JP6726688B2 - γ−ケト吉草酸をベースとする触媒および水素化処理および/または水素化分解の方法におけるその使用 - Google Patents
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Description
本発明は、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、第VIB族の少なくとも1種の元素と、γ−ケト吉草酸とを含む触媒に関する。
a) 第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、γ−ケト吉草酸と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触させるか、または、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとを含有する再生触媒を、γ−ケト吉草酸と接触させて、触媒前駆体を得る工程、
b) 工程a)を起源とする前記触媒前駆体を、200℃未満の温度で乾燥させるが、その後のそれの焼成は行わない工程
を含む、方法に関する。
a’) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、γ−ケト吉草酸と、場合によるリンとを含有する少なくとも1種の溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程
である。
a1) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、場合によるリンとを含有する少なくとも1種の溶液を含浸させて、含浸済み担体を得る工程、
a2) 工程a1)において得られた含浸済み担体を、200℃未満の温度で乾燥させて、乾燥させられた含浸済み担体を得るようにし、場合によっては、乾燥させられた含浸済み担体を焼成して、焼成された含浸済み担体を得るようにする工程、
a3) 工程a2)において得られた乾燥させられ、場合によっては焼成された含浸済み担体に、少なくともγ−ケト吉草酸を含む含浸溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程、
a4) 場合による、工程a3)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む。
a1’) 少なくともγ−ケト吉草酸を含み、場合によっては、リンの少なくとも一部を含む担体を調製する工程、
a2’) 工程a1’)において得られた担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、場合によるリンとを含む含浸溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程、
a3’) 場合による、工程a2’)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む。
a1”) 共含浸により、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、酸素および/または窒素および/または硫黄を含有する少なくとも1種の有機化合物と、場合によるリンとを含有する溶液を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触させて、含浸済み担体を得る工程、
a2”) 工程a1”)を起源とする含浸済み担体を、200℃未満の温度で乾燥させるが、続いてのそれの焼成は行わず、乾燥させられた含浸済み担体を得る工程、
a3”) 工程a2”)を起源とする乾燥させられた含浸済み担体を、酸素および/または窒素および/または硫黄を含有する、工程a1”)において用いられた有機化合物とは同一または異なる有機化合物の溶液と接触させて、触媒前駆体を得る工程、
a4”) 場合による、工程a3”)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含み、工程a1”)または工程a3”)における有機化合物の少なくとも一方は、γ−ケト吉草酸である。
a1’’’) アルミナまたはシリカまたはシリカアルミナをベースとする担体と、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとを含有する再生触媒に、少なくともγ−ケト吉草酸を含む含浸溶液を含浸させて触媒前駆体を得る工程、
a2’’’) 場合による、工程a1’’’)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む。
(触媒)
本発明による触媒は、少なくともγ−ケト吉草酸を含有する添加触媒である。より特定的には、本発明による触媒は、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、第VIB族の少なくとも1種の元素と、γ−ケト吉草酸とを含む。
本発明による触媒は、当業者に知られている添加物として有機化合物を有する担持型触媒のあらゆる調製方法によって調製されてよい。
a) 第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、γ−ケト吉草酸と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触させるか、または、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとを含有する再生触媒を、γ−ケト吉草酸と接触させて、触媒前駆体を得る工程、
b) 工程a)を起源とする前記触媒前駆体を、200℃未満の温度で乾燥させるが、続けてそれの焼成は行わない、工程
を含む調製方法によって調製されてよい。
接触工程a)は、複数の実施形態を含み、これらは、γ−ケト吉草酸の導入の時点によって特に相違しており、金属の含浸と同時(共含浸)、または金属の含浸の後(後含浸)、あるいは、金属の含浸の前(前含浸)のいずれかで行われてよい。さらに、接触工程は、少なくとも2つの実施形態、例えば、共含浸および後含浸を組み合わせてよい。これらの種々の実施形態は後に記載されることになる。各実施形態は、単独でまたは組み合わせて、1回以上の工程において行われてよい。
− 触媒前駆体のγ−ケト吉草酸対第VIB族の元素(1種または複数種)のモル比:0.2〜2.0mol/mol、好ましくは0.3〜1.7mol/mol、好ましくは0.5〜1.5mol/mol、非常に好ましくは0.8〜1.2mol/mol;含浸溶液(1種または複数種)に導入された成分を基礎として計算される;
− 触媒前駆体のγ−ケト吉草酸対第VIII族の元素(1種または複数種)のモル比:0.1〜5.0mol/mol、好ましくは0.5〜4.0mol/mol、好ましくは1.0〜3.0mol/mol、非常に好ましくは1.5〜3.0mol/mol;含浸溶液(1種または複数種)に導入された成分を基礎として計算される。
(新鮮な)触媒の調製方法の工程a)の第1の実施形態によると、第VIB族の元素と、第VIII族の元素と、γ−ケト吉草酸と、場合によるリンとの前記成分は、前記担体上に、1回以上の共含浸工程によって沈着させられる。すなわち、第VIB族の元素と、第VIII族の元素と、γ−ケト吉草酸と、場合によるリンとの前記成分は、前記担体に同時に導入される(「共含浸」)。変形例によると、工程a)は、以下の工程:
a’) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、γ−ケト吉草酸と、場合によるリンとを含有する少なくとも1種の溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程
である。
本発明による(新鮮な)触媒の調製方法の工程a)の第2の実施形態によると、少なくともγ−ケト吉草酸は、乾燥させられ、場合によっては焼成された含浸済みの担体であって、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとを含むものと接触させられて触媒前駆体が得られ、前記担体は、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする。
a1) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、場合によるリンとを含有する少なくとも1種の溶液を含浸させて、含浸済み担体を得る工程、
a2) 工程a1)において得られた含浸済み担体を、200℃未満の温度で乾燥させて、乾燥させられた含浸済み担体を得るようにし、場合によっては、乾燥させられた含浸済み担体を焼成して、焼成された含浸済み担体を得るようにする工程、
a3) 工程a2)において得られた乾燥させられ、場合によっては焼成された含浸担体に、少なくともγ−ケト吉草酸を含む含浸溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程、
a4) 場合による、工程a3)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む。
本発明による(新鮮な)触媒の調製方法の工程a)の第3の実施形態によると、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとは、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとしかつγ−ケト吉草酸を含有する担体と接触させられて、触媒前駆体が得られる。
a1’) 少なくともγ−ケト吉草酸と、場合によるリンの少なくとも一部とを含む担体を調製する工程、
a2’) 工程a1’)において得られた担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、場合によるリンとを含む含浸溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程、
a3’) 場合による、工程a2’)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む。
a1”) 共含浸により、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、酸素および/または窒素および/または硫黄を含有する少なくとも1種の有機化合物と、場合によるリンとを含有する溶液を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触させて、含浸済み担体を得る工程、
a2”) 工程a1”)を起源とする含浸済み担体を、200℃未満の温度で乾燥させるが、その後のそれの焼成は行わず、乾燥させられた含浸済み担体を得る工程、
a3”) 工程a2”)を起源とする乾燥させられた含浸済みの担体を、工程a1”)において用いられたものと同一であるかまたは異なっている酸素および/または窒素および/または硫黄を含有する有機化合物の溶液と接触させて、触媒前駆体を得る工程、
a4”) 場合による、工程a3”)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含み、工程a1”)または工程a3”)における有機化合物の少なくとも一方は、γ−ケト吉草酸である。
本発明による触媒は、再活触媒であってよい。この触媒は、以下の工程:
a) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとを含有する再生触媒を、γ−ケト吉草酸と接触させて触媒前駆体を得る工程、
b) 工程a)を起源とする前記触媒前駆体を、200℃未満の温度で乾燥させるが、その後のそれの焼成は行わない、工程
を含む調製方法によって調製されてよい。
a1’’’) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとを含有する再生触媒に、少なくともγ−ケト吉草酸を含む含浸溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程、
a2’’’) 場合による、工程a1’’’)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む。
水素化処理および/または水素化分解の反応のためにそれが用いられる前に、本発明において記載された導入の方法のいずれか一つにより得られた乾燥済み触媒を硫化触媒に転化させて、その活性な種を形成することが有利である。この活性化または硫化の工程は、当業者に周知である方法によって、有利には、スルホ還元雰囲気下に、水素および硫化水素が存在する中で行われる。
最後に、本発明は、炭化水素含有留分の水素化処理および/または水素化分解の方法における本発明による触媒または本発明による調製方法によって調製された触媒の使用にも関する。
(実施例1:有機化合物を有しないアルミナ上CoMoP触媒C1およびC2(本発明に合致しない)の調製)
コバルト、モリブデンおよびリンがアルミナ担体に加えられる。このアルミナ担体のBET表面積は230m2/gであり、水銀ポロシメトリによって得られた細孔容積は0.78mL/gであり、水銀ポロシメトリによる体積による中位径として定義される細孔の平均径は11.5nmであり、「押出物」の形態にある。含浸溶液は、酸化モリブデン(24.34g)および水酸化コバルト(5.34g)を90℃で、85%リン酸水溶液7.47g中に溶解させることによって調製される。乾式含浸の後、押出物は、水飽和雰囲気中に12時間にわたって周囲温度で放置されて成熟させられ、次いで、それらは、90℃で16時間にわたって乾燥させられる。こうして得られた乾燥済み触媒前駆体は、C1で表記される。触媒前駆体C1を450℃で2時間にわたって焼成すると、焼成済み触媒C2が得られる。触媒C1およびC2の最終組成は、酸化物の形態で表されかつ乾燥触媒の質量に対して言及されて、以下の通りである:MoO3=22.5±0.2重量%、CoO=4.1±0.1重量%およびP2O5=4.0±0.1重量%。
コバルト、モリブデンおよびリンが、上記の実施例1において記載された、「押出物」の形態にあるアルミナ担体に加えられる。含浸溶液は、酸化モリブデン(28.13g)および水酸化コバルト(6.62g)を90℃で85%リン酸水溶液7.88g中に溶解させることによって調製された。上記混合物を均一にした後、37.79gのクエン酸が加えられ、その後、水を加えることによって溶液の容積が担体の細孔容積に調節された。(クエン酸)/Moのモル比は、1mol/molに等しく、(クエン酸)/Coのモル比は、2.8mol/molに等しい。乾式含浸の後、押出物は、水飽和雰囲気中12時間にわたって周囲温度で放置されて成熟させられ、次いで、それらは、120℃で16時間にわたって乾燥させられる。こうして得られた乾燥済み触媒前駆体は、C3で表記される。触媒C3の最終組成は、酸化物の形態で表されかつ乾燥触媒の質量に対して言及されて、以下の通りである:MoO3=22.7±0.2重量%、CoO=4.2±0.1重量%およびP2O5=3.8±0.1重量%。
γ−ケト吉草酸24.7gが、担体の細孔容積に等しい全容積を有する溶液を得るように水に希釈され、上記の実施例1に記載された、「押出物」の形態にあるアルミナ担体に加えられる。こうして形成された溶液は、次いで、担体上に乾式含浸させられた後、3時間の成熟時間が水飽和雰囲気中周囲温度で観察され、次いで、120℃で2時間にわたって乾燥処理がなされる。改変された担体は、次いで、85%リン酸水溶液7.57g中の酸化モリブデン(27.00g)および水酸化コバルト(6.36g)の高温溶解によって調製された新鮮な含浸溶液を含浸させられる。水を加えることによってこの最後に言及された溶液の容積は、従前に改変された担体の細孔容積に調節するよう注意がなされる。乾式含浸の後、押出物は、水飽和雰囲気中3時間にわたって周囲温度で放置されて成熟させられ、次いで、120℃で16時間にわたって乾燥させられ、結果、触媒C6が得られた。触媒C6の最終組成は、酸化物の形態で表わされかつ乾燥触媒の質量に対して言及されて、以下の通りである:MoO3=22.5±0.2重量%、CoO=4.1±0.1重量%およびP2O5=4.0±0.1重量%。使用される量は、γ−ケト吉草酸の量が、モリブデンのモル当たり1モル、コバルトのモル当たり2.8モルになるようにされる。
コバルト、モリブデンおよびリンが、触媒C3の調製の場合と同様に、上記の実施例1に記載された、「押出物」の形態にあるアルミナ担体に加えられる。しかしながら、含浸溶液の調製の間に、クエン酸/モリブデンのモル比は、この場合、0.25mol/molに等しく、またはコバルトのモル当たりクエン酸0.70モルである。乾式含浸の後、押出物は、水飽和雰囲気中12時間にわたって周囲温度で放置されて成熟させられ、次いで、それらは、120℃で16時間にわたって乾燥させられる。こうして得られた乾燥済み触媒前駆体は、C7で表記される。触媒C7の最終組成は、酸化物の形態で表されかつ乾燥触媒の質量に対して言及されて、以下の通りである:MoO3=22.5±0.2重量%、CoO=4.0±0.1重量%およびP2O5=3.9±0.1重量%。
触媒C1、C2、C3、C4およびC7(本発明に合致しない)およびC5、C6、C8(本発明に合致する)が、ガスオイルのHDSにおいて試験された。
Claims (18)
- アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、第VIB族の少なくとも1種の元素と、γ−ケト吉草酸とを含む水素化処理および/または水素化分解用の触媒。
- 第VIB族の元素の含有率は、触媒の全重量に対する第VIB族の金属の酸化物として表される重量で5〜40%であり、第VIII族の元素の含有率は、触媒の全重量に対する第VIII族の金属の酸化物として表される重量で1〜10%である、請求項1に記載の触媒。
- 触媒中の第VIII族の元素対第VIB族の元素のモル比は、0.1〜0.8である、請求項1または2に記載の触媒。
- リンをさらに含有し、リン含有率は、触媒の全重量に対するP2O5として表される重量で0.1〜20%であり、触媒中のリン対第VIB族の元素の比は、0.05以上である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の触媒。
- γ−ケト吉草酸の含有率は、触媒の全重量に対して1〜35重量%である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の触媒。
- γ−ケト吉草酸以外の酸素および/または窒素および/または硫黄を含有する有機化合物をさらに含有する、請求項1〜5のいずれか1つに記載の触媒。
- 有機化合物は、カルボキシ、アルコール、チオール、チオエーテル、スルホン、スルホキシド、エーテル、アルデヒド、ケトン、エステル、カルボナート、アミン、ニトリル、イミド、オキシム、ウレアおよびアミドの官能基から選択される1個以上の化学官能基を含む化合物から選択される、請求項6に記載の触媒。
- 有機化合物は、トリエチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレンジアミンテトラ酢酸、マレイン酸、クエン酸、ジメチルホルムアミド、ビシン、またはトリシンから選択される、請求項7に記載の触媒。
- 担体は、0.1〜50重量%のゼオライトを含有する、請求項1〜8のいずれか1つに記載の触媒。
- 少なくとも部分的に硫化されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載の触媒。
- 請求項1〜10のいずれか1つに記載の触媒の調製方法であって、以下の工程:
a) 第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、γ−ケト吉草酸と、場合によるリンとを、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触させるか、または、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとを含有する再生触媒を、γ−ケト吉草酸と接触させて、触媒前駆体を得る工程、
b) 工程a)を起源とする前記触媒前駆体を、200℃未満の温度で乾燥させるが、その後のそれの焼成は行わない、工程
を含む、方法。 - 工程a)は、以下の工程:
a’) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、γ−ケト吉草酸と、場合によるリンとを含有する少なくとも1種の溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程
である、請求項11に記載の方法。 - 工程a)は、以下の工程:
a1) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、場合によるリンとを含有する少なくとも1種の溶液を含浸させて、含浸済み担体を得る工程、
a2) 工程a1)において得られた含浸済み担体を、200℃未満の温度で乾燥させて乾燥させられた含浸済み担体を得るようにし、場合によっては、乾燥させられた含浸済み担体を焼成して、焼成された含浸済み担体を得るようにする工程、
a3) 工程a2)において得られた乾燥させられかつ場合によっては焼成された含浸済み担体に、少なくともγ−ケト吉草酸を含む含浸溶液を含浸させて触媒前駆体を得る工程、
a4) 場合による、工程a3)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む、請求項11に記載の方法。 - 工程a)は、以下の工程:
a1’) 少なくともγ−ケト吉草酸と、場合によるリンの少なくとも一部とを含む担体を調製する工程、
a2’) 工程a1’)において得られた担体に、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、場合によるリンとを含む含浸溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程
a3’) 場合による、工程a2’)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む、請求項11に記載の方法。 - 工程a)は、以下の工程:
a1”) 共含浸により、第VIB族の少なくとも1種の元素と、第VIII族の少なくとも1種の元素と、酸素および/または窒素および/または硫黄を含有する少なくとも1種の有機化合物と、場合によるリンとを含有する溶液を、アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と接触させて、含浸済み担体を得る工程、
a2”) 工程a1”)を起源とする含浸済み担体を、200℃未満の温度で乾燥させるが、その後のそれの焼成は行わず、乾燥させられた含浸済み担体を得るようにする工程、
a3”) 工程a2”)を起源とする乾燥させられた含浸済み担体を、工程a1”)において用いられたものと同一のまたは異なる酸素および/または窒素および/または硫黄を含有する有機化合物の溶液と接触させて、触媒前駆体を得る工程、
a4”) 場合による、工程a3”)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含み、工程a1”)または工程a3”)における有機化合物の少なくとも一方は、γ−ケト吉草酸である、請求項11に記載の方法。 - 工程a)は、以下の工程:
a1’’’) アルミナまたはシリカまたはシリカ−アルミナをベースとする担体と、第VIB族の元素の少なくとも1種の成分と、第VIII族の元素の少なくとも1種の成分と、場合によるリンとを含有する再生触媒に、少なくともγ−ケト吉草酸を含む含浸溶液を含浸させて、触媒前駆体を得る工程、
a2’’’) 場合による、工程a1’’’)において得られた触媒前駆体を放置して成熟させる工程
を含む、請求項11に記載の方法。 - γ−ケト吉草酸対第VIII族の元素(1種または複数種)のモル比は、0.1〜5.0mol/molである、請求項11〜16のいずれか1つに記載の方法。
- 炭化水素含有留分の水素化処理および/または水素化分解の方法における請求項1〜10のいずれか1つに記載の触媒または請求項10〜17のいずれか1つにより調製された触媒の使用。
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