JP3419576B2 - 軽油の水素化処理方法 - Google Patents
軽油の水素化処理方法Info
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
に関し、特に、特定の触媒を用い、特定の条件下で、軽
油を水素化、及び深度脱硫を行う方法に関する。 【0002】 【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ディ
ーゼル燃料は、従来、原油の常圧蒸留により得られる特
定の沸点範囲の直留留分に水素化等の処理を施した軽油
留分からなる。しかし、この軽油留分は、原油単位量当
たり限られた量しか含まれておらず、しかも原油の重質
化、軽油留分の需要増大等により供給面の不安を抱えて
いる。 【0003】上記の軽油留分の不足を補うブレンド基材
として、接触分解装置より得られる特定の沸点範囲の軽
質サイクルオイル(以下、LCO)が考えられる。上記
した原油の重質化等により、軽油留分とは逆に、LCO
は、余剰傾向にあり、供給性の面からはブレンド基材と
して最適である。 【0004】ところが、LCOは、ブレンドによりセタ
ン価の低下、芳香族分の増大等の品質低下を招き、大気
汚染物質として深刻な問題となっているディーゼルエン
ジンからの有害排出物質を著しく増加させる。中でも、
特に、2環以上の芳香族分、いわゆる多環芳香族分が最
も悪影響を及ぼしている。さらに、LCOは、芳香族分
が多いことから、そこに含まれている硫黄分も難脱硫性
の化合物(例えば、4,6−ジメチルジベンゾチオフェ
ン)が多く、深度脱硫が困難である。その上、独特の着
色を呈し、色相面での品質も劣っている。従って、LC
Oの利用には、これらの問題点を解決する必要がある。 【0005】ところで、芳香族分を水素化処理するとい
う試みは、従来から行われてきている。しかし、芳香族
分の水素化処理の際に使用される代表的な触媒として知
られている、Ni、Pt、Pdを活性金属とした触媒
は、耐硫黄性がない。従って、このような触媒は、原料
中に含まれる硫黄分が通常1ppm以下という低硫黄雰
囲気下でしか運転することができない。 【0006】また、Re等を添加することにより、耐硫
黄性の向上を図っているケースもあるが、1000pp
mを越える硫黄分の存在下での長期連続運転を可能にさ
せるには至っていない。この点につき、特開平6−17
26号公報等では、触れてはいるものの、回分系の反応
についてであり、連続流通式の反応では困難であると考
えられる。 【0007】そのため、特開昭63−291985号公
報では、NiWを使用して脱硫反応条件の変更を行って
いる。しかし、ここでは、100kg/cm2程度の水
素分圧を必要とするため、高圧装置を使用しなければな
らない。 【0008】さらに、接触分解油中には難脱硫性の化合
物が存在するため、生成油中の硫黄分を所定レベル以下
にするには、効率的な深度脱硫が必要とされている。 【0009】本発明は、硫黄含有量が少なく、かつ排ガ
ス中の環境汚染物質を低減できる燃料油を低コストで提
供するために、LCO等の接触分解軽油を原料とし、反
応圧力を上げることなく、耐硫黄性の触媒を用いて、水
素化処理、特に水素化と深度脱硫とを行う処理方法を提
供することを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため検討を重ねた結果、意外にも白金、ロジ
ウム、ルテニウムを含有させた触媒を使用して、比較的
低コストで実施できる水素/オイル比の高い領域で反応
を行わせたところ、Ni、Pdを含有させた触媒のよう
に活性劣化を引き起こすことなく、またNiWやCoM
oよりも高い水素化及び脱硫活性を示すことを見出し、
本発明を完成するに至った。 【0011】すなわち、本発明は、接触分解軽油を原料
油とし、細孔容積0.3〜1.2cc/g、平均細孔径
50〜130Åのγ−アルミナからなる担体に、白金、
ロジウム、ルテニウムから選ばれる1種類以上の金属を
金属換算で0.05〜3重量%含有し、かつ水素還元処
理した触媒を用い、圧力を30〜80kg/cm2、温
度を300〜380℃、液空間速度を1.0〜5.0/
h−1、水素/オイル比を250〜1500リットル/
リットルとして、接触反応を行うことを特徴とする軽油
の水素化処理方法を要旨とする。 【0012】本発明において使用される触媒は、担体と
して、後述する特性を有するγ−アルミナを使用したも
のである。 【0013】上記のγ−アルミナからなる担体には、ゼ
オライト、モレキュラーシーブ等の無機結晶性化合物、
あるいはモンモリロナイト、カオリン、ベントナイト、
アダバルガイド、ボーキサイト、カオリナイト、ナクラ
イト、アノーサイト等の粘土鉱物等を、単独で、あるい
は2種以上を組み合わせて含ませることができる。 【0014】以上の成分からなる担体の比表面積、細孔
容積、平均細孔径は、難脱硫性物質までをも除去し、優
れた水素化活性を有する触媒とするために、細孔容積は
0.3〜1.2cc/g、平均細孔径は50〜130Å
であることが重要であり、比表面積は特に制限されない
が、250m2/g以上であることが好ましい。 【0015】以上の担体に含有させる金属としては、白
金、ロジウム、ルテニウムの化合物が挙げられる。これ
らの化合物の具体例としては、塩化金属酸塩、塩化物、
硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、燐酸塩、有機酸塩が挙げら
れ、好ましくは塩化金属酸塩、塩化物、硝酸塩である。
これらの化合物は、単独で、あるいは2種以上を組み合
わせて使用することができる。 【0016】これら金属成分の含有割合は、金属換算
で、触媒の重量を基準として、0.05〜3重量%、好
ましくは0.1〜3重量%である。金属成分が0.05
重量%未満では、金属の活性が十分に発現せず、3重量
%を超えると、活性金属の分散性が悪くなるのみなら
ず、活性金属を含有させる効果が飽和してしまい、不経
済となる。 【0017】上記の担体に、白金、ロジウム、ルテニウ
ムを含有させる方法、すなわち本発明で使用する触媒の
調製方法は、幾つかの公知の方法が採用される。 【0018】その1つの方法としては、上記の担体に、
上記の金属化合物を水、アルコール類、エーテル類、ケ
トン類などの溶媒に溶解させた溶液を1段以上の含浸処
理によって担持させる含浸法が挙げられる。なお、この
含浸法において、含浸処理回数が複数にわたる場合、各
含浸処理間に、乾燥・焼成を行ってもよい。 【0019】他の方法としては、上記の担体に、上記の
金属化合物を溶解させた溶液を噴霧する噴霧法、あるい
は上記金属成分を化学的に蒸着させる化学蒸着法を挙げ
ることができる。 【0020】さらに、別の方法としては、成型前の上記
の担体成分に、上記の金属成分の一部あるいは全部を含
有させて成型する混練法、共沈法、アルコキシド法を挙
げることができる。 【0021】以上種々の製法によって調製される本発明
における触媒の比表面積、細孔容積、平均細孔径、細孔
径分布は、特に制限されるものではないが、難脱硫性物
質までをも効率的に除去するためには、比表面積が20
0〜400m2/g、細孔容積が0.3〜1.2cc/
g、平均細孔径が60〜120Å、細孔径分布(平均細
孔径±15Åの細孔径を有する細孔の割合)が70%以
上が好ましい。このような特性を有する本発明における
触媒は、実施例に示すように、水素還元処理を施したも
のを使用する。 【0022】また、本発明において、上記原料油の水素
化処理条件としては、圧力(水素分圧)が30〜80k
g/cm2、好ましくは35〜60kg/cm2、温度
が300〜380℃、好ましくは330〜360℃、液
空間速度を1.0〜5.0/hr−1、好ましくは1.
5〜4.0hr−1、水素/オイル比を250〜150
0L/L、好ましくは400〜1400L/L、より好
ましくは500〜1200L/Lとする。 【0023】圧力(水素分圧)が30kg/cm2未満
であると、水素化活性及び脱硫活性が低すぎてしまい、
80kg/cm2を越えると、これだけの高圧に耐え得
る高コストの設備を要し、不経済となる。温度が300
℃未満であると、触媒活性が低すぎてしまい、380℃
を越えると着色が発生したり、触媒寿命の低下等の問題
が出てくる。液空間速度が5.0hr−1を越えると、
触媒と原料油との接触時間が短くなりすぎて、触媒活性
が十分に発揮されず、1.0hr−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。 【0024】水素/オイル比は、従来の一般的なLCO
あるいは直留軽油留分の水素化反応における150L/
Lに比べ、本発明においては、上記のように極めて高い
領域で行うが、250L/L未満であると、触媒上に吸
着された硫黄が容易に脱離せず、従って充分な水素化及
び脱硫活性が得られず、逆に1500L/Lを超える
と、過剰に水素を消費することになり、処理コストが増
大してしまう。 【0025】前述の原料油を、上記の条件で水素化処理
する本発明を商業規模で行う場合には、上記の触媒を、
適当な反応器において、固定床、移動床または流動床と
して使用し、該反応器に上記の原料油を導入し、上記の
条件下において処理すればよい。最も一般的には、上記
の触媒を固定床として維持し、原料油が該固定床を下方
の通過するようにする。触媒は、単独の反応器で使用す
ることもできるし、連続した幾つかの反応器を使用する
こともできる。 【0026】 【実施例】 実施例1 担体として比表面積372m2/g、細孔容積0.65
cc/gのγ−アルミナを使用し、活性金属担持量とし
てPt/Al2O3(白金1重量%)の触媒を用いて、
表1の条件にて水素化処理を行った。反応開始10日目
における生成油の性状を表4に示す。 【0027】 【表1】【0028】実施例2 使用した触媒がロジウム1重量%であり、水素/オイル
比を1200L/Lとした以外は実施例1と同様にして
水素化処理を行った。反応開始10日目における生成油
の性状を表4に併せて示す。 【0029】実施例3 使用した触媒がルテニウム1重量%であり、水反応温度
を360℃、水素/オイル比を1500L/Lとした以
外は実施例1と同様にして水素化処理を行った。反応開
始10日目における生成油の性状を表4に併せて示す。 【0030】実施例4 使用した触媒が白金3重量%であり、水素分圧を60k
g/cm2、反応温度を300℃、液空間速度を5.0
hr−1、水素/オイル比を500L/Lとした以外は
実施例1と同様にして水素化処理を行った。反応開始1
0日目における生成油の性状を表4に併せて示す。 【0031】実施例5 使用した原料が表2に示すものであること以外は実施例
1と同様にして水素化処理を行った。反応開始10日目
における生成油の性状を表4に併せて示す。 【0032】 【表2】 【0033】実施例6 反応条件の水素/オイル比を1400L/Lとする以外
は実施例5と同様にして水素化処理を行った。反応開始
10日目における生成油の性状を表4に併せて示す。 【0034】実施例7 使用した触媒が白金0.1重量%であり、水素分圧を8
0kg/cm2、反応温度を330℃、液空間速度を
1.0hr−1、水素/オイル比を250L/Lとした
以外は実施例1と同様にして水素化処理を行った。反応
開始10日目における生成油の性状を表4に併せて示
す。 【0035】実施例8 使用した触媒が白金0.05重量%であり、水素分圧を
30kg/cm2、反応温度を380℃、液空間速度を
1.5hr−1、水素/オイル比を400L/Lとした
以外は実施例1と同様にして水素化処理を行った。反応
開始10日目における生成油の性状を表4に併せて示
す。 【0036】比較例1 使用した触媒がNi−W/Al2O3(NiO:WO3
=5:20重量%)で、かつ触媒の前処理を表3の条件
で行ったこと以外は実施例1と同様にして水素化処理を
行った。反応開始10日目における生成油の性状を表4
に併せて示す。 【0037】 【表3】 【0038】比較例2 使用した触媒がNi/Al2O3(NiO=50重量
%)であること以外は実施例1と同様にして水素化処理
を行った。反応開始10日目における生成油の性状を表
4に併せて示す。 【0039】比較例3 使用した触媒がPd1重量%であること以外は実施例1
と同様にして水素化処理を行った。反応開始10日目に
おける生成油の性状を表4に併せて示す。 【0040】比較例4 反応条件における水素/オイル比が200L/Lである
こと以外は実施例1と同様にして水素化処理を行った。
反応開始10日目における生成油の性状を表4に併せて
示す。 【0041】比較例5 反応に使用した原料が実施例5と同様であること以外は
比較例1と同様にして水素化処理を行った。反応開始1
0日目における生成油の性状を表4に併せて示す。 【0042】比較例6 使用した触媒がCo−Mo/Al2O3(CoO:Mo
O3=5:20重量%)であること以外は比較例5と同
様にして水素化処理を行った。反応開始10日目におけ
る生成油の性状を表4に併せて示す。 【0043】 【表4】【0044】また、実施例1において、反応開始後50
日目までの脱硫活性の状況を図1に示す。 【0045】表4及び図1から明らかなように、本発明
によれば、硫黄分が高い雰囲気下において、芳香族化合
物、特に多環芳香族化合物の水素化処理、及び脱硫処理
を高効率で行うことができるとともに、この高効率を長
期間安定して維持することができることが判る。 【0046】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
硫黄分が1000ppmを超える原料油においても、反
応圧力(水素分圧)を上げることなく、水素化処理及び
深度脱硫、特に2環以上の芳香族の水素化処理を行うこ
とができる。この結果、本発明によれば、原料油がLC
O等の低品質の接触分解軽油であっても、硫黄含有量が
少なくしかも排ガス中の環境汚染物質を低減した高品質
の製品燃料油を低コストで提供することができる。
脱硫活性の状況を示すグラフである。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 接触分解軽油を原料油とし、細孔容積0.3〜1.2cc/g、平均細孔径50〜1
30Åのγ−アルミナ からなる担体に、白金、ロジウ
ム、ルテニウムから選ばれる1種類以上の金属を金属換
算で0.05〜3重量%含有し、かつ水素還元処理した
触媒を用い、 圧力を30〜80kg/cm2、温度を300〜380
℃、液空間速度を1.0〜5.0/h−1、水素/オイ
ル比を250〜1500リットル/リットルとして、 接触反応を行うことを特徴とする軽油の水素化処理方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33918594A JP3419576B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 軽油の水素化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33918594A JP3419576B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 軽油の水素化処理方法 |
Publications (2)
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JPH08183961A JPH08183961A (ja) | 1996-07-16 |
JP3419576B2 true JP3419576B2 (ja) | 2003-06-23 |
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ID=18325045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP33918594A Expired - Fee Related JP3419576B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 軽油の水素化処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP3495801B2 (ja) * | 1994-12-28 | 2004-02-09 | 株式会社コスモ総合研究所 | ディーゼルエンジン用燃料組成物 |
JP5057315B2 (ja) | 1998-10-30 | 2012-10-24 | 日揮株式会社 | ガスタービン燃料油の製造方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP33918594A patent/JP3419576B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH08183961A (ja) | 1996-07-16 |
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