説明

FCCUにおけるNOx排気を制御する方法


【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はNO減少用組成物およびこれを製油工程、特に流動式接触分解(FCC)工程におけるNO排気の減少で用いる方法に関する。詳細には、本発明は、NO減少用組成物およびFCC工程中に不均一燃焼様式下で稼働しているFCC装置(FCCU)の再生ゾーンから排出されるNO排気を減少させる方法に関する。
【背景技術】
【0002】
窒素、硫黄および炭素の有害な酸化物が産業的に排出されることによる大気汚染に関する懸念が高くなっていることから、政府当局は、そのような汚染物の中の1種以上の許容排気量に対して制限を設けている。そのような傾向は明らかに規制を益々厳しくする方向に向かっている。
【0003】
FCCの再生装置から排出される燃焼排ガス流れに入っているNO、即ち窒素の酸化物は広範囲に渡って問題になっている。FCCUでは窒素化合物を含有する炭化水素供給材料が処理されるが、それの一部は触媒に付着しているコークスの中に入った状態で再生装置の中に入り込む。そのようなコークスの窒素のいくらかはFCC再生装置または下流のCOボイラーのいずれかの中で最終的にNO排気に変化する。従って、窒素含有供給材料を処理するFCCUの全部に触媒再生が原因で起こるNO排気問題が存在し得る。
【0004】
FCC工程では、触媒の粒子またはインベントリー(inventory)を接触分解ゾーンと触媒再生ゾーンの間で連続的に循環させることが行われる。再生中、分解反応に由来するコークスが触媒粒子に付着するが、それは酸素含有ガス、例えば空気などによる酸化によって高温で除去される。コークス付着物を除去すると触媒粒子の活性がそれらを分解反応で再使用することができる点にまで回復する。そのコークス除去段階は幅広い範囲の酸素条件に渡って実施される。酸素を最低限でも典型的には少なくとも生じたコークスの本質的に全部がCOおよびHOに変化するに充分な量で存在させる。有効な酸素の量を最大限でコークスの本質的に全部がCOおよびHOに酸化されるに必要な量に等しいか或はそれ以上の量にする。
【0005】
触媒に付着しているコークスの本質的に全部をCOおよびHOに変化させるに充分な量の空気を用いてFCCUを稼働させると、その再生装置から出て来る気体流れは「酸素を過剰」(典型的には全オフガスの0.5から4%)量で含有するであろう。そのような燃焼様式の稼働を通常は「完全燃焼(complete burn)」または「完全燃焼(full burn)」と呼ぶ。FCCU再生装置を完全燃焼様式で稼働させると、その再生装置の中の条件はたいていは酸化条件である。即ち、酸素が少なくとも気相還元種(例えばCO、アンモニア、HCNなど)の全部を変化(燃焼)させるに充分な量で存在する(これがそのような種が再生装置の中に滞留している時間の間に実際に起こるか否かに拘わらず)。そのような条件下では、分解工程中にFCCUライザーの中で触媒にコークスと一緒に付着した窒素の本質的に全部が最終的に窒素分子またはNOに変化した後、そのままオフガスと一緒に再生装置から出る。NOに変化するコークス窒素の量はそれが窒素分子に変化するのとは対照的にFCCU、特に再生装置のデザイン、条件および稼働に依存するが、典型的には、コークス窒素の大部分は窒素分子として再生装置から出る。
【0006】
他方、FCCUの再生装置に添加される空気の量が分解用触媒に付着しているコークスを充分に酸化させてCOおよびHOにするに充分な量ではない時には、コークスのいくらかが触媒上に存在したままになると同時に燃焼したコークス炭素の有意な部分が酸化
されるとしてもCOにまでである。FCCUをそのような様式で稼働させると、再生装置のオフガスに酸素が存在し得るか或は存在しない可能性もある。しかしながら、再生装置のオフガスに酸素がいくらか存在しているとしても、その量は、典型的に、下記の化学量論
CO+1/2O→CO
に従って、そのガス流れに入っているCOの全部をCOに変化させるに充分な量ではない。そのような稼働様式を通常は「部分燃焼」と呼ぶ。FCCUの再生装置が部分燃焼様式で稼働している時には、生じたCO(公知の汚染物)を処理しないまま大気に排出させることはできない。再生装置のオフガスに由来するCOを除去しかつそれの燃焼に伴う熱を回収する利点を実現する目的で、精油業者は、典型的に、燃料と空気をバーナー(通常は「COボイラー」と呼ぶ)に添加することを補助で用いて再生装置のオフガスに入っているCOを燃焼させている。COの燃焼で回収した熱は蒸気の発生で利用される。
【0007】
再生装置を部分燃焼で稼働させると、その再生装置の条件は還元条件(空気と一緒に添加される酸素が欠乏しかつCOの濃度が蓄積する)である。即ち、酸素が実際にそれでもいくらか存在していたとしても、それに関係なく、酸素の量はあらゆる還元種を変化/燃焼させるに充分な量ではない。そのような条件下では、コークスに入っている窒素のいくらかがいわゆる「還元窒素種」に変化し、その例はアンモニアおよびHCNである。また、部分燃焼した再生装置オフガスにもNOが少量存在する可能性もある。そのような還元窒素種が再生装置オフガスの残りと一緒にCOボイラー内で燃焼すると、それらが酸化されてNOになる可能性があり、その後、それが大気に排出される。そのようなNOが大気のNの酸化によってCOボイラーのバーナー内でいくらか生じる「熱」NOと一緒になって、部分または完全燃焼様式で稼働しているFCCUの全NO排気を構成する。
【0008】
また、FCCUの再生装置を完全燃焼と部分燃焼様式の間の中間である「不完全燃焼」様式で稼働するように考案することも可能である。そのような中間型が起こる例は、FCCUの再生装置で生じるCOの量がCOボイラーの使用を必要とするほどの量である時に起こるが、添加される空気の量は装置を完全燃焼稼働様式に近づけるに充分なほど多いことから、オフガスに有意な量で酸素が存在する可能性があり、そしてその再生装置の大部分は実際に酸化条件下で稼働する。そのような場合、気相の還元窒素種がそれでもオフガスの中に存在する可能性がある一方、また、NOも有意な量で存在する可能性がある。たいていは、そのようなNOの大部分はCOボイラーの中で変換を受けず、最終的に大気に排出される。
【0009】
FCCUを稼働させる更に別の燃焼様式は名目上完全燃焼様式であり、このような様式では、酸素の過剰量が比較的低くそして/またはコークスが付着した触媒と一緒に空気を混合するには有効でない。この場合、その再生装置が名目上酸化条件下であっても、その再生装置の大部分が還元条件下にある可能性がある。そのような条件下では、再生装置のオフガスに還元窒素種がNOと一緒に存在する可能性がある。
【0010】
FCCUの再生ゾーンの中に酸化領域と還元領域の両方が同時に存在すると、不均一様式の燃焼が生じる可能性がある。例えば、FCCUの再生装置内の稼働条件が完全燃焼と部分燃焼(または不完全燃焼)の燃焼様式の間の過渡点に到達すると、酸化領域と還元領域が再生装置内に存在する可能性がある。また、触媒粒子のコークス含有量が再生装置の半径もしくは軸寸法に渡って均一ではないか或は酸素、CO、CO、NO、SOおよび再生中に生じた気相還元窒素および硫黄種が再生装置の半径もしくは軸寸法に渡って均一には分布していないFCCU再生装置にも不均一燃焼様式が存在する可能性がある。各領域の中に生じた汚染物(例えば還元領域内のCO、SO、還元窒素および硫黄種および酸化領域内のSOおよびNO)は混合が劣ることから、他の領域の気体と反応す
るに充分な時間を持たない可能性があり、それによって、再生装置の名目上の稼働様式で期待される組成を有する燃焼排ガスがもたらされない可能性がある。その結果として、その燃焼排ガスは酸化種と還元種の両方を含有するであろう。
【0011】
ある種の再生装置は、主に、再生すべき流動触媒が入っている大型の槽である一方、他の再生装置では、触媒の再生が改善されかつコークスが付着した触媒と空気の混合が効率良く起こるように改善されているか或はより多くのコークスを再生装置の過熱無しに燃焼させるように改善された高度なデザインが用いられている。空気を分布させる目的で異なる空気格子デザインを用いかついろいろな触媒/燃焼排ガス分離装置デザインを用いると追加的複雑さが生じる。そのような再生装置のデザイン、稼働様式、稼働中の装置の摩耗および裂け、空気分配装置(エアリング)の種類および場所、流動式触媒床(濃密な相床レベル)および他の要因の結果として商業的再生装置の燃焼様式がしばしば不均一になる。その不均一さは、ストリッパーから来るコークス付着触媒の混合およびそれが槽全体(特に角度寸法)で示す分布の点で不均一であり得る。別法として、その不均一さは空気と触媒の混合の点で不均一であり得る。その結果として、再生させるべき分解用触媒インベントリーに付着しているコークスの分布が不均一になりそして/または再生装置全体に渡る気相の組成が不均一になり得る。そのような不均一さは全部が同時に起こる可能性がある。これに関して、FCCU再生装置の中に発生する不均一さの起こり易さには、再生装置の直径(寸法D)と対比させた触媒濃密相床の深さ(寸法L)が重要である。例えば、L/D値が小さいと結果として触媒へのコークス付着および空気不均衡配分の両方が生じる可能性がある。極端なケースとして、用いる空気の表面速度にとってL/Dがあまりにも小さいと、床を貫く気体通路が生じる可能性がある。従って、空気が触媒床の中を連続流れとして移動する状態が存在し、それによって、気泡がほとんどか或は全く生じず、その結果として、それを取り巻く触媒および気体との接触がほとんどか或は全く起こらない可能性がある。また、L/D値が大きいと、結果として、サイクロンを通る触媒の量が多くなり、背圧が高くなりかつ使用済み触媒および再生槽全体を通る空気の両方の分布が影響を受ける可能性がある。
【0012】
その上、また、FCCUの再生ゾーンが多段階もしくは複数の再生槽で構成されている時にも不均一燃焼様式が存在し得る。この場合の触媒再生ゾーンは2基以上の再生槽で構成されていて、再生槽の各々が場合により異なる燃焼様式で稼働しているか、或は別法として、各々の再生槽が触媒および/または気体不均衡配分を示す可能性がありかつ独立して不均一燃焼様式で稼働している可能性がある。そのような種類の再生ゾーンでは、典型的に、分解用触媒インベントリーが1つの槽から別の槽に循環した後、ライザーそしてストリッパーに循環する。1番目の段階で生じた燃焼排ガスは2番目の段階に送られるか或は別法として下流に送られる可能性がある。
【0013】
後燃焼が起こることが再生ゾーンの燃焼が不均一な結果として問題が生じている明らかな証拠である。FCCU稼働者は、典型的に、濃密床の中で起こるCOの酸化を助長する目的で装置にCO燃焼促進剤を添加して後燃焼を最小限にする試みを行っている。そのようなCO燃焼促進剤組成物は、典型的に、個別の粒子添加剤としてか或は分解用触媒の一体型成分としてFCCU装置に添加される。このように、後燃焼を制御する目的でCO燃焼促進剤が用いられることが再生ゾーンの燃焼が不均一な結果として問題が生じている別の証拠である。
【0014】
触媒または気体不均衡配分によって燃焼の不均一さが引き起こされることは、また、OおよびCOの両方が再生装置流出物の中に検出されることでも明らかであり得る。装置が名目上完全燃焼を起こしている場合、燃焼排ガスに入っている余分なOが0.1%に等しいか或はそれ以上、好適には0.3%に等しいか或はそれ以上、最も好適には0.5%に等しいか或はそれ以上でありかつCOが少なくとも100ppm、好適には少なくとも50ppm、最も好適には少なくとも25ppmであることは、それぞれ、その再生装置が不均衡分配によって問題が生じていることを示している。燃焼排ガス中のCOが少なくとも0.1%、好適には少なくとも0.5%、最も好適には少なくとも1%であるように装置が部分燃焼または不完全燃焼様式で稼働している場合の燃焼排ガスにはOがいくらか過剰に入っている、好適には0.05%以上、最も好適には0.1%以上の過剰量で入っていることは不均衡分配の証拠である。
【0015】
また、再生槽1基または2基以上の半径寸法および軸寸法両方の全体に渡って温度勾配が存在することも触媒もしくは気体不均衡分配によって引き起こされる不均一さの徴候であり得る。FCCU稼働者は、典型的に、再生装置の中の濃密床、希釈相、サイクロン、プレナム(存在する場合)および塔頂および燃焼排ガスパイプの中のいろいろな地点の温度を測定する。前記濃密床の上のいずれかの温度測定点と平均濃密床温度の間の温度差が10度F、好適には20度F、最も好適には30度Fであることは再生装置内に不均衡分配または不均一さが存在することの証拠である。別法として、空気格子の上のいずれかの地点の温度勾配(軸寸法を横切る)が10度F、好適には20度F、最も好適には30度Fであることも再生装置内に不均衡分配または不均一さが存在することの証拠である。
【0016】
燃焼様式が不均一である再生ゾーンから排出されるNOを制御する試みには、FCC工程中のFCCUの稼働条件を調整することが含まれていた。例えば、完全燃焼様式と部分燃焼様式の間の過渡地点に近い所(即ち不完全燃焼様式、またはO過剰度が低い完全燃焼)で稼働させることによってNO排気を減少させることが特許文献1および2に開示されている。そのような稼働様式で再生装置の酸化部分で生じたNOと再生装置の還元部分で生じた還元窒素種、例えばNHなどが互いに反応するようにするとNO排気が有効に減少すると信じられている。しかしながら、そのような稼働様式にしたとしてもNO排気が持続して生じかついくらか残存する還元窒素種が下流のCOボイラーの中でNOに変化した後、再生装置からいくらか出て来る未反応のNOと一緒にNOとして出て行く。
【0017】
FCCUの再生装置が特定の燃焼様式で稼働しているFCC工程中に前記再生装置から排出されるNO排気を減少させる添加剤組成物がいくつか提案された。例えば、完全燃焼の燃焼様式で稼働しているFCCU再生装置から排出されるNO排気を制御するに有用な添加剤組成物が特許文献3、4、5、6、7および8に開示されている。他方、部分燃焼もしくは不完全燃焼様式で稼働しているFCCU再生装置から排出されるNO排気を制御するに有用な添加剤組成物が特許文献9に開示されている。そのような添加剤組成物は、還元窒素種が部分燃焼もしくは不完全燃焼様式の再生装置から出る前にそれらを窒素分子に変化させることによってNOの減少を達成するものであるが、その窒素分子は下流のCOボイラーでNOに変化する。
【0018】
不均一燃焼様式下で稼働しているFCCU再生ゾーンから排出されるNO排気を制御する目的で用いるに適した添加剤組成物は報告されていない。添加剤をそのような条件下で用いることは、明らかに、いくつかの理由でFCCU稼働者にとって特に困難な難題に相当する。1番目として、添加剤組成物は典型的にFCCU全体を循環することから、その添加剤はいろいろな燃焼条件を受けるであろう。2番目として、FCC工程中に不均一燃焼条件下で稼働しているFCCU再生ゾーンから排出されるNO排気を減少させるには各々の燃焼様式に異なる化学が要求される。3番目として、ある燃焼型下で排出を減少させるに適した添加剤が必ずしも別の燃焼型下で有効であるとは限らず、他の燃焼型下ではNO排気の増加を助長することさえあり得る。
【0019】
従って、精油産業ではFCC工程中に不均一燃焼様式下で稼働しているFCCU再生ゾーンから排出されるNO排気を減少させるように改善された簡潔で有効な方法の必要性が存在する。
【特許文献1】米国特許第5,268,089号
【特許文献2】米国特許第5,382,352号
【特許文献3】米国特許第6,129,834号
【特許文献4】米国特許第6,143,167号
【特許文献5】米国特許第6,280,607号
【特許文献6】米国特許第6,379,536号
【特許文献7】米国特許第6,165,933号
【特許文献8】米国特許第6,358,881号
【特許文献9】米国特許第6,660,683号
【0020】
発明の要約
本発明の本質は、流動式接触分解装置(FCCU)の再生装置が不均一燃焼様式で稼働している時に再生ゾーンのオフガスに存在する還元窒素種、例えばNHおよびHCNなどとNOの含有量を同時に最低限にする目的でFCCU全体に渡って接触分解用インベントリーと一緒に循環させることができる粒子状組成物を見いだしたことにある。本発明の方法は、有利に、還元条件下で稼働している再生装置領域の中に存在する還元窒素種の酸化と同時に酸化条件下で稼働している再生装置領域の中に存在するNOからNへの変換に高い効率を示す。
【0021】
本発明の方法に従い、(a)酸化条件下でNOを窒素分子に変化させる能力を有する少なくとも1種の成分および(b)還元条件下で気相の還元窒素種に変換を受けさせる能力を有する少なくとも1種の成分を含有して成るNO減少用組成物をFCC工程中にFCC分解用触媒インベントリーと一緒に循環させる。本NO減少用組成物はFCC触媒粒子の一体部分としてか或は個別の粒子添加剤として使用可能である。本発明の1つの態様では、本NO減少用組成物を個別の粒子状添加剤として用いて、循環しているFCC触媒インベントリーと一緒に循環させる。本発明の好適な態様では、本NO減少用組成物の成分を個別の粒子として独立して前記循環している触媒インベントリーに添加する。
【0022】
従って、本発明の1つの利点は、FCC工程中に不均一燃焼様式で稼働しているFCCU再生ゾーンから排出されるオフガスに入っているNOの含有量を低下させるFCC方法を提供することにある。
【0023】
本発明の1つの利点は、また、FCC工程中にFCCU再生ゾーンから排出される還元窒素種とNOの量を同時に最小限にすることで不均一燃焼様式で稼働している前記再生ゾーンから排出されるNO排気を減少させるFCC方法を提供することにもある。
【0024】
本発明の別の利点は、不均一燃焼様式で稼働しているFCCU再生ゾーンに存在する還元窒素種の酸化およびNOの還元をFCCU再生装置の燃焼様式が如何なる様式であってもNO生成量を多くすることも還元窒素種の生成量を多くすることもなく起こさせるに有効なFCC方法を提供することにある。
【0025】
本発明の1つの利点は、また、多段階であるか或は再生ゾーンの中に多数の再生槽が存在することが理由で不均一燃焼様式で稼働しているFCCU再生ゾーンから排出されるNO排気の量を減少させるFCC方法を提供することにもある。
【0026】
本発明の更に別の利点は、不均一燃焼条件下で稼働しているFCCU再生装置から排出されるオフガスに入った状態で出て行くNOが減少するように改善を受けさせたFCC方法を提供することにある。
【0027】
本発明の前記および他の面を以下に更に詳細に説明する。
【0028】
発明の詳細な説明
本発明の目的で、用語「NO」を本明細書では窒素の酸化物、例えば窒素の主たる有害な酸化物である一酸化窒素(NO)および二酸化窒素(NO)などばかりでなくN、Nおよびこれらの混合物を示す目的で用いる。
【0029】
用語「還元窒素種」を本明細書ではFCC工程中にFCCUの再生装置内で生じて名目上の電荷がゼロ未満の窒素原子を含有する気相種のいずれかを示す目的で用いる。還元窒素種の例には、これらに限定するものでないが、アンモニア(NH)、シアン化水素(HCN)などが含まれる。
【0030】
用語「還元硫黄種」を本明細書ではFCC工程中にFCCUの再生装置内で生じて名目上の電荷がゼロ未満の硫黄を含有する種のいずれかを示す目的で用いる。気相還元硫黄種の例には、これらに限定するものでないが、HS、COSなどが含まれる。
【0031】
用語「酸化条件」を、ここでは、酸素が適用可能化学量論反応、例えば
CO+1/2 O→CO
2NH+5/2 O→2NO+3H
2HCN+7/2 O→2CO+2NO+H
S+3/2 O→SO+H
COS+3/2 O→CO+SO
炭化水素+O→CO+HO(化学量論は炭化水素に特異的である)
に従って、存在するいずれかの還元種(例えばCO、NH、HCN、HS、COS、気相炭化水素)を完全に酸化させるに充分な量で存在するFCCU再生装置領域の中の反応条件を記述する目的で用いる(それがそのような種が再生装置の中に滞留している時間の間に実際に起こるか否かに拘わらず)。分解用触媒に付着しているコークスは酸素による酸化を受けてCOまたはCOになり得る還元剤ではあるが、気相種が反応し得るようには添加剤組成物上で直接には反応に利用されない。従って、コークス自体は酸化条件を限定すると見なされる還元剤に直接には含まれない。
【0032】
用語「還元条件」を、本明細書では、酸素が前記適用可能化学量論反応に従って、存在する還元種(例えばCO、NH、HCN、HS、COS、気相炭化水素)の全部を完全に酸化させるに充分な量では存在しないFCCU再生装置領域の中の反応条件を示す目的で用いる(それがそのような種が再生装置の中に滞留している時間の間に実際に起こり得るか否かに拘わらず)。分解用触媒に付着しているコークスは酸素による酸化を受けてCOまたはCOになり得る還元剤ではあるが、気相種が反応し得るようには添加剤組成物上で直接には反応に利用されない。従って、コークス自体は還元条件を限定すると見なされる還元剤に直接には含まれない。
【0033】
用語「不均一燃焼様式」を本明細書ではFCC工程中に再生ゾーンの中に酸化もしくは
還元条件が均一ではない領域が存在するFCCU再生ゾーンの中の条件を示す目的で用いる。そのような不均一条件は、典型的に、再生ゾーン内の触媒もしくは空気/気体不均衡分配または不均一さによって引き起こされる。
【0034】
用語「触媒不均衡分配または不均一さ」を本明細書では再生装置または多段階再生装置の場合には各再生槽内の触媒粒子のコークス含有量がその再生装置の半径もしくは軸寸法に渡って均一ではないFCCU再生装置内の条件を示す目的で用いる。
【0035】
用語「気体不均衡分配または不均一さ」を本明細書ではFCCU再生装置または多段階再生装置の場合には各再生槽内の気体または空気の中の酸素、CO、NO、SOおよび気相還元種がその再生装置の半径もしくは軸寸法に渡って均一には分布していないFCCU再生装置内の条件を示す目的で用いる。
【0036】
用語「後燃焼」を本明細書では再生させるべき流動式分解用触媒の濃密床から出て来たCOおよびOが前記濃密触媒床の上のいずれかの地点[濃密床の直ぐ上の領域(希釈相)、飛沫同伴した触媒を燃焼排ガスから分離するサイクロン、プレナム、サイクロン上の塔頂または燃焼排ガス用パイプさえも包含]で反応を起こす時に起こるCOの燃焼を示す目的で用いる。後燃焼を再生装置濃密床の後で測定したいずれかの温度の間の差またはそのように測定した群の温度の全部またはいずれか(例えば希釈相、サイクロン、プレナム、塔頂または燃焼排ガスの温度など)の平均から濃密床の温度のいずれかまたは測定した濃密床の全部またはいずれかの温度の平均を引いた値として測定する。
【0037】
本発明の目的で、用語「再生装置」および「再生ゾーン」を互換的に用いる。
【0038】
本発明に従い、FCCU再生ゾーンから排出される燃焼排ガスに存在する還元窒素種およびNO排気の量を同時に制御することでFCC工程中に不均一燃焼様式下で稼働しているFCCU再生ゾーンから排出されるNO含有量を有効に低くすることでより受け入れられるレベルにする。そのような同時の制御を、FCC工程中に循環している分解用触媒インベントリーを(1)還元条件下で還元窒素種を窒素分子に変化させることで還元窒素種の含有量を低下させる能力を有する少なくとも1種の還元窒素種用成分および(2)酸化条件下でNO排気の含有量を低下させる能力を有する少なくとも1種のNO減少用成分を含有して成るNO減少用組成物と接触させることで達成する。本NO減少用組成物の前記還元窒素種用成分もNO減少用成分もFCC工程中の如何なる燃焼様式下でもFCCU再生ゾーンの中の還元窒素種の含有量もNOの含有量も多くしないことが本発明の重要な特徴である。
【0039】
便利さの目的で、本発明をFCC工程を言及することで説明するが、本分解方法は通常の如何なる分解方法にも使用可能である、即ちサーモフォー(thermofor)接触分解方法の要求に適するように粒径を適切に調整することでそのような方法にも使用可能である。本発明のNO減少用組成物を触媒インベントリーに添加すること以外、工程の稼働様式は変わらないままである。従って、通常のFCC用触媒、例えばVenutoおよびHabibによるセミナルレビューである「Fluid Catalytic Cracking with Zeolite Catalysts」、Marcel Dekker、New York 1979、ISBN 0−8247−6870−1ばかりでなく他のいろいろな源、例えばSadeghbeigi、「Fluid Catalytic Cracking Handbook」、Gulf Publ.Co.Houston、1995、ISBN 0−88415−290−1などに記述されている如き分解用フォージャサイト成分を有するゼオライトが基になった触媒などを用いることができる。そのようなFCC用触媒は、典型的に、結合剤、通常はシリカ、アルミナまたはシリカ−アルミナ、Y型の酸性ゼオライトである活性成分、1種以上のマトリクスアルミナお
よび/またはシリカ−アルミナおよび充填材、例えばカオリン粘土などで構成されている。前記Yゼオライトは1種以上の形態で存在する可能性があり、安定化用カチオン、例えば希土類のいずれかなどによる超安定化および/または処理を受けていてもよい。
【0040】
いくらか簡単に述べると、重質炭化水素原料に分解を受けさせてより軽質の生成物を生じさせる流動式接触分解工程は、循環式触媒再循環分解工程において供給材料を循環している流動性接触分解用触媒インベントリー(平均粒径が約50から約150μm、好適には約60から約100μmの粒子で構成)と接触させることで実施される。この循環式工程における重要な段階は下記である:
(i)供給材料を接触分解条件下で稼働している接触分解ゾーン、通常はライザー分解ゾーンの中で熱い再生分解用触媒源と接触させて前記供給材料に接触分解を受けさせることで分解生成物と使用済み触媒[コークスとストリッピング可能(strippable)炭化水素を含有]を含有する流出液を生じさせ、
(ii)前記流出液を排出させた後、分離を通常は1個以上のサイクロンの中で起こさせることで分解生成物が豊富に存在する気相と使用済み触媒を含有する相が豊富に存在する固体を生じさせ、
(iii)前記気相を生成物として取り出しそしてそれにFCCの主カラムおよびそれの関連したサイドカラムの中で分別を受けさせることで気体と液状の分解生成物(ガソリンを包含)を得、
(iv)前記使用済み触媒にストリッピング、通常は蒸気によるストリッピングを受けさせることで、その触媒に吸蔵されていた炭化水素を除去した後、そのストリッピングを受けさせた触媒に酸化による再生を受けさせることで熱い再生触媒を生じさせ、それを次に分解用ゾーンに再循環させることでさらなる量の供給材料に分解を受けさせる。
【0041】
適切な原料には、接触分解を受けた時にガソリンまたはガスオイル製品のいずれかをもたらす原油の石油溜分または残油が含まれる。また、沸点が約204℃から約816℃の合成供給材料、例えば石炭、タールサンドまたはシェール油などに由来する油を含めることも可能である。
【0042】
高分子量の炭化水素から低分子量の炭化水素を生じさせる変換中に用いる分解条件には、480℃から約600℃の温度が含まれる。炭化水素の変換では炭化水素に対する触媒重量比を約1から100、好適には約3から20にすることを意図する。触媒の表面に付着しているコークスの平均量は、供給材料の品質、使用する触媒および装置のデザインおよび稼働に応じて、0.5重量パーセントから3.0重量パーセントの範囲である。触媒からの炭化水素の迅速な除去を反応槽内に備わっているか或は外部槽の中に位置する迅速ストリッピングゾーン(quick−stripping zone)の中で達成する。そのストリッピングの機能を温度が約480℃から約600℃の蒸気または別の不活性ガスの存在下で達成する。
【0043】
FCC工程の触媒再生ゾーンには、温度が約600℃から約800℃の下方の濃密触媒床およびこれの上に位置する温度が約600℃から約800℃の希触媒相が備わっている。本技術分野で良く知られるように、触媒再生ゾーンを単一もしくは複数の反応槽で構成させてもよい。触媒からコークスを除去する目的で酸素を再生ゾーンに添加する。これを通常手段、例えば適切なスパージング装置を再生ゾーンの下部で用いることなどで達成するか、或は必要ならば、追加的酸素を再生ゾーンの濃密床もしくは希釈相の他の部分に添加する。
【0044】
再生ゾーンを好適には少なくとも1基の再生槽で構成させるが、その再生槽は、実施する燃焼様式に関係なく、触媒および/または気体不均衡分配を示す。本発明の1つの態様では、再生ゾーンを完全燃焼条件と部分燃焼条件の間の過渡的段階で稼働させる。再生ゾ
ーンを2基以上の再生槽で構成させることもまた本発明の範囲内であり、その場合、各再生槽は異なる燃焼様式で稼働しているか、或は実施する燃焼様式に関係なく触媒および/または気体不均衡分配を示す。
【0045】
本発明の方法では、再生ゾーンが不均一燃焼様式下で稼働しているFCCUから排出されるNO排気の含有量の全体的低下を達成する目的で、少なくとも2種類の異なる個別の触媒/添加剤組成物を組み合わせて用いる。そのような触媒/添加剤組成物の少なくとも一方は、如何なる燃焼条件下でも正味の結果として還元窒素種の生成量の増加をもたらすことなく完全燃焼または酸化条件下でNO排気を減少させるに適するべきであり、それを本明細書では以降「NO減少用成分」と呼ぶ。加うるに、そのような触媒/添加剤組成物の少なくとも一方は、如何なる燃焼条件下でも正味の結果としてNOの生成量を増加させることなく部分もしくは不完全燃焼または還元条件下で還元窒素種をNに変化させる能力を有するべきであり、それを本明細書では以降「還元窒素種用成分」と呼ぶ。そのようなNO減少用成分と還元窒素種用成分が異なる個別の組成を有すること、例えば同じ組成を持たないことが本発明の重要な特徴である。
【0046】
本発明の方法で用いるに有用なNO減少用組成物は、少なくとも1種の流動性NO減少用成分と少なくとも1種の流動性還元窒素種用成分の物理的混合物もしくはブレンド物のいずれかを含有して成るが、それらは、不均一燃焼様式で稼働しているFCCU再生ゾーンから排出される燃焼排ガスに入っているNO排気を減少させる組み合わせ効果を示す。本発明で用いるに有用なNO減少用成分は、典型的に、完全燃焼の燃焼様式で稼働しているFCC装置の中のNO排気を減少させるに有効である機能的特性を有するか或は別法として(a)NOを直接分解させるか、(b)NOと再生装置に存在するいずれかの還元剤、例えばCO、NH、HCN、炭化水素、コークスなどを反応させるか、(c)再生装置の中のNOを吸収しそしてライザーおよびストリッパーに送ってNへの還元を起こさせるか、(d)いずれかのNO前駆体、例えば気相還元窒素種などにある程度酸化を受けさせてNを生じさせるか、或は(e)FCC完全燃焼条件下で他の適切な反応機構のいずれかを果たすことでNOをNに変化させ得る機能的特性を有する粒子状の触媒/添加剤組成物のいずれかである。加うるに、そのようなNO減少用成分は、これをいずれかの燃焼条件、特に部分燃焼もしくは還元条件下で稼働しているFCCUで用いた時に還元窒素種の生成量を有意には多くすべきではない。即ち、そのようなNO減少用成分は、これを部分燃焼もしくは還元条件下で稼働しているFCCUで用いた時、FCCU再生装置のオフガスに入っている還元窒素種の含有量を前記NO減少用成分が存在しない時の還元窒素種の量の10%以上増加させるべきではない。
【0047】
本発明で用いるに有用なNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに適したある種の材料には、米国特許第6,660,683号(この特許は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている組成物が含まれる。その種類の触媒/添加剤組成物は、典型的に、(a)ゼオライトを実質的に含有しない酸性金属酸化物を酸化物として測定して少なくとも1重量%、(b)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分(アルカリ金属が好適であり、NaおよびKが最も好適である)を酸化物として測定して少なくとも0.5重量%、(c)希土類または遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分(Ceが好適である)を酸化物として測定して少なくとも0.1重量%および(d)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属成分(Pt、Pd、Rh、Irが好適である)を金属として測定して少なくとも0.1ppm含有する粒子状混合物を含んで成る。示したパーセントは全部酸化触媒/添加剤組成物の総重量が基になっている。
【0048】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な2番目の種類の
材料には、米国特許第6,143,167号、6,129,834号、6,280,607号および6,358,881号(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている如き組成物が含まれる。そのようなNO減少用組成物は、一般に、(a)酸性酸化物担体、(b)アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属またはこれらの混合物、(c)酸素貯蔵能力を有する希土類もしくは遷移金属酸化物および(d)元素周期律表のIbおよびIIb族から選択した遷移金属を含んで成る。前記酸性酸化物担体はアルミナを好適には少なくとも50重量%含有し、好適にはシリカ−アルミナを含有する。セリアが好適な酸素貯蔵用酸化物である。本発明の好適な態様におけるNO減少用組成物は、(a)アルミナ含有量が少なくとも50重量パーセントの酸性酸化物担体、(b)アルカリ金属、アルカリ土類金属またはこれらの混合物を金属酸化物として測定して1−10重量%、(c)CeOを金属酸化物として測定して少なくとも1重量%および(d)周期律表のIb族から選択した遷移金属を金属酸化物として測定して0.01−5.0部重量%含んで成る[成分(b)−(d)の重量パーセントは全部前記酸性金属酸化物担体材料の総重量が基になっている]。
【0049】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、(a)米国特許第6,143,167号、6,129,834号、6,280,607号および6,358,881号に開示および記述されている如き酸性金属酸化物を酸化物として測定して少なくとも1重量%、(b)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分(Na、KおよびMgが好適である)を酸化物として測定して少なくとも0.5重量%、(c)希土類もしくは遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分(Ceが好適である)を酸化物として測定して少なくとも0.1重量%、および(d)周期律表(以前のIUPAC形態)のIVA、VA、VIA、VIIA、VIIIA、IBおよびIIB族、Sb、Biおよびこれらの混合物から成る群から選択した遷移金属成分を金属として測定して少なくとも0.01重量%の量で含有して成る組成物が含まれる。前記遷移金属成分を一般にTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Hf、W、Au、Cu、Znおよびこれらの混合物から成る群から選択し、Cu、Ag、Zn、Mn、V、Sb、Co、Cr、Fe、Niおよびこれらの混合物が好適である。Cu、Zn、Mn、V、FeおよびCoが最も好適である。示したパーセントは全部触媒/添加剤組成物の総重量が基になっている。この種類の組成物の調製は、流動式もしくはサーモフォー接触分解で用いるに適した触媒を製造する時に適するとして本技術分野で公知の方法のいずれかを用いて実施可能である。好適には、公開された米国特許出願番号US2004/0077492A1(これの開示は全体が引用することによって本明細書に組み入れられる)に開示されている方法を用いて成分(a)から(c)で構成させた基礎担体を最初に生じさせることを通して、そのような種類の組成物を調製する。前記基礎担体に成分(d)を本技術分野の公知の方法のいずれか、例えば前記基礎担体に少なくとも1種の成分(d)の塩、例えば硝酸塩、塩化物、炭酸塩および硫酸塩など、アミン錯体などの水溶液を最終的触媒/添加剤組成物中の遷移金属(金属として測定)が少なくとも0.01%になるに充分な量で含浸させることなどで添加した後にその含浸を受けさせた粒子に乾燥または焼成を揮発物が除去されるに充分な温度で充分な時間、例えば約100℃から約250℃で乾燥させる時には24時間に及ぶ時間か或は焼成を相当する酸化物が生じるに充分な温度、例えば約250℃から約900℃の如き温度で実施する時にはそれが生じるに充分な時間実施することなどで最終的な組成物を生じさせる。
【0050】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、FCC再生装置から硫黄酸化物を除去する目的で以前から用いられていたマグネシウム−アルミニウムスピネルが基になった組成物が含まれる。その種類の材料を開示および記述している典型的な特許には、米国特許第4,428,827;4,469,589;4,471,070;4,472,267;4,472,532;4,476,245;4,492,677;4,492,678;4,495,304;4,495,305;4,522,937;4,529,502;4,529,574;4,613,4284,642,178;4,728,635;4,735,705;4,758,418;4,790,982;4,830,840;4,883,783;4,904,627;4,957,718;4,957,892および4,963,520(前記特許の開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている組成物が含まれている。本発明の組成物の好適な態様におけるそのような種類には、少なくとも1種の金属含有スピネル[これは、1番目の金属および前記1番目の金属の原子価より高い原子価を有する2番目の金属、および場合により前記1番目および2番目の金属以外の3番目の金属の少なくとも1種の成分および場合により前記1番目、2番目および3番目の金属以外の4番目の金属の少なくとも1種の成分を含有し、ここでは、前記3番目の金属をIB族の金属、IIB族の金属、VIA族の金属、希土類金属、白金族の金属およびこれらの混合物から成る群から選択しそして前記4番目の金属を鉄、ニッケル、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ゲルマニウム、錫、ビスマス、モリブデン、アンチモン、バナジウムおよびこれらの混合物から成る群から選択する]が含まれる。好適には、前記1番目の金属はMgであり、前記2番目の金属はAlであり、前記3番目の金属は希土類金属の中の少なくとも1種(この中でCeが最も好適である)であり、そして前記4番目の金属をバナジウム、鉄、ニッケル、マンガン、コバルト、アンチモンおよびこれらの混合物から成る群から選択する。
【0051】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な更に別の種類の材料には、米国特許出願連続番号10/909,706および10/909,709(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示した如き組成物が含まれる。この種類のNO減少用組成物は、一般に、孔径が約3から約7.2オングストロームの範囲でAlに対するSiOのモル比が約500未満、好適には250未満のゼオライトを含んで成る。具体的ゼオライトには、フェリエライト、ZSM−5、ZSM−11、ベータ、MCM−49、モルデナイト、MCM−56、ゼオライト−L、ゼオライトロー、エリオナイト(errionite)、チャバザイト(chabazite)、クリノプチロライト(clinoptilolite)、MCM−22、MCM−35、MCM−61、オフレタイト(Offretite)、A、ZSM−12、ZSM−23、ZSM−18、ZSM−22、ZSM−35、ZSM−57、ZSM−61、ZK−5、NaJ、Nu−87、Cit−1、SSZ−35、SSZ−48、SSZ−44、SSZ−23、ダチアルダイト(Dachiardite)、メルリノイト(Merlinoite)、ロブダライト(lovdarite)、レビン(Levyne)、ラウモンタイト(Laumontite)、エピスチルバイト(Epistilbite)、グメロナイト(Gmelonite)、ギスモンジン(Gismondine)、カンクリナイト(Cancrinite)、ブルーステライト(Brewsterite)、スチルバイト(Stilbite)、ポーリンジャイト(Paulingite)、グーセクリーカイト(Goosecreekite)、ナトロライト(Natrolite)およびこれらの混合物が含まれる。好適なゼオライトはフェリエライト、ZSM−5、ZSM−11、ベータ、MCM−49、モルデナイト、MCM−56、ゼオライト−L、ゼオライトロー、エリオナイト、チャバザイト、クリノプチロライト、MCM−22、MCM−35、オフレタイト、A、ZSM−12およびこれらの混合物である。最も好適にはゼオライトはフェリエライトである。この種類の材料に従う組成物にAmerican Chemical Societyが出版している如き周期律表のIIA、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IIB、IIIA、IVA、VA族、ランタニド系列、Agおよびこれらの混合物から成る群から選択した金属による安定化を受けさせておいてもよい。好適な態様では、この種類の材料に従う組成物に周期律表のIIIB、IIA、IIB、IIIA族およびランタニド系列およびこれらの混合物から成る群から選択した金属による安定化を受けさせ、最も好適な金属はランタン、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛およびこれらの混合物である。また、この種類の材料に従う組成物に周期律表のIB族の金属を安定化量、例えば約25重量%以下の量で用いた安定化を受けさせてもよいことも本発明の範囲内であり、そのような安定化用金属は好適にはCuである。
【0052】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、Cu含有ゼオライト系NO添加剤組成物、例えば米国特許第4,980,052号および4,973,399号(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に記述および開示されている如き組成物が含まれる。そのようなNO添加剤組成物は、一般に、好適にはZSM−5、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−38、ZSM−48、モルデナイト、脱アルミニウムYまたはゼオライトベータの結晶構造を有しかつアルミナに対するシリカの比率が20から100でありかつCu金属もしくはイオンを好適にはCuOがゼオライト中のAl1モル当たり少なくとも半モルに相当する量で含有するゼオライトを含んで成る。
【0053】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な更に別の種類の材料には、ZSM−5を約25から80重量%含有して成る触媒/添加剤組成物が含まれる。そのZSM−5はゼオライトの水素もしくはアンモニウム形態であり得る。このZSM−5ゼオライトは個別の粒子添加剤として使用可能であるか或は当該触媒の一体型成分として触媒に組み込むことも可能である。そのZSM−5ゼオライトを個別の粒子添加剤として用いる場合、それをFCC条件下のFCC装置で用いるに適した粒子状材料または微小球が得られるように適切な結合剤と結合させておいてもよい。そのような結合剤材料は好適にはシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、アルミナ−ホスフェートおよびこれらの混合物である。そのようなゼオライトと結合剤の量を100重量%未満にして、また、適切な粘土もしくはマトリクス成分、例えばモントモリロナイト、カオリン、ハロイサイト、ベントナイト、アタパルジャイトなど、アルミナ、シリカ−アルミナ、希土類酸化物、例えばランタナなど、遷移金属酸化物、例えばチタニア、ジルコニアおよびマンガン酸化物など、IIA族の酸化物、例えばマグネシウムの酸化物およびバリウムの酸化物などを添加剤組成物の成分として混合することも可能である。ZSM−5ゼオライトを分解用触媒の一体型触媒成分として用いる場合、その量を一体型触媒の約2から約60重量%の範囲にしそしてそのZSM−5ゼオライトを通常の触媒材料と一緒に通常のいずれかの様式で取り込ませてもよい。そのような一体型触媒は、典型的に、ZSM−5ゼオライト成分に加えてUSYもしくはREUSYゼオライト、通常のマトリクス成分、例えばアルミナ、シリカ−アルミナ、希土類酸化物、例えばランタナなど、遷移金属酸化物、例えばチタニア、ジルコニアおよびマンガン酸化物など、IIA族の酸化物、例えばマグネシウムの酸化物およびバリウムの酸化物など、粘土、例えばカオリンなどおよびこれらの混合物、および結合剤材料、例えばアルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、燐酸アルミニウムなどおよびこれらの混合物を含有するであろう。そのような触媒/添加剤組成物もしくは一体型触媒の調製は、流動式もしくはサーモフォー接触分解用触媒を生じさせるに適するとして本技術分野で知られる方法のいずれかを用いて実施可能であり、例えば米国特許出願連続番号10/909,706および10/909,709(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示されている方法などを用いて実施可能である。本分野の技術者が容易に理解するであろうように、前記出願に開示および記述した成分の量を、本明細書の上に記述した如き最終的ZSM−5含有NO減少用組成物がもたらされるように適切に調整する。
【0054】
本発明のNO減少用成分として用いるに有用な他の材料には、これらに限定するものでないが、例えば米国特許第5,002,654号に開示および記述されている如き亜鉛が基になった触媒、米国特許第4,988,432号に開示および記述されている如きア
ンチモンが基になったNO減少用添加剤、米国特許第5,021,146号に開示および記述されている如き周期律表のIIIB族の元素の酸化物を含有して成るNO減少用添加剤、米国特許第5,364,517号および5,565,181号に開示および記述されている如きペロブスカイト−スピネル系NO減少用添加剤、PCT国際公開番号WO 95/03876に開示および記述されている如きMg−AlおよびCuおよび場合によりCeの酸化物、そして例えば米国特許第4,889,615号、4,946,581号、4,952,382号、5,114,691号、5,114,898号および6,479,421 B1などに開示および記述されている如きヒドロタルサイトが基になった触媒組成物[このヒドロタルサイトが基になった触媒組成物は、更に、少なくとも1種の希土類金属(Ceが好適である)および鉄、ニッケル、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ゲルマニウム、錫、ビスマス、モリブデン、アンチモン、バナジウムおよびこれらの混合物から成る群から選択した1種以上の遷移金属(これらの中でバナジウムが好適である)も含有していてもよい]が含まれる。上述した特許の各々の開示は全体が引用することによって本明細書に組み入れられる。
【0055】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、また、例えば米国特許第4,290,878号および4,199,435号(上述した特許の各々の開示は全体が引用することによって本明細書に組み入れられる)などに記述されている如き低NOのCO燃焼促進剤組成物も含まれる。そのような低NOのCO燃焼促進剤組成物は、一般に、燃焼促進用金属または白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、銅およびこれらの混合物から成る群から選択した金属の化合物[少なくとも1種の粒子状多孔質無機固体(好適にはアルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニアなどの中の1種以上が含まれる)と結合している]を含有して成る。
【0056】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、例えば米国特許第6,117,813号(これの開示は全体が引用することによって本明細書に組み入れられる)などに記述されている如き低NOのCO燃焼促進剤組成物が含まれる。そのような低NOのCO燃焼促進剤組成物は、一般に、VIII族の少なくとも1種の遷移金属酸化物を有効な濃度で含有し、IIIB族の少なくとも1種の金属酸化物を有効な濃度で含有し、IIA族の少なくとも1種のアルカリ土類金属酸化物を有効な濃度で含有しかつ場合により微小球状アルミナを含有する。好適なVIII族の金属はCoであり、好適なIIIB族の金属はLaでありそして好適なIIA族のアルカリ土類金属はSrである。
【0057】
本発明のNO減少用組成物のNO減少用成分として用いるに有用な材料には、また、PCT国際公開番号WO 03/046112および公開された米国特許出願2003/0098259(上述した公開の各開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている如き触媒/添加剤組成物も含まれる。そのようなNO除去用組成物は、一般に、(i)酸性酸化物である担体、(ii)酸化セリウム、(iii)セリア以外のランタニド酸化物および(iv)場合により周期律表のIBおよびIIB族およびこれらの混合物から成る群から選択した遷移金属の少なくとも1種の酸化物を含んで成る。
【0058】
本NO減少用組成物のNO減少用成分として本発明で用いるに有用な別の種類の材料には、例えばPCT国際公開番号WO 2004/033091および公開された米国特許出願2004/0072675(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている如きFCC工程におけるCOおよびNO排気を減少させるに適した組成物が含まれる。そのようなNO除去用組成物は、一般に、(i)酸性酸化物である担体、(ii)酸化セリウム、(iii)セリア以外のラ
ンタニド系列元素および(iv)場合により周期律表のIBおよびIIB族およびこれらの混合物から選択した遷移金属の少なくとも1種の酸化物および(v)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群の少なくとも1種の貴金属(これらの中でPtおよびPdが好適である)を含有して成る。
【0059】
本発明におけるNO減少用組成物のNO減少用成分が本明細書の上に記述した如き少なくとも1種のNO減少用成分またはNO減少用成分の任意組み合わせを含んで成ることは本発明の範囲内である。
【0060】
本還元窒素種用成分は、典型的に、これを部分燃焼もしくは全体的還元FCC条件で稼働しているFCCUで用いた時に還元窒素種を窒素分子に変化させる機能的特性を有するか或は別法として(a)そのような種を直接分解させるか、(b)FCC装置に典型的に存在するいずれかの酸化剤、例えばO、NO、NOなどと反応するか、(c)還元窒素種を酸化された中間的窒素種(例えばNOなど)に変化させた後に還元剤を再生装置に存在するコークス、CO、NHなどと反応させるか、或は(d)部分燃焼FCC条件下で他の適切ないずれかの機構を利用して還元窒素種を変化させることで全体的還元条件下で還元窒素種を窒素分子に変化させる機能的特性を有する粒子状の触媒/添加剤組成物のいずれかである。加うるに、そのような還元窒素種用成分は、これをいずれかの燃焼条件、特に完全燃焼条件下で稼働しているFCCUで用いた時にNOの生成量を有意には多くすべきではない。即ち、そのような還元窒素種用成分は、これを完全燃焼下で稼働しているFCCUで用いた時、FCCU再生装置のオフガスに入っているNO含有量を前記還元窒素種用成分が存在しない時のNOの量の10%以上増加させるべきではない。
【0061】
本発明におけるNO減少用組成物の還元窒素種用成分として用いるに適したある種の材料には、公開された米国特許出願番号US 2004/0074809(この出願の開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述した組成物が含まれる。その種類の触媒/添加剤組成物は、典型的に、少なくとも1種の金属成分による助長を受けた多孔質、非晶質または結晶性の耐火性担体材料、例えば酸性金属酸化物、スピネル、ヒドロタルサイト、ペロブスカイトなどを含有して成る。適切な金属助長剤には、これらに限定するものでないが、アルカリおよび/またはアルカリ土類金属、遷移金属[周期律表(以前のIUPAC形態)のIVA、VA、VIA、VIIA、VIIIA、IB族の金属およびこれらの混合物]、希土類金属、白金族金属、周期律表のIIB族の金属、ゲルマニウム、錫、ビスマス、アンチモンおよびこれらの混合物が含まれる。白金族の金属が特に好適である。また、酸素貯蔵能力を有する遷移金属および希土類金属も好適である。
【0062】
本発明におけるNO減少用組成物の還元窒素種用成分として用いるに適した別の種の材料には、米国特許第6,660,683号(この特許の開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている組成物が含まれる。その種類の触媒/添加剤組成物は、典型的に、(a)ゼオライトを実質的に含有しない酸性金属酸化物を酸化物として測定して少なくとも1重量%、(b)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分(アルカリ金属が好適であり、NaおよびKが最も好適である)を酸化物として測定して少なくとも0.5重量%、(c)希土類金属または遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分(Ceが好適である)を酸化物として測定して少なくとも0.1重量%および(d)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属成分(Rh、Irが好適である)を金属として測定して少なくとも0.1ppm含有する粒子状混合物を含んで成る。示したパーセントは全部が触媒/添加剤組成物の総重量が基になっている。
【0063】
本発明におけるNO減少用組成物の還元窒素種用成分として用いるに適した別の種類
の材料には、(a)ゼオライトを実質的に含有しない酸性金属酸化物を酸化物として測定して少なくとも1重量%、(b)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分(Na、KおよびMgが好適である)を酸化物として測定して少なくとも0.5重量%、(c)希土類または遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分(Ceが好適である)を酸化物として測定して少なくとも0.1重量%、(d)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属成分(Pt、Pd、Rh、Irが好適であり、RhおよびIrが最も好適である)を金属として測定して少なくとも0.1ppm、および(e)周期律表(以前のIUPAC形態)のIVA、VA、VIA、VIIA、VIIIA、IBおよびIIB族、Sb、Biおよびこれらの混合物から成る群から選択した遷移金属成分を金属酸化物として測定して少なくとも0.01重量%の量で含有して成る組成物が含まれる。前記遷移金属成分を一般にTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Hf、W、Au、Cu、Znおよびこれらの混合物から成る群から選択し、Cu、Ag、Zn、Mn、V、Sb、Co、Cr、Fe、Niおよびこれらの混合物が好適である。Cu、Zn、Mn、V、FeおよびCoが最も好適である。示したパーセントは全部が前記組成物の総重量が基になっている。この種類の組成物の調製は、流動式もしくはサーモフォー接触分解で用いるに適する触媒を製造する時に適するとして本技術分野で公知の方法のいずれかを用いて実施可能である。好適には、公開された米国特許出願番号US2004/0077492A1(これの開示は全体が引用することによって本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている如き方法を用いて成分(a)から(c)で構成させた基礎担体を最初に生じさせることを通して、そのような種類の組成物を調製する。次に、前記基礎担体に成分(d)および(e)を本技術分野で公知の方法のいずれかを用いて添加、例えば前記基礎担体に少なくとも1種の成分(d)および少なくとも1種の成分(e)の塩、例えば硝酸塩、塩化物、炭酸塩および硫酸塩など、アミン錯体などの水溶液を最終的触媒/添加剤組成物中の貴金属が少なくとも0.1ppmおよび遷移金属(金属として測定)が少なくとも0.01%になるに充分な量で含浸させた後にその含浸を受けさせた粒子に乾燥または焼成を受けさせることで揮発物を除去、例えば乾燥を約100℃から約250℃で24時間に及んで受けさせるか或は焼成を約250℃から約900℃の温度で相当する酸化物が生じるに充分な時間、例えば約12時間に及んで受けさせることなどで最終的な組成物を生じさせる。
【0064】
本発明におけるNO減少用組成物の還元窒素種用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、FCC再生装置から硫黄酸化物を除去する目的で以前から用いられていたマグネシウム−アルミニウムスピネルが基になっていて少なくとも1種以上の白金族金属を含有して成る組成物が含まれる。マグネシウム−アルミニウムスピネルが基になった組成物を開示および記述している典型的な特許には米国特許第4,428,827;4,469,589;4,471,070;4,472,267;4,472,532;4,476,245;4,492,677;4,492,678;4,495,304;4,495,305;4,522,937;4,529,502;4,529,574;4,613,428;4,642,178;4,728,635;4,735,705;4,758,418;4,790,982;4,830,840;4,883,783;4,904,627;4,957,718;4,957,892および4,963,520(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)が含まれる。前記組成物に更に白金族金属の中の1種以上、好適にはRhまたはIrも金属として測定して少なくとも0.1ppm含有させる。そのような貴金属を好適には10から10000ppm、より好適には25から5000ppm、最も好適には30から2500ppm用いる。本発明の好適な態様におけるそのような種類の組成物には、少なくとも1種の金属含有スピネル[これは、1番目の金属および前記1番目の金属の原子価より高い原子価を有する2番目の金属、および前記1番目および2番目の金属以外の3番目の金属の少なくとも1種の成分および場合により前記1番目、2番目および3番目の金属以外の4番目の金属の少なくとも1種の成分を含有し、ここで、前記3番目の金属は白金族の金属の中の1種以上に加えてIB族の金属、IIB族の金属、VIA族の金属、希土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属であり、そして前記4番目の金属を鉄、ニッケル、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ゲルマニウム、錫、ビスマス、モリブデン、アンチモン、バナジウムおよびこれらの混合物から成る群から選択する]が含まれる。好適には、前記1番目の金属はMgであり、前記2番目の金属はAlであり、前記3番目の金属は希土類金属の中の少なくとも1種(この中でCeが最も好適である)および白金族金属の中の少なくとも1種(この中でRhまたはIrが好適である)であり、そして前記4番目の金属をバナジウム、鉄、ニッケル、マンガン、コバルト、アンチモンおよびこれらの混合物から成る群から選択する。
【0065】
本発明におけるNO減少用組成物の還元窒素種用成分として用いるに有用な更に別の種類の材料には、米国特許出願連続番号10/909,706および10/909,709(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示した如き触媒/添加剤組成物[更にPt、Pd、Rh、Ir、Ru、OsおよびReおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属成分(好適にはRhまたはIr)も少なくとも0.1ppm含有して成る]が含まれる。そのような貴金属成分を好適には約10から約10000ppm、より好適には約25から約5000ppm、最も好適には約30から約2500ppmの量で用いる。この種類の触媒/添加剤組成物は、一般に、孔径が約3から約7.2オングストロームの範囲でAlに対するSiOのモル比が約500未満、好適には250未満のゼオライトを含んで成る。具体的ゼオライトは、フェリエライト、ZSM−5、ZSM−11、ベータ、MCM−49、モルデナイト、MCM−56、ゼオライト−L、ゼオライトロー、エリオナイト、チャバザイト、クリノプチロライト、MCM−22、MCM−35、MCM−61、オフレタイト、A、ZSM−12、ZSM−23、ZSM−18、ZSM−22、ZSM−35、ZSM−57、ZSM−61、ZK−5、NaJ、Nu−87、Cit−1、SSZ−35、SSZ−48、SSZ−44、SSZ−23、ダチアルダイト、メルリノイト、ロブダライト、レビン、ラウモンタイト、エピスチルバイト、グメロナイト、ギスモンジン、カンクリナイト、ブルーステライト、スチルバイト、ポーリンジャイト、グーセクリーカイト、ナトロライトまたはこれらの混合物である。好適なゼオライトはフェリエライト、ZSM−5、ZSM−11、ベータ、MCM−49、モルデナイト、MCM−56、ゼオライト−L、ゼオライトロー、エリオナイト、チャバザイト、クリノプチロライト、MCM−22、MCM−35、オフレタイト、A、ZSM−12である。最も好適にはゼオライトはフェリエライトである。この種類の材料に従う組成物にAmerican Chemical Societyが出版している如き周期律表のIIA、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IIB、IIIA、IVA、VA族、ランタニド系列、Agおよびこれらの混合物から成る群から選択した金属による安定化を受けさせておいてもよい。好適な態様では、この種類の材料に従う組成物に周期律表のIIIB、IIA、IIB、IIIA族およびランタニド系列およびこれらの混合物に属する金属による安定化を受けさせ、最も好適な金属はランタン、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛およびこれらの混合物である。また、この種類の材料に従う組成物に周期律表のIB族の金属を安定化量、例えば約25重量%以下の量で用いた安定化を受けさせてもよいことも本発明の範囲内であり、そのような安定化用金属は好適にはCuである。この種類の触媒/添加剤組成物の調製は米国特許出願連続番号10/909,706および10/909,709に開示されている方法を用いて実施可能である。前記貴金属成分を前記触媒/添加剤組成物に本技術分野で公知の方法のいずれか、例えばイオン交換、含浸などで添加する。その金属成分を前記触媒/添加剤組成物の個別粒子に添加してもよいか、或は別法として、前記触媒/添加剤組成物とFCC分解用触媒の両方が組み込まれている一体型触媒の粒子に添加してもよい。そのような貴金属および任意の安定化用成分の適切な源には、硝酸塩、塩化物、炭酸塩および硫酸塩、アミン錯体などの水溶液が含まれる。そのような塩もしくは錯体を最終的触媒/添加剤組成物中の貴金属が金属として測定して少なくとも0.1ppmになるに充分な量で用いる。その後、その組成物に乾燥または焼成を受けさせることで揮発物を除去、例えば乾燥を約100℃から約250℃で24時間に及ぶ時間受けさせるか或は焼成を250℃から約900℃で約12時間に及んで受けさせる。
【0066】
本発明におけるNO減少用組成物の還元窒素種用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、Cu含有ゼオライト系NO添加剤組成物、例えば米国特許第4,980,052号および4,973,399号(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に記述および開示されている如き組成物などが含まれる。そのようなNO添加剤組成物は、一般に、好適にはZSM−5、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−38、ZSM−48、モルデナイト、脱アルミニウムYまたはゼオライトベータの結晶構造を有しかつアルミナに対するシリカの比率が20から100でありかつCu金属もしくはイオンを好適にはCuOがゼオライト中のAl1モル当たり少なくとも半モルに相当する量で有するゼオライトを含有して成り、この組成物に更に貴金属化合物、即ちPt、Pd、Rh、Ir、Ru、OsおよびReおよびこれらの混合物(好適にはRhまたはIr)も少なくとも0.1ppm含有させる。そのような貴金属を好適には約10から約10000ppm、より好適には約25から約5000ppm、最も好適には約30から約2500ppmの範囲の量で用いる。そのような貴金属化合物を米国特許第4,980,052号および4,973,399号に開示および記述されている組成物に本技術分野で公知のいずれかの方法、例えばイオン交換、含浸などで添加してもよい。そのような貴金属を前記ゼオライトに添加する時期はCuをゼオライト粒子に充填する前または後であってもよい。そのような貴金属の適切な源には、硝酸塩、塩化物、炭酸塩および硫酸塩、アミン錯体などの水溶液が含まれる。そのような塩もしくは錯体を最終的触媒/添加剤組成物中の貴金属が金属として測定して少なくとも0.1ppmになるに充分な量で用いる。その後、その組成物に乾燥または焼成を受けさせることで揮発物を除去、例えば乾燥を約100℃から約250℃で24時間に及ぶ時間受けさせるか或は焼成を約250℃から約900℃で約12時間に及んで受けさせる。
【0067】
本発明におけるNO減少用組成物の還元窒素種用成分として用いるに有用な更に別の種類の材料には、ZSM−5を約25から80重量%含有しかつ貴金属成分、例えばPt、Pd、Rh、Ir、Ru、OsおよびReおよびこれらの混合物(好適にはRhまたはIr)を少なくとも0.1ppm含有して成る組成物が含まれる。そのような貴金属成分を好適には約10から約10000ppm、より好適には約25から約5000ppm、最も好適には約30から約2500ppmの範囲の量で用いる。前記ZSM−5はゼオライトの水素もしくはアンモニウム形態であり得る。このZSM−5ゼオライトは個別の粒子添加剤として使用可能であるか或は当該触媒の一体型成分として合体させることも可能である。そのZSM−5ゼオライトを個別の粒子添加剤として用いる場合、それをFCC条件下のFCC装置で用いるに適した粒子状材料または微小球が得られるように適切な結合剤と結合させておいてもよい。そのような結合剤材料は好適にはシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、アルミナ−ホスフェートおよびこれらの混合物である。場合により、適切なマトリクス成分、例えば粘土、例えばモントモリロナイト、カオリン、ハロイサイト、ベントナイト、アタパルジャイトなど、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、希土類酸化物、例えばランタナなど、遷移金属酸化物、例えばチタニア、ジルコニアおよびマンガン酸化物など、IIA族の酸化物、例えばマグネシウムの酸化物およびバリウムの酸化物などを添加剤組成物の成分として合体させることも可能である。ZSM−5ゼオライトを分解用触媒の一体型触媒成分として用いる場合、それを約2から約60重量%の量で通常の触媒材料と一緒に通常様式で前記分解用触媒の中に合体させる。そのような一体型触媒は、典型的に、ZSM−5ゼオライト成分に加えてUSYもしくはREUSYゼオライト、通常のマトリクス成分、例えばアルミナ、シリカ−アルミナ、希土類酸化物、例えばランタナなど、遷移金属酸化物、例えばチタニア、ジルコニアおよびマンガン酸化物など、IIA族の酸化物、例えばマグネシウムの酸化物およびバリウムの酸化物など、粘土、例えばカオリンなどおよびこれらの混合物、および結合剤材料、例えばアルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、燐酸アルミニウムなどおよびこれらの混合物を含有するであろう。この場合の還元窒素種用成分の調製は、米国特許出願連続番号10/909,706および10/909,709(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている方法を用いて実施可能であり、この場合に用いるゼオライトはYが基になったゼオライト以外のZSM−5でありそしてこの組成物の他の成分を本明細書の上に記述した如き最終的組成物がもたらされるに必要な量で用いる。そのような貴金属成分を前記ZSM−5含有ゼオライトに本技術分野で公知の方法のいずれか、例えばイオン交換、含浸などで添加してもよい。その貴金属成分を前記ZSM−5含有ゼオライトの粒子にか、或は前記ZSM−5含有ゼオライトと分解用触媒の両方が組み込まれている一体型触媒に添加してもよい。そのような貴金属の適切な源には、硝酸塩、塩化物、炭酸塩および硫酸塩、アミン錯体などの水溶液が含まれる。そのような塩もしくは錯体を最終的触媒/添加剤組成物中の貴金属が金属として測定して少なくとも0.1ppmになるに充分な量で用いる。その後、その組成物に乾燥または焼成を受けさせることで揮発物を除去、例えば乾燥を約100℃から約250℃で24時間に及ぶ時間受けさせる或は焼成を250℃から約900℃で約12時間に及んで受けさせる。
【0068】
本発明におけるNO減少用組成物の還元窒素種用成分として用いるに適した他の材料には、これらに限定するものでないが、米国特許第5,002,654号に開示および記述されている如き亜鉛が基になった触媒、米国特許第4,988,432号に開示および記述されている如きアンチモンが基になったNO減少用添加剤、米国特許第5,021,146号に開示および記述されている如き元素周期律表のIIIB族の元素の酸化物が基になったNO減少用添加剤、米国特許第5,364,517号および5,565,181号に開示および記述されている如きペロブスカイト−スピネル系NO減少用添加剤、PCT国際公開番号WO 95/03876に開示および記述されている如きMg−AlおよびCuおよび場合によりCeの酸化物、そして例えば米国特許第4,889,615号、4,946,581号、4,952,382号、5,114,691号、5,114,898号および6,479,421 B1などに開示および記述されている如きヒドロタルサイトが基になった触媒組成物[このヒドロタルサイトが基になった触媒組成物は、更に、少なくとも1種の希土類金属(Ceが好適である)および鉄、ニッケル、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ゲルマニウム、錫、ビスマス、モリブデン、アンチモン、バナジウムおよびこれらの混合物から成る群から選択した1種以上の遷移金属(これらの中でバナジウムが好適である)も含有していてもよい]を含んで成る組成物が含まれる。上述した特許各々の開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる。この種類の材料に従う触媒/添加剤組成物に更に貴金属成分、即ちPt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os、Reおよびこれらの混合物(好適にはRhまたはIr)も金属として測定して少なくとも0.1ppm含有させる。そのような貴金属成分を好適には約10から約10000ppm、より好適には約25から約5000ppm、最も好適には約30から約2500ppmの範囲の量で用いる。そのような貴金属成分を上述した組成物に通常の方法、例えば含浸、イオン交換などで添加する。好適には、貴金属塩の水溶液を用いた含浸によって前記貴金属成分を前記触媒/添加剤組成物に添加する。適切な塩には、硝酸塩、塩化物、炭酸塩および硫酸塩、アミン錯体などが含まれる。そのような塩もしくは錯体を最終的触媒/添加剤組成物中の貴金属が金属として測定して少なくとも0.1ppmになるに充分な量で用いる。その後、その組成物に乾燥または焼成を受けさせることで揮発物を除去、例えば乾燥を約100℃から約250℃で24時間に及ぶ時間受けさせるか或は焼成を250℃から約900℃で約12時間に及んで受けさせる。
【0069】
還元窒素種用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、PCT国際公開番号WO
2004/033091および米国特許出願2004/0072675(これらの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている如きNO除去用組成物が含まれる。そのようなNO除去用組成物は、一般に、(i)酸性酸化物である担体、(ii)酸化セリウム、(iii)セリア以外のランタニド系列元素および(iv)場合により周期律表のIBおよびIIB族およびこれらの混合物から成る群から選択した遷移金属の少なくとも1種の酸化物および(v)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の貴金属(これらの中でPtおよびPdが好適である)を含有して成る。
【0070】
還元窒素種用成分として用いるに有用な別の種類の材料には、例えば米国特許第6,117,813号(これの開示は引用することによって全体が本明細書に組み入れられる)に開示および記述されている如き組成物[更に1種以上の白金族金属(例えばPt、Pd、Rh、Ir、Ru、OsおよびRe)、好適にはRhまたはIrも金属として測定して少なくとも0.1ppm含有して成る]が含まれる。この組成物は、一般に、(i)VIII族の少なくとも1種の遷移金属酸化物を有効な濃度で含有し(更に白金族金属の中の少なくとも1種以上、好適にはRhまたはIrも含有)、(ii)IIIB族の少なくとも1種の金属酸化物を有効な濃度で含有し、(iii)IIA族の少なくとも1種のアルカリ土類金属酸化物を有効な濃度で含有しそして場合により(iv)微小球状アルミナを含有する。好適なVIII族の金属はCoであり、好適な白金族金属はRhであり、好適なIIIB族の金属はLaでありそして好適なIIA族のアルカリ土類金属はSrである。
【0071】
本発明のNO減少用組成物の還元窒素種用成分が本明細書の上に記述した如き少なくとも1種の還元窒素種用成分または還元窒素種用成分の任意組み合わせを含んで成ることは本発明の範囲内である。
【0072】
本発明に従い、本発明の方法で用いるに有用なNO減少用組成物は分解用触媒インベントリーと一緒に循環する個別の粒子状添加剤として使用可能であるか、或は別法として、それを分解用触媒の一成分としてそれの中に合体させてもよい。本NO減少用組成物を個別の粒子状添加剤として用いる場合、本NO減少用組成物を構成するNO減少用成分と還元窒素種用成分を個別の粒子として独立してFCC分解用触媒インベントリーに添加してもよいか、或は別法として、その成分を分解用触媒インベントリーに添加して物理的に混合またはブレンドすることで単一の粒子添加剤にする。本発明の好適な態様では、本NO減少用組成物の成分を循環している分解用触媒インベントリーに個別の粒子として独立して添加する。
【0073】
NO減少用組成物またはこれの成分を本発明では一般に粒子の形態で用い、それの粒径を本組成物が接触分解装置の中を全体に渡って分解用触媒と同時に循環するに充分な粒径にする。本NO減少用組成物およびこれの成分の平均粒径を典型的には45μm以上にする。その平均粒径を好適には約50から200μm、最も好適には約55から約150μm、更により好適には約60から約120μmにする。本発明の組成物およびこれの成分を含んで成る粒子の表面積を一般に少なくとも5m/g、好適には少なくとも10m/g、最も好適には少なくとも30m/gにしそしてそれが示すDavison摩耗指数(DI)が50以下、好適には20以下、最も好適には15以下であるようにする。
【0074】
NO減少用組成物またはこれの成分を個別の添加剤として用いる場合、それの使用量を、通常の気体分析方法(これらに限定するものでないが、化学発光、紫外分光法、赤外分光法などを包含)で測定してFCCU再生装置内に存在するNO排気の量が本NO減少用組成物を用いない時に存在するNO排気の量に比べて低下するに充分ないずれか
の量にする。本NO減少用組成物を個別の粒子添加剤として用いる時の量は典型的に触媒インベントリーの少なくとも0.01、好適には少なくとも0.05、最も好適には少なくとも0.1重量%である。本NO減少用組成物を好適には分解用触媒インベントリーの約0.01から約45重量%、最も好適には約0.05から約30重量%、更により好適には約0.1から約20重量%の範囲の量で用いる。
【0075】
本NO減少用組成物を分解用触媒の個別の成分として前記分解用触媒の中または上に合体させる場合、本NO減少用組成物を分解用触媒組成物の典型的には少なくとも0.01、好適には少なくとも0.05、最も好適には少なくとも0.1重量%の量で用いる。本NO減少用組成物を好適には分解用触媒組成物の約0.01から約45重量%、最も好適には約0.05から約30重量%、更により好適には約0.1から約20重量%の範囲の量で用いる。
【0076】
また、それぞれ、本発明のNO減少用組成物を構成する少なくとも1種のNO減少用成分または少なくとも1種の還元窒素種用成分を本明細書の上に記述した如く分解用触媒の一成分としてそれの中に合体させてもよいと同時にもう一方の成分、即ちNO減少用成分または還元窒素種用成分を本明細書の上に記述した如く個別の粒子状添加剤として用いることも本発明の範囲内である。
【0077】
本発明のNO減少用組成物で用いるべきNO減少用成分および還元窒素種用成分の各々の相対的量は多様であり、その量を特定の如何なる比率にも限定するものでない。各成分の量は、具体的な再生装置のデザインおよび稼働、稼働様式、触媒または気体のいずれかに関する不均衡分配の度合、酸素の濃度、他のいずれかの添加剤が存在するか否か、および達成する必要のあるNO減少などの如き要因に依存するであろう。しかしながら、一般的には、それらの成分を0.02から50、好適には0.1から10、最も好適には0.2から5.0の比率で用いる。NO減少用組成物および/またはこれの成分の個々の粒子を触媒インベントリーに通常のいずれかの様式で添加してもよく、例えば再生装置に補給する触媒と一緒にか或は通常のいずれかの方法で添加してもよい。
【0078】
触媒材料の循環しているインベントリーに、前記分解用触媒および本NO減少用組成物に加えて、他の触媒活性成分を存在させることも可能である。そのような他の材料の例には、ゼオライトZSM−5が基になったオクタン価向上用触媒、担持型貴金属、例えば白金などが基になったCO燃焼促進剤、排煙脱硫用添加剤(通常はSO用添加剤として知られる)、例えばDESOX(商標)(マグネシウムアルミニウムスピネル)など、バナジウムトラップおよび釜残分解用添加剤、例えばKrishna,Sadeghbeigi,op citおよびScherzer,Octane Enhancing Zeolitic FCC Catalysts,Marcel Dekker,New York,1990 ISBN 0−8247−8399−9に記述されている如きそれらが含まれる。そのような他の成分はそれらに通常の量で使用可能である。
【0079】
本方法の効果は、不均一燃焼様式で稼働しているFCC工程から排出されるNO排気の全体的含有量を最小限にする効果である。本方法を用いると非常に有意なNO排気減少を達成することができ、ある場合には、本明細書の上に記述した如き本発明の好適な形態のNO減少用組成物を用いると、変換率を一定にした時、通常の分解用触媒を用いた基本ケースに比べて約90%に及ぶ減少を達成することができる。以下の実施例に示すように、本発明に従う方法を用いると10から90%のNO減少率を容易に達成することができる。しかしながら、触媒技術分野の技術者が理解するであろうように、NO減少度合は、使用する添加剤の組成および量、FCCUのデザインおよびそれを稼働させる様式(これらに限定するものでないが、再生装置内の酸素の濃度および空気の分布を包含)、再生装置内の触媒床の深さ、ストリッパーの稼働および再生装置の温度、分解を受けさせるべき炭化水素原料の特性、および再生装置の化学および稼働に影響を与える可能性のある他の触媒添加剤が存在するか否かなどの如き要因に依存するであろう。このように、各FCCUはそれらの観点のいくつかまたは全部の点で異なることから、本発明の方法の効果は装置から装置で変わる可能性がある。
【0080】
以下に挙げる実施例は決して本発明の範囲を限定することを意図するものでない。本実施例に本発明の方法で用いるに有用な酸化添加剤の調製および本発明の方法が接触分解環境でNOおよび気相還元窒素種を減少させるか否かの評価を含める。
【0081】
本発明および本発明の利点を更に例示する目的で以下の具体的実施例を示す。本実施例は本発明の具体的例示として示すものである。しかしながら、本発明を本実施例に示す具体的詳細に限定するものでないと理解されるべきである。
【0082】
本実施例ばかりでなく本明細書の残りで固体材料の組成または濃度を指す部およびパーセントは全部特に明記しない限り重量である。しかしながら、本実施例ばかりでなく本明細書の残りで気体の組成を指す部およびパーセントは全部特に明記しない限りモル規定または体積である。
【0083】
その上、数値の範囲、例えば個々の組の特性、測定単位、条件、物理的状態またはパーセントなどの数値の範囲を本明細書または請求項で示す場合、いずれも、そのような範囲内に入る如何なる数[その示したいずれかの範囲内に入る如何なるサブセットの数も包含]も言及または他の様式で文字通りその中に明らかに入れることを意図する。
[実施例]
【実施例1】
【0084】
フェリエライトゼオライトに銅イオンを用いた交換を以下に示す如き固体状態交換手順を用いて受けさせた:塩化銅(120グラム、無水ベース)を粉砕して微細粉末にした後、1800gのフェリエライト粉末と混合した。その混合物に焼成を325℃で4時間受けさせた。その焼成を受けさせた混合物を9000gの水と一緒にしてスラリー状にし、80℃に維持しながら10分間撹拌した後、濾過した。その濾過ケーキを80℃の水で3回洗浄し、100℃で10分間乾燥させた後、焼成を593℃で1.5時間実施した。その完成生成物のCu含有量は2.3%であった。
【0085】
前記Cu交換フェリエライトの含有量が65%で粘土の含有量が15%でアルミナゾルの含有量が20%の組成物の調製を、アルミニウムクロロヒドロール(chlorohydrol)溶液(固体量が23%)の含有量が1522gで前記Cu交換フェリエライトの含有量が1138g(無水ベース)で追加的水の含有量が固体含有量が約40%のスラリーが生じるに充分な量である水性スラリーを生じさせることを通して実施した。そのスラリーをDraisミルで平均粒径が2.5μmになるまで粉砕した後、Bowen Engineering噴霧乾燥機で噴霧乾燥させた。その噴霧乾燥品に焼成を593℃で1.5時間受けさせた。その結果として得た触媒/添加剤組成物を添加剤Aと表示し、これは下記の分析値:65.1%がSiOで32.2%がAlで1.49%がCuで12%がNaOで0.1%がKOの分析値を示しかつ全BET表面積は246m/gであった。
【実施例2】
【0086】
添加剤AがFCC装置から出るNO排気を減少させる活性の評価をDavison循環式ライザー(DCR)を用いて実施した。前記DCRの説明はG.W.Young、G.D.WeatherbeeおよびS.W.Davey、「Simulating Commercial FCCU yields with the Davison Cir
culating Riser(DCR)pilot plant unit」、National Petroleum Refiners Association(NPPA)Paper AM88−52;およびG.W.Young、「Realistic Assessment of FCC Catalyst Performance in the Laboratory」、Fluid Catalytic Cracking:Science and Technology、J.S.MageeおよびM.M.Mitchell,Jr.編集、Studies in Surface Science and Catalysis、76巻、257頁、Elsevier Science Publishers B.V.、アムステルダム 1993、ISBN 0−444−89037−8(これらの説明は引用することによって本明細書に組み入れられる)に記述されている。
【0087】
この実験では、前記DCRを「完全燃焼」条件、即ち再生装置中のOが1%過剰である条件下で稼働させかつ前記再生装置を705℃で稼働させた。前記DCRに最初に以下の表1:
【0088】
【表1】

【0089】
に示す特性を有する平衡分解用触媒が1895.25gでPtが基になった燃焼促進剤であるCP−3(商標)の商業的サンプル[W.R.Grace & Co.−Conn.(Columbia、MD)の事業体であるGrace Davisonから得たものであり、循環式プロピレン蒸気処理方法(CPS)を用いてNiもVも全く添加しないで788℃で20時間失活させておいた]が4.75gの混合物を仕込んだ。前記CPS方法の説明はL.T.Boock、T.F.PettiおよびJ.A.Rudesill、「Contaminant−Metal Deactivation and Metal−Dehydrogenation Effects During Cyclic Propylene Steaming of Fluid Catalytic Cracking Catalysts」、Deactivation and Testing of Hydrocarbon Processing Catalysts、ACS Symposium Series 634、171頁(1996)、ISBN 0−8412−3411−6(これらの説明は引用することによって本明細書に組み入れられる)に記述されている。これらの実験では、以下の表2に示す如き特性を有する商業的FCC供給材料を前記DCRで用いた。これらの実験では、MKS Online Productsのモデル2030 FTIRマルチガス分析装置を用いてNOおよびNOまたはNO排気のいずれかを連続的に監視した。
【0090】
【表2】

【0091】
前記DCRを安定化させそして添加剤Aが105gで失活を受けさせておいたCP−3(商標)が0.5gで前記平衡触媒が94.5gの混合物をそれに注入する前に定常状態のNO排気データを集めた。前記装置を再び安定化させた後、実験を約10時間継続した。その結果を以下の表3に記録する。TOSは、添加剤Aを装置に導入した時点からの稼働時間である。表3に示すように、添加剤AはDCR再生装置から排出されるNO排気を減少させるに有効である。NOもNOも測定可能量では検出されなかった。
【0092】
【表3】

【実施例3】
【0093】
微小球形粒子状担体材料の調製を下記の如く実施した:解膠性アルミナ(La Roche Industries Inc.から入手したVersal 700アルミナ粉末、Alが99%で水分が30%)の固体が20%入っている水性スラリーを用いてスラリーを生じさせた。そのアルミナスラリーの調製を前記アルミナを31.6ポンド用いることで実施した。そのアルミナスラリーに水酸化ナトリウム水溶液(NaOHが50%)を3.87ポンド加えた。次に、そのスラリーに炭酸セリウム結晶(Rhone Poulenc,Inc.から入手、CeOが96%でLaが4%で水分が50%)を10.4ポンド加えた。そのスラリーを固体濃度が12%になるに充分な量の水で希釈した。最後に、そのスラリーにNalco 1140(Nalco Chemicals Co.から入手)の交換シリカゾル(exchanged silica sol)を3.38ポンド加えた。その混合物の良好な混合を確保する目的で撹拌を実施した後、撹拌型媒体ミル(stirred media mill)で粉砕することで凝集物が実質的に10ミクロン未満にまで小さくなるようにした。その粉砕を受けさせたスラリーを直径が10フィートのBowen Engineering噴霧乾燥機に送り込んで直径が約70ミクロンの微小球を生じさせた。その後、その噴霧乾燥品に焼成を約650℃で受けさせて揮発物を除去することで最終的担体を得た。
【実施例4】
【0094】
添加剤Bの調製を下記の如く実施した:以下に示す組成を有する最終的生成物がもたらされるように投入量を調整することを除いて実施例3に記述したようにして調製した担体に、45ポンドの水にJohnson−Matheyから入手した硝酸Pd(II)溶液を549g溶解させることで生じさせたPd含有溶液(Pd含有量が8.643%)を含浸させた。次に、Eirichミキサーに前記担体を100ポンド入れた。そのEirichミキサーを稼働させながら前記Pd含有溶液を前記担体の上に噴霧した。次に、その含浸を受けさせた材料を前記Eirichミキサーから排出させた後、Boen Engineering気流乾燥機に入れ、入り口温度を538℃に設定しかつ出口を149℃に設定して気流乾燥させた。その結果として得た材料のBET表面積は160m/gでありかつ下記を含有していた:Alを69.7%、CeOを21.8%、NaOを5.64%、SiOを4.72%、Pdを970ppm。
【実施例5】
【0095】
添加剤BがFCCU再生装置から排出されるNO排気を減少させる活性の評価を、Regenerator Test Unit(RTU)の中のCOによるNOの還元に触媒作用を及ぼす活性を測定することで実施した。前記RTUは、FCCU再生装置の稼働を模擬するように特別に考案した装置である。RTUはG.YalurisおよびA.W.Peters「Studying the Chemistry of the FCCU Regenerator Under Realistic Conditions」、Designing Transportation Fuels for a Cleaner Environment、J.G.ReynoldsおよびM.R.Khan編集、151頁、Taylor & Francis、1999、ISBN:1−56032−813−4(これの記述は引用することによって本明細書に組み入れられる)に詳述されている。焼成を593℃で2時間受けさせた後の前記添加剤をGrace Davisonから得たFCC用触媒であるOCTACAT(商標)−DCH(816℃の100%蒸気を用いて流動床反応槽で4時間失活させておいた)と0.5%のレベルで混合した。次に、前記分解用触媒単独または前記混合物を700℃で稼働しているRTU反応槽に送り込んだ。この反応槽に供給した気体は、CO含有量が5000−5500ppmでNO含有量が500−550ppmで4%O/Nとしていろいろな量で添加した酸素を含有しそして残りが窒素である混合物であった。前記O含有気体供給材料を除いて全気体供給速度を1000−1100sccmにした。この実験中、酸素の量をRTU反応槽内の条件がFCCU再生装置の還元領域と酸化領域を模擬するように変えた。その結果を図1に示す。このデータは、添加剤BがNO排気減少に非常に有効であることを示している。
【実施例6】
【0096】
45ポンドのDI水を49℃に維持しながらこれに硫酸銅結晶を7.5ポンド溶解させることでCu含有溶液を生じさせた。投入量を以下に示す如き組成を有する最終的生成物がもたらされるように調整する以外は実施例3に記述したようにして担体の調製を実施した。Eirichミキサーに前記担体を約100ポンド入れた。前記Cu溶液を前記担体に550cc/分の噴霧速度で噴霧した。次に、そのようにして含浸を受けさせた材料を取り出した後、出口温度を149℃にしかつ入り口温度を538℃にして気流乾燥させた。その結果として得た材料(添加剤Cと表示)のBET表面積は160m/gでありかつ下記を含有していた:Alを69.7%、CeOを21.8%、NaOを5.64%、SiOを4.72%、Cuを1.9%。
【実施例7】
【0097】
添加剤Cが示すNO減少性能を評価する目的でDCR試験を実施した。この実験で用いた供給材料の特性を表4に示す。このDCRを再生装置が705℃で再生装置の燃焼排ガス中のO過剰度が1%になるように完全燃焼様式で稼働させた。このDCRに市販の分解用触媒であるSUPERNOVA(商標)−DMR+(Grace Davisonから得た)(816℃の100%蒸気を用いて流動床反応槽内で4時間水熱的に失活させておいた)が1895.25gでCP−3(商標)(CPS方法を用いてNiもVも全く添加しないで788℃で20時間失活させておいた)が4.75gの混合物を仕込むことでこの装置を始動させた。この装置が安定になった後、オンラインのLear−Siegler SO/NO Analyzer(SM8100A)を用いてベースラインのNO排気データを集めた。その後、蒸気で失活させておいたCP−3(商標)が0.25gで蒸気で失活させておいたSUPERNOVA(商標)−DMR+触媒が89.75gで添加剤Cが10gの混合物を前記DCRに注入し、その装置を再び安定化させた後、NO排気データを集めた。その結果を以下の表5に示す。TOSはCP−3(商標)を装置に添加した時からの稼働時間である。表5に示すように、添加剤CはDCR再生装置から排出されるNO排気を減少させるに有効である。
【0098】
【表4】

【0099】
【表5】

【実施例8】
【0100】
Grace Davisonから得たMg−Alスピネル含有添加剤であるDESOX(商標)(添加剤Dとして表示)の市販サンプルが示すNO減少性能を評価する目的でDCR試験を実施した。この実験で用いた供給材料は実施例7で用いた供給材料と同じであった。このDCRを再生装置の温度が705℃でO過剰度が1%になるように完全燃焼様式で稼働させた。このDCRに表1に示す特性を有する平衡分解用触媒が1895.25gでCP−3(商標)(Grace Davisonから得た)(CPS方法を用いてNiもVも全く添加しないで788℃で20時間失活させておいた)が4.75gの混合物を仕込むことでこの装置を始動させた。この装置が安定になった後、MKS Online Products FTIR Multigas分析装置(Model 2030)を用いてベースラインのNO排気データを集めた。その後、添加剤Dが10gで前記平衡分解用触媒が89.75gで前記CPSで失活させておいたCP−3(商標)が0.25gの混合物を前記DCRに注入した。更に3時間に渡ってNO排気データを連続的に集めた。以下の表6に示すように、添加剤DはDCR再生装置から排出されるNO排気を減少させるに有効である。
【0101】
【表6】

【実施例9】
【0102】
300gのDI水に硝酸第二鉄を140.5g溶解させることでFe含有溶液を生じさせた。投入量を以下に示す如き組成を有する最終的生成物がもたらされるように調整する以外は実施例3に記述したようにして担体の調製を実施した。機械的回転装置の上に傾けた状態で置いたビーカーに前記担体を500グラム入れた。次に、手動ポンプ式スプレーボトルを用いて前記硝酸第二鉄溶液を前記担体に徐々に噴霧することでそれに含浸を受けさせた。その含浸を受けさせた湿った状態の材料を200℃のオーブンに入れて2時間乾燥させた。その乾燥させたケーキの形態は大きな塊であり、それを最初にブレンダーで粉砕し、ふるい分けした後、それに焼成を650℃で2時間受けさせることで前記硝酸塩を分解させかつ揮発物を除去した。その結果として得た材料(添加剤Eと表示)のBET表面積は103m/gでありかつ下記を含有していた:Alを56.1%、CeO
を20.5%、NaOを7.56%、SiOを7.5%、Feを5.4%。
【実施例10】
【0103】
添加剤Eが示すNO減少性能を評価する目的でDCR試験を実施した。この実験で用いる供給材料の特性を以下の表7に示す。このDCRを再生装置の温度が705℃でO過剰度が1%になるように完全燃焼様式で稼働させた。表8に示す特性を有する平衡分解用触媒を1900g用いてDCRを始動させた。このDCRが安定になった後、この装置に前記平衡分解用触媒を95gおよびCP−3(商標)(CPS方法を用いてNiもVも全く添加しないで788℃で20時間失活させておいた)を5g注入した。この装置が安定になった後、オンラインのLear−Siegler SO/NO Analyzer(SM8100A)を用いてベースラインのNO排気データを集めた。その後、蒸気で失活させておいたCP−3(商標)が0.25gで前記平衡分解用触媒が89.25gで添加剤Eが10.5gの混合物を前記DCRに注入した。その結果を以下の表8に示す。TOSは添加剤Eを装置に添加した時からの稼働時間である。以下の表9に示すように、添加剤EはDCR再生装置から排出されるNO排気を減少させるに有効である。
【0104】
【表7】

【0105】
【表8】

【0106】
【表9】

【実施例11】
【0107】
投入量を以下に示す組成を有する最終的生成物がもたらされるように調整する以外は実施例3に示すようにして担体を100.0g調製し、前記担体を機械的回転装置の上に傾けた状態で置いたビーカーに入れることを通して、添加剤Fを生じさせた。Rh硝酸塩が10%入っている溶液を0.5g用いてこれをDI水で100.0gに希釈することでRh含浸用溶液を生じさせた。次に、手に持つピペットを用いて100.0gの前記希Rh溶液を前記担体に徐々に噴霧することでそれに含浸を受けさせた。その含浸を受けさせた湿った状態の材料を120℃のオーブンに入れて一晩乾燥させた。その乾燥させたケーキの形態は大きな塊であり、それを最初にスクリーンに通すことで粉砕した後、それに焼成を650℃で2時間受けさせることで前記硝酸塩を分解させかつ揮発物を除去した。その結果として得た材料のBET表面積は140m/gでありかつ下記を含有していた:Alを65.3%、SiOを9.6%、CeOを21.3%、NaOを5%、Rhを437ppm。
【実施例12】
【0108】
添加剤FがFCCU再生装置から排出されるNO排気を減少させる活性の評価を、実施例5に示した手順と同じ手順を用いて、Regenerator Test Unit(RTU)の中のCOによるNOの還元に触媒作用を及ぼす活性を測定することで実施した。その結果を以下の図2に示す。このデータは、添加剤FがNO排気減少に非常に有効であることを示している。
【実施例13】
【0109】
投入量を以下に示す組成を有する最終的生成物がもたらされるように調整する以外は実施例3で調製した基礎材料を用いて添加剤Gと表示する組成物の調製を実施した。機械的回転装置の上に傾けた状態で置いたビーカーに前記基礎材料を80グラム入れた。Rh硝酸塩が10%入っている溶液を1.0098g用いてこれをDI水で77.48gに希釈することでマスターRh溶液を生じさせた。次に、空気霧スプレーノゾル装置を用いて60gの前記希Rh溶液を前記基礎材料に徐々に噴霧することでそれに含浸を受けさせた。その含浸を受けさせた湿った状態の材料を120℃のオーブンに入れて一晩乾燥させた。その乾燥させたケーキの形態は大きな塊であり、それを最初にブレンダーで粉砕し、ふるい分けした後、それに焼成を650℃で2時間受けさせることで前記硝酸塩を分解させかつ揮発物を除去した。その結果として得た材料のBET表面積は127m/gでありかつ下記を含有していた:Alを73.2%、SiOを4.5%、NaOを5.1%、CeOを17.5%、Rhを1005ppm。
【実施例14】
【0110】
添加剤Gが部分燃焼もしくは不完全燃焼で稼働しているFCC装置の再生装置から排出されるNH排気を減少させる活性を分解用触媒が単独で示す活性と比較した。RTU反応槽内でNHとCOをいろいろなO濃度で反応させることで実験を実施した。焼成を595℃で2時間受けさせた後の前記添加剤を市販のFCC用触媒[Grace Davisonから得たOCTACAT(商標)−DCH](816℃の100%蒸気を用いて流動床反応槽内で4時間水熱的に失活させておいた)と0.5%のレベルで混合した。その分解用触媒単独または添加剤/分解用触媒混合物を個別に700℃で稼働しているRTU反応槽に送り込んだ。RTUに供給する気体はNHとCOの混合物であり、これはNHを約600ppm、COを5000−5500ppm、N中4%のOとして添加したOをいろいろな量で含有していて残りは窒素であった。そのO含有気体供給材料を除いて全気体供給速度を1000−1100sccmにした。その結果を以下の図3および4に記録したが、これらは、添加剤GがNH排気を最低限にしかつそれがNOに変化しないようにする点で非常に有効であることを示している。他の窒素酸化物(例えばNOまたはNO)は全く検出されず、このことは、NHが窒素分子に変化したことを示していた。
【実施例15】
【0111】
アルミニウムクロロヒドロール溶液(固体量が23%)が6521gとフェリエライト(SiO/Al=20、NaO+KO<0.2)が4500g(無水ベース)と追加的水が固体含有量が約40%のスラリーが生じるに充分な量で入っている水性スラリーを生じさせた。そのスラリーをDraisミルで平均粒径が2.5μmになるまで粉砕した後、Bowen噴霧乾燥機で噴霧乾燥させた。その噴霧乾燥品に焼成を593℃で90分間受けさせた。機械的回転装置の上に傾けた状態で置いたビーカーに前記焼成品を約158g入れた。Rhが9%の硝酸塩を1.001g用いてこれをDI水で100gに希釈することでマスターRh溶液を生じさせた。次に、16.7gの前記希Rh溶液を更に75gのDI水で希釈して、それを前記焼成品に目標として完成触媒のRh濃度が100ppmになるように徐々に噴霧することでそれに含浸を受けさせた。その含浸を受けさせた湿った状態の材料を99℃で1時間乾燥させた後、それに焼成を593℃で1時間受けさせた。その結果として得た材料を添加剤Hとして表示し、これの全BET表面積は328m/gでありかつ下記の分析値を示した:SiOが71.4%、Alが28.3%、NaOが0.1%、KOが0.1%。
【実施例16】
【0112】
添加剤Hに評価を部分燃焼条件下のDCRを用いて受けさせた。この試験で用いる供給材料の特性を表4に示した。このDCRに最初に表1に示す特性を有する平衡分解用触媒を約1900g仕込んだ。そのDCR再生装置への空気の流量を再生装置の燃焼排ガス中
のCO/CO比が7.0になるように調整した。この装置が安定になった後、MKS Online Products FTIR Multigas分析装置(2030)を用いてベースラインの燃焼排ガスNH排気データを集めた。その後、前記DCRに添加剤Hの含有量が10gで前記平衡分解用触媒の含有量が90gの混合物を100g注入した後、NH排気を3.8時間に渡って連続的に集めた。添加剤Hを注入した時にNO排気が増加することは検出されなかった。表9に示す結果から、添加剤Gは全触媒インベントリーの0.5重量%の時でもNH排気の減少に有効であることが分かる。
【0113】
【表10】

【実施例17】
【0114】
投入量をBET SAが111m/gで下記の組成:SiOが7.8%、NaOが7.1%、CeOが18.5%、Alが60.2%、Cuが1.9%の組成を有する最終的生成物がもたらされるように調整する以外は実施例6に示した手順を用いて最初に組成物を生じさせることを通して添加剤Iの調製を実施した。機械的回転装置の上に傾けた状態で置いたビーカーに前記組成物を約80g入れた。Rh硝酸塩が10%入っている溶液を1.0098g用いてこれをDI水で77.48gに希釈することでマスターRh溶液を生じさせた。その前以て生じさせておいたマスター溶液を5.83g取り出しそしてそれにDI水を60gの全重量が得られるように加えることでさらなる希釈を実施した。次に、空気霧スプレーノズル装置を用いて60gの後者の希Rh溶液を前記担組成物に徐々に噴霧することでそれに含浸を受けさせた。その含浸を受けさせた湿った状態の材料を120℃のオーブンに入れて一晩乾燥させた。その乾燥させたケーキの形態は大きな塊であり、それを最初にブレンダーで粉砕し、ふるい分けした後、それに焼成を650℃で2時間受けさせることで前記硝酸塩を分解させかつ揮発物を除去した。その結果として得た材料のBET表面積は107m/gでありかつ下記を含有していた:Alを57.9%、SiOを7.7%、NaOを7%、CeOを17.7%、Cuを1.8%、Rhを90ppm。
【実施例18】
【0115】
実施例14に記述した手順を用いて、添加剤IがRTU中でNHをNにCOの存在下のいろいろな酸素濃度で変化させる活性を測定することを通して、添加剤Iが還元窒素種、例えばNHなどの排気を減少させる活性を評価した。図5および6に示すように、添加剤IはNHの如き気相還元窒素種の除去に有効であると同時に酸素濃度が低い時にはそれがNOに変化するのを防止する。NOの生成を防止する意味で、それが示した活性は前記触媒単独が示したそれよりも優れている。
【実施例19】
【0116】
機械的回転装置の上に傾けた状態で置いたビーカーに市販のMg−Alスピネル含有材料[Grace Davisonから得たDESOX(商標)]を約100g入れた。95.0gのDI水にRh硝酸塩(Rhが12.11%)を0.08g溶解させることでRh溶液を生じさせた。次に、95.0gの前記希Rh溶液全部をピペットで前記担体に徐々に滴下することでそれに含浸を受けさせた。その含浸を受けさせた湿った状態の材料を120℃で一晩乾燥させた。その乾燥させたケーキの形態は大きな塊であり、それを100メッシュのスクリーンに通すことで粉砕した後、それに焼成を650℃で2時間受けさせることで前記硝酸塩を分解させかつ揮発物を除去した。その結果として得た組成物を添加剤Jと表示し、これのBET表面積は133m/gでありかつ下記の分析値を示した:CeOが12.9%、MgOが35.6%、Alが46.2%、Vが約1.3%およびRhが133ppm。
【実施例20】
【0117】
添加剤JにこれがFCCU内のNH排気を減少させる能力に関する評価を部分燃焼条件下のDCRを用いて受けさせた。この試験で用いる供給材料の特性を表11に示す。このDCRに最初に表1に示す特性を有する平衡分解用触媒を約1800g仕込んだ。そのDCR再生装置に送り込む空気の流量を再生装置の燃焼排ガス中のCO/CO比が7.0になるように調整した。この装置が安定になった後、MKS Online Products FTIR Multigas分析装置(2030)を用いてベースラインのNH排気データを集めた。その後、前記DCRに添加剤I(CPS方法を用いてNiもVも全く添加しないで788℃で20時間失活させておいた)の含有量が9.5gで前記平衡分解用触媒の含有量が90.5gの混合物を100g注入した後、NH排気を4時間に渡って連続的に集めた。表12に示した結果から、添加剤Jは全触媒インベントリーの0.5重量%の時でもNH排気の減少に有効であることが分かる。添加剤Jを注入した時にNO排気が増加することは検出されなかった。これらのデータは、添加剤JがFCCU再生装置内の還元窒素種をN分子に変化させるに有効であることを示している。
【0118】
【表11】

【0119】
【表12】

【実施例21】
【0120】
全揮発物量が36.6%でMgOが約66%でAlが30%でBET表面積が235m/gのヒドロタルサイト基材を以下に示すようにして実施した実験室調製で425メッシュの微細な粉末として得た。MgO含有量が70.3gでPorocel AP−15非晶質ロー相含水酸化アルミニウムの含有量が32.1gで水の含有量が470gの混合物に熟成を100℃で24時間受けさせた。バッチを数回実施することで、そのようなヒドロタルサイト生成物を数百グラム集めた。その微細な脆いヒドロタルサイト粉末が流動床反応槽を用いた試験に適するようにするには、それを結合させかつ凝集させる必要があった。この組成物にまたセリアも添加した。そのままのヒドロタルサイト基材を79gの量で用いてこれに硝酸セリウムの含有量が15.1g(CeOが6gであることに相当)でAlが20.9%のアルミニウムクロロヒドロール溶液の含有量が28.9gで水の含有量が前記ヒドロタルサイト基材を湿り開始にするに充分な含有量である溶液を含浸させることを通して、前記ヒドロタルサイト粉末の結合およびセリアの組み込みを達成した。次に、その結果として得た担体をセラミック製皿に入れて200Cのオーブン内で一晩乾燥させた。次に、その乾燥させたヒドロタルサイト基材を100メッシュのスクリーンに通すことで粉砕した後、それに焼成を650℃で2時間受けさせた。次に、硝酸ロジウム塩(Rhが12.11%)に由来するRhが0.05g入っている溶液を45g用いてそれを前記の結果として得たヒドロタルサイト基材に目標として最終触媒のRhが100ppmになるように含浸させた。その湿った状態の材料を再びセラミック製皿に入れて200℃で一晩乾燥させ、100メッシュのスクリーンに通すことで粉砕した後、それに焼成を650℃で2時間受けさせた。その材料を小型のペレットプレスで圧縮することで更に凝集させた後、100メッシュのスクリーンに通すことでふるい分けした。最終的組成物を添加剤Kと表示し、これのBET表面積は164m/gでありかつ下記の分析値を示した:MgOが52.9%、Alが33.4%、CeOが10.4%。
【実施例22】
【0121】
実施例14に記述した手順を用いて、添加剤KがRTU中でNHをNにCOの存在下のいろいろな酸素濃度で変化させる活性を測定することを通して、添加剤Kが還元窒素種、例えばNHなどの排気を減少させる活性を評価した。図7および8に示すように、添加剤KはNHの如き気相還元窒素種の除去に有効であると同時にそれがNOに変化するのを防止する。
【実施例23】
【0122】
添加剤Lの調製を米国特許第6,358,881 B1号に従って実施した。この添加剤は下記の分析値を示した:全揮発物が5.8%、おおよそSiOが4.9%、NaOが4.9%、CeOが21.2%、Alが68.7%、Pdが970ppm、そしてBET表面積が167m/gで平均粒径が90μm。
【実施例24】
【0123】
添加剤LがFCCUの再生装置から排出されるHCNを除去する活性を前記分解用触媒が単独で示した活性およびW.R.Grace & Co.−Conn.(Columbia、MD)の事業体であるGrace Davisonが販売している市販の白金含有燃焼促進剤であるCP(商標)−5(アルミナに担持されている白金)が示した活性と比較した。
【0124】
前記分解用触媒に失活を816℃の100%蒸気を用いて流動床反応槽で4時間受けさせた後、DCR内でコークスを付着させた。その触媒にDCR内でコークスを付着させた後にそれが示した組成はAlが31.6%、REが2.4%、NaOが0.45%、TiOが0.65%、Feが0.5%、Pが1.3%で、残りがシリカであり、コークス含有量は1.5重量%であった。
【0125】
RTUに前記コークスが付着した分解用触媒を単独で約20g充填するか、或はそれと一緒に添加剤Lまたは燃焼促進剤を0.5重量%の添加量で充填した。RTU反応槽への気体流量を約800sccmにし、それはOを約5%含有していて残りはNであった。Temperature−Programmed OxidationまたはTPOとして本分野の技術者に一般に知られている実験手順に従いかつ室温から出発して反応槽の温度を約9℃/分の上昇速度で高くすることで約780℃にまで加熱しながら上述した気体をRTU反応槽の中に連続的に流した。この実験中に炭素と水素と窒素と硫黄を含有するコークス種が徐々に燃焼することでCO、CO、SO、HCNの如き還元窒素種、NOおよびNOがいくらか放出された。我々は、前記TPO実験期間全体に渡る検出器のシグナルを積分することで生じたいろいろな気相種の量を測定することができた。その結果を以下の表13に記録する:
【0126】
【表13】

【図面の簡単な説明】
【0127】
【図1】図1は、RTUの中で反応槽供給材料に含まれる酸素の濃度を変えてNOとCOを添加剤Bの存在下で反応させた時のNOの変換を示すグラフ図である。
【図2】図2は、RTUの中で反応槽供給材料に含まれる酸素の濃度を変えてNOとCOを添加剤Fの存在下で反応させた時のNOの変換を示すグラフ図である。
【図3】図3は、RTUの中で反応槽供給材料に含まれる酸素の濃度を変えてアンモニアとCOを添加剤Gの存在下で反応させた時のアンモニアの還元を示すグラフ図である。
【図4】図4は、RTUの中で反応槽供給材料に含まれる酸素の濃度を変えてアンモニアとCOを添加剤Gの存在下で反応させた時のアンモニアからNOへの変換を示すグラフ図である。
【図5】図5は、RTUの中で反応槽供給材料に含まれる酸素の濃度を変えてアンモニアとCOを添加剤Iの存在下で反応させた時のアンモニアの変換を示すグラフ図である。
【図6】図6は、RTUの中で反応槽供給材料に含まれる酸素の濃度を変えてアンモニアとCOを添加剤Iの存在下で反応させた時のアンモニアからNOへの変換を示すグラフ図である。
【図7】図7は、RTUの中で反応槽供給材料に含まれる酸素の濃度を変えてアンモニアとCOを添加剤Kの存在下で反応させた時のアンモニアの還元を示すグラフ図である。
【図8】図8は、RTUの中で反応槽供給材料に含まれる酸素の濃度を変えてアンモニアとCOを添加剤Kの存在下で反応させた時のアンモニアからNOへの変換を示すグラフ図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭化水素原料から分子量がより低い成分を生じさせる流動式接触分解中に再生ゾーンから排出されるNO排気を減少させる方法であって、
(a)流動式接触分解(FCC)条件下において不均一燃焼様式で稼働している流動式接触分解装置(FCCU)の再生ゾーンからNO排気が排出されるFCC工程中に炭化水素原料をFCC分解用触媒の循環しているインベントリーおよび(i)FCC工程中に酸化条件下で稼働しているFCCU再生ゾーンから排出されるNO排気を減少させる能力を有する平均粒径が45μm以上の少なくとも1種のNO減少用成分および(ii)FCC工程中に還元条件下で稼働しているFCCU再生ゾーンの中の還元窒素種の含有量を低下させる能力を有する平均粒径が45μm以上の少なくとも1種の還元窒素種用成分を含有して成っていて成分(i)と成分(ii)が異なる独特の組成を有しかつそれらの使用量が前記再生ゾーンから排出されるNOの含有量を低下させるに有効な量であるNO減少用組成物と接触させ、そして
(b)前記FCCUの再生ゾーンから排出されるNO排気の量が前記NO減少用組成物が存在しない時に排出されるNO排気の量に比べて少ない、
ことを含んで成る方法。
【請求項2】
前記FCC分解用触媒がY型ゼオライトを含んで成る請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記還元窒素種用成分が如何なる燃焼様式下でもNO排気の含有量を有意には多くしない請求項1記載の方法。
【請求項4】
前記還元窒素種用成分がNOの含有量を前記還元窒素種用成分を存在させていない時にFCCU中に存在するNO量の10%以上多くしない請求項3記載の方法。
【請求項5】
前記還元窒素種用成分が還元条件下で還元窒素種を窒素分子に変化させる能力を有する請求項4記載の方法。
【請求項6】
前記NO減少用成分が如何なる燃焼様式下でも還元窒素種の含有量を有意には多くしない請求項1記載の方法。
【請求項7】
前記NO減少用成分が還元窒素種の含有量を前記NO減少用成分を存在させていない時にFCCU中に存在する還元窒素種量の10%以上多くしない請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記NO減少用成分がNOをNに変化させることでNO排気を減少させる請求項6記載の方法。
【請求項9】
前記NO減少用組成物を個別の粒子添加剤として用いる請求項1記載の方法。
【請求項10】
前記NO減少用組成物の前記還元窒素種用成分および前記NO減少用成分を個別の粒子として独立して前記FCC分解用触媒のインベントリーと接触させる請求項9記載の方法。
【請求項11】
前記NO減少用組成物の前記還元窒素種用成分および前記NO減少用成分を単一の添加剤粒子として物理的混合する請求項9記載の方法。
【請求項12】
前記NO減少用組成物が前記分解用触媒の一体型成分である請求項1記載の方法。
【請求項13】
前記NO減少用組成物が
(a)(i)ゼオライトを実質的に含有しない酸性金属酸化物を酸化物として測定して少なくとも1重量%、(ii)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分を酸化物として測定して少なくとも0.5重量%、(iii)希土類または遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分を酸化物として測定して少なくとも0.1重量%および(iv)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属成分を金属として測定して少なくとも0.1ppmの量で含有して成る組成物(パーセントの全部を該組成物の総重量を基にして表す)、
(b)(i)酸性酸化物である担体酸化物、(ii)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分(酸化物として測定)、(iii)希土類または遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分および(iv)周期律表のIbおよびIIb族から成る群から選択した遷移金属成分を含有して成る組成物、
(c)(i)酸性金属酸化物を酸化物として測定して少なくとも1重量%、(ii)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分を酸化物として測定して少なくとも0.5重量%、(iii)希土類または遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分を酸化物として測定して少なくとも0.1重量%および(iv)周期律表のIVA、VA、VIA、VIIA、VIIIA、IBおよびIIB族、Sb、Biおよびこれらの混合物から成る群から選択した遷移金属成分を金属として測定して少なくとも0.01重量%の量で含有して成る組成物(パーセントは全部が該組成物の総重量を基になっている)、
(d)1番目の金属および前記1番目の金属の原子価より高い原子価を有する2番目の金属および場合により前記1番目および2番目の金属以外の3番目の金属の少なくとも1種の成分および場合により前記1番目、2番目および3番目の金属以外の4番目の金属の少なくとも1種の成分[前記3番目の金属をIB族の金属、IIB族の金属、VIA族の金属、希土類金属、白金族の金属およびこれらの混合物から成る群から選択しそして前記4番目の金属を鉄、ニッケル、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ゲルマニウム、錫、ビスマス、モリブデン、アンチモン、バナジウムおよびこれらの混合物から成る群から選択する]を含有する少なくとも1種の金属含有スピネルを含有して成る組成物、
(e)孔径が約3から約7.2オングストロームの範囲でありかつAlに対するSiOのモル比が約500未満である少なくとも1種のゼオライト(このゼオライトに場合により周期律表のIIA、IIIB、IVB、IB、VB、VIB、VIIB、VIII、IIB、IIIA、IVA、VA、ランタニド系列、Agおよびこれらの混合物から成る群から選択した金属による安定化を受けさせておいてもよい)を含有して成る組成物、
(f)銅含有ゼオライトを含有して成る組成物、
(g)ZSM−5[これを場合によりFCC条件下のFCC装置で用いるに適した微小球が得られるように結合剤材料(この結合剤材料をシリカ、アルミナ、アルミナ−ホスフェートおよびこれらの混合物から成る群から選択する)と結合させておいてもよい]を約2から8重量%含有して成る組成物、
(h)亜鉛が基になった触媒、
(i)アンチモンが基になったNO減少用添加剤、
(j)ペロブスカイト−スピネル系NO減少用添加剤、
(k)ヒドロタルサイト触媒組成物(場合により少なくとも1種の希土類金属および鉄、ニッケル、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ゲルマニウム、錫、ビスマス、モリブデン、アンチモン、バナジウムおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の遷移金属を含有して成っていてもよい)、
(l)Mg−AlおよびCuおよび場合によりCeの酸化物、
(m)燃焼促進用金属または白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、銅およびこれらの混合物から成る群から選択した金属の化合物を含有していて少なくとも1種の粒子状多孔質無機固体と結合している低NOのCO燃焼促進剤組成物、
(n)(i)酸性酸化物である担体、(ii)酸化セリウム、(iii)セリア以外のランタニド酸化物および場合により(iv)周期律表のIbおよびIIb族およびこれらの混合物から成る群から選択した遷移金属の少なくとも1種の酸化物を含有して成る組成物、
(o)(i)酸性酸化物である担体、(ii)酸化セリウム、(iii)セリア以外のランタニド系列元素および(iv)場合により周期律表のIBおよびIIB族およびこれらの混合物から成る群から選択した遷移金属の少なくとも1種の酸化物および(v)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群の少なくとも1種の貴金属を含有して成る組成物、
(p)VIII族の少なくとも1種の遷移金属酸化物、IIIB族の少なくとも1種の金属酸化物、IIA族の少なくとも1種のアルカリ土類金属酸化物および場合により微小球状アルミナを含有して成る組成物、および
(q)これらの混合物、
から成る群から選択した粒子状組成物である請求項1記載の方法。
【請求項14】
前記NO減少用成分が組成物(c)でありそして前記遷移金属をTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Hf、W、Au、Cu、Znおよびこれらの混合物から成る群から選択する請求項13記載の方法。
【請求項15】
前記NO減少用成分が組成物(d)でありそして前記1番目の金属がマグネシウムであり、前記2番目の金属がアルミニウムであり、前記3番目の金属が希土類金属の中の少なくとも1種でありそして前記4番目の金属をバナジウム、鉄、ニッケル、マンガン、コバルト、アンチモンおよびこれらの混合物から成る群から選択する請求項13記載の方法。
【請求項16】
前記NO減少用成分が組成物(n)でありそして前記多孔質無機固体をアルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニアおよびこれらの混合物から成る群から選択する請求項13記載の方法。
【請求項17】
前記NO減少用成分が組成物(f)でありそして前記Cu金属もしくはイオンをCuOが前記ゼオライト中のアルミナ1モル当たり少なくとも半モルに相当する量で存在させる請求項13記載の方法。
【請求項18】
前記NO減少用成分のゼオライトがZSM−5、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−38、ZSM−48、モルデナイト、脱アルミニウムYまたはゼオライトベータの結晶構造を有する請求項17記載の方法。
【請求項19】
前記NO減少用成分が組成物(e)でありそして前記ゼオライトをフェリエライト、ZSM−5、ZSM−11、ベータ、MCM−49、モルデナイト、MCM−56、ゼオライト−L、ゼオライトロー、エリオナイト、チャバザイト、クリノプチロライト、MCM−22、MCM−35、MCM−61、オフレタイト、A、ZSM−12、ZSM−23、ZSM−18、ZSM−22、ZSM−35、ZSM−57、ZSM−61、ZK−5、NaJ、Nu−85、Cit−1、SSZ−35、SSZ−48、SSZ−44、SSZ−23、ダチアルダイト、メルリノイト、ロブダライト、レビン、ラウモンタイト、エピスチルバイト、グメロナイト、ギスモンジン、カンクリナイト、ブルーステライト、スチルバイト、ポーリンジャイト、グーセクリーカイト、ナトロライトおよびこれらの混合物から成る群から選択し、好適なゼオライトがフェリエライト、ZSM−5、ZSM−11、ベータ、MCM−49、モルデナイト、MCM−56、ゼオライト−L、ゼオライトロー、エリオナイト、チャバザイト、クリノプチロライト、MCM−22、MCM−35、オフレタイト、A、ZSM−12およびこれらの混合物である請求項13記載の方法。
【請求項20】
前記NO減少用成分が組成物(q)でありそして前記VIII族の金属がCoであり、前記IIIB族の金属がLaでありそして前記IIA族のアルカリ土類金属がSrである請求項13記載の方法。
【請求項21】
前記還元窒素種用成分が
(a)アルカリ土類金属、アルカリ金属、遷移金属、希土類金属、白金族金属、周期律表のIIB族の金属、ゲルマニウム、錫、ビスマス、アンチモンおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の金属による助長を受けさせた多孔質、非晶質または結晶性の耐火性担体材料、
(b)(i)ゼオライトを実質的に含有しない酸性金属酸化物を酸化物として測定して少なくとも1重量%、(ii)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分を酸化物として測定して少なくとも0.5重量%、(iii)希土類または遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分を酸化物として測定して少なくとも0.1重量%および(iv)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属成分を金属として測定して少なくとも0.1ppmの量で含有して成る組成物(パーセントは全部が該組成物の総重量を基になっている)、(c)a)ゼオライトを実質的に含有しない酸性金属酸化物を酸化物として測定して少なくとも1重量%、(b)アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から成る群から選択した金属成分を酸化物として測定して少なくとも0.5重量%、(c)希土類または遷移金属の酸素貯蔵用金属酸化物成分を酸化物として測定して少なくとも0.1重量%、(d)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属成分を金属として測定して少なくとも0.1ppmおよび(e)周期律表のIB、IIB、IVA、VA、VIA、VIIAおよびVIIIA族およびこれらの混合物から成る群から選択した遷移金属を酸化物として測定して0.01重量%の量で含有して成る組成物(パーセントは全部が該組成物の総重量を基になっている)、
(d)1番目の金属および前記1番目の金属の原子価より高い原子価を有する2番目の金属および前記1番目および2番目の金属以外の3番目の金属の少なくとも1種の成分および場合により前記1番目、2番目および3番目の金属以外の4番目の金属の少なくとも1種の成分[前記3番目の金属は少なくとも1種の白金族金属および場合によりIB族の金属、IIB族の金属、VIA族の金属、希土類金属およびこれらの混合物から選択した少なくとも1種の金属でありそして前記4番目の金属を鉄、ニッケル、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ゲルマニウム、錫、ビスマス、モリブデン、アンチモン、バナジウムおよびこれらの混合物から成る群から選択する]を含有する少なくとも1種の金属含有スピネルを含有して成る組成物、
(e)孔径が約3から約7.2オングストロームの範囲でありかつAlに対するSiOのモル比が約500未満である少なくとも1種のゼオライト(このゼオライトに場合により周期律表のIIA、IIIB、IVB、IB、VB、VIB、VIIB、VIII、IIB、IIIA、IVA、VA、ランタニド系列、Agおよびこれらの混合物から成る群から選択した金属による安定化を受けさせておいてもよい)を含有しかつPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物を少なくとも1ppm含有して成る組成物、
(f)銅含有ゼオライトおよびPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物を少なくとも0.1ppm含有して成る組成物、
(g)ZSM−5[このゼオライトを場合によりFCC条件下のFCC装置で用いるに適した微小球が得られるように結合剤材料(この結合剤材料をシリカ、アルミナ、アルミナ−ホスフェートおよびこれらの混合物から成る群から選択する)と結合させておいてもよい]を約25から80重量%含有しかつPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよ
びこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物を少なくとも0.1ppm含有して成る組成物、
(h)亜鉛が基になった触媒およびPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物が少なくとも0.1ppm、
(i)アンチモンが基になったNO減少用添加剤およびPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物が少なくとも0.1ppm、
(j)ペロブスカイト−スピネル系NO減少用添加剤およびPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物が少なくとも0.1ppm、
(k)ヒドロタルサイト触媒組成物(場合により少なくとも1種の希土類金属および鉄、ニッケル、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ゲルマニウム、錫、ビスマス、モリブデン、アンチモン、バナジウムおよびこれらの混合物の群から選択した少なくとも1種の遷移金属を含有して成っていてもよい)およびPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物が少なくとも0.1ppm、
(l)Mg−AlおよびCuおよび場合によりCeの酸化物およびPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物が少なくとも0.1ppm、
(m)(i)酸性酸化物、(ii)酸化セリウム、(iii)セリア以外のランタニド酸化物、(iv)場合により周期律表のIBおよびIIB族およびこれらの混合物から選択した遷移金属の少なくとも1種の酸化物および(v)Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の貴金属を含有して成るNO減少用組成物、
(n)VIII族の少なくとも1種の遷移金属酸化物、IIIB族の少なくとも1種の金属酸化物、IIA族の少なくとも1種のアルカリ土類金属酸化物、場合により微小球状アルミナおよびPt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Reおよびこれらの混合物から成る群から選択した貴金属化合物を少なくとも0.1ppm含有して成る組成物、および
(o)これらの混合物、
から成る群から選択した粒子状組成物である請求項1または13記載の方法。
【請求項22】
前記還元窒素種用成分が組成物(c)でありそして前記遷移金属をTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Hf、W、Au、Cu、Znおよびこれらの混合物から成る群から選択する請求項21記載の方法。
【請求項23】
前記還元窒素種用成分が組成物(d)でありそして前記1番目の金属がMgであり、前記2番目の金属がAlであり、前記3番目の金属が希土類金属の中の少なくとも1種および白金族金属の少なくとも1種でありそして前記4番目の金属をバナジウム、鉄、ニッケル、マンガン、コバルト、アンチモンおよびこれらの混合物から成る群から選択する請求項21記載の方法。
【請求項24】
前記還元窒素種用成分が組成物(f)でありそして前記Cu金属もしくはイオンをCuOが前記ゼオライト中のアルミナ1モル当たり少なくとも半モルに相当する量で存在させる請求項21記載の方法。
【請求項25】
前記還元窒素種用成分のゼオライトがZSM−5、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−38、ZSM−48、モルデナイト、脱アルミニウムYまたはゼオライトベータの結晶構造を有する請求項24記載の方法。
【請求項26】
前記還元窒素種用成分が組成物(e)でありそして前記ゼオライトをフェリエライト、
ZSM−5、ZSM−11、ベータ、MCM−49、モルデナイト、MCM−56、ゼオライト−L、ゼオライトロー、エリオナイト、チャバザイト、クリノプチロライト、MCM−22、MCM−35、MCM−61、オフレタイト、A、ZSM−12、ZSM−23、ZSM−18、ZSM−22、ZSM−35、ZSM−57、ZSM−61、ZK−5、NaJ、Nu−85、Cit−1、SSZ−35、SSZ−48、SSZ−44、SSZ−23、ダチアルダイト、メルリノイト、ロブダライト、レビン、ラウモンタイト、エピスチルバイト、グメロナイト、ギスモンジン、カンクリナイト、ブルーステライト、スチルバイト、ポーリンジャイト、グーセクリーカイト、ナトロライトおよびこれらの混合物から成る群から選択し、好適なゼオライトがフェリエライト、ZSM−5、ZSM−11、ベータ、MCM−49、モルデナイト、MCM−56、ゼオライト−L、ゼオライトロー、エリオナイト、チャバザイト、クリノプチロライト、MCM−22、MCM−35、オフレタイト、A、ZSM−12およびこれらの混合物である請求項21記載の方法。
【請求項27】
前記還元窒素種用成分が組成物(o)でありそして前記VIII族の金属がCoであり、前記IIIB族の金属がLaでありそして前記IIA族のアルカリ土類金属がSrである請求項21記載の方法。
【請求項28】
前記分解用触媒を前記接触段階から回収しそしてその使用済み触媒に処理を再生ゾーン内で受けさせることで前記触媒を再生させることも更に含んで成る請求項1記載の方法。
【請求項29】
前記分解用触媒および前記粒子状NO減少用組成物を前記炭化水素原料と接触させている間流動させる請求項1記載の方法。
【請求項30】
前記粒子状NO減少用組成物の平均粒径が約50から約200μmである請求項1記載の方法。
【請求項31】
前記粒子状NO減少用組成物の平均粒径が約55から約150μmである請求項30記載の方法。
【請求項32】
前記粒子状NO減少用組成物が示すDavison摩耗指数(DI)値が50未満である請求項1記載の方法。
【請求項33】
前記粒子状NO減少用組成物が示すDI値が20未満である請求項32記載の方法。
【請求項34】
前記粒子状NO減少用組成物が示すDI値が15未満である請求項33記載の方法。
【請求項35】
前記NO減少用組成物を前記触媒インベントリーの少なくとも0.01重量%の量で存在させる請求項9記載の方法。
【請求項36】
前記NO減少用組成物を前記触媒インベントリーの少なくとも0.05重量%の量で存在させる請求項35記載の方法。
【請求項37】
前記NO減少用組成物を前記触媒インベントリーの少なくとも0.1重量%の量で存在させる請求項36記載の方法。
【請求項38】
前記NO減少用組成物を前記触媒組成物の少なくとも0.01重量%の量で存在させる請求項11記載の方法。
【請求項39】
前記NO減少用組成物を前記触媒組成物の少なくとも0.05重量%の量で存在させ
る請求項38記載の方法。
【請求項40】
前記NO減少用組成物を前記触媒組成物の少なくとも0.1重量%の量で存在させる請求項39記載の方法。
【請求項41】
前記NO減少用成分と前記還元窒素種用成分を前記NO減少用組成物中に0.02から50の比率で存在させる請求項1記載の方法。
【請求項42】
前記NO減少用成分と前記還元窒素種用成分を前記NO減少用組成物中に0.1から10の比率で存在させる請求項41記載の方法。
【請求項43】
前記NO減少用成分と前記還元窒素種用成分を前記NO減少用組成物中に0.2から5.0の比率で存在させる請求項42記載の方法。
【請求項44】
前記NO減少用組成物の前記NO減少用成分または前記還元窒素種用成分の中の少なくとも一方を個別の粒子添加剤として前記FCC分解用触媒インベントリーと接触させそしてもう一方の成分を前記分解用触媒の一体型成分として合体させる請求項1記載の方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公表番号】特表2008−538224(P2008−538224A)
【公表日】平成20年10月16日(2008.10.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−502996(P2008−502996)
【出願日】平成18年2月23日(2006.2.23)
【国際出願番号】PCT/US2006/006543
【国際公開番号】WO2006/104612
【国際公開日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【出願人】(399016927)ダブリュー・アール・グレイス・アンド・カンパニー−コネチカット (63)
【Fターム(参考)】