JP2003517086A - 脱硫方法とそのための新規なバイメタル収着剤系 - Google Patents
脱硫方法とそのための新規なバイメタル収着剤系Info
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Abstract
Description
発明は、分解ガソリンの流体流の脱硫に用いるために適した収着剤組成物に関す
る。本発明の他の態様は、分解ガソリンの流体流からの硫黄体(sulfur bodies)
の除去に用いるための硫黄収着剤の製造方法に関する。
ルを減少しようとする、絶え間ない世界的規模の努力をもたらしている。ガソリ
ンとジーゼルとの硫黄を減ずることは、燃料の硫黄が自動車触媒コンバータの性
能に及ぼす不利な影響のために、空気の質を改良するための手段である。自動車
エンジン排気中の硫黄酸化物の存在はコンバータ中の貴金属触媒を阻害し、不可
逆的に毒する可能性がある。非能率的な又は毒されたコンバータからの排気物は
、あるレベルの燃焼されない非メタン炭化水素と窒素酸化物と一酸化炭素とを含
有する。このような排気物は日光によって触媒されて、より一般的にはスモッグ
と呼ばれる、地表オゾン(ground level ozone)を形成する。
リン、ビスブレーカー・ガソリン、コーカー・ガソリン及び接触分解ガソリンの
ような熱処理ガソリン(以下では、集約的に“分解ガソリン”と呼ぶ)は、部分
的にオレフィン、芳香族化合物、及び硫黄含有化合物を含有する。
ンのような大抵のガソリンは、少なくとも部分的な分解ガソリンのブレンドを含
有するので、分解ガソリン中の硫黄の減少は、本質的に、このようなガソリン中
の硫黄レベルを減ずるのに役立つ。
に重点を置いていない。低硫黄ガソリンが自動車排気物を減じて、空気の質を改
良するというコンセンサスが現れている。したがって、実際の論争はこの減少の
必要なレベル、低硫黄ガソリンを必要とする地理的領域及び実施のための時間フ
レームに集中している。
中の硫黄レベルを減ずるためのさらなる努力が必要であることは明らかである。
現在のガソリン製品は約330ppmを含有し、減少したレベルを固定するため
の環境保護局による努力が続けられているが、ガソリンが2010年までに50
ppm未満の硫黄を有さなければならないことが推定されている(Rock,K
.L.,Putman,H.M.,“Improvements in FCC
Gasoline Desulfurization via Cataly
tic Distillation”,1998 National Petr
oleum Refiners Association Annual Me
eting(AM−98−37)を参照)。
法オクタン価とモーター値オクタン価の両方)を維持するために、このような燃
料のオレフィン含量に及ぼす影響が最少であるような方法の必要性も存在する。
オレフィンの飽和はオクタン価に非常に影響を及ぼすので、このような方法が望
ましいと考えられる。オレフィン含量に及ぼすこのような不利な影響は一般に、
分解ガソリンからの除去が最も困難な硫黄含有化合物の一部である、例えばチオ
フェン及びアルキルジベンゾチオフェンのような、チオフェン化合物を除去する
ために通常用いられる厳しい条件のためである。さらに、該条件が分解ガソリン
の芳香族含量も飽和によって失われるような条件である系を避ける必要性が存在
する。
在する。
9/431,454号、1999年11月1日出願と出願番号第09/431,
370号、1999年11月1日出願には、分解ガソリン又はジーゼル燃料の脱
硫のための適当な系が酸化亜鉛、シリカ、アルミナ担体上の還元原子価ニッケル
若しくは還元原子価コバルト金属から成る収着剤を用いる系であることが示され
ているが、このような分解ガソリン又はジーゼル燃料の望ましい脱硫を可能にし
、プロセスの操作の範囲内で変動を可能にする代替若しくは改良脱硫条件を提供
する他の系を開発するための絶え間ない努力がなされている。
系を提供する。
供する。
ンの重量を基準にして約100ppm未満の硫黄を含有する脱硫分解ガソリンの
オレフィン値の損失を最少にし、分解ガソリン中の増強されたオレフィン保留(r
etention)を実現する、分解ガソリンからの硫黄含有化合物の除去方法を提供す
る。
プロモーターであって、金属がコバルト、ニッケル、鉄、マンガン、銅、亜鉛、
モリブデン、タングステン、銀、スズ、バナジウム及びアンチモン並びにこれら
の混合物から成る群から選択され、このようなバイメタル・プロモーターの金属
が還元原子価状態、好ましくは0原子値状態であり、このようなバイメタル・プ
ロモーター複合体が適当な担体上に担持されている前記バイメタル・プロモータ
ーの使用によって、分解ガソリンからの硫黄の容易な除去を可能にし、しかも得
られる分解ガソリン中のオレフィン含量保留を予想外に改良する新規な収着剤組
成物が得られるという本出願人の発見に基づくものである。
から成り、該バイメタル・プロモーターの金属の各々の原子価が実質的に還元さ
れており、このような還元金属が分解ガソリンからの硫黄の除去を可能にし、し
かも処理済み分解ガソリン流中のオレフィン保留の増強を保証する量で存在する
、分解ガソリンの脱硫に適した新規な収着剤を提供する。
いる適当な担体を形成することを含む、新規な収着剤組成物の製造方法を提供す
る。本発明の新規な収着剤の成分を一緒にする方法に関係なく、製造は湿ったミ
ックス、そのドウ、ペースト又はスラリーを形成し、該湿ったミックス、そのド
ウ、ペースト又はスラリーを粒状化して、その粒状顆粒、押出物、錠剤、球、ペ
レット又は微小球を形成し、得られた固体粒状物を乾燥させ、乾燥粒状物をか焼
することを含む。バイメタル・プロモーターの金属の原子価が実質的に還元され
ており、分解ガソリンから硫黄の同バイメタル・プロモーターによる除去を可能
にするために充分である量でバイメタル・プロモーターが存在する収着剤組成物
を製造するために、得られたか焼済みバイメタル・プロモーター含有組成物を次
に、例えば水素のような、適当な還元剤によって還元する。
着剤によって分解ガソリンを脱硫し、脱硫済み分解ガソリンを、生じた硫化収着
剤から分離し;再生脱硫済み収着剤を得るために、硫化収着剤の少なくとも一部
を再生し;再生脱硫済み収着剤の少なくとも一部を活性化して還元金属原子価含
量を有するバイメタル収着剤を製造し;その後に、得られたバイメタル・プロモ
ーター含有収着剤の少なくとも一部を脱硫帯に戻すことを含む、分解ガソリンの
脱硫方法を提供する。
を有する(boiling)炭化水素の混合物又はそれらの任意のフラクションを意味す
るように意図される。このような炭化水素は、例えば、ナフサ、直留ナフサ、コ
ーカー・ナフサ、触媒ガソリン、ビスブレーカー・ナフサ、アルキレート、イソ
メレート(isomerate)又はリホーメート(reformate)のような、製油所における炭
化水素流を包含する。
分子に分解する熱プロセス又は触媒プロセスのいずれかからの生成物である、約
100゜F〜約400゜Fの沸点を有する炭化水素の混合物又はそれらの任意のフ
ラクションを意味するように意図される。熱プロセスの例はコーキング、熱分解
及びビスブレーキングを包含する。流体触媒分解と重油分解とは触媒分解の例で
ある。場合によっては、分解ガソリンを本発明の実施にフィード(feed)として用
いる場合に、脱硫の前に分解ガソリンを分留及び/又は水素化処理することがで
きる。
ェンの中でも特に、ベンゾチオフェン、アルキルチオフェン、アルキルベンゾチ
オフェン及びアルキルジベンゾチオフェンを包含する分解ガソリン中に通常存在
するチオフェン化合物並びに、本発明による加工を考慮した種類のジーゼル燃料
中に通常存在する、より重い分子量のチオフェン化合物のような有機硫黄化合物
を意味するように意図される。
ル燃料が主として蒸気相にあるような状態を意味するように意図される。
ター原子価”なる用語は、組成物の金属成分の原子価の大部分が3以下の値、好
ましくは0(ゼロ)、に還元されていることを意味するように意図される。
属、金属酸化物又は金属酸化物前駆物質に由来するプロモーター複合体であって
、該金属がコバルト、ニッケル、鉄、マンガン、亜鉛、銅、モリブデン、銀、ス
ズ、バナジウム及びアンチモンから成る群から選択され、該バイメタル・プロモ
ーター複合体が実質的に還元された原子価状態であり、このようなプロモーター
が分解ガソリンから硫黄の除去を可能にするための有効量で存在する前記プロモ
ーター複合体を意味するように意図される。
、脱硫前の分解ガソリン流のオレフィン含量に比べた、脱硫後の分解ガソリン中
に保留されるオレフィン量を意味するように意図される。
までのサイズの担体粒子を意味するように意図される。
ロモーターの分散系をそれと結合して有する担体を含む。担体物質は任意の適当
な無機及び有機キャリヤーと組み合わせた酸化亜鉛から構成される。適当な無機
キャリヤーの例は、シリカ、シリカゲル、アルミナ、例えばアタパルガス(attap
ulgus)粘土、チャイナ粘土、珪藻土、カオリン及び多孔性珪藻土(kiesel guhl)
のような粘土、ケイ酸アルミニウム、シリカ−アルミナ、チタニア、ジルコニア
、アルミン酸亜鉛、チタン酸亜鉛、ケイ酸亜鉛、アルミン酸カルシウム、ケイ酸
カルシウム、ケイ酸マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、チタン酸マグネシ
ウム、合成ゼオライト及び天然ゼオライトを包含する。有機キャリヤーの例は、
活性炭、コークス又は木炭及び炭素含有モレキュラーシーブを包含する。
から構成される。
たプロモーター系の元素状金属、金属酸化物若しくは金属含有化合物を含有する
水溶液若しくは有機溶液のいずれかを、乾燥した及びか焼済み担体粒状物に含浸
させることによって、加えることができる。
を約150゜F〜約350゜Fの温度において約1〜約24時間の期間にわたって
乾燥させ、約400゜F〜約1500゜F、好ましくは約800゜F〜約1300゜
Fの温度において0.5〜約12時間、好ましくは約1〜約5時間の期間にわた
って空気中で最終的にか焼する。
属の比率が約20:1から約1:20までの範囲内であるように、適当な金属、
金属酸化物又は金属酸化物前駆物質を選択すべきである。
、シリカ及びアルミナから成る粒状担体上のニッケルとコバルトとの混合物であ
る。
他の現在好ましい実施態様では、この2成分の金属の比率は約1:1の範囲内で
ある。
明細書に述べる製造の条件下で酸化亜鉛に転化しうる1種類以上の亜鉛化合物の
形態でもよい。このような亜鉛化合物の例は、非限定的に、硫化亜鉛、硫酸亜鉛
、水酸化亜鉛、炭酸亜鉛、酢酸亜鉛及び硝酸亜鉛を包含する。酸化亜鉛は粉状酸
化亜鉛の形態であることが好ましい。
上のケイ素含有化合物の形態でもよい。本発明の収着剤組成物には、任意の適当
な種類のシリカを用いることができる。適当な種類のシリカの例は、珪藻土、シ
リカライト(silicalite)、シリカコロイド、炎熱加水分解シリカ(flame-hydroly
zed silica)、加水分解シリカ(hydrolyzed silica)、シリカゲル及び沈降シリカ
を包含し、珪藻土が現在好ましい。さらに、例えば、ケイ酸、ケイ酸ナトリウム
及びケイ酸アンモニウムのような、シリカに転化しうるケイ素化合物も用いるこ
とができる。シリカが珪藻土の形態であることが好ましい。
任意の適当な、商業的に入手可能なアルミナ物質であることができ、一般的には
、アルミナ水和物の脱水によって製造されるようなアルミナでありうる。
量で、好ましくは約15〜約60重量%の範囲内の量で存在し、この場合にこの
ような重量%は収着剤組成物の総重量を基準にした酸化亜鉛として表現される。
、好ましくは約20重量%〜約60重量%の範囲内の量で存在し、この場合にこ
のような重量%は収着剤組成物の総重量を基準にしたシリカとして表現される。
くは約5.0重量%〜約15重量%の範囲内の量で存在し、この場合にこのよう
な重量%は収着剤系の総重量に比較したアルミナの重量として表現される。
な成分を適当な割合で、成分の密接な混合を生じて、実質的に均質な混合物を形
成するような任意の適当な方法によって一緒に組み合わせる。
を得ることができる。このような手段は、特に、タンブラー、固定シェル若しく
はトラフ、回分式若しくは連続式であるMullerミキサー、衝撃ミキサー等
を包含する。シリカ、アルミナ及び酸化亜鉛成分の混合にMullerミキサー
を用いることが現在好ましい。
得られた混合物は湿潤ミックス、ドウ、ペースト又はスラリーの形態でありうる
。得られたミックスが湿潤ミックスの形態である場合には、この湿潤ミックスを
濃密化して、その後に、同ミックスの乾燥及びか焼に続いて、濃密化ミックスの
顆粒化によって粒状化することができる。酸化亜鉛、シリカ及びアルミナの混合
がドウ状態又はペースト状態のいずれかである混合物の形態を生じる場合には、
ミックスを成形して、粒状の顆粒、押出物、錠剤、球、ペレット又は微小球を形
成することができる。1/32インチ〜1/2インチの直径と任意の適当な長さ
を有する円筒形押出物が現在好ましい。得られた粒状物を次に乾燥させ、その後
か焼する。ミックスがスラリーの形態である場合には、同ミックスの粒状化は、
スラリーを噴霧乾燥して、約20〜約500ミクロンのサイズを有するその微小
球を形成することによって、達成されうる。このような微小球に対して次に乾燥
及びか焼を行なう。粒状化混合物の乾燥及びか焼後に、得られた粒状物に、元素
状金属、金属酸化物又は金属酸化物前駆化合物を含有する、水性又は有機のいず
れかの溶液の形態の選択されたバイメタル・プロモーター成分を含浸させること
ができる。望ましい場合には、湿潤ミックス、ドウ、ペースト又はスラリーの形
態でありうる成形可能な混合物に、バイメタル・プロモーター成分を混入して、
次に混合物を成形して、粒状の顆粒、押出物、錠剤、球、ペレット又は微小球を
形成することができる。
24時間の範囲内の時間行なわれる。
1300°F、の範囲内の温度において約1〜約24時間の範囲内の時間行なわ
れる。
される、選択された金属の溶液を用いて達成されうる。このような含浸は、担体
に第2金属成分を添加する前に粒状担体が乾燥される又は乾燥され、か焼される
ように、別の工程で行なうことができる。
浸済み粒状物に対して次に上記条件下で乾燥及びか焼を行なってから、か焼済み
粒状物に対して還元剤、好ましくは水素による還元を行なう。
有機のいずれかの溶液を粒状混合物に含浸させることによって、選択されたバイ
メタル・プロモーターの元素状金属、金属酸化物又は金属含有化合物を粒状混合
物に加えることができる。
イメタル組成物が還元時に、生成する分解ガソリン生成物中のオレフィン保留を
増強しながらバイメタル組成物に接触したときの分解ガソリン流からの硫黄の除
去を可能にするために充分なバイメタル・プロモーター含量を含有するような、
粒状担体の含浸を可能にするような量である。
留増強を達成する実質的な還元原子価金属を有する組成物を製造するために、バ
イメタル・プロモーターが粒状担体中にひと度混入されたならば、得られた組成
物を乾燥させ、続いてか焼し、その後に得られたか焼済み組成物を適当な還元剤
、好ましくは水素によって還元することによって、金属の所望の還元原子価が得
られる。
うな有機硫黄化合物と反応する能力、及び/又はこのような有機硫黄化合物を化
学収着する能力を有する。収着剤が分解ガソリンからジオレフィンと他のガム形
成化合物とを除去することも好ましい。
有用である収着剤組成物が(a)酸化亜鉛、シリカ及びアルミナを混合して、湿
潤ミックス、ドウ、ペースト又はスラリーのいずれか1つの形態でのこれらのミ
ックスを形成する工程と;(b)得られたミックスを粒状化して、顆粒、押出物
、錠剤、ペレット、球又は微小球のいずれか1つの形態でのその粒状物を形成す
る工程と;(c)得られた粒状物を乾燥させる工程と;(d)乾燥した粒状物を
か焼する工程と;(e)得られたか焼済み粒状物にバイメタル・プロモーターを
含浸させる工程と;(f)含浸済み粒状物を乾燥させる工程と;(g)得られた
乾燥した粒状物をか焼する工程と;(h)その中に実質的に還元されたバイメタ
ル・プロモーター含量を有し、還元原子価バイメタル・プロモーター含量が、得
られた実質的還元原子価バイメタル・プロモーター含有粒状組成物と接触したと
きに分解ガソリン流から硫黄の同バイメタル・プロモーターによる除去を可能に
するために充分な量で存在する粒状組成物を製造するために、(g)のか焼済み
粒状生成物を適当な還元剤によって還元する工程とを含む方法によって製造され
うることを理解することができる。
なく、個別に担体に加えることができる。 さらに、バイメタル・プロモーターの各成分を加えた後に、含浸済み担体を乾
燥させ、か焼することができる。
体に加えることができ、この場合には、得られた組成物をその後に乾燥させ、か
焼することができる。
得るために分解ガソリンを脱硫する方法は、(a)脱硫帯において固体の還元原
子価バイメタル・プロモーター含有収着剤によって分解ガソリンを脱硫する工程
と;(b)脱硫済み分解ガソリンを生成する硫化固体収着剤から分離する工程と
;(c)硫化固体収着剤の少なくとも一部を再生して、再生された脱硫済み固体
収着剤を得る工程と;(d)再生済み固体収着剤の少なくとも一部を還元して、
固体の還元原子価バイメタル・プロモーター含有収着剤を得る工程と;その後に
(e)再生済み固体還元原子価バイメタル・プロモーター含有収着剤の少なくと
も一部を脱流帯に戻す工程とを含む。
流を包含する条件セット下で行なわれる。これらの条件は、固体還元ニッケル含
有収着剤が分解ガソリン又はジーゼル燃料を脱硫して、脱硫済み分解ガソリン又
は脱硫済みジーゼル燃料と、硫化収着剤とを生成することができるような条件で
ある。
態であることが好ましい。しかし、本発明の実施において、フィードが全体的に
蒸気状態又は気体状態であることは、好ましいが、絶対に必要というわけではな
い。
圧が約50psia〜約500psiaの範囲内であることが現在好ましい。
あるべきである。このような温度は約100゜F〜約1000゜Fの範囲内であり
うるが、分解ガソリンとして処理する場合に、温度が約400゜F〜約800゜F
の範囲内であることが現在好ましい。
ド当りの炭化水素フィードのポンド数として定義される。本発明の実施において
、このようなWHSVは約0.5〜約50、好ましくは約1〜約20hr-1の範
囲内であるべきである。
って処理されつつある流体中のオレフィン及び芳香族化合物の如何なる可能な化
学収着又は反応をも防止する作用物質(agent)を用いることが現在好ましい。こ
のような作用物質は水素であることが現在好ましい。
1〜約10の範囲内、好ましくは約0.2〜約3.0の範囲内であるような水素
流である。
ることができる任意の帯でありうる。適当な脱硫帯の例は、固定床リアクター、
移動床リアクター、流動床リアクター及びトランスポート・リアクターである。
現在、流動床リアクター又は固定床リアクターが好ましい。
及び窒素のような希釈剤を用いることができる。したがって、本発明の方法の実
施のために、分解ガソリン又はジーゼル燃料の所望の脱硫の達成に高純度水素を
用いることは絶対的に必要というわけではない。
還元バイメタル・プロモーター含有収着剤を用いることが現在好ましい。好まし
くは、このような収着剤は約40〜約500μmの粒度を有するべきである。本
発明の脱硫方法の実施のために固定系を用いる場合には、収着剤は約1/32イ
ンチ〜約1/2インチ直径の範囲内の粒度を有するような収着剤であるべきであ
る。
元金属含有収着剤を用いることが現在好ましい。
体を分離することができる、当該技術分野で知られた任意の手段によって達成さ
れうる。このような手段の例は、サイクロン・デバイス、沈降室又は、固体と気
体とを分離するための他のインピンジメント・デバイス(impingement device:
衝突デバイス)である。次に、脱硫済み気体分解ガソリン又は脱硫済みジーゼル
燃料を回収して、好ましくは液化することができる。
物並びにパラフィン及びナフテンを含有する組成物である。
にして約10〜35重量%の範囲内である。
基準にして約20〜約40重量%の範囲内である。
する前に、気体分解ガソリンの約100重量ppm硫黄〜気体分解ガソリンの約
10,000重量ppm硫黄の範囲でありうる。
収着剤の使用によって分解ガソリン中のオレフィン保留の増強が達成されるが、
収着剤はジーゼル燃料を脱硫するためにも用いることができる、このようなジー
ゼル燃料はオレフィン含量を有さないが、これらは10〜90重量%の芳香族炭
化水素を含有し、同時に100ppm〜約50,000ppmの硫黄含量を有す
る。
ガソリン又はジーゼル燃料中の硫黄含量は、100ppm未満である。
素の一部を、好ましくは全てを取り出すために役立つストリッパー・ユニットを
硫化された収着剤の再生のための再生器の前に、又は収着剤活性化帯に再生済み
収着剤を導入する前に系から酸素及び二酸化硫黄を除去するために、水素還元帯
の前に挿入することができる。ストリッピングは、総圧、温度及びストリッピン
グ剤分圧を包含する条件セットを含む。
psiaの範囲内である。 このようなストリッパーの温度は約100゜F〜約1000゜Fの範囲内であり
うる。 ストリッピング剤は、硫化された固体収着剤から炭化水素を取り出すために役
立つ組成物である。現在、好ましいストリッピング剤は窒素である。
セットを用いる。 再生帯における総圧は一般には約10〜約1500psiaの範囲内である。
現在好ましいのは、約25psia〜約500psiaの範囲内の総圧である。
せ、並びに存在しうる残留炭化水素堆積物(deposits)を焼き去るために役立つ組
成物である。現在、例えば空気のような酸素含有ガスが好ましい硫黄除去剤であ
る。
F〜約1200゜Fの範囲内の温度が現在好ましい。 再生帯は、硫化された収着剤の脱硫又は再生が行なわれうる任意の容器である
ことができる。
メタル・プロモーター含量の少なくとも一部が還元されるように還元して、分解
ガソリン流又はジーゼル燃料流からの硫黄成分の除去を可能にする量の還元金属
をその中に有する固体還元金属含有収着剤を生成する。
有収着剤の還元は約100゜F〜約1500゜Fの範囲内の温度及び約15psi
a〜1500psiaの範囲内の圧力において行なわれる。このような還元は、
収着剤系中の所望のレベルの金属還元を達成するために充分な時間行なわれる。
このような還元は一般に約0.01〜約20時間の期間で達成されうる。
少なくとも一部を脱硫ユニットに戻すことができる。 本発明の方法を固定床系において実施する場合に、脱硫、再生、ストリッピン
グ及び活性化の工程は単一帯又は単一容器で達成される。
リン製品を得るためのガソリン・ブレンドの処方(formulation)に用いることが
できる。
望ましい商業的消費に用いることができる。
ように意図される。これらの実施例は本発明を如何なる意味でも限定するとは意
図されない。
ullerにおいて15分間乾式混合して、第1混合物を生成することによって
、固体還元ニッケル金属収着剤(収着剤A、30%ニッケル含有)を製造した。
なおも混合しながら、6.38ポンドのDisperalアルミナ(Conde
a)と、22.5ポンドの脱イオン水と、316gの氷酢酸とを含有する溶液を
混合Mullerに加えて、第2混合物を生成した。これらの成分を加えた後に
、混合をさらに30分間続けた。この第2混合物を次に300゜Fにおいて1時
間乾燥させてから、1175゜Fにおいて1時間か焼して、第3混合物を形成し
た。この第3混合物を次に、50メッシュスクリーンを装備したStokes
Pennwaltグラニュレーターを用いた造粒によって粒状化した。得られた
粒状混合物に次に、454gの粒状第3混合物当り44gの脱イオン水中に溶解
した336.9gの硝酸ニッケル六水和物を含浸させて、含浸済み粒状物を製造
した。含浸済み混合物を300゜Fにおいて1時間乾燥させてから、1175゜F
において1時間か焼して、固体粒状酸化ニッケル含有組成物を形成した。454
gの第1ニッケル含浸済み収着剤に対して、44gの脱イオン水中に溶解した3
36.9gの硝酸ニッケル六水和物による第2含浸を行なった。第2含浸後に、
含浸済み粒状物をもう一度300゜Fにおいて1時間乾燥させてから、1175゜
Fにおいて1時間か焼した。
圧及び15psiの水素分圧に0.5時間さらすことによって、これを還元して
、収着剤組成物のニッケル成分が実質的に0原子価に還元されている固体還元ニ
ッケル収着剤を製造した。
カ、アルミナ及びニッケル化合物を含む粒状固体か焼済み組成物の還元は、実施
例IVに述べるようにリアクターにおいて行なわれる。
ullerにおいて15分間乾式混合して、第1混合物を生成することによって
、固体還元コバルト金属収着剤(収着剤B、30%コバルト含有)を製造した。
なおも混合しながら、6.38ポンドのDisperalアルミナ(Conde
a)と、22.5ポンドの脱イオン水と、316gの氷酢酸とを含有する溶液を
混合Mullerに加えて、第2混合物を生成した。これらの成分を加えた後に
、混合をさらに30分間続けた。この第2混合物を次に300゜Fにおいて16
時間乾燥させてから、1175゜Fにおいて1時間か焼して、第3混合物を形成
した。この第3混合物を次に、50メッシュスクリーンを装備したStokes
Pennwaltグラニュレーターを用いた造粒によって粒状化した。200
gの得られた粒状ミックスに次に、43gの熱(200゜F)脱イオン水中に溶
解した148gの硝酸コバルト六水和物を含浸させて、粒状含浸済みミックスを
製造した。含浸済み粒状物を300゜Fにおいて1時間乾燥させてから、117
5゜Fにおいて1時間か焼した。100gのか焼済み粒状物に8gの熱脱イオン
水中に溶解した74gの硝酸コバルト六水和物の溶液を含浸させて、含浸済み粒
状生成物を製造し、これを次に300゜Fにおいて1時間乾燥させてから、11
75゜Fにおいて1時間か焼して、固体酸化コバルト収着剤を形成した。
15psiの水素分圧に60分間さらすことによって、これを還元して、収着剤
のコバルト成分が実質的に0原子価に還元されている固体還元コバルト収着剤を
製造した。
混合して、第1混合物を生成することによって、固体還元バイメタルニッケル−
コバルト収着剤(収着剤C、各15%のニッケルとコバルト含有)を製造した。
なおも混合しながら、6.38ポンドのDisperalアルミナ(Conde
a)と、22.5ポンドの脱イオン水と、316gの氷酢酸とを含有する溶液を
混合Mullerに加えて、第2混合物を生成した。これらの成分を加えた後に
、混合をさらに30分間続けた。この第2混合物を次に300゜Fにおいて16
時間乾燥させてから、1175゜Fにおいて1時間か焼して、第3混合物を形成
した。この第3混合物を次に、50メッシュスクリーンを装備したStokes
Pennwaltグラニュレーターを用いた造粒によって粒状化した。200
gの得られた粒状ミックスに次に、43gの熱(200゜F)脱イオン水中に溶
解した148gの硝酸コバルト六水和物を含浸させて、粒状含浸済みミックスを
製造した。含浸済み粒状物を300゜Fにおいて1時間乾燥させてから、117
5゜Fにおいて1時間か焼した。100gのコバルト含浸済み乾燥か焼済み粒状
物に6.4gの熱脱イオン水中に溶解した74.3gの硝酸ニッケル六水和物の
溶液を含浸させて、含浸済み粒状生成物を製造し、これを次に300゜Fにおい
て1時間乾燥させてから、1175゜Fにおいて1時間か焼して、固体コバルト
−ニッケル酸化物収着剤を形成した。
aの総圧及び15psiの水素分圧に60分間さらすことによって、これを還元
して、収着剤のコバルト−ニッケル成分が実質的に0原子価に還元されている固
体還元コバルト−ニッケル収着剤を製造した。
亜鉛、シリカ、アルミナ コバルト及びニッケル化合物を含む粒状固体か焼済み
組成物の還元は、実施例IVに述べるようにリアクターにおいて行なった。
能力に関して次のように試験した。
を装填した。固体金属収着剤をリアクターの中央のフリット上に載せて、これに
対して、実施例I〜IIIに述べたような水素による還元を行なった。気体分解
ガソリンの重量を基準にして約345重量ppm硫黄の硫黄含有化合物を有し、
気体分解ガソリン中の硫黄含有化合物の重量を基準にして約95重量%のチオフ
ェン化合物(例えば、アルキルベンゾチオフェン、アルキルチオフェン、ベンゾ
チオフェン及びチオフェン)を有する気体分解ガソリンをリアクターに通して上
方に進めた。速度は13.4ml/時であった。これは硫化された固体収着剤と
脱硫済み気体分解ガソリンとを生じた。
示した条件下で、気体硫黄含量を345ppmから約5ppm未満にまで除去す
ることに有効であった。しかし、硫黄を除去するために収着剤A及び収着剤Bを
用いた場合には、この脱硫条件下で、オレフィン含量のかなりの損失が認められ
た、即ち、ガソリンのオレフィン含量はフィード中の22.0重量%から生成物
中の11.0重量%及び14.0重量%まで減少した。
れた収着剤Cを、900゜Fの温度、15psiaの総圧及び0.6〜3.1p
siの酸素分圧を包含する脱硫条件に1〜2時間さらした。このような条件を本
明細書の以下では脱硫済みバイメタル収着剤を生成するための“再生条件”と呼
ぶ。この収着剤を次に、700゜Fの温度、15psiaの総圧及び15psi
の水素分圧を包含する還元条件に1.25時間の期間にわたってさらした。この
ような条件を本明細書の以下では“還元条件”と呼ぶ。
いた。各15重量%のコバルトとニッケルとの組み合わせを含有する本発明の収
着剤Cを試験したときに345ppmから約5ppm以下までの硫黄含量の減少
がもう一度生じ、それぞれ、ニッケル又はコバルトのみを含有する収着剤A又は
収着剤Bのいずれに比べてもオレフィン保留が劇的に改良されることが予想外に
発見された。収着剤A(30重量%ニッケル)と収着剤B(30重量%コバルト
)の場合には処理済み流れのオレフィン含量はそれぞれ11重量%と14重量%
に減少したのに対して、この2種類の金属の組み合わせの予想外の相乗効果がフ
ィード中の22.0重量%に比べて18.3重量%のオレフィン保留を生ずるこ
とは明らかである。 試験結果は表Iに示す。
着剤組成物(収着剤D)を次のように製造した:
を混合Muller中で混合した。なおも混合しながら、次に454gの乾燥酸
化亜鉛粉末を上記混合物に加えて、さらに30分間混合して、押出成形可能な(e
xtrudable)ペーストを形成した。このペーストを、1/16インチ孔を含有する
ダイを用いる実験室用1インチBonnot押出機に通して押し出した。湿った
押出物を300゜Fにおいて1時間乾燥させ、1175゜Fにおいて1時間か焼し
た。500gの乾燥押出物に次に、36.5mlの脱イオン水中に溶解した37
1.4gの硝酸ニッケル六水和物の溶液を含浸させた。ニッケル含浸物(nickel
impregnates)を300゜Fにおいて1時間乾燥させ、次に1175゜Fにおいて1
時間か焼した。100gの第1ニッケル含浸済み収着剤に対して、27gの脱イ
オン水中に溶解した19.0gの硝酸銅三水和物による第2含浸を行なった。第
2含浸後に、含浸済み押出物をもう一度300゜Fにおいて1時間乾燥させ、次
に932゜Fにおいて1時間か焼した。
て、次に、これをリアクターにおいて700゜Fの温度、15psiaの総圧及
び15psiaの水素分圧に2時間さらすことによって還元して、収着剤のバイ
メタル・プロモーター成分が実質的に還元されている固体還元バイメタル・プロ
モーター収着剤を製造した。
IVに述べたように、その脱硫能力に関して試験した。表IIに示す試験結果は
、ガソリン硫黄を345ppmから約5ppm未満にまで除去することにおける
バイメタル・プロモーター、収着剤Dの有効性を明らかに実証する。バイメタル
ニッケル−銅収着剤が、ニッケルのみの収着剤(11.0重量%)に比べてオレ
フィン含量の改良された保留(15.8重量%)をもたらすことが予想外に発見
された。ガソリンフィードは22.0重量%オレフィンを含有した。 試験結果は表IIに示す。
開示したもの以上に種々な変化がおそらく当業者に浮かぶと思われるが、このよ
うな変化は、特許請求項の要旨及び範囲に入る限り、本発明の一部を形成すると
理解するべきである。
Claims (24)
- 【請求項1】 (a)バイメタル・プロモーターと、(b)粒状担体とから
成る、分解ガソリンからの硫黄の除去に適した収着剤組成物であって、前記バイ
メタル・プロモーターが実質的に還元された原子価状態で存在し、かつ脱硫条件
下で分解ガソリン流と接触したときに同分解ガソリン流から硫黄の除去を生じる
量で存在する前記収着剤組成物。 - 【請求項2】 前記バイメタル・プロモーターがニッケル、コバルト、鉄、
マンガン、銅、亜鉛、モリブデン、タングステン、銀、スズ、アンチモン又はバ
ナジウムである、任意の2種類以上の金属から形成される、請求項1記載の収着
剤組成物。 - 【請求項3】 前記バイメタル・プロモーターの金属の比率が約20:1か
ら約1:20までの範囲内である、請求項2記載の収着剤組成物。 - 【請求項4】 前記バイメタル・プロモーターがニッケルとコバルトとから
構成される、請求項3記載の収着剤組成物。 - 【請求項5】 ニッケル対コバルトの比率が約1:1である、請求項4記載
の収着剤組成物。 - 【請求項6】 前記ニッケルと前記コバルトとが収着剤組成物の総重量を基
準にして約5〜約40重量%の範囲内の量で存在する、請求項5記載の収着剤組
成物。 - 【請求項7】 前記バイメタル・プロモーターがニッケルと銅とから構成さ
れる、請求項3記載の収着剤組成物。 - 【請求項8】 ニッケル対銅の比率が約3:1である、請求項7記載の収着
剤組成物。 - 【請求項9】 前記粒状担体が酸化亜鉛と無機又は有機キャリヤーとから構
成される、請求項1記載の収着剤組成物。 - 【請求項10】 前記粒状担体が酸化亜鉛とシリカとアルミナとから構成さ
れる、請求項9記載の収着剤組成物。 - 【請求項11】 前記酸化亜鉛が約10〜約90重量%の範囲内の量で存在
し、前記シリカが約5〜約85重量%の範囲内の量で存在し、前記アルミナが約
5〜約30重量%の範囲内の量で存在する、請求項10記載の収着剤組成物。 - 【請求項12】 前記組成物が顆粒、押出物、錠剤、球、ペレット又は微小
球のいずれかの形態の粒状物である、請求項1記載の収着剤組成物。 - 【請求項13】 (a)粒状担体にバイメタル・プロモーターを含浸させる
工程と;(b)工程(a)の含浸済み粒状物を乾燥させる工程と;(c)工程(
b)の乾燥粒状物をか焼する工程と;(d)工程(c)の得られたか焼済み粒状
物を適当な条件下で適当な還元剤によって還元して、粒状組成物を製造する工程
とを含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の収着剤組成物の製造方法。 - 【請求項14】 前記粒状物を約65.5℃〜約177℃(約150゜F〜
約350゜F)の範囲内の温度において乾燥させる、請求項13記載の方法。 - 【請求項15】 前記粒状物を約204℃〜約815.5℃(約400゜F
〜約1500゜F)の範囲内の温度においてか焼する、請求項13記載の方法。 - 【請求項16】 (a)バイメタル・プロモーターを非粒状化担体組成物中
に混入する工程と;(b)得られたバイメタル・プロモーター−担体組成物を粒
状化する工程と;(c)バイメタル・プロモーター含有粒状物を乾燥させる工程
と;(d)工程(c)の乾燥バイメタル・プロモーター含有粒状物をか焼する工
程と;その後、(e)工程(d)の得られたか焼済み粒状物を適当な条件下で適
当な還元剤によって還元して、粒状物を生成する工程とを含む、請求項1〜12
のいずれか1項に記載の収着剤組成物の製造方法。 - 【請求項17】 分解ガソリン流又はジーゼル燃料流から硫黄を除去する方
法であって、(a)前記流を請求項1〜12のいずれか1項に記載の収着剤組成
物と接触させ、分解ガソリンの脱硫された流体流と硫化された収着剤とが形成さ
れるような条件下で、前記バイメタル・プロモーターの前記金属が前記流中のオ
レフィン保留(retention)を増強する工程と;(b)得られた脱硫済み流体流を
前記硫化収着剤から分離する工程と;(c)分離された硫化収着剤の少なくとも
一部を再生帯において、その上に吸収された硫黄の少なくとも一部を除去するよ
うに再生する工程と;(d)得られた脱硫済み収着剤を、分解ガソリン流と接触
したときに同分解ガソリン流から硫黄の除去を生じる還元原子価バイメタル・プ
ロモーターを収着剤中に形成するように、活性化帯において還元する工程と;(
e)得られた脱硫済み還元バイメタル・プロモーター含有収着剤の少なくとも一
部を前記脱硫帯に戻す工程とを含む前記方法。 - 【請求項18】 前記流が分解ガソリンである、請求項17記載の方法。
- 【請求項19】 前記脱硫が、約37.7℃〜約538℃(約100゜F〜
約1000゜F)の範囲内の温度及び約0.10〜約10.34MPa(約15
〜1500psia)の範囲内の圧力において、前記流からの硫黄の除去を生ず
るために充分な時間行なわれる、請求項17記載の方法。 - 【請求項20】 前記再生が、約37.7℃〜約815.5℃(約100゜
F〜約1500゜F)の範囲内の温度及び約0.7〜約10.34MPa(約1
0〜約1500psia)の範囲内の圧力において硫化収着剤から硫黄の少なく
とも一部の除去を生じるほど充分な時間行なわれる、請求項17記載の方法。 - 【請求項21】 前記再生帯において再生剤として空気が用いられる、請求
項20記載の方法。 - 【請求項22】 約37.7℃〜約815.5℃(約100゜F〜約150
0゜F)の範囲内の温度及び約0.10〜約10.34MPa(約15〜150
0psia)の範囲内の圧力に、前記収着剤のバイメタル・プロモーターの金属
含量の原子価の実質的な還元を生じるほど充分な時間維持される活性化帯におい
て、前記再生済み収着剤が水素による還元を受ける、請求項20記載の方法。 - 【請求項23】 前記分離された硫化収着剤を前記再生帯に導入する前にス
トリップする、請求項22記載の方法。 - 【請求項24】 再生済み収着剤を前記活性化帯に導入する前にストリップ
する、請求項22記載の方法。
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