JPH02209992A - 重質油の水素化処理方法 - Google Patents

重質油の水素化処理方法

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JPH02209992A
JPH02209992A JP24003989A JP24003989A JPH02209992A JP H02209992 A JPH02209992 A JP H02209992A JP 24003989 A JP24003989 A JP 24003989A JP 24003989 A JP24003989 A JP 24003989A JP H02209992 A JPH02209992 A JP H02209992A
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JP
Japan
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catalyst
heavy oil
oil
yield
direct desulfurization
Prior art date
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JP24003989A
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English (en)
Inventor
Takashi Yamamoto
昂 山本
Toshio Ito
俊夫 伊藤
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Research Association for Petroleum Alternatives Development
Original Assignee
Research Association for Petroleum Alternatives Development
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は重質油の水素化処理方法に関するものである。
さらに詳しくは、本発明は安価な触媒を用いて重質油を
水素化処理し、灯油や軽油などの付加価値の高い中間留
分を収率よく製造するための、工業的に有利な重質油の
水素化処理方法に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、一般産業や電力部門における代替エネルギーの導
入に伴い、B重油、C重油などの重質留分の消費量は減
少の傾向にある。一方、民生・輸送用燃料であるガソリ
ンやジェット燃料、灯油。
軽油、A重油などの中間留分の消費量は増加している。
ところが、わが国への輸入原油は次第に重質化する傾向
をたどっている。
したがって、常圧蒸留残油、減圧蒸留残油、オイルサン
ド油、オイルシェール油などの重質油を水素化処理して
、前記のガソリン、灯油、軽油などの中間留分を経済的
に効率よく製造することは極めて重要なことである。
ところで、重質油の水素化処理において、触媒活性は一
般に炭素や好ましくない金属の付着によって低下するが
、粉末状の固体触媒を用いて懸濁床方式で水素化処理す
る場合、炭素や金属の付着が起こりにくく、触媒の活性
低下が小さくて有利であることが知られている。
このような重質油の水素化処理においては、該触媒とし
て良好な活性を有し、かつ安価なものを用いることが経
済的に有利であることから、石油精製プロセスにおける
種々の廃触媒を用いることが試みられている0例えば、
FCC廃触媒を用いる方法(米国特許節4.082,6
48号明細書)、直接脱硫廃触媒を用いる方法(特開昭
51−40806号公報)などが提案されている。
これらの廃触媒は、その表面に重質油の水素化処理にお
ける触媒成分として有効なバナジウムやニッケルなどが
蓄積されているため、該重質油の水素化処理触媒として
使用することが可能である。
しかしながら、前者のFCC廃触媒を用いる方法におい
ては、該廃触媒の活性が十分ではなく、コークの生成率
が高く、所望の中間留分の収率が低いという欠点がある
。一方、直接脱硫廃触媒を用いる方法においては、該廃
触媒は触媒活性については問題はないものの、その機械
的強度が、例えば摩耗指数で40重量%/30時間程度
(前記FCC廃触媒の場合、3重量%/30時間程度)
と小さく、摩耗による触媒の損失を免れないという欠点
がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、このような事情のもとで、安価な触媒を用い
、懸濁床方式で重質油を水素化処理し、灯油や軽油など
の付加価値の高い中間留分を収率よく製造するための工
業的に有利な重質油の製造方法を提供することを目的と
している。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重
ねた結果、直接脱硫触媒とFCC廃触媒との混合物は安
価で、かつ機械的強度が高い上に、重質油の水素化処理
触媒として良好な活性を有している。したがって、この
触媒を懸濁状態で用いて重質油の水素化処理すれば、コ
ークの生成が少なく、かつ所望の中間留分が収率よく得
られ、目的を達成できることを見い出し、この知見に基
づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は重質油中に固体触媒を懸濁させて該
重質油を水素化処理するに当たり、固体触媒として直接
脱硫触媒とFCC廃触媒との混合物を用いることを特徴
とする重質油の水素化処理方法を提供するものである。
以下に本発明の詳細な説明、する。
本発明において用いられる重質油については特に制限は
なく、従来より重質油の水素化処理に慣用されているも
の、例えば常圧蒸留残油、減圧蒸留残油、オイルサンド
油、オイルシェール油などを用いることができる。また
、沸点500°C以上の残渣油の場合も希釈油なしで用
いることができる。
次に、本発明においては重質油を水素化処理するための
触媒として、直接脱硫触媒とFCC廃触媒との混合物が
用いられる。直接脱硫触媒としては、直接脱硫新触媒お
よび直接脱硫廃触媒のいずれか一方もしくは両者を組み
合わせて用いることができる。ここで、直接脱硫新触媒
としては特に制限はなく、通常直接脱硫触媒として用い
られているものが任意に使用できる。具体的には、一般
にアルミナを担体とし、担持金属としてモリブデン、コ
バルト、ニッケル、タングステンなどヲ適宜組み合わせ
たものが用いられる。なお、直接脱硫新触媒として球状
のものを選択すると、流動性が良いので懸濁床方式によ
る水素化処理に好適である。また、直接脱硫廃触媒とし
ては、常圧蒸留残油や減圧蒸留残油なとの残油をそのま
ま脱硫する直接脱硫装置から抜き出された廃触媒であっ
て、この廃触媒の基となる直接脱硫に用いられる触媒の
種類については特に制限はなく、前記したものを用いれ
ばよい。この直接脱硫廃触媒は、その表面に付着した炭
素質を燃焼させて除去する再生処理を施してから用いる
ことが望ましく、このような再生処理後の該触媒上には
、通常バナジウムが0.7〜20重量%及びニッケルが
0.2〜10重量%重量%側合で蓄積しており、その比
表面積は、通常40〜200m/gの範囲である。
一方、FCC廃触媒は、流動接触分解(FCC)装置か
ら抜き出された廃触媒であって、この廃触媒の基となる
FCC触媒の種類については特に制限はなく、通常FC
C触媒として用いられているものが任意に使用できる。
具体的には、活性白土。
合成シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、高アルミ
ナのシリカ−アルミナ、ゼオライトなどを用いることが
できるが、通常−線式Na、O・A1.、O,・n5i
o□で示されるホージャサイト型の結晶性アルミノシリ
ケートで、S 1OdA、1to3モル比が2.5のX
型と4.8のY型が多く用いられている。
該FCC廃触媒も前記の直接脱硫廃触媒と同様に、使用
に先だち、表面に付着した炭素質を燃焼させて除去する
再生処理を施すことが望ましい。
このFCC廃触媒は、その表面に通常バナジウムが90
〜6900ppm及びニッケルが80〜3300ρρm
程度の割合で蓄積しており、その比面積は、通常60〜
180rI′f/gの範囲である。
本発明方法においては、前記の直接脱硫触媒とFCC廃
触媒とを混合して用いることが必要であり、その混合割
合については、直接脱硫触媒とFCC廃触媒との重量比
が3:97ないし80:20、好ましくは5:95ない
し60:40、より好ましくは10:90ないし40:
60の範囲となるような割合で用いられる。直接脱硫触
媒の量が、該触媒とFCC廃触媒との合計量に対して3
重量%未満では、中間留分の収率が低(、かつコークの
生成率が高くなるおそれがあり、80重量%を超えると
、触媒の機械的強度が低下する傾向が生じ、いずれも好
ましくない。
重質油の水素化処理を行う際の前記混合触媒の使用量は
、重質油に対して通常0.5〜20重量%、好ましくは
2〜15重量%、より好ましくは6〜12重量%の範囲
とすべきである。混合触媒の使用量が0.5重量%未満
では、水素化処理の効果が十分に発揮されず、20重量
%を超えると、水素化処理後の固液分離が困難になると
ともに、触媒再生塔が大きくなるほど、いずれも好まし
くない事態が招来するおそれがある。
本発明においては、本発明の目的を損なわない範囲で所
望に応じ、前記混合触媒とともに、従来より重質油の水
素化処理に慣用されている各種の触媒を用いることがで
きる。
重質油の水素化処理方式としては、前記触媒を重質油中
に懸濁させて反応させる方法、工業的には懸濁床方式が
適用される。
本発明における重質油の水素化処理は、反応温度350
〜480°C1圧力50〜300kg/cd−G、液時
空間速度(L HS V) 0.1〜10hr−’水素
分圧35〜200kg/cffl −G、水素消費量5
0〜300rrl/kl油の条件下で実施することが好
ましい。
本発明の方法を実施するには、原料の重質油と前記混合
触媒及び所望に応じて用いられる粉末状水素化処理触媒
とを混合し、この混合物を反応器に供給し、前記反応条
件下で水素と反応させる。
この場合、反応時間は通常10分ないし4時間、好まし
くは30分ないし2時間程度である。反応生成物は、ま
ず気液分離により水素及び低級炭化水素などを含むガス
状物が分離され、次いで固液分離により触媒が分離され
たのち、生成油が回収される。分離された水素及び触媒
は、必要に応じてそれぞれ精製処理及び再生処理を施し
て再使用される。
このようにして、沸点が171〜343℃の範囲にある
中間留分が高収率で得られるとともに、沸点が343〜
525°Cの範囲にある減圧軽油もかなりの収率で得ら
れる。一方、コーク(炭素質トルエン不溶分)の生成率
は低く、条件によっては5重量%程度に抑えることがで
きる。
〔実施例] 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらによって限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例における原料の重質油としては
、第1表に示す性状のアラビアンヘビー減圧残油を用い
た。
第1表 また、各成分の収率及び転化率は次のことを意味する。
中間留分収率: 原料油に対する沸点171〜343°C留分の重量割合 減圧軽油収率: 原料油に対する沸点343〜525°C留分の重量割合 コーク収率: 原料油に対する炭素質トルエン不溶分の重量割合 転化率: 100−(i1%U圧残油−収率十析出アスフアルテン
収率) (ただし、減圧残油収率は原料油に対する沸点525°
C以上の留分の割合、析出アスファルテン収率は析出炭
素質でn−へブタンに不溶で、トルエンに可溶分の原料
油に対する割合である。)実施例1 バナジウム0.7wt%及びニッケル2.2wt%が蓄
積している粒径30〜200μmの再生された直接脱硫
廃触媒2gと、バナジウム1700ppm及びニッケル
1500ppmが蓄積している粒径30〜200μmの
FCC廃触媒8gとを混合し、この混合廃触媒を原料油
のアラビアンヘビー減圧残油90gとともにオートクレ
ーブに充填したのち、水素雰囲気下450°C185k
g/c+il・Gで1時間700回転で攪拌しながら反
応させた。
次いで、反応終了液中の触媒を分離したのち、得られた
液状生成物を蒸留ガスクロマトグラフィーにより分析し
、生成した中間留分及び減圧軽油の収率をそれぞれ求め
た。また、コーク収率は生成固形分をトルエン及びアセ
トンで洗浄し、乾燥後、空気中にて550″Cで燃焼さ
せて求めた。
なお、混合触媒の耐摩耗性は、FCC触媒の耐摩耗性測
定に用いられる装置の中で、該混合触媒45gを室温に
て空気の線速度267m/secの条件下で42時間流
動させ、12時間を超えて42時間までの触媒損失重量
比率(摩耗指数)で求めた。この値が小さいほど耐摩耗
性に優れていることを表わす。これらの結果を以下に示
す。
中間留分収率  34−t% 減圧軽油収率  22−t% コーク収率    5wt% 転化率     83wt% 摩耗指数     5wt%/30hr実施例2 実施例1において、直接脱硫廃触媒の使用量を0.3g
とし、FCC廃触媒の使用量を9.7gとしたこと以外
は実施例1と同様にして実施した。
その結果を以下に示す。
中間留分収率  32−t% 減圧軽油収率  16賀t% コーク収率   11wt% 転化率     91wt% 摩耗指数     2wt%/30hr実施例3 実施例1において、直接脱硫廃触媒の使用量を8gとし
、FCC廃触媒の使用量を2gとしたこと以外は実施例
1と同様にして実施した。その結果を以下に示す。
中間留分収率  33wt% 減圧軽油収率  21wt% コーク収率    6wt% 転化率     87−t% 摩耗指数    15−L%/30hr比較例1 実施例1において、触媒としてFCC廃触媒10gのみ
を用いたこと以外は実施例1と同様にして実施した。そ
の結果を以下に示す。
中間留分収率  26−(% 減圧軽油収率  12−t% コーク収率   22−t% 転化率     85−t% 摩耗指数     2wt%/30hr比較例2 実施例1において、触媒として直接脱硫廃触媒logの
みを用いたこと以外は実施例1と同様にして実施した。
その結果を以下に示す。
中間留分収率  34imt% 減圧軽油収率  21wt% コーク収率    7wt% 転化率     90−t% 摩耗指数    40−t%/30hr比較例3 実施例1において、触媒として直接脱硫廃触媒2gのみ
を用いたこと以外は実施例1と同様にして実施した。そ
の結果を以下に示す。
中間留分収率  29−t% 減圧軽油収率  19wt% コーク収率   10−t% 転化率     81−t% 摩耗指数    40−t%/ 30 hr実施例4 直接脱硫新触媒であるモリブテン6.7wt%およびニ
ッケル1.7wt%を担持したアルミナ触媒2gと、実
施例1で用いたFCC廃触媒8gを混合し、この混合触
媒を原料油のアラビアンヘビー減圧残油90gとともに
オートクレーブに充填したのち、水素雰囲気下450°
C185kg/c+II−Gで1時間700回転で攪拌
しながら反応させた。
反応終了後、反応液の触媒を分離して得られた液状生成
物について、実施例1と同様の方法で分析を行なった。
その結果を以下に示す。
中間留分収率  32−t% 減圧軽油収率  20呵% コーク収率    8wt% 転化率     83wt% 摩耗指数     4imt%/30hr比較例4 実施例4において、触媒として直接脱硫新触媒2gのみ
を用いたこと以外は実施例4と同様にして実施した。そ
の結果を以下に示す。
中間留分収率  30−t% 減圧軽油収率  18讐L% コーク収率   12−t% 転化率     84−t% 摩耗指数    35wt%/30hr〔発明の効果〕 本発明の方法にしたがい原料の重質油中に、直接脱硫触
媒とFCC廃触媒との混合触媒を懸濁させて該重質油を
水素化処理することにより、コークの生成が少な(、付
加価値の高いガソリンやジェット燃料、灯油、軽油、A
重油などの中間留分を収率よく得ることができる。
また、本発明で用いる触媒は廃触媒を含むため、安価で
ある。しかも、直接脱硫触媒とFCC廃触媒とを混合す
ることにより、触媒の耐摩耗性が良好となって、触媒ロ
スが少ない上、前記のように水素化処理触媒としての活
性に優れるなどの特徴を有する。したがって、このよう
な触媒を用いる本発明の重質油の水素化処理方法は、工
業的に極めて有利な方法である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重質油中に固体触媒を懸濁させて該重質油を水素
    化処理するに当たり、固体触媒として直接脱硫触媒とF
    CC廃触媒との混合物を用いることを特徴とする重質油
    の水素化処理方法。
  2. (2)直接脱硫触媒とFCC廃触媒との割合が、重量比
    で3:97ないし80:20の範囲である請求項1記載
    の処理方法。
  3. (3)直接脱硫触媒が直接脱硫新触媒および/または直
    接脱硫廃触媒である請求項1記載の処理方法。
JP24003989A 1988-10-19 1989-09-18 重質油の水素化処理方法 Pending JPH02209992A (ja)

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