JP2002530471A - 接触脱蝋方法 - Google Patents

接触脱蝋方法

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JP2002530471A JP2000582499A JP2000582499A JP2002530471A JP 2002530471 A JP2002530471 A JP 2002530471A JP 2000582499 A JP2000582499 A JP 2000582499A JP 2000582499 A JP2000582499 A JP 2000582499A JP 2002530471 A JP2002530471 A JP 2002530471A
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ジャン−ポール・ダーナンヴィル
ローレント・ゲオルグス・フーヴ
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/58Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins
    • C10G45/60Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used
    • C10G45/64Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves

Abstract

(57)【要約】 蝋状分子及び500ppmw以上の硫黄又は硫黄含有化合物を含む炭化水素油供給物の接触脱蝋方法であり、接触脱蝋条件下で、油供給物を、VIII族金属水素化成分、脱アルミ化アルミノシリケートゼオライト微結晶及び低酸性度の耐火性酸化物バインダー物質でありアルミナを含まないことが必須である該物質を含む触媒組成物と接触させることによる該方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、蝋状分子及び500ppmw以上の硫黄又は硫黄含有化合物を含む
炭化水素油供給物の、少なくともバインダー、アルミノシリケートゼオラト微結
晶及びVIII族金属を含む触媒組成物を使用した接触脱蝋方法に関する。本発
明は、特に低流動点潤滑基油原料又は低い流動点及び曇り点の両方を有する中間
留出物の製造方法に注目する。
【0002】 多量の硫黄の存在下での炭化水素油供給物の接触脱蝋方法において、アルミノ
シリケートゼオラト微結晶を含む触媒が失活することは公知である。例えばUS
−A−5723716において、天然石油源から得られた蝋状供給物には、蝋の
水素化異性化触媒を失活させることが知られる多量の硫黄及び窒素化合物が含ま
れることが述べられている。この特許公報において述べられる具体的な触媒は、
TON位相を有するゼオライト上のパラジウムを含む。この特許明細書によると
、この失活は、10ppm以下の硫黄及び2ppm以下の窒素を含む供給物を使
用することにより防ぐことができる。
【0003】 WO−A−9801515によれば、51.6のシリカ対アルミナモル比を有
する表面脱アルミ化ZSM−5及びシリカバインダー(70%wの表面脱アルミ
化ZSM−5及び30%wのシリカバインダー)からなる担体上に支持された0
.8重量%の白金を含む脱蝋触媒を使用して、45ppmwの硫黄含有率と1p
pmwの窒素含有率を有する油供給物の脱蝋が記載されている。この特許公報に
よれば、脱蝋供給原料中には、これらの低い濃度の硫黄及び窒素が必要である、
なぜなら硫黄及び窒素は、脱蝋触媒をベースとする貴金属を害する事が知られて
いるからである。この特許公報によれば、油供給物中の硫黄及び窒素濃度は、は
じめに供給物の水素化分解(水素化処理とも呼ばれる)、そして続けて水素化分
解器液体流出物から硫黄及び窒素リッチのガス状フラクションを分離することに
より、減じられる。
【0004】 US−A−4797266は、これらの例において、29ppmwの窒素化合
物及び2800ppmwの硫黄化合物を含む炭化水素油供給物を、結合したZS
M−5/フェリエライト(ferrierite)/パラジウム含有触媒を使用
することにより、接触脱蝋する方法を記載する。一定の流動点減少を維持するた
めには、触媒活性の下降のため、反応温度を1日に1.9F°上昇させなければ
ならない。この公報によれば、該温度上昇は、ZSM−5/パラジウム触媒が使
用される場合において、1日に6.3F°である。
【0005】 WO−A−9641849はパラジウム及び/又は白金、中程度の細孔径(0
.35〜0.80nmの範囲の径)を有するアルミノシリケートゼオライト微結
晶並びにアルミナを含まないことが必須である低酸性度の耐火性酸化物バインダ
ー物質を含む脱蝋触媒組成物を記載し、ここでアルミノシリケートゼオライト微
結晶の表面は、アルミノシリケートゼオライト微結晶を表面脱アルミ化処理する
ことにより改変される。この公報中には、供給物を高濃度の硫黄及び窒素ととも
に使用する場合に、このような触媒が安定であることについての示唆はない。
【0006】 EP−A−180354は、ニッケル、モリブデン及びゼオライトベータ並び
にアルミナバインダーからなる触媒組成物を使用することにより、同時に起こる
減圧ガス油の接触脱蝋、脱窒素及び脱硫黄を記載する。同時に起こる脱蝋及び水
素処理の不利益は、両方の操作モード間の融通性の欠如である。例えば、低温で
の良好な流動特性を得るために、夏では水素化処理活性のみが所望であるが、冬
ではさらなる脱蝋が必要である。 本発明の課題は、高い濃度の硫黄化合物を含む炭化水素油供給物が使用される
場合に、触媒活性の下降が、US−A−4797266の方法におけるものより
も厳しくない脱蝋方法である。
【0007】 本発明は以下の方法により達成される。蝋状分子及び500ppmw以上の硫
黄又は硫黄含有化合物を含む炭化水素油を、VIII族金属水素化成分、脱アル
ミ化アルミノシリケートゼオライト微結晶及びアルミナを含まないことが必須で
ある低酸性度耐火性酸化物バインダー物質を含む触媒組成物と接触させることに
よる接触脱蝋方法である。 本発明の方法の触媒は、たとえ油供給物中に高濃度の硫黄が存在していても経
時的に非常に安定である。 本発明は、低流動点潤滑基油原料又は低い流動点及び曇り点の両方を有する中
間留出物の製造に好適に使用することができ、このような方法における接触脱蝋
段階の供給物は、高い硫黄含有率を含む。本発明は特に溶媒精製された基油原料
、ガス油及び中間留出物を製造する方法における水素化分解器供給原料の接触脱
蝋に好適である。以下に3つの好適な具体例を、より詳細に記載する。
【0008】 接触脱蝋とは、高い流動点又は曇り点を与える油供給物の成分を、高い流動点
又は曇り点を与えない生成物に選択的に変換することにより、流動点又は曇り点
を減じる方法を意味する。高い流動点又は曇り点を与える生成物は、高い融点を
有する化合物である。これらの化合物は蝋と呼ばれる。蝋化合物は、例えば高温
溶融のノルマルパラフィン、イソパラフィン及びモノ−環状化合物を含む。流動
点又は曇り点は少なくとも10℃、そしてより好ましくは少なくとも20℃まで
減じられる。流動点及び曇り点は、30℃以上まで減じることができることが見
出され、これは、ある冬グレードのガス油(ディーゼル)燃料の製造に非常に有
利である。
【0009】 第一の好適な具体例において、低流動点潤滑基油原料が製造される。本発明の
方法は供給物中の硫黄に対し非常に耐性があるので、既存の方法中の溶媒脱蝋方
法を有利に置き換え、潤滑基油を製造することができる。このような方法におい
て、油供給物は、最初に大気圧において原油供給原料を蒸留し、そして続けて大
気圧の蒸留における残留物を減圧蒸留することにより得られる。減圧蒸留により
得られた蒸留生成物(減圧留出物とも呼ぶ)は種々の潤滑基油生成物が製造され
ることが可能な供給原料である。減圧留出物の沸点範囲は、好適には300〜6
20℃、そして好ましくは350〜580℃である。潤滑基油のための他の供給
原料は、脱アスファルト処理した上記減圧蒸留の残渣である。
【0010】 好ましくは、所望でない芳香族化合物は、溶媒抽出により、最初に減圧留出物
及び脱アスファルト化減圧残渣より除去される。可能な溶媒の例としては、フェ
ノール、フルフラール又はN−メチルピロリドンであり、フルフラールが特に好
ましい。溶媒抽出で得られる混合物は、しばしば溶媒抽出蝋状ラフィネートと呼
ばれる。溶媒抽出段階後、典型的には潤滑基油生成物の流動点及び曇り点の改善
のために、溶媒脱蝋段階が続けて行われる。溶媒脱蝋段階において使用される溶
媒としては、例えばメチルエチルケトン(MEK)又は液体プロパンである。 溶媒脱蝋は準連続方法であるために、操作上の理由から、好ましくは連続的に
行うことができる接触脱蝋方法により脱蝋段階が行われる。公知の接触脱蝋方法
は、脱蝋される供給原料中の硫黄に敏感であるため、好ましくは油供給物ははじ
めに水素化脱硫黄及び/又は脱窒素方法段階を受け、これは水素化処理とも呼ば
れる。これら水素化処理方法の例は、WO−A−9801515及びEP−A−
304251に記載されている。水素化処理は、結果として油供給物中の硫黄濃
度を減じる。WO−A−9801515には、油供給物を、水素の存在下14M
Paの圧力において、(フッ素化)アルミナ上の燐促進されたNiMo触媒又は
(フッ素化)アルミナ上の燐促進されたCoMo触媒と接触させることによる、
水素化処理が説明されている。
【0011】 本発明の方法では、既存の溶媒脱蝋段階を、供給物の硫黄及び窒素濃度を減じ
るための水素化工程を追加することも必要としないで、接触脱蝋水素化工程に置
き換えることができる。 水素化処理減圧留出物又は水素化処理脱アスファルト化減圧残渣は、通常50
0ppmw未満の硫黄を含む。しかし、水素化処理減圧留出物又は水素化処理脱
アスファルト化減圧残渣の水素化処理により得られる炭化水素油がより高い硫黄
濃度を含む場合は、潤滑基油を製造する本方法において有利に使用される。
【0012】 第2の好適な具体例においては、高い硫黄濃度を含むガス油は、供給原料とし
て使用される。典型的には、ガス油は硫黄濃度を減じるために水素化処理を受け
る。しかし本発明を使用して、ガス油を最初に接触的に脱蝋し、続けて水素化処
理することができる。これは高い曇り及び/又は流動点を与える線状及びわずか
に分岐したパラフィンの変換が、環状化合物には影響を与えないで、最大化され
るので有利である。水素化処理段階を行う場合、第一に、環状化合物の開環によ
り生じる所望化合物が分解し、結果として所望の範囲の炭化水素が低い収率で生
じる。この一連の段階のさらなる有利な点は、接触脱蝋段階において生じたオレ
フィンは、いずれも次の水素化処理段階において効果的に水素化できることであ
る。
【0013】 好適な具体例において、本発明の方法は水素化処理が行われるものと同じ容器
内で行われる。このような配置において、2パックの触媒床は、垂直向きの塔内
にて互いの上部に存在する。下部側の床において水素化処理が行われても、本発
明の方法は上部の床において行われる。曇り点及び流動点の減少の程度は、有利
には第一の床に入る供給物の温度を調節することにより調節される。 処理されるガス油は、典型的には120〜500℃で沸騰し、原油供給原料の
大気圧蒸留において得られるフラクションである。
【0014】 第3の好適な具体例においては、主生成物が中間留出物である水素化分解器の
硫黄含有供給物は、本発明の方法を使用して脱蝋される。例えば Ward, J.W., H
ydrocracking processes and catalysts (Fuel Processing Technology, 35 (19
93) 55-85, Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam)のような典型的な
水素化分解器配置においては、硫黄及び窒素成分は、水素化処理段階、続けて、
水素化分解段階を行う前の中間留出物の低温流動特性を改善するための接触脱蝋
段階において、水素化分解器供給物から除去される。最初に接触脱蝋段階を行い
、続けて、水素化分解段階を行う前に水素化処理段階を行うことが、この度、可
能である。これら一連の有利な点は、中間留出生成物に対する高い収率である。
さらに脱蝋化された供給物は、後続の工程段階に対して、例えば前記段階におけ
る反応温度の減少を許容する改善された反応性を示す。
【0015】 好適な具体例において、ガス油脱蝋に関する記載のような積み重ね床配置に比
べて、本発明の方法は、水素化処理が行われるものと同じ容器内で行われる。水
素化分解段階は、別の容器で行っても同じ容器で行ってもよい。上部の接触脱蝋
触媒と第一の触媒床を有する有利さは、ガス油脱蝋について記載されたものと同
じである。 典型的な水素化分解器供給物は、これらの上記潤滑基油の製造に匹敵する減圧
留出物フラクションである。典型的な水素化分解方法は上記引用したWardの
論文及びUS−A−4743354に記載される。
【0016】 上記例として記載された方法は、油供給物中の硫黄の量が500ppmw以上
及び特に750ppmw以上並びにとりわけ1000ppmw以上である脱蝋方
法に関連する。油供給物中の硫黄の上限は40000ppmwまでである。油供
給物はさらに窒素を含んでもよいことが見出された。窒素化合物も脱蝋触媒の安
定性に負の挙動の影響を与えることが公知である。例えばUS−A−52736
45にはすべての抽出されたラフィネートが次に接触的に脱蝋できるわけではな
いことが記載されている。高い窒素含有濃度、特に塩基性窒素化合物は、或る溶
媒抽出ラフィネートにおいて、脱蝋触媒の急速な失活の原因となりうる。本発明
の方法を使用して、10ppmw以上の窒素化合物を含む炭化水素混合物は、触
媒の失活を経験することなく本方法における油供給物として使用できることを見
出した。該油供給物は6000ppmwまでの窒素化合物を含むことができる。
ここで述べた硫黄及び窒素化合物の含有量は、原子硫黄及び/又は窒素の重量フ
ラクションとして計算される。本発明において使用される、多量の硫黄及び窒素
を含む他の供給原料は、例えばシェール油である。
【0017】 接触脱蝋条件は当該技術分野において公知であり、典型的には200〜500
℃、好ましくは250〜400℃の操作温度、10〜200バール、好ましくは
15〜100バール、より好ましくは15〜65バールの水素圧力、0.1〜1
0kg範囲の時間あたり触媒のリットルあたりの油の重量(kg/l/hr)、
好ましくは0.2〜5kg/l/hrの、より好ましくは0.5〜3kg/l/
hrの重量空間速度(WHSV)、100〜2000の油のリットルあたりの窒
素のリットルの範囲の水素対油の比である。 本発明で使用される触媒組成物は、水素化成分、表面脱アルミ化アルミノシリ
ケートゼオライト微結晶及び必須にアルミナを含まない低酸性度耐火性酸化物バ
インダー物質を含む。こういった触媒の例はWO−A−9641849に記載さ
れる。
【0018】 アルミノシリケートゼオライト微結晶は、好ましくは0.35〜0.80nm
の範囲の径を有する細孔をもつ。この径は最大孔径と呼ばれる。一般的に理解さ
れているように、分子篩における細孔は、最小及び最大孔径を有する多角形の通
路である。本発明の目的において、最大孔径は重要なパラメータである、なぜな
ら細孔に入ることができる蝋状分子の大きさを決定するからである。より好まし
くは、ゼオライト微結晶は2〜12の制御(Constraint)指数を有す
る。制御指数は、ゼオライトがその内部構造に対し大きさを変化させる分子を制
御する程度を表す指標である。高度に制限された内部構造への接近及び内部構造
からの離脱(egress)を与えるゼオライトは、制御指数について大きい値
を有する。これに対し、ゼオライトの内部構造に比較的自由な接近を与えるゼオ
ライトは、制御指数に対し小さい値を有し、通常、寸法の大きい細孔を有する。
制御指数の測定方法の詳細については、ここで引用するUS−A−401621
8に十分に記載されている。
【0019】 数種の典型的な材料についての制御指数(CI)は次の通りである。
【表1】 ─────────────────────────────────── CI(試験温度における) ─────────────────────────────────── ZSM−4 0.5 (316℃) ZSM−5 6−8.3 (371−316℃) ZSM−11 6−8.7 (371−316℃) ZSM−12 2.3 (316℃) ZSM−20 0.5 (371℃) ZSM−22 7.3 (427℃) ZSM−23 9.1 (427℃) ZSM−34 50 (371℃) ZSM−35 4.5 (454℃) ZSM−38 2 (510℃) ZSM−48 3.5 (538℃) ZSM−50 2.1 (427℃) TMA オフレタイト(Offretite) 3.7 (316℃) TEA モルデナイト 0.4 (316℃) クリノプチロライト(Clinoptilolite) 3.4 (510℃) モルデナイト 0.5 (316℃) REY 0.4 (316℃) アモルファスシリカ−アルミナ 0.6 (538℃) Dealuminized Y(Deal Y) 0.5 (510℃) エリオナイト 38 (316℃) ゼオライトベータ 0.6−2 (316−399℃) ───────────────────────────────────
【0020】 しかし、制御指数の性質自体及び引用した制御指数の測定方法は、所定のゼラ
イトを若干異なった条件で測定でき、又それにより異なった制御指数を示す可能
性がある。制御指数は、操作(変換)の厳格性やバインダーの存在又は不存在に
より若干変化するものと思われる。同様にゼオライトの結晶の大きさ、閉じ込め
られた異物の存在等の他の変数も制御指数に影響を与える可能性がある。従って
、特定のゼオライトの制御指数について複数の測定値を確立するため、試験条件
、たとえば温度を選択できることが理解できるであろう。これによりゼオライト
、例えばZSM−5、ZSM−11及びゼオライトベータについての制御指数の
範囲が説明される。2〜12の制御指数を有し、本発明において好適に使用され
るアルミノシリケートゼオライトの例は、フェリエライト(ferrierit
e)、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−3
5、ZSM−38、ZSM−48、ZSM−57、SSZ−23、SSZ−24
、SSZ−25、SSZ−26、SSZ−32、SSZ−33及びMCM−22
並びにこれらの2種又はそれ以上の混合物である。好適なアルミノシリケートゼ
オライトは、MFI−位相のもの、例えばZSM−5である。
【0021】 ゼオライトの微結晶の大きさは、100ミクロンと同じだけ大きくてよい。好
ましくは、小さい微結晶が最適な触媒活性を達成するために使用される。好まし
くは、10ミクロンより小さい微結晶、より好ましくは1ミクロンより小さい微
結晶が使用される。実用的な下限は、好ましくは0.1ミクロンである。本発明
において使用される脱蝋触媒組成物は、アルミナを含まないことが必須である低
酸性度耐火性酸化物バインダー物質をも含む。低酸性度耐火性酸化物の例は、シ
リカ、ジルコニア、二酸化チタン、二酸化ゲルマニウム、ボリア及びそれらの2
種又はそれ以上の混合物である。最も好ましいバインダーはシリカである。改変
分子篩対バインダーの重量比は、好ましくは05/95〜95/05の範囲内で
ある。
【0022】 アルミノシリケートゼオライトの脱アルミ化は、ゼオライト中に存在するアル
ミナ部分の数の減少を生ずることとなり、それゆえアルミナのモル割合の減少を
生ずる。この関連で使用されるような表現「アルミナ部分」は、アルミノシリケ
ートゼオライトの骨格の部分であるAl2 3 単位と呼ぶものであり、すなわち
アルミノシリケートゼオライトの骨格において、シリカ(SiO2 )のような他
の酸化物の部分とともに、共有結合を介して導入される。アルミノシリケートゼ
オライト中に存在するアルミナのモル割合は、アルミノシリケートゼオライト(
脱アルミ化前)又は改変分子篩(脱アルミ化後)を構成する酸化物の総モル数に
対するAl2 3 のモル数の割合と定義される。 好ましくは、ゼオライト微結晶の表面は選択的に脱アルミ化される。選択的な
表面の脱アルミ化は、ゼオライト微結晶の表面の酸の位置の総数を減少させるが
、ゼオライト微結晶の内部構造には影響を及ぼさない。
【0023】 脱アルミ化は、当該技術分野において公知の方法により達成できる。特に有用
な方法は、この分子篩の微結晶の表面に選択的に脱アルミ化が起こるか、或いは
必ず選択的に起こるようにする方法である。脱アルミ化方法の例は、上記WO−
A−9641849に記載されている。脱アルミ化には、ゼオライトをフルオロ
シリケート塩の水溶液と接触させる方法が好まく、ここでフルオロシリケート塩
は、式: (A)2/bSiF6 (但し、Aは原子価bのH+以外の金属又は非金属カチオンである。) で表せる。この処理はAHS処理とも呼ばれる。カチオンbの例は、アルキルア
ンモニウム、NH4 + 、Mg++、Li+ 、Na+ 、K+ 、Ba++、Cd++、Cu + 、Ca++、Cs+ 、Fe++、Co++、Pb++、Mn++、Rb+ 、Ag+ 、Sr ++ 、Tl+ 及びZn++である。Aはアンモニウムカチオンであることが好ましい
。このゼオライト材料をフルオロシリケート塩と、好ましくはpHは3〜7にて
接触させる。そのような脱アルミ化方法の例としては、US−A−515719
1に記載されている。該脱アルミ化方法はAHS処理と呼ばれる。
【0024】 触媒組成物は、好ましくははじめにアルミノシリケートゼオライトをバインダ
ーとともに押出し、そして続けて押出物を脱アルミ化処理、好ましくは上記AH
S処理する。この一連の段階により製造された場合、触媒押出物の増加した機械
強度が得られることが見出された。 VIII族金属水素化成分は、好ましくはニッケル、コバルト、白金若しくは
パラジウム又はこれら金属の混合物である。VIII族金属の総量は、支持体の
全重量を基準にして、元素として計算して10重量%を超えない量、そして好ま
しくは0.1〜5.0重量%の範囲、より好ましくは0.2〜3.0重量%の範
囲である。VIII族金属は、好ましくはイオン交換法のような公知の方法によ
り、脱アルミ化アルミノシリケートゼオライト微結晶を含む触媒押出物へ加えら
れる。典型的なイオン交換法は、選択されたゼオライトと所望の置き換えるカチ
オンの塩とを接触させることを要求する。広範囲の種類の塩を使用することがで
きるが、特に好ましいものは塩化物、硝酸塩及び硫酸塩である。代表的なイオン
交換技術は、US−A−3140249、US−A−3140251及びUS−
A−3140253を含む広範囲の種類の特許に開示される。好ましくは、触媒
組成物は水素化成分としてVIII族金属のみ含む。例えばこのような触媒組成
物は、タングステン及びモリブデンのようなVIB族金属は含まない。
【0025】
【実施例】
以下、本発明を下記の非限定的な例で説明する。例1 以下の方法に従い、脱アルミ化したZSM−5触媒を製造した。ZSM−5(
PQ companyから得られる)をシリカバインダーと一緒に押し出した(
50のシリカ−アルミナ比を有する70重量%のZSM−5と30重量%のシリ
カバインダー)。押出物を120℃で4時間乾燥し、そして550℃で2時間焼
成した。1329mlの0.11Nのアンモニウムヘキサフルオロシリケート溶
液を、60gの得られた押出物と590mlの脱イオン水を含むスラリーに加え
た。反応混合物を100℃に加熱し、穏やかに攪拌しながらこの温度に17時間
維持した。濾過後、押出物を脱イオン水で洗浄し、120℃で2時間乾燥し、そ
して480℃で2時間焼成した。
【0026】 続けて、前記改変シリカ結合ZSM−5を水酸化白金テトラミン水溶液を使用
してイオン交換し、そして続いて乾燥(120℃で2時間)及び焼成した(30
0℃で2時間)。この触媒を100リットル/時間の水素速度下、350℃の温
度で2時間の白金の還元により活性化し、結果として0.7重量%の白金を含む
触媒を生じた。 続けて、表Iに列挙されているような特性を有する蝋状ラフィネートを、水素
の存在下で上記製造された触媒に345℃の温度、出口圧40バール、1.0k
g/l・hrの重量空間速度(WHSV)そして700Nl/kgの1回通過ガ
ス速度にて接触させた。
【0027】
【表2】 表1 ┌───────────────┬──────┬────┬─────┐ │密度(d70/4) │0.8407│引火点 │>250℃│ ├───────────────┼──────┼────┼─────┤ │屈折率(n70/D) │1.464 │流動点 │+48℃ │ ├───────────────┼──────┼────┼─────┤ │80℃における粘度(mm2/s) │16.63 │IBP │384℃ │ ├───────────────┼──────┼────┼─────┤ │100℃における粘度(mm2/s)│9.84 │T50 │501℃ │ ├───────────────┼──────┼────┼─────┤ │120℃における粘度(mm2/s)│6.48 │FBP │588℃ │ ├───────────────┼──────┼────┼─────┤ │硫黄(mg/kg) │7100 │ │ │ ├───────────────┼──────┼────┼─────┤ │窒素(mg/kg) │42 │ │ │ └───────────────┴──────┴────┴─────┘
【0028】 流動点はNF T 60−105により測定し、初期沸点(IBP)、T50
及び最終沸点(FBP)をASTM D 2892mにより、動粘性率はNF−
EN−ISO 3104により、硫黄はASTM D 5453により、窒素含
有量はSMS 2695mにより測定した。 実験結果を表IIに要約する。
【0029】
【表3】 表2 ┌────────┬────┬────┬────┬────┬────┐ │オンストリーム │0 │95 │175 │295 │970 │ │時間 (時間) │ │ │ │ │ │ ├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤ │温度 (℃) │345 │345 │345 │345 │345 │ ├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤ │390℃+ での │75.5│76.2│76.0│75.8│75.7│ │収率(供給物に │ │ │ │ │ │ │対する重量%) │ │ │ │ │ │ ├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤ │粘度指数(VI)│91 │91 │92 │91.5│91.5│ ├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤ │流動点(±1℃)│−11 │−10 │−10 │−11 │−8 │ └────────┴────┴────┴────┴────┴────┘
【0030】 表2の結果は、ほとんど1000時間のオンストリーム時間中、一定の同様の
良好な品質の製造物を、操作時間を増加せずに得られたことを示す。脱蝋触媒が
失活する場合に、一定の品質を維持するために操作時間を増加させる必要性は、
例えば前述のUS−A−4797266及びEP−A−304351に記載され
る。
【0031】例2 30重量%の脱アルミ化ZSM−5、70重量%のシリカバインダーからなり
、触媒上でニッケルがニッケル含有率0.7重量%にイオン交換された触媒組成
物を例1に記載した方法により製造した。 表3に記載するような特性を有する直留ガス油を、水素の存在下、390℃の
温度、48バールの水素分圧及び2バールのH2 S分圧にて、上記触媒と接触さ
せた。重量空間速度(WHSV)は3.3kg/l・kgであった。ガス対油比
は250Nl/kgであった。ガス油の曇り点は、15℃まで低くなった。さら
なる結果を表4に示す。
【0032】
【表4】 表3 ┌─────────┬─────────┐ │特性 │ 直留ガス油特性 │ ├─────────┼─────────┤ │比重 D20/4 │ 0.854 │ │硫黄、重量% │ 1.44 │ │窒素、ppm │ 157 │ ├─────────┼─────────┤ │蒸留 − ASTM│ │ │D86 │ │ ├─────────┼─────────┤ │10容量% │ 258 │ │50容量% │ 305 │ │90容量% │ 357 │ ├─────────┼─────────┤ │低温流動特性 │ │ ├─────────┼─────────┤ │流動点、℃ │ −3 │ │曇り点、℃ │ +3 │ └─────────┴─────────┘
【0033】例3 30℃の曇り点の減少を達成するために、温度が400℃である以外は例2を
繰り返した。さらなる結果は表4を参照されたい。比較実験A 触媒が、60重量%の未処理ZSM−5、40重量%のアルミナバインダーか
らなり、その上に約2重量%のニッケルを含浸させた慣用のガス油脱蝋触媒であ
る以外は、例2を繰り返した。 例2と同じ15℃の曇り点の減少を達成するために必要な温度は、396℃で
あった。それゆえ触媒のゼオライト含有量がより高いにも係わらず、例2に比べ
た場合に低い活性が観察された。さらに例2に比べ、低いガス油の収率と、高い
ガス生成が観察された。表4も参照されたい。比較実験B 比較実験Aの触媒を使用した以外は例3を繰り返した。30℃の曇り点の減少
を達成するために必要な温度は、406℃であった。さらなる結果は表4を参照
されたい。
【0034】
【表5】 表4 ┌──────────┬──────┬──────┐ │ │比較例A/B│ 例2/3 │ ├──────────┼──────┼──────┤ │触媒特性: │ │ │ ├──────────┼──────┼──────┤ │ゼオライト含有率 │60重量% │30重量% │ │ゼオライト種類 │ZSM−5 │ZSM−5 │ │バインダー │Al2 3 │SiO2 │ │化学的処理 │なし │AHS処理 │ │ │ │(記載参照)│ ├──────────┴──────┴──────┤ ├──────────┬──────┬──────┤ │試験結果: │ │ │ ├──────────┼──────┼──────┤ │15℃のΔ曇り点用 │比較実験A │ 例2 │ ├──────────┼──────┼──────┤ │必要な温度、℃ │ 396 │ 390 │ │収率、重量% │ │ │ │177℃+ │ 88 │ 90 │ ├──────────┼──────┼──────┤ │30℃のΔ曇り点用 │比較実験B │ 例3 │ ├──────────┼──────┼──────┤ │必要な温度、℃ │ 406 │ 400 │ │収率、重量% │ │ │ │177℃+ │ 82 │ 84 │ └──────────┴──────┴──────┘
【0035】例4 例2を繰り返し、そして続けて曇り点の減少を、おおよそ一定に維持した。表
5にガス油の収率及び実験の種々の運転時間のために必要な温度を示す。この結
果によると、1550時間の連続作動後でさえ、所望の曇り点減少を達成するた
めに温度を上げる必要はなかった。このことは、使用される水素ガス中において
、供給物及びH2 S中の硫黄の存在下で、安定であることを明確に示す。これら
の結果に基づく失活速度は、1℃/1000時間(±1℃/1000時間)未満
である。
【0036】
【表6】 表5 ┌─────────────┬──────────────────┐ │運転時間 │ 800 1100 1550│ ├─────────────┼──────────────────┤ │温度(℃) │389 389 389 │ │177℃+ での収率、重量%│88.9 90.5 90.1│ │曇り点、±1℃ │−12 −10 −11 │ └─────────────┴──────────────────┘
【0037】比較実験C 比較実験Aの触媒を使用して例4を繰り返した。実験の過程中に、例4と同様
の曇り点の減少を達成した。結果に基づき、4℃/1000時間(±1℃/10
00時間)の失活速度を見積もった。この結果は、本発明の方法が、高濃度の硫
黄を含む供給物が接触脱蝋処理を受ける場合に非常に安定であることを示す。例5 この例は、中間留出物の製造法における水素化分解段階に好適である中間生成
物を製造する水素化処理段階の前に、接触脱蝋段階を行う有利さについて説明す
る。この例で使用した供給原料は、粗アラビアンライト(Arabian Li
ght)の重質フラッシュ留出物を使用した。留出物供給原料の主な特性を表6
に示す。
【0038】
【表7】 表6: 例5に使用される供給原料 ┌───────────┬─────┬───────┐ │特性: │ │ │ ├───────────┼─────┼───────┤ │15/4℃における密度│g/ml │0.9308 │ ├───────────┼─────┼───────┤ │流動点 │℃ │42 │ ├───────────┼─────┼───────┤ │硫黄濃度 │%w │2.590 │ ├───────────┼─────┼───────┤ │全窒素濃度 │ppmw │950 │ ├───────────┼─────┼───────┤ │10重量%回収 │℃ │403 │ ├───────────┼─────┼───────┤ │50重量%回収 │℃ │482 │ ├───────────┼─────┼───────┤ │90重量%回収 │℃ │557 │ └───────────┴─────┴───────┘
【0039】 以下の例/実験で使用した触媒は: 0.64894kg/lのバルク密度を有する水素化脱蝋触媒:この触媒はU
S−A−5804058に記載された原理に従い製造される。70重量%のZS
M−5粉末を30重量%のシリカバインダー(7重量%のSiO2 粉末HP32
1、23重量%のシリカゾルLudox AS40)とともに押出し、120℃
で4時間乾燥させそして550℃で2時間焼成した。 続けて押出物を、US−A−5804058に記載された標準の方法に従い、
脱アルミ化剤としてアンモニウムヘキサフルオロシリケートを使用して、脱アル
ミ化した。続けて触媒を洗浄し、120℃で2時間乾燥させそして480℃で2
時間焼成した。最終段階は、水とNH4 OHの水溶液中のNi(NO3 2 ・6
2 O(650mlのH2 O+75gの押出物に対し28%のNH3 を含む10
0mlのNH4 OH)を使用したニッケルの交換であった(最終触媒において1
重量%のニッケルであることを意図する)。最終触媒を150℃で2時間乾燥し
、そして400℃で2時間焼成した。
【0040】 水素化処理触媒:Criterion Catalyst Company製
の市販のC−424触媒。 方法の条件: 例及び比較実験の両方において使用される方法の条件は、水素化処理の典型的
な操作条件である。上述のように、1cm3 の水素化脱蝋触媒が、市販の水素化
処理触媒C−424の5cm3 の上部に乗る。使用される全体の空間速度は2.
1kg/l・h、すなわちC−424上で2.5kg/l・h、脱蝋触媒上で1
2.6kg/l・hであった。上記供給物を115バールの水素の存在下で、積
み重ねた触媒に、1000Nl/kg供給物の水素ガス速度で接触させた。結果
を表7に表す。失活は例4と同様に測定した。
【0041】比較例D 脱蝋触媒として、市販の水素化処理触媒C−424の5cm3 の上部に慣用の
市販入手できる脱蝋触媒(ZSM−5/Al2 3 上のNi)1cm3 を乗せた
以外は、例5を繰り返した。実験の結果を表7に示す。失活は例4と同様に測定
した。比較例E 脱蝋触媒が存在しない以外は、例5を繰り返した。さらに例5と同じ重量空間
速度を達成するために、幾分の余分なC−424を反応器中に置いた。こうして
反応器中に市販のC−424の6cm3 を置いた。水素化処理触媒上の空間速度
は2.5kg/l・hであった。実験の結果を表7に示す。失活は例4と同様に
測定した。
【0042】
【表8】 表7 ┌────────────┬──────┬──────┬──────┐ │ │ 例5 │比較実験D │比較実験E │ ├────────────┼──────┼──────┼──────┤ │触媒パッケージ │改善した脱蝋│慣用の脱蝋+│水素化処理 │ │ │+水素化処理│水素化処理 │ │ │触媒量(全体)、cm3 │6(1+5)│6(1+5)│ 6 │ │全体のWHSV、kg/1.h│ 2.1 │ 2.1 │ 2.1 │ ├────────────┼──────┼──────┼──────┤ │370℃+ の14重量%の│ 389 │ 393 │ 394 │ │変換のために必要な触媒床│ │ │ │ │の温度 │ │ │ │ ├────────────┼──────┼──────┼──────┤ │14%、370℃+ 変換に│ │ │ │ │おける収率 │ │ │ │ │供給物に対する重量% │ │ │ │ │C1−C4 │ 1.7 │ 3.7 │ 0.4 │ │C5−150℃ │ 3.0 │ 5.1 │ 1.2 │ │>150℃ │ 93.7 │ 91.2 │ 96.5 │ ├────────────┼──────┼──────┼──────┤ │流出物流動点、℃ │ +30 │ +30 │ +42 │ ├────────────┼──────┼──────┼──────┤ │失活速度、 │ 1.4 │ >5.0 │ 1.5 │ │℃/1000時間 │ │ │ │ └────────────┴──────┴──────┴──────┘
【0043】 例5並びに比較実験D及びEは、中間留出物を製造する工程における水素化処
理の前に、本発明の方法を行う利益を例証する。これは例5において与えられた
変換レベルのために必要な温度が、より活性な触媒を例証する比較例のものより
も低いからである。さらに例5は、低温での流れ改善と150+℃で沸騰する生
成物に対する収率とが組合わさった改善を表す。さらに、本発明の方法の触媒は
比較的低い失活速度に基づいて結論付けられるような、より良い安定性を示す。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年11月7日(2000.11.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10G 45/62 C10G 45/62 73/02 73/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ジャン−ポール・ダーナンヴィル フランス国 エフ−76530 グラン クロ ンヌ ルート ド カエン(番地なし)、 シェル・レシェルシェ・エス.エー.内 (72)発明者 ローレント・ゲオルグス・フーヴ オランダ国 エヌエル−1031 シーエム アムステルダム バトホイスウエヒ 3 Fターム(参考) 4G069 AA03 AA08 BA02A BA02B BA07A BB01C BB04A BB08C BC65A BC68A BC68B BC69A BC72A BC75A BC75B BD01C BD06C BD15C CB59 DA05 FA01 FB13 FB44 FB67 FC04 ZA01A ZA10A ZA11B ZD01 ZE05 4H029 CA00 DA00

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蝋状分子及び500ppmw以上の硫黄又は硫黄含有化合物
    を含む炭化水素油供給物の接触脱蝋方法であり、接触脱蝋条件下で、該油供給物
    と、VIII族金属水素化成分、脱アルミ化アルミノシリケートゼオライト微結
    晶及び低酸性度の耐火性酸化物バインダー物質でありアルミナを含まないことが
    必須である該物質を含む触媒組成物とを接触させることによる該方法。
  2. 【請求項2】 前記油供給物が750ppmw以上の硫黄又は硫黄含有化合
    物を含む請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記油供給物が10ppmw以上の窒素又は窒素含有化合物
    を含む請求項1〜2のいずれか1項に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記水素化成分が白金、パラジウム又はニッケルである請求
    項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記低酸性度のバインダーがシリカである請求項1〜4のい
    ずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記アルミノシリケートゼオライト微結晶が2〜12の制御
    指数を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記アルミノシリケートゼオライト微結晶がMFI型である
    請求項6に記載の方法
  8. 【請求項8】 前記脱アルミ化アルミノシリケートゼオライト微結晶がゼオ
    ライト微結晶とフルオロシリケート塩の水溶液とを接触させることにより得られ
    、該フルオロシリケート塩が式: (A)2/bSiF6 (式中、Aは原子価bのH+以外の金属又は非金属カチオンであり、好ましくは
    アンモニウムである)で表される請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記アルミノシリケートゼオライト微結晶と前記低酸性度の
    バインダーとの押出物をフルオロシリケート塩の水溶液と接触させる請求項8に
    記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記油供給物が溶媒抽出蝋状ラフィネートである請求項1
    〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記油供給物がガス油である請求項1〜9のいずれか1項
    に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記油供給物が水素化分解器供給原料であり、そして続け
    て脱蝋化された油が、主として中間留出物が製造される水素化分解段階を受ける
    前に水素化処理される請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  13. 【請求項13】 請求項1〜10のいずれか1項の接触脱蝋法により、既存
    の溶媒脱蝋段階が置き換えられる、潤滑基油の製造方法の改善方法。
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