JP2000219885A - 軽油の脱色方法 - Google Patents

軽油の脱色方法

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JP2000219885A
JP2000219885A JP7309199A JP7309199A JP2000219885A JP 2000219885 A JP2000219885 A JP 2000219885A JP 7309199 A JP7309199 A JP 7309199A JP 7309199 A JP7309199 A JP 7309199A JP 2000219885 A JP2000219885 A JP 2000219885A
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JP
Japan
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alumina
gas oil
adsorbent
oil
mass
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JP7309199A
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English (en)
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Takashi Fujikawa
貴志 藤川
Hideki Kanbe
英樹 神戸
Hiroshi Mizuguchi
博史 水口
Katsumi Oki
勝美 大木
Kazuo Idei
一夫 出井
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Cosmo Oil Co Ltd
Cosmo Research Institute
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Cosmo Oil Co Ltd
Cosmo Research Institute
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽油留分を超深度脱硫することにより生じる
着色物質を、除去する方法を提供する。 【解決手段】 水添脱硫により硫黄分を0.05質量%
以下にすることにより着色した軽油分を、平均細孔径が
30〜200Åであるアルミナ又はアルミナ含有無機酸
化物と接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽油の脱色方法に
関し、より詳細には、軽油留分を脱硫することにより生
じる着色物質を除去する方法に関する。
【0002】
【技術背景】原油の蒸留や分解によって得られる各油留
分は一般に硫黄化合物を含み、これらの油を燃料として
使用する場合には、この硫黄化合物に起因する硫黄酸化
物等が大気中に放出される。その燃料面からの対策とし
て軽油中の硫黄分の低減が要望されており、実際に、デ
ィ−ゼル車排ガス中のNOxと粒子状物質の排出規制に
対応して、日本では、1997年10月から軽油中の硫
黄分の規制値が0.05質量%に改定され、ヨーロッパ
では、軽油中の硫黄分を2000年までに350質量p
pm(0.035質量%)、2005年までに50質量
ppm(0.005質量%)とすることが決定してい
る。
【0003】このような状況下で、軽油中の硫黄分を大
幅に除去する脱硫技術の開発が重要視されつつある。工
業的には、軽油中の硫黄分を0.05質量%以下とする
ためには、例えば触媒としてアルミナ担体上にコバル
ト、ニッケル、モリブデンあるいはタングステンを組み
合わせて担持した水素化精製触媒を用い、反応温度34
2℃、液空間速度1.5hr−1、反応圧力4.9MP
aの条件で脱硫する。更に軽油中の硫黄分を350質量
ppm以下、50質量ppm以下にするためには、例え
ば、液空間速度と反応圧力を一定とする場合は、反応温
度をそれぞれ347℃程度、371℃程度まで上げる必
要がある。
【0004】このように、軽油中の硫黄分の低減化技術
としては、水素化脱硫の運転条件、例えば、液空間速
度、反応温度等を過酷にする方法がとられる。しかし、
液空間速度を下げると、脱硫能力は向上するものの、精
製処理能力が低下するため、設備の規模を大幅に拡張す
る必要が生じる。一方、反応温度を上げると、設備投資
をせずに軽油の超深度脱硫を行うことが可能となるが、
軽油が着色し、黄緑色の蛍光色を帯びるという問題が生
じる。日本の市場では、製品軽油の色相に対して厳しい
要求があるため(高塚透、和田幸隆、触媒vol.3
3、p306(1991))、この着色の問題を解決す
ることが急務とされている。
【0005】
【発明の目的】本発明は、以上の諸点を考慮し、脱硫軽
油中の着色物質を高効率に除去する方法を提供すること
を目的とする。
【0006】
【発明の概要】本発明者らは、上記目的を達成するため
に検討を重ねる途上で、上記軽油中の着色物質は活性炭
で吸着させることにより除去することができる(特開平
6−136370号公報)ことに着目し、この着色物質
に対して更に優れた吸着特性を有する吸着物質(以下、
吸着剤と記すこともある)を見出すために、吸着剤の種
類、化学組成、及びその物性について研究を進め、着色
物質の除去が容易にかつ良好に達成できる高性能吸着剤
の開発を試みた。この結果、特定の物性を有するアルミ
ナ及びアルミナを含む複合酸化物が、高性能な着色物質
の吸着除去物質であるとの知見を得た。
【0007】本発明は、上記の知見に基づくものであっ
て、水添脱硫により硫黄分を0.05質量%以下にする
ことにより着色した軽油分を、平均細孔径が30〜20
0Åであるアルミナ又はアルミナ含有無機酸化物と接触
させることを特徴とする軽油の脱色方法を要旨とする。
【0008】本発明の対象油(原料油)は、硫黄分が
0.05質量%以下の軽油であって、例えば、直留軽
油、接触分解軽油、熱分解軽油、減圧蒸留軽油(VG
O)等を深度脱硫した軽油留分が適している。これら原
料油の硫黄分以外の代表的な性状例としては、沸点範囲
が150〜450℃が挙げられる。
【0009】本発明における吸着物質は、平均細孔径が
30〜200Åのアルミナ又はアルミナ含有無機酸化物
である。このアルミナとしては、α−アルミナ、β−ア
ルミナ、γ−アルミナ、δ−アルミナ等の種々のアルミ
ナが挙げられるが、多孔質で高比表面積であるアルミナ
が好ましく、中でもγ−アルミナが適している。アルミ
ナ中の不純物としては、SO 2−、Cl、Fe
、NaO等が挙げられるが、これらの不純物は
できるだけ少ないことが望ましく、不純物全量で2質量
%以下、好ましくは1質量%以下であり、成分毎ではS
2−<1.5質量%、Cl,Fe,Na
<0.1質量%であることが望ましい。
【0010】また、無機酸化物としては、例えば、シリ
カ、ボリア、チタニア、ジルコニア、マグネシア、ハフ
ニア、セリア、イットリア、ニオビア、クロミア、トリ
ア等の非結晶性酸化物、ゼオライト、モレキュラシーブ
等の結晶性酸化物、モンモリロナイト、カオリン、ベン
トナイト、サポナイト等の粘土鉱物等が挙げられる。
【0011】アルミナ含有無機酸化物のアルミナ含有量
は、5〜98質量%とすることが望ましい。アルミナが
5質量%未満であると、着色物質の吸着点と想定される
酸点の数が極端に減少するため、着色物質の除去が困難
となる。
【0012】本発明における吸着剤は、水銀圧入法で測
定した平均細孔径が、下限値30〜50Å、上限値15
0〜200Åのもの、すなわち30〜200Åの範囲内
のものに制限され、好ましくは30〜150Åあるいは
30〜120Å、より好ましくは30〜100Å、さら
に好ましくは50〜100Åの範囲内のものが挙げられ
る。平均細孔直径が30Å未満では、着色物質の吸着剤
細孔内への拡散が不十分となり、脱色性能が低下し、2
00Åより大きいと、比表面積が小さくなりすぎ、着色
物質の吸着点が減少するため、やはり脱色性能が低下す
る。
【0013】また、本発明における吸着剤は、着色物質
の除去性能をより一層高めるために、上記の平均細孔径
と共に、窒素吸着によるBET法により測定した比表面
積が、下限値50〜150m/g、上限値500〜1
000m/g、すなわち50〜1000m/gの範
囲内、好ましくは50〜500m/gあるいは150
〜1000m/g、より好ましくは150〜500m
/gで、水銀圧入法により測定した細孔容積が、下限
値0.2〜0.35ml/g、上限値0.8〜1.5m
l/g、すなわち0.2〜1.5ml/gの範囲内、好
ましくは0.2〜0.8ml/gあるいは0.35〜
1.5ml/g、より好ましくは0.35〜0.8ml
/gのものが望ましい。比表面積が50m/g未満で
は、着色物質の吸着点が減少するため、脱色性能が低下
し、1000m/gより大きいと、吸着剤の細孔直径
も小さくなり、平均細孔径が30Å未満となって、着色
物質の吸着剤細孔内への拡散が不十分となり、脱色性能
が低下する。細孔容積が0.2ml/g未満では、着色
物質の吸着剤細孔内での拡散が不十分となって脱色性能
が低下し、1.5ml/gより大きいと、比表面積が極
端に小さくなって、着色物質の吸着点が減少するため、
脱色性能が低下する。
【0014】本発明において、吸着剤の形状は、特に限
定されず、種々の形状、例えば、円柱状、四葉型、球
状、粉末状等を採用することができるが、粉末状である
と圧力損失が起こり得るため、成型物を用いることが好
ましい。
【0015】本発明の脱色処理方法は、着色物質を含む
軽油留分を、以上の吸着剤と接触させて、軽油留分中の
着色物質量を減少する方法であるが、このときの条件と
しては、0〜400℃、液空間速度0〜20hr−1
好ましくは0〜10hr−1あるいは0.1〜20hr
−1、より好ましくは0.1〜10hr−1、水素圧力
0.1〜4.9MPaとすることが望ましいが、コスト
的には常温、常圧とすることが有利である。
【0016】本発明の脱色処理方法を商業的規模で行う
には、吸着剤の固定床、移動床、あるいは流動床式の吸
着剤層を処理装置内に形成し、この装置内に原料油を導
入し、上記の条件で処理する方法、あるいは吸着剤を軽
油貯蔵タンクに投入し、タンク内で処理する方法等が挙
げられる。一般には、固定床式吸着剤層を処理装置内に
形成し、原料油をこの装置の上部から導入して、固定床
の上から下に通過させ、この装置の下部から生成油を流
出させるものか、反対に原料油を処理装置の下部から導
入し、固定床の下から上に通過させ、この装置の上部か
ら生成油を流出させるものである。吸着剤を軽油貯蔵タ
ンクに投入して処理する方法では、現有設備をそのまま
使用することができ、設備投資を行う必要がないので、
コスト的に有利である。
【0017】本発明の脱色処理方法は、本発明の吸着剤
による吸着剤層を、単独の処理装置に、上記のように形
成して行う一段の脱色処理方法であってもよいし、幾つ
かの処理装置に形成して行う多段連続脱色処理方法であ
ってもよい。
【0018】なお、本発明の吸着剤は、そのまま使用し
てもよいが、本発明の脱色処理方法を行うのに先立っ
て、装置充填(吸着剤層形成あるいは投入)直前、ある
いは充填後、乾燥処理して十分に吸着水分を除去する前
処理を行うことが望ましい。この前処理は、常圧の空気
雰囲気下で、50〜600℃、好ましくは100〜50
0℃に加熱して行うことが適している。
【0019】
【実施例】〔使用吸着剤〕次の6種類の吸着剤を使用し
た。 吸着剤A:アルミナ 平均細孔直径69Å、細孔容積0.70ml/g、比表
面積334m/gのアルミナ(γ−Al、直径
1/16インチの柱状成形物、酸量0.52mmol/
g、不純物:NaO0.08質量%、SO 2−0.
53質量%、SiO0.04質量%) 吸着剤a:モレキュラーシーブ5A 吸着剤B:アルミナ 平均細孔直径49Å、細孔容積0.62ml/g、比表
面積430m/gのアルミナ(γ−Al、直径
1/16インチの柱状成形物、酸量0.61mmol/
g、不純物:NaO0.11質量%、SO 2−0.
13質量%、SiO0.04質量%) 吸着剤b:アルミナ 平均細孔直径205Å、細孔容積0.62ml/g、比
表面積114m/gのアルミナ(γ−Al、直
径1/16インチの柱状成形物、酸量0.52mmol
/g、不純物:NaO0.12質量%、SO
2−0.41質量%、SiO0.05質量%) 吸着剤C:アルミナ 平均細孔直径107Å、細孔容積0.67ml/g、比
表面積174m/gのアルミナ(γ−Al、直
径1/16インチの柱状成形物、酸量0.30mmol
/g、不純物:NaO0.13質量%、SO
2−0.21質量%、SiO0.12質量%) 吸着剤D:ボリア−アルミナ 平均細孔直径159Å、細孔容積0.70ml/g、比
表面積113m/gのボリア−アルミナ(B
《9質量%》−γ−Al《91質量%》、直径
1/16インチの柱状成形物、酸量0.24mmol/
g、不純物:NaO0.11質量%、SO 2−0.
15質量%、SiO0.08質量%)
【0020】〔吸着剤の物理性状の分析要領〕上記各吸
着剤の平均細孔直径、細孔容積、細孔分布、及び比表面
積は、次のようにして測定した。 a)平均細孔直径、細孔容積、細孔分布 水銀圧入法により測定した。水銀圧入装置は、ポロシメ
ーター(MICROMERITICS AUTO−PO
RE 9200:島津製作所製)を使用した。 b)比表面積 窒素吸着によるBET法により測定した。窒素吸着装置
は、日本ベル(株)製の表面積測定装置(ベルソープ2
8)を使用した。
【0021】〔脱硫処理直留軽油の脱色処理:流通式で
の検討〕 実施例1〜2、比較例1〜2 吸着剤A、aを用い、以下の要領にて、下記性状の直留
軽油の脱色処理を行った。先ず、吸着剤を常圧流通式反
応装置に充填して固定床式吸着剤層を形成し、下記の条
件で前処理した。次に、下記性状の原料油を、この反応
装置の上部より導入して、下記の条件で脱色処理を進行
させ、生成油を、反応装置の下部より流出させた。
【0022】吸着剤の前処理条件: 圧力 ;常圧 雰囲気;空気 温度 ;120℃にて2時間保持
【0023】脱色処理条件: 温度 ;常温(16〜24℃) 圧力(水素分圧) ;0.1MPa 液空間速度(SV);1.5又は5.0hr−1
【0024】 原料油の性状: 油種 ;脱硫処理直留軽油 比重(15/4℃);0.8384 蒸留性状 ;初留点が182.5℃、50%点が308.5℃、 90%点が368.0℃、終点が385.5℃ 硫黄成分 ;49質量ppm 窒素成分 ;10質量ppm以下 動粘度(@30℃);5.257cSt 流動点 ;2.5℃ くもり点 ;8.0℃ セタン指数 ;63.1 セイボルトカラー ;−10
【0025】以上の条件で脱色処理を行い、4時間経過
した時点で生成油を採取し、その色相(セイボルトカラ
ー)を分析した。この結果は表1に示す通りであった。
【0026】
【表1】
【0027】〔脱硫処理直留軽油の脱色処理:バッチ式
での検討〕 実施例3〜6、比較例3〜4 吸着剤A〜D、a〜bを用い、以下の要領にて、下記性
状の直留軽油の脱色処理を行った。先ず、吸着剤50g
を常圧バッチ式反応装置に充填し、実施例1、2、比較
例1、2と同じ条件で前処理した。次に、実施例1、
2、比較例1、2と同じ原料油100mlを同装置に投
入し、液空間速度を除いて(本例では、液空間速度の概
念はない)実施例1、2、比較例1、2と同じ条件で脱
色処理を進行させた。
【0028】以上の条件で脱色処理を行い、15時間経
過した時点で生成油を採取し、その色相(セイボルトカ
ラー)を分析した。この結果は表2に示す通りであっ
た。
【0029】
【表2】
【0030】表1、2から判るように、本発明の吸着剤
を用いれば蛍光色を有する超深度脱硫処理軽油を、セイ
ボルトカラー0以上の色相の良好な軽油に、容易に転化
することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、硫黄含有量が少なく色
相の良好な軽油を、従来の装置を大幅に改良することな
く、低コストで供給することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神戸 英樹 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内 (72)発明者 水口 博史 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内 (72)発明者 大木 勝美 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内 (72)発明者 出井 一夫 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水添脱硫により硫黄分を0.05質量%
    以下にすることにより着色した軽油分を、平均細孔径が
    30〜200Åであるアルミナ又はアルミナ含有無機酸
    化物と接触させることを特徴とする軽油の脱色方法。
JP7309199A 1998-11-27 1999-03-18 軽油の脱色方法 Pending JP2000219885A (ja)

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JP10-337912 1998-11-27
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006504996A (ja) * 2002-10-29 2006-02-09 トッパン、フォウタマスクス、インク フォトマスク・アセンブリ、およびリソグラフィ工程中に生成される汚染物からそれを保護する方法
JP2009057404A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Japan Energy Corp 無着色低硫黄灯軽油基材の製造装置及び製造方法

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