JP3443482B2 - 接触分解ガソリンの脱硫方法 - Google Patents
接触分解ガソリンの脱硫方法Info
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Description
方法に関する。より詳しくは、硫黄化合物およびオレフ
ィン成分を含有する接触分解ガソリンを、触媒を用いて
水素化脱硫処理する際に、触媒に付着するコ−ク前駆体
を炭化水素を用いて液相で洗浄・除去し、コ−ク析出に
よる触媒の活性低下を防止することにより、触媒の長寿
命化を図る脱硫方法に関するものである。
を多量に含有する高オクタン価ガソリン材源として接触
分解ガソリンがある。これは重質石油留分、例えば減圧
軽油あるいは常圧残油等の原料油を接触分解し、接触分
解生成物を回収、蒸留することによって得られるガソリ
ン留分で、自動車ガソリンの主要な混合材源の一つとし
て使われている。
もと硫黄化合物の含有量が比較的多く、これをそのまま
接触分解処理した場合は、接触分解生成物の硫黄化合物
含有量も多くなってしまう。これを自動車ガソリンの混
合材源として使用すれば環境への影響が問題になる恐れ
がある。このため、接触分解装置の原料油は、予め脱硫
処理をするのが通常である。
野において行われている水素化脱硫処理が一般的で、こ
れは高温および加圧した水素雰囲気中で、脱硫すべき原
料油を適当な水素化脱硫処理触媒に接触させるものであ
る。接触分解の原料油である減圧軽油や常圧残油等の水
素化脱硫処理の場合、水素化脱硫処理触媒は、VIII
族およびVI族元素、例えばクロム、モリブデン、タン
グステン、コバルト、ニッケルなどを、適当な基材、例
えばアルミナ上に担持したものが用いられる。また、水
素化脱硫処理の条件としては一般に、温度約300〜4
00℃、水素分圧約30〜200kg/cm2、液空間
速度(LHSV)約0.1〜10 1/hが採用されて
いる。
圧軽油や常圧残油等の重質石油留分の水素化脱硫処理の
場合は、処理条件が上記のとおり高温、高圧であるた
め、装置の設計条件が過酷になり、装置能力の不足に対
処するために装置を増設する場合、建設費が高いという
問題がある。接触分解ガソリンを直接水素化脱硫処理す
ることもできるが、この場合は、接触分解ガソリン中に
含有されるオレフィン成分が水素化され、その含有量の
減少に伴いオクタン価が低下してしまう問題点がある。
そのため、オレフィンの水素化反応を極力抑えながら、
脱硫するプロセスが望ましい。
る接触分解ガソリンを水素化脱硫する装置に用いられる
触媒は、他の脱硫触媒と同様、VIII族およびVI族元素、
例えばクロム、モリブデン、タングステン、コバルト、
ニッケルなどを、適当な基材、例えばアルミナ上に担持
したものが用いられる。この触媒は予備硫化して活性化
するが、予備硫化方法としてはナフサの脱硫触媒と同様
の方法を用いることができる。つまり、ナフサにジメチ
ルジスルフィド等の硫黄化合物を混合して、水素ととも
に150〜350℃に加熱し、触媒が充填されている反
応塔へ通油する方法が一般的である。ジメチルジスルフ
ィド等の硫黄化合物は、触媒の活性金属表面で水素と反
応して硫化水素に転化し、硫化水素と活性金属はさらに
反応して脱硫反応に活性な金属硫化物となる。
する接触分解ガソリンを水素化脱硫する場合は、オレフ
ィンの水素化反応を極力抑える必要があるため通常、水
素分圧は約5〜30kg/cm2程度と低圧で行われ
る。そのため、触媒表面への水素の供給が抑えられ、触
媒表面のルイス酸点で起るオレフィンの重合反応を抑制
することが難しくなってしまう。オレフィンの重合反応
は逐次反応で、2量体、3量体と重質化するばかりでな
く、脱水素・環化して芳香族炭化水素へと変化し、やが
て脱水素縮合によりコ−クへと成長して触媒の活性を低
下させてしまう。このように、反応中に触媒表面で生成
するオレフィンの2量体、3量体などの重合物や、脱水
素・環化した芳香族炭化水素がコ−クの生成原因物質、
つまりコ−ク前駆体となる。接触分解ガソリンの脱硫反
応は通常気相反応で行われるため、生成したコ−ク前駆
体は触媒表面から液相によって洗い流されることなく、
触媒表面に蓄積してしまう。
して通常のナフサ脱硫では、オレフィン成分をほとんど
含有しない直留ガソリンが対象となるので、コ−クによ
る活性低下はほとんど問題とならない。また、接触分解
灯・軽油を脱硫する場合は、接触分解灯・軽油のオレフ
ィン成分含有量は接触分解ガソリンと比較して少ないう
え、灯・軽油についてはオレフィンを水素化してパラフ
ィンとした方が性能上優れているため、水素分圧を30
kg/cm2以上と高く設定し、オレフィンを水素化する条
件で脱硫がおこなわれている。このため、接触分解灯・
軽油の脱硫についても、コ−クによる活性低下はさほど
問題とならない。つまり、触媒の劣化の問題は、オレフ
ィン成分を含有する接触分解ガソリンの脱硫反応に特有
の問題点である。
ィン成分を含有する接触分解ガソリンを水素化脱硫処理
する際に、触媒へのコ−ク析出を抑制し、高い脱硫活性
を長期間にわたって維持することができる脱硫処理方法
を提供することにある。
明は、下記構成を有する。 1.硫黄化合物およびオレフィン成分を含有する接触分
解ガソリンを水素化脱硫処理する際に、反応中に副生し
て触媒に付着するコ−ク前駆体を炭化水素を用いて液相
で洗浄・除去し、コ−ク析出による触媒の活性低下を防
止しつつ反応を行う接触分解ガソリンの脱硫方法におい
て、触媒を反応装置に充填したまま接触分解ガソリンと
共に脱硫反応条件下で液相となる炭化水素を通油し、脱
硫反応を行いながら、コ−ク前駆体を洗浄・除去するこ
とを特徴とする接触分解ガソリンの脱硫方法。 2.オレフィン成分を実質的に含まず、かつ、パラフィ
ン成分の割合が80容量%以上である炭化水素を用いて
コ−ク前駆体を洗浄・除去することを特徴とする前記1
に記載の接触分解ガソリンの脱硫方法。本発明者らは前
記の課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、硫黄
化合物およびオレフィン成分を含有する接触分解ガソリ
ンを、触媒を用いて水素化脱硫処理する場合、反応中に
副生して触媒に付着するコ−ク前駆体を炭化水素を用い
て液相で洗浄・除去することにより、コ−ク析出による
触媒の活性低下を防止するという画期的な発明をするに
至った。
イス酸点で起るオレフィンの重合反応によって副生した
コ−ク前駆体の脱水素縮合によりコ−クへと成長しても
たらされる。接触分解ガソリンの水素化脱硫処理は気相
反応であり、生成したコ−ク前駆体は触媒表面から移動
することなくコ−クとなってしまう問題がある。コ−ク
前駆体は、重縮合が進む前の段階であり、分子量300
0以下の低分子化合物である。このため、コ−ク前駆体
は容易に液化した炭化水素に溶解する特徴を有してお
り、触媒を液化した炭化水素で洗浄することにより触媒
表面より除去することができる。
除去する場合、触媒を反応器から取り出して洗浄し、再
度反応器に充填して使用してもよいが、反応器に触媒を
充填したまま炭化水素を通油してコ−ク前駆体を液相で
洗浄・除去する方が簡便である。反応器に触媒を充填し
たまま炭化水素を通油してコ−ク前駆体を液相で洗浄・
除去する場合は、通油方式はダウンフロ−またはアップ
フロ−のいずれでもよいが、装置の形状や洗浄効率を勘
案して決めることができる。
油する場合、接触分解ガソリンの通油を停止して、コ−
ク前駆体の洗浄・除去操作を行うこともできるし、接触
分解ガソリンと炭化水素を同時に通油して、脱硫反応を
行いながら生成するコ−ク前駆体の洗浄・除去をも行う
ことができる。接触分解ガソリンの通油を停止する場合
は、通油する炭化水素が液相である温度条件範囲で任意
に通油温度を設定できる。つまり、高沸点の炭化水素を
用いて温度を脱硫反応温度に保ったまま通油することも
できるし、一度降温し、低沸点の炭化水素を利用するこ
ともできる。洗浄用炭化水素の通油の頻度は、コ−ク前
駆体の付着度合を勘案して、一定の期間ごとに行うこと
が望ましい。接触分解ガソリンと洗浄用炭化水素を同時
に通油する場合は、脱硫反応を中断することなく、効率
良くコ−ク前駆体の洗浄・除去操作が行える利点はある
が、接触分解ガソリンと洗浄用炭化水素を分離する蒸留
操作が必要となる。洗浄用炭化水素の通油は連続で行っ
てもよいし、不連続で定期的に行ってもよい。
よく溶解するものが好ましく、パラフィン成分、特にイ
ソパラフィンやナフテンを多く含むものが望ましい。芳
香族を含むものも使用できるが、コ−ク前駆体となる2
環以上の芳香族を含有しないものが好ましい。オレフィ
ン成分を多く含むものは、脱硫反応を停止し、低温で通
油する場合は問題ないが、200℃以上の温度で通油す
る場合はオレフィン成分が重合してしまうので、オレフ
ィン成分を含まない炭化水素が好ましい。200℃以上
の温度で通油する洗浄用炭化水素としてはオレフィン成
分を実質的に含まず、かつ、パラフィン成分の割合が8
0容量%以上であることが望ましい。
する触媒は、多孔性無機酸化物担体に脱硫活性金属を担
持させた、石油精製の分野において通常用いられている
水素化脱硫触媒を用いることができる。多孔性無機酸化
物担体としては、例えばアルミナ、シリカ、チタニア、
マグネシア等が挙げられ、これらの単独または混合物の
形で用いることができる。好ましくはアルミナ、シリカ
ーアルミナが選択される。
ン、タングステン、コバルト、ニッケルが挙げられ、こ
れらの単独または混合物の形で用いることができる。好
ましくはコバルトーモリブデン、あるいはニッケルーコ
バルトーモリブデンが選択される。これらの金属は担体
上に金属、酸化物、硫化物、またはそれらの混合物の形
態で存在できる。活性金属の担持方法としては含浸法、
共沈法等の公知の方法を用いることができる。
のいずれでもよいが、特に固定床が好ましい。接触分解
ガソリンと触媒の接触はアップフロ−、ダウンフロ−の
いずれの方式を採用しても良い。これらの個々の操作は
石油精製の分野では公知であり、任意に選択して行うこ
とができる。脱硫反応条件は、温度約200〜350
℃、水素分圧約5〜50kg/cm2、液空間速度(L
HSV)約1〜10 1/h、水素/油比約200〜3
000scf/bblで設定できる。
る。 (比較例)固定床・ダウンフロ−式の小型反応装置に、
アルミナ担体に4.5重量%CoOと15重量%MoO
3を担持した押し出し成型市販触媒を砕いて0.5〜1
mmに粒度をそろえ、2.7g(4.0ml)を充填し
た。5重量%のジメチルジスルフィドを加えたJIS1
号工業ガソリンを用いて300℃、圧力15kg/cm
2、LHSV2 1/h、水素/油比500scf/b
blで予備硫化を5時間行った。硫化終了後、接触分解
ガソリンとして、常圧残油を含む原料油を接触分解して
得られた80〜220℃留分の接触分解ガソリン(密度
0.781g/cm3@15℃、硫黄分248重量pp
m 、オレフィン分31容量%、リサ−チオクタン価8
7.0)を用いて脱硫反応試験を行った。反応条件は温
度250℃、水素分圧15kg/cm2、LHSV7
1/h、水素/油比2000scf/bblとした。反
応開始3日後の脱硫率は77%であり、反応開始14日
後の脱硫率は68%であった。
した。比較例と同一の接触分解ガソリンを用い、同一の
条件で脱硫反応を行ったところ、反応開始15日後の脱
硫率は68%であった。温度を100℃に下げた後、接
触分解ガソリンの通油を停止し、60〜100℃留分の
直留ガソリンをLHSV7 1/h、水素分圧15kg
/cm2で6時間通油した。その後再び接触分解ガソリ
ンを通油して温度を250℃に昇温し、同一条件で脱硫
反応を行ったところ、脱硫率は73%に回復した。
媒を用い、同様に予備硫化した。比較例と同一の接触分
解ガソリンを用い、同一の条件で脱硫反応を行った。
6.5日間反応した後、接触分解ガソリンの通油を停止
し、反応器温度は250℃に保ったまま、真空軽油を水
素化分解して得られた軽油留分(250〜330℃留
分、パラフィン分86容量%、イオウ分6 ppm)をLH
SV7 1/hで12時間通油した。その後、この水素化分
解軽油留分の通油を停止し、さらに6.5日間同一の条
件で接触分解ガソリンの脱硫反応を行った。その後、再
び接触分解ガソリンを通油を停止し、250℃で水素化
分解軽油を12時間通油した。そして、再び接触分解ガ
ソリンを通油した際(反応開始からの総通油時間14
日)の脱硫率は75%であった。
媒を用い、同様に予備硫化した。実施例1と同一の接触
分解ガソリンを用い、同一の条件で脱硫反応を行った。
6.5日間反応した後、接触分解ガソリンの通油量をL
HSV3.5 1/hとし、これに加えて実施例2で用いた
水素化分解軽油留分をLHSV3.5 1/hで12時間通
油した。(接触分解ガソリンと水素化分解軽油留分の
1:1容量混合物をLHSV7 1/hr で通油したことに
なる)その後、この水素化分解軽油の通油を停止し、さ
らに6.5日間接触分解ガソリンをLHSV7 1/hの条
件で脱硫した。その後、再び接触分解ガソリンを通油し
た際(反応開始からの総通油時間14日)の脱硫率は7
3%であった。
し、50℃、50mmHg、2時間減圧乾燥させた後、ソッ
クスレ−・トルエン抽出により触媒付着物(コ−ク前駆
体)を定量した。続いて、触媒表面上に析出したコ−ク
の分析を行った。結果を表1に示す。
する接触分解ガソリンを水素化脱硫処理する際に、反応
中に副生して触媒に付着するコ−ク前駆体を炭化水素を
用いて液相で洗浄除去する方法において、触媒を反応装
置に充填したまま接触分解ガソリンと共に脱硫反応条件
下で液相となる炭化水素を通油し、脱硫反応を行いなが
ら、コ−ク前駆体を洗浄・除去することにより、コ−ク
析出による触媒の活性低下を防止しつつ反応を行うこと
ができる。
Claims (2)
- 【請求項1】硫黄化合物およびオレフィン成分を含有す
る接触分解ガソリンを水素化脱硫処理する際に、反応中
に副生して触媒に付着するコ−ク前駆体を炭化水素を用
いて液相で洗浄・除去し、コ−ク析出による触媒の活性
低下を防止しつつ反応を行う接触分解ガソリンの脱硫方
法において、触媒を反応装置に充填したまま接触分解ガ
ソリンと共に脱硫反応条件下で液相となる炭化水素を通
油し、脱硫反応を行いながら、コ−ク前駆体を洗浄・除
去することを特徴とする接触分解ガソリンの脱硫方法。 - 【請求項2】オレフィン成分を実質的に含まず、かつ、
パラフィン成分の割合が80容量%以上である炭化水素
を用いてコ−ク前駆体を洗浄・除去することを特徴とす
る請求項1に記載の接触分解ガソリンの脱硫方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16450195A JP3443482B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 接触分解ガソリンの脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16450195A JP3443482B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 接触分解ガソリンの脱硫方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08333581A JPH08333581A (ja) | 1996-12-17 |
JP3443482B2 true JP3443482B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=15794365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16450195A Expired - Lifetime JP3443482B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 接触分解ガソリンの脱硫方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3443482B2 (ja) |
-
1995
- 1995-06-08 JP JP16450195A patent/JP3443482B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08333581A (ja) | 1996-12-17 |
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