JP2001064655A - 炭化水素油の水素化処理方法 - Google Patents

炭化水素油の水素化処理方法

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JP2001064655A
JP2001064655A JP23920799A JP23920799A JP2001064655A JP 2001064655 A JP2001064655 A JP 2001064655A JP 23920799 A JP23920799 A JP 23920799A JP 23920799 A JP23920799 A JP 23920799A JP 2001064655 A JP2001064655 A JP 2001064655A
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oil
hydrotreating
catalyst
gas oil
reaction temperature
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Yasuyuki Suzuki
康之 鈴木
Akira Iino
明 飯野
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 今後要求されるであろう軽油の品質であ
る硫黄分200重量ppm以下、さらには100重量p
pm以下の低レベルの硫黄分濃度を達成することを目指
した、触媒の劣化が抑制され、長期安定運転が可能な炭
化水素油の水素化処理方法を提供する。 【解決手段】 以下のA工程及びB工程を同一反応器で
交互に行う炭化水素油の水素化処理方法であって、A工
程において一定転化率条件換算で反応温度が所定の温度
差だけ上昇した時点でB工程に切り替えることにより触
媒劣化を抑制する炭化水素油の水素化処理方法。 A工程:特定の原料軽油を、水素化処理触媒の存在下、
水素化処理する工程 B工程:A工程における原料軽油より軽質な炭化水素油
(以下、軽質油という。)を、上記と同じ水素化処理触
媒の存在下、水素化処理する工程

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は炭化水素油の水素化
処理方法に関し、さらに詳しくは、触媒の劣化が抑制さ
れ、長期安定運転が可能な炭化水素油の水素化処理方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】現在は、環境規制に対応するために軽油
の硫黄分を500重量ppm以下を目標として製造して
いる。しかし、最近の厳しい環境規制に対応するために
ジーゼルエンジン用の軽油の硫黄分を200重量ppm
以下、できれば100重量ppm以下とすること等が検
討されている。そのため、直留軽油はもとより、重質軽
油、また比較的穏和な条件で精製されていた減圧軽油や
分解軽油についても、将来の環境規制に対応するための
硫黄分、芳香族分の高度な精製技術が要求されている。
さらに窒素規制、パティキュレート規制問題等が重要視
されておりその解決が急がれている。従来から、軽油留
分を深度に水素化脱硫して低硫黄軽油を得るには、単に
反応温度を上げる方法が知られている。しかしながら、
反応温度を上げ過ぎると、触媒の急速な劣化が起こり触
媒寿命の短縮を招くこととなる。そのため、硫黄分10
0重量ppm以下といった低硫黄軽油を効率よく生産す
るには限界があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な観点からなされたもので、今後要求されるであろう軽
油の品質である硫黄分200重量ppm以下、さらには
100重量ppm以下の低レベルの硫黄分濃度を達成す
ることを目指した、触媒の劣化が抑制され、長期安定運
転が可能な炭化水素油の水素化処理方法を提供すること
を目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
重ねた結果、特定の原料軽油と軽質油を、同一の反応器
で、交互に通油して水素化処理することにより、上記本
発明の目的を効果的に達成しうることを見出し本発明を
完成させたものである。すなわち、本発明の要旨は下記
のとおりである。 1.以下のA工程及びB工程を同一反応器で交互に行う
炭化水素油の水素化処理方法であって、A工程において
一定転化率条件換算で反応温度が所定の温度差だけ上昇
した時点でB工程に切り替えることにより触媒劣化を抑
制することを特徴とする炭化水素油の水素化処理方法。 A工程:硫黄分0.5〜2.5重量%、沸点範囲150
〜400℃を有する原料軽油を、水素化処理触媒の存在
下、水素化処理する工程 B工程:A工程における原料軽油より軽質な炭化水素油
(以下、軽質油という。)を、上記と同じ水素化処理触
媒の存在下、水素化処理する工程 2.A工程における生成脱硫軽油の硫黄分が100重量
ppm以下である上記1記載の炭化水素油の水素化処理
方法。 3.B工程における軽質油が、沸点範囲100〜300
℃、全芳香族分5〜70容量%、三環芳香族分1容量%
以下を有し、かつオレフィン分を含まないものである上
記1又は2に記載の炭化水素油の水素化処理方法。 4.A工程において、一定転化率条件換算で反応温度が
0.5〜2℃上昇した時点でB工程に切り替えるもので
ある上記1〜3のいずれかに記載の炭化水素油の水素化
処理方法。 5.A工程における原料軽油とB工程における軽質油を
10:2〜10:4の容量比で切り替えるものである上
記1〜4のいずれかに記載の炭化水素油の水素化処理方
法。 6.A工程における反応温度よりも低い反応温度で、B
工程の水素化処理を行うものである上記1〜5のいずれ
かに記載の炭化水素油の水素化処理方法。
【0005】
【発明の実施の形態】以下に、本発明について詳細に説
明する。本発明のA工程で使用される原料軽油は、硫黄
分0.5〜2.5重量%、沸点範囲150〜400℃の
石油蒸留留出油留分である。また、全芳香族分は10〜
50容量%、多環芳香族分5〜20容量%有しているも
のが好適である。具体的には、原油の常圧あるいは減圧
蒸留により得られる留出油(LGO,VGO)、流動接
触分解(FCC)油の蒸留により得られる留出油(LC
O)、脱硫,熱分解、水素化分解等より得られる留出油
(VHLGO,DSGO,CGO)及びこれらの混合油
を挙げることができる。
【0006】次に、B工程で使用される軽質油として
は、上記の原料油軽油より軽質であれば特に限定されな
いが、硫黄分0.1〜1重量%、全芳香族分5〜70容
量%、三環芳香族分1.0容量%以下、沸点範囲100
〜300℃を有する石油蒸留留出油が好ましい。具体的
には、原油の常圧あるいは減圧蒸留により得られる留出
油(KERO,VKERO)、脱硫反応等より得られる
留出油(VHKERO,DSKERO)及びこれらの混
合油を挙げることができる。また、溶解性のある留分
が、触媒上に付着しているソフトコークを洗浄するため
好ましい。したがって、軽質で、芳香族性のあるものが
好ましいが、軽すぎると、軽油との切り替え時の運転調
整、変動が激しすぎるので好ましくない。なお、オレフ
ィン分を含む留分、あるいは三環以上の芳香族分を多く
含む留分は、水素化処理することにより、そのものがガ
ム質、コーク化するため好ましくない。
【0007】本発明のA工程及びB工程で行う水素化処
理の反応器は固定床が好ましく、水素化処理触媒として
は、アルミナ,シリカ,チタニア,ボリア,ジルコニ
ア,シリカ−アルミナ,アルミナ−ボリア,アルミナ−
ジルコニア等の多孔性無機酸化物担体に活性金属を担持
したものが使用される。その担体にゼオライトが含まれ
ていてもよい。その活性金属としては、周期律表第6
族,第8〜10族の金属から選ばれ、具体的には、コバ
ルト,モリブデン,ニッケル,タングステン,クロム等
を挙げることができる。好ましくは、コバルト−モリブ
デン/アルミナが使用される。
【0008】本発明における水素化処理条件について
は、A工程においては、特に限定されないが、通常反応
温度は300〜400℃、好ましくは320〜360℃
である。300℃未満であると、触媒活性が低下しすぎ
る場合があり、400℃を超えると、製品油の着色や、
触媒寿命の低下等の問題が発生する場合がある。通常反
応圧力(水素分圧)は3〜10MPa、好ましくは4〜
8MPaである。3MPa未満であると、脱硫活性が低
下しすぎる場合があり、10MPaを超えると、それだ
けの高圧に耐える高コストの設備を要し、不経済となる
場合がある。通常全液空間速度(LHSV)は0.3〜
3.0hr-1、好ましくは0.4〜2.0hr-1であ
る。3.0hr-1を超えると、触媒と原料油との接触時
間が短くなりすぎて触媒活性が十分に発揮されない場合
があり、0.3hr-1未満であっても、この接触効果が
飽和するのみならず、処理効率が低下してしまう場合が
ある。
【0009】通常水素/オイル比は100〜1,500
Nm3 /kl、好ましくは200〜1,000Nm3
klである。B工程においては、特に限定されないが、
通常反応温度は150〜350℃、好ましくは200〜
320℃である。150℃未満であると、触媒活性が低
下しすぎる場合があり、350℃を超えると、製品油の
着色や、触媒寿命の低下等の問題が発生する場合があ
る。
【0010】通常反応圧力(水素分圧)は3〜10MP
a、好ましくは4〜8MPaである。3MPa未満であ
ると、脱硫活性が低下しすぎる場合があり、10MPa
を超えると、それだけの高圧に耐える高コストの設備を
要し、不経済となる場合がある。通常全液空間速度(L
HSV)は0.5〜10.0hr-1、好ましくは1.0
〜4.0hr-1である。10.0hr-1を超えると、触
媒と原料油との接触時間が短くなりすぎて触媒活性が十
分に発揮されない場合があり、0.5hr-1未満であっ
ても、この接触効果が飽和するのみならず、処理効率が
低下してしまう場合がある。
【0011】通常水素/オイル比は100〜1,500
Nm3 /kl、好ましくは200〜1,000Nm3
klである。なお、A工程からB工程に切り替える時、
A工程の場合より高い反応温度でB工程の水素化処理を
行うと、触媒上のソフトコークがハードコーク化する恐
れがあるので、A工程の場合より低い温度でB工程の水
素化処理を行うことが望ましい。
【0012】本発明においては、まずA工程の水素化処
理を行い、B工程に切り替えるが、その切り替え時期
は、軽油通油時の一定転化率(例えば、脱硫率など)条
件換算での反応温度(標準化温度)の上昇度(例えば、
目標とする脱硫率を維持するために必要な反応温度の上
昇)が0.5〜2℃になる時が好ましい。より好ましく
は、0.5〜1℃である。切り替え時期が遅れると、触
媒に付着したソフトコークが完全にハードコーク化し、
B工程に切り替えても、すなわち軽質油を通油しても触
媒の性能が回復する効果が小さくなる。逆に、早すぎる
と、不経済である。次いで、B工程の水素化処理を行っ
た後、すなわち軽質油を脱硫率約94〜98%を目安に
して通油後、再びA工程に切り換える。その場合、A工
程の原料軽油と軽質油との容量比は、通常10:1〜1
0:100、好ましくは10:2〜10:10、より好
ましくは10:2〜10:4である。
【0013】
【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〕下記の原料軽油、軽質油(灯油)を使用
し、下記の反応条件で交互にA工程及びB工程の水素化
処理を行った。結果を第1表に示す。 (1)原料油A工程(軽油 ) 常圧蒸留軽油(LGO),沸点範囲180〜380℃,
硫黄分1.5重量%,全芳香族分30.0容量%,多環
芳香族分15.0容量%B工程(灯油 ) 常圧蒸留装置留出油(KERO),沸点範囲150〜2
70℃,硫黄分0.3重量%,全芳香族分19.5容量
%,三環芳香族分なし,オレフィン分なし (2)触媒 CoMo/アルミナ Co:触媒基準、元素換算で2.8重量% Mo:触媒基準、元素換算で15.8重量%
【0014】(3)反応条件A工程 圧力(水素分圧):4.5MPa,全水素/オイル比:
250Nm3 /klLHSV:1.5hr-1,初期反応
温度:約350℃(製品の軽油の硫黄分が0.005重
量%になるように、触媒活性低下に合わせ反応温度を調
整する)B工程 圧力(水素分圧):4.5MPa,全水素/オイル比:
250Nm3 /klLHSV:2.5hr-1,反応温
度:280℃ (4)交互切り替え条件 A工程からB工程への切り替え:製品の軽油の硫黄分が
0.005重量%になるように温度を上昇させ、その温
度が1℃上昇毎B工程からA工程への切り替え:通油量
比(容量比)軽油:灯油=10:2.5 (5)運転時間 4ケ月でA工程からB工程に切り替えながら、すなわち
軽油を灯油に切り替えながら10回通油した。 〔比較例1〕実施例1と同じ原料軽油を使用し、実施例
1と同じ反応条件で水素化処理し、実施例と同じ最終反
応温度になるまで通油した。結果を第1表に示す。
【0015】
【表1】
【0016】第1表より、触媒の劣化速度が2.5℃/
月と比較例の4℃/月に比べて大きく改善されているこ
とがわかる。途中、灯油を通油しているため、その間本
来の軽油処理でなくなり生産性の効率低下が生じるが、
触媒劣化の改善の効果が大きく通油期間が延び、脱硫軽
油の生産量は灯油を通油した方が多くなる。また、脱硫
軽油だけなく脱硫灯油を同時に生産できる。
【0017】
【発明の効果】本発明の方法によれば、触媒の劣化が抑
制され、長期安定運転が可能な炭化水素油の水素化処理
方法を提供することができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下のA工程及びB工程を同一反応器で
    交互に行う炭化水素油の水素化処理方法であって、A工
    程において一定転化率条件換算で反応温度が所定の温度
    差だけ上昇した時点でB工程に切り替えることにより触
    媒劣化を抑制することを特徴とする炭化水素油の水素化
    処理方法。 A工程:硫黄分0.5〜2.5重量%、沸点範囲150
    〜400℃を有する原料軽油を、水素化処理触媒の存在
    下、水素化処理する工程 B工程:A工程における原料軽油より軽質な炭化水素油
    (以下、軽質油という。)を、上記と同じ水素化処理触
    媒の存在下、水素化処理する工程
  2. 【請求項2】 A工程における生成脱硫軽油の硫黄分が
    100重量ppm以下である請求項1記載の炭化水素油
    の水素化処理方法。
  3. 【請求項3】 B工程における軽質油が、沸点範囲10
    0〜300℃、全芳香族分5〜70容量%、三環芳香族
    分1容量%以下を有し、かつオレフィン分を含まないも
    のである請求項1又は2に記載の炭化水素油の水素化処
    理方法。
  4. 【請求項4】 A工程において、一定転化率条件換算で
    反応温度が0.5〜2℃上昇した時点でB工程に切り替
    えるものである請求項1〜3のいずれかに記載の炭化水
    素油の水素化処理方法。
  5. 【請求項5】 A工程における原料軽油とB工程におけ
    る軽質油を10:2〜10:4の容量比で切り替えるも
    のである請求項1〜4のいずれかに記載の炭化水素油の
    水素化処理方法。
  6. 【請求項6】 A工程における反応温度よりも低い反応
    温度で、B工程の水素化処理を行うものである請求項1
    〜5のいずれかに記載の炭化水素油の水素化処理方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7304240B2 (ja) 2019-08-30 2023-07-06 コスモ石油株式会社 複数の原料油の処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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