JP2967169B1 - 超微粒状硫化モリブデン系触媒の回収方法及び装置 - Google Patents

超微粒状硫化モリブデン系触媒の回収方法及び装置

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JP2967169B1 JP27775398A JP27775398A JP2967169B1 JP 2967169 B1 JP2967169 B1 JP 2967169B1 JP 27775398 A JP27775398 A JP 27775398A JP 27775398 A JP27775398 A JP 27775398A JP 2967169 B1 JP2967169 B1 JP 2967169B1
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文和 伊ヶ崎
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Abstract

【要約】 【課題】 反応生成液中に含まれる硫化モリブデン系超
微粒子触媒の回収方法を提供する。 【解決手段】反応生成液の蒸留残渣中に含まれる超微粒
状硫化モリブデン系触媒の回収方法において、(i)該
蒸留残渣を該触媒の融点より低い温度で燃焼させる燃焼
工程、(ii)該燃送工程で生成した酸化モリブデン蒸気
をその冷却凝縮工程へ移送する移送工程、(iii)該移送
工程で移送された酸化モリブデン蒸気を冷却し、凝縮固
化する冷却凝縮工程、を含むことを特徴とする前記方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超微粒状硫化モリブ
デン系触媒の回収方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】石炭液化や重油の水素化処理には鉄系の
粉末触媒やアルミナ等の担体にコバルトやモリブデンを
担持した粒状触媒が用いられてきた。近年、液化油収率
の向上及び重質油の軽質化を目的とした研究において、
超微粒子状の硫化モリブデンが用いられている。このよ
うな超微粒子状触媒は、反応の面からは細孔内の拡散の
影響が無視できることや触媒の活性劣化を考慮する必要
がないので粒状触媒に比べて有利である。石炭液化反応
においては、硫化モリブデン系触媒の活性は鉄系触媒に
比べて遥かに高い。重質油の水素化処理に硫化モリブデ
ン系超微粒子を用いると反応器は懸濁床となるので粒状
触媒を用いる充填床反応器より反応温度の制御が容易で
ある。以上のように、水素化触媒として多くの利点をも
つ硫化モリブデン系超微粒子触媒は、一方で、触媒が反
応液と共に反応器から流出してしまうため、工業的に用
いるためには、反応液から分離回収し、再使用する技術
の開発が不可欠の要素技術となる。しかし、この場合の
硫化モリブデン系触媒は、超微粒子であるために、蒸
留、遠心分離等の物理的な方法では分離ができなかっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、反応生成液
中に含まれる硫化モリブデン系超微粒子触媒の回収方法
及び装置を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、本発明を完成するに至っ
た。即ち、本発明によれば、反応生成液の蒸留残渣中に
含まれる超微粒状硫化モリブデン系触媒の回収方法にお
いて、(i)該蒸留残渣を該触媒の融点より低い温度で
燃焼させる燃焼工程、(ii)該燃送工程で生成した酸化
モリブデン蒸気をその冷却凝縮工程へ移送する移送工
程、(iii)該移送工程で移送された酸化モリブデン蒸気
を冷却し、凝縮固化する冷却凝縮工程、を含むことを特
徴とする前記方法が提供される。また、本発明によれ
ば、反応生成液の蒸留残渣中に含まれる超微粒状硫化モ
リブデン系触媒の回収装置において、(i)該蒸留残渣
を該触媒の融点より低い温度で燃焼させる燃焼装置、
(ii)該燃焼工程で生成した酸化モリブデン蒸気をその
冷却凝縮装置へ移送する移送通路、(iii)該移送通路を
通って移送された酸化モリブデン蒸気を冷却し、凝縮固
化する冷却凝縮装置、を含むことを特徴とする前記装置
が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】本明細書で言う反応生成液とは、
超微粒状硫化モリブデン系触媒を用いる反応で得られる
反応生成液を意味する。このような反応生成液には、重
質油の水素化処理液や、石炭液化油等が包含される。ま
た、本明細書で言う超微粒状硫化モリブデン系触媒と
は、硫化モリブデン単独からなるか又は担体に担持され
た硫化モリブデンからなる触媒を意味する。この超微粒
状触媒において、その平均粒径は2.5μm以下、好ま
しくは20nmである。その下限値は、特に制約されな
いが、通常、5nm程度である。
【0006】超微粒状硫化モリブデン系触媒(以下、単
に触媒とも言う)を用いる反応においては、その触媒を
含む反応生成液が得られ、その反応生成液を蒸留するこ
とにより、その触媒を含む蒸留残渣が得られる。本発明
では、この反応生成液の蒸留残渣に含まれる触媒を回収
するために、以下の工程を行う。 (i)焼成工程 この工程は、触媒を含む蒸留残渣を焼燃装置でその触媒
の融点(硫化モリブデンの融点)(1185℃)より低
い温度で焼成する工程である。この燃焼により、硫化モ
リブデンは酸化されて酸化モリブデンに変換されると同
時に、気化されて酸化モリブデン蒸気となる。蒸留残渣
は、ペースト状又は乾燥した固体状で燃焼処理すること
ができる。 (ii)酸化モリブデン蒸気移送工程 酸化モリブデン(MoO)は、その融点が795℃で
その沸点が1155℃であり、その融点及び沸点が硫化
モリブデンの融点(1185℃)よりも低いことから、
前記燃焼工程では蒸気として揮散させることができる
が、この工程は、この酸化モリブデン蒸気を酸化モリブ
デンの冷却凝縮装置に移送する工程である。この場合の
酸化モリブデン蒸気の移送通路(配管)は、その蒸気が
凝縮しないように、その融点よりも高い温度に保持す
る。この場合の酸化モリブデン蒸気の移送は、燃焼ガス
や空気等のガスに同伴させて行われる。本発明の場合、
空気を過剰に使用し、この空気に同伴させて移送するの
が好ましい。この場合、供給空気量は、残渣の燃焼に必
要な理論量の1〜100倍、好ましくは1.5〜10倍
である。 (iii)酸化モリブデン蒸気の冷却凝縮固化工程 この工程は、蒸気状酸化モリブデンをその融点より低い
温度に冷却し、凝縮固化させて、固体状酸化モリブデン
として回収する工程である。この場合の酸化モリブデン
蒸気の凝縮固化は、その蒸気を冷却固体と接触させるこ
とにより実施される。冷却固体面としては、板体や筒
体、容器壁面等が挙げられる。冷却固体面に凝縮固化し
た酸化モリブデンはスクレーパ等で掻き落として回収さ
れる。
【0007】本発明によれば、前記のように、蒸留残渣
に含まれる触媒は、酸化モリブデンとして回収すること
ができる。
【0008】次に本発明を図面を参照して詳述する。本
発明の実施に用いる装置の一例についてその模式図を図
1に示す。この装置は、燃焼装置1、モリブデン回収装
置2、両者を連結する配管3、空気送入管4、排ガス排
出管5及びバーナ6からなっている。モリブデン回収装
置2には、冷却固体面を形成する回転板7と、固化した
酸化モリブデンを掻き落すためのスクレーパ8が配設さ
れている。回転板7は、モータ9により回転される。こ
の装置を用いてモリブデンを回収するには、燃焼装置1
に触媒を含む蒸留残渣を充填する。この蒸留残渣は、重
質油の水素化処理油を常圧蒸留や真空蒸留して得られた
蒸留残渣等であることができる。次に配管4から空気を
導入しながら、この蒸留残渣を着火燃焼させる。燃焼温
度は硫化モリブデンの融点より低い温度、好ましくは酸
化モリブデンの沸点付近の温度に保持する。この燃焼に
より蒸留残渣中の有機物は燃焼し、燃焼ガスは配管3を
通ってモリブデン回収装置2に送られる。また、蒸留残
渣中の触媒は、その燃焼に際しての酸素により酸化さ
れ、酸化モリブデンに変換されるが、このものは燃焼熱
によりその融点以上に加熱され、蒸気となり、燃焼ガス
や過剰に加えた空気とともにモリブデン回収装置2に送
られる。なお、燃焼装置の上部に配設されたバーナ6
は、残渣中の揮発成分や不完全燃焼により生じた一酸化
炭素を燃焼するのに用いられる。酸化モリブデンの融点
以上の温度に保持された配管3を通って、燃焼ガスとと
もにモリブデン回収装置2に導入された酸化モリブデン
蒸気は、酸化モリブデンの融点より低い温度に保持され
た回転板7の下面に接触して冷却され、凝縮固化され
る。その回転板7の下面に付着堆積した酸化モリブデン
は、スクレーパ8と接触して掻き落される。一方、モリ
ブデン回収装置2内に導入された燃焼ガスは配管5を通
って外部へ排出される。なお、燃焼装置1の燃焼温度
は、配管4を通る空気供給量や、装置1を冷却すること
等によった調節することができる。一方、モリブデン回
収装置2に配設された回転板の温度は、回転板面に冷却
用空気を吹き付けること等により調節することができ
る。
【0009】本発明の実態に用いられる装置の他の例に
ついての模式図を図2に示す。この装置は、実験室規模
のものである。この装置は、胴の中程がくびれた石英ガ
ラス製容器10、電気加熱炉11、冷却器12、石英ガ
ラス製排ガス導管13、触媒を含む残渣の試料容器1
4、空気導入口15を有する台16、及び石英ガラス製
容器10のくびれた胴部に設置した揮発性成分及び不完
全燃焼の一酸化炭素を燃焼するためのニクロム線ヒータ
ー17からなる。台16の下部にはステンレス製容器1
8があり、このステンレス製の容器18の中にはロード
セル型加重計20が設置してある。加重計20は試料容
器14と接続されている。石英ガラス製容器10及び容
器18は台16とオーリング19を介して接続してあ
る。加熱炉11は温度調節器22で昇温速度を制御でき
る。加重計20の重量及び加熱炉11の温度はコンピュ
ーター21で記録及び解析される。この装置を用いて蒸
留残渣中に含まれているモリブデンを回収するには、く
びれた胴部Bの下方に位置する容器A内の試料容器14
に試料残渣を充填し、空気導入口15から空気を導入し
ながら、その試料残渣を着火燃焼させる。この場合の燃
焼温度は、温度調節器20でコントロールされている加
熱炉11で調節される。試料残渣の燃焼により生じた酸
化モリブテン蒸気を含む燃焼ガスは、くびれた胴部Bを
通ってその上方の容器Cに移送される。容器Cの温度
は、その容器Cに連絡する管状部Dを包囲する冷却装置
12により酸化モリブテンの融点より低い温度に調節さ
れる。酸化モリブテン蒸気は、この容器Cにおいて凝縮
し、その容器Cの内壁に固体状酸化モリブテンMとして
堆積する。前記冷却器は、水を流通させた冷却コイルな
どであることができる。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、反応生成物の蒸留残渣
に含まれる超微粒子状の硫化モリブテン系触媒を、酸化
モリブテンとして回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモリブテン回収装置の1つの実施例に
ついての模式図を示す。
【図2】本発明のモリブテン回収装置の他の実施例につ
いての模式図を示す。
【符号の説明】
1 燃焼装置 2 モリブテン回収装置 10 容器 11 電気加熱炉 12 冷却装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 597045550 栗木 安則 茨城県つくば市並木2−142−102 (73)特許権者 399025354 河村 光隆 茨城県つくば市小野川1−17 (74)上記6名の代理人 弁理士 池浦 敏明 (72)発明者 大嶋 哲 千葉県我孫子市並木5−2−17 (72)発明者 内田 邦夫 茨城県つくば市吾妻2−805−1207 (72)発明者 湯村 守雄 茨城県つくば市竹園3−411−4 (72)発明者 伊ヶ崎 文和 茨城県つくば市松代5−629−2 (72)発明者 栗木 安則 茨城県つくば市並木2−142−102 (72)発明者 河村 光隆 茨城県つくば市小野川1−17 審査官 関 美祝 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 21/00 - 38/74 C10G 1/06 C10G 45/08 C07B 61/00 300

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応生成液の蒸留残渣中に含まれる超微
    粒状硫化モリブデン系触媒の回収方法において、(i)
    該蒸留残渣を該触媒の融点より低い温度で燃焼させる燃
    焼工程、(ii)該燃焼工程で生成した酸化モリブデン蒸
    気をその冷却凝縮工程へ移送する移送工程、(iii)該移
    送工程で移送された酸化モリブデン蒸気を冷却し、凝縮
    固化する冷却凝縮工程、を含むことを特徴とする前記方
    法。
  2. 【請求項2】 該反応生成液の蒸留残渣が、超微粒状硫
    化モリブデン系触媒の存在下で炭化水素油を水素化処理
    して得られた反応生成液の蒸留残渣である請求項1の方
    法。
  3. 【請求項3】 反応生成液の蒸留残渣中に含まれる超微
    粒状硫化モリブデン系触媒の回収装置において、(i)
    該蒸留残渣を該触媒の融点より低い温度で燃焼させる燃
    焼装置、(ii)該燃焼工程で生成した酸化モリブデン蒸
    気をその冷却凝縮装置へ移送する移送通路、(iii)該移
    送通路を通って移送された酸化モリブデン蒸気を冷却
    し、凝縮固化する冷却凝縮装置、を含むことを特徴とす
    る前記装置。
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