JP2863920B2 - 炭化水素油の接触転化方法 - Google Patents

炭化水素油の接触転化方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭化水素油を水素の存在下に高められた温度
および圧力で触媒と接触させることによる該油の接触転
化方法に関する。
炭化水素油を価値あるより軽質の生成物に接触転化す
る方法において、そして特に炭化水素油の品位向上にお
いて、使用される供給原料は通常、その中に存在する金
属および/または硫黄の量を実質的に低下させるための
1つまたはそれ以上の前処理にかけられる。金属および
硫黄は転化プロセスにおいて使用される触媒の寿命に有
害な影響を及ぼすことはよく知られている。
脱金属プロセスにシリカのような多孔質担体上のニッ
ケルおよび/またはバナジンからなる触媒を使用するこ
とはよく確立されている。これについてはオランダ特許
第7309387号明細書が言及される。
米国特許第4102779号明細書から、金属含量の高い炭
化水素重質残油はMB族および/またはVIII族触媒を使用
して脱金属しうることが知られている。得られる生成物
はクラツキングプロセスの供給原料として使用する前に
適当な触媒を使用して脱硫処理にかけなければならな
い。
また欧州特許第159097号明細書から、専らモリブデン
をシリカ100重量部当り2重量部より多い量含有する触
媒が、比較的高いC5アスフアルテン含量および350ppmw
より少ない金属含量(Ni+V)を有する重質炭化水素油
の脱金属、特に少なくとも一部が、常圧残油の減圧蒸留
の蒸留残油として得られた供給原料の脱金属に有利に使
用されうることが知られている。このように脱金属され
た油の少なくとも一部を更に接触転化プロセスにかける
ことができる。
上記の水素化脱金属触媒は、どちらかというと小量の
ニツケルを含有するバナジンに富む供給原料の脱金属の
ために作られそして一般にそのために利用されている。
しかし、ニツケルに富む供給原料は慣用の脱金属触媒
では、それらの高いニツケル含量のために満足に脱金属
されず、得られる生成物は更に触媒プロセスにかけるに
適当な供給原料として適格でない。
従つて、充分な脱金属活性を充分な安定性(長寿命)
と共に発揮する触媒に基くニツケルに富む炭化水素残油
の接触転化法を開発することは重要であろう。
ここに意外にも、どちらかというと高い水素分圧で操
作される或触媒を使用した場合にニツケルに富む炭化水
素油が満足に脱金属されうることが見出された。
斯して本発明は、70容量%より多くが360℃より上で
沸騰しそして2.5重量%より多いC5−アスフアルテン含
量を有する金属含有炭化水素油を水素の存在下に高めら
れた温度および圧力で担持されたモリブデン含有触媒と
接触させる該炭化水素油の水素化転化方法であつて、実
質的な量のニツケルを含有する炭化水素油を、少なくと
も80バールの圧力で、30−80nmの範囲の平均細孔径を有
する担持されたモリブデン含有触媒を使用して転化する
前記方法に関する。
本発明による水素転化方法は実質的な量のニツケルを
含有する炭化水素残油、即ち少なくとも40ppmのニツケ
ルを含有する供給原料に適用される。該供給原料はバナ
ジンをも含有しうる。本発明による方法は適当には少な
くとも1のNi/V比を有する供給原料を使用して実施され
る。好ましい供給原料はNi/V比が多くとも20、特に2−
10の範囲の炭化水素油である。
好ましくは、40容量%より多くが520℃より上で沸騰
する炭化水素残油が出発物質として使用される。好まし
い供給原料は少なくとも一部が常圧残油の減圧蒸留の蒸
留残油として得られたものである。出発物質として使用
される炭化水素残油のC5−アスフアルテン含量は好まし
くは10重量%より多く、特に15ないし25重量%である。
本発明による方法に使用しうる触媒は、水素化活性を
有する金属としてモリブデンを、好ましくはシリカ100
重量部当り0.5重量部より多い量で、含有しそして30な
いし80nmの平均細孔径を有する。好ましくは、モリブデ
ンの量はシリカ100重量部当り15重量部より多くない。
シリカ100重量部当り2.0ないし12.0特に4ないし8重量
部の量のモリブデンを使用して優れた結果が得られてい
る。
場合により、モリブデンに加えて更にニツケル、コバ
ルト、バナジンおよびタングステンのような金属または
金属化合物を含む触媒を使用することができ、一方燐ま
たは燐化合物が存在してもよい。
モリブデンは担体上に金属の形でまたは酸化物または
硫化物の形で存在してもよく、そして上記他の金属も同
様でありうる。
本方法で使用される触媒の製造は好ましくは、多孔質
担体を1種またはそれ以上のモリブデン化合物を含む水
溶液で含浸し次にこのようにして得られる組成物を乾燥
して燬焼することにより実施される。多孔質担体(例え
ばシリカ)を主に担体の細孔容積に相当する容量の含浸
液と接触させ、次に得られる組成物を乾燥および燬焼す
る“乾式”含浸技術により適当な触媒を製造するのが特
に好ましい。
本発明による方法で使用される触媒の担体として適当
に使用しうるシリカ粒子はシリカゲルを噴霧乾燥し次に
噴霧乾燥されたミクロ粒子を押出してより大きな粒子と
することにより製造しうる。既知のオイルドロップ法に
より得られるほぼ球形のシリカ粒子も有利に使用しう
る。後者の方法ではシリカヒドロゾルを形成させ、この
ヒドロゾルをゲル化剤と組合せ、そしてこの混合物を油
中に滴として、それらが球形ヒドロゲル粒子に固化する
まで分散させ、次に該粒子を分離、洗滌、乾燥および燬
焼する。本触媒または触媒担体は就中押出または打錠に
より形成させうる。これらの賦形技術のほかに、特に既
知の団塊化技術が本触媒または触媒担体の非常に魅力的
な賦形法である。この方法により、精々0.1mmの直径を
有する触媒粒子は造粒液により少なくとも1mmの直径の
粒子に疑集される。
本発明による方法で使用される触媒は通常0.5ないし5
mm、特に0.5ないし2.5mmの平均粒子径を有する。適用さ
れる触媒粒子の平均細孔直径は30ないし80nm、好ましく
は35ないし50nmの範囲である。このような触媒は“広細
孔”触媒と云われる。
触媒の完全な細孔直径分布は、1−2000バールの水銀
圧力を使用する水銀侵透法(リッターおよびドレーク
(H.L.Ritter,L.C.Drake)によりインダストリアル・ア
ンド・エンジニアリング・ケミストリー、アナリテイカ
ル・エデイシヨン(Industrial and Engineering Chemi
stry,Analytical Edition)、17,787(1945年)に記載
されている)と組合せた窒素吸着/脱着法(バロウおよ
びドウーレン(E.V.Ballou,O.K.Doolen)によりアナリ
テイカル・ケミストリー(Analytical Chemistry),3
2,532(1960年)に記載されている)により測定しう
る。7.5nmおよびそれ以下の細孔直径範囲における触媒
の細孔直径分布は窒素等温脱着式(円筒状細孔と仮定し
て)を参照してブレクホフおよびベア(J.C.P.Broekhof
f,J.H.Boer)によりジヤーナル・オブ・キヤタリシス
(Journal of Catalysis),10,377(1968年)に記載さ
れている方法により計算され、そして7.5nmより上の細
孔直径範囲における触媒の細孔直径分布は式 によつて計算される。
触媒の全細孔容積は7.5nmおよびそれ以下の直径の細
孔内に存在する窒素細孔容積(上記窒素吸着/脱着法に
より測定)と水銀侵透法)の合計である。
触媒試料の完全な細孔直径分布を測定した後、0ない
し100nmの細孔直径範囲について、2nmであるかまたはそ
れより小さい等間隔の直径の細孔中に存在する各々の連
続する細孔容積増加分−この細孔容積増加分は細孔容積
の10%であるかまたはそれより小さい一について、細孔
容積増加分と対応する細孔直径間隔の商を当該細孔直径
間隔の線平均細孔直径の函数として累積プロツトしたグ
ラフから細孔直径を読む;平均細孔直径は合計商の50%
に対応する細孔直径である。
平均粒子径は次のように測定しうる。ASTM標準の1969
年本,第30部,96−101頁に記載されている標準篩セツト
(ASTM表示:E11−61)を使用して代表的触媒試料の完全
な篩分析を実施した後、各々の連続する篩フラクシヨン
について、触媒試料の全重量を基準にした重量百分率を
当該篩フランクシヨンの線平均粒子径の函数として累積
プロツトしたグラフから平均粒子径を読む;平均粒子径
は全重量の50%に対応する粒子直径である。
本発明による方法は、水素の存在下に高められた温度
および圧力で転化すべき重質炭化水素油を、適当な触媒
粒子の固定または移動床を含む1またはそれ以上の垂直
に配置された反応器に上向き、下向きまたは半径方向に
通すことにより適当に実施される。所望なら、プロセス
を、転化すべき炭化水素中に触媒を懸濁させることによ
り実施することもできる。本発明による方法は300−475
℃の温度、300バールまでの水素分圧および0.05−10kg
・l-1・h-1の空間速度で適当に実施される。好ましくは
本発明による方法は350℃ないし450℃の温度、250バー
ルまでの水素分圧および0.1−7.5kg・l-1・h-1の空間速
度で実施される。
本発明による水素化転化法により得られる生成物全部
の一部を更に接触プロセス、特に軽質炭化水素油を得る
ための接触プロセスにかけることができる。
本発明による方法は好ましくはバンカー流れ操作で、
即ち触媒粒子の大部分の流動を確実にしそして定期的ま
たは連続的に触媒粒子を反応器の底から抜き取り一方反
応器の上部に新たな触媒粒子を導入しうるように設計さ
れた反応器中で実施される。通常そのような反応器は、
円錐形支持体上に置かれたそして触媒粒子から液体およ
び気体の流出物を分離するためのスクリーンを備えた中
心触媒出口を有する1またはそれ以上の触媒床を含む。
本発明による方法は直列のいくつかの反応器中で、それ
らのうちの1つの充填触媒補充のために一時的に流れか
らはずして、適当に実施することもできる。
本発明を次の実施例について説明する。
例 原油の常圧蒸留残油の減圧蒸留により得られたニツケ
ルに富むシヨートレンジユーの水素化転化のための3種
類の異なる触媒(A,BおよびC)を使用して実験を実施
した。
適用した触媒の性質を表Iに示す。触媒A(慣用の、
シリカ上のニツケル/バナジン触媒)および触媒B(狭
細孔の、シリカ上のモリブデン触媒)は比較触媒として
使用した。触媒C(広細孔の、シリカ上のモリブデン触
媒)は本発明による触媒である。触媒BおよびCはシリ
カ担体を25重量%アンモニア中の二モリブデン酸アンモ
ニウムの溶液で含浸することにより製造した。得られた
混合物を1時間撹拌し次に120℃で1時間乾燥し次に450
℃で1時間燬焼した。
72.4容量%が520℃より上で沸騰しそして5.85重量%
の硫黄および111ppmのニツケルおよび11ppmのバナジン
を含有しそして20.6重量%のC5−アスフアルテン含量お
よび23%のRCRを有する重質炭化水素残油を水素と一緒
に、70%の一定した金属除去率のための最大許容温度41
5℃で、120バールの水素分圧、0.3kg・l-1・h-1の空間
速度および1000N(S.T.P.).kg-1のガス流量で適当な触
媒の固定体を含む垂直に配置された円筒形反応器に下向
きに通した。
70%の一定した金属除去率に基く相対的プロセス運転
長さとして表わした結果を表IIに示す。
表IIに示した結果から、実質的な量のニツケルを含有
する金属含有炭化水素油が、脱金属触媒AおよびBの性
能に比べて本発明による方法を用いて有利に転化されう
ることが明らかであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−233195(JP,A) 特開 昭60−112888(JP,A) 特開 昭62−68889(JP,A) 米国特許4520128(US,A)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】70容量%より多くが360℃より上で沸騰し
    そして2.5重量%より多いC5−アスファルテン含量を有
    する金属含有炭化水素油を水素の存在下に高められた温
    度および圧力で担持されたモリブデン含有触媒と接触さ
    せる該炭化水素油の水素化転化方法において、少なくと
    も1のNi/V比を有する炭化水素油を、少なくとも80バー
    ルの圧力で、30−80nmの範囲の平均細孔径を有する担持
    されたモリブデン含有触媒を使用して転化することを特
    徴とする前記方法。
  2. 【請求項2】Ni/V比が多くとも20、特に2−10の範囲の
    炭化水素油を使用することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】40容量%より多くが520℃より上で沸騰す
    る炭化水素油を使用することを特徴とする特許請求の範
    囲第1又は2項のいずれか記載の方法。
  4. 【請求項4】少なくとも一部が常圧残油の減圧蒸留の蒸
    留残油として得られた炭化水素油を使用することを特徴
    とする特許請求の範囲第1−3項のいずれか記載の方
    法。
  5. 【請求項5】10重量%より多いC5−アスファルテン含量
    を有する炭化水素油を使用することを特徴とする特許請
    求の範囲第1−4項のいずれか記載の方法。
  6. 【請求項6】担体としてシリカを含有する触媒を使用す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1−5項のいずれ
    か記載の方法。
  7. 【請求項7】シリカ100重量部当り0.5重量部より多いモ
    リブデンを含む触媒を使用することを特徴とする特許請
    求の範囲第1−6項のいずれか記載の方法。
  8. 【請求項8】シリカ100重量部当り15重量部より多くな
    いモリブデンを含有する触媒を使用することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1−7項のいずれか記載の方法。
  9. 【請求項9】シリカ100重量部当り2.5−12.5重量部のモ
    リブデンを含有する触媒を使用することを特徴とする特
    許請求の範囲第8項記載の方法。
  10. 【請求項10】モリブデンのほかにニッケル、コバル
    ト、バナジンおよびタングステンのような他の金属また
    は金属化合物を含む触媒を使用し、一方燐または燐化合
    物が存在してもよいことを特徴とする特許請求の範囲第
    1−9項のいずれか記載の方法。
  11. 【請求項11】35−50nmの範囲の平均細孔直径を有する
    触媒を使用することを特徴とする特許請求の範囲第1−
    10項のいずれか記載の方法。
  12. 【請求項12】モリブデンが触媒中に硫化物として存在
    することを特徴とする特許請求の範囲第1−11項のいず
    れか記載の方法。
  13. 【請求項13】350℃ないし450℃の温度、250バールま
    での水素分圧および0.1ないし7.5kg・l-1・h-1の空間速
    度で実施することを特徴とする特許請求の範囲第1−12
    項のいずれか記載の方法。
  14. 【請求項14】水素化転化生成物の少なくとも一部を他
    の接触転化プロセスにかけることを特徴とする特許請求
    の範囲第1−13項のいずれか記載の方法。
JP63012761A 1987-01-27 1988-01-25 炭化水素油の接触転化方法 Expired - Lifetime JP2863920B2 (ja)

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