JP5275771B2 - Desulfurizer, and fuel cell cogeneration system and desulfurization system including the same - Google Patents

Desulfurizer, and fuel cell cogeneration system and desulfurization system including the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a desulfurizer which reduces a sulfur content of a hydrocarbon oil containing benzothiophenes and/or dibenzothiophenes, and in which a desulfurization agent can be used for a long period up to the very limit of the service life because the replacement time of the desulfurization agent can be judged, and can exhibit the intrinsic performance of the desulfurizer by reducing the uneven flow etc. in the desulfurizer. <P>SOLUTION: The desulfurizer is filled with the desulfurization agent containing a solid acid-based desulfurization agent inside, and the desulfurization agent reduces a sulfur content of a hydrocarbon oil containing at least one sulfur compound selected from the group consisting of benzothiophenes and dibenzothiophenes. The replacement time of the desulfurization agent can be judged by a change in the color of the solid acid-based desulfurization agent. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、脱硫器、並びに該脱硫器を備えた燃料電池コージェネレーションシステム及び脱硫システムに関し、特には、燃料電池コージェネレーションシステムで使用する液体原燃料、特にはベンゾチオフェン類及び/又はジベンゾチオフェン類を含有する炭化水素油の硫黄分を低減する脱硫器に関するものである。   The present invention relates to a desulfurizer, and a fuel cell cogeneration system and a desulfurization system equipped with the desulfurizer, and in particular, a liquid raw fuel used in a fuel cell cogeneration system, particularly benzothiophenes and / or dibenzothiophenes. The present invention relates to a desulfurizer for reducing the sulfur content of hydrocarbon oils containing selenium.

家庭用や業務用などの定置式燃料電池で使用する灯油などの炭化水素油の脱硫法として、主にニッケル系脱硫剤を200℃前後で使用する化学吸着脱硫法が検討されている。しかしながら、該化学吸着脱硫法は、加熱のためのエネルギーを消費すること、起動に時間を要すること、炭化水素油の気化を防止するために加圧条件で行う必要があること、メタンなどの分解ガスが発生するために気液分離装置などが必要であること、分解ガスの発生を抑制するために脱硫剤層での滞留時間を短くする必要があること、炭素析出が激しいために急激に活性が低下すること、高温に曝される時間が長いと炭素析出が避けられないために脱硫剤体積を大きくしても寿命延長に効果が少ないこと、更には、それらのためにシステムが複雑になることなどの問題点があった。また、銅を添加したニッケル系脱硫剤は、150℃程度のより低温でもある程度の活性を有するが、上記問題を解決するまでには至っていなかった。更に、ニッケル系脱硫剤は予め還元処理を施す必要があるが、還元処理を施したニッケル系脱硫剤は酸素と接触することにより急激な発熱反応が起きて活性が低下することから、保管や停止方法にも課題があった(特許文献1〜13参照)。   As a desulfurization method for hydrocarbon oils such as kerosene used in stationary fuel cells for home use and commercial use, a chemisorption desulfurization method using a nickel-based desulfurizing agent at around 200 ° C. has been studied. However, the chemisorption desulfurization method consumes energy for heating, takes time to start up, needs to be performed under pressurized conditions to prevent vaporization of hydrocarbon oil, and decomposes methane and the like. A gas-liquid separation device is required to generate gas, a residence time in the desulfurization agent layer must be shortened to suppress the generation of cracked gas, and carbon deposition is intense, resulting in rapid activation. In addition, the carbon deposition is unavoidable if the exposure time is long, so even if the volume of the desulfurizing agent is increased, the effect of extending the service life is small. There was a problem such as. Further, the nickel-based desulfurizing agent to which copper is added has a certain activity even at a lower temperature of about 150 ° C., but has not yet been solved. Furthermore, nickel-based desulfurization agents need to be subjected to reduction treatment in advance. However, nickel-based desulfurization agents that have undergone reduction treatment are subject to rapid exothermic reaction due to contact with oxygen, and the activity decreases. There was also a problem in the method (see Patent Documents 1 to 13).

上記のようなことから、脱硫剤は4,000時間などの一定時間、あるいは、一定量の炭化水素油を処理した後に交換することになるが、原料炭化水素油に含まれる硫黄分や運転状況によって残存する脱硫活性が異なるので、下流への硫黄分リークを防止するために、早めに脱硫剤を交換する必要があった。これに対して、極力、脱硫活性が残存する脱硫剤を無駄にしないように、脱硫剤の交換時期を管理する種々の方法が提案されているが、極めて複雑なシステムであり、実用化の点で問題があった(特許文献14〜16参照)。   As described above, the desulfurizing agent is replaced for a fixed time such as 4,000 hours or after processing a fixed amount of hydrocarbon oil. Since the remaining desulfurization activity differs depending on the type of desulfurization agent, it was necessary to replace the desulfurization agent as soon as possible in order to prevent leakage of the sulfur content downstream. On the other hand, various methods for managing the replacement timing of the desulfurizing agent have been proposed so as not to waste the desulfurizing agent having the remaining desulfurizing activity as much as possible. (See Patent Documents 14 to 16).

一方、炭化水素油の脱硫法としては、ゼオライトや活性炭等を常温付近で使用する物理吸着脱硫法も検討されている。しかしながら、市販の灯油は硫黄化合物と競争吸着となる芳香族化合物を含み、特に硫黄化合物の大部分を占めるベンゾチオフェン類に対して除去性能の高い物理吸着剤が存在せず、所望の硫黄含有量まで低減するには非常に多くの体積の吸着剤を必要とするため実用的ではなかった(特許文献17〜19参照)。   On the other hand, as a desulfurization method for hydrocarbon oils, a physical adsorption desulfurization method using zeolite, activated carbon or the like at around room temperature is also being studied. However, commercially available kerosene contains aromatic compounds that compete with sulfur compounds, and there is no physical adsorbent with high removal performance, especially for benzothiophenes, which account for the majority of sulfur compounds. It is not practical because a very large volume of adsorbent is required to reduce the amount of the catalyst (see Patent Documents 17 to 19).

例えば、市販の灯油に含まれる硫黄化合物のタイプは、ベンゾチオフェン類及びジベンゾチオフェン類が大部分であり、特にベンゾチオフェン類の割合が大きく、全硫黄化合物に対するベンゾチオフェン類の割合は、硫黄分として70%以上である場合が多い。しかしながら、ジベンゾチオフェン類の除去はベンゾチオフェン類の除去より困難であり、特にアルキルジベンゾチオフェン類の除去が困難であることが知られている(特許文献20〜22参照)。   For example, most of the types of sulfur compounds contained in commercially available kerosene are benzothiophenes and dibenzothiophenes, and especially the ratio of benzothiophenes is large. The ratio of benzothiophenes to the total sulfur compounds is the sulfur content. Often 70% or more. However, removal of dibenzothiophenes is more difficult than removal of benzothiophenes, and it is known that removal of alkyldibenzothiophenes is particularly difficult (see Patent Documents 20 to 22).

従って、還元処理や水素を必要とせず、また、加圧を必要としない常温付近から150℃程度までの温度で、比較的容易に脱硫することが可能な燃料電池コージェネレーションシステム用液体原燃料の脱硫器が求められていた。   Accordingly, a liquid raw fuel for a fuel cell cogeneration system that can be desulfurized relatively easily at a temperature from about room temperature to about 150 ° C. that does not require reduction treatment or hydrogen, and that does not require pressurization. A desulfurizer was sought.

これに対して、本発明者らは、単純な物理吸着法では十分な脱硫性能が得られないことから、化学反応と物理吸着とを複合化する脱硫方法を開発した。また、チオフェン環は反応性が高く、100℃以下でも酸性触媒存在下にベンゼン環と反応し、より重質の化合物を生成することを見出した。化学反応は温度が高いほど反応速度が大きいが、酸強度の大きい固体超強酸触媒を使用することにより、より低温でも反応が進行することを確認した。そして、比表面積の大きい固体酸系脱硫剤は、反応生成物である重質硫黄化合物を物理吸着することが可能であることが分かった。また、比表面積の大きい固体酸系脱硫剤を用いて化学反応と物理吸着とを複合化することにより、市販の灯油などの炭化水素油に含まれるベンゾチオフェン類を水素非存在下、常温付近で除去できることを把握した。しかしながら、これらの固体酸系脱硫剤は主にブレンステッド酸性であり、アルキル基を多く有するアルキルジベンゾチオフェン類などに対しては脱硫性能の低下が早いという問題点を有していた(特許文献23参照)。   In contrast, the present inventors have developed a desulfurization method that combines chemical reaction and physical adsorption because sufficient desulfurization performance cannot be obtained by a simple physical adsorption method. Further, the present inventors have found that the thiophene ring has high reactivity and reacts with the benzene ring in the presence of an acidic catalyst even at 100 ° C. or lower to produce a heavier compound. The higher the temperature, the higher the reaction rate of the chemical reaction, but it was confirmed that the reaction proceeds even at a lower temperature by using a solid superacid catalyst having a high acid strength. And it turned out that the solid acid desulfurization agent with a large specific surface area can physically adsorb | suck the heavy sulfur compound which is a reaction product. In addition, by combining a chemical reaction and physical adsorption using a solid acid desulfurization agent with a large specific surface area, benzothiophenes contained in hydrocarbon oils such as commercially available kerosene can be obtained at near room temperature in the absence of hydrogen. I figured out that it could be removed. However, these solid acid-based desulfurization agents are mainly Bronsted acid, and have a problem that desulfurization performance deteriorates quickly with respect to alkyldibenzothiophenes having many alkyl groups (Patent Document 23). reference).

また、本発明者らは、アルキルジベンゾチオフェン類に対しても脱硫性能が高い活性炭系脱硫剤を提案した。しかしながら、活性炭系脱硫剤の吸着機構は活性炭に部分的に存在するグラファイト構造とベンゼン環とのπ電子吸着機構であることから、アルキルジベンゾチオフェン類のアルキル基の数が多くなるほどベンゼン環の寄与率が相対的に低下してしまう。そのため、活性炭系脱硫剤も、アルキル基を多く有するアルキルジベンゾチオフェン類に対しては、やはり脱硫性能の低下が早いという問題点を有していた(特許文献17参照)。   The present inventors have also proposed an activated carbon-based desulfurization agent having high desulfurization performance for alkyldibenzothiophenes. However, the adsorption mechanism of the activated carbon-based desulfurization agent is a π-electron adsorption mechanism between the graphite structure partially present in the activated carbon and the benzene ring, so the greater the number of alkyl groups in the alkyldibenzothiophenes, the greater the contribution ratio of the benzene ring. Will fall relatively. For this reason, the activated carbon-based desulfurization agent also has a problem that the desulfurization performance is rapidly reduced with respect to alkyldibenzothiophenes having a large number of alkyl groups (see Patent Document 17).

特公平6−65602号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-65602 特公平7−115842号公報Japanese Patent Publication No.7-115842 特許第3410147号公報Japanese Patent No. 3410147 特許第3261192号公報Japanese Patent No. 3261192 特許第3914749号公報Japanese Patent No. 39144949 特許第4041636号公報Japanese Patent No. 4041636 特開2007−070502号公報JP 2007-070502 A 特開2007−262149号公報JP 2007-262149 A 特開2008−016340号公報JP 2008-016340 A 特開2008−036523号公報JP 2008-036523 A 特開2008−043855号公報JP 2008-043855 A 特開2008−045018号公報JP 2008-045018 A 特開2008−063448号公報JP 2008-063448 A 特開2007−193694号公報JP 2007-193694 A 特開2007−193979号公報JP 2007-1993979 A 特開2008−044830号公報JP 2008-044830 A 国際公開第2003/097771号パンフレットInternational Publication No. 2003/097771 Pamphlet 特開2003−49172号公報JP 2003-49172 A 特開2005−2317号公報JP 2005-2317 A 特開2001−294874号公報JP 2001-294874 A 特開2004−319400号公報JP 2004-319400 A 特開2007−311143号公報JP 2007-31143 A 国際公開第2005/073348号パンフレットInternational Publication No. 2005/073348 Pamphlet

さらに、本発明者らは、アルキルジベンゾチオフェン類に対しても脱硫性能が高い、高温で焼成したアルミナ系脱硫剤を見出した。このアルミナ系脱硫剤は、主にルイス酸性であり、アルキルジベンゾチオフェン類のベンゼン環とのπ電子吸着機構でアルキルジベンゾチオフェン類を吸着できるものと推定された。そして、これらのアルミナ系脱硫剤を使用することで、還元処理や水素を必要とせず、また、加圧を必要としない常温付近から150℃程度までの温度で、比較的容易に炭化水素油を脱硫することが可能となった。しかしながら、該脱硫剤を用いても、脱硫剤の交換時期が判断できないため、脱硫剤の寿命ぎりぎりまで長期間使用することができず、また、脱硫器内での偏流等により脱硫剤の本来の性能を十分に発揮させることができないことがあった。   Furthermore, the present inventors have found an alumina-based desulfurization agent fired at a high temperature, which has a high desulfurization performance with respect to alkyldibenzothiophenes. This alumina-based desulfurizing agent is mainly Lewis acidic, and it is estimated that the alkyldibenzothiophenes can be adsorbed by the π-electron adsorption mechanism with the benzene ring of the alkyldibenzothiophenes. By using these alumina-based desulfurization agents, it is possible to relatively easily remove hydrocarbon oil at a temperature from about room temperature to about 150 ° C., which does not require reduction treatment or hydrogen, and does not require pressurization. It became possible to desulfurize. However, even when the desulfurizing agent is used, it is impossible to determine the replacement timing of the desulfurizing agent, so it cannot be used for a long time until the desulfurizing agent has reached its end of life. In some cases, the performance could not be fully exhibited.

そこで、本発明は、ベンゾチオフェン類及び/又はジベンゾチオフェン類を含有する炭化水素油の硫黄分を低減する脱硫器であって、脱硫剤の交換時期が判断できることにより脱硫剤を寿命ぎりぎりまで長期間使用でき、更には、脱硫器内での偏流等を低減することにより脱硫剤の本来の性能を発揮させることが可能な脱硫器を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention is a desulfurizer for reducing the sulfur content of a hydrocarbon oil containing benzothiophenes and / or dibenzothiophenes, and the desulfurizing agent can be used for a long period of time until the end of its life by judging the replacement timing of the desulfurizing agent. It is another object of the present invention to provide a desulfurizer that can be used and that can exhibit the original performance of the desulfurizing agent by reducing drift in the desulfurizer.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を進め、アルミナ系脱硫剤は硫黄分を吸着するに従い初期の白色から褐色に変化することに着目し、詳細に検討した結果、脱硫剤の色の変化により交換時期が判断できる脱硫器を見出した。また、脱硫剤の本来の性能を発揮させるための充填方法を詳細に検討し、脱硫性能が高く、尚且つ、使用者の利便性の高い脱硫器を見出し、本発明に想到した。すなわち、本発明の脱硫器、並びに該脱硫器を備えた燃料電池コージェネレーションシステム及び脱硫システムは、以下とおりである。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems, and paid attention to the fact that the alumina-based desulfurization agent changes from the initial white color to brown as the sulfur content is adsorbed. We found a desulfurizer that can determine the replacement time based on the color change. In addition, the filling method for exhibiting the original performance of the desulfurizing agent was examined in detail, and a desulfurizer having high desulfurization performance and high convenience for the user was found and the present invention was conceived. That is, the desulfurizer of the present invention, and the fuel cell cogeneration system and desulfurization system including the desulfurizer are as follows.

(1) 内部に固体酸系脱硫剤を含む脱硫剤が充填されており、該脱硫剤で、ベンゾチオフェン類及びジベンゾチオフェン類からなる群から選択される少なくとも一種の硫黄化合物を含有する炭化水素油の硫黄分を低減する脱硫器であって、前記固体酸系脱硫剤の色の変化により脱硫剤の交換時期が判断でき、前記脱硫器に充填する脱硫剤の粒子の大きさが0.1〜2.0mmであり、前記脱硫剤の一部又は全ては、硫黄分20質量ppb以下の炭化水素油とスラリー状にして前記脱硫器に充填されていることを特徴とする脱硫器。
(2) 前記固体酸系脱硫剤が、ルイス酸系脱硫剤であることを特徴とする上記(1)に記載の脱硫器。
(3) 前記硫黄分の低減が−30〜100℃の温度で行われることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の脱硫器。
(4) 前記炭化水素油が灯油又は軽油であり、該炭化水素油の硫黄分が0.1〜10質量ppmであることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の脱硫器。
(5) 前記脱硫器の一部又は全部が透明又は半透明であって、外部より前記固体酸系脱硫剤の色が識別でき、前記固体酸系脱硫剤の色をセンサにより波長400〜550nmの光を測定することによって検知する検知手段を具えることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の脱硫器。
(6) 前記脱硫器が、円筒状の本体容器と、該本体容器の入口及び出口のそれぞれに設けられたフランジとを具え、前記本体容器の入口及び出口の径が、前記本体容器の円筒部分の内径の0.1〜1.0倍であることを特徴とする上記(1)に記載の脱硫器。
(7) 前記硫黄分が低減された炭化水素油の硫黄分が、5質量ppb以下であることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の脱硫器。
(1) Hydrocarbon oil which is filled with a desulfurizing agent containing a solid acid desulfurizing agent and contains at least one sulfur compound selected from the group consisting of benzothiophenes and dibenzothiophenes. The sulfur content of the desulfurization agent can be determined from the change in color of the solid acid desulfurization agent, and the particle size of the desulfurization agent charged in the desulfurization device is 0.1 to 10. The desulfurizer is 2.0 mm, and a part or all of the desulfurizing agent is slurried with hydrocarbon oil having a sulfur content of 20 mass ppb or less and charged into the desulfurizer.
(2) The desulfurizer according to (1), wherein the solid acid desulfurizing agent is a Lewis acid desulfurizing agent.
(3) The desulfurizer according to (1) or (2), wherein the sulfur content is reduced at a temperature of -30 to 100 ° C.
(4) The hydrocarbon oil is kerosene or light oil, and the sulfur content of the hydrocarbon oil is 0.1 to 10 ppm by mass, according to any one of (1) to (3) above Desulfurizer.
(5) A part or all of the desulfurizer is transparent or translucent, and the color of the solid acid desulfurizing agent can be identified from the outside, and the color of the solid acid desulfurizing agent has a wavelength of 400 to 550 nm by a sensor. The desulfurizer according to any one of the above (1) to (4), further comprising detection means for detecting light by measuring light.
(6) The desulfurizer includes a cylindrical main body container and flanges provided at the inlet and the outlet of the main body container, respectively, and the diameter of the inlet and the outlet of the main body container is a cylindrical portion of the main body container. The desulfurizer according to (1) above, which has an inner diameter of 0.1 to 1.0 times.
(7) The desulfurizer according to any one of (1) to (6) above, wherein the sulfur content of the hydrocarbon oil with reduced sulfur content is 5 mass ppb or less.

(8) 上記(1)〜(7)のいずれかに記載の脱硫器と燃料電池とを具える燃料電池コージェネレーションシステムであって、前記硫黄分を低減した炭化水素油を前記燃料電池の原燃料として使用することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。
(9) 前記脱硫器が、前記燃料電池及び燃料処理装置を内蔵したハウジングの外部に設置されていることを特徴とする上記(8)に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
(10) 前記脱硫器が蓄熱剤ジャケットを具えることを特徴とする上記(9)に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
(8) A fuel cell cogeneration system comprising the desulfurizer according to any one of the above (1) to (7) and a fuel cell, wherein the hydrocarbon oil reduced in sulfur content is used as a raw material for the fuel cell. A fuel cell cogeneration system that is used as a fuel.
(9) The fuel cell cogeneration system according to (8) , wherein the desulfurizer is installed outside a housing containing the fuel cell and a fuel processing device.
(10) The fuel cell cogeneration system according to (9) , wherein the desulfurizer includes a heat storage agent jacket.

(11) 上記(1)〜(7)のいずれかに記載された−30〜100℃の温度で硫黄分を低減する脱硫器Aと、該脱硫器Aの下流に配置された110〜300℃の温度で硫黄分を低減する高温脱硫器Bとを具えることを特徴とする脱硫システム。
(12) 前記脱硫器Aの内容積が、前記高温脱硫器Bの内容積の2〜100倍であることを特徴とする上記(11)に記載の脱硫システム。
(11) Desulfurizer A for reducing sulfur content at a temperature of −30 to 100 ° C. described in any of (1) to (7 ) above, and 110 to 300 ° C. disposed downstream of the desulfurizer A A desulfurization system comprising a high-temperature desulfurizer B that reduces sulfur content at a temperature of 5 ° C.
(12) The desulfurization system according to (11) , wherein the internal volume of the desulfurizer A is 2 to 100 times the internal volume of the high temperature desulfurizer B.

本発明の脱硫器は、常温付近で、効率的、且つ、経済的に炭化水素油の硫黄分を5質量ppb以下まで低減でき、尚且つ、脱硫剤の色の変化により交換時期が判断できるため、使用者の利便性が高く、燃料電池コージェネレーションシステム用の液体原燃料の脱硫に好適に用いることができる。   The desulfurizer of the present invention can efficiently and economically reduce the sulfur content of hydrocarbon oil to 5 mass ppb or less near normal temperature, and the replacement time can be determined by the color change of the desulfurizing agent. It is convenient for the user and can be suitably used for desulfurization of liquid raw fuel for a fuel cell cogeneration system.

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の脱硫器は、内部に脱硫剤が充填されており、該脱硫剤で、ベンゾチオフェン類及びジベンゾチオフェン類からなる群から選択される少なくとも一種の硫黄化合物を含有する炭化水素油の硫黄分を低減する。ここで、本発明の脱硫器の内部に充填する脱硫剤は、固体酸系脱硫剤を含み、該固体酸系脱硫剤の色の変化により交換時期が判断できる。また、固体酸系脱硫剤としては、色の変化が大きい点で、アルミナ系脱硫剤が好ましい。   The present invention is described in detail below. The desulfurizer of the present invention is filled with a desulfurizing agent, and the desulfurizing agent contains a sulfur content of a hydrocarbon oil containing at least one sulfur compound selected from the group consisting of benzothiophenes and dibenzothiophenes. Reduce. Here, the desulfurization agent filled in the desulfurizer of the present invention includes a solid acid desulfurization agent, and the replacement time can be determined by a change in the color of the solid acid desulfurization agent. Further, as the solid acid desulfurizing agent, an alumina desulfurizing agent is preferable in that the color change is large.

上記アルミナ系脱硫剤は、乾燥状態では白色であるが、脱硫器に充填して炭化水素油を流通するとやや黄色になり、硫黄分を吸着すると茶色から褐色に変化する。該アルミナ系脱硫剤は、硫黄分を吸着するにつれ、次第に上流側から茶色に変化し、茶色の部分が下流側へ広がると同時に、上流側は褐色へ変化して行く。該アルミナ系脱硫剤においては、黄色から茶色に変化している段階で、硫黄分の吸着が起こっており、茶色から褐色へ変化しながら、硫黄分の吸着量が増加している。従って、脱硫剤の色の変化により脱硫剤の交換時期が判断できる。また、脱硫器出口の硫黄分を極めて低くする必要がある場合には、茶色の部分が出口に達する前に交換する必要がある。そして、脱硫器出口から一定距離の脱硫剤の色を観察、或いは、測定することにより、特定の閾値に達した場合には脱硫剤の交換時期であると判定することができる。   The alumina-based desulfurizing agent is white in a dry state, but becomes slightly yellow when it is filled in the desulfurizer and the hydrocarbon oil is circulated, and changes from brown to brown when the sulfur content is adsorbed. The alumina-based desulfurization agent gradually changes from upstream to brown as the sulfur content is adsorbed, and the brown portion spreads downstream, while the upstream side changes to brown. In the alumina-based desulfurization agent, sulfur is adsorbed at the stage of changing from yellow to brown, and the amount of adsorbed sulfur is increased while changing from brown to brown. Therefore, the replacement timing of the desulfurizing agent can be determined from the change in the color of the desulfurizing agent. In addition, when the sulfur content at the outlet of the desulfurizer needs to be extremely low, the brown portion needs to be replaced before reaching the outlet. Then, by observing or measuring the color of the desulfurizing agent at a certain distance from the outlet of the desulfurizer, it can be determined that it is time to replace the desulfurizing agent when a specific threshold value is reached.

上記アルミナ系脱硫剤において、脱硫剤の色が、白からやや黄色、茶色、褐色と変化する原因は不明であるが、吸着した多環芳香族や硫黄分と脱硫剤との相互作用により、光の吸収が起こっているものと考えられる。   In the above-mentioned alumina-based desulfurizing agent, the reason why the color of the desulfurizing agent changes from white to slightly yellow, brown, or brown is unknown, but due to the interaction between the adsorbed polycyclic aromatics and sulfur and the desulfurizing agent, light It is thought that the absorption of is occurring.

原料の炭化水素油として、ベンゾチオフェン類及びジベンゾチオフェン類からなる群から選択される硫黄化合物を一種以上含有する炭化水素油を使用することで、本発明の効果を得ることができる。   The effect of the present invention can be obtained by using a hydrocarbon oil containing at least one sulfur compound selected from the group consisting of benzothiophenes and dibenzothiophenes as the raw material hydrocarbon oil.

ベンゾチオフェン類は、固体酸系脱硫剤、特にはブレンステッド酸性を有する固体酸系脱硫剤(以下、ブレンステッド酸系脱硫剤とも称する)、特にはアルミナ系脱硫剤により、水素の非存在下、加圧を必要としない常温(0〜40℃)から150℃程度までの温度で、効率的に除去することが可能である。温度は40〜120℃程度がより好ましいが、若干寿命は短くなるものの常温付近でも脱硫性能を有する。   In the absence of hydrogen, benzothiophenes are obtained by a solid acid desulfurization agent, particularly a solid acid desulfurization agent having Bronsted acidity (hereinafter also referred to as a Bronsted acid desulfurization agent), particularly an alumina desulfurization agent. It can be efficiently removed at a temperature from normal temperature (0 to 40 ° C.) to about 150 ° C. that does not require pressurization. The temperature is more preferably about 40 to 120 ° C., but it has desulfurization performance even near room temperature, although its life is slightly shortened.

一方、ジベンゾチオフェン類、特にアルキル基の多いアルキルジベンゾチオフェン類に対して、上記のブレンステッド酸性を有する固体酸系脱硫剤は活性が低く、所望の脱硫性能を長期間維持することが困難である。このようなジベンゾチオフェン類に対しては、活性炭系脱硫剤を100℃以下、特には0〜80℃の温度で使用することが効率的である。活性炭系脱硫剤はベンゾチオフェン類の除去性能は低いが、ジベンゾチオフェン類の除去性能は高い。活性炭系脱硫剤は、吸着等温線がフロイントリッヒ型であるため、硫黄化合物の濃度が高いほど吸着量が多く、また、比表面積が比較的大きいことから飽和吸着量が多い。   On the other hand, for dibenzothiophenes, especially alkyldibenzothiophenes with many alkyl groups, the above-mentioned Bronsted acid solid acid desulfurization agent has low activity and it is difficult to maintain desired desulfurization performance for a long period of time. . For such dibenzothiophenes, it is efficient to use an activated carbon desulfurization agent at a temperature of 100 ° C. or lower, particularly 0 to 80 ° C. The activated carbon desulfurization agent has low removal performance of benzothiophenes but high removal performance of dibenzothiophenes. Since the activated carbon desulfurization agent has a Freundlich type adsorption isotherm, the higher the concentration of the sulfur compound, the larger the amount of adsorption, and the larger the specific surface area, the larger the amount of saturated adsorption.

或いは、ルイス酸性を有する固体酸系脱硫剤(以下、ルイス酸系脱硫剤とも称する)、特にはアルミナ系脱硫剤も、ジベンゾチオフェン類、特にアルキル基の多いアルキルジベンゾチオフェン類に対して高い吸着性能を有する。ルイス酸性を有する固体酸系脱硫剤は、比表面積が活性炭系脱硫剤よりも比較的小さいので飽和吸着量は多くないが、吸着力が強いために吸着等温線がラングミュア型であり、硫黄化合物の濃度が低い場合でも吸着量が多い。ルイス酸性を有する固体酸系脱硫剤もπ電子吸着機構であると考えられ、100℃以下の温度で使用することが効率的である。   Alternatively, solid acid desulfurization agent having Lewis acidity (hereinafter also referred to as Lewis acid desulfurization agent), especially alumina desulfurization agent, also has high adsorption performance for dibenzothiophenes, especially alkyldibenzothiophenes having many alkyl groups. Have The solid acid desulfurization agent having Lewis acidity has a relatively small specific surface area than the activated carbon desulfurization agent, so the saturated adsorption amount is not large, but the adsorption isotherm is Langmuir type due to its strong adsorption power, and the sulfur compound Even when the concentration is low, the amount of adsorption is large. A solid acid desulfurization agent having Lewis acidity is also considered to have a π electron adsorption mechanism, and it is efficient to use it at a temperature of 100 ° C. or less.

固体酸系脱硫剤、特にはアルミナ系脱硫剤のルイス酸量とブレンステッド酸量との割合は、一般に、ピリジン吸着フーリエ変換赤外分光光度分析(FT−IR)により相対比較することができる。ルイス酸点に起因する吸光度のピークは1450cm-1付近に、ブレンステッド酸点に起因する吸光度のピークは1540cm-1付近に、ルイス酸とブレンステッド酸との両方に起因する吸光度のピークは1490cm-1付近に検出される。従って、ルイス酸点(1450cm-1付近)のピーク高さをI1450、ブレンステッド酸点(1540cm-1付近)のピーク高さをI1540とすると、ルイス酸量に対するブレンステッド酸量の比I1540/I1450を相対比較することで、酸性質の違いが分かる。なお、本発明において、ブレンステッド酸系脱硫剤とは、I1540/I1450が0.120を超える脱硫剤を指し、また、ルイス酸系脱硫剤とは、I1540/I1450が0.120以下の脱硫剤を指す。 The ratio between the Lewis acid amount and the Bronsted acid amount of a solid acid desulfurizing agent, particularly an alumina desulfurizing agent, can generally be relatively compared by pyridine adsorption Fourier transform infrared spectrophotometry (FT-IR). Peak of an absorbance attributed to a Lewis acid site in the vicinity of 1450 cm -1, around 1540 cm -1 peak absorbance attributable to Bronsted acid sites, a peak of an absorbance attributed to both a Lewis acid and a Bronsted acid 1490cm Detected around -1 . Thus, the Lewis acid point peak height (1450 cm around -1) I 1450, the Bronsted acid sites of the peak height of the (1540 cm around -1) and I 1540, the ratio of the Bronsted acid amount to the amount Lewis acids I A relative comparison of 1540 / I 1450 reveals the difference in acid properties. In the present invention, the Bronsted acid-based desulfurizing agent refers to a desulfurizing agent having an I 1540 / I 1450 of more than 0.120, and the Lewis acid-based desulfurizing agent refers to an I 1540 / I 1450 of 0.120. The following desulfurization agents are indicated.

本発明のルイス酸系脱硫剤としては、I1540/I1450が0.120以下、好ましくは0.010以下であるアルミナ系脱硫剤が好ましい。弱い酸点であるブレンステッド酸点は、チオフェン類やベンゾチオフェン類から重質硫黄化合物を生成する反応における触媒作用には重要な役割を果たすが、ジベンゾチオフェン類の吸着除去にはほとんど貢献しない。一方、強い酸点であるルイス酸点は、ベンゼン環とのπ電子相互作用によりジベンゾチオフェン類に対する高い物理吸着性能を有するので、チオフェン類やベンゾチオフェン類よりもジベンゾチオフェン類を除去する場合は、ブレンステッド酸点の残存量が少ない方が好ましい。 As the Lewis acid desulfurization agent of the present invention, an alumina desulfurization agent having I 1540 / I 1450 of 0.120 or less, preferably 0.010 or less is preferable. The Bronsted acid point, which is a weak acid point, plays an important role in catalysis in the reaction of producing heavy sulfur compounds from thiophenes and benzothiophenes, but hardly contributes to the adsorption removal of dibenzothiophenes. On the other hand, the Lewis acid point, which is a strong acid point, has high physical adsorption performance for dibenzothiophenes due to π electron interaction with the benzene ring, so when removing dibenzothiophenes rather than thiophenes and benzothiophenes, A smaller amount of Bronsted acid points is preferred.

本発明の脱硫器においては、活性炭系脱硫剤及び/又はブレンステッド酸系脱硫剤を上流に配置し、ルイス酸系脱硫剤を下流に配置することにより、ベンゾチオフェン類及び/又はジベンゾチオフェン類を含有する炭化水素油の硫黄分を効果的に低減することができる。ブレンステッド酸系脱硫剤及びルイス酸系脱硫剤としては、アルミナ系脱硫剤が好ましい。   In the desulfurizer of the present invention, an activated carbon desulfurizing agent and / or a Bronsted acid desulfurizing agent is disposed upstream, and a Lewis acid desulfurizing agent is disposed downstream, whereby benzothiophenes and / or dibenzothiophenes are disposed. The sulfur content of the hydrocarbon oil contained can be effectively reduced. As the Bronsted acid desulfurizing agent and the Lewis acid desulfurizing agent, an alumina desulfurizing agent is preferable.

本発明の脱硫器に−30〜100℃の常温付近でも高い脱硫性能を有する脱硫剤、すなわち、活性炭系脱硫剤及び/又はブレンステッド酸系脱硫剤、さらにはルイス酸系脱硫剤を充填した場合、炭化水素油の硫黄分の低減を−30〜100℃、好ましくは−10〜80℃、特には0〜50℃の温度で行うことができる。   When the desulfurizer of the present invention is filled with a desulfurization agent having a high desulfurization performance even at a room temperature of −30 to 100 ° C., that is, an activated carbon desulfurization agent and / or a Bronsted acid desulfurization agent, and further a Lewis acid desulfurization agent The sulfur content of the hydrocarbon oil can be reduced at a temperature of -30 to 100 ° C, preferably -10 to 80 ° C, particularly 0 to 50 ° C.

本発明の脱硫器が硫黄分を低減する炭化水素油としては、代表的には市販灯油や市販軽油が挙げられ、また、灯油にナフサなどの軽質な炭化水素油を配合してなるもの、灯油に軽油などの重質な炭化水素油を配合してなるもの、市販の灯油よりも沸点範囲の狭いもの、市販の灯油から芳香族分などの特定成分を除去したもの、軽油に灯油などの軽質な炭化水素油を配合してなるもの、市販の軽油よりも沸点範囲の狭いもの、市販の軽油から芳香族分などの特定成分を除去したものであってもよい。特には、入手が容易な市販灯油や市販軽油が好ましい。また、使用する炭化水素油の硫黄分は、0.1〜10質量ppmの範囲が好ましい。硫黄分が0.1質量ppm以上であれば、燃料電池の原燃料としては脱硫が必要であり、脱硫器の性能が重要となるが、他の脱硫器よりも本発明の脱硫器は、常温付近で、効率的、且つ、経済的に炭化水素油の硫黄分を5質量ppb以下まで低減でき、尚且つ、脱硫剤の色の変化により交換時期が判断できるため、使用者の利便性が高く、燃料電池コージェネレーションシステム用の液体原燃料の脱硫に好適に用いることができるという効果がより明らかである。また、10質量ppm以下であれば、本発明の脱硫器を用いることによって、長期間、脱硫剤を交換する必要が無くなるので実用的である。   The hydrocarbon oil that the desulfurizer of the present invention reduces the sulfur content typically includes commercially available kerosene and commercially available light oil, and those obtained by blending light hydrocarbon oil such as naphtha with kerosene, kerosene A blend of heavy hydrocarbon oils such as diesel oil, those with a narrower boiling range than commercially available kerosene, those obtained by removing specific components such as aromatics from commercially available kerosene, and light oils such as kerosene It may be obtained by blending a simple hydrocarbon oil, one having a narrower boiling range than commercially available light oil, or one obtained by removing a specific component such as an aromatic component from a commercially available light oil. In particular, commercially available kerosene and commercially available light oil that are easily available are preferred. Moreover, the range of 0.1-10 mass ppm is preferable for the sulfur content of the hydrocarbon oil to be used. If the sulfur content is 0.1 mass ppm or more, desulfurization is necessary as the raw fuel of the fuel cell, and the performance of the desulfurizer is important, but the desulfurizer of the present invention is more normal temperature than other desulfurizers. In the vicinity, the sulfur content of hydrocarbon oil can be efficiently and economically reduced to 5 mass ppb or less, and the replacement time can be determined by the change in the color of the desulfurizing agent. The effect that it can be suitably used for desulfurization of liquid raw fuel for a fuel cell cogeneration system is more apparent. On the other hand, if it is 10 mass ppm or less, it is practical to use the desulfurizer of the present invention because it is not necessary to replace the desulfurizing agent for a long time.

なお、代表的な市販灯油は、炭素数12〜16程度の炭化水素を主成分とし、密度(15℃)0.790〜0.850g/cm3、沸点範囲150〜320℃程度の炭化水素油である。市販灯油は、パラフィン系炭化水素を多く含むが、芳香族系炭化水素を0〜30容量%程度含み、多環芳香族も0〜5容量%程度含む。一般的には、灯火用及び暖房用・ちゅう(厨)房用燃料として日本工業規格JIS K2203に規定される1号灯油を使用する。該1号灯油は、品質として、引火点40℃以上、95%留出温度270℃以下、硫黄分0.008質量%(80質量ppm)以下、煙点23mm以上(寒候用のものは21mm以上)、銅板腐食(50℃、3時間)1以下、色(セーボルト)+25以上と、規定されている。なお、市販灯油は、通常、硫黄分を数質量ppmから80質量ppm以下、窒素分を数質量ppmから10質量ppm程度含む。 A typical commercial kerosene is mainly a hydrocarbon having about 12 to 16 carbon atoms, a density (15 ° C.) of 0.790 to 0.850 g / cm 3 and a boiling point range of about 150 to 320 ° C. It is. Commercial kerosene contains a large amount of paraffinic hydrocarbons, but contains about 0 to 30% by volume of aromatic hydrocarbons and about 0 to 5% by volume of polycyclic aromatics. In general, No. 1 kerosene specified in Japanese Industrial Standard JIS K2203 is used as a fuel for lighting, heating, and kitchen. The No. 1 kerosene has a flash point of 40 ° C. or higher, a 95% distillation temperature of 270 ° C. or lower, a sulfur content of 0.008 mass% (80 mass ppm) or lower, a smoke point of 23 mm or higher (21 mm for cold weather) Above), copper plate corrosion (50 ° C., 3 hours) 1 or less, color (Saebold) +25 or more. Commercial kerosene usually contains a sulfur content of several ppm to 80 ppm by mass and a nitrogen content of several ppm to 10 ppm by mass.

また、代表的な市販軽油は、炭素数16〜20程度の炭化水素を主成分とする炭化水素油であり、密度(15℃)0.820〜0.880g/cm3、沸点範囲140〜390℃程度で、パラフィン系炭化水素を多く含むが、芳香族系炭化水素を0〜30容量%程度含み、多環芳香族化合物も0〜10容量%程度含む。なお、市販軽油は、一般的には、自動車用ディーゼルエンジンの燃料としてJIS K2204に「軽油」として標準的な性状が規定されている。 A typical commercial light oil is a hydrocarbon oil mainly composed of a hydrocarbon having about 16 to 20 carbon atoms, and has a density (15 ° C.) of 0.820 to 0.880 g / cm 3 and a boiling point range of 140 to 390. Although it contains a large amount of paraffinic hydrocarbons at about 0 ° C., it contains about 0-30% by volume of aromatic hydrocarbons and about 0-10% by volume of polycyclic aromatic compounds. In addition, the standard property of commercially available light oil is generally defined as “light oil” in JIS K2204 as fuel for automobile diesel engines.

例えば、灯油留分に含まれる主な硫黄化合物は、ベンゾチオフェン類及びジベンゾチオフェン類であるが、チオフェン類、メルカプタン類(チオール類)、スルフィド類、ジスルフィド類、二硫化炭素、無機硫黄などを含む場合もある。   For example, the main sulfur compounds contained in the kerosene fraction are benzothiophenes and dibenzothiophenes, but include thiophenes, mercaptans (thiols), sulfides, disulfides, carbon disulfide, inorganic sulfur, etc. In some cases.

原料の炭化水素油に含まれる硫黄化合物の種類及び濃度は、ガスクロマトグラフ(GC)−炎光光度検出器(Flame Photometric Detector:FPD)、GC−原子発光検出器(Atomic Emission Detector:AED)、GC−硫黄化学発光検出器(Sulfur Chemiluminescence Detector:SCD)、GC−誘導結合プラズマ質量分析装置(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer:ICP−MS)などを用いて分析することができ、分析機器は特に限定されるものではないが、質量ppbレベルの分析にはGC−ICP−MSが最も好ましい。   The types and concentrations of sulfur compounds contained in the raw material hydrocarbon oil are gas chromatograph (GC) -flame photometric detector (FPD), GC-atomic emission detector (AED), GC -Analysis can be performed using a sulfur chemiluminescence detector (SCD), a GC-inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS), and the analysis equipment is particularly limited. Although not intended, GC-ICP-MS is most preferred for mass ppb level analysis.

本発明の脱硫器により硫黄分を低減した炭化水素油は、燃料電池の燃料である水素を製造するための原燃料として使用することができる。燃料電池としては、リン酸形燃料電池(PAFC)、溶融炭酸形燃料電池(MCFC)、固体酸化物形燃料電池(SOFC、別称:固体電解質形燃料電池)、固体高分子形燃料電池(PEFC)などが挙げられ、なかでも、固体酸化物形燃料電池は固体高分子形燃料電池よりも発電効率が高く好ましい。   The hydrocarbon oil in which the sulfur content is reduced by the desulfurizer of the present invention can be used as a raw fuel for producing hydrogen which is a fuel for a fuel cell. As fuel cells, phosphoric acid fuel cells (PAFC), molten carbonate fuel cells (MCFC), solid oxide fuel cells (SOFC, also known as solid electrolyte fuel cells), polymer electrolyte fuel cells (PEFC) Among them, solid oxide fuel cells are preferable because they have higher power generation efficiency than solid polymer fuel cells.

本発明の脱硫器は、脱硫器と燃料電池とを具える燃料電池コージェネレーションシステムに好適に使用することができる。ここで、本発明の脱硫器は、常温付近で使用できることから、加熱が不要なので、必ずしも燃料電池コージェネレーションシステムの燃料電池本体(ハウジング)内部に設置する必要は無く、設置場所の自由度が向上する。即ち、本発明の脱硫器は、燃料電池コージェネレーションシステムの燃料電池及び燃料処理装置を内蔵したハウジングの外部に設置することができ、例えば、炭化水素油を貯蔵するタンクの下、炭化水素油を貯蔵するタンクから燃料電池コージェネレーションシステムへの炭化水素油配管の途中に設置することが可能である。尚、ハウジングとは、灯油などの原燃料から水蒸気改質反応などにより水素を製造する燃料処理装置、燃料電池、燃料電池で発生する熱を温水で回収する熱交換器、ポンプやバルブなどの補器、などを内蔵する容器を指す。   The desulfurizer of the present invention can be suitably used for a fuel cell cogeneration system including a desulfurizer and a fuel cell. Here, since the desulfurizer of the present invention can be used near room temperature, heating is unnecessary, so it is not always necessary to install it inside the fuel cell main body (housing) of the fuel cell cogeneration system, and the degree of freedom of installation location is improved. To do. That is, the desulfurizer of the present invention can be installed outside the housing containing the fuel cell and fuel processing device of the fuel cell cogeneration system. For example, the hydrocarbon oil is stored under a tank that stores the hydrocarbon oil. It can be installed in the middle of the hydrocarbon oil piping from the storage tank to the fuel cell cogeneration system. The housing refers to a fuel processor that produces hydrogen from raw fuel such as kerosene by a steam reforming reaction, a fuel cell, a heat exchanger that recovers heat generated in the fuel cell with warm water, a pump, a valve, and the like. Refers to a container that contains a container.

本発明の脱硫器は、常温付近で使用できるが、直射日光が当たり50℃以上の高温になるような場所に設置しなければならない場合や、寒冷地で0℃以下の低温になるような場所に設置しなければならない場合には、脱硫器を蓄熱剤ジャケットで覆い、該蓄熱剤ジャケットで温度変動を抑制することができる。蓄熱剤としては、特には長鎖ノルマルパラフィンを用いた蓄熱剤が好適であり、長鎖ノルマルパラフィンとしては、テトラデカン(融点278.95K)、ペンタデカン(融点283.05K)、ヘキサデカン(融点291.25K)、ヘプタデカン(融点295.05K)、オクタデカン(融点301.25K)ノナデカン(融点305.15K)などが挙げられる。   The desulfurizer of the present invention can be used near room temperature, but it must be installed in a place where direct sunlight hits a high temperature of 50 ° C or higher, or a location where the temperature becomes 0 ° C or lower in a cold region. When it is necessary to install the heat exchanger, the desulfurizer can be covered with a heat storage agent jacket, and temperature fluctuation can be suppressed with the heat storage agent jacket. As the heat storage agent, in particular, a heat storage agent using a long-chain normal paraffin is suitable. As the long-chain normal paraffin, tetradecane (melting point 278.95K), pentadecane (melting point 283.05K), hexadecane (melting point 291.25K). ), Heptadecane (melting point 295.05K), octadecane (melting point 301.25K) nonadecane (melting point 305.15K), and the like.

本発明の脱硫器は、脱硫器の一部又は全部が透明又は半透明であり、外部より脱硫剤の色が識別できることが好ましい。脱硫器の脱硫剤充填部分の一部又は全部を透明又は半透明とすることで、脱硫剤の劣化状況並びに交換時期を簡便に確認することができ、さらには、偏流を防止する目的で脱硫剤の充填状態を確認することもできる。   In the desulfurizer of the present invention, it is preferable that part or all of the desulfurizer is transparent or translucent, and the color of the desulfurizing agent can be identified from the outside. By making a part or all of the desulfurization agent filling part of the desulfurizer transparent or translucent, it is possible to easily confirm the deterioration status and replacement time of the desulfurization agent, and for the purpose of preventing drifting, It is also possible to check the filling state.

さらに、本発明の脱硫器には、脱硫剤の色をセンサにより検知して、脱硫剤の交換時期を外部に知らせる機構を設けることがより好ましい。センサとしては、投光側で赤色、青色、緑色の各色光源をパルス点灯して、その各々の反射量を受光部で検出することにより対象物の色を特定、判別するカラーセンサ、白色光を点灯して反射光をフィルターに透過させて特定の波長を測定する単色光センサや、発光素子と受光素子が同一方向を向いた構造で、発光素子からの単一光を検知物に当て、反射してくる光を受光素子で受けて検知する反射型フォトセンサなどが使用できる。白色から茶色へと変化する脱硫剤の色を検知することにより、特定の閾値以下の場合には脱硫剤の交換時期であると判定し、外部に知らせることができる。測定する光の波長としては、脱硫剤の色の変化が容易に確認できる380〜700nmが好ましく、400〜550nmがさらに好ましく、450〜500nmが特に好ましい。なお、本発明の脱硫器は、固体酸系脱硫剤の色をセンサにより波長400〜550nm、特には450〜500nmの光を測定することによって検知する検知手段を具えることが好ましい。測定する光の波長が400〜550nm、特には450〜500nmの場合、測定誤差が小さく、より確実に脱硫剤の交換時期を判断することができる。   Furthermore, it is more preferable that the desulfurizer of the present invention is provided with a mechanism for detecting the color of the desulfurizing agent with a sensor and informing the outside of the replacement timing of the desulfurizing agent. As a sensor, a color sensor that identifies and distinguishes the color of an object by illuminating each color light source of red, blue, and green on the light projecting side and detecting the amount of each reflection by a light receiving unit, a white light A monochromatic light sensor that turns on and transmits reflected light through a filter to measure a specific wavelength, or a structure in which a light emitting element and a light receiving element face the same direction. A reflective photosensor that receives and detects incoming light by a light receiving element can be used. By detecting the color of the desulfurizing agent that changes from white to brown, it is possible to determine that it is time to replace the desulfurizing agent when it is below a specific threshold value, and to notify the outside. The wavelength of the light to be measured is preferably from 380 to 700 nm, more preferably from 400 to 550 nm, and particularly preferably from 450 to 500 nm, from which the color change of the desulfurizing agent can be easily confirmed. In addition, it is preferable that the desulfurizer of this invention is provided with the detection means which detects the color of a solid acid type | system | group desulfurization agent by measuring the light of wavelength 400-550 nm, especially 450-500 nm with a sensor. When the wavelength of the light to be measured is 400 to 550 nm, particularly 450 to 500 nm, the measurement error is small and the replacement timing of the desulfurizing agent can be determined more reliably.

本発明の脱硫器に充填する脱硫剤粒子の大きさは、球状の場合は、直径0.1〜2.0mmであり、また、円柱状の場合には、直径0.1〜2.0mmであり、長さが直径の0.5〜5倍、特には、1〜2倍であることが好ましい。しかしながら、このような小粒子は、乾燥状態で充填すると、充填密度が低下する。また、充填後に炭化水素油を満たすと、ガス溜りが形成されて、後からガスを抜くことが困難であり、偏流が発生する場合がある。そこで、脱硫剤の一部又は全てを硫黄分20質量ppb以下の炭化水素油とスラリー状にして脱硫器に充填することにより、充填密度が向上する上に、ガス溜りの形成を防止するさらには、脱硫剤の充填後に、硫黄分20質量ppb以下の炭化水素油で満たし、5〜100ml/分、好ましくは10〜50ml/分の大流量で炭化水素油を流通することにより、ガス抜きを行うことも可能である。
The size of the desulfurizing agent particles filled in the desulfurizer of the present invention is 0.1 to 2.0 mm in diameter when it is spherical , and 0.1 to 2 mm in diameter when it is cylindrical. It is 0 mm , and the length is preferably 0.5 to 5 times the diameter, particularly 1 to 2 times the diameter. However, when such small particles are filled in a dry state, the packing density decreases. In addition, if the hydrocarbon oil is filled after filling, a gas reservoir is formed, and it is difficult to remove the gas later, and drift may occur. Therefore, by filling a part or all of the desulfurizing agent in a slurry with hydrocarbon oil having a sulfur content of 20 mass ppb or less and filling the desulfurizer, the packing density is improved and the formation of a gas reservoir is prevented . Further, after filling with the desulfurizing agent, the desulfurization agent is filled with a hydrocarbon oil having a sulfur content of 20 mass ppb or less, and the hydrocarbon oil is circulated at a large flow rate of 5 to 100 ml / min, preferably 10 to 50 ml / min. It is also possible to perform.

本発明の脱硫器としては、図1に示すような、円筒状の本体容器1と、該本体容器の入口及び出口のそれぞれに設けられたフランジ2,3とを具え、本体容器1の入口及び出口の径D1が、本体容器1の円筒部分の内径D2の0.1〜1.0倍である脱硫器が好ましい。そして、脱硫器の本体容器1(脱硫剤を充填する部分)の入口および出口の径D1(配管の径ではなく、本体容器1を絞った部分の径)を、脱硫器の本体容器1の円筒部分の内径D2の0.1〜1.0倍、好ましくは0.2〜0.5倍としておき、ガス抜きを行った後に、フランジ2,3に配管との接続ジョイント4,5を取り付けることが好ましい。また、脱硫剤の一部又は全てを硫黄分20質量ppb以下の炭化水素油とスラリー状にして脱硫器に充填する場合にも、脱硫器の本体容器1の入口の径が大きいことから、容易に充填することができる。   The desulfurizer of the present invention includes a cylindrical main body container 1 as shown in FIG. 1 and flanges 2 and 3 provided at the inlet and the outlet of the main body container, respectively. A desulfurizer in which the outlet diameter D1 is 0.1 to 1.0 times the inner diameter D2 of the cylindrical portion of the main body container 1 is preferable. Then, the diameter D1 of the inlet and outlet of the main body container 1 (portion filled with the desulfurizing agent) of the desulfurizer (not the diameter of the pipe, but the diameter of the portion where the main body container 1 is squeezed) is set to The inner diameter D2 of the portion is set to 0.1 to 1.0 times, preferably 0.2 to 0.5 times, and after degassing, the connection joints 4 and 5 with the pipes are attached to the flanges 2 and 3. Is preferred. In addition, even when a part or all of the desulfurizing agent is slurried with hydrocarbon oil having a sulfur content of 20 mass ppb or less and charged into the desulfurizer, the diameter of the inlet of the main body container 1 of the desulfurizer is large. Can be filled.

また、通常使用時の流量は0.5〜5ml/分程度の低流量であるので、脱硫器に接続する配管が細く、圧力損失が大きくなる。大流量で炭化水素油を流通することにより、ガス抜きを行う場合にも、脱硫器の本体容器1の入口および出口の径D1を、脱硫器の本体容器1の円筒部分の内径D2の0.1〜1.0倍、好ましくは0.2〜0.5倍としておき、ガス抜きを行った後に、フランジ2,3に配管との接続ジョイント4,5を取り付けることが好ましい。   In addition, since the flow rate during normal use is a low flow rate of about 0.5 to 5 ml / min, the pipe connected to the desulfurizer is thin and the pressure loss increases. Even when degassing is performed by circulating hydrocarbon oil at a large flow rate, the diameter D1 of the inlet and outlet of the main body container 1 of the desulfurizer is set to 0. 0 of the inner diameter D2 of the cylindrical portion of the main body container 1 of the desulfurizer. It is preferable to set the joints 4 and 5 to the flanges 2 and 3 to be connected to the flanges 2 and 3 after degassing by 1 to 1.0 times, preferably 0.2 to 0.5 times.

このように脱硫器に活性炭系脱硫剤及び/又はブレンステッド酸系脱硫剤、さらにはルイス酸系脱硫剤を充填することにより、炭化水素油の硫黄分を常温で500質量ppb以下、好ましくは50質量ppb以下、より好ましくは20質量ppb以下、より一層好ましくは5質量ppb以下に低減することができる。   Thus, by filling the desulfurizer with the activated carbon-based desulfurizing agent and / or the Bronsted acid-based desulfurizing agent, and further the Lewis acid-based desulfurizing agent, the sulfur content of the hydrocarbon oil is 500 mass ppb or less at room temperature, preferably 50 The mass can be reduced to ppb or less, more preferably 20 mass ppb or less, and even more preferably 5 mass ppb or less.

上述した本発明の脱硫器(以下、便宜上、脱硫器Aとする)の下流に、さらに110〜300℃の温度で硫黄分を低減するニッケル系脱硫剤など使用する高温脱硫器Bを配置して、脱硫システムを構成することも、本発明の好適一態様である。脱硫器Aと高温脱硫器Bを具える脱硫システムにおいては、脱硫器Aから微量の硫黄分がリークしても良いので、例えば、脱硫器Aでは500質量ppbまで脱硫し、本発明の脱硫器Aの交換頻度を少なくしても良い。   A high-temperature desulfurizer B used such as a nickel-based desulfurization agent that reduces the sulfur content at a temperature of 110 to 300 ° C. is disposed downstream of the desulfurizer of the present invention (hereinafter referred to as desulfurizer A for convenience). The desulfurization system is also a preferred embodiment of the present invention. In the desulfurization system including the desulfurizer A and the high-temperature desulfurizer B, a small amount of sulfur may leak from the desulfurizer A. For example, the desulfurizer A desulfurizes to 500 mass ppb, and the desulfurizer of the present invention. The replacement frequency of A may be reduced.

上記脱硫システムにおいては、脱硫器Aの内容積、つまり充填する脱硫剤の量を、高温脱硫器Bの内容積、つまり充填する高温脱硫剤の量の2〜100倍、好ましくは3〜20、より好ましくは4〜10倍とすることで、交換が困難な高温脱硫剤の交換頻度を少なく、好ましくは交換不要とすることができる。また、高温脱硫器Bを小型化することにより、高温脱硫器Bからの放熱によるエネルギー効率の低下を抑制することができる。   In the desulfurization system, the internal volume of the desulfurizer A, that is, the amount of the desulfurizing agent to be filled is 2 to 100 times, preferably 3 to 20, the internal volume of the high temperature desulfurizer B, that is, the amount of the high-temperature desulfurizing agent to be filled. More preferably, by setting it to 4 to 10 times, the replacement frequency of the high-temperature desulfurizing agent that is difficult to replace can be reduced, and preferably no replacement is required. In addition, by reducing the size of the high-temperature desulfurizer B, it is possible to suppress a decrease in energy efficiency due to heat radiation from the high-temperature desulfurizer B.

活性炭系脱硫剤は、吸着等温線がフロイントリッヒ型であるため、硫黄化合物の濃度が高いほど吸着量が多い。ブレンステッド酸性を有する固体酸系脱硫剤による脱硫は、反応を伴う吸着脱硫であることから、硫黄化合物の濃度の影響は少ない。ルイス酸性を有する固体酸系脱硫剤は、吸着等温線が上記のようにラングミュア型であるため、硫黄化合物の濃度が低くても吸着量が多い。したがって、活性炭系脱硫剤とブレンステッド酸性を有する固体酸系脱硫剤を上流に、ルイス酸性を有する固体酸系脱硫剤を下流に配置することが効率的である。特には、第一の脱硫剤として活性炭系脱硫剤を使用し、次いで第二の脱硫剤としてブレンステッド酸性を有する固体酸系脱硫剤を使用し、さらに次いで第三の脱硫剤としてルイス酸性を有する固体酸系脱硫剤を用いることが、硫黄化合物の濃度が脱硫剤の得意とする領域となるため好ましい。   The activated carbon desulfurization agent has a Freundlich type adsorption isotherm. Therefore, the higher the concentration of the sulfur compound, the larger the adsorption amount. Since desulfurization using a solid acid desulfurization agent having Bronsted acidity is adsorptive desulfurization accompanied by a reaction, the influence of the concentration of the sulfur compound is small. The solid acid desulfurization agent having Lewis acidity has a large amount of adsorption even if the concentration of the sulfur compound is low because the adsorption isotherm is Langmuir type as described above. Therefore, it is efficient to dispose the activated acid desulfurizing agent and the solid acid desulfurizing agent having Bronsted acid upstream and the solid acid desulfurizing agent having Lewis acidity downstream. In particular, an activated carbon-based desulfurizing agent is used as the first desulfurizing agent, then a solid acid-based desulfurizing agent having Bronsted acidity is used as the second desulfurizing agent, and then Lewis acidity is used as the third desulfurizing agent. It is preferable to use a solid acid desulfurizing agent because the concentration of the sulfur compound is an area where the desulfurizing agent is good.

また、処理する炭化水素油の硫黄分が1〜5質量ppmなど、元々低い場合には、必ずしも活性炭系脱硫剤を使用する必要は無く、第一の脱硫剤としてブレンステッド酸性を有する固体酸系脱硫剤を使用し、次いで第二の脱硫剤としてルイス酸性を有する固体酸系脱硫剤を使用しても良い。   In addition, when the sulfur content of the hydrocarbon oil to be treated is originally low, such as 1 to 5 ppm by mass, it is not always necessary to use an activated carbon desulfurizing agent, and a solid acid system having Bronsted acidity as the first desulfurizing agent A desulfurizing agent may be used, and then a solid acid desulfurizing agent having Lewis acidity may be used as the second desulfurizing agent.

また、ベンゾチオフェン類を含まない軽油などを脱硫する場合には、必ずしもブレンステッド酸性を有する固体酸系脱硫剤を使用する必要は無く、第一の脱硫剤として活性炭系脱硫剤を使用し、次いで第二の脱硫剤としてルイス酸性を有する固体酸系脱硫剤を使用しても良い。   In addition, when desulfurizing gas oil and the like not containing benzothiophenes, it is not always necessary to use a solid acid desulfurizing agent having Bronsted acidity, and an activated carbon desulfurizing agent is used as the first desulfurizing agent, and then A solid acid desulfurizing agent having Lewis acidity may be used as the second desulfurizing agent.

上記固体酸系脱硫剤として具体的には、ゼオライト、シリカ・アルミナ、活性白土などの固体酸のほかに、硫酸根ジルコニア、硫酸根アルミナ、硫酸根酸化スズ、硫酸根酸化鉄、タングステン酸ジルコニア、タングステン酸酸化スズなどの固体超強酸も挙げることができる。これらは、ブレンステッド酸性とルイス酸性とを合わせ持つ場合が多く、特にブレンステッド酸性が強いことからブレンステッド酸系脱硫剤として使用できる。これらの中でも、硫酸根アルミナなどのアルミナ系脱硫剤が好ましい。   Specific examples of the solid acid desulfurization agent include solid acid such as zeolite, silica / alumina, activated clay, sulfate zirconia, sulfate radical alumina, sulfate radical tin oxide, sulfate radical iron oxide, tungstate zirconia, Mention may also be made of solid superacids such as tin tungstate oxide. These often have both Bronsted acidity and Lewis acidity, and can be used as a Bronsted acid-based desulfurization agent because of particularly strong Bronsted acidity. Among these, an alumina-based desulfurizing agent such as sulfate radical alumina is preferable.

ブレンステッド酸系脱硫剤は、好ましくは、プロトンタイプのフォージャサイト型ゼオライト、プロトンタイプのモルデナイト及びプロトンタイプのβゼオライトの中から選ばれる少なくとも1種のゼオライトである。特には、これらのゼオライトは、シリカ/アルミナ比が小さい方が吸着サイトとなる酸量が多いことから、シリカ/アルミナ比が100mol/mol以下であることが好ましく、さらには30mol/mol以下であることが好ましい。   The Bronsted acid desulfurizing agent is preferably at least one zeolite selected from proton type faujasite type zeolite, proton type mordenite and proton type β zeolite. In particular, these zeolites preferably have a silica / alumina ratio of 100 mol / mol or less, more preferably 30 mol / mol or less, because the smaller the silica / alumina ratio, the greater the amount of acid that becomes an adsorption site. It is preferable.

上記ゼオライトは、一般式:xM2/nO・Al23・ySiO2・zH2O(ここで、nは陽イオンMの価数、xは1以下の数、yは2以上の数、zは0以上の数)で表される結晶性含水アルミノシリケートの総称である。該ゼオライトは、アルカリ金属やアルカリ土類金属等の電荷補償陽イオンを細孔や空洞内に保持している。ゼオライト中の電荷補償陽イオンは、プロトン等の別の陽イオンと容易に交換することが可能である。また、酸処理等により、SiO2/Al23モル比が高まり、酸強度が増加して固体酸量が減少する。硫黄化合物の吸着には酸強度はあまり影響しないので、固体酸量を低下させないことが好ましい。 The zeolite has the general formula: xM 2 / n O.Al 2 O 3 .ySiO 2 .zH 2 O (where n is the valence of the cation M, x is a number of 1 or less, and y is a number of 2 or more. , Z is a general term for a crystalline hydrous aluminosilicate represented by 0 or more). The zeolite holds charge compensating cations such as alkali metals and alkaline earth metals in the pores and cavities. The charge compensating cation in the zeolite can be easily exchanged for another cation such as a proton. In addition, the acid treatment increases the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio, increases the acid strength, and decreases the amount of solid acid. Since acid strength does not significantly affect the adsorption of sulfur compounds, it is preferable not to reduce the amount of solid acid.

上記の脱硫手段に用いられるゼオライトの電荷補償陽イオンは、プロトン、つまり水素であり、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどのプロトン以外の陽イオン含有量は5質量%以下が好ましく、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。   The charge-compensating cation of the zeolite used for the desulfurization means is a proton, that is, hydrogen, and the cation content other than protons such as sodium, potassium, magnesium and calcium is preferably 5% by mass or less, more preferably 3 It is not more than mass%, more preferably not more than 1 mass%.

上記のゼオライト結晶の性状としては、結晶化度は80%以上、特には90%以上が好ましく、結晶子径は5μm以下、特には1μm以下が好ましく、また、平均粒子径は30μm以下、特には10μm以下が好ましく、さらに比表面積は300m2/g以上、特には400m2/g以上が好ましい。 As the properties of the above zeolite crystals, the crystallinity is preferably 80% or more, particularly 90% or more, the crystallite diameter is preferably 5 μm or less, particularly 1 μm or less, and the average particle diameter is 30 μm or less, particularly The specific surface area is preferably 300 m 2 / g or more, more preferably 400 m 2 / g or more.

また、ブレンステッド酸系脱硫剤およびルイス酸系脱硫剤として、固体超強酸触媒も挙げられる。固体超強酸触媒の酸性質は、その焼成温度で調整することができる。800℃以上の高温で焼成するとブレンステッド酸性が低下し、ルイス酸性が向上する。なお、800℃以上の高温で焼成した固体超強酸触媒は、本発明のルイス酸系脱硫剤として好適に使用できる。   Moreover, a solid superacid catalyst is also mentioned as a Bronsted acid desulfurization agent and a Lewis acid desulfurization agent. The acid property of the solid superacid catalyst can be adjusted by its calcination temperature. When baked at a high temperature of 800 ° C. or higher, Bronsted acidity is lowered and Lewis acidity is improved. A solid superacid catalyst calcined at a high temperature of 800 ° C. or higher can be suitably used as the Lewis acid desulfurization agent of the present invention.

固体超強酸触媒とは、ハメット(Hammett)の酸度関数H0が−11.93である100%硫酸よりも酸強度が高い固体酸からなる触媒をいい、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、鉄等の水酸化物又は酸化物、或いはグラファイト、イオン交換樹脂等からなる担体に、硫酸根、五フッ化アンチモン、五フッ化タンタル、三フッ化ホウ素等を付着或いは担持したもの、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化第二スズ(SnO2)、チタニア(TiO2)又は酸化第二鉄(Fe23)等に酸化タングステン(WO3)を担持したもの、さらにはフッ素化スルホン酸樹脂等を例示することができる。これらの中でも、特に、ジルコニア、アルミナ、酸化スズ、酸化鉄又はチタニアを硫酸で処理した硫酸根ジルコニア、硫酸根アルミナ、硫酸根酸化スズ、硫酸根酸化鉄、硫酸根チタニア、或いは、複数の金属水酸化物及び/又は水和酸化物を混練混合して焼成するなどしたタングステン酸ジルコニア、タングステン酸酸化スズなどを用いることが好適である(例えば、特公昭59−6181号公報、特公昭59-40056号公報、特開平04-187239号公報、特開平04-187241号公報、特許2566814号公報、特許2992972号公報、特許3251313号公報、特許3328438号公報、特許3432694号公報、特許3517696号公報、特許3553878号公報、特許3568372号公報参照)。 The solid super strong acid catalyst is a catalyst made of a solid acid having a higher acid strength than 100% sulfuric acid having a Hammett acidity function H 0 of −11.93. Silicon, aluminum, titanium, zirconium, tungsten, Hydroxides or oxides such as molybdenum and iron, or a support made of graphite, ion exchange resin, etc., with sulfate radical, antimony pentafluoride, tantalum pentafluoride, boron trifluoride etc. attached or supported, oxidation Zirconium (ZrO 2 ), stannic oxide (SnO 2 ), titania (TiO 2 ), ferric oxide (Fe 2 O 3 ) or the like carrying tungsten oxide (WO 3 ), and further fluorinated sulfonic acid Resin etc. can be illustrated. Among these, in particular, zirconia, alumina, tin oxide, iron oxide or titania sulfate zirconia treated with sulfuric acid, sulfate radical alumina, sulfate radical tin oxide, sulfate radical iron oxide, sulfate radical titania, or a plurality of metal water It is preferable to use zirconia tungstate, tin oxide tungstate, or the like obtained by kneading and mixing oxides and / or hydrated oxides (for example, Japanese Patent Publication Nos. 59-6181 and 59-40056). No. 4, JP 04-187239 A, JP 04-187241 A, Patent 2566814, Patent 2929772, Patent 3251313, Patent 3328438, Patent 3342694, Patent 3517696, Patent No. 3553878 and Japanese Patent No. 3568372).

酸強度(H0)とは、触媒表面の酸点が塩基にプロトンを与える能力(ブレンステッド酸性)あるいは塩基から電子対を受け取る能力(ルイス酸性)で定義され、pKa値で表わされるものであり、既知の指示薬法あるいは気体塩基吸着法等の方法で測定することができる。例えば、pKa値が既知の酸塩基変換指示薬を用いて、固体酸系脱硫剤の酸強度を、直接、測定することができる。p−ニトロトルエン(pKa値;−11.4)、m−ニトロトルエン(pKa値;−12.0)、p−ニトロクロロベンゼン(pKa値;−12.7)、2,4−ジニトロトルエン(pKa値;−13.8)、2,4−ジニトロフルオロベンゼン(pKa値;−14.5)、1,3,5−トリクロロベンゼン(pKa値;−16.1)等の乾燥シクロヘキサンあるいは塩化スルフリル溶液に触媒を浸漬し、触媒表面上の指示薬の酸性色への変色を観察したら、酸性色に変色するpKa値と同じかそれ以下の値である。触媒が着色している場合には、指示薬による測定ができないので、ブタン、ペンタンの異性化活性から推定できることが報告されている〔"Studies in Surface Science and Catalysis" Vol. 90, ACID-BASE CATALYSIS II, p.507 (1994)〕。 The acid strength (H 0 ) is defined by the ability of the acid points on the catalyst surface to give protons to the base (Bronsted acidity) or the ability to receive electron pairs from the base (Lewis acidity), and is expressed by the pKa value. It can be measured by a known indicator method or gas base adsorption method. For example, the acid strength of the solid acid desulfurization agent can be directly measured using an acid-base conversion indicator having a known pKa value. p-nitrotoluene (pKa value; -11.4), m-nitrotoluene (pKa value; -12.0), p-nitrochlorobenzene (pKa value; -12.7), 2,4-dinitrotoluene (pKa value; -13.8), 2,4-dinitrofluorobenzene (pKa value; -14.5), 1,3,5-trichlorobenzene (pKa value; -16.1), etc. When the color change of the indicator on the catalyst surface to the acidic color is observed, the value is the same as or lower than the pKa value at which the color changes to the acidic color. When the catalyst is colored, it cannot be measured with an indicator, so it has been reported that it can be estimated from the isomerization activity of butane and pentane ["Studies in Surface Science and Catalysis" Vol. 90, ACID-BASE CATALYSIS II , p.507 (1994)].

固体酸系脱硫剤としては、上述のゼオライトや固体超強酸触媒をそのまま用いることもできるが、これらのゼオライトや固体超強酸触媒を30質量%以上、特には60質量%以上含む成形体が好ましく用いられる。形状としては、硫黄化合物の濃度勾配を大きくするため、流通式の場合には脱硫剤を充填した容器前後の差圧が大きくならない範囲で小さい形状、特には球状が好ましい。球状の場合の大きさは、直径が0.05〜4mm、特には0.1〜2mmが好ましい。円柱状の場合には、直径が0.05〜4mm、特には0.1〜2mmで、長さが直径の0.5〜5倍、特には1〜2倍が好ましい。   As the solid acid desulfurizing agent, the above-mentioned zeolite and solid super strong acid catalyst can be used as they are, but a compact containing 30% by mass or more, particularly 60% by mass or more of these zeolite or solid super strong acid catalyst is preferably used. It is done. As the shape, in order to increase the concentration gradient of the sulfur compound, in the case of the flow type, a small shape, particularly a spherical shape, is preferable as long as the differential pressure before and after the container filled with the desulfurizing agent does not increase. In the case of a spherical shape, the diameter is preferably 0.05 to 4 mm, particularly preferably 0.1 to 2 mm. In the case of a cylindrical shape, the diameter is preferably 0.05 to 4 mm, particularly 0.1 to 2 mm, and the length is preferably 0.5 to 5 times, particularly 1 to 2 times the diameter.

固体酸系脱硫剤の比表面積は、固体超強酸触媒の場合も含めて、硫黄化合物の吸着容量に大きく影響するので、100m2/g以上が好ましく、さらには200m2/g以上、特には300m2/g以上が好ましい。細孔直径10Å以下の細孔容積は、硫黄化合物の吸着容量を大きくするために、0.10ml/g以上、特には0.20ml/g以上とすることが好ましい。また、細孔直径10Å以上0.1μm以下の細孔容積は、硫黄化合物の細孔内拡散速度を大きくするために、0.05ml/g以上、特には0.10ml/g以上とすることが好ましい。細孔直径0.1μm以上の細孔容積は、成形体の機械的強度を高くするために、0.3ml/g以下、特には0.25ml/g以下とすることが好ましい。なお、通常、比表面積、全細孔容積は、窒素吸着法により、マクロ孔容積は水銀圧入法により測定される。 Since the specific surface area of the solid acid desulfurization agent greatly affects the adsorption capacity of the sulfur compound, including the case of the solid superacid catalyst, it is preferably 100 m 2 / g or more, more preferably 200 m 2 / g or more, particularly 300 m. 2 / g or more is preferable. In order to increase the adsorption capacity of the sulfur compound, the pore volume having a pore diameter of 10 mm or less is preferably 0.10 ml / g or more, particularly preferably 0.20 ml / g or more. The pore volume with a pore diameter of 10 mm or more and 0.1 μm or less may be 0.05 ml / g or more, particularly 0.10 ml / g or more in order to increase the diffusion rate of sulfur compounds in the pores. preferable. The pore volume having a pore diameter of 0.1 μm or more is preferably 0.3 ml / g or less, particularly preferably 0.25 ml / g or less, in order to increase the mechanical strength of the molded product. In general, the specific surface area and the total pore volume are measured by a nitrogen adsorption method, and the macropore volume is measured by a mercury intrusion method.

ゼオライトを成形品として使用する場合には、特開平4−198011号公報に記載のように、半製品を成形した後、乾燥及び焼成しても良いし、ゼオライト粉末に必要に応じてバインダー(粘結剤)を混合して、成形した後、乾燥及び焼成しても良い。   When zeolite is used as a molded product, as described in JP-A-4-198011, a semi-finished product may be molded and then dried and calcined. The binder may be mixed and molded, and then dried and fired.

バインダーとしては、例えば、アルミナ、スメクタイトなどの粘土、水ガラス等の無機質系粘結剤などが例示される。これらの粘結剤は、成形できる程度の量で使用すればよく、特に限定されるものではないが、原料に対して通常0.05〜30質量%程度の量で使用される。シリカ、アルミナ、他のゼオライトなどの無機微粒子や活性炭などの有機物を混合して、ゼオライトが吸着しにくい硫黄化合物の吸着性能を向上させたり、メソ孔及びマクロ孔の存在量を増やしたりして、硫黄化合物の拡散速度を向上させても良い。また、金属との複合化により吸着性能を向上させても良い。特に、Gaなどを担持することによりルイス酸性を向上させても良い。粒子の破壊強度が0.5kg/ペレット以上、特には1.0kg/ペレット以上であることが脱硫剤の割れを生じないので好ましい。通常、破壊強度は、木屋式錠剤破壊強度測定器(富山産業株式会社)等の圧縮強度測定器により測定される。   Examples of the binder include clays such as alumina and smectite, and inorganic binders such as water glass. These binders should just be used in the quantity which can be shape | molded, and although it does not specifically limit, It is normally used in the quantity of about 0.05-30 mass% with respect to a raw material. Mixing inorganic particles such as silica, alumina, other zeolites and organic matter such as activated carbon, improving the adsorption performance of sulfur compounds that are difficult to adsorb zeolite, increasing the abundance of mesopores and macropores, You may improve the diffusion rate of a sulfur compound. Moreover, you may improve adsorption | suction performance by compounding with a metal. In particular, Lewis acidity may be improved by supporting Ga or the like. It is preferable that the breaking strength of the particles is 0.5 kg / pellet or more, particularly 1.0 kg / pellet or more because cracking of the desulfurization agent does not occur. Usually, the breaking strength is measured by a compressive strength measuring device such as a Kiya-type tablet breaking strength measuring device (Toyama Sangyo Co., Ltd.).

本発明の脱硫器に炭化水素油を流通させる条件としては、圧力は、常圧〜5MPaG、好ましくは常圧〜1MPaG、特には0.01〜0.3MPaG、温度は、−30〜100℃、好ましくは−10〜80℃、特には0〜50℃、またLHSVは0.001〜10hr-1、好ましくは0.01〜1hr-1、特には0.02〜0.5hr-1が好ましい。見掛けの線速度(炭化水素油の流量を脱硫剤層の断面積で割った値)は、0.001〜10cm/分、好ましくは0.05〜1cm/分、特には0.01〜0.5cm/分が好ましい。見掛けの線速度が大きいと、吸着速度(液相から固相への移動速度)に比べて液相自体の移動速度が大きくなり、液相が吸着層出口に到達するまでに硫黄分が除去しきれず、除去されない硫黄分を含有したまま出口から流出される問題が生じやすくなる。逆に見掛けの線速度が小さいと、同一流量であれば脱硫剤層の断面積が大きくなることから、液体の分散状態が不良となり、脱硫剤層の流れ方向と直角な断面を通過する炭化水素油の流速(流量)にムラが生じ、脱硫剤層の断面において吸着した硫黄分に分布が生じるため、脱硫剤への負荷が不均一になり、やはり十分効率的に脱硫することができない。流れの方向は、下から上(アップフロー)が、流れを均一にできるので好ましい。 As conditions for circulating hydrocarbon oil in the desulfurizer of the present invention, the pressure is normal pressure to 5 MPaG, preferably normal pressure to 1 MPaG, particularly 0.01 to 0.3 MPaG, and the temperature is -30 to 100 ° C. Preferably, it is −10 to 80 ° C., particularly 0 to 50 ° C., and LHSV is 0.001 to 10 hr −1 , preferably 0.01 to 1 hr −1 , particularly 0.02 to 0.5 hr −1 . The apparent linear velocity (value obtained by dividing the flow rate of hydrocarbon oil by the cross-sectional area of the desulfurizing agent layer) is 0.001 to 10 cm / min, preferably 0.05 to 1 cm / min, particularly 0.01 to 0.00. 5 cm / min is preferred. If the apparent linear velocity is high, the liquid phase itself moves faster than the adsorption speed (the liquid phase to the solid phase movement speed), and the sulfur component is completely removed before the liquid phase reaches the adsorption layer outlet. Therefore, a problem of flowing out from the outlet while containing a sulfur component that is not removed easily occurs. On the other hand, if the apparent linear velocity is low, the cross-sectional area of the desulfurizing agent layer becomes large at the same flow rate, so that the liquid dispersion state becomes poor and the hydrocarbon passes through a cross section perpendicular to the flow direction of the desulfurizing agent layer. Since the oil flow rate (flow rate) is uneven and the sulfur content adsorbed in the cross section of the desulfurizing agent layer is distributed, the load on the desulfurizing agent becomes non-uniform and the desulfurization cannot be performed sufficiently efficiently. The direction of flow is preferably from bottom to top (upflow) because the flow can be made uniform.

脱硫剤は、前処理として、吸着している微量の水分などを予め除去することが好ましい。水分などが吸着していると、硫黄化合物の吸着を阻害するばかりか、炭化水素油の導入開始直後に脱硫剤から脱離した水分が炭化水素油に混入する。特にルイス酸系脱硫剤は水分が吸着するとルイス酸性が低下するので、水分を吸着させないようにする必要がある。ブレンステッド酸系脱硫剤やルイス酸系脱硫剤など、炭素質を含まない脱硫剤は、200〜980℃、好ましくは300〜900℃、さらに好ましくは400〜800℃で乾燥することが好ましい。活性炭系脱硫剤は、空気などの酸化性雰囲気下ならば100〜200℃程度、好ましくは120〜150℃程度で乾燥することが好ましい。なお、活性炭系脱硫剤は、200℃以上では酸素と反応して質量が減少するので好ましくない。一方、活性炭系脱硫剤は、窒素などの非酸化性雰囲気下では100〜800℃程度で乾燥することが可能である。また、活性炭系脱硫剤は、400〜800℃で熱処理を行うと、有機物や含有酸素が除去され、吸着性能が向上するので特に好ましい。   It is preferable that the desulfurization agent removes a small amount of adsorbed moisture in advance as a pretreatment. If moisture or the like is adsorbed, not only the adsorption of the sulfur compound is inhibited, but moisture desorbed from the desulfurizing agent immediately after the start of introduction of the hydrocarbon oil is mixed into the hydrocarbon oil. In particular, the Lewis acid desulfurization agent decreases the Lewis acidity when moisture is adsorbed, so it is necessary to prevent moisture from being adsorbed. The desulfurization agent not containing carbonaceous materials such as Bronsted acid desulfurization agent and Lewis acid desulfurization agent is preferably dried at 200 to 980 ° C, preferably 300 to 900 ° C, more preferably 400 to 800 ° C. The activated carbon-based desulfurization agent is preferably dried at about 100 to 200 ° C., preferably about 120 to 150 ° C. in an oxidizing atmosphere such as air. The activated carbon-based desulfurization agent is not preferable at 200 ° C. or higher because it reacts with oxygen and decreases in mass. On the other hand, the activated carbon-based desulfurization agent can be dried at about 100 to 800 ° C. in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. Further, the activated carbon-based desulfurization agent is particularly preferable when heat treatment is performed at 400 to 800 ° C., because organic substances and contained oxygen are removed and the adsorption performance is improved.

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
内容積10mlの透明耐圧ガラス製カラムに、ルイス酸系脱硫剤としてアルミナ系脱硫剤(硫酸根アルミナ、アルミナ含有率99.5質量%、分光分析ピーク比I1540/I14500.000、比表面積295m2/g、細孔容積0.67ml/g、硫黄含有率0.5質量%、粒子サイズ0.1〜0.6mm)10mlを充填した。充填は、硫黄分20質量ppb以下の脱硫灯油でスラリー状にして行った。
Example 1
A column made of a transparent pressure-resistant glass having an internal volume of 10 ml, an alumina-based desulfurizing agent (sulfuric acid-alumina, alumina content 99.5% by mass, spectroscopic peak ratio I 1540 / I 1450 0.000, specific surface area as a Lewis acid desulfurizing agent 10 ml of 295 m 2 / g, pore volume 0.67 ml / g, sulfur content 0.5 mass%, particle size 0.1-0.6 mm) was filled. The filling was performed in a slurry form with desulfurized kerosene having a sulfur content of 20 mass ppb or less.

水素の非存在下、全て常温・常圧で、灯油を、流量0.12ml/分(LHSV 0.72hr-1、見掛けの線速度0.11cm/分)で下から上へ流通させ、流出灯油中の硫黄化合物をGC−ICP−MSで分析した。 In the absence of hydrogen, kerosene was circulated from bottom to top at a flow rate of 0.12 ml / min (LHSV 0.72 hr −1 , apparent linear velocity 0.11 cm / min), all at normal temperature and normal pressure. The sulfur compound therein was analyzed by GC-ICP-MS.

灯油(ジャパンエナジー社製)は、沸点範囲158.0〜275.0℃、5%留出点172.0℃、10%留出点175.5℃、20%留出点183.0℃、30%留出点190.0℃、40%留出点197.0℃、50%留出点205.0℃、60%留出点214.0℃、70%留出点223.0℃、80%留出点233.5℃、90%留出点247.0℃、95%留出点259.5℃、97%留出点269.0℃、密度(15℃)0.7941g/ml、芳香族分17.0容量%、飽和分83.0容量%、硫黄分6.3質量ppm、ベンゾチオフェンよりも軽質の硫黄化合物に由来する硫黄分1質量ppb、チオフェン及びチオフェンよりも重質であり4−メチルジベンゾチオフェンよりも軽質の硫黄化合物に由来する硫黄分5.3質量ppm、4−メチルジベンゾチオフェン及び4−メチルジベンゾチオフェンよりも重質の硫黄化合物に由来する硫黄分1.0質量ppm、窒素分1質量ppm以下のものを使用した。   Kerosene (manufactured by Japan Energy) has a boiling range of 158.0-275.0 ° C, 5% distillation point 172.0 ° C, 10% distillation point 175.5 ° C, 20% distillation point 183.0 ° C, 30% distillation point 190.0 ° C, 40% distillation point 197.0 ° C, 50% distillation point 205.0 ° C, 60% distillation point 214.0 ° C, 70% distillation point 223.0 ° C, 80% distillation point 233.5 ° C, 90% distillation point 247.0 ° C, 95% distillation point 259.5 ° C, 97% distillation point 269.0 ° C, density (15 ° C) 0.7941 g / ml 17.0 vol% aromatic content, 83.0 vol% saturation content, 6.3 mass ppm sulfur content, 1 mass ppb sulfur content derived from a lighter sulfur compound than benzothiophene, heavier than thiophene and thiophene And a sulfur content of 5.3 mass derived from a lighter sulfur compound than 4-methyldibenzothiophene pm, was used 4-methyl dibenzothiophene and sulfur content 1.0 wt ppm derived from the heavy sulfur compounds than 4-methyl-dibenzothiophene, the following: nitrogen content of 1 mass ppm.

出口における硫黄分の経時変化を図2に示す。図2から分かるように、出口における硫黄分は、2,500分まで5質量ppb以下、3,600分まで20質量ppb以下であり、7,000分で約200質量ppbとなった。   The change with time of the sulfur content at the outlet is shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, the sulfur content at the outlet was 5 mass ppb or less until 2,500 minutes, 20 mass ppb or less until 3,600 minutes, and about 200 mass ppb at 7,000 minutes.

また、1,170分後、2,550分後および4,080分後の外観を図3に示す。出口における硫黄分が5質量ppb以下の段階では白色部分が残存しているが、次第に褐色部分が下流へ広がり、出口における硫黄分が20質量ppbの段階で全体が褐色となった。   Moreover, the external appearance after 1,170 minutes, 2,550 minutes, and 4,080 minutes is shown in FIG. The white portion remained at the stage where the sulfur content at the outlet was 5 mass ppb or less, but the brown portion gradually spread downstream, and the whole became brown when the sulfur content at the outlet was 20 mass ppb.

(比較例1)
内容積13.5mlのステンレス製カラムに、実施例1と同様のルイス酸系脱硫剤としてアルミナ系脱硫剤(硫酸根アルミナ、アルミナ含有率99.5質量%、分光分析ピーク比I1540/I14500.000、比表面積287m2/g、細孔容積0.66ml/g、硫黄含有率0.5質量%、粒子サイズ0.1〜0.4mm)13.5mlを充填した。充填は、硫黄分20質量ppb以下の脱硫灯油でスラリー状とせず、また、脱硫剤を充填中及び/又は充填後に、硫黄分20質量ppb以下の炭化水素油で満たしもせず、直接原料灯油の流通を開始した。
(Comparative Example 1)
Into a stainless steel column having an internal volume of 13.5 ml, an alumina-based desulfurizing agent (sulfuric acid-alumina, alumina content 99.5% by mass, spectroscopic analysis peak ratio I 1540 / I 1450 is used as a Lewis acid desulfurizing agent as in Example 1. 13.5 ml of 0.000, specific surface area 287 m 2 / g, pore volume 0.66 ml / g, sulfur content 0.5 mass%, particle size 0.1 to 0.4 mm). The filling is not made into a slurry with desulfurized kerosene having a sulfur content of 20 mass ppb or less, and is not filled with a hydrocarbon oil having a sulfur content of 20 mass ppb or less during and / or after filling with the desulfurizing agent. Distribution started.

水素の非存在下、全て常温・常圧で、実施例1と同一の灯油を、流量0.10ml/分(LHSV 0.44hr-1、見掛けの線速度0.11cm/分)で下から上へ流通させ、流出灯油中の硫黄化合物をGC−ICP−MSで分析した。 In the absence of hydrogen, the same amount of kerosene as in Example 1 was applied from below at a flow rate of 0.10 ml / min (LHSV 0.44 hr −1 , apparent linear velocity of 0.11 cm / min) at normal temperature and normal pressure. The sulfur compounds in the spilled kerosene were analyzed by GC-ICP-MS.

出口における硫黄分の経時変化を図4に示す。図4から分かるように、出口における硫黄分は、2,920分まで5質量ppb以下であったが、その後急激に上昇し、3,000分で約20質量ppb、5,000分で約200質量ppbとなった。比較例1は、実施例1よりも脱硫剤量が多いにも拘らず、硫黄分の上昇が早く、偏流が発生しているものと考えられた。   The change with time of the sulfur content at the outlet is shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, the sulfur content at the outlet was 5 mass ppb or less until 2,920 minutes, but then rose rapidly, about 20 mass ppb at 3,000 minutes, and about 200 at 5,000 minutes. The mass was ppb. In Comparative Example 1, although the amount of the desulfurizing agent was larger than that in Example 1, it was considered that the sulfur content increased rapidly and a drift occurred.

(実施例2)
図1に示す構造を有し、脱硫器本体容器の入口および出口の径D1が、脱硫器本体容器内径D2の約0.33倍の脱硫器を準備した。該脱硫器に脱硫剤を充填し、充填中に、硫黄分20質量ppb以下の炭化水素油で満たして、途中でガス抜きしながら脱硫剤を充填することが可能であった。また、該脱硫器に脱硫剤を充填した後に、硫黄分20ppb質量以下の炭化水素油を大流量で流通することも可能であった。なお、いずれの場合も、ガス溜りの形成が防止されており、実施例1と同様にして灯油を流通させた場合に、偏流が発生しないことが確認できた。
(Example 2)
A desulfurizer having the structure shown in FIG. 1 and having a desulfurizer body container inlet and outlet diameter D1 approximately 0.33 times the desulfurizer body container inner diameter D2 was prepared. It was possible to fill the desulfurizer with a desulfurizing agent, fill it with a hydrocarbon oil having a sulfur content of 20 mass ppb or less, and fill the desulfurizing agent while venting in the middle. Moreover, after filling the desulfurizer with a desulfurizing agent, it was possible to distribute a hydrocarbon oil having a sulfur content of 20 ppb or less at a large flow rate. In any case, formation of a gas reservoir was prevented, and it was confirmed that no drift occurred when kerosene was circulated in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
実施例1と同一のアルミナ系脱硫剤および灯油を使用して、灯油にアルミナ系脱硫剤を浸せきすることにより、灯油の硫黄分が20質量ppbおよび460質量ppbの場合の着色アルミナ系脱硫剤B(出口硫黄分が20質量ppb相当)およびC(出口硫黄分が460質量ppb相当)を得た。また、予め硫黄分30質量ppb以下まで脱硫した灯油にアルミナ系脱硫剤を浸せきし、脱硫性能が低下していないアルミナ系脱硫剤A(流通初期相当)を得た。さらに、実施例1の実験後の入口付近の脱硫剤を採取し、大幅に劣化したアルミナ系脱硫剤D(大幅劣化相当)を得た。
(Example 3)
By using the same alumina desulfurizing agent and kerosene as in Example 1 and immersing the alumina desulfurizing agent in kerosene, the colored alumina desulfurizing agent B when the sulfur content of kerosene is 20 mass ppb and 460 mass ppb is used. (Exit sulfur content is equivalent to 20 mass ppb) and C (exit sulfur content is equivalent to 460 mass ppb). Further, an alumina-based desulfurizing agent was immersed in kerosene that had been previously desulfurized to a sulfur content of 30 mass ppb or less to obtain an alumina-based desulfurizing agent A (corresponding to the initial distribution stage) in which the desulfurization performance did not deteriorate. Further, the desulfurization agent near the inlet after the experiment of Example 1 was collected to obtain an alumina-based desulfurization agent D (corresponding to significant deterioration) that was significantly deteriorated.

内容量10mlのガラス製バイアル瓶に、脱硫剤A〜Dをそれぞれ充填し、硫黄分が30質量ppb以下の脱硫灯油で満たした後に分光光度計を用いて反射率を測定した。測定方法は反射法であり、波長範囲は340〜800nm、スキャンスピードは120nm/分、リファレンスには白色板を用いた。反射スペクトルの変化を図5に示す。測定波長が400〜600nmの範囲において、脱硫剤Aの流通初期相当の反射率が40%程度であるのに対し、出口での硫黄分が20質量ppb相当まで劣化した脱硫剤Bでは反射率が20〜30%程度まで低下した。また脱硫剤Dの大幅劣化後の反射率は5%程度まで低下した。脱硫剤の劣化程度によって反射率が明らかに低下することから、測定波長400〜550nmの反射率を測定することにより、脱硫剤の劣化程度を把握し交換時期を容易に判定することが可能であった。   The glass vials having an internal volume of 10 ml were filled with desulfurizing agents A to D, respectively, filled with desulfurized kerosene having a sulfur content of 30 mass ppb or less, and the reflectance was measured using a spectrophotometer. The measurement method is a reflection method, the wavelength range is 340 to 800 nm, the scan speed is 120 nm / min, and a white plate is used as a reference. The change of the reflection spectrum is shown in FIG. In the measurement wavelength range of 400 to 600 nm, the reflectance corresponding to the initial distribution of the desulfurizing agent A is about 40%, whereas the desulfurizing agent B whose sulfur content at the outlet has deteriorated to the equivalent of 20 mass ppb has a reflectance. It decreased to about 20-30%. Further, the reflectivity of the desulfurizing agent D after significant deterioration was reduced to about 5%. Since the reflectance clearly decreases depending on the degree of deterioration of the desulfurizing agent, it is possible to easily determine the replacement time by measuring the degree of deterioration of the desulfurizing agent by measuring the reflectance at a measurement wavelength of 400 to 550 nm. It was.

本発明の脱硫器の一例の側面図である。It is a side view of an example of the desulfurizer of this invention. 透明耐圧ガラス製カラムを用い、ルイス酸系脱硫剤をスラリー状にして充填した場合の出口硫黄分の経時変化を示した図である(実施例1)。It is the figure which showed the time-dependent change of the exit sulfur content at the time of using the column made from a transparent pressure | voltage resistant glass, and filling the Lewis acid type | system | group desulfurization agent in the slurry form (Example 1). 透明耐圧ガラス製カラムを用い、ルイス酸系脱硫剤をスラリー状にして充填した場合の脱硫剤充填層における色相の経時変化を示した図である(実施例1)。(Example 1) which is the figure which showed the time-dependent change of the hue in the desulfurization agent filling layer at the time of using the column made from a transparent pressure | voltage resistant glass, and filling the Lewis acid type | system | group desulfurization agent in the slurry form. ステンレス製カラムを用い、ルイス酸系脱硫剤をスラリー状にせずに充填した場合の出口硫黄分の経時変化を示した図である(比較例1)。It is the figure which showed the time-dependent change of the exit sulfur content at the time of using the column made from stainless steel, and filling the Lewis' acid type desulfurization agent without making it into a slurry form (comparative example 1). 脱硫後のアルミナ系脱硫剤の反射スペクトルである(実施例3)。It is a reflection spectrum of the alumina-type desulfurization agent after desulfurization (Example 3).

符号の説明Explanation of symbols

1 脱硫器本体容器
2,3 フランジ
4,5 接続ジョイント
1 Desulfurizer body container 2, 3 Flange 4, 5 Connection joint

Claims (12)

内部に固体酸系脱硫剤を含む脱硫剤が充填されており、該脱硫剤で、ベンゾチオフェン類及びジベンゾチオフェン類からなる群から選択される少なくとも一種の硫黄化合物を含有する炭化水素油の硫黄分を低減する脱硫器であって、
前記固体酸系脱硫剤の色の変化により脱硫剤の交換時期が判断でき
前記脱硫器に充填する脱硫剤の粒子の大きさが0.1〜2.0mmであり、
前記脱硫剤の一部又は全ては、硫黄分20質量ppb以下の炭化水素油とスラリー状にして前記脱硫器に充填されている
ことを特徴とする脱硫器。
The sulfur content of the hydrocarbon oil is filled with a desulfurization agent containing a solid acid desulfurization agent and contains at least one sulfur compound selected from the group consisting of benzothiophenes and dibenzothiophenes. A desulfurizer that reduces
The change time of the desulfurization agent can be determined by the change in the color of the solid acid desulfurization agent ,
The particle size of the desulfurizing agent filled in the desulfurizer is 0.1 to 2.0 mm,
A part or all of the desulfurizing agent is slurried with hydrocarbon oil having a sulfur content of 20 mass ppb or less and charged into the desulfurizer.
前記固体酸系脱硫剤が、ルイス酸系脱硫剤であることを特徴とする請求項1に記載の脱硫器。   The desulfurizer according to claim 1, wherein the solid acid desulfurizing agent is a Lewis acid desulfurizing agent. 前記硫黄分の低減が−30〜100℃の温度で行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の脱硫器。   The desulfurizer according to claim 1 or 2, wherein the sulfur content is reduced at a temperature of -30 to 100 ° C. 前記炭化水素油が灯油又は軽油であり、該炭化水素油の硫黄分が0.1〜10質量ppmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の脱硫器。   The desulfurizer according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrocarbon oil is kerosene or light oil, and the sulfur content of the hydrocarbon oil is 0.1 to 10 ppm by mass. 前記脱硫器の一部又は全部が透明又は半透明であって、外部より前記固体酸系脱硫剤の色が識別でき、前記固体酸系脱硫剤の色をセンサにより波長400〜550nmの光を測定することによって検知する検知手段を具えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の脱硫器。   Part or all of the desulfurizer is transparent or translucent, the color of the solid acid desulfurization agent can be identified from the outside, and the color of the solid acid desulfurization agent is measured with a sensor at a wavelength of 400 to 550 nm The desulfurizer according to any one of claims 1 to 4, further comprising a detecting means for detecting by performing the operation. 前記脱硫器が、円筒状の本体容器と、該本体容器の入口及び出口のそれぞれに設けられたフランジとを具え、
前記本体容器の入口及び出口の径が、前記本体容器の円筒部分の内径の0.1〜1.0倍であることを特徴とする請求項1に記載の脱硫器。
The desulfurizer comprises a cylindrical main body container and flanges provided at the inlet and the outlet of the main body container,
The desulfurizer according to claim 1 , wherein the diameter of the inlet and outlet of the main body container is 0.1 to 1.0 times the inner diameter of the cylindrical portion of the main body container.
前記硫黄分が低減された炭化水素油の硫黄分が、5質量ppb以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の脱硫器。 The desulfurizer according to any one of claims 1 to 6 , wherein the sulfur content of the hydrocarbon oil with reduced sulfur content is 5 mass ppb or less. 請求項1〜7のいずれかに記載の脱硫器と燃料電池とを具える燃料電池コージェネレーションシステムであって、
前記硫黄分を低減した炭化水素油を前記燃料電池の原燃料として使用することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。
A fuel cell cogeneration system comprising the desulfurizer according to any one of claims 1 to 7 and a fuel cell,
A fuel cell cogeneration system, wherein the hydrocarbon oil having a reduced sulfur content is used as a raw fuel for the fuel cell.
前記脱硫器が、前記燃料電池及び燃料処理装置を内蔵したハウジングの外部に設置されていることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。 The fuel cell cogeneration system according to claim 8 , wherein the desulfurizer is installed outside a housing in which the fuel cell and a fuel processing device are built. 前記脱硫器が蓄熱剤ジャケットを具えることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。 The fuel cell cogeneration system according to claim 9 , wherein the desulfurizer includes a heat storage agent jacket. 請求項1〜7のいずれかに記載された−30〜100℃の温度で硫黄分を低減する脱硫器Aと、該脱硫器Aの下流に配置された110〜300℃の温度で硫黄分を低減する高温脱硫器Bとを具えることを特徴とする脱硫システム。 The desulfurizer A for reducing sulfur content at a temperature of -30 to 100 ° C according to any one of claims 1 to 7 , and a sulfur content at a temperature of 110 to 300 ° C arranged downstream of the desulfurizer A. A desulfurization system comprising a high-temperature desulfurizer B for reduction. 前記脱硫器Aの内容積が、前記高温脱硫器Bの内容積の2〜100倍であることを特徴とする請求項11に記載の脱硫システム。 The desulfurization system according to claim 11 , wherein the internal volume of the desulfurizer A is 2 to 100 times the internal volume of the high temperature desulfurizer B.
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