite such as SSZ-32 having a small crystal size and post calcination and a bond index of at least 13 in hydrogen form. The catalyst has a silica to alumina ratio of at least 20 and at most 40. U.S. Pat.No. 5,300,210 relates to a hydrocarbon conversion process using SSZ-32. SSZ-32 of US Pat. No. 5,300,210 is not limited to small crystal size.
미국특허번호 제7,141,529호는 nC16 공급물을 이용한 향상된 이성질화 선택성을 갖는 촉매를 제공하기 위하여 상이한 금속(금속 또는 Ca, Cr, Mg, La, Ba, Pr, Sr, K 및 Nd로 구성된 군에서 선택되는 금속, 및 또한 VIII족 금속)을 사용한 분자체의 금속 수식 방법을 개시하고 있다. 소 결정 크기를 갖는 분자체를 생성하 는 공정들이 개시되지 않았다. 0 이상의 650℉(343℃)에서 비등하는 생성물의 VI(점도지수) 대 유동점의 기울기를 제공하는 이성질화 방법도 개시되지 않았다. U.S. Pat.No. 7,141,529 describes a group of different metals (metals or Ca, Cr, Mg, La, Ba, Pr, Sr, K and Nd to provide a catalyst with improved isomerization selectivity with nC 16 feed). A method of modifying the metal of a molecular sieve using a selected metal, and also a Group VIII metal) is disclosed. Processes for producing molecular sieves with small crystal size have not been disclosed. An isomerization method is also disclosed that provides a slope of the VI (viscosity index) to the pour point of the product boiling at 650 ° F. (343 ° C.) above zero.
미국특허공개번호 제2007/0041898A1호는 소결정 MTT 촉매를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 하지만, 분자체를 금속으로 수식하는 방법은 개시되지 않았다.US Patent Publication No. 2007 / 0041898A1 discloses a process for preparing small crystal MTT catalysts. However, no method of modifying the molecular sieve with a metal has been disclosed.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명은 탄화수소 공급물을 이성질화 조건하에 수소 존재하에서 촉매와 접촉시키는 단계를 포함한, 이성질화 생성물을 생성하기 위해 10개 이상의 탄소원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 파라핀을 포함한 탄화수소 공급물을 탈납하는 방법이 제공하며, 상기 촉매는 MTT 구조 위상을 갖고 가장 긴 방향으로 약 200 내지 약 400Å의 결정 지름을 갖는 분자체를 포함하고, 상기 촉매는 Ca, Cr, Mg, La, Na, Pr, Sr, K 및 Nd로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속과 적어도 하나의 VIII족 금속을 포함한다. The present invention relates to a process for deleaving a hydrocarbon feed comprising straight or branched chain paraffins having at least 10 carbon atoms to produce an isomerization product, comprising contacting the hydrocarbon feed with a catalyst in the presence of hydrogen under isomerization conditions. Wherein the catalyst comprises a molecular sieve having an MTT structure phase and a crystal diameter of about 200 to about 400 microns in the longest direction, the catalyst comprising Ca, Cr, Mg, La, Na, Pr, Sr, K and At least one metal selected from the group consisting of Nd and at least one Group VIII metal.
또한, 적어도 5 중량%의 왁스를 갖는 탄화수소 공급물을 촉매상에서 이성질화 탈납시켜 둘 이상의 343℃(650℉) 이상에서 비등하는 이성질화 산물을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 각각의 이성질화 산물은 In addition, isomerization decarburization of the hydrocarbon feed with at least 5% by weight of wax to produce at least two isomerization products boiling above 343 ° C. (650 ° F.), each of which isomerization products
a. 0 내지 -30℃의 유동점, 및a. Pour point from 0 to -30 ° C, and
b. 95 이상의 대응 점도 지수를 가지며;b. Has a corresponding viscosity index of at least 95;
x축 상의 유동점 및 y축 상의 점도 지수 그래프에 대한 적합선(line fit to a chart)은 0 이상의 y에 대한 선 기울기를 갖는 탈납 방법이 제공된다.A line fit to a chart for the flow point on the x-axis and the viscosity index graph on the y-axis provides a dewaxing method with a line slope for y or more than zero.
또한, 적어도 5 중량%의 왁스를 갖는 탄화수소 공급물을 촉매상에서 이성질화 탈납시켜 둘 이상의 343℃(650℉) 이상에서 비등하는 이성질화 산물을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 각각의 이성질화 산물은 In addition, isomerization decarburization of the hydrocarbon feed with at least 5% by weight of wax to produce at least two isomerization products boiling above 343 ° C. (650 ° F.), each of which isomerization products
a. 0 내지 -30℃의 유동점, 및a. Pour point from 0 to -30 ° C, and
b. 95 이상의 대응 점도 지수를 가지며;b. Has a corresponding viscosity index of at least 95;
x축 상의 유동점 및 y축 상의 점도 지수 그래프에 대한 적합선은 0 이상의 y에 대한 선 기울기를 갖고; 상기 둘 이상의 343℃(650℉) 이상에서 비등하는 이성질화 산물의 수율은 공급물에 대하여 90 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 탈납 방법이 제공된다.The fitted line for the flow point on the x-axis and the viscosity index graph on the y-axis has a line slope for y or greater than zero; A yielding process is provided wherein the yield of isomerization products boiling above at least 243 ° C. (650 ° F.) is at least 90% by weight relative to the feed.
발명의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
일 실시예에 있어서, 촉매는 MTT 구조 위상을 갖는 분자체로 구성된다. 사용된 촉매는 5 내지 85 중량%의 분자체를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "분자체"는 "제올라이트"를 포함할 수 있다. "MTT형 제올라이트", "MTT 분자체" 또는 이들의 수식은 분자체 물질군에 대한 프레임워크 구조(framework structure) 코드(code)를 나타낸다. 국제 제올라이트 관련 구조 위원회 협회(Structure Commission of the International Zeolite Association; IZA)는 3개의 알파벳 문자로 이루어진 코드를 결정된 구조를 갖는 제올라이트(분자체 형)에게 부여한다. 동일한 위상(topology)을 갖는 제올라이트들은 이와 같은 3개의 문자로 일반적으로 명명된다. MTT 코드는 ZSM-23, SSZ-32, EU-13, ISI-4 및 KZ-1을 포함하는 분자체들의 구조에게 주어진다. 결국, ZSM-23 및 SSZ-32의 프레임워크 구조와 유사한 구조를 갖는 제올라이트들은 MTT형 제올라이트로 명명된다.In one embodiment, the catalyst consists of molecular sieves having an MTT structural phase. The catalyst used comprises 5 to 85% by weight molecular sieve. As used herein, "molecular sieve" may include "zeolite". "MTT-type zeolites", "MTT molecular sieves" or their modifications represent the framework structure code for a group of molecular sieve materials. The Structural Commission of the International Zeolite Association (IZA) assigns a code of three alphabetic characters to a zeolite (molecular type) having a determined structure. Zeolites with the same topology are generally named with these three letters. The MTT code is given to the structure of molecular sieves including ZSM-23, SSZ-32, EU-13, ISI-4 and KZ-1. As a result, zeolites having structures similar to the framework structures of ZSM-23 and SSZ-32 are named MTT zeolites.
이성질화 탈납에 유용한 기타 분자체들은 MTT, TON, AEL 또는 FER 구조 위상을 갖는 중간세공 크기 분자체들이다. Other molecular sieves useful for isomerization dewaxing are mesoporous sized molecular sieves with MTT, TON, AEL or FER structure phase.
촉매의 일실시예에서 사용된 소결정 MTT형 제올라이트는 가장 긴 방향으로 약 200Å 내지 약 400Å의 결정 지름을 갖는다.The small crystal MTT zeolite used in one embodiment of the catalyst has a crystal diameter of about 200 kPa to about 400 kPa in the longest direction.
촉매 제조Catalyst preparation
일 실시예에 있어서, 소결정 MTT 분자체는 알칼리 금속 산화물 또는 수산화물의 공급원, 알킬아민(이소부틸아민과 같은), 추후 수산화물 형태로 이온교환되는 4차 암모늄 이온의 유기 탄소 화합물 공급원, 알루미늄 산화물(예컨데, 여기서 알루미늄 산화물 공급원이 실리카에 공유 분산된(covalently dispersed) 알루미늄 산화물을 제공하는), 및 실리콘 산화물을 포함하는 수성 용액으로부터 제조된다. 일 실시예에서, 상기 추후 수산화물 형태로 이온교환되는 4차 암모늄 이온의 유기 탄소 화합물 공급원은 N-저급알킬-N'-이소프로필-이미다졸리움 양이온(예를 들면 N,N'-디이소프로필-이미다졸리움 양이온 또는 N-메틸-N'-이소프로필-이미다졸리움 양이온)이다. 수성 용액은 하기 범위의 몰비 조성을 갖는다:In one embodiment, the small crystal MTT molecular sieve is a source of an alkali metal oxide or hydroxide, an alkylamine (such as isobutylamine), an organic carbon compound source of quaternary ammonium ions, which are subsequently ion exchanged in hydroxide form, aluminum oxide ( For example, an aluminum oxide source is prepared from an aqueous solution comprising silicon oxide covalently dispersed in silica, and silicon oxide. In one embodiment, the organic carbon compound source of quaternary ammonium ions that are subsequently ion exchanged in hydroxide form is an N-lower alkyl-N'-isopropyl-imidazolium cation (e.g., N, N'-diisopropyl). Imidazolium cation or N-methyl-N'-isopropyl-imidazolium cation). The aqueous solution has a molar ratio composition in the following range:
[표 1][Table 1]
몰비Mole ratio 조성 Furtherance
여기서, Q는 Qa 및 Qb의 합이고; M은 알킬리 금속 산화물 또는 수산화물이고; M+는 알칼리 금속 산화물 또는 수산화물 유래 알칼리 금속 양이온이다. 알칼리 금속은 주기율표의 1족(IUPAC 스타일)을 포함하는 일련의 원소들이다: 리튬(Li), 소듐(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 및 프란슘(Fr). Where Q is the sum of Qa and Qb; M is an alkyl metal oxide or hydroxide; M + is an alkali metal oxide or hydroxide-derived alkali metal cation. Alkali metals are a series of
Qa는 4차 암모늄 이온의 유기 탄소 화합물 공급원이고, Qb는 아민이다. 일 실시예에 있어서, Qa는 N-저급알킬-N'-이소프로필-이미다졸리움 양이온(예컨데 N,N'-디이소프로필-이미다졸리움 양이온 또는 N-메틸-N'-이소프로필-이미다졸리움 양이온)이다. 여러 상이한 Qb 아민들이 유용하다. 일 실시예에 있어서, 이소부틸 아민, 네오펜틸 아민, 모노에틸 아민 또는 이들의 혼합물이 Qb의 적당한 예들이다. Qb의 몰농도는 Qa의 몰농도보다 크다. 일반적으로 Qb의 몰농도는 Qa의 몰농도보다 2 내지 약 9배 크다. 미국특허번호 제5,785,947호(본 명세서에 참고문헌으로 포함된)는 2개의 유기 질소 공급원(하나의 공급원은 1 내지 8개 탄소를 포함한 아민)을 사용한 제올라이트 합성 방법이 유기 성분의 유일한 공급원으로 4차 암모늄 이온 공급원(이미다졸리움과 같은)을 사용하는 방법과 비교하여 현저하게 비용을 절감하는 방법을 기술하고 있다. 2개의 유기 질소 공급원의 조합은 일차 주형(보다 작은 양으로 사용되는)이 원하는 제올라이트 구조를 핵형성하는 가능성을 허용하고, 이후 결정 성장기간중 아민이 안정한 방식으로 세공을 채우도록 허용한다. 고실리카 제올라이트의 텅빈 세공은 합성 조건하에서 재용해되기 쉽다. 또한, 아민은 합성을 위한 상승된 알칼리도(alkalinity)를 유지하는데 기여할 수 있다.Qa is a source of organic carbon compounds of quaternary ammonium ions and Qb is an amine. In one embodiment, Qa is N-lower alkyl-N'-isopropyl-imidazolium cation (e.g., N, N'-diisopropyl-imidazolium cation or N-methyl-N'-isopropyl-imi Dazolium cation). Several different Qb amines are useful. In one embodiment, isobutyl amine, neopentyl amine, monoethyl amine or mixtures thereof are suitable examples of Qb. The molar concentration of Qb is greater than the molar concentration of Qa. In general, the molar concentration of Qb is 2 to about 9 times greater than the molar concentration of Qa. U.S. Pat.No. 5,785,947 (incorporated herein by reference) discloses that the method of zeolite synthesis using two organic nitrogen sources (one source is an amine containing from 1 to 8 carbons) is the fourth source of organic components. It describes a method of significantly reducing costs compared to using an ammonium ion source (such as imidazolium). The combination of two organic nitrogen sources allows the primary template (used in smaller amounts) to nucleate the desired zeolitic structure and then allow the amine to fill the pores in a stable manner during the crystal growth period. The hollow pores of the high silica zeolite are likely to be redissolved under synthetic conditions. In addition, amines may contribute to maintaining elevated alkalinity for synthesis.
일 실시예에 있어서, 상기 4차 암모늄 이온의 유기 탄소 화합물 공급원은 수산화 이온을 제공한다. In one embodiment, the organic carbon compound source of quaternary ammonium ions provides hydroxide ions.
일 실시예에 있어서, 수성 용액의 4차 암모늄 이온의 유기 탄소 화합물 공급원, Qa, 는 하기 구조식의 화합물로부터 유래된다.In one embodiment, the organic carbon compound source, Qa, of the quaternary ammonium ions of the aqueous solution is derived from a compound of the formula
상기 식에서, R은 1 내지 5개 탄소 원자를 포함한 저급 알킬, 예컨데 -CH3 또는 이소프로필이다. MTT 분자체의 생성에 해롭지 않은 음이온(Aθ)는 양이온과 연관되어 있다, 음이온의 예로는 할로겐(예컨데 불화물(fluoride), 염화물(chloride), 브롬화물(bromide) 및 요오드화물(iodide)), 수산화물(hydroxide), 아세트산염(acetate), 황산염(sulfate), 카르복실산염(carboxylate) 등을 포함한다. 수산화물은 특히 유용한 음이온이다.Wherein R is lower alkyl including 1 to 5 carbon atoms, for example -CH3 or isopropyl. Anions (Aθ), which are not harmful to the production of MTT molecular sieves, are associated with cations. Examples of anions are halogens (eg fluoride, chloride, bromide and iodide), hydroxides. (hydroxide), acetate, sulfate, carboxylate and the like. Hydroxide is a particularly useful anion.
반응 혼합물은 표준 제올라이트 제조 기술을 사용하여 제조된다. 상기 반응 혼합물에 대한 산화 알루미늄의 일반적인 공급원은 알루미네이트, 알루미나, 및 알루미늄 코팅된 실리카 콜로이드(일 실시예는 Nalco 1056 콜로이드 졸)과 같은 알루미늄 화합물, Al2(SO4)3 및 기타 제올라이트를 포함한다. The reaction mixture is prepared using standard zeolite preparation techniques. Common sources of aluminum oxide for the reaction mixtures include aluminum compounds such as aluminate, alumina, and aluminum coated silica colloids (an example Nalco 1056 colloid sol), Al 2 (SO 4 ) 3 and other zeolites. .
일 실시예에 있어서, 알루미늄 산화물은 실리카 상에 공유 분산된(covalently dispersed) 형태이다. 공유 분산된 형태의 알루미늄 산화물은 증가된 알루미늄 함량을 갖는 분자체가 결정화되는 것을 가능하게 한다. 분자체에서 증가된 알루미늄 함량은 이성질화를 촉진한다. 또 다른 접근에 있어서, 펜타실(pentasil) 구조 및 낮은 실리카/알루미나 비율(대략 10)의 제올라이트는 소결정 MTT 문자체의 합성용 알루미늄 산화물 공급원 또는 공급원료(feedstock)로 사용될 수 있다. 이와 같은 제올라이트들은 앞서 기술된 유기 공급원 Qa 및 Qb의 존재하에 소결정 MTT 분자체로 재결정화된다. In one embodiment, the aluminum oxide is in the form of covalently dispersed on silica. Covalently dispersed forms of aluminum oxide enable molecular sieves with increased aluminum content to crystallize. Increased aluminum content in the molecular sieve promotes isomerization. In another approach, a pentasil structure and low silica / alumina ratio (approximately 10) zeolite can be used as a source of aluminum oxide or feedstock for the synthesis of small crystal MTT characters. Such zeolites are recrystallized into small crystal MTT molecular sieves in the presence of the organic sources Qa and Qb described above.
모데나이트(mordenite) 및 페리어라이트(ferrierite) 제올라이트는 2개의 유용한 알루미늄 산화물 공급원 또는 공급원료로 구성된다. 이와 같은 페리어라이트 제올라이트는 ZSM-5 및 ZSM-11의 결정화에 사용되고 있다(미국특허번호 제4,503,024호). Mordenite and ferrierite zeolites consist of two useful aluminum oxide sources or feedstocks. Such ferrite zeolites are used for crystallization of ZSM-5 and ZSM-11 (US Pat. No. 4,503,024).
알루미늄 산화물이 실라카상에 공유 분산 형태인 또 다른 접근은 Nalco Chem. Co에서 제조된 상품명 1056 콜로이드 졸(26% 실리카, 4% 알루미나)과 같은 알루미나 코팅 실리카 졸(sol)을 사용하는 것이다. 고 알루미늄 함량을 갖는 신규 SSZ-32 X를 제공하는 이외에, 졸을 사용함으로써 매우 높은 이성질화 능력을 갖는 1000A 이하(기준축을 따라서)의 결정을 생성한다. Another approach, in which aluminum oxide is a covalently dispersed form on silica, is described in Nalco Chem. Alumina coated silica sol such as the trade name 1056 colloidal sol (26% silica, 4% alumina) manufactured by Co. In addition to providing a novel SSZ-32X with a high aluminum content, the use of a sol produces crystals up to 1000 A (along the reference axis) with very high isomerization capabilities.
일 실시예에 있어서, 분해력에 대한 MTT 분자체(수소형)의 촉매적 성능은 13 이상의 속박 지수값(Constraint Index value)(J. Catalysis 67, 218 페이지에서 정의됨)에 의해 명백해지며, 일 실시예에서 MTT 분자체(수소형)은 13 내지 22의 속박 지수를 갖는다. 속박 지수의 측정은 미국특허번호 제4,481,177호에 개시되어 있다. 일반적으로, 제올라이트의 결정 크기가 작아지면 형태 선택성이 감소된다. 이는 J. Catalysis 99, 327(1986)에서 보고된 바와 같이 방향족을 포함하는 ZSM-5 반응들에 대해서 입증되었다. 또한, 제올라이트 ZSM-22(미국특허번호 제4,481,177호)는 ZSM-23(J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1985, 1117페이지)와 밀접하게 연관된 것으로 알려져 있다. 위의 ZSM-22에 대한 참고문헌에서, 상기 결정을 볼 밀링(ball-milling)하면 속박 지수가 2.6인 촉매를 생성한다는 것이 보고되었다. 이것이 매우 선택적인 10-고리 펜타실(Proc. of 7th Intl. Zeolite Conf. Tokyo, 1986, 23 페이지)이라고 지적하는 다른 연구에서 주어진 이와 같은 물질에 대해서 매우 낮은 값이다. 아마도 볼밀링은 보다 작은 결정을 생성함으로써 선택성을 낮추지만 촉매활성을 증가시키는 것 같다. 낮은 속박 지수를 갖는 초기의 소결정 촉매들과 달리 금속이 적재된 보다 작은 결정 MTT 분자체는 높은 선택성을 유지한다. In one embodiment, the catalytic performance of the MTT molecular sieve (hydrogen) with respect to degradability is evident by a Constraint Index value (defined in J. Catalysis 67, page 218) of at least 13, In the example the MTT molecular sieve (hydrogen) has a bond index of 13 to 22. The determination of the bond index is disclosed in US Pat. No. 4,481,177. In general, smaller crystal sizes of the zeolite reduce form selectivity. This was demonstrated for ZSM-5 reactions involving aromatics as reported in
일반적은 실리콘 산화물 공급원은 실리케이트(silicate), 실리카 하이드로겔(silica hydrogel), 규산(silicic acid), 콜로이달 실리카(colloidal silica), 훈증 실리카(fumed silica), 테트라알킬 오르소실리케이트(tetraalkyl orthosilicate) 및 수산화실리카(silica hydroxide)를 포함한다. 염, 특히 염화나트륨과 같은 알칼리 금속 할라이드가 반응 혼합물에 첨가되거나 반응 혼합물에서 형성될 수 있다. 이들은 문헌에서 격자에서의 실리카 폐색(occlusion)을 방지하면서도 제올라이트 결정화를 도와주는 것으로 개시되어 있다.Common sources of silicon oxide are silicate, silica hydrogel, silicic acid, colloidal silica, fumed silica, tetraalkyl orthosilicate and Silica hydroxide. Salts, in particular alkali metal halides such as sodium chloride, can be added to or formed in the reaction mixture. These are disclosed in the literature to assist in zeolite crystallization while preventing silica occlusion in the lattice.
반응혼합물은 분자체 결정이 형성될때까지 상승 온도하에 유지된다. 수열 결정화 단계중의 온도는 일반적으로 약 140℃ 내지 약 200℃, 예를 들면 약 160℃ 내지 약 180℃, 또는 약 170℃ 내지 약 180℃에서 유지된다. 결정화 기간은 일반적으로 하루 이상이며, 일 실시예에서는 결정화 기간이 약 4일 내지 약 10일이다.The reaction mixture is maintained at elevated temperature until molecular sieve crystals form. The temperature during the hydrothermal crystallization step is generally maintained at about 140 ° C. to about 200 ° C., for example about 160 ° C. to about 180 ° C., or about 170 ° C. to about 180 ° C. The crystallization period is generally at least one day, and in one embodiment the crystallization period is from about 4 days to about 10 days.
열수 결정화는 압력하에 일반적으로 고온멸균기(autoclave)에서 수행되어 반응 혼합물이 자생압력을 받게 된다. 반응 혼합물은 성분들이 첨가되는 동안 및 결정화동안 교반될 수 있다.Hydrothermal crystallization is usually carried out under pressure in an autoclave such that the reaction mixture is subjected to autogenous pressure. The reaction mixture can be stirred while the components are added and during the crystallization.
일단 분자체 결정이 형성되면 고형 생성물을 여과 또는 원심분리와 같은 표준 기계분리기술을 통해 반응 혼합물로부터 분리한다. 결정물은 물로 세정하고 예컨데 90℃ 내지 150℃에서 8-24시간 동안 건조하여 합성형 분자체 결정을 수득한다. 상기 건조 단계는 대기압 또는 대기압 이하에서 수행될 수 있다, Once the molecular sieve crystals are formed, the solid product is separated from the reaction mixture through standard mechanical separation techniques such as filtration or centrifugation. The crystals are washed with water and dried at 90 ° C. to 150 ° C. for 8-24 hours to obtain synthetic molecular sieve crystals. The drying step may be carried out at atmospheric pressure or below atmospheric pressure,
열수 결정화 단계중에 결정은 반응혼합물로부터 자발적으로 핵형성될 수 있다. 결정화를 지시 및 가속화하고, 원하지 않는 알루미노실리케이트 오염물의 생성을 최소화 하기 위해 반응 혼합물은 MTT 결정으로 시딩(seeding)될 수 있다. During the hydrothermal crystallization step, the crystals can spontaneously nucleate from the reaction mixture. The reaction mixture can be seeded with MTT crystals to direct and accelerate crystallization and to minimize the generation of unwanted aluminosilicate contaminants.
일 실시예에 있어서, 촉매에서 사용되는 소결정 MTT형 제올라이트는 가장 긴 방향으로 약 200Å 내지 약 400Å의 결정 지름을 갖는다.In one embodiment, the small crystal MTT zeolite used in the catalyst has a crystal diameter of about 200 kPa to about 400 kPa in the longest direction.
일 실시예에 있어서, 소결정 MTT형 분자체는 합성형으로 사용될 수 있거나, 열처리(하소)될 수 있다. 하소는 약 750℉의 온도하에서 유리하게 수행된다. 일반적으로, 이온 교환에 의해 알칼리 금속 양이온을 제거하고 이를 수소, 암모늄, 또는 어떠한 원하는 금속 이온으로 교체하는 것이 바람직하다. 분자체는 킬레이트제, 예컨데 EDTA 또는 희석 산 용액으로 여과되어 실리카 알루미나 몰비를 증가시킬 수 있다. 분자체는 증기로 처리될 수 있다. 증기처리는 결정 격자를 산 공격으로부터 안정화하는데 도움을 준다.In one embodiment, the small crystalline MTT type molecular sieve can be used synthetically or can be heat treated (calcined). Calcination is advantageously performed at a temperature of about 750 ° F. In general, it is desirable to remove alkali metal cations by ion exchange and replace them with hydrogen, ammonium, or any desired metal ions. Molecular sieves can be filtered with chelating agents such as EDTA or dilute acid solutions to increase the silica alumina molar ratio. Molecular sieves can be treated with steam. Steam treatment helps to stabilize the crystal lattice from acid attack.
이후 하소 분자체는 Ca, Cr, Mg, La, Na, Pr, Sr, K 및 Nd로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이 적재될 수 있다. 이와 같은 금속은 촉매상에서 강산(strong acid) 위치의 개수를 감소시키고 분해 대 이성질화에 대한 선택성을 감소시켜 촉매 성능을 변화시키는 능력을 가진 것으로 알려져 있다. 일 실시예에 있어서, 촉매의 산 또는 양이온 위치들이 봉쇄되도록 수식은 또한 증가된 금속 분산성을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 금속 적재는 함침 및 이온 교환을 포함한 다양한 기술에 의해 달성된다. 일반적으로 촉매가 건조중량 기준으로 0.5 내지 5 중량%의 금속을 포함하도록 금속이 적재된다. 일 실시예에 있어서, 촉매는 건조중량 기준으로 2-4 중량%의 금속을 포함한다. The calcined molecular sieve may then be loaded with at least one metal selected from the group consisting of Ca, Cr, Mg, La, Na, Pr, Sr, K and Nd. Such metals are known to have the ability to change the catalyst performance by reducing the number of strong acid sites on the catalyst and reducing selectivity for degradation versus isomerization. In one embodiment, the modification also includes increased metal dispersibility such that the acid or cationic positions of the catalyst are blocked. In one embodiment, metal loading is accomplished by various techniques including impregnation and ion exchange. Generally, the metal is loaded so that the catalyst comprises 0.5 to 5 weight percent of the metal on a dry weight basis. In one embodiment, the catalyst comprises 2-4% by weight of metal on a dry weight basis.
일반적인 이온교환 기술은 압출물(extrudate) 또는 입자를 원하는 치환 양이온 또는 양이온들의 염을 포함하는 용액과 접촉시키는 과정을 포함한다. 비록, 다양한 염이 사용될 수 있지만, 일 실시예에서 원하는 치환 양이온 또는 양이온들의 염은 염화물 및 기타 할라이드(halide), 나이트레이트(nitrate), 설페이트(sulfate) 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다. 대표적인 이온 교환 기술은 미국특허번호 제3,140,249호, 제3,140,251호 및 제3,140,253호(각각은 본 명세서에 참고문헌으로 포함됨)를 포함한 여러 특허들에 개시되어 있다. 이온교환은 압출물 또는 입자가 하소되기 전후에 일어날 수 있다. 하소는 400 내지 1100℉ 온도에서 수행된다. Common ion exchange techniques include contacting an extrudate or particle with a solution containing a desired substituted cation or salt of cations. Although various salts may be used, in one embodiment the desired substituted cation or salt of cations is selected from the group consisting of chlorides and other halides, nitrates, sulfates and mixtures thereof. Representative ion exchange techniques are disclosed in several patents, including US Pat. Nos. 3,140,249, 3,140,251, and 3,140,253, each of which is incorporated herein by reference. Ion exchange may occur before or after the extrudate or particles are calcined. Calcination is carried out at a temperature of 400-1100 ° F.
원하는 치환 양이온의염 용액과 접촉후 분자체는 149℉ 내지 약 599℉의 온도에서 건조된다. 이후 분자체는 함침과 같은 기술을 사용하여 VIII족 금속으로 추가 적재되어 수소첨가(hydrogenation) 기능을 향상시킨다. 일부 구현예에 있어서, 미국특허번호 제4,094,821호에 개시된 바와 같이 수식 금속과 VIII족 금속을 한번에 동시에 함침시키는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, VIII족 금속은 백금, 팔라듐(palladium) 또는 이 둘의 혼합물이다. 일 실시예에 있어서, 금속적재후 공기중에서 또는 불활성 기체중에서 500 내지 900℉ 온도하에서 물질이 하소될 수 있다. After contact with the salt solution of the desired substituted cation, the molecular sieve is dried at a temperature between 149 ° F. and about 599 ° F. The molecular sieve is then further loaded with Group VIII metals using techniques such as impregnation to enhance hydrogenation. In some embodiments, it is desirable to impregnate the modified metal and the Group VIII metal at once, as disclosed in US Pat. No. 4,094,821. In one embodiment, the Group VIII metal is platinum, palladium or a mixture of both. In one embodiment, the material may be calcined at temperatures between 500 and 900 ° F. in air or in an inert gas after metal loading.
결국, 촉매를 제조하는 일반적인 방법의 예는 하기 단계를 포함한다:In the end, examples of general methods for preparing catalysts include the following steps:
(a) 수성 용액에서 소결정 MTT 제올라이트를 합성하는 단계;(a) synthesizing small crystal MTT zeolite in an aqueous solution;
(b) 상기 소결정 MTT 제올라이트를 난용성(refractory) 무기산화물 담체 전구체 및 수성 용액과 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계;(b) mixing the small crystal MTT zeolite with a refractory inorganic oxide carrier precursor and an aqueous solution to form a mixture;
(c) (b) 단계의 혼합물을 압출 또는 성형하여 압출물 또는 성형 입자를 생성하는 단계;(c) extruding or shaping the mixture of step (b) to produce an extrudate or shaped particles;
(d) 상기 (c) 단계의 압출물 또는 성형 입자를 건조하는 단계;(d) drying the extrudate or shaped particles of step (c);
(e) 상기 (d) 단계의 건조 압출물 또는 성형 입자를 하소(calcining)하는 단계;(e) calcining the dry extrudate or shaped particles of step (d);
(f) 상기 (e) 단계의 하소 압출물 또는 성형 입자를 Ca, Cr, Mg, La, Ba, Na, Pr, Sr, K 및 Nd로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 함침하여 금속수식 압출물 또는 성형 입자를 생성하는 단계;(f) impregnating the calcined extrudate or shaped particles of step (e) with at least one metal selected from the group consisting of Ca, Cr, Mg, La, Ba, Na, Pr, Sr, K and Nd Producing water or shaped particles;
(g) 상기 (f) 단계의 금속수식 압출물 또는 성형 입자를 건조하는 단계;(g) drying the metal-formed extrudate or shaped particles of step (f);
(h) 상기 (g) 단계의 금속수식 압출물 또는 성형 입자를 VIII족 금속으로 추가로 함침하여 촉매 전구체를 제조하는 단계;(h) further impregnating the metal-formed extrudate or shaped particles of step (g) with a Group VIII metal to prepare a catalyst precursor;
(i) 상기 (h) 단계의 촉매 전구체를 건조하는 단계; 및(i) drying the catalyst precursor of step (h); And
(j) 상기 (i) 단계의 건조 촉매 전구체를 하소하여 최종 결합 촉매를 생성하는 단계.(j) calcining the dry catalyst precursor of step (i) to produce a final combined catalyst.
합성 분자체와 함께, 즉 이와 결합된 활성 물질을 사용하면 특정 유기 전환 공정에서 촉매의 전환성 및 선택성을 향상시키는 경향이 있다. 활성 물질의 예로는 촉매의 전체적인 기능에 영향을 주기 위해 첨가되는 수소첨가 성분 및 금속들이다. 일 실시예에 있어서, 촉매의 전체적인 기능은 이성질화 향상 및 분해 활성의 감소를 포함한다. The use of active materials in combination with, or in combination with, synthetic molecular sieves tends to improve the conversion and selectivity of the catalyst in certain organic conversion processes. Examples of active materials are hydrogenation components and metals added to affect the overall function of the catalyst. In one embodiment, the overall function of the catalyst includes improving isomerization and reducing degradation activity.
일 실시예에 있어서, 수소첨가-탈수소화 기능이 바람직한 응용을 위해 소결정 MTT 분자체는 수소첨가 성분과 함께 사용될 수 있다. 일반적인 수소첨가 성분은 수소, 암모늄, 금속 양이온(예컨데 귀토금속, IIA족 금속 및 VII족 금속) 및 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 금속 수소첨가 성분의 예로는 텅스텐(tungsten), 바나듐(vanadium), 몰리브덴(molybdenum), 레늄(rhenium), 니켈(nickel), 코발트(cobalt), 크롬(chromium), 망간(manganese), 백금(platinum), 팔라듐(palladium)(또는 기타 귀금속)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, VIII족 금속은 백금, 팔라듐, 레늄 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 귀금속이다. 또 다른 실시예에 있어서, VIII족 금속은 백금, 팔라듐, 및 이의 혼합물에서 선택되는 귀금속이다. 일 실시예에 있어서, 건조중량 기준으로 약 0.3 내지 약 5 중량%의 촉매로 구성되도록 금속 수소첨가 성분이 첨가된다. In one embodiment, small crystal MTT molecular sieves may be used with the hydrogenation component for applications in which the hydrogenation-dehydrogenation function is desired. Common hydrogenation components may include hydrogen, ammonium, metal cations (such as precious earth metals, Group IIA metals and Group VII metals) and mixtures thereof. Examples of metal hydrogenation components include tungsten, vanadium, molybdenum, rhenium, nickel, cobalt, chromium, manganese, and platinum ), Palladium (or other precious metals). In one embodiment, the Group VIII metal is a precious metal selected from the group consisting of platinum, palladium, rhenium and mixtures thereof. In yet another embodiment, the Group VIII metal is a precious metal selected from platinum, palladium, and mixtures thereof. In one embodiment, a metal hydrogenation component is added to consist of about 0.3 to about 5 weight percent catalyst on a dry weight basis.
촉매의 전체적인 기능(이성질화 향상 및 분해활성 감소)에 영향을 주기 위해 첨가된 금속은 망간, 란타늄(lanthanum) (및 기타 귀토금속), 바륨(barium), 소듐(sodium), 프라시오디뮴(praseodymium), 스트론튬(strontium), 포타슘(potassium) 및 네오디뮴(neodymium)을 포함한다. 촉매의 전체적 기능에 영향을 주기 위해 사용될 수 있는 기타 금속은 아연, 카드뮴, 티타늄, 알루미늄, 주석 및 철을 포함한다. Metals added to influence the overall function of the catalyst (improving isomerization and reducing degradation activity) are manganese, lanthanum (and other precious metals), barium, sodium, prasiodymium ( praseodymium, strontium, potassium, and neodymium. Other metals that can be used to affect the overall function of the catalyst include zinc, cadmium, titanium, aluminum, tin and iron.
수소, 암모늄 및 금속 성분들은 분자체 내부로 교환될 수 있다. 제올라이트는 또한 금속으로 함침될 수 있으며, 금속은 본 기술분야에 알려진 표준 방법을 사용하여 분자체와 물리적으로 친밀하게 혼합될 수 있다. 금속은 제올라이트가 제조되는 반응혼합물에 이온으로 존재하는 원하는 금속을 보유함으로써 결정 격자에 폐색(occluded)될 수 있다. Hydrogen, ammonium and metal components can be exchanged inside the molecular sieve. Zeolites may also be impregnated with metals, which may be physically intimately mixed with the molecular sieve using standard methods known in the art. The metal can be occluded in the crystal lattice by having the desired metal present as ions in the reaction mixture from which the zeolite is made.
일 실시예에 있어서, 기술된 분자체 제올라이트는 이의 산성 형태로 전환된 후 난용성 무기 산화물 담체 전구체 및 수성 용액과 혼합되어 혼합물을 형성한다. 일 실시예에 있어서, 수성 용액은 산성이다. 상기 수성 용액은 펩타이드화제(peptizing agent)로 작용한다. 일 실시예에 있어서, 담체(매트릭스 또는 결합제(binder)로 알려진)는 유기 전환 공정에 사용되는 온도 및 기타 조건들에 저항성이 있는 것을 선택된다. 이와 같은 메트릭스 물질은 활성 및 불활성 물질, 및 합성 또는 천연 발생 제올라이트, 및 점토, 실리카 및 금속 산화물과 같은 무기 물질을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 담체는 자연히 발생한다. 또 다른 실시예에 있어서, 담체는 실리카 혼합물 및 금속 산화물을 포함하는 젤라틴 타입(gelatinous) 침전물, 졸(sol) 또는 겔(gel)의 형태이다. In one embodiment, the molecular sieve zeolites described are converted to their acidic form and then mixed with the poorly soluble inorganic oxide carrier precursor and the aqueous solution to form a mixture. In one embodiment, the aqueous solution is acidic. The aqueous solution acts as a peptizing agent. In one embodiment, the carrier (known as the matrix or binder) is selected that is resistant to the temperature and other conditions used in the organic conversion process. Such matrix materials include active and inert materials, and synthetic or naturally occurring zeolites, and inorganic materials such as clays, silicas, and metal oxides. In one embodiment, the carrier occurs naturally. In another embodiment, the carrier is in the form of a gelatinous precipitate, sol or gel comprising a silica mixture and a metal oxide.
일 실시예에 있어서, 분자체는 다공성 매트릭스 물질, 및 실리카(silica), 알루미나(alumina), 티타니아(titania), 마그네시아(magnesia), 실리카-알루미나(silica-alumina), 실리카-마그네시아(silica-magnesia), 실리카-지르코니아(silica-zirconia), 실리카-토리아(silica-thoria), 실리카-베릴리아(silica-beryllia), 실리카-티타니아(silica-titania), 티타니아-지르코니아(titania-zirconia)와 같은 매트릭스 물질의 혼합물, 및 실리카-알루미나-토리아, 실리카-알루미나-지르코니아, 실리카-알루미나-마그네시아 및 실리카-마그네시아-지르코니아와 같은 삼원(ternary) 조성물로 조성된다. 매트릭스는 코겔(cogel) 형태일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 매트릭스 물질은 알루미나 및 실리카이다. In one embodiment, the molecular sieve is a porous matrix material and silica, alumina, titania, magnesia, silica-alumina, silica-magnesia Matrices such as silica-zirconia, silica-thoria, silica-beryllia, silica-titania, titania-zirconia A mixture of materials and ternary compositions such as silica-alumina-toria, silica-alumina-zirconia, silica-alumina-magnesia and silica-magnesia-zirconia. The matrix may be in the form of a cogel. In one embodiment, the matrix material is alumina and silica.
불활성 물질은 주어진 공정에서 전환 양을 조절하는 희석제로 적합하게 제공되어 반응 속도를 조절하는 기타 수단을 사용하지 않으면서 생성물을 경제적으로 수득할 수 있다. 종종, 제올라이트 물질은 예컨데 벤토나이트(bentonite) 및 카올린(kaolin)과 같은 자연 발생 점토 속으로 혼합되어 왔다. 이와 같은 물질, 예컨데 점토, 산화물 등은 일부가 촉매용 결합제로 기능한다. 석유 정제에 있어서, 촉매는 종종 거칠게 취급되기 쉽기 때문에 양호한 압착 강도를 갖는 촉매를 제공하는 것이 바람직하다. 이는 촉매를 가루로 분쇄하는 경향이 있으며, 이는 가공시 문제를 야기한다.Inert materials are suitably provided as diluents to control the amount of conversion in a given process so that the product is economically obtained without using other means to control the reaction rate. Often, zeolite materials have been mixed into naturally occurring clays such as bentonite and kaolin. Some of these materials, such as clays, oxides, etc., function in part as binders for catalysts. In petroleum refining, it is desirable to provide a catalyst with good compressive strength because the catalyst is often easy to handle roughly. This tends to break the catalyst into powder, which causes problems in processing.
본 명세서에서 사용된 "금속 수식(metal-modified)"은 촉매 분자체가 Ca, Cr, Mg, La, Na, Pr, Sr, K 및 Nd로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속 및 적어도 하나의 VIII족 금속을 포함하는 것을 의미한다. VIII족 금속은 Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir 및 Pt이다.As used herein, "metal-modified" means that the catalyst molecular sieve is at least one metal selected from the group consisting of Ca, Cr, Mg, La, Na, Pr, Sr, K and Nd and at least one It means containing a Group VIII metal. Group VIII metals are Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir and Pt.
일 실시예에 있어서, 자연 발생 점토는 합성 소결정 MTT 분자체로 구성된다. 자연 발생 점토의 예로는 몬트모릴로나이트 및 카올린계를 포함하며, 이들은 일반적으로 딕시(Dixie), 맥나미McNamee), 조지아(Georgia) 및 플로리다(Florida) 점토로 흔히 알려진 서브-벤토나이트(sub-bentonite) 및 카올린(kaolin), 또는 주요 미네랄 성분이 할로이사이트(halloysite), 카올리나이트(kaolinite), 딕카이트(dickite), 나크라이트(nacrite), 또는 아나욱사이트(anauxite)인 기타 점토를 포함한다. 세피올라이트(sepiolite) 및 아타풀자이트(attapulgite)와 같은 섬유질 점토 또한 지지체로 사용될 수 있다. 이와 같은 점토는 최초로 발굴된 원료 상태로 사용될 수 있거나, 하소(calcination), 산처리(acid treatment) 또는 화학 수식(chemical modification)으로 초기에 처리될 수 있다. In one embodiment, the naturally occurring clay consists of synthetic small crystal MTT molecular sieves. Examples of naturally occurring clays include montmorillonite and kaolin series, which are commonly known as sub-bentonite, commonly known as Dixie, Mcnamee, Georgia, and Florida clays. ) And kaolin, or other clays whose main mineral constituents are halloysite, kaolinite, dickite, nacrite, or anauxite. Fibrous clays such as sepiolite and attapulgite can also be used as support. Such clays can be used as raw materials first discovered, or initially treated with calcination, acid treatment or chemical modification.
분자체 및 결합제 혼합물은 다양한 물리적 형태로 형성될 수 있다. 일반적으로, 혼합물은 분말, 입자, 또는 2.5 mesh(Tyler) 스크린을 통과하고 48 mesh(Tyler) 스크린을 통과하지 못하는 입자크기를 갖는 압출물(extrudate)과 같은 주조품(molded product) 형태일 수 있다. 예컨데 유기 결합제를 사용한 압출성형(extrusion)을 통해 촉매가 주조되는 경우 혼합물은 건조전에 압출되거나, 건조 또는 부분 건조후 압출될 수 있다. 소결정 MTT 분자체는 증기처리(steaming)될 수 있다. 증기처리는 산(acid) 공격으로부터 결정 격자를 안정화하는데 도움을 준다. 건조 압출물은 이후 하소절차를 이용하여 열처리된다. Molecular sieve and binder mixtures can be formed in a variety of physical forms. In general, the mixture may be in the form of powder, particles, or a molded product such as an extrudate having a particle size that passes through a 2.5 mesh (Tyler) screen and does not pass through a 48 mesh (Tyler) screen. For example, when the catalyst is cast through extrusion with an organic binder, the mixture may be extruded before drying, or may be extruded after drying or partial drying. Small crystal MTT molecular sieves can be steamed. Steam treatment helps to stabilize the crystal lattice from acid attack. The dry extrudate is then heat treated using the calcination procedure.
일반적으로, 경제적인 이유로 최종 촉매에서 분자체의 양을 최소화하는 것이 바람직하다. 만일 양호한 활성 및 선택성 결과가 얻게된다면 최종 촉매에서 분자체 수준이 낮을수록 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 분자체 수준은 5 내지 85 중량%이고, 또 다른 실시예에서는 5 내지 60 중량%이다. 분자체 수준은 상이한 분자체 형태에 따라 다양하다. In general, it is desirable for economic reasons to minimize the amount of molecular sieve in the final catalyst. If good activity and selectivity results are obtained, lower molecular sieve levels in the final catalyst are preferred. In one embodiment, the molecular sieve level is 5 to 85% by weight, and in another
일 실시예에 있어서, 금속 수식 소결정 MTT 촉매는 다양한 공급물에 대해서 우수한 수율과 예외적인 점도 지수(VI)를 제공한다. 부산물 선택성은 표준 MTT 형 제올라이트를 포함하는 촉매와 비교시 현저히 변화된다. 예를 들면, 상기 촉매는 매우 낮은 기체 및 나프타 생성을 유발한다. 예를 들면, 122의 왁스질 VI를 갖는 21% 왁스를 포함한 왁스질(waxy) 500N 수소첨가분해물(hydrocrackate) 공급물상에서, 생성물 수율은 -15℃ 및 120-121의 VI하에서 97%이었다. 일반적으로, 더욱 많은 드롭(drop)이 왁스질 VI로부터 탈납(dewaxed) VI까지 보인다. 예를 들면, 표준 MTT형 제올라이트를 포함하는 촉매가 사용될 경우 생성된 생성물의 VI는 약 111이다. 금속 수식 표준 MTT형 제올라이트 촉매는 115의 VI를 제공한다. 기체 생성 및 나프타 생성 모두는 금속이 적재된 소결정 MTT 분자체의 사용을 통해 현저하게 감소된다. 이와 같은 높은 수율 및 탈납 후의 왁스질 공급물의 VI에 매우 근접한 생성물의 VI는 매우 놀랍다. 이와 같은 경우에서의 700 F+ 탈납 윤활 생성물의 수율은 97%로 매우 높다. 또한, 생성물의 VI 대 유동점의 기울기는 유동점에서 낮아지지 않을 정도로 일반적이지 않다. In one embodiment, the metal modified small crystal MTT catalyst provides good yield and exceptional viscosity index (VI) for various feeds. By-product selectivity is significantly changed compared to catalysts containing standard MTT type zeolites. For example, the catalyst causes very low gas and naphtha production. For example, on a waxy 500N hydrocrackate feed including 21% wax with a waxy VI of 122, the product yield was 97% under VI of -15 ° C and 120-121. In general, more drops are seen from the waxed VI to the dewaxed VI. For example, when a catalyst comprising a standard MTT zeolite is used, the VI of the resulting product is about 111. The metal modified standard MTT type zeolite catalyst provides VI of 115. Both gas production and naphtha production are significantly reduced through the use of metal loaded small crystal MTT molecular sieves. This high yield and the VI of the product very close to the VI of the waxy feed after dewaxing are very surprising. The yield of the 700 F + desoldering lubrication product in this case is very high, 97%. Also, the slope of the VI to pour point of the product is not so general that it will not be lowered at the pour point.
또한, 데이터는 과거의 MTT형 촉매와 비교시 향상된 생성물 수율과 VI를 나타내는 150N 왁스질 수소첨가물상에서 수득된다. 다시 말하면, 보다 낮은 기체 생성 및 나프타 생성이 관찰되었다. Mn 공급물이 시험되고 향상된 수율 및 VI가 다시 관찰되었다. In addition, data are obtained on a 150N waxy hydrogenate showing improved product yield and VI compared to past MTT type catalysts. In other words, lower gas production and naphtha production were observed. Mn feed was tested and improved yields and VIs were observed again.
피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 왁스 공급물이 금속이 적재된 소결정 MTT 분자체를 포함한 촉매를 사용하여 처리될 경우 생성된 650 ℉+ 생성물은 -25 내지 -30℃의 유동점하에서 165-170의 예외적인 VI를 갖는다. 750 ℉+ 비등 생성물이 추가로 2개의 분획으로 쪼개질 경우 750-850℉ 분획은 100℃에서 3.8 mm2/s의 동적 점도 및 -18℃의 유동점하에서 151의 매우 높은 VI를 가지며, 850℉+ 분획은 9.7 mm2/s 점도, -11℃의 유동점 및 168의 VI를 갖는다. 동적 점도는 ASTM D445-06으로 측정되며, 유동점은 ASTM D5950-02로 측정되며, VI는 ASTM D2270-04로 측정되었다. When the Fischer-Tropsch wax feed is treated with a catalyst containing a metal loaded small crystal MTT molecular sieve, the resulting 650 ° F. + product is 165-170 at a flow point of -25 to -30 ° C. Has an exceptional VI. If the 750 ° F. boiling product is split into two additional fractions, the 750-850 ° F. fraction has a dynamic viscosity of 3.8 mm 2 / s at 100 ° C. and a very high VI of 151 at a pour point of −18 ° C., 850 ° F. The fraction has a 9.7 mm 2 / s viscosity, a pour point of −11 ° C. and a VI of 168. Dynamic viscosity was measured by ASTM D445-06, Pour point was measured by ASTM D5950-02, and VI was measured by ASTM D2270-04.
공급물Supply
일 실시예에서, 소결정 MTT 위상을 갖고 금속이 적재된 분자체를 포함하는 촉매를 사용하는 방법은 케로센(kerosene) 및 제트 연료(jet fuel)와 같은 비교적 경질의 증류물 분획으로부터 전원유(whole crude petroleum), 감소 원유(reduced drude), 진공탑 잔류물(vacuum tower residua), 순환유(cycle oil), 합성원유(예컨데 혈암유(shale oil), 타르(tar) 및 오일 등), 기체유(gas oil), 진공기체유, 푸츠유(foots oils), 피셔-트롭쉬 유래 왁스 및 중간 생성물, 슬랙 왁스(slack waxes), 탈오일(deoiled) 슬랙 왁스, 왁스질 윤활 라피네이트(waxy lubricant raffinate), n-파라핀 왁스, NAO 왁스, 화학 공장 공정에서 생성된 왁스, 탈오일 석유 유래 왁스, 미세결정성 왁스, 기타 중유 및 이의 혼합물과 같은 고비등 원료(stock)까지 다양한 공급원료(feedstocks)를 탈납하기 위해 사용된다. In one embodiment, a method of using a catalyst comprising a molecular sieve loaded with a metal with a small crystal MTT phase comprises power oil from a relatively light distillate fraction such as kerosene and jet fuel. whole crude petroleum, reduced drude, vacuum tower residua, cycle oil, synthetic crude oil (e.g. shale oil, tar and oil, etc.), gas Gas oils, vacuum gas oils, foots oils, Fischer-Tropsch derived waxes and intermediates, slack waxes, deoiled slack waxes, waxy lubricants feedstocks ranging from high boiling stocks such as raffinate, n-paraffin wax, NAO wax, waxes produced in chemical plant processes, deoiled petroleum derived waxes, microcrystalline waxes, other heavy oils and mixtures thereof It is used to remove lead.
일 실싱예에 있어서, 공급원료는 적어도 5 중량%의 왁스를 갖는 탄화수소이다.In one example, the feedstock is a hydrocarbon with at least 5% wax by weight.
공급물에서 중량% 왁스는 유동점 이상의 온도까지 왁스질 시료를 가열하고, 100g의 가열 왁스질 시료를 1L의 비이커에 붓고 가열된 왁스질 시료의 중량을 소수점 2째자리 까지 기록하고; 400 mL의 톨루엔:메틸 에틸 케톤 1:1 혼합물(MEK)을 비이커에 첨가하고 핫플레이트(hot plate)상에서 균질하게 될때까지 약하게 교반하여 왁스질 시료를 용해시킴으로써 측정된다. 알루미늄 호일 조각으로 비이커를 덮고, 미리 공급물의 유동점으로 설정된 냉동고에 위치시킨다. 하룻밤 동안 시료를 정치시킨다. 하룻밤동안 냉동고에서 냉각시킨 후 냉동고에 설치된 필터 조합을 사용하여 혼합물을 여과한다. 부흐너(Buchner) 깔때기에 와트만(Whatman) 여과지 4번(지름이 18.5cm)을 사용하고 깔대기를 알루미늄 호일 조각으로 덮어서 얼음 결정이 깔대기에 수집되도록 한다. 깔대기를 고하중(heavy-duty) 진공에 연결하고, 여과지를 차가운 MEK로 미리 젖게 하고, 비이커에 있는 전체 혼합물을 압설기(spatula)를 이용해 깔대기로 양적으로 전달하고, 비이커를 차가운 MEK로 세척하고, 세척용액(rinsate)을 여과함으로써 여과를 수행한다. 냉각기를 닫고, 용매가 완전히 필터에서 빠져나갈때따지 기다린 후, 냉각기를 원래의 기설정 온도로 하강시킨다. 왁스 필터 케이크(wax filter cake)를 차가운 MEK를 사용해 완전히 세척한다. 왁스 케이크를 건조하고, 진공을 차단하고, 필터-깔대기 조합을 냉각기로부터 제거한다. 압설기를 사용하여 가능한 많은 양의 왁스를 필터로부터 용기(jar)로 전달한다. 고온 톨루엔으로 최종적으로 여과된 미량의 왁스를 제거하고 세척용액을 용기(jar)로 전달한다. 톨루엔을 증발시키고 용기(jar)에 모인 왁스 무게를 측정한다. 오일 여과물을 플라스크(flask)에 붓는다. 회전 증발기를 사용하여 용매를 제거하고 플라스크와 잔류 오일의 무게를 측정하여 오일 중량을 측정한다. 왁스 백분율은 가열된 왁스질 시료의 중량으로 용기(jar)에 모인 왁스 중량을 나눈 후 100을 곱하여 얻어진다. Weight percent wax in the feed heats the waxy sample to a temperature above the pour point, 100 g of heated waxy sample is poured into a 1 L beaker and the weight of the heated waxy sample is recorded to two decimal places; 400 mL of toluene: methyl ethyl ketone 1: 1 mixture (MEK) is added to the beaker and measured by dissolving the waxy sample by gentle stirring until homogeneous on a hot plate. The beaker is covered with a piece of aluminum foil and placed in a freezer that has been previously set to the feed point of the feed. Allow the sample to stand overnight. After cooling in the freezer overnight, the mixture is filtered using a filter combination installed in the freezer. Whatman filter 4 (18.5 cm in diameter) is used in a Buchner funnel and the funnel is covered with a piece of aluminum foil to allow ice crystals to collect in the funnel. Connect the funnel to a heavy-duty vacuum, prewet the filter paper with cold MEK, quantitatively deliver the entire mixture in the beaker to the funnel with a spatula, wash the beaker with cold MEK, Filtration is carried out by filtering the rinsate. Close the cooler, wait for the solvent to completely exit the filter, then lower the cooler to its original preset temperature. Wash the wax filter cake thoroughly with cold MEK. Dry the wax cake, turn off the vacuum, and remove the filter-funnel combination from the cooler. A snow blower is used to deliver as much wax as possible from the filter into the jar. Trace wax finally filtered off with hot toluene is removed and the cleaning solution is transferred to a jar. Toluene is evaporated and the wax weight collected in the jar is measured. The oil filtrate is poured into a flask. The solvent is removed using a rotary evaporator and the oil is weighed by weighing the flask and residual oil. The wax percentage is obtained by dividing the weight of the wax collected in the jar by the weight of the heated waxy sample and then multiplying by 100.
직쇄 n-파라핀 단독 또는 16개 이상 탄소원자를 갖는 약분지쇄 파라핀과 함께 본 명세서에서 때때로 왁스로 불리워진다. 경질오일이 일반적으로 현저한 양의 왁스질 성분이 없기 때문에 공급원료는 종종 약 350℉ 이상에서 비등하는 C10+ 공급원료일 것이다. 그러나, 상기 방법은 기체 오일, 케로센, 제트원료, 윤활유 원료, 가열오일 및 유동점 및 점도가 특정 허용한계값(specification limit) 범위내에서 유지될 필요가 있는 기타 증류물 분획을 포함하는 중간 증류물 원료와 같은 왁스질 증류물 원료(stock)를 사용하는 것이 특히 유용하다. 윤활유 원료는 일반적으로 230℃(450℉) 이상, 보다 일반적으로 315℃(600℉) 이상에서 비등한다. 수소화처리된 원료는 상당한 양의 왁스질 n-파라핀을 일반적으로 포함하기 때문에 이와 같은 종류의 원료 및 기타 증류물 분획의 편리한 공급원이다. 본 방법의 공급원료는 정상적으로 파라핀, 올레핀, 나프텐, 방향족 및 헤테로시클릭 화합물을 포함하고, 공급원료의 왁스질 성질에 기여하는 실질적인 부분의 고분자량 n-파라핀과 다소 분지된 파라핀을 갖는 C10+ 공급원료이다. 공정중에, n-파라핀과 다소 분지된 파라핀이 일부 분해 또는 수소첨가분해를 수행하여 낮은 점도 생성물에 기여하는 액체 범위 물질을 형성한다. 그러나 발생하는 분해정도는 제한되어서 공급원료의 비등점보다 낮은 비등점을 갖는 생성물의 수율이 감소되고, 이로서 공급원료의 경제적 가치를 보존한다.Straight n-paraffins alone or in combination with weakly branched paraffins having 16 or more carbon atoms are sometimes referred to herein as waxes. Since light oils are generally free of significant amounts of waxy components, the feedstock will often be a C10 + feedstock boiling above about 350 ° F. However, the process is intermediate distillate comprising gas oil, kerosene, jet stock, lubricating oil stock, heating oil and other distillate fractions where the pour point and viscosity need to be maintained within certain specification limits. Particularly useful is the use of waxy distillate stocks such as raw materials. Lubricant feedstocks generally boil above 230 ° C. (450 ° F.), more generally above 315 ° C. (600 ° F.). Hydrotreated raw materials are a convenient source of this kind of raw material and other distillate fractions because they generally contain significant amounts of waxy n-paraffins. The feedstock of the process normally contains paraffins, olefins, naphthenes, aromatics and heterocyclic compounds, and has a substantial portion of high molecular weight n-paraffins and somewhat branched paraffins that contribute to the waxy properties of the feedstock. It is a raw material. During the process, n-paraffins and somewhat branched paraffins undergo some decomposition or hydrocracking to form liquid range materials that contribute to low viscosity products. However, the degree of decomposition that occurs is limited so that the yield of products having a boiling point lower than that of the feedstock is reduced, thereby preserving the economic value of the feedstock.
일반적인 공급원료는 수소화처리 또는 수소첨가분해 기체 오일, 수소화처리 윤활유 라피네이트, 브라이트 스톡(bright stock), 윤활유 스톡, 합성 오일, 푸트 오일, 피셔-트롭쉬 합성 오일, 고비등점 폴리올레핀, 노르말 알파올레핀 왁스, 슬랙 왁스, 탈오일 왁스, 미세결정성 왁스 및 이의 혼합물을 포함한다. Common feedstocks are hydrotreated or hydrocracked gas oils, hydrotreated lubricating oil raffinates, bright stock, lubricating oil stocks, synthetic oils, foot oils, Fischer-Tropsch synthetic oils, high boiling polyolefins, normal alpha olefin waxes , Slack waxes, deoiled waxes, microcrystalline waxes and mixtures thereof.
피셔-트롭쉬 왁스는 잘 알려진 방법, 예를 들면 상업적인 SASOL® 슬러리 상 피셔-트롭쉬 기술(Slurry Phase Fischer-Tropsch technology), 상업적인 SHELL® 중간 증류물 합성(SMDS; Middle Distillate Synthesis) 방법, 또는 비상업적인 EXXON® 발전된 기체 전환(AGC-21; Advanced Gas Conversion) 방법을 사용하여 수득될 수 있다. 이와 같은 방법들의 상세한 내용 및 기타 방법들이 예를 들면 EP-A-776959, EP-A-668342; 미국특허번호 제4,943,672호, 제5,059,299호, 제5,733,839호, 및 RE39073; 및 미국공개출원번호 제2005/0227866호, WO-A-9934917, WO-A-9920720 및 WO-A-05107935에 기술되어 있다. 피셔-트롭쉬 합성 생성물은 일반적으로 1-100개, 심지어 100개 이상의 탄소원자를 갖는 탄화수소를 포함하며, 일반적으로 파라핀, 올레핀 및 산소처리(oxygenated) 생성물을 포함한다. 피셔 트롭쉬는 피셔-트롭쉬 왁스를 포함한 청정 대체 탄화수소 제품을 생산하기 위한 가시적 방법이다. Fischer-Tropsch waxes are well known methods, such as commercial SASOL® slurry phase Fischer-Tropsch technology, commercial SHELL® Middle Distillate Synthesis (SMDS) methods, or non-commercial. It can be obtained using the EXXON® Advanced Gas Conversion (AGC-21) method. Details of such methods and other methods are described, for example, in EP-A-776959, EP-A-668342; US Patent Nos. 4,943,672, 5,059,299, 5,733,839, and RE39073; And US Published Application Nos. 2005/0227866, WO-A-9934917, WO-A-9920720 and WO-A-05107935. Fischer-Tropsch synthesis products generally include hydrocarbons having 1-100, even 100 or more carbon atoms, and generally include paraffins, olefins, and oxygenated products. Fischer Tropsch is a visible method for producing clean alternative hydrocarbon products including Fischer-Tropsch waxes.
조건Condition
이성질화 탈납 방법이 수행되는 조건은 일반적으로 392℉ 내지 약 800℉의 온도, 약 15 내지 약 3000 psig의 압력을 포함한다. 일반적으로 압력은 약 100 내지 약 2500 psig이다. 접촉중 유체공간속도(liquid hourly space velocity)는 일반적으로 약 0.1 내지 약 20, 예를 들면 약 0.1 내지 약 5이다. 일 실시예에 있어서, 접촉은 수소 존재하에 수행된다. 수소 대 탄화수소 비율은 약 2000 내지 약 10,000 표준 입방피트 H2/1배럴 탄화수소, 예를 들면 약 2500 내지 약 5000 표준 입방피트 H2/1배럴 탄화수소이다. The conditions under which the isomerization dewaxing process is carried out generally include a temperature of 392 ° F. to about 800 ° F., and a pressure of about 15 to about 3000 psig. Typically the pressure is about 100 to about 2500 psig. The liquid hourly space velocity during contact is generally about 0.1 to about 20, for example about 0.1 to about 5. In one embodiment, the contacting is carried out in the presence of hydrogen. Hydrogen to hydrocarbon ratio of about 2000 to about 10,000 standard cubic feet of H 2/1 barrel hydrocarbon, for example, about 2500 to about 5000 standard cubic feet of H 2/1 barrel hydrocarbon.
일 실시예에 있어서, 이성질화 탈납 생성물은 예를 들면 수소화정제(hydrofinishing) 또는 흡착 처리를 통해 추가로 처리된다. 수소화정제는 일반적으로 금속성 수소첨가(hydrogenation) 촉매, 예를 들면 알루미나 상의 백금 존재하에 일반적으로 수행될 수 있다. 수소화정제는 약 374℉ 내지 약 644℉의 온도 및 약 400 psig 내지 약 3000 psig의 압력하에서 수행될 수 있다. 이와 같은 방식에서의 수소화정제는 예를 들면 미국특허번호 제3,852,207호에 기술되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조문헌으로 포함된다.In one embodiment, the isomerized dewaxed product is further processed, for example via hydrofinishing or adsorption treatment. Hydrogenation can generally be carried out in the presence of metallic hydrogenation catalysts, for example platinum on alumina. The hydrorefining may be performed at a temperature of about 374 ° F. to about 644 ° F. and a pressure of about 400 psig to about 3000 psig. Hydrogenation tablets in this manner are described, for example, in US Pat. No. 3,852,207, which is incorporated herein by reference.
도 1은 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 중(heavy) 중성(neutral)(500N) 공급물의 이성질화에 대한 수율 대 유동점을 도시하고 있다.1 shows a standard MTT-containing catalyst ("std SSZ-32"), a metal modified standard MTT-containing catalyst ("metal modified SSZ-32") and a metal modified small crystal MTT-containing catalyst ("metal modified SSZ-32X"). Yield vs. Pour Point for Isomerization of Heavy Neutral (500N) Feed Using.
도 2는 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 중(heavy) 중성(neutral)(500N) 공급물의 이성질화에 대한 점도 지수(VI) 대 유동점을 도시하고 있다. FIG. 2 shows standard MTT-containing catalyst (“std SSZ-32”), metal modified standard MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32”), and metal modified small crystal MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32X”). Viscosity index (VI) versus pour point for isomerization of heavy neutral (500N) feed using.
도 3은 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 중(heavy) 중성(neutral)(500N) 공급물의 이성질화에 대한 기체 생성(C1-C4 생성물의 생성) 대 유동점을 도시하고 있다. Figure 3 shows a standard MTT-containing catalyst ("std SSZ-32"), a metal modified standard MTT-containing catalyst ("metal modified SSZ-32") and a metal modified small crystal MTT-containing catalyst ("metal modified SSZ-32X"). Gas production (production of C 1 -C 4 products) versus pour point for isomerization of a heavy neutral (500N) feed using).
도 4는 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 중(heavy) 중성(neutral)(500N) 공급물의 이성질화에 대한 C5 생성물 수율 대 유동점을 도시하고 있다. 4 shows a standard MTT-containing catalyst (“std SSZ-32”), a metal modified standard MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32”) and a metal modified small crystal MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32X”). C 5 product yield versus pour point for isomerization of a heavy neutral (500N) feed using).
도 5는 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속이 적재되지 않은 소결정 MTT 함유 촉매("소결정 SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 150N 공급물의 이성질화에 대한 수율 대 유동점을 도시하고 있다.5 shows a standard MTT-containing catalyst (“std SSZ-32”), a metal-free small crystal MTT containing catalyst (“small crystal SSZ-32”), a metal modified standard MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-”). 32 ") and yield versus pour point for isomerization of a 150N feed using a metal modified small crystal MTT-containing catalyst (" metal modified SSZ-32X ").
도 6은 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 150N 공급물의 이성질화에 대한 점도 지수(VI) 대 유동점을 도시하고 있다. FIG. 6 shows standard MTT-containing catalyst (“std SSZ-32”), metal modified standard MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32”) and metal modified small crystal MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32X”). The viscosity index (VI) versus pour point for the isomerization of 150N feed using).
도 7은 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 150N 공급물의 이성질화에 대한 기체 생성 대 유동점을 도시하고 있다. 7 shows standard MTT-containing catalyst (“std SSZ-32”), metal modified standard MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32”) and metal modified small crystal MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32X”). Gas production versus pour point for isomerization of 150N feed with.
도 8은 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 150N 공급물의 이성질화에 대한 경질 나프타(C5-250℉) 수율 대 유동점을 도시하고 있다. FIG. 8 shows standard MTT-containing catalyst (“std SSZ-32”), metal modified standard MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32”) and metal modified small crystal MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32X”). ) Shows the hard naphtha (C 5 -250 ° F.) yield versus pour point for isomerization of the 150N feed.
도 9는 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 중간(medium) 중성 공급물의 이성질화에 대한 수율 대 유동점을 도시하고 있다. 9 shows a standard MTT-containing catalyst (“std SSZ-32”), a metal modified standard MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32”) and a metal modified small crystal MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32X”). Yield versus pour point for isomerization of a medium neutral feed using
도 10은 표준 MTT-함유 촉매("std SSZ-32"), 금속수식 표준 MTT-함유 촉매("금속수식 SSZ-32") 및 금속수식 소 결정 MTT-함유 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 이용한 중간 중성 공급물의 이성질화에 대한 점도 지수(VI) 대 유동점을 도시하고 있다. 10 shows standard MTT-containing catalyst (“std SSZ-32”), metal modified standard MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32”) and metal modified small crystal MTT-containing catalyst (“metal modified SSZ-32X”). The viscosity index (VI) vs. pour point for isomerization of the intermediate neutral feed using) is shown.
도 11은 표준 MTT 분자체("표준 SSZ-32")와 소결정 MTT 분자체("SSZ-32X")의 X 선 회절 패턴을 비교 도시하고 있다. FIG. 11 shows a comparison of the X-ray diffraction patterns of standard MTT molecular sieves (“standard SSZ-32”) and small crystal MTT molecular sieves (“SSZ-32X”).
금속이 적재된 소결정 MTT 분자체를 기술하기 위해 사용될 수 있는 또 다른 용어는 "브로드라인(broadline)"이다. 브로드라인(x선 회절 패턴과 관련하여) 소결정 분자체의 합성은 제올라이트의 매우 작은 결정 시료를 결정화하는 것과 실질적으로 동일하다. 결정 크기가 감소함에 따라 x선 회절 패턴이 넓어진다. 일반적으로 MTT 분자체의 시스템에 대하여 SiO2/Al2O3 비율이 감소함에 따라(제올라이트 산물에서 Al 중량% 이상) 결정크기 또한 감소한다. Another term that can be used to describe small crystal MTT molecular sieves loaded with metal is "broadline." The synthesis of broadline small crystal molecular sieves (with respect to x-ray diffraction patterns) is substantially the same as crystallizing very small crystal samples of zeolite. As the crystal size decreases, the x-ray diffraction pattern broadens. In general, as the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio decreases (more than Al weight percent in zeolite products) with respect to the system of MTT molecular sieves, the crystal size also decreases.
표 2(a)는 표준 MTT 분자체인 표준 SSZ-32의 피크 리스트와 피크의 상대세기를 나타낸다. 표 2(b)는 금속이 적재되기 전의 소결정 MTT 분자체의 피크 리스트와 피크의 상대세기를 나타낸다. 표 2(b)는 피크를 확대하여 소결정 MTT 분자체와 표준 SSZ-32의 주요 피크들이 용이하게 비교된다. Table 2 (a) shows the peak list of the standard SSZ-32, the standard MTT molecular sieve, and the relative intensities of the peaks. Table 2 (b) shows the peak list of the small crystal MTT molecular sieves and the relative intensities of the peaks before the metal is loaded. Table 2 (b) enlarges the peaks to allow easy comparison of the major peaks of the small crystal MTT molecular sieve with the standard SSZ-32.
[표 2(a)][Table 2 (a)]
표준 Standard SSZSSZ -32의 피크 리스트-32 peak list
(Å)d-spacing
(A)
(I/Io x 100)Relative Strength (%)
(I / Io x 100)
[표 2(b)][Table 2 (b)]
제조형 Manufacturing 소결정Small crystal MTTMTT 분자체의 피크 Peak of molecular sieve
(Å)d-spacing
(A)
(I/Io x 100)Relative Strength (%)
(I / Io x 100)
도 11은 이와 같은 2가지 형태의 MTT 분자체의 x-선 회절 패턴을 도시하며, 소결정 MTT 분자체의 보다 더 넓은 x-선 회절 피크를 분명하게 증명하고 있다.FIG. 11 shows the x-ray diffraction patterns of these two types of MTT molecular sieves and clearly demonstrates the broader x-ray diffraction peaks of the small crystal MTT molecular sieve.
실시예Example 1 One
소결정Small crystal MTTMTT 분자체의 합성 Synthesis of Molecular Sieves
소결정 MTT 분자체는 다음과 같이 합성되었다. 제제의 혼합 및 이후의 열처리를 위해 5 갤론(gallon) 고온멸균기(autoclave) 장치에 대한 하스텔로이(Hastelloy) C 라이너(liner)가 사용되었다. 기술된 순서에 따라 하기 성분들을 1500 RPM에서 30분동안 혼합하였다. 300g의 N,N' 디이소프로필 이미다졸리움 수산 화물 1 몰 용액을 4500g의 물과 혼합하였다. 요오드염(salt iodide)는 미국특허번호 제4,483,835호의 실시예 8에 따라 제조되고, 이후 BioRad AG1-X8 교환 수지를 이용하여 수산화물 형태로 이온교환되었다. 2400g의 1N KOH를 첨가하였다. 1524g의 Ludox AS-30(30 중량% SiO2)를 첨가하였다. 1080g의 Nalco's 1056 콜로이드 졸(26중량% SiO2 및 4 중량% Al2O3)를 첨가하였다. 마지막으로, 181g의 이소부틸아민을 혼합물에 교반하였다. 아민 Qb의 몰농도는 이미다졸리움 화합물 Qa의 몰농도를 초과하였다.Small crystal MTT molecular sieves were synthesized as follows. Hastelloy C liner for a 5 gallon autoclave device was used for mixing of the formulation and subsequent heat treatment. The following components were mixed for 30 minutes at 1500 RPM in the order described. 300 g of N, N 'diisopropyl imidazolium hydroxide 1 mole solution was mixed with 4500 g of water. Salt iodide was prepared according to Example 8 of US Pat. No. 4,483,835 and then ion exchanged in hydroxide form using BioRad AG1-X8 exchange resin. 2400 g of 1N KOH was added. 1524 g Ludox AS-30 (30 wt.% SiO 2 ) was added. 1080 g of Nalco's 1056 colloidal sol (26 wt% SiO 2 and 4 wt% Al 2 O 3 ) was added. Finally, 181 g of isobutylamine was stirred in the mixture. The molar concentration of amine Qb exceeded the molar concentration of imidazolium compound Qa.
일단 교반이 끝나면 고온멸균기 뚜껑을 닫고 반응을 170℃까지 8시간동안 수행하였다. 상기 시스템은 150 RPM에서 교반하였다. 106시간 가열후 반응을 종료하여 생성물을 회수하였다. 여과를 통해 고형물을 회수하였다(매우 느리게 진행됨: 소결정을 가리킴). 이후 고형물을 여러번 세척한 후 건조하였다. 건조된 물질을 x선 회절을 통해 분석하였으며, 패턴이 표 3에 기재되어 있다. 표 2(a)에 기재된 더욱 표준 SSZ-32 데이타를 이용해 비교하였으며, 실시예 1의 새로운 생성물이 SSZ-32와 관련되어 있지만 상당히 넓은 x선 회절선을 갖고 있다는 것을 알 수 있다. Once stirring was completed, the autoclave was closed and the reaction was performed for 8 hours to 170 ° C. The system was stirred at 150 RPM. After heating for 106 hours, the reaction was terminated to recover the product. Solid recovered through filtration (very slow progress: indicates small crystals). After washing the solid several times and dried. The dried material was analyzed by x-ray diffraction and the patterns are shown in Table 3. Comparisons were made using the more standard SSZ-32 data described in Table 2 (a) and it can be seen that the new product of Example 1 is associated with SSZ-32 but has a fairly broad x-ray diffraction line.
[표 3][Table 3]
(Å)d-spacing
(A)
(I/Io x 100)Relative Strength (%)
(I / Io x 100)
생성물이 소결정 및 상당량의 무정형 물질의 혼합물이라는 것에 관하여 TEM(투과형 전자현미경) 분석을 수행하였다. 현미경 작업은 실시예 1의 생성물이 무정형 물질이라는 증거는 거의 없으며 MTT 분자체의 상당히 균일하게 작은 결정이라는 것을 입증하였다. 결정은 가장 긴 방향으로 약 200 내지 약 400Å의 지름을 갖는 작고 광범위한 선반(lathe)형 성분의 확장(spread)에 의해 특징된다. 이와 같은 생성물의 SiO2/Al2O3 비는 29이다. TEM (Transmission Electron Microscopy) analysis was performed as to whether the product was a mixture of small crystals and a significant amount of amorphous material. Microscopic work demonstrated little evidence that the product of Example 1 was an amorphous material and was a fairly uniformly small crystal of the MTT molecular sieve. Crystals are characterized by the spread of small, broad lathe-like components having a diameter of about 200 to about 400 mm in the longest direction. The SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of this product is 29.
실시예Example 2 2
실시예 1의 생성물을 공기중에서 1100℉로 하소시켰으며, 1℃/분(1.8℉/분)의 속도로 온도를 증가시키고 250℉에서 3시간, 1000℉에서 3시간 및 1100℉에서 3시간동안 하소를 진행하였다. 하소된 물질은 x선 결정성을 보유하였다. 미국특허번 호 제5,252,527호에 기술된 대로 하소된 제올라이트는 (NH4NO3를 사용하여) 200℉에서 2번 이온교환되었다. 이온 교환된 물질은 다시 하소된 후 미국특허번호 제5,252,527호에 기술된 시험 절차를 사용하여 미세세공 측정을 수행하였다. 새로운 생성물은 소결정 MTT 분자체는 기존의 SSZ-32와 비교시 다소 예상치 못한 차이점을 가졌다. The product of Example 1 was calcined at 1100 ° F. in air, increasing temperature at a rate of 1 ° C./min (1.8 ° F./min) and 3 hours at 250 ° F., 3 hours at 1000 ° F. and 3 hours at 1100 ° F. Calcination was carried out. The calcined material retained x-ray crystallinity. The calcined zeolite as described in US Pat. No. 5,252,527 was ion exchanged twice at 200 ° F. (using NH 4 NO 3 ). The ion exchanged material was calcined again and then micropore measurements were performed using the test procedure described in US Pat. No. 5,252,527. The new product showed that the small crystal MTT molecular sieve had some unexpected differences compared to the existing SSZ-32.
소결정 MTT 분자체에 대한 Ar 흡착비: (0.001 내지 0.1의 상대 압력 사이의 87K에서의 Ar 흡착)/(0.1의 상대 압력까지의 총 Ar 흡착)는 0.5 이상이다. 일 실시예에 있어서, Ar 흡착비는 0.55 내지 0.70이다. 기존의 SSZ-32와 대조적으로, Ar 흡착비는 0.5 이하, 일반적으로 0.35 내지 0.45이다. 실시예 1 및 2의 소결정 MTT 분자체는 0.62의 아르곤 흡착비를 입증하였다. Ar adsorption ratio for the small crystal MTT molecular sieve: (Ar adsorption at 87K between relative pressures of 0.001 to 0.1) / (total Ar adsorption up to a relative pressure of 0.1) is at least 0.5. In one embodiment, the Ar adsorption ratio is from 0.55 to 0.70. In contrast to the conventional SSZ-32, the Ar adsorption ratio is 0.5 or less, generally 0.35 to 0.45. The small crystal MTT molecular sieves of Examples 1 and 2 demonstrated an argon adsorption ratio of 0.62.
결정의 외부표면적은 약 50 m2/g(SSZ-32)로부터 150 m2/g(소결정 MTT 분자체)로 증가하였으며, 이는 매우 작은 결정의 결과로 외부표면이 상당히 증가했음을 의미한다. 동시에 소결정 MTT 분자체에 대한 미세공 용적은 표준 SSZ-32에 대해 약 0.06 cc/g과 비교하여 약 0.035 cc/g으로 감소하였다. The outer surface area of the crystals increased from about 50 m 2 / g (SSZ-32) to 150 m 2 / g (small crystal MTT molecular sieve), indicating that the outer surface increased significantly as a result of very small crystals. At the same time the micropore volume for the small crystal MTT molecular sieve was reduced to about 0.035 cc / g compared to about 0.06 cc / g for the standard SSZ-32.
실시예Example 3 3
소결정 MTT 제올라이트는 압출, 건조 및 하소된 알루미나로 구성되어 있다. 건조 및 하도된 압출물은 백금 및 망간 모두를 포함한 용액으로 함침된 후, 최종적으로 건조 및 하소된다. 전체적인 백금 적재는 0.325중량%이다. 이와 같은 금속 수 식 촉매는 이후 21% 왁스, 10.218 mm2/s의 100℃ 동적점도 및 51℃의 유동점을 갖는 왁스질 500N 수소화분해물 공급물 상에서의 이성질화에 대해서 시험하였다. 사용된 이성질화 공정 조건은 1.0 hr-1의 LHSV, 4000 scf/bbl의 기체 대 오일비, 및 2300 psig의 총 압력이다. 이성질화 이후 생성물은 Pt/Pd 실리카 알루미나 수소화정체 촉매상에서 450℉에서 수소화정제되었다. 용매가 -18℃에서 탈납될 경우 왁스질 500N 수소화분해물 공급물의 VI는 122이고, 용매 탈납 왁스질 500 수소화분해물 공급물의 VI는 106이었다. 왁스질 VI와 촉매 이성질화 생성물 VI간의 차이점은 오직 2(122-120) 뿐이었으며, 이는 예외적이었다.Small crystal MTT zeolites consist of extruded, dried and calcined alumina. The dried and uncoated extrudate is impregnated with a solution comprising both platinum and manganese and then finally dried and calcined. The overall platinum loading is 0.325% by weight. This metal formula catalyst was then tested for isomerization on a waxy 500N hydrocrackate feed having 21% wax, 100.degree. C. dynamic viscosity of 10.218 mm 2 / s and a pour point of 51.degree. The isomerization process conditions used were LHSV of 1.0 hr −1 , gas to oil ratio of 4000 scf / bbl, and total pressure of 2300 psig. After isomerization the product was hydropurified at 450 ° F. on a Pt / Pd silica alumina hydrostatic catalyst. The VI of the waxy 500N hydrocrackate feed was 122 and the VI of the solvent dewaxed waxy 500 hydrocrackate feed was 106 when the solvent was dewaxed at -18 ° C. The difference between the waxy VI and the catalytic isomerization product VI was only 2 (122-120), which was exceptional.
도 1 및 2는 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함한 금속 수식 촉매("금속수식 SSZ-32X")를 사용하여 달성된 수율 및 생성물 VI 대 유동점을 도시하고 있다. 상이한 생성물 유동점에서의 데이타 및 대응 점도 지수는 탈납 촉매의 작업온도를 변화시켜 얻어졌다(예를 들면 낮은 유동점은 촉매 온도를 상승시켜 달성된다). 결과는 동일한 조건하에서 동일한 공급물을 사용하여 시험된 2개의 다른 촉매들, 표준 MTT 함유 촉매("Std SSZ-32") 및 금속 수식 표준 MTT 함유 촉매("금속 수식 SSZ-32")와 비교되었다. 일반적인 생성물 목표 범위의 -12 내지 -15℃ 유동점하에서 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함한 금속 수식 촉매를 사용하는 700℉ 이상에서 비등하는 생성물의 이성질화 수율은 전례없이 96 내지 97%이었다. 생성물 VI는 대략 120이었으며, 이는 또한 우수한 값이며, 베이스(base) 오일 비등범위 생성물에 포함된 예외적인 양의 이성질화 왁스에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. 700℉ 이상에서 비등하는 생성물의 VI 대 유동점의 기울기가 음의 값, 대략 -0.15이어서 유동점이 감소됨에 따라 VI가 실질적으로 증가되었다. 실시예 3은 2개 이상의 343℃(650℉) 이상에서 비등하는 이성질화 생성물이 104, 110 또는 그 이상의 해당 점도지수를 갖는다는 것을 입증하고 있다. 도 3 및 4는 2개의 다른 촉매와 비교하여, 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함한 금속 수식 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 사용하여 달성된 C1-C4 생성물("기체 생성") 및 C5-C250 ℉ 생성물(나프타)의 낮은 수율을 도시하고 있다. 1 and 2 show the yield and product VI versus pour point achieved using metal modified catalysts (“metal modified SSZ-32X”) including small crystal MTT zeolite catalysts. Data and corresponding viscosity indices at different product pour points were obtained by varying the working temperature of the dewaxing catalyst (eg, lower pour points were achieved by raising the catalyst temperature). The results were compared with two other catalysts tested with the same feed under the same conditions, standard MTT containing catalyst ("Std SSZ-32") and metal modified standard MTT containing catalyst ("Metal Modified SSZ-32"). . The isomerization yield of the product boiling above 700 ° F using a metal modified catalyst with a small crystal MTT zeolite catalyst under the -12 to -15 ° C pour point in the general product target range was unprecedented 96 to 97%. The product VI was approximately 120, which is also an excellent value and is believed to contribute to the exceptional amount of isomerized wax contained in the base oil boiling range product. The VI was substantially increased as the slope of the VI to pour point of the product boiling above 700 ° F. was negative, approximately -0.15, thus decreasing the pour point. Example 3 demonstrates that at least two isomerization products boiling above 343 ° C. (650 ° F.) have a corresponding viscosity index of 104, 110 or more. 3 and 4 show C 1 -C 4 products (“gas generation”) achieved using metal modified catalysts (“metal modified SSZ-32X”) including small crystal MTT zeolite catalysts compared to two other catalysts; Low yields of C 5 -C 250 ° F. product (naphtha) are shown.
실시예Example 4 4
실시예 3으로부터의 동일한 금속 수식 촉매 또한 10% 왁스 및 32℃ 유동점을 포함한 왁스질 150N 수소첨가분해물 공급물상에서의 이성질화에 대하여 시험되었다. 사용된 이성질화 공정 조건은 1.0 hr-1의 LHSV, 4000 scf/bbl 기체 대 오일비, 및 2300 psig의 총 압력이었다. 이성질화 이후 생성물은 450℉에서 Pt/Pd 실리카 알루미나 수소화정제 촉매상에서 수소화정제되었다.The same metal modified catalyst from Example 3 was also tested for isomerization on waxy 150N hydrolyzate feed including 10% wax and 32 ° C. pour point. The isomerization process conditions used were an LHSV of 1.0 hr −1 , a 4000 scf / bbl gas to oil ratio, and a total pressure of 2300 psig. After isomerization the product was hydropurified on a Pt / Pd silica alumina hydrorefining catalyst at 450 ° F.
도 5 및 6은 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함한 금속 수식 촉매("금속수식 SSZ-32X")를 사용하여 달성된 수율 및 생성물 VI 대 유동점을 도시하고 있다. 결과는 3개의 다른 촉매들: 표준 MTT 함유 촉매("Std SSZ-32"), 금속 수식 표준 MTT 함유 촉매("금속 수식 SSZ-32") 및 금속 수식되지 않은 표준 소결정 MTT 제올라이트 촉매("소결정 SSZ-32X")와 비교되었다. 모든 4개의 촉매는 동일한 조건 및 동일한 150N 공급물을 사용하여 검사되었다. 일반적인 생성물 목표 범위의 -12 내지 -15℃ 유동점하에서 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함한 금속 수식 촉매를 사용하는 650℉ 이상에서 비등하는 생성물의 이성질화 수율은 94 내지 95%이었다. 생성물 VI는 대략 108이었다. 650℉ 이상에서 비등하는 생성물의 VI 대 유동점의 기울기가 대략 0.09로, 비교 촉매를 사용하여 수득된 것보다 현저히 낮았다. 유동점이 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함하는 금속 수식 촉매를 사용하여 감소된 것 만큼 VI가 감소되지는 않았다. 도 7 및 8은 2개의 다른 촉매와 비교하여, 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함한 금속 수식 촉매("금속 수식 SSZ-32X")를 사용하여 달성된 C1-C4 생성물("기체 생성") 및 C5-C250 ℉ 생성물(나프타)의 낮은 수율을 도시하고 있다. 5 and 6 show the yield and product VI versus pour point achieved using metal modified catalysts (“metal modified SSZ-32X”) including small crystal MTT zeolite catalysts. The result is three different catalysts: a standard MTT containing catalyst ("Std SSZ-32"), a metal modified standard MTT containing catalyst ("metal modified SSZ-32") and a standard metal crystalline MTT zeolite catalyst ("small" Crystal SSZ-32X "). All four catalysts were tested using the same conditions and the same 150N feed. The isomerization yield of products boiling above 650 ° F. using metal modified catalysts including small crystal MTT zeolite catalysts at -12 to -15 ° C. pour point in the general product target range was 94-95%. Product VI was approximately 108. The slope of the VI to pour point of the product boiling above 650 ° F. was approximately 0.09, significantly lower than that obtained using the comparative catalyst. The VI was not reduced as much as the pour point was reduced using metal modified catalysts including small crystal MTT zeolite catalysts. 7 and 8 show C 1 -C 4 products (“gas generation”) achieved using metal modified catalysts (“metal modified SSZ-32X”) including small crystal MTT zeolite catalysts compared to two other catalysts; Low yields of C 5 -C 250 ° F. product (naphtha) are shown.
실시예Example 5 5
실시예 3으로부터의 동일한 금속 수식 촉매 또한 12.2% 왁스, 6.149 mm2/s의 100℃ 동적점도, 및 36℃ 유동점을 포함한 왁스질 중간(medium) 중성(neutral)(220N, MN) 공급물상에서의 이성질화에 대하여 시험되었다. 사용된 이성질화 공정 조건은 1.6 hr-1의 LHSV, 4000 scf/bbl 기체 대 오일비, 및 2300 psig의 총 압력이었다. 이성질화 이후 생성물은 450℉에서 Pt/Pd 실리카 알루미나 수소화정제 촉매상에서 수소화정제되었다.The same metal modified catalyst from Example 3 was also present on a waxy neutral neutral (220N, MN) feed including 12.2% wax, 100 ° C. dynamic viscosity of 6.149 mm 2 / s, and 36 ° C. pour point. It was tested for isomerization. The isomerization process conditions used were LHSV of 1.6 hr −1 , 4000 scf / bbl gas to oil ratio, and total pressure of 2300 psig. After isomerization the product was hydropurified on a Pt / Pd silica alumina hydrorefining catalyst at 450 ° F.
도 9 및 10은 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함한 금속 수식 촉매("금속수 식 SSZ-32X")를 사용하여 달성된 수율 및 생성물 VI 대 유동점을 도시하고 있다. 결과는 2개의 다른 촉매들: 표준 MTT 함유 촉매("Std SSZ-32") 및 금속 수식 표준 MTT 함유 촉매("금속 수식 SSZ-32")와 비교되었다. 모든 3개의 촉매는 동일한 조건 및 동일한 220N 공급물을 사용하여 검사되었다. 일반적인 생성물 목표 범위의 -15℃ 유동점하에서 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함한 금속 수식 촉매를 사용하는 650℉ 이상에서 비등하는 생성물의 이성질화 수율은 약 92%이었다. 생성물 VI는 105이었다. 650℉ 이상에서 비등하는 생성물의 VI 대 -12℃ 내지 -22℃의 유동점 범위상의 유동점의 기울기가 본질적으로 0으로, 비교 촉매를 사용하여 수득된 것보다 현저히 낮았다. 유동점이 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 포함하는 금속 수식 촉매를 사용하여 감소된 것 만큼 VI가 감소되지는 않았다. 9 and 10 show the yield and product VI versus pour point achieved using metal modified catalysts (“metal number formula SSZ-32X”) including small crystal MTT zeolite catalysts. The results were compared with two other catalysts: standard MTT containing catalyst ("Std SSZ-32") and metal modified standard MTT containing catalyst ("metal modified SSZ-32"). All three catalysts were tested using the same conditions and the same 220N feed. The isomerization yield of the product boiling above 650 ° F. using a metal modified catalyst with a small crystal MTT zeolite catalyst under the −15 ° C. pour point of the general product target range was about 92%. Product VI was 105. The slope of the VI of the product boiling above 650 ° F. over the pour point range of −12 ° C. to −22 ° C. was essentially zero, significantly lower than that obtained using the comparative catalyst. The VI was not reduced as much as the pour point was reduced using metal modified catalysts including small crystal MTT zeolite catalysts.
실시예Example 6 6
실시예 3으로부터의 동일한 금속 수식 촉매는 90% 이상의 왁스를 갖는 SASOL@슬러리 상 피셔-트롭쉬 공정(Slurry Phase Fischer-Tropsch process)으로 제조된 수소화처리 피셔-트롭쉬 왁스 공급물상에서의 이성질화에 대하여 시험되었다. 사용된 이성질화 공정 조건은 1.0 hr-1의 LHSV, 5000 scf/bbl 기체 대 오일비, 및 3000 psig의 총 압력이었다. 이성질화 이후 생성물은 450℉에서 Pt/Pd 실리카 알루미나 수소화정제 촉매상에서 수소화정제되었다. 650℉ 이상에서 비등하는 수득된 생성물은 -25 내지 -30℃의 유동점 하에서 165 내지 170를 가졌다. 650℉ 이상에서 비등하는 생성물의 수율은 20℃ 유동점 하에서 65 중량% 이상이었다. 650℉ 이상에서 비등하는 생성물은 진공 증류에 의해 2개의 분획, 즉 750-850℉에서 비등하는 분획과 850℉ 이상에서 비등하는 분획으로 추가로 나뉘어졌다. 경질 비등 분획은 3.8 mm2/s의 100℃ 동적 점도, 151의 VI 및 -11℃의 유동점을 가졌다. 중질 비등 분획은 9.7 mm2/s의 100℃ 동적 점도, 168의 VI 및 -11℃의 유동점을 가졌다. 동일한 공정 조건하에서 동일한 공급물 상에서 금속 수식 표준 MTT 포함 촉매를 사용하여 수행된 비교시험은 더욱 낮은 수율과 다소 높은 VI를 나타내었다. 흥미롭게도, 심지어 금속 수식 소결정 MTT 제올라이트 촉매를 사용하여 VI가 다소 낮더라도, 650℉ 이상에서 비등하는 생성물의 VI 대 -20℃ 내지 -50℃의 유동점 범위상의 유동점의 기울기(0.56 이하)는 비교 촉매를 사용하여 수득된 기울기(0.72 이상)보다 현저하게 낮았다.The same metal modified catalyst from Example 3 was subjected to isomerization on a hydrotreated Fischer-Tropsch wax feed prepared with a SASOL @ Slurry Phase Fischer-Tropsch process with at least 90% wax. Was tested against. The isomerization process conditions used were LHSV of 1.0 hr −1 , 5000 scf / bbl gas to oil ratio, and total pressure of 3000 psig. After isomerization the product was hydropurified on a Pt / Pd silica alumina hydrorefining catalyst at 450 ° F. The resulting product boiling above 650 ° F. had 165 to 170 under a pour point of −25 to −30 ° C. The yield of product boiling above 650 ° F. was at least 65% by weight under 20 ° C. pour point. The product boiling above 650 ° F. was further divided into two fractions by vacuum distillation, that is, the fraction boiling at 750-850 ° F. and the one boiling above 850 ° F. The hard boiling fraction had a 100 ° C. dynamic viscosity of 3.8 mm 2 / s, VI of 151 and a pour point of −11 ° C. The heavy boiling fraction had a 100 ° C. dynamic viscosity of 9.7 mm 2 / s, VI of 168 and a pour point of −11 ° C. Comparative tests performed using a metal modified standard MTT containing catalyst on the same feed under the same process conditions showed lower yields and somewhat higher VI. Interestingly, even if the VI is rather low using a metal modified small crystal MTT zeolite catalyst, the slope of the VI of the product boiling above 650 ° F. versus the slope of the pour point over the pour point range of -20 ° C. to -50 ° C. (less than 0.56) is compared. It was significantly lower than the slope obtained with the catalyst (above 0.72).
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