JP2000017274A

JP2000017274A - 重質油の水素化処理方法

Info

Publication number: JP2000017274A
Application number: JP10185500A
Authority: JP
Inventors: Ryuichiro Iwamoto; 隆一郎岩本; Takao Nozaki; 隆生野崎
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-18
Anticipated expiration: 2018-07-01
Also published as: JP3516383B2

Abstract

(57)【要約】【課題】再生水素化処理触媒を用いた重質油の水
素化処理方法の提供。【解決手段】再生触媒層と新触媒層が交互に配置され
少なくとも３層からなる、または再生触媒と新触媒とか
らなり両者の混合触媒層を有する反応層を用いて重質油
を水素化処理する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は重質油の水素化処理
方法に関するものである。さらに詳しくは触媒の一部に
再生触媒を用いて重質油を水素化処理する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】石油精製においては各種の留分を水素化
処理により精製する工程は多数ある。ナフサ、灯油、軽
油等の脱硫脱窒素や、重質軽油の脱硫脱窒素、分解、さ
らには残油、重油の脱硫脱窒素などがある。そのうちで
も、比較的沸点が低く、バナジウム等の金属不純物含有
量のほとんどないナフサや灯油、軽油を処理する水素化
処理工程に用いられる触媒は使用による劣化の度合いが
少ない。

【０００３】また、これらの触媒は使用による劣化はほ
とんど少量の炭素質の蓄積によるものであり、これを燃
焼等により除去してやれば再使用可能であった。さらに
炭素質の除去についても、触媒上の炭素質の量が少ない
ため厳密な燃焼制御は必要としないで再使用可能な触媒
がえられる。また、一旦使用した触媒でも劣化の度合い
が少ない触媒もあり、このようなものはそのまま再使用
できる。これらの触媒は特別の注意を払うことなく再度
ナフサ、灯油、軽油等の処理に用いられている。

【０００４】また、最近は重質軽油や減圧軽油の水素化
処理触媒についても、再生等により再使用をしている
が、その再生、使用方法についても確立されている。た
とえば、重質軽油水素化分解プロセスにおいては水素化
分解触媒も、その前処理のための水素化脱窒素触媒も水
素賦活または酸素賦活により再生使用できることが知ら
れている。

【０００５】これらの留出油の水素化処理に用いられた
触媒は、処理原料油中に金属不純物はほとんどないの
で、触媒上にも原料に起因するバナジウム等の金属の堆
積は少ない。また、炭素質の堆積も少ないだけでなく、
炭素質の質も燃焼させ易いものであり燃焼による再生時
にも触媒表面はそれほど高温にならず、触媒担体の細孔
構造や活性金属相の担持状態等の変化も小さく、再度重
質軽油や減圧軽油等の留出油の処理に使用することはで
きていた。（ＳｔａｄｉｅｓｉｎＳｕｒｆａｃｅ
ａｎｄＣａｔａｌｙｓｉｓｖｏｌ．８８Ｐ１９９
（１９９４））しかし、残渣油のようなさらに沸点の高
い、あるいは蒸留できない留分を含む重質油の水素化処
理においては、原料油中に含まれる金属不純物やアスフ
ァルテン分等の炭素質化し易い成分が多く、これらが使
用済み触媒上に多量の金属分や炭素質を堆積させる。ま
た、質的にも金属分と炭素質が同時に蓄積した使用済み
触媒は簡単には炭素質の燃焼除去ができなかった。（Ｃ
ａｔａｌ．Ｔｏｄａｙｖｏｌ．１７Ｎｏ．４Ｐ５３
９（１９９３），Ｃａｔａｌ．Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｅｎ
ｇ．３３（３＆４）Ｐ２８１（１９９１））このため、
これらの使用済み触媒は再利用されることはなく処分さ
れていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、重質油等の
水素化処理プロセスにおいて使用により失活し、利用さ
れてずに廃棄されていた触媒を、再生処理し有効に活用
する重質油の水素化処理方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、重質油等の水素化処理プロセスにおいて使用によ
り失活した触媒を、再生処理し、同時に使用する新触媒
との組合せ方法を最適化することにより好適な水素化処
理効果が得られることを見い出した。さらには、再生処
理を施して付着した不純物量や物理性状が特定の範囲内
に制御された触媒がとくに有効であることを見出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成したものである。

【０００８】すなわち、本発明の要旨は下記のとおりで
ある。（１）再生触媒層と新触媒層が交互に配置され、少な
くとも３層からなる反応層を用いて重質油を水素化処理
する方法。（２）再生触媒層における、水素化処理のための原料
油の液空間速度（ＬＨＳＶ）が１Ｈ^-1より大きくなるよ
うにした（１）記載の重質油を水素化処理する方法。

【０００９】（３）再生触媒と新触媒とからなり、少
なくとも両者の混合層を有する反応層を用いて重質油を
水素化処理する方法。（４）再生触媒の充填量が５〜８０％、新触媒の充填
量が２０〜９５体積％である（１）〜（３）のいずれか
に記載の重質油を水素化処理する方法。（５）再生触媒のバナジウム含有量が３５重量％以下
である（１）〜（４）のいずれかに記載の重質油を水素
化処理する方法。

【００１０】（６）再生触媒の炭素含有量が１５重量
％以下である（１）〜（５）のいずれかに記載の重質油
を水素化処理する方法。（７）再生触媒の比表面積が６０〜２００m²/gである
（１）〜（６）のいずれかに記載の重質油を水素化処理
する方法。（８）再生触媒の細孔容積が０．３〜１．０cc/gであ
る（１）〜（７）のいずれかに記載の重質油を水素化処
理する方法。

【００１１】（９）再生触媒が、酸化物担体にモリブ
デン、タングステン、コバルトおよびニッケルのうち少
なくとも一種類の金属種を担持した触媒を鉱油の水素化
処理に使用した後、再生処理したものである（１）〜
（８）のいずれかに記載の重質油を水素化処理する方
法。（１０）酸化物担体がアルミナで担持金属種がニッケ
ルおよびモリブデンである（９）記載の重質油を水素化
処理する方法。

【００１２】（１１）酸化物担体が、リン、ほう素、
けい素の酸化物のうちの少なくとも一種類を含むアルミ
ナで、担持金属種がニッケルまたはコバルト、およびモ
リブデンである（９）記載の重質油を水素化処理する方
法。（１２）担持金属種であるニッケルまたはコバルトの
含有量が０．１〜１０重量％、およびモリブデンの含有
量が０．１〜２５重量％の範囲にある、（９）〜（１
１）のいずれかに記載の重質油を水素化処理する方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につき
説明する。本発明は、触媒を充填した反応層中で重質油
を水素化処理するにあたり、再生触媒と新触媒を特定の
触媒配置で使用することを特徴とする水素化処理方法で
ある。すなわち、ひとつの態様としては反応層に充填す
る触媒の配置を、再生触媒層と新触媒層を３層以上交互
に組み合わせて配置した触媒を用いて重質油を水素化処
理する方法である。（請求項１に対応する態様）この態様の最も基本的なものは図１のケース１および図
２のケース２に示す触媒配置である。ケース１の組合せ
配置は重油の水素化脱硫の場合には最も一般的であり、
上流側から新触媒層（重油の水素化脱硫の場合には脱金
属触媒と脱硫触媒の組合せが好適である。）、再生触媒
層（重油の水素化脱硫の場合には脱硫触媒層）、新触媒
層（重油の水素化脱硫の場合には脱硫触媒層）となって
いる。

【００１４】ケース２はこの逆になっており、上流側か
ら再生触媒層、新触媒層、再生触媒層となっている。重
質油の水素化分解処理の場合などに適した組合せであ
る。すなわち、最初の再生触媒層は脱金属能の十分残存
している再生触媒を、次の新触媒層は新しい水素化分解
触媒を、最後の再生触媒層は脱硫等の後処理触媒の再生
品を配置することができる。

【００１５】基本的な配置方法は上記のようであるが、
重質油を十分に水素化処理するためには触媒層での重質
油の液空間速度（ＬＨＳＶ）を小さくし、反応層での滞
留時間を十分にとってやる必要がある。しかし、再生触
媒層での重質油の滞留時間があまり長いと熱分解や炭素
質の生成など好ましくない反応が進行する場合がある。
これを避けるためには一つの再生触媒層で一定の滞留時
間になったら、重質油の水素化能の大きい新触媒で十分
水素化して熱分解や炭素質の生成など好ましくない反応
が進行しにくいものに変化させてやることが好ましい。
そのためには再生触媒層と新触媒層を３層以上組み合わ
せた配置とし、一つひとつの再生触媒層のＬＨＳＶが１
Ｈ^-1以上好ましくは１．５Ｈ^-1以上とすることが望まし
い。

【００１６】図３のケース３および図４のケース４はこ
のような場合の配置方法である。また、ケース３および
ケース４は異なった機能の触媒を層状に充填する場合に
それぞれに再生触媒を利用するための方法でもある。現
実の重質油の水素化処理装置たとえば水素化脱硫装置で
は図５のケース５や図６のケース６のように反応器が２
個以上（図５、図６の場合は３個）の場合が多い。その
ような場合は反応器ごとに新触媒や再生触媒を充填した
新触媒層、再生触媒層としてもよいし、反応器の中に新
触媒層や再生触媒層を設けてもよい。特に、ケース６の
触媒層の配置方法は重質油の水素化脱硫装置では好まし
い水素化処理結果を期待できる。

【００１７】また、他のひとつの態様としては再生触媒
と新触媒の両者を混合した混合層を持つ触媒配置を用い
て重質油を水素化処理する方法がある（請求項３に対応
する態様）。図７のケース７に示す触媒の充填、配置方
法が基本形である。この応用として、図８のケース８、
図９のケース９がある。また、図１０（ケース１０）は
ケース１およびケース７の応用である。ここでは、
（ａ）および（ｃ）で構成されているが、（ａ）のかわ
りに（ｂ）としてもよい。さらに反応器が多数の場合に
は図１１、図１２のような態様でもよい。図１２の態様
の場合はそれぞれの混合層の再生触媒と新触媒の比率は
異なっていてもよい。また、ひとつの混合層のなかでの
再生触媒と新触媒の比率が異なっているような触媒の配
置方法でもよい。勿論、再生触媒のみの触媒層があって
もよい。

【００１８】重質油の水素化処理プロセスでは、いろい
ろな目的で重質油の処理が行われている。主目的として
は脱硫、分解などが多いが、これらの場合でも生成油の
金属分や窒素分を低減させる目的も兼ねている場合が多
い。たとえば、重油製造のための脱硫プロセスでは、製
品重油の硫黄含有量のほか、窒素含有量、金属分含有量
は重要な品質管理項目と成っている場合が多い。また、
重質油脱硫プロセスはガソリン製造用の接触分解プロセ
スの前処理用に利用されることがあるが、接触分解用の
原料としては硫黄分だけでなく金属分、窒素分、重質芳
香族分等の低減も重要な要素である。また、水素化分解
プロセスのように分解触媒の触媒毒となる原料油中の窒
素化合物を予備的に脱窒素反応により除去する場合もあ
る。

【００１９】ここで、重質油の水素化処理とは、上記の
ように各種の水素化処理を言い、脱硫反応、脱金属反
応、脱窒素反応、分解反応などを主目的としている場合
はもちろん、これらのひとつと他の反応とを同時に行わ
せたり、他の反応の前処理や後処理をも含む。また、反
応層中に充填する触媒とはひとつの機能のみを目的とし
ているものを言うだけでなく、たとえば脱硫、脱スケー
ル、脱金属を目的としている触媒や脱窒素反応を兼ねて
いる触媒も含む。

【００２０】本発明においては、再生触媒と新触媒を単
に前後に組み合わせた反応層にくらべ、重質油の水素化
脱硫反応も水素化脱窒素反応も水素化脱金属反応をも好
適に進行させることができる。具体的に説明すると、反
応層中の前段に新触媒層、後段に再生触媒層を配置して
重質油の水素化処理をすると脱硫反応、脱金属反応は好
適に進むが脱窒素反応は進み難いという現象があった。
逆に、反応層中の前段に再生触媒層、後段に新触媒層を
配置して重質油の水素化処理をすると脱窒素反応は好適
に進むが脱硫反応、脱金属反応は進み難い。本発明の触
媒配置をとることにより両者の欠点を補って全ての水素
化反応を効率よく進めることができる。

【００２１】水素化処理においてこの効果を十分に期待
するには、再生触媒が多すぎては不都合である。新触媒
を触媒層全体の２０％（触媒の充填状態での体積％を言
う、以下同じ）以上、できれば４０％以上使用すること
が好ましい。逆に再生触媒を５％以上、好ましくは１０
％以上使用していないと触媒の配置による水素化処理の
効果の向上は顕著ではない。

【００２２】また、本発明における重質油とは常圧残
油、減圧残油などの蒸留残渣分を含むものを言い、灯
油、軽油、減圧軽油などの留出油のみからなるものは含
まない。通常、重質油中には硫黄分１重量％以上、窒素
分２００重量ｐｐｍ以上、残炭分５重量％以上、バナジ
ウム５ｐｐｍ以上、アスファルテン分０．５％以上がふ
くまれている。たとえば、前記常圧残油等の他原油、ア
スファルト油、熱分解油、タールサンド油あるいはこれ
らを含む混合油などがあげられる。なお、本発明におけ
る水素化処理プロセスとは固定床反応器を用いるもので
あり、移動床や沸騰床などの反応形式のプロセスは想定
していない。ただし、反応物の流れとしては上昇流でも
下降流でもよい。

【００２３】つぎに、新触媒、再生触媒および再生処理
につき説明する。まず、新触媒とは鉱油、好ましくは重
質油の脱硫、脱メタル、脱窒素、分解などの水素化処理
触媒として製造されたものや、脱硫、脱メタル、脱窒
素、分解などの水素化処理活性を同時に持つものでもよ
い。一般に市販されている水素化脱硫触媒、水素化脱メ
タル触媒などでもよいし、水素化処理機能を持った触媒
を特別に製造したものでもよい。

【００２４】これらは触媒として一度も水素化処理に使
用されていないものはもちろん、一旦水素化処理に使用
されたが装置上のトラブル等のため短期間で使用を中断
し、再度そのまま使用するものも含む。すなわち、一時
的に使用されても特別の賦活処理をしなくとも、当初か
ら想定されている水素化処理活性がまだ十分にある触媒
も含まれる。

【００２５】再生触媒とは、上記新触媒を一旦重質油等
の水素化処理に使用し、そのままでは十分な水素化処理
活性が得られなくなった触媒（使用済み触媒と言う。）
を再生処理により賦活したものである。水素化処理は脱
硫処理が一般的であるが、脱金属、脱窒素、脱芳香族、
分解などの水素化処理でもよい。また、重質油の処理が
一般的だが、重質軽油等の留出油の水素化処理に使用さ
れた使用済み触媒を再生処理したものでもよい。再生触
媒が重質油の水素化処理に利用できればよい。

【００２６】再生処理には溶剤洗浄による油分等の除
去、炭素質や硫黄分、窒素分等の燃焼による除去、塊状
化したり細粒化した触媒の除去による正常な形状の触媒
の選別などがあるが、本発明における再生処理とは、酸
化による炭素質の除去、好ましくは反応器外での酸化に
よる炭素質の除去処理、を含む処理を言う。なお、再生
処理では完全に炭素質を除去する必要はない。

【００２７】特に好ましい再生処理としては、使用済み
触媒をまず溶剤洗浄する。溶剤としてはトルエン、アセ
トン、アルコールや、ナフサ、灯油、軽油などの石油類
が好ましい。その他でも、使用済み触媒上に付着した有
機物を溶かし易い溶剤であれば良い。この洗浄処理は触
媒が水素化処理反応器中にあるうちに軽油を循環させて
洗浄し、その後５０〜２００℃程度の窒素ガス等を流通
させて乾燥させることでも達成できる。あるいは、軽油
を循環させて洗浄した後そのまま抜き出し、発熱や自然
発火を防ぐため軽油で濡れた状態にしておき必要な時に
乾燥してもよい。また、反応器から抜き出した使用済み
触媒から塊状物を粉砕したり、粉化触媒、スケール等を
除去し、これを軽油で洗浄しさらにナフサで洗浄して乾
燥し易くする方法もある。少量の場合は、トルエンで洗
浄する方法が油分を完全に除去するのに適している。

【００２８】洗浄により油分および不純物を除去した触
媒に十分な活性を発揮させるには、さらに酸化処理によ
り炭素質を除去することが必要である。酸化処理は一般
には雰囲気温度および酸素濃度を制御した燃焼処理によ
り行う。雰囲気温度が高すぎたり、酸素濃度が高すぎる
と触媒表面が高温になり、担持金属の結晶形や担持状態
が変化したり、担体の細孔が減少し触媒活性が低下して
しまう。また、雰囲気温度が低すぎたり、酸素濃度が低
すぎると燃焼による炭素質の除去が不十分となり十分な
活性回復が望めない。望ましい雰囲気温度としては２０
０〜８００℃、特に望ましくは３００〜６００℃であ
る。

【００２９】酸素濃度は１〜２１％の範囲で制御するこ
とが望ましいが、燃焼方法、特に燃焼ガスと触媒との接
触状態に対応して制御することが好ましい。雰囲気温
度、酸素濃度、雰囲気ガスの流速などを調整して触媒の
表面温度を制御することにより、触媒上の炭素質を酸化
除去する一方、再生後の触媒の比表面積や細孔容量の低
下を防ぎ、水素化活性金属であるニッケルやモリブデン
などの結晶構造や結晶粒子の担持状態の変化を抑えるこ
とが重要である。

【００３０】燃焼処理した触媒は粉化したもの等を除去
し正常な形状のもののみを再生触媒として使用すること
が望ましい。この操作をしないと初期活性は十分望める
場合もあるが、触媒層で詰まりや偏流を起こしたり反応
器中での流体の圧力損失を大きくし正常な運転が継続で
きなくなることがある。つぎに、再生触媒の組成、物性
について説明する。

【００３１】水素化処理プロセスでの使用による劣化の
指標として、バナジウムと炭素質がある。バナジウムは
通常、触媒成分としては含まれていないが水素化処理さ
れる原料油中に含まれる微量不純物に起因するものであ
り、使用による劣化の指標とすることができる。バナジ
ウム含有量は再生触媒基準で３５％以下、好ましくは２
０％以下、さらに好ましくは３〜１５％以下であること
が望ましい（触媒中の金属分含有量は対象触媒を測定前
に４００℃以上で酸化処理して減量しなくなったものを
基準として、その金属の酸化物としての重量％で表わす
ものとする、以下金属含有量については同じ。）。バナ
ジウム含有量が３５％を超えると再生触媒の活性が低す
ぎて全体としての水素化処理反応が十分進まない。な
お、バナジウム含有量が２％より少ない場合は再生触媒
自身に活性が十分に残っており、触媒の配置による水素
化処理効果の差は小さくなることが多い。よって、バナ
ジウム含有量２〜３５％がよく、望ましくは３〜１５％
以下のときに触媒配置による再生触媒の活性の引出し効
果はより良くなる。

【００３２】なお、バナジウム等の元素分析は、試料を
６５０℃、１時間焼成後、Ｍｏ，Ｐ，Ｖは灰分を酸で溶
解し誘導結合プラズマ発光吸光分析により、Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ａｌは灰分と四ほう酸リチウムの混合物を高周波加
熱でガラスビードとし、蛍光Ｘ線分析法で測定した。炭
素含有量についても、１５％（触媒中の炭素分含有量は
対象触媒を測定前に４００℃以上で酸化処理して減量し
なくなったものを基準として、対象触媒中に含まれてい
る炭素の重量％で表わすものとする、以下同じ）以下好
ましくは１０％以下とすることが望ましい。炭素含有量
は使用済み段階では１０〜７０％程度であることが多い
が、再生処理により炭素分を触媒上から除去しその含有
量を低減できる。炭素分が多すぎるとこれが触媒表面を
覆い触媒活性を低下させるが、再生処理により炭素含有
量を減少させれば活性を回復させることができる。な
お、炭素および硫黄はＣ−Ｓ同時分析計で分析した。

【００３３】再生処理では酸化処理とくに通常の方法と
しては燃焼処理を伴うので、そのときに触媒表面が過熱
して触媒の細孔構造や担持金属の担持状態が変化し、触
媒活性が低下してしまうことがある。これらを評価する
指標として触媒の比表面積と細孔容積がある。触媒の比
表面積や細孔容積は水素化処理反応での使用中にも不純
物の付着や反応中の熱による劣化等により徐々に減少す
るが、再生触媒として使用可能であるためには、再生後
の触媒に使用前の新触媒であった時のおよそ７０％以上
の比表面積および細孔容積が残っていることが好まし
い。これを、再生触媒の物性としてみればそれぞれ比表
面積６０〜２００m²/g、好ましくは１００〜２００m²/
g、細孔容積０．３〜１．０cc/gであることが望まし
い。これらの測定は窒素吸着法で行った。

【００３４】この再生触媒は重質油の水素化処理に使用
する触媒であるので、もともと水素化処理能力のある触
媒である必要がある。そのための基本的な触媒構成とし
て酸化物担体、たとえばアルミナやアルミナ・りん、ア
ルミナ・ほう素担体、アルミナ・けい素担体などに、モ
リブデン、タングステン、コバルトまたはニッケルの酸
化物を担持したものが好適に使用される（担体中のり
ん、ほう素、けい素はその酸化物の意味である。以下同
じ）。この中でも、ニッケル・モリブデン担持／アルミ
ナ担体触媒、ニッケル・モリブデン担持／アルミナ・り
ん担体触媒、コバルト・モリブデン担持／アルミナ・ほ
う素担体触媒やニッケル・モリブデン担持／アルミナ・
けい素担体触媒がとくに好ましい。さらに、重質油処理
であるので担持金属であるコバルトまたはニッケルを
０．１〜１０％、モリブデンを０．２〜２５％含有する
ことが好ましい。りんの含有量については０．１〜１５
％（金属含有量と同じ方法で測定）が好ましい。

【００３５】つぎに、本発明のひとつの態様である重質
油の水素化処理を重質油の水素化脱硫処理を例に具体的
に説明する。本発明の触媒配置または充填方法をとれ
ば、反応条件はとくに制限されるものではないが一般的
な条件で説明する。触媒の配置としては、前記説明した
方法であればどのような配置でもよいが、図４のケース
６の態様をもとに説明すると、全体の触媒層の１０％を
占める脱金属ゾーンには水素化脱金属用の新触媒層を、
脱硫反応ゾーンの前部４０％には水素化脱硫用の新触媒
層を、つぎの２０％に水素化脱硫用の再生触媒層を、最
後の３０％には水素化脱硫用の新触媒層を配置すると好
適である。

【００３６】重質油として前記で説明したようなもので
よいが、常圧残油が好適に使用される。この場合の反応
温度は３００〜４５０℃好ましくは３５０〜４２０℃、
水素分圧７．０〜２５．０Ｐａ好ましくは１０．０〜１
５．０Ｐａ、液空間速度０．０１〜１０ｈ^-1好ましくは
０．１〜５ｈ^-1、水素／原料油比５００〜２５００Nm ³/
kl好ましくは５００〜２０００Nm³/klの範囲の条件が好
適である。なお、上記の触媒配置の場合は再生触媒層で
の液空間速度は１．０ｈ^-1以上が望ましい。

【００３７】生成油の硫黄含有量、窒素含有量、金属分
含有量（ニッケル、バナジウム）の調整は上記の反応条
件のうちから必要な条件たとえば反応温度を適宜選択し
て調整すればよい。以上のようにして本発明の重質油の
水素化処理方法を用いれば、従来使用できないと考えら
れていた使用済み触媒を有効に活用し、残油等の水素化
処理が可能となる。

【００３８】

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によりなんら制限される
ものではない。〔実施例１〕市販のニッケル・モリブデンを担持したア
ルミナ担体触媒（新触媒１と言う）を用いた残油水素化
脱硫装置に８０００時間中東系の常圧残油を通油した。
生成油中の主成分（３４３℃以上の沸点留分）の硫黄分
を一定になるよう反応温度を調整しながら水素化脱硫処
理を続け、使用済み触媒を得た。通油した代表的な常圧
残油の性状を表１に、脱硫装置での反応条件を表２に示
す。

【００３９】この使用済み触媒を反応器から取り出し、
トルエンで十分洗浄した後乾燥させた。（洗浄触媒１と
言う）この洗浄触媒を５００℃で３時間空気気流中で酸
化処理した。（再生触媒１と言う）それぞれの触媒の組
成、物性を表３に示す。小型高圧固定床反応器（容量２
００ｃｃ）の上流側から新触媒１を２５ｃｃ、再生触媒
１を２５ｃｃ、新触媒１を２５ｃｃ、最後部に再生触媒
１を２５ｃｃ、充填した。これを、硫化剤であるＤＭＤ
Ｓを添加し硫黄濃度を２．５％に調整した軽質軽油を、
１３５kg/cm³水素気流中、２５０℃で、２４時間通油し
予備硫化処理をした。その後、前記常圧残油を用いて水
素化反応を行った。反応条件を表６に、生成油の性状を
表７に示す。

【００４０】〔実施例２〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の上流側から新触媒１を４５ｃｃ、再生触
媒１を２５ｃｃ、最後部に新触媒１を３０ｃｃ充填した
以外は〔実施例１〕と同様の操作を行った。得られた生
成油の性状を表７に示す。

【００４１】〔実施例３〕市販のニッケル・モリブデン
を担持したアルミナ・りん担体触媒（新触媒２と言う）
を用いて、〔実施例１〕と同様の操作により洗浄触媒
２、再生触媒２を得た。それぞれの触媒の組成、物性を
表４に示す。小型高圧固定床反応器（容量２００ｃｃ）
の上流側から新触媒２を１０ｃｃ、再生触媒２を２５ｃ
ｃ、新触媒２を３０ｃｃ、再生触媒２を２５ｃｃ、最後
部に新触媒２を１０ｃｃ充填した以外は〔実施例１〕と
同様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００４２】〔実施例４〕〔実施例１〕において、新触
媒１を減圧軽油水素化脱硫装置にて８０００時間中東系
の減圧軽油を通油した。生成油中の主成分（３６０℃以
上の沸点留分）の硫黄分を一定になるよう反応温度を調
整しながら水素化脱硫処理を続け、使用済み触媒を得
た。減圧軽油の性状を表１に、脱硫装置での反応条件を
表２に示す。この使用済み触媒より、〔実施例１〕と同
様の操作により洗浄触媒３、再生触媒３を得た。それぞ
れの触媒の組成、物性を表５に示す。小型高圧固定床反
応器（容量２００ｃｃ）の上流側から新触媒１を３０ｃ
ｃ、再生触媒３を５０ｃｃ、最後部に新触媒１を２０ｃ
ｃ充填した以外は〔実施例１〕と同様の操作を行った。
得られた生成油の性状を表７に示す。

【００４３】〔実施例５〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）に新触媒１を５０ｃｃ、再生触媒１を５０
ｃｃを均一に混合して混合触媒として充填した以外は
〔実施例１〕と同様の操作を行った。得られた生成油の
性状を表７に示す。

【００４４】〔比較例１〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の前段側に新触媒１を５０ｃｃ、後段側に
再生触媒１を５０ｃｃ充填した以外は〔実施例１〕と同
様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００４５】〔比較例２〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の前段側に再生触媒１を５０ｃｃ、後段側
に新触媒１を５０ｃｃ充填した以外は〔実施例１〕と同
様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００４６】〔比較例３〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の前段側に新触媒１を７５ｃｃ、後段側に
再生触媒１を２５ｃｃ充填した以外は〔実施例２〕と同
様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００４７】〔比較例４〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の前段側に再生触媒１を２５ｃｃ、後段側
に新触媒１を７５ｃｃ充填した以外は〔実施例２〕と同
様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００４８】〔比較例５〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の前段側に新触媒２を５０ｃｃ、後段側に
再生触媒２を５０ｃｃ充填した以外は〔実施例３〕と同
様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００４９】〔比較例６〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の前段側に再生触媒２を５０ｃｃ、後段側
に新触媒２を５０ｃｃ充填した以外は〔実施例３〕と同
様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００５０】〔比較例７〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の前段側に新触媒１を５０ｃｃ、後段側に
再生触媒３を５０ｃｃ充填した以外は〔実施例４〕と同
様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００５１】〔比較例８〕小型高圧固定床反応器（容量
２００ｃｃ）の前段側に再生触媒３を５０ｃｃ、後段側
に新触媒１を５０ｃｃ充填した以外は〔実施例４〕と同
様の操作を行った。得られた生成油の性状を表７に示
す。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】

【表４】

【００５６】

【表５】

【００５７】

【表６】

【００５８】

【表７】

【００５９】

【発明の効果】実施例１と比較例１を較べると、比較例
１は実施例１と同じくらいの脱硫、脱金属性能はあるが
脱窒素性能が劣っている。実施例１と比較例２を較べる
と、比較例２は実施例１と同じくらいの脱窒素性能はあ
るが脱硫、脱金属性能が劣っている。同様の効果は、実
施例２と比較例３、４の反応結果、実施例３と比較例
５、６の反応結果、実施例４と比較例７、８の反応結果
からも分かる。さらに、実施例８は請求項３に対応する
発明の態様であるが実施例１と同等の結果がえられてい
る。

【００６０】本発明の触媒の配置方法による重質油の水
素化処理方法においては、重質油を通常の新触媒を使用
した水素化処理方法と同じような条件で良好な水素化処
理反応を行うことができ、使用済み触媒の有効利用方法
として優れた効果を表している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の態様に対応する発明のケ
ース１の概念図である。外形の長方形は反応器（反応
層）を表し、その上下の矢印を伴った線は原料および生
成物の流入、留出を表わす。反応器の中の（ａ），
（ｂ）で特定してある矩形は一つひとつの触媒層を表わ
す（以下の図においても同じ）。

【図２】本発明の請求項１の態様に対応する発明のケ
ース２の概念図である。

【図３】本発明の請求項１の態様に対応する発明のケ
ース３の概念図である。触媒層は６層表示しているが、
（ａ），（ｂ）の触媒層が交互に４層以上複数続いてい
ることを概念的に表している。

【図４】本発明の請求項１の態様に対応する発明のケ
ース４の概念図である。（図３に同じ）

【図５】本発明の請求項１の態様に対応する発明のケ
ース５の概念図である。それぞれの矩形が反応器を表
す。矢印を伴った線は、それぞれの反応器への原料およ
び生成物の流入、留出を表わす。３つの反応器全体を反
応層とする。（以下同じ。）

【図６】本発明の請求項１の態様に対応する発明のケ
ース６の概念図である。

【図７】本発明の請求項３の態様に対応する発明のケ
ース７の概念図である。

【図８】本発明の請求項３の態様に対応する発明のケ
ース８の概念図である。

【図９】本発明の請求項３の態様に対応する発明のケ
ース９の概念図である。

【図１０】本発明の請求項３の態様に対応する発明の
ケース１０の概念図である。

【図１１】本発明の請求項３の態様に対応する発明の
ケース１１の概念図である。

【図１２】本発明の請求項３の態様に対応する発明の
ケース１２の概念図である。

【符号の説明】

（ａ）：新触媒層（ｂ）：再生触媒層（ｃ）：混合触媒層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再生触媒層と新触媒層が交互に配置さ
れ、少なくとも３層からなる反応層を用いて重質油を水
素化処理する方法。
【請求項２】再生触媒層における、水素化処理のため
の原料油の液空間速度（ＬＨＳＶ）が１Ｈ^-1より大きく
なるようにした請求項１記載の重質油を水素化処理する
方法。
【請求項３】再生触媒と新触媒とからなり、少なくと
も両者の混合層を有する反応層を用いて重質油を水素化
処理する方法。
【請求項４】再生触媒の充填量が５〜８０％、新触媒
の充填量が２０〜９５体積％である請求項１〜３のいず
れかに記載の重質油を水素化処理する方法。
【請求項５】再生触媒のバナジウム含有量が３５重量
％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の重質油を
水素化処理する方法。
【請求項６】再生触媒の炭素含有量が１５重量％以下
である請求項１〜５のいずれかに記載の重質油を水素化
処理する方法。
【請求項７】再生触媒の比表面積が６０〜２００m²/g
である請求項１〜６のいずれかに記載の重質油を水素化
処理する方法。
【請求項８】再生触媒の細孔容積が０．３〜１．０cc
/gである請求項１〜７のいずれかに記載の重質油を水素
化処理する方法。
【請求項９】再生触媒が、酸化物担体にモリブデン、
タングステン、コバルトおよびニッケルのうち少なくと
も一種類の金属種を担持した触媒を鉱油の水素化処理に
使用した後、再生処理したものである請求項１〜８のい
ずれかに記載の重質油を水素化処理する方法。
【請求項１０】酸化物担体がアルミナで担持金属種が
ニッケルおよびモリブデンである請求項９記載の重質油
を水素化処理する方法。
【請求項１１】酸化物担体が、リン、ほう素、けい素
の酸化物のうちの少なくとも一種類を含むアルミナで、
担持金属種がニッケルまたはコバルト、およびモリブデ
ンである請求項９記載の重質油を水素化処理する方法。
【請求項１２】担持金属種であるニッケルまたはコバ
ルトの含有量が０．１〜１０重量％、およびモリブデン
の含有量が０．１〜２５重量％の範囲にある、請求項９
〜１１のいずれかに記載の重質油を水素化処理する方
法。