JPH01500108A - アルカリ土類金属アルミニウム含有スピネル組成物の製造方法 - Google Patents

アルカリ土類金属アルミニウム含有スピネル組成物の製造方法

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JPH01500108A JP62502348A JP50234887A JPH01500108A JP H01500108 A JPH01500108 A JP H01500108A JP 62502348 A JP62502348 A JP 62502348A JP 50234887 A JP50234887 A JP 50234887A JP H01500108 A JPH01500108 A JP H01500108A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アルカリ土類金属スピネル並びにそれを製造する方法及びそれを使用する方法 本発明は、改善されたアルカリ土類金属アルミニウムスピネル並びにそうしたス ピネルを製造する方法及びそれを使用する方法に関する。特には、本発明は、広 い表面積と高いアトリッション耐性両方を具備するこうしたスピネル、スピネル 組成物を製造するための改善方法及び酸化硫黄及び/或は酸化窒素大気排気物を 減するための改善されたスピネル使用方法と係る。
米国特許第4.469.589及び4.472.267号は、例えば炭化水素接 触分解用ユニットからのSOx大気排出物を低減するための改善物質に係り、こ れら物質は、スピネル好ましくはアルカリ土類金属、アルミニウム含有スピネル から成り、そして燃焼条件で二酸化硫黄の三酸化硫黄への酸化を促進しつる一種 以上の金属成分をも含有し得る。米国特許第4,471,070.4.472. 532.4.476245゜4.492,677、4.492,678.4,4 95,304.4,495,305.及び4、522.937もまた、二酸化硫 黄大気排気物を低減するのに有用なスピネル組成物に関しそして/あるいはそう したスピネル組成物を製造する方法に関する0本件と同じ譲渡人に係る米国特許 出願不詳骨(代理人照合番号15256及び15259は、金属硫酸塩還元条件 において金属硫酸塩を還元するのに有効な少なくとも一種の反応性金属成分をも 含有するスピネル組成物に関係する。これら特許及び特許出願の各々をここに言 及することにより、その内容を本明細書の一部となす。
スピネルの製造のための様々の方法やプロセスが提唱されてきた。例えば、上記 特許や特許出願並びにそこで論議される特許その他の文献の幾つかを参照された い。
追加的なスピネル調製方法は、米国特許第3.597.365:3.702.8 82.4,256,722; 4.400,431号に呈示されている。
更に一層改善されたスピネル及びスピネル組成物への必要性、更にはスピネル及 びスピネル組成物の製造及び使用方法への必要性がまだなお存在する。
アルカリ土類金属のアルミニウム含有スピネル組成物の製造方法が見出された。
−具体例において、この方法は、(a)(1)アルミニウムが正に荷電した種に 存在するような酸性のアルミニウム含有組成物と、(2)塩基性のアルカリ土類 金属含有組成物とを混合して、好ましくはゲルである混合物を形成し: (b) 該混合物を焼成してアルカリ土類金属のアルミニウム含有スピネル組成物を形成 することを包含する。酸性のアルミニウム含有組成物と、前記塩基性のアルカリ 土類金属含有組成物とがアルカリ土類金属のアルミニウム含有スピネル組成物の は、約50 m”/gmを越える表面積と、約2未満の、ここに定義するものと しての耐アトリツション指数を有するアルカリ土類金属のアルミニウム含有スピ ネル組成物から成る。好ましくは、このスピネルは上記方法に従って製造される 。また別の具体例において、本発明は、(1)酸化硫黄含有気体中の酸化硫黄分 及び(2)酸化窒素含有気体中の酸化窒素分の少なくとも一種を還元するための 改善方法と関わり、この方法は、該気体を成る物質と該気体中の(1)酸化硫黄 分及び(2)酸化窒素分の少なくとも一種を還元するに有効な条件において接触 することをふくむ。本改善は、上記物質の少なくとも一部として、上記方法に従 って調製されたスピネル組成物及び/或は上記スピネルを使用することを含む。
スピネル及びスピネル組成物を調製するための本方法は実質上の利益を与える。
例えば、本方法により製造されたスピネルは、望ましい高い表面積及びアトリッ ション耐性を合わせ持つことが出来る。加えて、本方法は、比較的実施及び管理 が容易であり、例えば炭化水素クラッキング用触媒を調製するのに使用されたよ うな従来設備において実施しえ、そして調製プロセスから酸化硫黄及び/或は酸 化窒素大気排出物のような汚染物の減少をもたらす原料物質を使用できる。
本方法において調製されたスピネル及びスピネル組成物は、例えば任意の適当な 形状及び寸法の粒の形態で使用されつる。こうした粒は、噴霧乾燥、ビル成形、 タブレット成形、押し出し成形、ビード成形(例えば、従来方式の油滴下法)等 のような従来技術により形成されつる。スピネル含有粉が流動接触分解ユニット において使用されるべきときには、スピネル含有粉の主部分(重量)は約10〜 250ミクロン、より好ましくは約20〜125ミクロンの範囲の直径を持つこ とが好ましい。
本発明は、更に、S Oz酸化条件においてS OtからSO3への酸化を促進 するに有効な量における少なくとも一種の金属成分及び/或はアルカリ土類金属 硫酸塩還元条件においてアルカリ土類金属硫酸塩の還元を促進するに有効な量に おける少なくとも一種の還元性金属成分を含むアルカリ土類金属及びアルミニウ ム含有スピネル及びスピネル組成物に関係する。追加金属成分及び還元性金属成 分は、従来から斯界で良く知られた含浸等の技術を使用してアルカリ土類金属ア ルミニウム含有スピネル及びスピネル組成物に含められ得る。好ましくは、追加 金属成分及び還元性金属成分は後に詳しく論議する方法において本発明スピネル 及びスピネル組成物に含められる。
スピネル構造は、酸化物イオンの立方晶稠密充填配列を基本とする。代表的に、 スピネル構造の結晶学的単位格子は、32酸素原子を含有している。ケイ酸マグ ネシウムスピネルに関しては、8個のMg原子と16個のAI原子を単位格子中 に配していることが多い(8〜+gA]204)。
本アルカリ土類金属アルミニウム含有スピネル及びスビネル組成物は、第1金属 (アルカリ土類金属)と該第1金属の原子価より高い原子価を有する第2金属( アルミニウム)を含んでいる0本発明の成る与えられたアルカリ土類金属アルミ ニウム含有スピネルにおいて第1金属対第2金属の原子比は、こうしたスピネル に対する旧来の化学量論式と一致する必要はない。一つの具体例において、本発 明のスピネルにおけるアルカリ土類金属対アルミニウムの原子比は、好ましくは 少なくとも約0.17そしてより好ましくは約0.25である0本スピネルにお けるアルカリ土類金属対アルミニウムの原子比は、約0.17〜2.5、好まし くは約0.25〜2.5、一層好ましくは約0.5〜1.5の範囲にあることが 望ましい。
好ましいアルカリ土類金属はマグネシウムである。
有用な酸性組成物は、正に荷電した種に存在するアルミニウムを含有する。この 酸性組成物は、好ましくは水性基でありそして好ましくは約1.5から5までの 範囲内のphを有する。アルミニウムが正に荷電した種に存在しそしてスピネル 組成物を生成する本方法において有用である限り任意の適当な、単数ないし複数 のアルミニウム成分がこの酸性組成物中に含められる。例えば、アルミニウムは 、硝酸塩、硫酸塩、ギ酸塩等の酸塩として或は少なくとも部分的に解凝固(ペブ チ化)した或は分散したアルミナとして存在し得る。好ましくは、アルミニウム は酸性組成物中で少なくとも部分的に解凝固(ベブチ化)した或は分散したアル ミナとして存在する。一層好ましくはアルミニウムの少なくとも主部分が、より 好ましくは実質全量が、酸性組成物中で解凝固した或は分散したアルミナとして 存在する。
本発明において有用なベブチ化可能なアルミナは、プロパン酸におけるより少な い陰イオンを有する少なくとも一種の一塩基酸の水溶液の存在下で少なくとも部 分的にペブチ化或は分散されるものを含む、こうしたー塩基酸の例として、ギ酸 、酢酸、プロパン酸、HNOs、 HCl、クエン酸、千ノー、ジー及びトリー クロロ酢酸並びにそれらの混合物が挙げられる。「ベプチ化」或は「分散」とは 、実質上均質な、凝集物を含まない溶液或はゾルを提供することを意味する。
酸性組成物は、好ましくは、ベブチ化可能な(分散可能な)アルミナ、例えば擬 ベーマイト等及び/或はこうしたアルミナの先駆物質と水及び一種以上のベプチ 化剤例えば上記酸の一種以上とを混合してベブチ化されたアルミナを形成するこ とにより調製される。単数ないし複数のベプチ化剤は好ましくは、それらがプロ セス或は生成物に実質上有害な作用を持たないように選択される。
「こうしたアルミナの先駆物質」とは、有用な酸性アルミニウム含有組成物中で ベブチ化可能な(分散可能な)アルミナと実質同態様で生じる或は作用するアル ミニウム成分を意味する。好ましいベブチ化剤としては、ギ酸、−塩基鉱酸例え ば HNOs、MCI等並びにその混合物が含まれる。環境、性能その他の考慮 により、ギ酸が本発明のアルミニウム含有酸性組成物において使用するに一層好 ましい。
有用な塩基性アルカリ土類金属含有組成物は、この塩基性組成物が酸性アルミニ ウム含有組成物と混合される時混合物好ましくはゲルが形成されるよう選択され る。
−具体例において塩基性組成物は例えば水性基であり、アルカリ土類金属成分は 水性媒体に可溶もしくは不溶である。任意の適当な、単数ないし複数のアルカリ 土類金属成分が、塩基性組成物の調製に使用されうるしまた塩基性組成物中に存 在し得ろ、塩基性組成物の調製に使用されつる適当なアルカリ土類金属成分の例 としては、酸化物、酸化物の先駆物質、硝酸塩、硫酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、アセ チルアセトン酸塩、燐酸塩、ハロゲン化物、炭酸塩、スルホン酸塩、シュウ酸塩 等並びにその混合物が挙げられる。好ましいアルカリ土類金属成分は、酸化物、 酸化物の先駆物質及びその混合物から選択される。
塩基性組成物は、アルカリ土類金属酸化物及び或はそうした酸化物の先駆物質と 水とを混合することにより調製され得る。「酸化物の先駆物質」とは、有用な塩 基性アルカリ土類金属含有組成物においてアルカリ土類金属酸化物と実質同じ態 様で生じまた作用するアルカリ土類金属成分を意味する。そうした先駆物質とし ては、特にはアルカリ土類金属水酸化物が挙げられる。酸化マグネシウムが塩基 性組成物において使用されるなら、この物質が約25 m”/gmを越える、よ り好ましくは約50 m2/gmを越える表面積(単位ダラム当たり平方メート ル)を持つことが好ましい(標準B、 E、 T、法により測定したものとして )、そうした広表面積の即ち高反応性のマグネシアの使用は改善された結果例え ばスピネル形成量の増大を与えることが見出された。
酸性組成物中のアルミニウム成分のそして塩基性組成物中のアルカリ土類金属成 分の量は、それぞれ、例えば使用される特定のアルミニウム及びアルカリ土類金 属成分や使用されている処理設備の型式に依存して広く変化しつる。これら組成 物が水性基であるなら、酸性組成物はアルミナとして計算して約1〜50重量% のアルミニウムを含みそして塩基性組成物は酸化物として計算して約1〜50重 量%のアルカリ土類金属を含むことが好ましい、使用される酸性及び塩基性組成 物の相対比率は、製品スピネル組成物の所望される化学的組成、例えばアルカリ 土類金属対アルミニウム原子比に依存する。
酸性及び塩基性組成物の相対比率は、遊離アルカリ土類金属酸化物を含むスピネ ル組成物を与えるよう選択され得る。−具体例において、本スピネル組成物は好 ましくは遊離マグネシア、一層好ましくは約0.1〜30重量%遊離マグネシア を含有する。こうした遊離マグネシアを含めることは、成る種の場合、改善され た酸化硫黄及び/或は酸化窒素除去効果を与えることが見出された。
本方法の段階(a)において形成される混合物好ましくはゲルは好ましくは塩基 性である。もし好ましいものとして混合物が水性基であるなら、混合物のphは 7を越える、より好ましくは7〜10.5の範囲、更に一層好ましくは8〜9. 5の範囲であることが好ましい。混合物の塩基度は、混合物が形成された後、必 要に応じて酸或は塩基を添加することにより調製されつる。好ましくは、酸性ア ルミニウム含有組成物の酸性度及び塩基性アルカリ土類金属含有組成物の塩基度 は、混合物が所望程度の塩基度例えば所望phを有するように適正に選択される 。
本方法の段階(a)は、アルカリ土類金属アルミニウム含有混合物好ましくはゲ ルを形成するに有効な、例えば温度、圧力及び時間の条件において実施される。
これら条件は、例えば使用される設備、使用される特定の原料成分及び所望され るゲル化の程度に依存して広く変化し得る。多くの場合、周囲温度及び圧力が許 容し得る結果を与える。ゲルを形成するのに与えられる時間は、約0.1〜24 時間或はそれ以上の範囲でありうる。段階(a)において混合される様々な成分 は任意の適当な順序で例えば便宜の良い順に添加されつる。例えば、酸性組成物 を塩基性組成物に添加しても良いし、その逆でも良い。これら組成物は単一の容 器に一緒に添加してもよい。また、例えば、追加及び反応性金属を含有する他の 組成物が別々に或は酸性及び/或は塩基性組成物と一緒に添加されつる。段階( a)中、攪拌が与えられる。更に、ゲルが次の処理段階に一層容易に移動乃至移 送されつるよう水或は別の液体が添加されつる。
好ましくは乾燥された混合物は、焼成されてアルカリ土類金属アルミニウム含有 スピネルを生成する。乾燥と焼成は同時に行なうことが出来る。しかし、乾燥は 水和している水がスピネル先駆物質即ち混合物乃至ゲルから除去される温度より 低い温度において行なわれることが好ましい。斯くして、この乾燥は、約500 ”Fより低い、好ましくは約230〜450”F、一層好ましくは約250〜4 50’Fの温度において流送空気中で行ないつる。
混合物の乾燥は、例えば、噴霧乾燥、ドラム乾燥、フラッシュ乾燥、トンネル乾 燥等により様々な態様で達成しつる 単一乃至複数の乾燥温度は少なくとも液体 相の一部を除去するよう選択される。乾燥時間は本発明にとって臨界的なもので なく、所望の乾燥製品を与えるに充分の比較的広い範囲にわたって選定しつる。
約0.2〜24時間或はそれ以上の範囲内の乾燥時間が有益に使用出来る。
流動床反応器においての使用に適した触媒粒子を製造するのに従来から用いられ ている噴霧乾燥設備が、本発明の実施において使用し得る。
混合物或は乾燥混合物に対する適当な焼成温度は、約1000〜1800’Fの 範囲である。しかし、焼成温度が約1o50〜1600’F、更に一層好ましく は1150〜1400’Fの範囲に維持されるとき、改善されたスピネル形成が 生じることが見出された。ゲルの焼成は、約0.5〜24時間或はそれ以上の範 囲内の時間、より好ましくは約1〜10時間の範囲内の時間待ないつる。混合物 の焼成は例えば不活性、還元或は酸化条件のような適当な条件において行ないつ るが、但し酸化条件が好ましい。
本発明方法の一具体例において、前述した追加金属成分及び/或は反応性金属成 分が、段階(a)において形成された混合物、好ましくはゲルに所望の追加金属 成分及び/或は反応性金属成分を含浸させることによりスピネル組成物と結合せ しめられる。含浸された混合物好ましくはゲルは、好ましくは例えば上述した条 件において乾燥されそして焼成される。
上記したように、本発明の成る種の具体例においては、本アルカリ土類金属及び アルミニウム含有スピネル及びスピネル組成物はまた、少なくとも一種の追加金 属成分を含有する。これら追加金属成分は、二酸化硫黄酸化条件、例えば炭化水 素接触分解ユニットの触媒再生器において存在する条件において二酸化硫黄の三 酸化硫黄への酸化を促進しうるものとして定義される。−酸化炭素の酸化の増加 もまた、追加金属成分を含めることにより得られる。こうした追加金属成分は好 ましくは、周期表のI B、ITB、IVB、VIA、VIB、■A及び■族、 希土類金属、ニオブ、タンタル、バナジウム、錫、アンチモン並びにその混合物 から成る群から選択され、そして本発明の一つ以上の具体例による有用なスピネ ル組成物中に含入されつる。使用するに一層好ましい追加金属成分は、希土類金 属及びその混合物から成る群から選択される。特に好ましい追加金属成分はセリ ウムである。
最終スピネル及びスピネル組成物において存在する単数乃至複数の追加金属成分 の量は、スピネルの量に比べて少ないことが多い、好ましくは、最終スピネル及 びスピネル組成物は、少量に重量の、より好ましくは約25重量%までの(元素 金属として計算して)少なくとも一種の追加金属成分を含む、もちろん、使用さ れる追加金属の量は、例えば、所望される二酸化硫黄の酸化の程度及びそうした 酸化を促進するための追加金属成分の有効性に依存しよう、一層好ましい態様と して追加金属成分が希土類金属成分であるとき、この追加金属成分の好ましい皿 は、スピネル或はスピネル組成物全体の、約1〜20重量%、より好ましくは約 2〜15重量%の範囲内にある(元素希土類金属として計算)。
追加金属成分は、スピネル或はスピネル組成物と共に少なくとも部分的に酸化物 、硫化物、ハロゲン化物等のような化合物として或は元素状態で存在し得る。好 ましくは、追加金属成分の少なくとも一部は酸化物として存在する。
単数乃至複数の追加金属成分は、本スピネル或はスピネル組成物とスピネル組成 物の調製における任意の段階でスピネル組成物の含浸による等適当な態様で含入 されうる。本スピネル組成物中へのこれら成分を組み込むための様々のやり方は 従来通りであり、斯界でよく知られている。しかしながら、好ましくは、そうし た単数乃至複数の追加金属成分は、本発明調製方法の一具体例を使用して含めら れる。すなわち、有用な酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a) において第−及び第二組成物と混合される別個の追加組成物は、スピネル組成物 が有効量の少なくとも一種の追加金属成分を含むように十分の量において少なく とも一種の追加金属化合物を含む。好ましくは、追加金属化合物は塩基性アルカ リ土類金属含有組成物と共に存在する。より好ましくは追加金属化合物は、塩基 性組成物と共に固体として存在する酸化物、更に一層好ましくは酸化第二セリウ ムである。
好ましくは、本スピネル及びスピネル組成物は、少なくとも一種の反応性金属成 分を、アルカリ土類金属硫酸塩還元条件、例えば炭化水素接触分解ユニットの反 応帯域において存在する条件においてアルカリ土類金属硫酸塩の還元を促進する に有効な量において含んでいる。より好ましくは、単数乃至複数の反応性金属成 分と単数乃至複数の追加金属成分は、酸化窒素還元条件、例えば炭化水素接触分 解ユニットの触媒再生帯域において存在する条件において酸化窒素の還元を促進 するに有効な量において存在する。還元性金属成分は好ましくは、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、及びその混合物から成る群から選択される金属 成分である。好ましい態様として追加及び反応性金属成分両方が存在する場合に は、単数乃至複数の反応性金属成分は単数乃至複数の追加金属成分とは別の金属 であることが好ましい。より好ましくは、還元性金属は、鉄、ニッケル、コバル ト、マンガン、錫、バナジウム、及びその混合物から成る群から選択される。特 に良好な結果は、反応性金属成分がバナジウム化合物ルミニられる。
本スピネル組成物に含まれる還元性金属成分の特定量は、これら成分がここで記 載したものとして有効であるかぎり、広く変化し得る。好ましくは、還元性金属 成分は、本スピネル組成物の約o、ooi〜10重量%(元素金属として計算し て)の範囲の量で存在する。過剰量の還元性金属成分は特に炭化水素変換用途に おいて主プロセスに実質有害作用を及ぼす危険を軽減するために回避されること が好ましい、もしバナジウム成分が還元性金属成分として含められるなら、それ は、元素金属として計算して、約0.05〜7重量%、一層好ましくは約0.1 〜5重量%、更に一層好ましくは約0.2〜2重量%バナジウムの量において存 在することが好ましい。
単数乃至複数の還元性金属成分は、本スピネル或はスピネル組成物とスピネル組 成物の調製における任意の段階でスピネル組成物の含浸による等適当な態様で含 入されうる。本スピネル組成物中へのこれら成分を組み込むための様々のやり方 は従来通りであり、斯界でよく知られている。しかしながら、好ましくは、そう した単数乃至複数の反応性金属成分は、本発明調製方法の一具体例を使用して含 められる。すなわち、有用な酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階( a)において第−及び第二組成物と混合される別個の追加組成物は、スピネル組 成物が有効量の少なくとも一種の反応性金属成分を含むように十分の量において 少なくとも一種の反応性金属化合物を含む。
もし反応性金属成分が一種以上のバナジウム成分であるなら、上記方法において 使用されるバナジウム化合物は水溶性バナジウム化合物即ち元素金属として計算 して少なくとも約1重量%のバナジウムが水に溶解されるような水溶性のバナジ ウム含有種(entity ;例えば化合物、錯体等)であることが好ましい、 より好ましくは、使用されるバナジウム化合物は、18〜22℃の温度範囲及び 2〜11のph範囲全体を通して水溶性である。
好ましい水溶解度を得るために、バナジウム化合物は少なくとも一種の錯生成剤 のバナジウム錯塩の形態であることが好ましい、広く様々の錯生成剤が使用しつ る。
単数乃至複数の錯生成剤を選択するための主たる判定基準は選択されたそれらが 「水溶性」バナジウム化合物を与えることである。もちろん、単数乃至複数の錯 生成剤は、本プロセス或は生成物スピネル組成物に実質悪影響を有してはならな い。
本発明において使用するための好ましい錯生成剤は、分子当たり2から約12の 炭素原子を含むジカルボン酸例えばシュウ酸、マロン酸、琥珀酸、ゲルタン酸、 マレン誘導体ニアセチルアセトネート:アセチルアセトネート誘導体:エチレン ジアミン四酢酸及びその混合物から成る群から選択される0本方法において有用 な水溶性バナジウム化合物におけるバナジウムは、+4酸化状態にあることが成 ることが好ましい、もしバナジウムが+4酸化状態に還元されるのなら、+4酸 化状態を越えるバナジウムと該バナジウムを+4酸化状態に還元するに有効な量 において存在する一種以上の錯生成剤と混合することが好ましい。そうしたバナ ジウム還元が所望されるなら、錯生成剤は、分子当たり2から約12の、より好 ましくは2から約8の炭素原子を含むジカルボン酸から成る群から選択されるこ とが好ましい。本発明において使用するに更に一層好ましい錯生成剤は、シュウ 酸、マロン酸、琥珀酸、ゲルタン酸、マレイン酸、フタル酸、テトラル酸、及び その混合物から成る群から選択される。特定錯生成剤の具体例としては、列記錯 生成剤を形成する及び/或は好ましい水溶性バナジウム化合物を生成するよう列 記錯生成剤と同態様で機能するこれらの化合物、先駆物質及びその誘導体を含む 。
本発明において使用されるバナジウム錯生成剤がシュウ酸であるとき優れた結果 が得られる。
本発明において使用されるべき錯生成剤の特定量はその量がここで記載されるも のとして作用するに充分であるかぎり臨界的ではない、その量は、例えば、使用 されている単数乃至複数の錯生成剤の特定種、形成されるべき水溶性バナジウム 化合物の化学組成及びプロセスに供給される材料中のバナジウムの酸化状態に依 存して変化する。−具体例において、使用される錯生成剤の分子量の数はバナジ ウムの原子量あたり好ましくは約0.5〜10、より好ましくは約1〜6の範囲 にある。
本発明方法により調製された製品は、ユニークな構造乃至組織上の性質例えば表 面積や耐アトリッション性を呈しそして従来方法により調製された製品と比べて 例えば流動接触分解操作において酸化硫黄及び/或は酸化窒素除去物質として一 層優れた性質を示す。
本調製方法は好ましくは、約50 m”7gmを越える、一層好ましくは70  m27gmを越える、更に一層好ましくは90 m2/gm以上の表面積と、約 2未満の、より好ましくは約1.5未満の、更に一層好ましくは約1.3未満の 耐アトリッション指数(API)とを有するアルカリ土類金属のアルミニウム含 有スピネルを製造する。
クラッキング即ち分解用触媒のAPIは、工業的流動接触分解操作から生じる触 媒のアトリッションに対して合理的な相関を与えることが判明した。APIの高 い程予想触媒のアトリッション損失も高くなる。
APIは次のようにして測定される。試験される粉状材料(20ミクロンを越え る粒寸を有する)がアトリッション生起段階に置かれる。このアトリッション生 起段階は、中空の細長い管内に所定量の粉末を置きそして粉末を三つの高速空気 噴流に曝することと関与する0発生する微粉(20ミクロン未満の粒子)はスト ークス分離区画を経て分離されチンプル内に捕集される。単位ライン当たりの重 量損失が5時間にわたり1時間ごとに測定される。これらデータから、5時間に わたる総重量%損失が1時間と5時間との間での重量%損失の割合(傾き)と併 せて測定される。
材料のARIは、Katalistiks、 Inc社により販売される、市販 の流動炭化水素分解用触媒である、デルタシリーズ400クラツキング用触媒に 比較しての、1時間と5時間との間での重量%損失対時間のプロットの相対的傾 きとして定義される0重量%損失対時間のプロットの絶対的傾きは、使用される 特定のアトリッション生起試験装置及び条件に依存して幾分変化しよう、にat alistiks、Inc社はその販売カタログにおいてデルタシリーズ400 クランキング用触媒に対する重量%損失対時間(1から5時間)の勾配の絶対値 が代表的に0.9であることを示している。
本発明の一具体例は、例えば燃焼生成物のような酸化硫黄及び/或は酸化窒素− 含有気体と本スピネル及びスピネル組成物を含む物質とを接触することと関わる 。この接触の結果として、減少せる濃度の酸化硫黄及び/或は酸化窒素、例えば 燃焼帯域からの酸化硫黄及び/或は酸化窒素の排出の低減が実現される。
代表的な燃焼帯域は、例えば、流動床石炭燃焼スチームボイラや流動砂床廃物燃 焼器を含む0石炭焚きボイラ用途においては、本スピネル及びスピネル組成物は 、別途に或は硫黄含有石炭と共に燃焼が起こる例えばボイラといった燃焼帯域に 添加され得る0本組成物はその後燃焼帯域を石炭灰と共に燃焼帯域を離れそして 分篩、密度差分離その他の周知の固体分離技術等により灰から分離されつる。− 具体例において、酸化硫黄含有気体は、本組成物と燃焼帯域とは別の一つ以上の 帯域において気体中の酸化硫黄分を還元する条件において接触せしめられる。
こうした接触帯域内の条件は、従来からの酸化硫黄或は酸化窒素除去剤を使用す る接触帯域において代表的に用いられるものでありうる。酸化硫黄含有及び/或 は酸化窒素含有気体と接触する荷に使用される本スピネル及びスピネル組成物の 量は気体中の酸化硫黄及び/或は酸化窒素を好ましくは少なくとも約50%、一 層好ましくは少なくとも80%低減するに十分のものである。還元条件は、組成 物と関連する硫黄の少なくとも一部、好ましくは少なくとも約50%、より好ま しくは少なくとも80%が除去されるようなものである0例えば、還元条件とし ては、約900〜1800@Fの範囲の温度:約0〜100 psigの範囲の 圧力ニ約1対10の範囲の還元用媒体、例えば水素、炭化水素等還元用媒体対関 連硫黄モル比を挙げることが出来る。
また別の例において本発明は、硫黄含有炭化水素原料を転化するための改善され た炭化水素転化、好ましくはクラッキングプロセスに関係する。この方法は、( 1)原料を少なくとも一つの反応帯域において炭化水素転化条件で原料の転化を 促進しつる固体粒子と接触して少なくとも一種の炭化水素生成物を生成し同時に 失活硫黄含有炭素質物質を固体粒子上に形成せしめること:(2)該付着物含有 粉”子と酸素含有蒸気質媒体とを少なくとも一つの再生帯域において炭素買付着 物質の少なくとも一部を燃焼する条件において接触し、それのより固体粒子の炭 化水素転化触媒活性の少なくとも一部を再生しそして酸化硫黄(例えば三酸化硫 黄)及び/或は酸化窒素を含有する再生帯域煙道気体を形成すること;及び(3 )段階(1)及び(2)を周期的に繰り返すことを包含する0本改善は、固体粒 子と緊密な混合状態で、固体粒子とは異なる化学的組成を有し且つ本スピネルを 含む少量の個々の粒物質(discrete entities 、以下粒状物 と言う)を用いることから成る。こうした粒状物は、煙道気体中の酸化硫黄及び /或は酸化窒素の量を減少するに十分の量において存在する。
固体粒子対粒状物の好ましい相対比は、それぞれ、約80〜99重量部及び約1 〜20重量部である。
本発明は、任意の従来型式の反応器−再生器設備、沸騰型触媒床設備、反応帯域 と再生帯域との間で触媒を連続搬送或は循回する型式の設備等において取り扱わ れる触媒(固体粒子と粒状物)と共に有益に用いられる。循回型の設備が好まし い、循回型触媒床設備の代表例は、従来型式の、移動床及び流動床反応器−再生 器設備である。これら循回法設備はともに炭化水素転化、例久ば炭化水素クラッ キングにおいて従来から使用されており、特には流動床反応器−再生器設備が好 ましい。
固体粒子と粒状物は別々の粒子の物理的混合物として使用されつるが、−具体例 においては粒状物は固体粒子の一部として合体される。即ち、例えばRO3の焼 成微小球から成る粒状物は例えば固体粒子の製造中固体粒子と混合されて固体粒 子及び粒状物両方の機能を為す合体粒子を形成する。この具体例においては、粒 状物は好ましくは合体粒子の別個の相である。合体粒子を提供するための一つの 好ましい方法は、合体粒子中に粒状物を組み込むに先立って、粒状物を焼成する ことである。
本粒子、例えば固体粒子及び粒状物両方並びに合体粒子の形態、即ち粒寸は、本 発明にとって臨界的ではなくそして例えば使用される反応−再生設備の型式に依 存して変動しつる。こうした粒子は、従来方法を使用して、ビル、ケーキ、押出 し品、パウダ、グラニユール、球等のような任意の所望の形状に成形されつる6 例えば、最終粒子が固定床として使用されることを意図する場合、粒子は好まし くは、少なくとも約0.01インチの最小寸法と約0.5インチ乃至1インチ或 はそれ以上までの最大寸法を有する粒に成形される。殊に固定床或は移動床操作 においては、約0.03〜0.25インチ、好ましくは約0.03〜0.15イ ンチの直径を有する球状粒子が有用であることが多い、流動化システムに関して は、粒子の大部分が約10〜250ミクロンであることが好ましく、一層好まし くは約20〜150ミクロンとされる。
固体粒子は所望される炭化水素転化を促進しつる。ここで「炭化水素転化」とは 、供給物質乃至試剤の一種以上及び/或は生成物或は転化物一種以上が性状にお いて実質上炭化水素である例えば主として炭素及び水素から成るような化学的反 応或は転化を意味する。固体粒子は更に、粒状物とは異なった組成(即ち化学的 組成)を有するものとして特徴ずけられる。一つの好ましい具体例においては、 固体粒子(或は上記合体粒子の固体粒子部分)は実質上本スピネルを含まない。
本発明において有用な固体粒子の組成は、そうした粒子が所望の炭化水素転化を 促進し得る限り臨界的ではない1本発明は多くの炭化水素の転化に有用であるけ れども、本触媒及び炭化水素転化方法は、触媒の酸化性再生性を持つ。こうした 触媒は一般には、Yゼオライト、LZ−210,ZSM−5及び上記の成形物の ようなゼオライト分解用成分を含有している。こうした炭化水素接触分解の多く は、重質或は高級沸騰成分をガソリンやヘキサン、ヘキセン、ペンタン、ペンテ ン、ブタン、ブチレン、プロパン、プロピレン、エタン、エチレン、メタン、及 びその混合物のような他の低級沸騰成分に分解することと係る。しばしば、実質 的に炭化水素原料は、例えば石油、シェールオイル、タールサンドオイル、石炭 等から誘導された気体オイル留分から成る。そうした原料は直留分例えばバージ ン、気体オイルの混合物から構成され得る。そうした気体オイル留分は多くの場 合、約400〜10oO°Fの範囲で主に沸騰する。他の実質上の炭化水素原料 、例えばナフサ、石油の高沸点即ち重質留分、石油残渣、シェールオイル、ター ルサンドオイル、石炭等並びにその混合物も、本発明の触媒及び方法を用いて分 解されつる。こうした実質上炭化水素の原料は、少量の他の元素、例えば硫黄、 窒素、酸素等を含んでいる。−面において、本発明は、硫黄及び/或は炭化水素 原料の分子と化学的に結び付いた硫黄を含有する炭化水素原料を転化することと 係る。こうした炭化水素原料中の硫黄量が原料総計の約0.01〜5重量%、好 ましくは約0.1〜3重量%の範囲にあるとき、本発明は特に有用である。
炭化水素クラッキング条件は、周知されておりそして多くは約850〜1100 °F、好ましくは約900〜1050”Fの範囲の温度を含む、他の反応条件と しては、通常、約100 psigまでの圧力、約1対2から25対1の、好ま しくは3対lから15対1の触媒対油比及び約3〜60の重量時間空間速度(W H3V)が含まれる。これら炭化水素分解条件は、例えば、使用されている原料 並びに固体粒子或は合体粒子、使用されている反応器−再生器設備例えば流動或 は移動床接触分解設備並びに所望される単数乃至複数の製品に依存して変更され よう。
加えて、炭化水素接触分解設備は、炭化水素分解を促進するため触媒の固体粒子 或は合体粒子の触媒活性を回復するための再生帯域を含んでいる。反応帯域から の炭素質、特に硫黄含有炭素買付着物触媒粒子は、再生帯域において、遊離酸素 含有気体と、触媒粒子から炭素質物質の少なくとも一部を除去する即ち燃焼する ことにより触媒の活性を回復もしくは維持する条件において接触せしめられる。
炭素質付着物質が硫黄を含有するとき、再生帯域において少なくとも1種の硫黄 含有燃焼生成物が発生する。そうした遊離酸素含有気体接触が行なわれる条件は 、例えば従来範囲にわたって変化しつる。炭化水素分解設備の触媒再生帯域にお ける温度は、約900〜1500@F、好ましくは約1100〜1350°F。
更に好ましくは約1100〜13oO°Fの範囲にあることが多い、再生帯域内 での他の条件としては、例えば約100 psigまでの圧力、及び約3〜75 分の範囲内の平均触媒接触時間が含まれる。炭素買付着物質の炭素及び水素を例 えば二酸化炭素及び水に完全に燃焼するために、再生帯域においては十分の酸素 が好ましくは存在する。反応帯域において触媒上に付着した炭素質物質の量は、 好ましくは触媒の約0.005〜15重量%、より好ましくは約0.1〜10重 量%の範囲にある。炭素質付着物質中に硫黄が含まれる場合にはその量は、例え ば炭化水素原料中の硫黄の量に依存する。この付着物質は約0.01〜10重量 %或はもつと多くの硫黄を含む。
再生触媒の少なくとも一部は多くは炭化水素分解反応帯域に戻される。
次の例は、本発明の方法及び組成についての様々の特定具体例を呈示することに より、制限的ではなく、本発明を一層例示するために示される。
皿」−及ユLλ これら例はバナジウム物質とシュウ酸の錯化を例示する。
バナジウムを含有する水溶液を、2分子量のシュウ酸二水和物(HzCt04・ 2HtO)と1分子量(7) NH,VO3トを所要量の水中に40’Cにおい て溶解することにより調製した。水溶性バナジウム化合物を含む緑の溶液が生成 した。緑色溶液は、1分子量のシュウ酸を添加するとき恐らくは+4酸化状態の バナジウムを含む水溶性バナジウム化合物の形成のため、ブルーに変色した匠l バナジウムを含有する水溶液を、2分子量のシュウ酸二水和物と1分子量の五酸 化バナジウムとを40〜50℃における、所要量の水中に溶解することにより調 製した。最終溶液は深青色を有し、これは+5の酸化状態のバナジウムの+5酸 化状態のバナジウムへの還元と水溶性バナジウム化合物HzVO(C204)  zのの形成を示唆した。
[ この例は、本発明の調製方法に従う、マグネシアに冨む、マグネシウム、アルミ ニウム含有スピネル組成物の形成を例示する。
9.15のphを有するゲル含有水スラリーを、周囲温度において、68にgの 水、2.76kgのギ酸、固体基準で3゜91にgの擬ベーマイトアルミナ及び 96 m”7gの表面積を有する3、1Kgのマグネシアを混合することにより 形成した。スラリーな噴霧乾燥しそして噴霧乾燥生成物を1350″Fにおいて 2時間大気雰囲気中で焼成した。この物質は、マグネシウム、アルミニウム含8 有スピネルとマグネシア(総重量の17%がX線回折により測定したものとして 遊離マグネシアであった)、この材料は、56ミクロンの平均粒寸、123 m ”/gmの表面積及び1.o8の耐アトリッション指数を有した。
鮭A 例3からの焼成材料85.8gmを先ず、水で42m1に希釈したCe(NOs )s・6Hzoの60重量%水溶液42m1で含浸しそして後6.17gmのシ ュウ酸二水和物と1.78gmの五酸化バナジウムから作成した例2で記載した ような水溶液25m1で含浸した。生成物を250″′Fで一晩乾燥しそして後 1325”Fにおいて1.5時間大気雰囲気中で焼成した。生成材料は、10重 量%セリウム(元素セリウムとして計算)と1重量%バナジウム(元素バナジウ ムとして計算)及び12.4重量%遊離マグネシア(X線回折による)を含んだ 。この物質の物理的性質及び「二酸化硫黄酸化及び吸収指数J (SOAI)を 後に呈示する表に示す。
鮭二 42.2gmの、60重量%の硝酸セリウム水溶液を水で45m1に希釈した。
これに、3.1gmのシュウ酸二水和物と0.89gmの五酸化バナジウムを含 む例2で記載したような水溶液10m1を添加した。例3からの焼成材料85. 8gmを上記混合溶液で含浸した。生成物を250”Fで一晩乾燥しそして後1 325°Fにおいて1.5時間大気雰囲気中で焼成した。生成材料は、10重量 %セリウム(元素セリウムとして計算)と0.5重量%バナジウム(元素バナジ ウムとして計算)及び12.1重量%遊離マグネシア(X線回折による)を含ん だ。この物質の物理的性質及び「二酸化硫黄酸化及び吸収指数J (SOAI) を後に呈示する表に示す。
五二 連続実験において、11.5kgのギ酸、固体基準で20.6Kgの擬ベーマイ トアルミナ、固体基準で9.6 m”7gの表面積を有する16.4Kgのマグ ネシア及び固体基準で5.65kgの粉砕酸化セリウムを含有する水性ゲル含有 スラリー(8重量%固形分)を調製した。スラリーを噴霧乾燥しそして噴霧乾燥 生成物を1350°Fにおいて2時間大気雰囲気中で焼成した。焼成物質の20 0gm部分を4.6gmのNH,VO3と9.9gmのシュウ酸二水和物で含浸 した。含浸生成物を250°Fで乾燥しそして乾燥生成物を1325°Fにおい て2時間大気雰囲気中で焼成した。このマグネシウム、アルミニウム含有スピネ ルは、1重量%セリウム(元素セリウムとして計算)と1重量%バナジウム(元 素バナジウムとして計算)及13.3重量%遊離マグネシア(X線回折による) を含んだ。この物質の物理的性質及び(SOAI)を後に呈示する表に示す。
匠1 例6を繰り返したが、但しスラリーを調製するのに使用したマグネシアは36  m27grnの表面積を有した。マグネシウム、アルミニウム含有スピネル組成 物は、例6の相当組成物よりも少ないマグネシウム、アルミニウム含有スピネル しか含まなかった。これは、一層好ましい高反応性マグネシア即ち約50 m” /gmを越える表面積を有するマグネシアを使用することの主たる利点の一つを 実証する。
匠1 水性ゲル含有スラリーを、19にgの水、700 gmのギ酸、979gm(乾 量基準)の擬ベーマイトアルミナ、96 m”/gmの表面積を持つ、775. 2gm(乾量基準)のマグネシア、及び844 gmのCe(NOs)s6HJ の60重量%水溶液を混合することにより調製した。このスラリーを噴霧乾燥し そして乾燥生成物を1325°Fにおいて2時間大気雰囲気中で焼成した。焼成 生成物98.2gmを、1.78gmの五酸化バナジウムと6.17gmのシュ ウ酸二水和物とを含有する水溶液83+I11で含浸した。
含浸生成物を250”Fで一晩乾燥しそして乾燥生成物を1325’Fにおいて 2時間焼成した。生成マグネシウム、アルミニウム含有スピネル組成物は、セリ ウム、バナジウム及び15.4重量%遊離マグネシア(X線回折による)を含ん だ、この物質の物理的性質及び(S。
AI)を後に呈示する表に示す。
匠旦 水性ゲル含有スラリーを、19Kgの水、700gmのギ酸、979gm(乾量 基準)の擬ベーマイトアルミナ、96 m”/gmの表面積を持つ、775.2 gm(乾量基準)のマグネシア、及び36.6gmの五酸化バナジウムと123 gmのシュウ酸二水和物とを含有する436m1の水溶液を混合することにより 調製した。このスラリーを噴霧乾燥しそして乾燥生成物を1325′″Fにおい て2時間大気雰囲気中で焼成した。この焼成生成物87.7gmを、水で71m 1に希釈した42.2gmのCe(NOs)s・6H*0の60重量%水溶液で 含浸した。含浸生成物を250°Fで3時間乾燥しそして乾燥生成物を1325 °Fにおいて大気雰囲気中で1.5時間焼成した。生成マグネシウム、アルミニ ウム含有スピネル組成物は、セリウム、バナジウム及び10.7重量%遊離マグ ネシア(X線回折による)を含んだ。この物質の物理的性質及び(SOAI)を 後に呈示する表に示す。
酸、979gm(乾量基準)の擬ベーマイトアルミナ、98 m27gmの表面 積を持つ、775.2gm(乾量基*)のマグネシア、844 gm(lDce (No、)s・6)1.00) 60重量%水溶液及び36.6gmの五酸化バ ナジウムと123gmのシュウ酸二水和物とを含有する436m1の水溶液を混 合することにより調製した。このスラリーを噴霧乾燥しそして乾燥生成物を13 25@Fにおいて2時間大気雰囲気中で焼成した。生成マグネシウム、アルミニ ウム含有スピネル組成物は、セリウム、バナジウム及び約8.3重量%遊離マグ ネシア(X線回折による)を含んだ、この物質の物理的性質及び(SOAI)を 後に呈示する表水性ゲル含有スラリーを、56にgの水、2.56kgのギ酸、 3.36kg(乾量基準)の擬ベーマイト アルミナ、Ce0aを0.95kg (乾量基準)含有する14.1kgの水性粉砕スラリー、96 m”/gmの表 面積を持つ、2.9kg(乾量基準)のマグネシア、及び124.6gmの五酸 化バナジウムと370gmのシュウ酸二水和物とを含有する1100mlの水溶 液を混合することにより調製した。このスラリーを噴霧乾燥しそして乾燥生成物 を焼成した。生成マグネシウム、アルミニウム含有スピネル組成物は、セリウム 、バナジウム及び約15重量%遊離マグネシア(X線回折による)を含んだ。こ の物質の物理的性質及び(SO,AI)を後に呈示する表に示す。
鮭上ユ この例は、アルミニウム原料が陰イオンにおいて存在するスピネル組成物の製造 へのまた別の方法を例示するものである。
16にgの水に9KgのMg (NOs) z・6H20を溶解することにより 溶液(A)を調製しそして48にgの水と混合した。
第2溶液(B)を、7.8Kgのアルミン酸ナトリウム水溶液(41重量%アル ミン酸ナトリウム)、0.73にgの50重量%NaOH水溶液及び13.3K gの水を混合することにより調製した。溶液(B)を溶液(A)に高剪断混合下 で徐々に添加してゲルを形成した。添加完了後、1.86Kgの60重量%硝酸 セリウム水溶液をゲルに添加しそして生成混合物を30分攪拌した。ゲルを枦遇 しそして固体単位ダラム当たり25m1の水で洗浄した。生成濾過ケーキは11 重量%固体であった。この物質を10重量%の総固体含量を与えるに十分の水で スラリ化しそしてこのスラリーをホイールアトマイザ−噴霧乾燥機に送給した。
噴霧乾燥後、微小球粉末を固体単位ダラム当たり20m1の水で洗浄しそして洗 浄粉末を2200Fで乾燥し、次で1350@Fにおいて2時間大気雰囲気中で 焼成した。焼成材料の60gm部分を1.07gmの五酸化バナジウムと3.1 7gmのシュウ酸二水和物とを含有する水溶液36m1で含浸した。この含浸生 成物を250°Fで一晩乾燥しそして1325@Fにおいて大気雰囲気中で2時 間焼成した。生成マグネシウム、アルミニウム含有スピネル組成物は、セリウム 及びバナジウムを含んだが、遊離マグネシアは含まなかった(X線回折による) 、この組成物の物理的性質及び(SOAI)を後に呈示する表に示す。
例から 表面積 平均粒 耐アトリッ の最終 子寸法 ジョン指標 5OAI参犯り月2」勿 −匹”/旦ニーー ミ クロン 」二ノエU3 123 56 1.08 − 4 113 62 1.21 17.25 106 58 0.42 15.7 6 196 56 0.26 12.18 103 49 1、08 19.6 9 107 49 0.77 18.910 167 53 1.02 17. 111 1 05 53 1.07 10.612 164 56 3.94  19.6*二酸化硫黄酸化及び吸収指標は成る与えられた組成物の存在下で標準 温度で15分において二酸化硫黄の酸化により生成する三酸化硫黄をピックアッ プするに際して関与する該組成物中のマグネシウムの%として定義される。気体 流量は16l60−17O/分でありそして気体は0.32 mole%二酸化 硫黄と 2.0 mole% 酸素を含み、残部は窒素である。 5OAIは成 る与えられた組成物が例えば接触分解ユニットの触媒再生帯域において酸化硫黄 と結びつく能力の目安である。5OAIが高い程、組成物の酸化硫黄結合能力は 良好である。
本スピネル組成物(例3−6及び8−11)は高い表面積と良好なアトリッショ ン耐性即ち低APIを兼備している。これは、高い表面積を有するが比較約2し いアトリッション耐性しか示さない、本発明の範囲外の方法により調製されたス ピネル組成物(例12)と対照的である。
本スピネル組成物4,5.6.8.9.10.及び11のSOA I値は、各組 成物が例えば接触分解ユニットにおいて酸化硫黄除去剤として有用であることを 示す。
i1主ニュユ 例4,5,6.8,9.10及び11の各々からの最終組成物と同等の組成物を 別個の粒子として従来型式の結晶性アルミノケイ酸塩含有流動接触分解用触媒と 一緒に全体組成物/触媒系が約1重量%の組成物を含有するように含めた。これ ら各々が、約0.7重量%硫黄を含有するガスオイル原料のクラッキングを促進 するため工業的流動接触分解設備において使用された。ある期間後に、各々は所 望の炭化水素クラッキングを促進するのに有効であり、そして設備の触媒再生帯 域から排出される酸化硫黄及び酸化窒素の量を上記組成物が存在しない場合に排 出される酸化硫黄及び酸化窒素の量に比較して減少するのに有効であった。
本発明は、改善されたスピネル組成物、スピネル組成物調製方法及びそうしたス ピネルを使用する方法を提供する0本発明スピネル組成物は、高い表面積と増大 せるアトリッション耐性を兼備し、例えば接触分解設備において循環する触媒に 対して酸化硫黄/酸化窒素抑制剤として使用することを殊に魅力的とする。本ス ピネル組成物調製方法は、比較的実施及び管理容易でありそして非常に有用な生 成物を与える。加えて、原料を適正に選択することにより、本調製方法は酸化硫 黄/酸化窒素を軽減して或は全然生ずることな〈実施出来る9本発明を様々の例 及び具体例について記載したが、本発明がそれらに限定されるものでなく、そし て次の特許請求の範囲内で様々に実施しうろことを理解されたい。
国際調査報告 JIINNEX τ0 τ6+ INTERNATIONAL 5EARCHR EPORτ uN

Claims (83)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.(a)(1)アルミニウムが正に荷電した種に存在するような酸性のアルミ ニウム含有組成物と、(2)塩基性のアルカリ土類金属含有組成物とを混合して 混合物を形成し;そして (b)該混合物を焼成してアルカリ土類金属の、アルミニウム含有スピネル組成 物を形成することを包含するアルカリ土類金属の、アルミニウム含有スピネル組 成物の製造方法。
  2. 2.アルカリ土類金属がマグネシウムである特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 3.酸性組成物が水性基でありそして約1.5〜5の範囲のphを有する特許請 求の範囲第2項記載の方法。
  4. 4.酸性組成物中のアルミニウムが少なくとも部分的にペプチ化されたアルミナ として存在する特許請求の範囲第1項記載の方法。
  5. 5.酸性組成物中のアルミニウムが少なくとも部分的にペプチ化されたアルミナ として存在する特許請求の範囲第3項記載の方法。
  6. 6.塩基性組成物が水性基である特許請求の範囲第3項記載の方法。
  7. 7.塩基性組成物中のマグネシウムの少なくとも一部が酸化マグネシウム、酸化 マグネシウム先駆物質及びその混合物から成る群から選択される化合物として存 在する特許請求の範囲第3項記載の方法。
  8. 8.マグネシウムの少なくとも一部が約25m2/gmを越える表面積を有する 酸化マグネシウムとして存在する特許請求の範囲第7項記載の方法。
  9. 9.酸化マグネシウムが約50m2/gmを越える表面積を有する特許請求の範 囲第8項記載の方法。
  10. 10.混合物が塩基性である特許請求の範囲第1項記載の方法。
  11. 11.混合物が塩基性である特許請求の範囲第3項記載の方法。
  12. 12.混合物が7を越え約10.5までの範囲内のphを有する特許請求の範囲 第11項記載の方法。
  13. 13.混合物が約8から約9.5までの範囲内のphを有する特許請求の範囲第 6項記載の方法。
  14. 14.酸性組成物がギ酸、一塩基鉱酸及びその混合物から成る群から選択される 少なくとも一種の酸を含んでいる特許請求の範囲第5項記載の方法。
  15. 15.酸性組成物がギ酸を含んでいる特許請求の範囲第14項記載の方法。
  16. 16.スピネル組成物が遊離マグネシアを含有する特許請求の範囲第2項記載の 方法。
  17. 17.スピネル組成物が約0.1〜30重量%の遊離マグネシアを含有する特許 請求の範囲第16項記載の方法。
  18. 18.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において第1及び 第2組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の追加金属化合 物を、スピネル組成物が二酸化硫黄酸化条件において二酸化硫黄の三酸化硫黄へ の酸化を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含む特 許請求の範囲第1項記載の方法。
  19. 19.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において第1及び 第2組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の追加金属化合 物を、スピネル組成物が二酸化硫黄酸化条件において二酸化硫黄の三酸化硫黄へ の酸化を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含む特 許請求の範囲第5項記載の方法。
  20. 20.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において第1及び 第2組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の追加金属化合 物を、スピネル組成物が二酸化硫黄酸化条件において二酸化硫黄の三酸化硫黄へ の酸化を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含む特 許請求の範囲第15項記載の方法。
  21. 21.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において第1及び 第2組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の追加金属化合 物を、スピネル組成物が二酸化硫黄酸化条件において二酸化硫黄の三酸化硫黄へ の酸化を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含む特 許請求の範囲第16項記載の方法。
  22. 22.追加金属化合物が希土類金属化合物である特許請求の範囲第18項記載の 方法。
  23. 23.追加金属化合物が希土類金属化合物である特許請求の範囲第20項記載の 方法。
  24. 24.希土類金属化合物がセリウム化合物である特許請求の範囲第22項記載の 方法。
  25. 25.希土類金属化合物がセリウム化合物である特許請求の範囲第23項記載の 方法。
  26. 26.追加金属化合物が塩基性組成物中に存在する特許請求の範囲第18項記載 の方法。
  27. 27.追加金属化合物が塩基性組成物中に存在する特許請求の範囲第20項記載 の方法。
  28. 28.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において該酸性及 び塩基性組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の還元性金 属化合物を、スピネル組成物がアルカリ土類金属硫酸塩還元条件においてアルカ リ土類金属硫酸塩の還元を促進するに有効な量において含むようにするに十分の 量において含む特許請求の範囲第1項記載の方法。
  29. 29.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において該酸性及 び塩基性組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の還元性金 属化合物を、スピネル組成物が硫酸マグネシウム還元条件において硫酸マグネシ ウムの還元を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含 む特許請求の範囲第5項記載の方法。
  30. 30.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において該酸性及 び塩基性組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の還元性金 属化合物を、スピネル組成物が硫酸マグネシウム還元条件において硫酸マグネシ ウムの還元を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含 む特許請求の範囲第15項記載の方法。
  31. 31.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において該酸性及 び塩基性組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の還元性金 属化合物を、スピネル組成物が硫酸マグネシウム還元条件において硫酸マグネシ ウムの還元を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含 む特許請求の範囲第16項記載の方法。
  32. 32.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において該酸性及 び塩基性組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の還元性金 属化合物を、スピネル組成物が硫酸マグネシウム還元条件において硫酸マグネシ ウムの還元を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含 む特許請求の範囲第18項記載の方法。
  33. 33.酸性及び塩基性組成物の少なくとも一方或は段階(a)において該酸性及 び塩基性組成物と組合わされる別個の追加組成物が、少なくとも一種の還元性金 属化合物を、スピネル組成物が硫酸マグネシウム還元条件において硫酸マグネシ ウムの還元を促進するに有効な量において含むようにするに十分の量において含 む特許請求の範囲第24項記載の方法。
  34. 34.還元性金属化合物がバナジウム化合物である特許請求の範囲第28項記載 の方法。
  35. 35.還元性金属化合物がバナジウム化合物である特許請求の範囲第30項記載 の方法。
  36. 36.還元性金属化合物がバナジウム化合物である特許請求の範囲第32項記載 の方法。
  37. 37.還元性金属化合物がバナジウム化合物である特許請求の範囲第33項記載 の方法。
  38. 38.バナジウム化合物が水溶性バナジウム化合物である特許請求の範囲第34 項記載の方法。
  39. 39.還元性金属化合物が水溶性バナジウム化合物である特許請求の範囲第35 項記載の方法。
  40. 40.還元性金属化合物が水溶性バナジウム化合物である特許請求の範囲第36 項記載の方法。
  41. 41.還元性金属化合物が水溶性バナジウム化合物である特許請求の範囲第37 項記載の方法。
  42. 42.バナジウム化合物が少なくとも一種の錯生成剤のバナジウム錯塩の形態に ある特許請求の範囲第38項記載の方法。
  43. 43.バナジウム化合物が少なくとも一種の錯生成剤のバナジウム錯塩の形態に ある特許請求の範囲第39項記載の方法。
  44. 44.バナジウム化合物が少なくとも一種の錯生成剤のバナジウム錯塩の形態に ある特許請求の範囲第40項記載の方法。
  45. 45.バナジウム化合物が少なくとも一種の錯生成剤のバナジウム錯塩の形態に ある特許請求の範囲第41項記載の方法。
  46. 46.錯生成剤が分子当たり2〜約12炭素原子数を有するジカルボン酸、ヒド ラジン、ヒドラジン誘導体、アセチルアセトン酸塩、アセチルアセトン酸塩誘導 体、エチレンジアミン四酢酸及びその混合物から成る群から選択される特許請求 の範囲第38項記載の方法。
  47. 47.錯生成剤が分子当たり2〜約12炭素原子数を有するジカルボン酸、ヒド ラジン、ヒドラジン誘導体、アセチルアセトン酸塩、アセチルアセトン酸塩誘導 体、エチレンジアミン四酢酸及びその混合物から成る群から選択される特許請求 の範囲第39項記載の方法。
  48. 48.錯生成剤が分子当たり2〜約12炭素原子数を有するジカルボン酸、ヒド ラジン、ヒドラジン誘導体、アセチルアセトン酸塩、アセチルアセトン酸塩誘導 体、エチレンジアミン四酢酸及びその混合物から成る群から選択される特許請求 の範囲第40項記載の方法。
  49. 49.錯生成剤が分子当たり2〜約12炭素原子数を有するジカルボン酸、ヒド ラジン、ヒドラジン誘導体、アセチルアセトン酸塩、アセチルアセトン酸塩誘導 体、エチレンジアミン四酢酸及びその混合物から成る群から選択される特許請求 の範囲第41項記載の方法。
  50. 50.錯生成剤がバナジウムを+4酸化状態に還元するに有効量において存在し そして錯生成剤が2〜約12炭素原子数を有するジカルボン酸及びその混合物か ら成る群から選択される特許請求の範囲第41項記載の方法。
  51. 51.錯生成剤がバナジウムを+4酸化状態に還元するに有効量において存在し そして錯生成剤が2〜約12炭素原子数を有するジカルボン酸及びその混合物か ら成る群から選択される特許請求の範囲第47項記載の方法。
  52. 52.錯生成剤がバナジウムを+4酸化状態に還元するに有効量において存在し そして錯生成剤が2〜約12炭素原子数を有するジカルボン酸及びその混合物か ら成る群から選択される特許請求の範囲第48項記載の方法。
  53. 53.錯生成剤がバナジウムを+4酸化状態に還元するに有効量において存在し そして錯生成剤が2〜約12炭素原子数を有するジカルボン酸及びその混合物か ら成る群から選択される特許請求の範囲第49項記載の方法。
  54. 54.錯生成剤がシュウ酸である特許請求の範囲第46項記載の方法。
  55. 55.錯生成剤がシュウ酸である特許請求の範囲第50項記載の方法。
  56. 56.錯生成剤がシュウ酸である特許請求の範囲第53項記載の方法。
  57. 57.約50m2/gmを越える表面積と約2未満の耐アトリッション指数を有 するアルカリ土類金属のアルミニウム含有スピネル組成物。
  58. 58.アルカリ土類金属がマグネシウムである特許請求の範囲第57項記載の組 成物。
  59. 59.スピネルが約70m2/gmを越える表面積と約1.5未満の耐アトリッ ション指数を有する特許請求の範囲第58項記載の組成物。
  60. 60.スピネルが約90m2/gmを越える表面積と約1.3未満の耐アトリッ ション指数を有する特許請求の範囲第58項記載の組成物。
  61. 61.スピネルと結びつく少なくとも一種の追加金属成分にして、二酸化硫黄酸 化条件において二酸化硫黄の三酸化硫黄への酸化を促進するに有効な量において 存在する追加金属成分を更に含む特許請求の範囲第58項記載の組成物。
  62. 62.スピネルと結びつく少なくとも一種の還元性金属成分にして、硫酸マグネ シウム還元条件において硫酸マグネシウムの還元を促進するに有効な量において 存在する還元性金属成分を更に含む特許請求の範囲第58項記載の組成物。
  63. 63.スピネルと結びつく少なくとも一種の還元性金属成分にして、硫酸マグネ シウム還元条件において硫酸マグネシウムの還元を促進するに有効な量において 存在する還元性金属成分を更に含む特許請求の範囲第61項記載の組成物。
  64. 64.追加成分が希土類金属成分である特許請求の範囲第61項記載の組成物。
  65. 65.還元性金属成分がバナジウム成分である特許請求の範囲第62項記載の組 成物。
  66. 66.追加金属成分がセリウム成分でありそして還元性金属成分がバナジウム成 分である特許請求の範囲第63項記載の組成物。
  67. 67.スピネルと結びつく、約0.1〜30重量%の遊離マグネシアを更に含む 特許請求の範囲第58項記載の組成物。
  68. 68.スピネルと結びつく、約0.1〜30重量%の遊離マグネシアを更に含む 特許請求の範囲第61項記載の組成物。
  69. 69.スピネルと結びつく、約0.1〜30重量%の遊離マグネシアを更に含む 特許請求の範囲第62項記載の組成物。
  70. 70.スピネルと結びつく、約0.1〜30重量%の遊離マグネシアを更に含む 特許請求の範囲第63項記載の組成物。
  71. 71.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第1項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用するこ とを特徴とする方法。
  72. 72.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第2項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用するこ とを特徴とする方法。
  73. 73.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第15項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  74. 74.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第16項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  75. 75.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第18項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  76. 76.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第28項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  77. 77.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第32項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  78. 78.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第56項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  79. 79.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第57項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  80. 80.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第61項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  81. 81.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第62項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  82. 82.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第63項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
  83. 83.(1)酸化硫黄含有気体の酸化硫黄分及び(2)酸化窒素含有気体の酸化 窒素分の少なくとも一方を減少するため、前記気体を或る物質と(1)前記気体 の酸化硫黄分及び(2)前記気体の酸化窒素分の少なくとも一方を減少する条件 において接触することを含む方法において、前記物質の少なくとも一部として特 許請求の範囲第70項記載の方法に従って生成されたスピネル組成物を使用する ことを特徴とする方法。
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