JP4501195B2 - 固定床反応器内での炭化水素仕込原料の水素化処理触媒 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化水素仕込原料の水素化精製および／または水素化転換（さらには水素化処理と呼ばれる）触媒に関する。前記触媒は、主として押出し物形態のアルミナをベースとする担体と、第VIＢ族（元素周期表の新規記法の第６族）の少なくとも１つの触媒金属または触媒金属化合物、好ましくはモリブデンおよびタングステン、より好ましくはモリブデン、および／または場合によっては第VIII族（元素周期表の新規記法の第８族）の少なくとも１つの触媒金属または触媒金属化合物、好ましくは鉄、ニッケルまたはコバルトとを含む。さらに触媒は、ホウ素、リン、第VII族の元素（ハロゲン類）およびケイ素（または触媒の製造 において選ばれる出発担体中に自然に存在することもあるシリカ以外のシリカ）よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの添加剤元素を含む。
【０００２】
さらに本発明は、前記触媒の調製方法、並びに炭化水素仕込原料、例えば石油留分、炭から生じた留分または天然ガスから生じた炭化水素の水素化精製および水素化転換におけるその使用法にも関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、例えば硫黄含有石油留分のような炭化水素仕込原料の水素化処理は、石油留分中の硫黄量を削減しかつ重質フラクションを、気化燃料として高価値を生じさせる軽質フラクションに転換する増大する必要性と共に、石油精製の実践において次第に大きく重要なものになっている。従って、市販の気化燃料に関してまた経済的理由に関して、各国により課せられる規格を同時に充足させるために、次第に重質フラクションとヘテロ原子とに富みつつあるが次第に水素に乏しくなりつつある輸入原油を最高に価値付ける必要がある。この高価値付けは、重質成分の平均分子量の比較的大きな削減を意味するものである。この削減は、例えば予め精製された、すなわち脱硫されかつ脱窒された仕込原料のクラッキングまたは水素化クラッキング反応により得られるものである。ファン・ケーゼル(Van Kessel)らは、１９８７年２月１６日付の雑誌オイル・アンド・ガス・ジャーナルの５５〜６６頁に掲載されている論文に、この背景を詳細に説明している。
【０００４】
さらに有機金属錯体を含む石油フラクションの水素化処理反応の場合、これら錯体の大部分が、水素、硫化水素および水素化処理触媒の存在下に破壊されることは当業者に公知である。従って、これら錯体の構成金属は、固体硫化物形態で沈殿し、この固体硫化物は、細孔の内面に固定されるようになる。これは、特にバナジウム、ニッケル、鉄、ナトリウム、チタン、ケイ素および銅の錯体の場合である。これら金属は、石油の原産地に応じて原油中に多少なりとも十分豊富に必然的に存在し、かつ蒸留操作の際に高沸点のフラクション中において、特に残渣中において濃縮される傾向がある。これは、さらには金属、特に鉄およびチタンを含む炭の液化物の場合でもある。一般用語「水素化脱金属」（ＨＤＭ）は、炭化水素中の有機金属錯体のこれら破壊反応を意味するために使用される。
【０００５】
触媒細孔内の固体堆積物の蓄積は、相互に連結された細孔格子のフラクションを有する反応体への通路を必要とする細孔の一部の完全な孔塞ぎまで続けられ、その結果、このフラクションの細孔は、単に少し塞がれるか、あるいは元のままでさえあるのに、このフラクションは不活発になる。従って、この現象は、触媒の非常に大きな早期の失活を引き起こす。これは、特に不均一担持触媒の存在下での水素化脱金属反応の場合において著しいものである。不均一とは、炭化水素仕込原料中において可溶性でないことを意味する。従って、この場合、粒の周辺部の細孔が、中心部の細孔よりも早く詰まることが証明される。同様に、細孔の開口部が、該細孔の他の部位よりも早く詰まる。細孔の詰まり（閉塞）は、その直径の漸進的な縮小を相伴うものである。このことにより、分子拡散の増加される制限と濃度勾配の増大とが引き起こされ、それ故に外部に通じる細孔の完全な詰まり（閉塞）が、非常に急速に生じるほどまで、細孔粒子の周辺部から内部への堆積物の不均一性の増大が引き起こされる。この場合、ほとんど元のままである内部多孔性への粒子の通路は、反応体に閉ざされており、故に触媒は早期に失活される。
【０００６】
この記載されている現象は、「細孔開口部の閉塞」の名称のもとで公知である（この主題については、フランス特許出願９７／０７１５０を参照）。
【０００７】
従って、金属を含む重質炭化水素留分の水素化処理触媒は、水素化処理、特に水素化脱金属に対する特有の分布制約に特に適合される多孔性のプロフィールを有する触媒担体から構成されねばならない。
【０００８】
水素化処理方法において通常使用される触媒は、担体から構成される。この担体上に、例えば酸化コバルト、酸化ニッケルまたは酸化モリブデンのような金属酸化物が担持される。ついで触媒は、金属酸化物の全部または一部を金属硫化物相に変換するために硫化される。担体は、一般にアルミナをベースとする。その役割は、活性相を分散させることからなり、かつ上述の閉塞問題を回避して、金属不純物の充分な捕集に適合される構造を有することからなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
独特の細孔分布を有する触媒は、米国特許４３９５３２９に記載されている。先行技術のアルミナをベースとする担体には、２つの型がある。第１には、ゲル・アルミナから調製されるアルミナ押出し物が存在する。これら押出し物から調製される水素化処理触媒は、いくつかの不都合を有する。まずゲル・アルミナの調製方法は、フラッシュ・アルミナと呼ばれる、ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じるアルミナの調製方法に反して、特に汚染源となるものである。次いでゲル・アルミナをベースとする担体の多孔性は、特に軽質炭化水素留分の水素化脱硫および水素化処理に適合され、他の型の水素化処理には適合されない。さらに、これらの押出し物が、その水素化脱金属／水素化脱硫比において平衡であるとしても、その水素化脱金属の取得能は弱く、一般に多くとも３０重量％である。その結果、該押出し物は急速に飽和されて、取り換えられねばならない。その上、アルミナ・ゲルの高い製造コストを考慮に入れると、これら触媒の製造は、非常に割高である。
【００１０】
第２には、ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水と、ついで得られたフラッシュ・アルミナ粉体のアグロメレーション（凝集化）とにより調製されるアルミナ球体が存在する。これら球体は、金属を含む炭化水素仕込原料の水素化処理触媒の担体として使用される。これら球体の調製コストは、あまり高くはない。いずれにせよ、該コストを満足できるレベルに維持するために、２ｍｍを越える直径の球体を調製する必要がある。その結果、金属は、球体の中心部まで導入され得ない。該中心部にある触媒相は、使用されない。
【００１１】
水素化処理に適合される多孔性を有しかつ小サイズのフラッシュ・アルミナの押出し物から調製される水素化処理触媒は、これらの不都合を有しないものである。しかしながら、そのような触媒を調製するための工業的方法は、今日では存在しない。
【００１２】
本発明は、炭素含有フラクションの水素化処理触媒と、前記触媒の調製方法と、水素化処理反応におけるその使用とに関する。水素化処理反応は、特に水素化反応、水素化脱窒反応、水素化脱酸素反応、水素化脱芳香族反応、水素化異性化反応、水素化脱アルキル反応、水素化脱パラフィン反応、水素化クラッキング反応および水素化脱硫反応である。
【００１３】
本発明の目的は、これらの反応において、今日当業者に公知の触媒の活性と少なくとも同等の水素化脱金属における活性を示すものであり、またこれらの反応により、先行技術の物質に比して水素化処理における特に高い成果を得ることが可能になる触媒を提供しようとすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による触媒は、主としてアルミナをベースとしかつ主として複数の並置される凝集物（アグロメレート）からなる押出担体と、第VIＢ族の金属または金属化合物および第VIII族の金属または金属化合物よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの金属とを含む触媒であって、酸化物で表示される第VIＢ族および第VIII族の金属の合計Ｓは、０．１〜５０重量％である触媒において、前記凝集物の各々は、一部において薄板状物の積み重ね状物形態であり、また一部において針状物形態であり、前記針状物は、薄板状物の積み重ね状物の周囲と、薄板状物の間とに同時に均一に分散されることを特徴とし、またさらに触媒は、リン、ホウ素、ケイ素（または選ばれた担体に含まれることもあるシリカには属しないシリカ）およびハロゲン類よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの添加剤元素を含むことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明による触媒は、主として押出し物形態でアルミナをベースとする担体と、第VIＢ族（元素周期表の新規記法の第６族）の少なくとも１つの触媒金属または触媒金属化合物、好ましくはモリブデンおよびタングステン、より好ましくはモリブデン、および／または第VIII族（元素周期表の新規記法の第８族）の少なくとも１つの触媒金属または触媒金属化合物、好ましくは鉄、ニッケルまたはコバルト、より好ましくはニッケルとを含む。
【００１７】
しかしながら、本発明も、水素化処理型反応における触媒能をいっそう改善するために、この触媒中に少なくとも１つの添加剤元素を組み込むことにより特徴付けられる。この添加剤元素は、ホウ素、リン、ケイ素（または担体中に見い出されることもあるシリカとは異なるシリカ）およびハロゲン類よりなる群の中から選ばれる。従って、この添加剤により、水素化における活性の増加および触媒の酸度の増加に関連する精製（水素化、水素化脱硫、水素化脱金属および水素化脱炭素）と転換とにおいて優れた性能が与えられる。
【００１８】
本発明による触媒において使用される押出担体は、一般に好ましくは主としてアルミナの凝集物（アグロメレート）をベースとする。前記アルミナの凝集物は、一般に好ましくはギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナの成形により得られ、かつ一般に総細孔容積少なくとも０．６ｃｍ^３ ／ｇと、メゾ細孔平均直径１５〜３６ｎｍ（ナノメートル）と、一般にベーマイトの分解により生じるアルミナ割合５〜７０重量％とを有する。ベーマイトの分解により生じるアルミナとして、押出し物の調製方法の間に、ベーマイト型アルミナが、全体アルミナの５〜７０重量％を表するほどまで拡大し、次いで分解されることを理解しなければならない。このベーマイトの分解により生じるアルミナ割合は、前記ベーマイトの分解前にアルミナ上でＸ線回折により測定される。
【００１９】
さらに本発明による触媒の押出担体は、ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じるアルミナ粉体（フラッシュ・アルミナ）と、例えば塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムおよび酢酸アルミニウムのようなアルミニウム塩の例えば沈殿によるか、あるいはトリエトキシド・アルミニウムのようなアルコキシド・アルミニウムの加水分解により得られる少なくとも１つのアルミナ・ゲルとの種々の割合での混合物の押出しにより得られてよい。そのようなフラッシュ・アルミナとアルミナ・ゲルとの混合物は、アルミナ・ゲル５０重量％未満、好ましくはアルミナ・ゲル１〜４５重量％を含む。
【００２０】
本発明による触媒は、当業者に公知のあらゆる方法により、より詳しくは後述される方法に応じて調製されてよい。
【００２１】
触媒が、固定床で使用される場合には、担体として、直径一般に０．５〜１０ｍｍ、好ましくは０．８〜３．２ｍｍのアルミナの押出し物が使用される。前記押出し物は、上述された特徴を有する。これら押出し物上に、または押出しによる成形前に、調製のどのような工程においても、あらゆる公知方法により、好ましくは含浸または共混練により触媒金属、すなわち第VIＢ族（元素周期表の新規記法の第６族）の少なくとも１つの触媒金属または触媒金属化合物、好ましくはモリブデンおよびタングステン、より好ましくはモリブデン、および／または第VIII族（元素周期表の新規記法の第８族）の少なくとも１つの触媒金属または触媒金属化合物、好ましくは鉄、ニッケルまたはコバルト、より好ましくはニッケルが導入される。前記金属は、場合によっては前記担体の調製方法のあらゆる工程において共混練により担体と混合されてよい。前記金属のいくつかが存在する場合、第VIＢ族および第VIII族の前記金属は、場合によっては成形または調製のあらゆる工程において担体を伴う含浸または共混練の際に別々にまたは同時に少なくとも一部導入されてよい。
【００２２】
添加剤元素を導入する方法は、後に記載される。
【００２３】
次の工程：
（ａ） ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じるアルミナ粉体、および場合によってはアルミナ・ゲル、並びに第VIＢ族の少なくとも１つの触媒金属化合物および／または第VIII族の少なくとも１つの触媒金属化合物の共混練工程、場合によってはその後の熟成および／または乾燥工程、次いで場合によっては焼成工程と、
（ｂ） 工程（ａ）で得られた物質の押出しによる成形工程と
を含む調製方法を用いて本発明よる触媒を調製することが可能である。
【００２４】
前述の金属は、ほとんどの場合、例えば酸化物、酸、塩、有機錯体のような前駆体形態で触媒中に導入される。触媒中に導入される酸化物で表示される第VIＢ族および第VIII族の金属の合計Ｓは、０．１〜５０重量％、好ましくは０．５〜４０重量％、より好ましくは０．５〜２５重量％である。
【００２５】
次いで調製は、一般に熟成および乾燥を含み、ついで一般に温度４００〜８００℃での熱処理、例えば焼成を含む。
【００２６】
本発明の必須元素のうちの１つを使用する担体は、主としてアルミナをベースとする。本発明による触媒において使用される担体は、一般に好ましくはギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナの成形により得られる。前記成形は、好ましくは下記に記載される方法のうちの１つの方法を用いて行なわれる。
【００２７】
本発明による担体の調製方法は、アルミナからなる担体について下記に記載される。担体が、１つまたは複数の他の化合物を含む場合、前記単数化合物または複数化合物、あるいは前記単数または複数化合物の前駆体を、本発明による担体の調製方法のどのような工程においても導入することが可能である。さらに前記単数または複数化合物を、前記単数または複数化合物、あるいは前記単数または複数化合物のあらゆる前駆体を用いて行なわれるアルミナの含浸により導入することも可能である。
【００２８】
ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナの第１成形方法は、次の工程：
（ａ１） ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じるアルミナを起点とする工程と、
（ｂ１） 出発アルミナを再水和する工程と、
（ｃ１） 水中における少なくとも１つの炭化水素のエマルジョンの存在下での再水和アルミナを混練する工程と、
（ｄ１） 工程（ｃ１）で得られたアルミナをベースとするペーストの押出し工程と、
（ｅ１） 押出し物を乾燥し、ついでこれを焼成する工程と、
（ｆ１） 工程（ｅ１）により生じた押出し物を、閉鎖的雰囲気下に酸水熱処理に付す工程と、
（ｇ１） 工程（ｆ１）により生じた押出し物を乾燥し、これを焼成する工程とを含む。
【００２９】
ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナからのアルミナの第２成形方法は、次の工程：
（ａ２） ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナを起点とする工程と、
（ｂ２） 発泡剤の存在下で球体形態にアルミナを成形する工程と、
（ｃ２） 得られたアルミナ球体を熟成させる工程と、
（ｄ２） 工程（ｃ２）により生じた球体を混練し、これにより、ペーストを得て、このペーストを押し出す工程と、
（ｅ２） 得られた押出し物を乾燥し、ついでこれを焼成する工程と、
（ｆ２） 工程（ｅ２）により生じた押出し物を、閉鎖的雰囲気下に酸水熱処理に付す工程と、
（ｇ２） 工程（ｆ２）により生じた押出し物を乾燥し、これを焼成する工程とを含む。
【００３０】
ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナからのアルミナの第３成形方法は、次の工程：
（ａ３） ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じるアルミナを起点とする工程と、
（ｂ３） 出発アルミナを再水和する工程と、
（ｃ３） 再水和アルミナと疑似ベーマイト・ゲルとを混練する工程であり、前記ゲルが、再水和アルミナとゲルとに対して１〜３０重量％の含有量で存在する工程と、
（ｄ３） 工程（ｃ３）で得られたアルミナをベースとするペーストを押し出す工程と、
（ｅ３） 押出し物を乾燥し、これを焼成する工程と、
（ｆ３） 工程（ｅ３）により生じた押出し物を、閉鎖的雰囲気下に酸水熱処理に付す工程と、
（ｇ３） 工程（ｆ３）により生じた押出し物を、場合によっては乾燥し、ついでこれを焼成する工程と
を含む。
【００３１】
この方法では、先に記載された第１方法の工程（ａ１）、（ｂ１）、（ｄ１）、（ｅ１）、（ｆ１）および（ｇ１）と同一である工程が行なわれる。
【００３２】
これに対して、工程（ｃ３）によれば、工程（ｂ３）により生じた再水和アルミナは、炭化水素エマルジョンではなく、再水和アルミナと疑似ベーマイト・ゲルとに対して１〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％の含有量で該疑似ベーマイト・ゲルと混練される。
【００３３】
そのような疑似ベーマイト・ゲルは、例えば塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムおよび酢酸アルミニウムのようなアルミニウム塩と塩基との沈殿によるか、あるいは例えばトリエトキシド・アルミニウムのようなアルコキシド・アルミニウムの加水分解により得られてよい。
【００３４】
混練は、当業者に公知のあらゆる方法により、特にＺ型アーム混練機または２軸式混合機により行なわれてよい。
【００３５】
押出すべきペーストの粘度を調整するために、水を追加してもよい。
【００３６】
本発明によるアルミナ押出し物は、一般に好ましくは総細孔容積（ＶＰＴ）少なくとも０．６ｃｍ^３／ｇ、好ましくは少なくとも０．６５ｃｍ^３／ｇを有する。 このＶＰＴ（総細孔容積）は、次のように測定される。
【００３７】
粒子密度と絶対密度との値が測定される：粒子密度（Ｄｇ）と絶対密度（Ｄａ）とは、各々水銀またはヘリウムのピクノメータ(picnometrie)方法で測定される。このＶＰＴ（総細孔容積）は、下記式により提供される。
【００３８】
ＶＰＴ ＝１／Ｄｇ−１／Ｄａ
さらに本発明による押出し物は、一般に好ましくはメゾ細孔平均直径１５〜３６ｎｍ（ナノメートル）を有する。一定の押出し物に対するメゾ細孔の平均直径は、前記押出し物の細孔分布のグラフ表示に基づいて測定される。下記式：
Ｖ＝Ｖ_{１００ｎｍ} ＋（Ｖ_６ｎｍ〜Ｖ_{１００ｎｍ}）／２
に相当するグラフ表示に関連付けられる容積Ｖを有する直径を意味する（式中、Ｖ_{１００ｎｍ}は、１００ｎｍを越える直径の細孔（マクロ細孔）により創出される容 積すなわちマクロ細孔容積を表し、
Ｖ_６ｎｍは、６ｎｍを越える直径の細孔により創出される容積を表し、
Ｖ_６ｎｍ〜Ｖ_{１００ｎｍ}は、メゾ細孔容積、つまり直径６〜１００ｎｍの細孔により創出される容積、すなわちサイズ６〜１００ｎｍのあらゆる細孔（メゾ細孔）により創出される容積を表す。
【００３９】
これら容積は、水銀浸透技術を用いて測定される。この技術では、ケルビン （Kelvin）法則が適用され、この法則は、下記式に従って、圧力と、前記圧力で直径が貫入する最小細孔の直径と、湿潤角度と表面張力との間の関係を示す。
【００４０】
ψ＝（４ｔ・ｃｏｓθ）・１０／Ｐ
ここで、式中、ψは細孔直径（ｎｍ）を表し、ｔは、表面張力（４８．５Ｐａ）を表し、θは、接触角（θ＝１４０゜）を表し、Ｐは、圧力（ＭＰａ）を表す。
【００４１】
好ましくは、本発明による押出し物は、メゾ細孔容積（Ｖ_６ｎｍ〜Ｖ_{１００ｎｍ}）小さくとも０．３ｃｍ^３／ｇ、さらには小さくとも０．５ｃｍ^３／ｇを有する。
【００４２】
好ましくは、本発明による押出し物は、マクロ細孔容積（Ｖ_{１００ｎｍ}）大きくと も０．５ｃｍ^３／ｇを有する。一変形例によれば、マクロ細孔容積（Ｖ_{１００ｎｍ}）は、大きくとも０．３ｃｍ^３／ｇ、好ましくは大きくとも０．１ｃｍ^３／ｇ、さらには大きくとも０．０８ｃｍ^３／ｇである。
【００４３】
通常、これら押出し物は、ミクロ細孔容積（Ｖ_{０〜６ｎｍ}）大きくとも０．５５ｃ ｍ^３／ｇ、好ましくは大きくとも０．２ｃｍ^３／ｇを有する。ミクロ細孔容積は、直径６ｎｍ未満の細孔により創出される容積を表す。
【００４４】
（直径６〜１００ｎｍを有する）メゾ細孔の割合を増加させて、６ｎｍ未満の細孔と１００ｎｍを越える細孔との割合を最小にするそのような細孔分布は、詳しくは重質炭化水素留分の水素化処理の拡散抑止作用に適合される。
【００４５】
好ましい一変形例によれば、細孔直径６〜１００ｎｍ（メゾ細孔）の領域における細孔分布は、１５ｎｍのあたりに極度に圧縮される。すなわち前記領域において、細孔の大部分は、直径６〜５０ｎｍ、好ましくは８〜２０ｎｍを有する。
【００４６】
本発明による押出し物は、一般に比表面積（ＳＳ）少なくとも１２０ｍ^２／ｇ、好ましくは少なくとも１５０ｍ^２ ／ｇを有するものである。この比表面積は、ＢＥＴ比表面積である。ＢＥＴ比表面積として、定期刊行物「ザ・ジャーナル・オブ・アメリカン・ソサイエティ」（1938年、60巻、309頁)に記載されているブルノア・エミット・テーラー（ＢＲＵＮＡＵＥＲ−ＥＭＭＥＴＴ−ＴＥＬＬＥＲ）法に基づいて制定されたＡＳＴＭ Ｄ３６６３−７８規格に合致する窒素吸着により測定される比表面積を意味する。
【００４７】
特に前記触媒が、固定床で使用される場合には、直径０．５〜１０ｍｍ、好ましくは０．８〜３．２ｍｍと、長さ１〜２０ｍｍ、好ましくは１〜１０ｍｍとを有する本発明による押出し物が好ましい。
【００４８】
これら押出し物は、一般に直径１．６ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｍｍの押出し物においてＥＧＧ(ecrasement grain a grain)（平均圧縮強さ）少なくとも０．６８ｄａＮ／ｍｍと、ＥＳＨ(resistance a l'ecrasement)（圧縮抵抗）少 なくとも１ＭＰａとを有する。
【００４９】
物質が、一定速度５ｃｍ／分で移動する２つの平面の間に配置される場合、平均圧縮強さ（ＥＧＧ）の測定方法は、押出し物が、その破壊前に支持しうる最大圧縮形態を測定することからなる。
【００５０】
圧縮は、押出し物の母線のうちの１つの母線に対して垂直に適用される。平均圧縮強さ（ＥＧＧ）は、押出し物の母線の長さに対する力の比として表示される。圧縮抵抗（ＥＳＨ）の測定方法は、相当量の押出し物をシーブの上方で増加する圧力に付して、押出し物の破壊により生じる微細粉物を回収することからなる。圧縮抵抗は、テストに付された押出し物の０．５重量％を表する微細粉物の割合を得るために及ぼされる力に相当する。
【００５１】
本発明によるアルミナは、主として複数の並置される凝集物からなる。これら凝集物の各々は、一般に好ましくは一部において薄板状物の積み重ね状物形態であり、また一部において針状物形態である。前記針状物は、薄板状物の積み重ね状物の周囲と、薄板状物の間とに同時に均一に分散される。
【００５２】
一般に、薄板状物の長さおよび幅は、１〜５μｍに変化する。その厚みは、１０ｎｍ程度である。これら薄板状物は、０．１〜０．５μｍ程度の厚みを形成するグループ毎に積み重ねられてよい。該グループは、互いに０．０５〜０．１μｍ程度の厚み毎に分けられてもよい。
【００５３】
針状物の長さは、０．０５〜０．５μｍであってよい。その横断面は、１０〜２０ｎｍ程度である。これらのサイズは、電子顕微鏡検査で撮られた押出し物の写真に基づく測定により提供される。アルミナの薄板状物は、主としてアルミナχおよびアルミナηを含み、針状物は、アルミナγを含む。
【００５４】
薄板状物の構造は、アルミナのハイドラーギライト系統の特徴である。このことは、焼成による活性化前のこれら押出し物が、この同じ構造を有することを意味する。薄板状物は、ハイドラーギライトの性質を有する。焼成により、このハイドラーギライト形態アルミナは、主として脱水アルミナχおよび脱水アルミナηに変換される。
【００５５】
これに対して、針状物の構造は、ベーマイト系統の特徴である。このことは、焼成による活性化前のこれら押出し物が、この同じ構造を有することを意味する。針状物は、ベーマイトの性質を有する。次いで焼成により、このベーマイト形態アルミナは、脱水アルミナγに変換される。
【００５６】
従って、本発明による押出し物は、焼成により得られる。焼成前の押出し物は、ハイドラーギライト・アルミナをベースとする薄板状物からなる。前記薄板状物は、ベーマイト・アルミナをベースとする針状物により周囲を取り巻かれる。
【００５７】
本発明による成形方法は、より詳しくはバイエル(Bayer)の水和物（ハイドラ ーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナに適する。このバイエル(Bayer)の水和物（ハイドラーギライト）は、容易に入手しやすくかつ非常に廉価 な工業アルミニウム水酸化物である。
【００５８】
そのようなアルミナは、特に熱ガス流によるハイドラーギライトの急速な脱水により得られる。装置内のガスの入口温度は、一般に約４００〜１２００℃に変化する。アルミナと熱ガスとの接触時間は、一般にあっと言う間〜４、５秒間である。アルミナ粉体のそのような調製方法は、詳しくはフランス特許ＦＲ−Ａ−１１０８０１１に記載されている。
【００５９】
こうして得られたアルミナは、そのままで使用されてよいし、あるいは工程 （ｂ１）前に特に存在するアルカリ類を除去するために処理を受けてもよい。０．５重量％未満のＮａ_２Ｏ含有量が好ましいものである。
【００６０】
好ましくは、出発アルミナが、ベーマイト型アルミナ割合を少なくとも３重量％、好ましくは多くとも４０重量％を有するように、工程（ｂ１）中において該出発アルミナを再水和する。
【００６１】
アルミナ押出し物のこれら調製方法の種々の工程は、ローヌ・プーラン社（Rhone Poulenc Chimie）の発明の名称「触媒または触媒担体としてのアルミナ押出し物、その調製方法およびその使用法」の特許出願においてより詳細に記載されている。
【００６２】
本発明の触媒は、先に定義された担体以外に、第VIＢ族および第VIII族の金属よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの金属を、触媒の全体重量に対して重量％における次の含有量で含む。
【００６３】
触媒中に導入される酸化物で表示される、第VIＢ族および第VIII族の金属の合計は、０．１〜５０％、好ましくは０．５〜４０％、より好ましくは０．５〜２５％である。
【００６４】
前記触媒は、さらにホウ素、リン、ケイ素（または担体に含まれることもあるシリカとは別のシリカ）およびハロゲン類よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの添加剤元素を、触媒の全体重量に対して重量％における次の濃度：
Ｂ_２Ｏ_３の０．１〜２０％、好ましくは０．１〜１５％、より好ましくは０．１〜１０％と、
ＳｉＯ_２の０．１〜２０％、好ましくは０．１〜１５％、より好ましくは０．１〜１０％（１．６％を越える（特に１．６〜１０％）含有量が、多くの場合有利である）と、
Ｐ_２Ｏ_５の０．１〜２０％、好ましくは０．１〜１５％、より好ましくは０．１〜１２％と、
第VIIＡ族から選ばれる少なくとも１つの元素、好ましくはフッ素の０．１〜 ２０％、好ましくは０．１〜１８％、より好ましくは０．１〜１５％と
で含むことを特徴とする。
【００６５】
本発明の触媒の第VIＢ族および第VIII族の金属は、全体的にまたは部分的に金属形態、酸化物、硫化物、炭化物、窒化物またはハロゲン化物形態で存在してよい。
【００６６】
本発明による触媒は、あらゆる適切な方法により調製されてよい。好ましくは、添加剤元素は、担体と、第VIＢ族および／または第VIII族の単数または複数金属とを既に含む触媒上に導入される。好ましくは、アルミナ上でのＮｉＭｏまたはＣｏＭｏ型の本発明の触媒は、少なくとも１つの添加剤を含む水溶液により含浸され、次いで場合によっては触媒が複数で存在する場合には、少なくとも１つの別の添加剤の水溶液により含浸される。アルミナ上のＮｉＭｏまたはＣｏＭｏ触媒は、有利にはいくつかの添加剤の共通する水溶液により含浸されてよい。
【００６７】
より詳しくは、本発明の触媒の調製方法は、次の工程：
（ａ）少なくとも次の化合物：アルミナ担体、第VIＢ族の少なくとも１つの元素および／または第VIII族の少なくとも１つの元素、場合によっては添加剤を含む、「前駆体」と呼ばれることもある固体を乾燥する工程およびこれを計量する工程と、
（ｂ）１つまたは複数の添加剤を含む水溶液による、工程（ａ）で定義された前駆体固体を含浸する工程と、
（ｃ）湿潤固体を、温度１０〜８０℃で湿潤雰囲気下に再び放置しておく工程と、
（ｄ）工程（ｂ）で得られた湿潤固体を、温度６０〜１５０℃で乾燥する工程と、
（ｅ）工程（ｃ）で得られた固体を、温度１５０〜８００℃で焼成する工程と
を含む。
【００６８】
上述の工程（ａ）で定義された前駆体は、当業者による従来方法により調製されてよい。
【００６９】
工程（ｂ）は、添加剤を含む水溶液を用いることを必要とし、故に当業者に公知の添加剤の従来の担持方法とは異なる。本発明による好ましい方法は、ホウ素およびケイ素が導入される場合には、酸素水の存在下にアルカリ媒質中での二ホウ酸アンモニウムまたは五ホウ酸アンモニウムのような少なくとも１つのホウ素塩の水溶液を調製することからなり、ついで溶液中にシリコーン型のケイ素化合物を導入することからなり、ついで乾式と呼ばれる含浸を行なうことからなる。この方法では、前駆体の細孔容積が、ホウ素とケイ素とを含む溶液により満たされる。このホウ素とケイ素との担持方法は、ホウ酸のアルコール溶液またはアルコール中オルトケイ酸エチルの溶液を使用する従来の方法よりも優れている。
【００７０】
簡潔には、単数または複数の添加剤が、調製の種々のレベルで、種々の方法で触媒中に導入されてよい。
【００７１】
担体の含浸は、好ましくは当業者に公知の「乾式」と呼ばれる含浸方法により行なわれる。含浸は、最終触媒の構成元素全体を含む溶液により単一の工程において行なわれてよい。
【００７２】
単数または複数の添加剤は、過剰溶液を用いる１つまたは複数の含浸操作により焼成前駆体上に導入されてよい。
【００７３】
従って、例えば好ましい場合には、すなわち例えば前駆体が、アルミナ上に担持されるニッケル・モリブデン型触媒である場合には、この前駆体を、二ホウ酸・アンモニウムおよび／またはローヌ・プーラン社のシリコーン・ロードルシル（Rhodorsil ）ＥＰ１の水溶液により含浸し、ついで例えば温度８０℃で乾燥を行ない、および／またはフッ化アンモニウム溶液により含浸を行ない、例えば温度８０℃で乾燥を行ない、ついで例えば好ましくは移動床で、空気下に、例えば５００℃で４時間焼成を行なうことが可能である。
【００７４】
他の含浸手順が、本発明の触媒を得るために使用されてよい。
【００７５】
従って、初めの段階でケイ素を含む溶液を含浸し、乾燥し、焼成し、ついでホウ素を含む溶液を含浸し、乾燥し、ついで最終焼成を行なうことが可能である。
【００７６】
好ましいリン源は、オルトリン酸Ｈ_３ＰＯ_４であるが、アルカリ・リン酸塩、リン酸アンモニウム、リン酸ガリウムまたはリン酸アルキルのような、その他の塩およびエステルも同様に適する。さらに、例えば次亜リン酸のような亜リン酸、リン・モリブデン酸およびその塩、リン・タングステン酸およびその塩も有利には使用されてよい。リンは、例えばリン酸と、アンモニア、第１および第２アミン、環式アミン、ピリジン族の化合物、キノレイン類およびピロール族の化合物のような窒素を含む塩基有機化合物との混合物形態で導入されてよい。
【００７７】
多数のケイ素源が使用されてよい。従って例えばオルトケイ酸エチルＳｉ（ＯＥｔ）_４、シロキサン、シリコーン、および例えばフルオロケイ酸アンモニウム（ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６またはフルオロケイ酸ナトリウムＮａ_２ＳｉＦ_６のようなケイ 酸ハロゲン化物が使用されてよい。シリコモリブデン酸およびその塩、並びにシリコタングステン酸およびその塩も有利には使用されてよい。ケイ素は、例えば水／アルコール混合物中溶液状ケイ酸エチルの含浸により添加されてよい。
【００７８】
ホウ素源は、ホウ酸、好ましくはオルトホウ酸Ｈ_３ＢＯ_３、二ホウ酸アンモニウムまたは五ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸エステルであってよい。ホウ素は、例えば水／アルコール混合物中ホウ酸溶液により導入されてよい。
【００７９】
使用されることもある第VIIＡ族の元素源（ハロゲン類）は、当業者に公知で ある。例えば、フッ化アニオンは、フッ化水素酸またはその塩形態で導入されてよい。これら塩は、アルカリ金属、アンモニアまたは有機化合物と共に形成される。後者の場合、塩は、有利には有機化合物とフッ化水素酸との反応による反応混合物中に形成される。さらに水中にフッ化アニオンを放出しうる加水分解可能な化合物、例えばフルオロケイ酸アンモニウム（ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６、テトラフッ 化ケイ素ＳｉＦ_４またはフルオロケイ酸ナトリウムＮａ_２Ｆ_６を使用することも可 能である。フッ素は、例えばフッ化水素酸またはフッ化アンモニウムの水溶液での含浸により導入されてよい。
【００８０】
使用されることもある第VIＢ族の元素源は、当業者に公知である。例えばモリブデン源およびタングステン源として、酸化物および水酸化物、モリブデン酸およびタングステン酸、並びにそれらの塩、特にアンモニウム塩、例えばモリブデン酸アンモニウム、ヘプタモリブデン酸アンモニウム、タングステン酸アンモニウム、リン・モリブデン酸、リン・タングステン酸およびそれらの塩が使用されてよい。好ましくは酸化物およびアンモニウム塩、例えばモリブデン酸アンモニウム、ヘプタモリブデン酸アンモニウムおよびタングステン酸アンモニウムが使用される。
【００８１】
本発明の触媒は、例えば鉄、コバルトまたはニッケルのような第VIII族の元素を含んでもよい。
【００８２】
有利には、第VIＢ族の金属と第VIII族の金属とが同時に使用される場合、次の金属の組み合わせが使用される：すなわちニッケル・モリブデン、コバルト・モリブデン、鉄・モリブデン、鉄・タングステン、ニッケル・タングステンおよびコバルト・タングステンである。好ましい組み合わせは、ニッケル・モリブデンおよびコバルト・モリブデンである。さらに例えばニッケル・コバルト・モリブデンのような３金属の組み合わせを使用することも可能である。
【００８３】
使用されることもある第VIII族の元素源は、当業者に公知である。例えば硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、例えば塩化物、臭化物およびフッ化物のようなハロゲン化物、並びに例えば酢酸塩および炭酸塩のようなカルボキシレートが使用される。 さらに担体として、例えば硫酸ゲルのようなアルミナ・ゲル１〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％を含む（さらには「フラッシュ」型と呼ばれる）上述したようなアルミナが使用されてよい。このアルミナ・ゲルの割合により、特に担体の混練を行なう場合に担体の力学的特性が改善される。すなわちフラッシュ・アルミナは、接着力のあるペーストであり、その結果、混練の軸をべとつかせる。ゲルの存在により、後の担体効力の損失を伴わないで混練がより容易になる。
【００８４】
従って、本発明による触媒は、例えば石油留分、活性炭により生じる留分、油田砂および油田頁岩の抽出物、あるいは天然ガスから生成される炭化水素のような炭化水素仕込原料のあらゆる水素化精製方法および水素化転換方法、より詳しくは芳香族化合物および／またはオレフィン系化合物および／またはナフテン系化合物および／またはパラフィン系化合物を含む炭素含有仕込原料の水素化、水素化脱窒、水素化脱酸素、水素化脱芳香族、水素化異性化、水素化脱アルキル、水素化脱パラフィン、脱水素、水素化クラッキング、水素化脱硫および水素化脱金属において使用されてよい。前記仕込原料には、場合によっては金属、および／または窒素、および／または酸素、および／または硫黄が含まれる。主としてアルミナをベースとする担体の調製パラメータを変更することにより、特に種々の細孔分布を得ることが可能であり、またそれ故に水素化脱硫（ＨＤＳ）と水素化脱金属（ＨＤＭ）との割合を変更することが可能である。
【００８５】
炭化水素仕込原料の水素化精製および水素化転換反応（水素化処理）は、固定床で配置される、本発明による触媒を含む反応器において行なわれてよい。前記水素化処理は、例えばＡＰＩ度２０未満の原油、油田砂および油田頁岩の抽出物、常圧残渣、減圧残渣、アスファルト、脱アスファルト油、脱アスファルト減圧残渣、脱アスファルト粗油、重油、常圧留分および減圧留分のような石油フラクションに適用されてもよいし、あるいはさらには活性炭の液化物のような他の炭化水素に適用されてもよい。固定床での方法において、硫黄、窒素および金属のような不純物の除去を目的としかつこれら炭化水素の平均沸点の低下を目的とする水素化処理は、通常温度約３２０〜４５０℃、好ましくは約３５０〜４３０℃、水素分圧約３〜３０ＭＰａ（メガ・パスカル）、好ましくは５〜２０ＭＰａ、空間速度毎時触媒１容積当たり仕込原料容積約０．１〜５、好ましくは０．２〜１、炭化水素液体仕込原料に対するガス水素比１ｍ^３当たり２００〜５０００標準ｍ^３（Ｎｍ^３／ｍ^３）、好ましくは５００〜１５００標準ｍ^３（Ｎｍ^３／ｍ^３）で行なわ れる。
【００８６】
【実施例】
つぎに、この発明の実施例を比較例と共に説明する。
【００８７】
次の実施例は本発明を例証するが、何らその範囲を限定するものではない。
【００８８】
［実施例１（本発明による）：触媒Ａの組成に含まれるアルミナ担体Ａの調製］
工程（ａ１）−出発アルミナ−
原料は、熱空気流中（Ｔ＝１０００℃）ハイドラーギライトの非常に急速な分解により得られるアルミナであった。得られた物質は、遷移アルミナ、すなわちアルミナχ(khi)およびアルミナρ(rho)の混合物からなった。この物質の比表面積は、３００ｍ^２／ｇであり、圧力損失（ＰＡＦ）は、５％であった。
【００８９】
工程（ｂ１）−再水和−
アルミナを、クエン酸０．５％の存在下に濃度５００ｇ／リットル、温度９０℃で４８時間水中に懸濁状にして再水和に付した。
【００９０】
懸濁液の濾過後、アルミナのケーキを回収した。このケーキを水で洗浄し、ついで温度１４０℃で２４時間乾燥した。
【００９１】
得られたアルミナは、粉体形態であった。１０００℃での焼成により測定されるその圧力損失（ＰＡＦ）と、Ｘ線回折により測定されるベーマイト形態のアルミナ割合とを表１にまとめた。
【００９２】
工程（ｃ１）−混練−
再水和されかつ乾燥された粉体１０ｋｇを、容積２５リットルのＺ型アーム混練機に導入した。ついで予め撹拌反応器内で得られた、界面活性剤により安定化された水中に炭化水素エマルジョンと６９％硝酸とを徐々に添加した。特徴を表１にまとめた。
【００９３】
混練を、粘着性均一ペーストを得るまで続けた。混練の終了時に、２０％のアンモニア溶液を添加して、混練を３〜５分間続行させながら、過剰硝酸を中性化するようにした。
【００９４】
工程（ｄ１）−押出し−
得られたペーストを、直径１．６ｍｍの生素地押出し物を得るために１軸式押出機に導入した。
【００９５】
工程（ｅ１）−乾燥／焼成−
次いで押出し物を、１４０℃で１５時間乾燥し、温度６８０℃で２時間焼成した。このように焼成された担体は、比表面積１４８ｍ^２／ｇを有した。
【００９６】
工程（ｆ１）−水熱処理−
得られた押出し物を、次の濃度における硝酸と酢酸との溶液により含浸した：すなわちアルミナの重量に対して硝酸３．５％およびアルミナの重量に対して酢酸６．５％であった。ついで該押出し物を、表１で定義した条件下に回転バスケットを備えるオートクレーブ内で水熱処理に付した。
【００９７】
工程（ｇ１）−乾燥／焼成−
この処理の終了時に、押出し物を、温度５５０℃で２時間焼成に付した。表１に記載されたベーマイトの割合を、最終焼成前の押出し物について測定した。
【００９８】
押出アルミナ担体Ａを得た。その特徴を表１にまとめた。
【００９９】
［比較例２：触媒Ａ１の調製］
実施例１の押出担体Ａを、モリブデン塩とニッケル塩とを含む水溶液により乾式含浸した。モリブデンの塩は、ヘプタモリブデン酸アンモニウムＭｏ_７Ｏ_２４（ＮＨ_４）_６・４Ｈ_２Ｏであり、ニッケルの塩は、硝酸ニッケルＮｉ（ＮＯ_３）_２・ ６Ｈ_２Ｏであった。
【０１００】
水で飽和された雰囲気下に周囲温度での熟成後、含浸押出し物を、１２０℃で一晩乾燥し、ついで空気下に５００℃で２時間焼成した。三酸化モリブデンの最終含有量は、１２重量％であり、酸化ニッケルＮｉＯの最終含有量は、３重量％であった。こうして１９９７年６月１１日に出願された、フランス特許出願９７／０７１４９に応じて調製した触媒Ａ１を得た。
【０１０１】
［実施例３（本発明による）：触媒Ｂの調製］
比較例２の触媒Ａ１ ＮｉＭｏ／Ａｌ_２Ｏ_３の押出し物を、ローヌ・プーラン社のシリコーン・ロードルシルＥＰ１のエマルジョンを含む水溶液により乾式含浸した。水で飽和された雰囲気下に周囲温度での熟成後、含浸押出し物を、１２０℃で一晩乾燥し、ついで空気下に５００℃で２時間焼成した。ＳｉＯ_２の最終含 有量は、２．２重量％であった。
【０１０２】
【表１】

【０１０３】
［実施例４（本発明による）：触媒Ｃの調製］
実施例１の担体Ａを、ヘプタモリブデン酸アンモニウムと、硝酸ニッケルと、リン酸とを含む水溶液により乾式含浸した。水で飽和された雰囲気下に周囲温度での熟成後、含浸押出し物を、１２０℃で一晩乾燥し、ついて空気下に５００℃で２時間焼成した。ＭｏＯ_３の最終含有量は、１１．８重量％であり、ＮｉＯの最終含有量は、２．８重量％であり、Ｐ_２Ｏ_５の最終含有量は、５．５重量％であった。
【０１０４】
［実施例５（本発明による）：触媒Ｄの調製］
比較例２の触媒Ａ１ ＮｉＭｏ／Ａｌ_２Ｏ_３の押出し物を、二フッ化アンモニウムを含む水溶液により乾式含浸した。水で飽和された雰囲気下に周囲温度での熟成後、含浸押出し物を、１２０℃で一晩乾燥し、ついで空気下に５００℃で２時間焼成した。フッ素の最終含有量は、１．２重量％であった。
【０１０５】
［比較例６：触媒Ａ２の調製］
実施例１の押出担体Ａを、硝酸ニッケルＮｉ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏを含む水溶 液により乾式含浸した。水で飽和された雰囲気下に周囲温度での熟成後、含浸押出し物を、１２０℃で一晩乾燥し、ついで空気下に５００℃で２時間焼成した。酸化ニッケルＮｉＯの最終含有量は、５重量％であった。こうしてフランス特許出願９７／０７１４９に応じて調製した触媒Ａ２を得た。
【０１０６】
［実施例７（本発明による）：触媒Ｅの調製］
比較例６の触媒Ａ２ Ｎｉ／Ａｌ_２Ｏ_３の押出し物を、シリコーン・ロードルシルＥＰ１のエマルジョンを含む水溶液により乾式含浸した。水で飽和された雰囲気下に周囲温度での熟成後、含浸押出し物を、１２０℃で一晩乾燥し、ついで空気下に５００℃で２時間焼成した。ＳｉＯ_２の最終含有量は、６．８重量％であ った。
【０１０７】
［比較例８：触媒Ａ３の調製］
実施例１の押出担体Ａを、ヘプタモリブデン酸アンモニウムＭｏ_７Ｏ_２４（ＮＨ_４）_６・４Ｈ_２Ｏを含む水溶液により乾式含浸した。水で飽和された雰囲気下に周囲温度での熟成後、含浸押出し物を、１２０℃で一晩乾燥し、ついで空気下に５００℃で２時間焼成した。酸化モリブデンＭｏＯ_３の最終含有量は、８重量％であっ た。こうしてフランス特許出願９７／０７１４９に応じて調製した触媒Ａ３を得た。
【０１０８】
［実施例９：触媒Ｆの調製（本発明による）］
比較例８の触媒Ａ３ Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３の押出し物を、二ホウ酸アンモニウムを含む水溶液により乾式含浸した。水で飽和された雰囲気下に周囲温度での熟成後、含浸押出し物を、１２０℃で一晩乾燥し、ついで空気下に５００℃で２時間焼成した。Ｂ_２Ｏ_３の最終含有量は、４．５重量％であった。
【０１０９】
［実施例１０：触媒Ａ１、触媒Ａ２、触媒Ａ３および触媒Ｂ〜触媒Ｆによる石油残渣の水素化転換テスト］
先に記載した触媒Ａ１、触媒Ａ２、触媒Ａ３、触媒Ｂ、触媒Ｃ、触媒Ｄ、触媒Ｅおよび触媒Ｆを、種々の石油残渣の水素化処理テストにおいて比較した。それは、まず初めに原産地が中近東の常圧残渣（ＲＡ）（アラビアン・ライト(Arabian Light)）を意味し、かつ他方において、ベネズエラ産のきわめて重質な粗油 （ボスカン(Boscan)）の常圧残渣を意味する。これら２つの残渣は、高粘度と、コンラドソン炭素およびアスファルテンの高含有量とにより特徴付けられた。ボスカン常圧残渣（ＲＡ）は、そのほかにニッケルとバナジウムとを非常に高含有量で含んだ。
【０１１０】
これら残渣の特徴を、次の表に記載した。
【０１１１】
【表２】

【０１１２】
テストを、固定床の管状反応器を含む石油残渣の水素化処理パイロット装置において行なった。反応器を、１リットルの触媒で満たした。流体（石油残渣および水素の再循環物）の流れは、反応器内で上昇流であった。この型のパイロット装置は、固定床での残渣のＩＦＰ水素化転換ＨＹＶＡＨＬ装置の反応器のうちの１つの反応器の運転の代表的なものであった。
【０１１３】
ＤＭＤＳを加えたガスオイル留分の反応器内での流通による、最終温度３５０℃での硫化工程後、次の操作条件下に上述の石油残渣を用いて装置の操作を行なった。
【０１１４】
全体圧力 １５ＭＰａ
温度 ３８０℃
残渣の毎時空間速度 ０．５ｈ^−１
水素の再循環物 水素１０００標準リットル／仕込原料１リットル
サイクルの開始温度 ３７０℃
アラビアン・ライト常圧残渣（ＲＡ）を注入することにより開始した。２５０時間の安定化期間後、５５０℃を越える沸点（５５０℃^＋転換率）を有するフラクションの水素化脱硫（ＨＤＳ）、水素化脱金属（ＨＤＭ）および転換における性能は、次の通りであった。
【０１１５】
【表３】

【０１１６】
ＨＤＳ（水素化脱硫）の割合を次のように定義した。
【０１１７】
ＨＤＳ(wt%)＝[(仕込原料(Ｓwt%)−取得物(Ｓwt%)]
／仕込原料(Ｓwt%) ×１００
ＨＤＭ（水素化脱金属）の割合を次のように定義した。
【０１１８】
ＨＤＭ(wt%)＝[仕込原料(Ｎｉ＋Ｖwtppm)−取得物(Ｎｉ＋Ｖwtppm)]
／仕込原料(Ｎｉ＋Ｖwtppm) ×１００
フラクション５５０℃^＋の転換率を次のように定義した。
【０１１９】
５５０℃^＋転換率(wt%)＝[仕込原料(５５０℃^＋wt%)−取得物(５５０℃^＋wt%)]／仕込原料(５５０℃^＋wt%) ×１００次いでボスカン常圧残渣上を通過させることにより仕込原料の変更を行なった。テストを行なうことにより、サイクルの間中ずっと一定割合約８０重量％のＨＤＭ（水素化脱金属）の維持を目指した。このために、触媒の失活を反応温度の漸進的な上昇により補った。反応温度が、残渣の水素化転換工業装置のサイクルの最終温度の代表的なものとして見なされる温度である、４２０℃に到達した時にテストを停止した。
【０１２０】
次の表により、８触媒上に堆積したボスカンＲＡ（常圧残渣）に由来するニッケル＋バナジウムの量と、サイクル半ばにおけるＨＤＳ（水素化脱硫）水準とを比較した。
【０１２１】
【表４】

【０１２２】
従って、本発明の押出し物形態のＨＤＭ（水素化脱金属）触媒により、ニッケル＋バナジウム金属の取得における少なくとも同一の性能を確保しながら、触媒Ａ１、触媒Ａ２および触媒Ａ３（比較例）の性能よりもＨＤＳ（水素化脱硫）、ＨＤＭ（水素化脱金属）および転換率において優れた性能を生じうることが判明した。性能の成果は、軽質アラブ常圧残渣と、ボスカンの粗油とについて同時に認められた。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明による触媒は、上述のように、主としてアルミナをベースとしかつ主として複数の並置される凝集物からなる押出担体と、第VIＢ族の金属または金属化合物および第VIII族の金属または金属化合物よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの金属とを含む触媒であって、酸化物で表示される第VIＢ族および第VIII族の金属の合計Ｓは、０．１〜５０重量％である触媒において、前記凝集物の各々は、一部において薄板状物の積み重ね状物形態であり、また一部において針状物形態であり、前記針状物は、薄板状物の積み重ね状物の周囲と、薄板状物の間とに同時に均一に分散されることを特徴とし、またさらに触媒は、リン、ホウ素、ケイ素（または選ばれた担体に含まれることもあるシリカには属しないシリカ）およびハロゲン類よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの添加剤元素を含むことを特徴とするもので、本発明の触媒によれば、特に水素化反応、水素化脱窒反応、水素化脱酸素反応、水素化脱芳香族反応、水素化異性化反応、水素化脱アルキル反応、水素化脱パラフィン反応、水素化クラッキング反応および水素化脱硫反応等の水素化処理反応について、公知の触媒の活性と少なくとも同等の水素化脱金属における活性を示すものであり、しかもこれらの反応により、先行技術の物質に比して水素化処理における特に高い成果を得ることが可能になるという効果を奏する。

Claims (25)

1. 主としてアルミナをベースとしかつ主として複数の並置される凝集物からなる押出担体と、第VIＢ族の金属または金属化合物および第VIII族の金属または金属化合物よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの金属とを含む触媒であって、酸化物で表示される第VIＢ族および第VIII族の金属の合計Ｓは、０．１〜５０重量％である触媒において、前記凝集物の各々は、一部において薄板状物の積み重ね状物形態であり、また一部において針状物形態であり、前記針状物は、薄板状物の積み重ね状物の周囲と、薄板状物の間とに同時に均一に分散されることを特徴とし、またさらに触媒は、リン、ホウ素、ケイ素およびハロゲン類よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの添加剤元素を含むことを特徴とする、炭化水素仕込原料の水素化処理触媒。
2. 担体と、触媒の全体重量に対する重量で、合計Ｓが、０．１〜５０重量％であるように第VIＢ族および第VIII族の金属よりなる群の中から選ばれる少なくとも１つの金属とを含む触媒であって、さらに次の濃度：
   Ｂ_２Ｏ_３の０．１〜２０重量％、
   ＳｉＯ_２の０．１〜２０重量％、
   Ｐ_２Ｏ_５の０．１〜２０重量 ％、および
   ハロゲンの０．１〜２０重量％で、
   少なくとも１つの添加剤を含む、請求項１記載の触媒。
3. 第VIＢ族および第VIII族の元素の合計Ｓが、０．５〜４０重量％である、請求項１または２記載の触媒。
4. 添加剤がホウ素である場合、ホウ素含有量は、Ｂ_２Ｏ_３の０．１〜１５重量％であり、添加剤がケイ素である場合、ケイ素含有量は、ＳｉＯ_２ の０．１〜１５重量％であり、添加剤がリンである場合、リン含有量は、Ｐ_２Ｏ_５の０．１〜１５重量％であり、添加剤がハロゲンである場合、ハロゲン含有量は、ハロゲンの０．１〜１８重量％である、請求項１〜３のうちのいずれか１項記載の触媒。
5. 少なくとも１つの第VIＢ族金属または第VIII族金属を含む担体をベースとする前駆体と呼ばれる触媒塊状物上に、添加剤を含む少なくとも１つの溶液を導入する、請求項１〜４のうちのいずれか１項記載の触媒の製造方法。
6. 触媒中にいくつかの添加剤が存在する場合、該添加剤のうちの１つの添加剤は、前駆体中に既に導入されており、他の添加剤は、これら他の添加剤を含む少なくとも１つの溶液により個別にまたは一緒に導入される、請求項５記載の方法。
7. アルミナの凝集物が、ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナの成形により得られ、またベーマイトの分解により生じるアルミナの割合が、５〜７０重量％である、請求項１〜６のうちのいずれか１項記載の触媒。
8. 総細孔容積が、少なくとも０．６ｃｍ^３／ｇであり、メゾ細孔が、平均直径１５〜３６ｎｍを有する、請求項１〜７のうちのいずれか１項記載の触媒。
9. メゾ細孔容積Ｖ_６ｎｍ〜Ｖ_{１００ｎｍ}が、少なくとも０．３ｃｍ^３／ ｇであり、マクロ細孔容積Ｖ_{１００ｎｍ}が、多くとも０．５ｃｍ^３／ｇであり、ミクロ細孔容積Ｖ_{０〜６ｎｍ}が、多くとも０．５５ｃｍ^３／ｇである、請求項１〜８のうちのいずれか１項記載の触媒。
10. 第VIＢ族の触媒金属または触媒金属化合物が、モリブデンまたはタングステンであり、第VIII族の触媒金属または触媒金属化合物が、鉄、ニッケルまたはコバルトである、請求項１〜９のうちのいずれか１項記載の触媒。
11. 第VIＢ族の触媒金属または触媒金属化合物が、モリブデンであり、第VIII族の触媒金属または触媒金属化合物が、ニッケルである、請求項１〜１０のうちのいずれか１項記載の触媒。
12. アルミナの押出し物が、直径０．５〜１０ｍｍを有する、請求項１〜１１のうちのいずれか１項記載の触媒。
13. さらに担体がアルミナ・ゲルを３０重量％まで含む、請求項１〜８のうちのいずれか１項記載の触媒。
14. 次の工程：
    （ａ） 押出し物を得るための主としてアルミナをベースとする担体の成形工程と、
    （ｂ） 第VIＢ族の少なくとも１つの触媒金属化合物を含む溶液による押出し物の含浸工程、その後の熟成および／または乾燥工程、次いでその後の焼成工程と、
    （ｃ） 第VIII族の少なくとも１つの触媒金属化合物を含む溶液による押出し物の含浸工程、その後の熟成および／または乾燥工程、次いでその後の焼成工程と
    を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のうちのいずれか１項記載の触媒の調製方法。
15. 次の工程：
    （ａ） 押出し物を得るための出発アルミナの成形工程と、
    （ｂ） 第VIＢ族の少なくとも１つの触媒金属化合物を含む溶液による押出し物の含浸工程、その後の熟成および／または乾燥工程、次いでその後の焼成工程と、
    （ｃ） 第VIII族の少なくとも１つの触媒金属化合物を含む溶液による押出し物の含浸工程、その後の熟成および／または乾燥工程、次いでその後の焼成工程と
    を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のうちのいずれか１項記載の触媒の調製方法。
16. 次の工程：（ａ） ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じるアルミナ粉体、およびアルミナ・ゲルと、第VIＢ族の少なくとも１つの触媒金属化合物および／または第VIII族の少なくとも１つの触媒金属化合物の共混練工程、その後の熟成および／または乾燥工程、次いで焼成工程と、（ｂ） 工程（ａ）で得られた物質の押出しによる成形工程とを含むことを特徴とする、請求項１〜１２のうちのいずれか１項記載の触媒の調製方法。
17. 出発アルミナの成形方法が、次の工程：
    （ａ１） ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナを起点とする工程と、
    （ｂ１） 出発アルミナを再水和する工程と、
    （ｃ１） 水中における少なくとも１つの炭化水素のエマルジョンの存在下での再水和アルミナを混練する工程と、
    （ｄ１） 工程（ｃ１）で得られたアルミナをベースとするペーストの押出し工程と、
    （ｅ１） 押出し物を乾燥し、ついでこれを焼成する工程と、
    （ｆ１） 工程（ｅ１）により生じた押出し物を、閉鎖的雰囲気下に酸水熱処理に付す工程と、
    （ｇ１） 工程（ｆ１）により生じた押出し物を乾燥し、焼成する工程とを含むことを特徴とする、請求項１４〜１６のうちのいずれか１項記載の触媒の調製方法。
18. 出発アルミナの成形方法が、次の工程：
    （ａ２） ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じる出発アルミナを起点とする工程と、
    （ｂ２） 発泡剤の存在下で球体形態にアルミナを成形する工程と、
    （ｃ２） 得られたアルミナ球体を熟成させる工程と、
    （ｄ２） 工程（ｃ２）により生じた球体を混練し、これにより、ペーストを得て、このペーストを押し出す工程と、
    （ｅ２） 得られた押出し物を乾燥し、ついでこれを焼成する工程と、
    （ｆ２） 工程（ｅ２）により生じた押出し物を、閉鎖的雰囲気下に酸水熱処理に付す工程と、
    （ｇ２） 工程（ｆ２）により生じた押出し物を乾燥し、ついでこれを焼成する工程とを含むことを特徴とする、請求項１４〜１６のうちのいずれか１項記載の触媒の調製方法。
19. 出発アルミナの成形方法が、次の工程：
    （ａ３） ギブス石（ハイドラーギライト）の急速な脱水により生じるアルミナを起点とする工程と、
    （ｂ３） 出発アルミナを再水和する工程と、
    （ｃ３） 再水和アルミナと疑似ベーマイト・ゲルとを混練する工程であり、前記ゲルは、再水和アルミナとゲルとに対して１〜３０重量％の含有量で存在する工程と、
    （ｄ３） 工程（ｃ３）で得られたアルミナをベースとするペーストを押し出す工程と、
    （ｅ３） 押出し物を乾燥し、これを焼成する工程と、
    （ｆ３） 工程（ｅ３）により生じた押出し物を、閉鎖的雰囲気下に酸水熱処理に付す工程と、
    （ｇ３） 工程（ｆ３）により生じた押出し物を乾燥し、ついでこれを焼成する工程とを含むことを特徴とする、請求項１４〜１６のうちのいずれか１項記載の触媒の調製方法。
20. 触媒が固定床で使用される炭化水素仕込原料の水素化処理方法における請求項１〜９のうちのいずれか１項記載の、あるいは請求項１４〜１９のうちのいずれか１項記載により調製される触媒の使用法。
21. 炭化水素仕込原料が、バナジウムおよび／またはニッケルおよび／または鉄および／またはナトリウムおよび／またはチタンおよび／またはケイ素および／または銅を含む、請求項２０記載の使用法。
22. 炭化水素仕込原料が、硫黄および／または窒素および／または酸素を含む、請求項２０または２１記載の使用法。
23. 水素化処理方法が、温度約３２０〜４５０℃、水素分圧約３〜３０ＭＰａ、空間速度毎時触媒１容積当たり仕込原料容積約０．１〜５で行なわれ、注入された液体炭化水素仕込原料に対するガス水素比が、仕込原料１立方メートル当たり２００〜５０００標準立方メートル（Ｎｍ^３／ｍ^３ ）である、請求項２０または２１記載の使用法。
24. 前記添加剤を含む少なくとも１つの溶液を、少なくとも１つの第VIＢ族元素、少なくとも１つの第VIＢ族元素の化合物、少なくとも１つの第VＩI族元素、または少なくとも１つの第VIII族元素を含む前記アルミナベース押出担体をベースとする触媒前駆体固体に導入する、請求項１記載の触媒の調製方法。
25. 前記触媒が複数の添加剤を含む場合、そのうちの１つを前記前駆体に予め導入しておき、その他の複数の添加剤を、別々にまたは一緒に、これらを含む少なくとも１つの溶液を用いて、前記前駆体に導入する、請求項２４記載の触媒の調製方法。