JPH03504866A - Manufacture of high octane gasoline - Google Patents

Manufacture of high octane gasoline

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JPH03504866A
JPH03504866A JP50401789A JP50401789A JPH03504866A JP H03504866 A JPH03504866 A JP H03504866A JP 50401789 A JP50401789 A JP 50401789A JP 50401789 A JP50401789 A JP 50401789A JP H03504866 A JPH03504866 A JP H03504866A
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hydrogen
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フィッシャー、ロナルド・ハワード
ラピール、リーン・バーナード
シン、スチュワート・シャン―サン
ヴァーギーズ、フィリップ
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モービル・オイル・コーポレイション
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ハイオクタンガソリンの製造 本発明は、ハイオクタンガソリンの製造に関し、さらに詳細には、接触分解およ び他の石油精製操作により得られる高芳香性フラクションの水素化分解によるノ 1イオクタンガソリンの製造に関する。[Detailed description of the invention] Manufacture of high octane gasoline The present invention relates to the production of high octane gasoline, and more particularly to catalytic cracking and by hydrocracking of highly aromatic fractions obtained from petroleum refining operations and other petroleum refining operations. Concerning the production of 1-ioctane gasoline.

現在の状況下では、製油所では、より一層高い割合の粗原料を、ガソリン等のプ レミアム燃料ならびにディーゼルおよびジエ・ソト燃料等の中間留分に転化する ことが必要である。現在の製油所における重質液体の実質的なフラクションの転 化は、流動接触分解(FCC)法およびサーモフォア(T hermofor) 接触分解(TCC)法に代表される接触分解法による。両方法とも熱的に厳しい 方法で、炭素がコークスおよび残留フラクションになり不良となる。即ち、接触 分解中、高分子量液体は、不均化反応して、比較的水素に富んだ軽質の液体およ び芳香族の水素が欠乏したより重い質の留分ならびに残渣になる。Under current conditions, refineries are converting an ever-increasing proportion of raw materials into petroleum and other petroleum products. Converted to premium fuels and middle distillates such as diesel and diesel fuels It is necessary. Transfer of a substantial fraction of heavy liquids in current refineries The process is carried out using the fluid catalytic cracking (FCC) method and the thermofor By catalytic cracking method represented by catalytic cracking (TCC) method. Both methods are thermally severe In the process, the carbon becomes coke and residual fractions that become defective. i.e. contact During decomposition, high molecular weight liquids undergo disproportionation reactions to form lighter liquids and relatively hydrogen-rich liquids. This results in heavier fractions and residues deficient in hydrogen and aromatic hydrogen.

水素の非存在下での接触分解では、顕著な脱硫は起こらず、供給原料の窒素含量 も、コークスにより選択的に減少しない。従って、硫黄および窒素は、より重質 のクラッキング生成物中で、明らかに濃厚になる。従って、クラッキングにより 、硫黄および窒素レベルの高い、相当量の、高芳香性の、水素が欠乏した、中質 および重質留分が得られる。これらの液体は、耐火性で転化しにくく、それほど 耐火性でない供給原料の転化を阻害することが多いため、その接触分解装置への リサイクルはしばしば好ましくない。一般に、ペテロ原子の汚染物質のレベルは 、2つの典型的なFCC生成物フラクション、即ち、軽質サイクル油およびFC C主塔残油の硫黄および窒素含量(特記しない限り本明細書で以下、割合および )で−セントは重量基準である)を示す第1表に示す様に、フラクションの沸点 とともに増加する。Catalytic cracking in the absence of hydrogen does not result in significant desulfurization and reduces the nitrogen content of the feedstock. is also not selectively reduced by coke. Therefore, sulfur and nitrogen are heavier becomes noticeably thicker in the cracking products. Therefore, by cracking , high sulfur and nitrogen levels, substantial, highly aromatic, hydrogen deficient, medium and a heavy fraction are obtained. These liquids are refractory, difficult to convert, and Adding non-refractory feedstocks to the catalytic cracker, as this often inhibits their conversion. Recycling is often undesirable. In general, the level of contaminants in petro atoms is , two typical FCC product fractions: light cycle oil and FC Sulfur and nitrogen content of C main column residual oil (ratios and ), cents are by weight), the boiling points of the fractions are as shown in Table 1. increases with

第1表 FCC生成物フラクション 現在の市場の要請により、耐火性生成物ストリーム流、例えif、商業的に重要 な生成物として特に処理しに<0もの力(生産される。Table 1 FCC product fraction Due to current market demands, refractory product streams, even if commercially important Especially as a product with <0 force (produced).

以前は、軽質および重質サイクル油およびFCC主塔残油6よ、改質されてNo 、2燃料油やN016燃料油等の軽質ある(1は重質燃料油として販売できた。Previously, light and heavy cycle oils and FCC main column resid 6 were reformed to No. , 2 fuel oil and light fuel oil such as N016 fuel oil (1 could be sold as heavy fuel oil).

軽質サイクル油の改質は、通常、比較的低0苛酷度の低圧水素化脱硫(CHD) ユニ・ノドにより行な℃)、そこで、サイクルストック(cycle  5to ck)を、接触分解装置に供給される同じ粗原料ブレンドから得られる直留の中 質留分と混合する。この技術の更に詳しい説明は、オイル・アンド・ガス・ジャ ーナル(O1land Gas  Journal)、p87〜p94(198 2年5月31日)にi己載されている。The reformation of light cycle oils is usually carried out by relatively low-severity low-pressure hydrodesulphurization (CHD). The cycle stock (cycle 5to ck) in a straight run obtained from the same crude blend fed to the catalytic cracker. Mix with quality fraction. A more detailed explanation of this technology can be found at Naru (O1land Gas Journal), p87-p94 (198 Published on May 31, 2015).

しかし、現在では、燃料油の需要は減少している。同時に、石油の需要と供給の 変化により、製油業者が入手可能な粗原料の質が低下し、これにより、更に大量 の耐火性サイクルストック(原料油)が形成される。その結果、製油業者は、接 触分解装置から質の悪いサイクルストリームをさらに大量に生産しながら、一方 では、それを処分する市場が減少しているという現状にある。However, now the demand for fuel oil is decreasing. At the same time, oil demand and supply Changes will reduce the quality of crude feedstock available to refiners, which will lead to even larger quantities of of refractory cycle stock (feedstock oil) is formed. As a result, refiners while producing larger quantities of poor quality cycle streams from the catalytic cracker. The current situation is that the market for disposing of them is decreasing.

多くの石油製油所では、FCCユニットから得られる軽質サイクル油(ligh t  cycle  oil、  LCO)は、N002燃料油あるいはディー ゼル燃料を製造する接触水素化脱硫(CHD、 catalytichyrod esulfurization)ユニットへの供給原料の重要な成分である。Many oil refineries use light cycle oil obtained from FCC units. t cycle oil, LCO) is N002 fuel oil or diesel fuel oil. Catalytic hydrodesulfurization (CHD) to produce diesel fuel is an important component of the feedstock to the esulfurization unit.

残りの成分は、通常、粗原料蒸留ユニットから直接得られるバージン(virg in)ケロシンである。LCOの高芳香性により、特にFCCユニットを最高ガ ソリンモードで運転している場合に、CHDの操作が一層困難になり、セタン価 および硫黄含量により測定したNo、2燃料またはディーゼル油としての性質が 限界である製品が得られる可能性がある。The remaining components are usually virgin, obtained directly from the crude distillation unit. in) Kerosene. The high aromatic nature of LCO makes it especially suitable for FCC units at the highest gas levels. CHD becomes more difficult to operate when operating in Solin mode and the cetane number and its properties as a No. 2 fuel or diesel oil measured by sulfur content. There is a possibility of obtaining a product that is at the limit.

中間留分ストリームの他の市場は、自動車のディーゼル燃料である。しかし、典 型的な自動車のディーゼルエンジンを適切に操作するためには、ディーゼル燃料 は、最低セタン価規格45を満足しなければならない。セタン価は、芳香族含量 と密接に逆に相関関係を有するので、典型的には芳香族含量が80%またはそれ 以上の、分解装置から得られる高芳香性サイクル油のセタン数は低く、4または 5である。これらのサイクルストックのセタン数を、前記の従来のCHD技術に より、満足できるレベルまで上昇させるためには、実質的で不経済な量の水素お よび高圧の処理が必要となる。Another market for middle distillate streams is automotive diesel fuel. However, the norm For proper operation of a typical automobile diesel engine, diesel fuel is required. must satisfy a minimum cetane number specification of 45. Cetane number is the aromatic content Typically aromatics content is 80% or higher, as The cetane number of the highly aromatic cycle oil obtained from the above cracker is low, 4 or It is 5. The cetane numbers of these cycle stocks are applied to the conventional CHD technology described above. In order to raise the temperature to a more satisfactory level, a substantial and uneconomical amount of hydrogen or and high pressure treatment is required.

燃料としての使用に伴うこれらの問題のために、未処理の軽質サイクル油のFC CUへのリサイクルは、LCO量を減らすための方法として提案されてきた。L COのリサイクルから期待される利益としては、LCOのガソリンへの転化、N 082燃料油からのケロシンの撤回およびディーゼル燃料油におけるセタン向上 剤の使用の減少が挙げられる。しかし、多くの場合、これらの利点より、FCC ユニット中のコークス生成量の増加、得られるLCOの品質の低下および重質サ イクル油およびガスの増加等の不利益の方が大きい。Due to these problems associated with its use as a fuel, the FC of untreated light cycle oil Recycling to CU has been proposed as a method to reduce the amount of LCO. L The benefits expected from CO recycling include conversion of LCO to gasoline, N Withdrawal of kerosene from 082 fuel oil and improvement of cetane in diesel fuel oil These include a reduction in the use of drugs. However, these benefits are often outweighed by the FCC Increased coke production in the unit, reduced quality of LCO obtained and heavy The disadvantages such as increased oil and gas consumption are greater.

典型的なLCOは、耐火性ストックであり、新供給FCCフィードに比べて品質 が悪いので、大部分の製油所では、未処理のLCOのリサイクルを実施していな い。通常実施されているLCOの改質のための他の方法の1つは、接触装置への リサイクルの前に厳しく水素化処理するか、または、厳しく水素化処理し、高圧 燃料水素化分解装置へ供給することである。いずれの場合も、水素化処理の目的 は、ペテロ原子含量を低レベルに減少させ、一方、ポリ芳香族化合物を飽和させ て分解性をあげることである。これにより、これらの芳香族ストリームの転化性 は相当向上するが、高い水素消費量および高圧処理に由来する経済的不利益は大 きい。更に、ガソリンの製造が求められる場合、その芳香族特性を回復し、オク タン規格を満足するために、ナフサをリホーミングする必要がある場合がある。Typical LCO is a refractory stock and has lower quality compared to freshly supplied FCC feed. Most refineries do not recycle untreated LCO due to stomach. One of the other methods for reforming LCO that is commonly practiced is to Strictly hydrotreated before recycling or severely hydrotreated and high pressure This is to supply the fuel to the hydrocracker. In either case, the purpose of hydrotreating reduces the peteroatom content to low levels while saturating the polyaromatics. The aim is to improve degradability. This increases the convertibility of these aromatic streams. However, the economic disadvantages due to high hydrogen consumption and high pressure processing are significant. Hey. Furthermore, when gasoline production is required, it is possible to restore its aromatic character and The naphtha may need to be reformed to meet tanning specifications.

水素化分解は、接触分解から得られる高沸点耐火性生成物の改質に用いられる得 る。接触分解装置は、蒸留ユニットからより分解し易いパラフィン性ガスオイル に転化するのに用いられ、一方では、水素化分解装置では該接触分解装置から脱 アルキル化された芳香族サイクル油を受は入れ、これは水素化され、より軽質の 油に転化される。ペトロウリアム・リファイニング(Petroleum  R efining)、第2版、ゲイリー・ジェイ・エイチおよびハンドワーク・シ イ・イー;マーセル・デツカ−、ニニーヨーク(Gary、  J、 H,an dHandwerk、  G、 E ; Marcel  Dekker、   N、Y、)pl 38〜151 (1984);セタン・ペトロウリアム・チク ノロシイ(ModernP etroleum  T echnology)、 第4版、ホブソン、シイ・ディー、アプライド、サイエンス出版(Hobson 、 c、 I)、、 Applied  S ciencePubl、 )、p 309〜327(1973)参照。しかし、接触分解されたフィードを、それ自 体またはバージンフィードと混合して用いた水素化分解法では、一般に、ハイオ クタンガソリンを直接製造することができない。この理由としては、該方法は通 常、芳香族(特に、耐火性多核芳香族)の飽和、無機物の形態のへテロ原子の除 去、および水素化芳香族のパラフィンへの転化を最大にするために、高い水素圧 および比較的高い転化レベルで行なわれるためである。これにより、許容し得る ディーゼル燃料が生成(n−パラフィンの存在による)するが、大量の低オクタ ンパラフィン成分のために、ガソリンのオクタン品質は一般に低い。現在の使用 のためには、これらのガソリンは、市場の製品規格に適合するためには、その最 終的な収率ロスを伴うリホーミングが必要となる。例えば、米国特許第3゜13 2.090号には、ガソリン製造のための2段水素化分解ス牛−ムが開示されて いる。しかし、直留留分を原料として用いるガソリンのオクタン価は、6B(R OM+O)と報告されてるい。80(ROM+3)のオクタンはコーカー留分お よび熱分解されたガスオイルの原料油に関して開示されている。本明細書に記載 の[ハイオクタンガソリンJガソリンは、3xQ/ガロンのテトラエチル鉛(置 )を含有し、70から88(RON十〇)の範囲である。置によりオクタン価が 約4〜6増加するので、これらのガソリンのオクタン価は、正しい基準(ROM +O)+:もとづイテ、65〜83(ROM+0)の範囲である。Hydrocracking is a product used to reform high-boiling refractory products obtained from catalytic cracking. Ru. Catalytic cracking equipment uses paraffinic gas oil, which is easier to crack, from the distillation unit. On the other hand, in a hydrocracker, the catalytic cracker is used to convert Accepts alkylated aromatic cycle oil, which is hydrogenated to create a lighter converted to oil. Petroleum Refining (Petroleum R) efining), 2nd edition, Gary J.H. and Handwork Sci. IE; Marcel Detzker, Ninny York (Gary, J, H, an dHandwerk, G, E; Marcel Dekker, N, Y,) pl 38-151 (1984); Setan Petroleum Chiku Noroshii (Modern P etroleum T technology), 4th edition, Hobson, C.D., Applied, Science Publishing (Hobson ,c,I),,Applied SsciencePubl,),p See 309-327 (1973). However, the catalytically cracked feed itself Hydrocracking processes using a mixture of biomass or virgin feed generally involve It is not possible to directly produce gasoline. The reason for this is that the method is Usually saturation of aromatics (especially refractory polynuclear aromatics), removal of heteroatoms in the form of inorganic substances. high hydrogen pressure to maximize removal and conversion of hydrogenated aromatics to paraffins. and at relatively high conversion levels. This makes it possible to Although diesel fuel is produced (due to the presence of n-paraffins), large amounts of low-octane The octane quality of gasoline is generally low due to its paraffin content. current usage In order to meet the product standards of the market, these gasolines must be Reforming is required with eventual yield loss. For example, U.S. Patent No. 3.13 No. 2.090 discloses a two-stage hydrocracking system for the production of gasoline. There is. However, the octane number of gasoline using straight distillate as raw material is 6B (R It is reported that OM+O). 80 (ROM+3) octane is coker distillate or and pyrolyzed gas oil feedstocks. Described herein High octane gasoline J gasoline contains 3xQ/gal of tetraethyl lead ) and ranges from 70 to 88 (RON 10). The octane number changes depending on the The octane number of these gasolines increases by about 4 to 6, so the octane number of these gasolines is according to the correct standard (ROM +O)+: Original, range from 65 to 83 (ROM+0).

種々の低圧水素化分解法も記載されている。例えば、米国特許第3.867.2 77号および第3.923.640号には、通常、高(20〜41)API比重 の、種々の高沸点原料を用いた低圧水素化分解法が記載されている。かかるフィ ードの使用は、該方法において、比較的高レベルの転化とともに、フィード中に 存在するアルキル基が、芳香族の開環および分解により生成する比較的直鎖状の パラフィンと共にナフサ中に混入するので、オクタン価の低いナフサをもたらす 。これらの方法は、従って、実際にハイオクタンガソリンを直接製造するのには 満足しつるものではない。Various low pressure hydrocracking processes have also been described. For example, U.S. Patent No. 3.867.2 No. 77 and No. 3.923.640 typically contain high (20-41) API gravity. A low-pressure hydrocracking process using various high-boiling point feedstocks has been described. The fee The use of a The alkyl groups present are relatively linear, formed by ring opening and decomposition of aromatics. Mixed with paraffin in naphtha, resulting in naphtha with low octane number . These methods are therefore not practical for directly producing high-octane gasoline. It's not something I'm satisfied with.

芳香族生成物を製造する他の低圧水素化分解法はすでに記載されているが、その 低価値の耐火性分解油からハイオクタンガソリンを製造する能力は評価されてい ない。例えば、米国特許第4,435゜275号には、高比重フィードから比較 的低い転化条件下で家庭用暖房用油等の芳香族中間留分を製造する方法が記載さ れているが、目的の低硫黄中間留分の製造に関しては、オクタン価78(R+O )が報告されているだけである。Other low-pressure hydrocracking methods for producing aromatic products have been described; The ability to produce high-octane gasoline from low-value refractory cracked oil is being evaluated. do not have. For example, U.S. Patent No. 4,435°275 provides a A method is described for producing aromatic middle distillates such as household heating oils under conditions of low conversion. However, for the production of the desired low-sulfur middle distillate, an octane number of 78 (R+O ) have only been reported.

注目すべき進展が米国特許第4.676.877号に詳しく記載されている。接 触分解および他の製油方法から得られる高芳香性耐火フィードは、比較的低圧で 、代表的には600〜1000psig(4250〜7000kPa絶対圧)で の水素化分解により直接ハイオクタンガソリンに転化され、転化率は低く、代表 的には、385°F以下(195°C以下)の生成物への転化率は50重量%未 満である(本明細書における全てのSI当量は、比較の便宜のため、丸めて都合 のよい数値にしである。SI年単位示される圧力はすべて絶対圧である)。例え ば、接触分解操作において、典型的にはAPI比重5〜25で実質的に脱アルキ ル化された高芳香性フィードを用いることにより、水素化分解は、限られた芳香 性飽和度でのみ進行し、二環式芳香族の部分水素化生成物の開環により、大量の 単環アルキル芳香族(主に、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびトリメチルベ ンゼン)が得られる。単環芳香族は、ガソリンの沸点範囲にあるだけでなく高オ クタン価を有するので、予め改質することなく、製油所のガソリンブールに配合 するのに適したハイオクタンガソリンが直接製造される。A notable development is detailed in US Pat. No. 4,676,877. Contact Highly aromatic refractory feeds obtained from catalytic cracking and other oil refining processes can be produced at relatively low pressures. , typically 600 to 1000 psig (4250 to 7000 kPa absolute pressure). It is directly converted into high octane gasoline by hydrocracking, and the conversion rate is low. Typically, conversion to products below 385°F (195°C) is less than 50% by weight. (All SI equivalents herein are conveniently rounded for comparative convenience. This is a good value. All pressures shown in SI year units are absolute pressures). example For example, in a catalytic cracking operation, substantially dealkylation is typically performed at an API gravity of 5 to 25. By using a highly aromatic feed that is The ring opening of the partially hydrogenated bicyclic aromatic product produces a large amount of Monocyclic alkylaromatics (mainly benzene, toluene, xylene and trimethylbenzene) ) is obtained. Monocyclic aromatics are not only in the boiling point range of gasoline, but also in high Because it has a high cotane number, it is blended into gasoline boule at refineries without being reformed in advance. high-octane gasoline suitable for

この技術の一層進んだものは、米国特許第4.738.766号に記載されてお り、ここにおいては、ハイオクタンガソリンが、接触分解法からの芳香族フィー ドの比較的低沸点のフラクションから製造される。これらのライトカット(li ght  cut、軽質留分)フィードを用いることによりガンリンのオクタン または触媒の老化速度に悪影響を与えることなく、転化率をより高いレベルに上 げることができる。A more advanced version of this technology is described in U.S. Patent No. 4.738.766. In this case, high octane gasoline has aromatic feed from catalytic cracking. It is produced from a relatively low-boiling fraction of These light cuts (li ght cut, light distillate) feed, Ganlin's octane or increase conversion to higher levels without negatively impacting catalyst aging rates. can be given.

この方法において、脱アルキル化フィードは、2つの反応器内で、無機窒素およ びイオウならびに軽成分の工程間の分離を行うか、あるいは行なわずに処理され る。シーケンス中の第1反応器は、水素化処理反応器であって、アルミナ上ニッ ケルーモリブデン等の非酸性多孔性担体上の水素化機能を有する金属を含んで成 る通常の水素化処理触媒が入っている。第2反応器内には、酸性の分解機能およ び水素化機能をあわせ持った水素化分解触媒がはいっている。水素化機能は、通 常、周期表(IUPAC表)のVIAまたは■A族の金属により賦与され、酸性 機能は、多孔質バインダー、例えば、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナと組 合わせた多孔性、無機酸性固体、好ましくは、孔径の大きなゼオライト、例えば ゼオライトXまたはゼオライトYにより賦与される。In this method, the dealkylation feed is mixed with inorganic nitrogen and nitrogen in two reactors. Processed with or without interprocess separation of sulfur, sulfur, and light components. Ru. The first reactor in the sequence is a hydroprocessing reactor and is a nickel on alumina reactor. Comprising a metal with hydrogenation function on a non-acidic porous support such as molybdenum. Contains a conventional hydroprocessing catalyst. The second reactor contains an acidic decomposition function and It contains a hydrogenolysis catalyst that has both hydrogenation and hydrogenation functions. The hydrogenation function is It is usually endowed by metals from group VIA or A of the periodic table (IUPAC table) and is acidic. The function is to combine with porous binders, e.g. alumina, silica, silica-alumina. Combined porous, inorganic acidic solids, preferably large pore zeolites, e.g. It is endowed by zeolite X or zeolite Y.

本発明者らは、基本的に金属水素化成分を含まない触媒を用いて水素化分解を行 なえることを発見した。水素化分解は、通常、三機能性触媒(即ち、水素化(金 属)機能は水素化反応を促進し、酸性機能は、分解および開環反応を促進する) を必要とする方法と、一般的にみなされているのでこのことは予期しないことで あった。The present inventors conducted hydrogenolysis using a catalyst that basically does not contain metal hydrogenation components. I discovered that it can wail. Hydrocracking is usually carried out using a trifunctional catalyst (i.e. hydrogenation (gold) genus) functions promote hydrogenation reactions, acidic functions promote decomposition and ring-opening reactions) This is unexpected since it is generally considered to be a method that requires there were.

水素化分解法は、米国特許第4.676.887号に記載されている様な実質的 に脱アルキル化されたフィードを用いて行ない、比較的低い水素圧および水素消 費でハイオクタンガソリンを製造する。The hydrocracking process is substantially similar to that described in U.S. Pat. using a dealkylated feed, with relatively low hydrogen pressure and hydrogen consumption. Produce high-octane gasoline at a cost.

該方法は、許容し得るサイクル期間で行なわれ、触媒を循環再生しながら連続的 流通法で行なわれる。The process is carried out with an acceptable cycle period and involves continuous regeneration of the catalyst. This is done under the distribution law.

本発明によると、実質的に脱アルキル化された炭化水素原料油からのハイオクタ ンガソリン沸点範囲の生成物の製造方法は、添加された金属成分により□与えら れる水素化機能を実質的に有さない水素化分解触媒を用いる。従って、水素化分 解触媒は基本的に、酸性機能を有する多孔質無機固体、好ましくは、多孔質無機 酸化物マトリックス、例えば、アルミナ、シリカまたはシリカ−アルミナ中の大 孔寸法ゼオライトからなる。水素化分解工程は、水素化処理の後に行ない、任意 に、軽質成分ならびに無機窒素およびイオウ(アンモニアおよび硫化水素)の工 程間分離をその間に行なってもよい。According to the present invention, high octane from substantially dealkylated hydrocarbon feedstocks The method for producing products in the gasoline boiling range is based on the added metal component. A hydrocracking catalyst having substantially no hydrogenation function is used. Therefore, the hydrogenated content The decatalyst is essentially a porous inorganic solid with acidic functionality, preferably a porous inorganic solid. Oxide matrix, e.g. alumina, silica or silica-alumina Composed of pore size zeolite. The hydrocracking step is carried out after the hydrotreatment and is optional. In addition, the processing of light components and inorganic nitrogen and sulfur (ammonia and hydrogen sulfide) Interval separation may also be performed in between.

添付の図面中、 第1図は、本発明の方法を実施するための装置の略図である。In the attached drawings, FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for carrying out the method of the invention.

第2図は、軽質サイクル油フィードと共に用いる単機能性水素化分解触媒の老化 を示すグラフである。Figure 2 shows the aging of a monofunctional hydrocracking catalyst used with a light cycle oil feed. This is a graph showing.

第3図は、単機能性触媒に関する、種々の転化レベルでのガソリン製品オクタン (R+O)を示すグラフである。Figure 3 shows gasoline product octane at various conversion levels for a monofunctional catalyst. It is a graph showing (R+O).

第4図は、単機能性触媒に関する種々の転化率での水素消費を示すグラフである 。FIG. 4 is a graph showing hydrogen consumption at various conversion rates for a monofunctional catalyst. .

本発明の方法で用いるフィードは、高芳香性で水素が欠乏した炭化水素フラクシ ョンである。これらは、接触分解操作による場合の様に、例えば、FCCまたは TCCユニット中で実質的に脱アルキル化されたフラクションである。脱アルキ ル化されたフィードは、他の製油ユニット、例えば、ディレード、接触または流 動床フーキングユニソトからも得られる。しかし、接触分解ユニットでは、一般 に、大半のフィードが得られ、本発明を、以下にかかるユニットからのフィード を参照して説明する。アルキル基、一般に、かさ高い、比較的大きなアルキル基 (典型的には、炭素数5〜9のアルキルであるが、これに限定されない)であっ て、フィード中の芳香族部分に結合するものが、分解の工程中に除去されていく のが、接触分解の特徴である。分解装置から得られるガソリン生成物の大半とな るのはこれらの分離されたアルキル基である。ベンゼン、ナフタレン、ベンゾチ オフェン、ジベンゾチオフェン等の芳香族部分およびアントラセンおよびフェナ ントレン等の多核芳香族(PNAs)は、分解装置からの高沸点生成物を形成す る。酸触媒分解および類似の反応のメカニズムは、芳香族基に短鎖アルキル基、 主にメチル基やエチル基を残して、炭素数が5より大きい側鎖を除去する。従っ て、「実質的に脱アルキル化された」分解生成物は、メチルおよびエチル等の小 さなアルキル基が側鎖として残っているが、大きなアルキル基、即ち、炭素数5 〜9の基は殆ど残っていない芳香族である。1以上のこれらの短鎖アルキル基、 例えば、1.2またはそれ以上のメチル基が存在してもよい。The feed used in the process of the invention is a highly aromatic, hydrogen deficient hydrocarbon flux. It is a version. These can be produced, for example, by FCC or by catalytic cracking operations. This is the substantially dealkylated fraction in the TCC unit. dealkylation The integrated feed can be fed to other refining units, e.g. delayed, contact or flow It can also be obtained from the moving bed hooking unisoto. However, in catalytic cracking units, In this case, most of the feeds are obtained and the present invention is described below. Explain with reference to. Alkyl groups, generally bulky, relatively large alkyl groups (Typically, but not limited to, alkyl having 5 to 9 carbon atoms) As a result, those that bind to aromatic moieties in the feed are removed during the decomposition process. These are the characteristics of catalytic cracking. Most of the gasoline products obtained from crackers are It is these separated alkyl groups that are present. Benzene, naphthalene, benzothi Aromatic moieties such as ophene, dibenzothiophene, and anthracene and phenyl Polynuclear aromatics (PNAs), such as threne, form high-boiling products from crackers. Ru. The mechanism for acid-catalyzed decomposition and similar reactions is that short-chain alkyl groups, Side chains with carbon numbers larger than 5 are removed, leaving mainly methyl and ethyl groups. follow ``substantially dealkylated'' decomposition products include small molecules such as methyl and ethyl. A small alkyl group remains as a side chain, but a large alkyl group, i.e. 5 carbon atoms, There are almost no remaining aromatic groups in ~9. one or more of these short chain alkyl groups, For example, 1.2 or more methyl groups may be present.

この種の原料油の芳香族含量は50重量%を超えている。つまり、例えば、70 重量%または80重量%、あるいはそれ以上である。The aromatic content of this type of feed oil is greater than 50% by weight. So, for example, 70 % by weight or 80% by weight or more.

この種の高芳香族フィードの水素含量は、典型的には14重量%未満、通常は1 2.5重量%以下、例えば、10重量%または9重量未満である。API比重も 、フィードの芳香性の尺度であるが、通常30未満で、はとんどの場合、25未 満かまたはさらにそれ以下、例えば20未満である。たいていの場合、API比 重は、5〜25の範囲で、対応する水素含量は、8.5〜12.5重量%である 。イオウ含量は、典型的には、0.5〜5重I%で、窒素含量は、50〜100 0重量ppmである。The hydrogen content of this type of highly aromatic feed is typically less than 14% by weight, usually 1 2.5% by weight or less, for example less than 10% or 9% by weight. API specific gravity , a measure of the aromaticity of a feed, is usually less than 30, and most often less than 25. or even less, for example less than 20. In most cases, the API ratio The weight ranges from 5 to 25 and the corresponding hydrogen content is from 8.5 to 12.5% by weight. . The sulfur content is typically 0.5-5% by weight and the nitrogen content is 50-100%. 0 ppm by weight.

本発明の方法のフィードは、従って、終点が400℃(7500F)までのフル レンジサイクル油か、または終点が345℃(6500F)までのライトカット サイクル油であってよい。終点が345℃(650°F)未満、好ましくは、3 15℃(600°F)未満のライトカットサイクル油の使用は、過度の触媒老化 がなく、水素化分解中もっと高い転化レベルも許容されるので、望ましい。終点 が345°C(650°F)より高いフルレンジサイクル油を用いる場合は、転 化率を、米国特許第4.676.887号に特定されたレベル、即ち、1パス当 りガソリン沸点範囲の生成物(385°F以下、196℃以下)につき50%未 満、好ましくは、用いた水素圧に比例した値(psigで示された水素圧の0. 05倍以下)に制限することが望ましい。適用し得るプロセス条件は、米国特許 第4,676.887号参照されたい。The feed of the method of the present invention therefore has a full Microwave cycle oil or light cut with end point up to 345°C (6500F) It may be cycle oil. end point below 345°C (650°F), preferably 3 Use of light cut cycle oils below 15°C (600°F) may result in excessive catalyst aging. is desirable because it allows higher conversion levels during hydrocracking. the last stop When using a full range cycle oil with a temperature higher than 345°C (650°F), the conversion rate to the level specified in U.S. Pat. No. 4,676,887, i.e. per pass. less than 50% for gasoline boiling range products (below 385°F, below 196°C) preferably at a value proportional to the hydrogen pressure used (0.000% of the hydrogen pressure in psig). 05 times or less). Applicable process conditions are based on U.S. patents. See No. 4,676.887.

従って、本発明の方法に好適なフィードとしては、終点が345℃(650’F )未満、好ましくは、315℃(600’F)未満の実質的に脱アルキル化され た分解生成物フラクションが挙げられる。初留点は、通常150℃(300°F )またはそれ以上、例えば、165℃(330°F)または195℃(385° F)である。この沸点範囲内のライトカット軽質サイクル油(light  c ut  light  cycle  oil。Accordingly, feeds suitable for the process of the present invention have an end point of 345°C (650'F). ), preferably less than 315°C (600'F). and decomposition product fractions. The initial boiling point is usually 150°C (300°F) ) or higher, such as 165°C (330°F) or 195°C (385° F). Light cut light cycle oil within this boiling point range (light c ut light cycle oil.

LCOs)が非常に好適である。LCOs) are highly preferred.

フルレンジ軽質サイクル油(full range light cycle   oil、  F RLC○)は通常、沸点が195〜400°C(385〜7 50°F)で、これも用いることができる。軽質サイクル油は、通常60〜80 %の芳香族を含有し、接触分解法の結果、実質的に脱アルキル化されている。好 適な原料油の他の例としては、ディレードまたは流動床コーキング法から得られ る脱アルキル化液体製品が挙げられる。Full range light cycle oil oil, F RLC○) usually has a boiling point of 195-400°C (385-7 50°F), which can also be used. Light cycle oil is usually 60-80 % aromatics and is substantially dealkylated as a result of the catalytic cracking process. good Other examples of suitable feedstocks include those obtained from delayed or fluidized bed coking processes. dealkylated liquid products.

脱アルキル化フィードの使用は、この方法の重要な特徴である。The use of a dealkylation feed is an important feature of this process.

主にバージンオイルまたは直留オイルであって、接触分解またはコーキングなど の方法により予め脱アルキル化されていないものから、ハイオクタンガソリンは 製造されない。本発明の方法のフィードが予め脱アルキル化されていない場合、 フィード中にある大きなアルキル基が水素化分解中に分解され、得られるナフサ フラクション中にもみられる。これらの基は、比較的直鎖状なので、低オクタン ガソリンが得られる。より小さな、つまり炭素数1〜3のアルキル側鎖がたとえ 存在しても、水素分解装置からのナフサ沸点範囲生成物中にみられないので(た とえ条件がそれらを除去するのに十分な程厳しくても)生成物オクタンへ影響を 与えない。脱アルキル化された原料油および脱アルキル化されていない原料油の 混合物を用いた場合、オクタン価は、フィードを別々に用いた場合のオクタン価 の中間の値となる。脱アルキル化された原料油および脱アルキル化されていない 原料油の混合物を、商業的な操作に用いることができるが、その場合、所望のオ クタン価を得るために、ガソリンをリホーミングプロセスで処理する必要がある 場合が多い。Mainly virgin oil or straight-run oil, such as catalytic cracking or coking High octane gasoline is not previously dealkylated by the method of Not manufactured. If the feed of the method of the invention is not previously dealkylated, Large alkyl groups in the feed are cracked during hydrogenolysis, resulting in naphtha Also found in fractions. These groups are relatively linear, so they are low octane. You can get gasoline. For example, a smaller alkyl side chain with 1 to 3 carbon atoms Even if present, it is not found in naphtha boiling range products from hydrocrackers (because affect the product octane (even if the conditions are severe enough to remove them). I won't give it. Dealkylated and non-dealkylated feedstocks When using a mixture, the octane number is the same as the octane number when using the feeds separately. The value is between . Dealkylated and non-dealkylated feedstocks Mixtures of feedstocks can be used in commercial operations, depending on the desired Gasoline must be subjected to a reforming process to obtain the carbon number There are many cases.

水素化分解工程で用いられる触媒は、単機能性で不均質多孔性固体触媒で、酸性 (分解性)機能を有するが、少なくとも使用前の初期段階で、基本的に水素化機 能を有さない。高芳香性フィードは、比較的かさ高い二環式および多環式成分を 有するので、触媒の孔径は、分解が起こる触媒の内部構造にこれらの物質がはい れる程十分太きくなければならない。孔径が少なくとも7.4人(ゼオライトX およびYの大孔寸法に相当する)であればこの目的にかなうが、フィードの終点 が制限されているので、かさ高い多核芳香族の割合は非常に低く、この理由のた めに、前述の孔寸法よりずっと大きくなければならない。結晶性ゼオライト触媒 の孔寸法範囲は、アルミナまたはシリカ−アルミナ等のいわゆる無定型な物質に 比べて制限されているので、その活性および耐被毒性の観点から有利に用いられ る。The catalysts used in the hydrocracking process are monofunctional, heterogeneous porous solid catalysts that (degradability) function, but at least in the initial stage before use, it is basically a hydrogenator. have no ability. Highly aromatic feeds contain relatively bulky bicyclic and polycyclic components. The pore size of the catalyst is such that these substances are present in the internal structure of the catalyst where decomposition occurs. It must be thick enough to fit. The pore size is at least 7.4 (zeolite and corresponding to the large hole dimensions of Y) would serve this purpose; is limited, the proportion of bulky polynuclear aromatics is very low, and for this reason For this reason, the hole dimensions must be much larger than those mentioned above. crystalline zeolite catalyst The pore size range is suitable for so-called amorphous materials such as alumina or silica-alumina. It is used advantageously from the viewpoint of its activity and toxicity resistance because it is limited in comparison. Ru.

芳香族選択性を有する触媒、即ち、パラフィンよりも芳香族を分解する触媒は、 フィードが高芳香性であるので好ましい。Catalysts with aromatic selectivity, i.e., which crack aromatics over paraffins, are This is preferred because the feed is highly aromatic.

好ましい水素化分解触媒は、結晶性触媒で、一般的にはゼオライトであり、特に 、フンストレイント・インデックス(ConstraintI ndex、拘束 指数)が2未満の(孔径の大きな)大孔ゼオライトである。本発明の目的の場合 、「ゼオライト」なる語は、ポロテクトシリケート(porotectsili cate)、即ち、ケイ素および酸素原子を主成分として含有する多孔質結晶性 シリケートを意味する。アルミニウム、ガリウム、ホウ素等をはじめとする他の 成分も存在するが、必要な酸性を得るためには、アルミニウムが好ましい。少量 の成分が、触媒中に別々に、または混合物として、あるいは触媒の構造中に本質 的に存在してよい。Preferred hydrocracking catalysts are crystalline catalysts, generally zeolites, especially zeolites. , Constraint Index It is a large pore zeolite (large pore size) with an index) of less than 2. For the purposes of the present invention , the term "zeolite" refers to porotectsilicate cate), i.e., porous crystalline material containing silicon and oxygen atoms as main components means silicate. Others including aluminum, gallium, boron, etc. Although other components are present, aluminum is preferred to obtain the necessary acidity. small amount The components of the catalyst may be present separately or as a mixture, or may be incorporated into the structure of the catalyst. may exist.

シリカのアルミナに対するモル比が少なくとも10:1であるゼオライトが有用 で、シリカ/アルミナ(モル比)がもつと高い(即ち、少なくとも50:1)ゼ オライトを用いるのが好ましい。このシリカ/アルミナ(モル比)は通常の分析 方法により測定できる。この比は、ゼオライト結晶の強固なアニオン性骨組構造 における割合をできるだけ厳密に表し、バインダー中、またはチャンネル内にカ チオンまたはその他の形態のアルミニウムを除外する。Zeolites with a silica to alumina molar ratio of at least 10:1 are useful. and the silica/alumina (molar ratio) is high (i.e. at least 50:1). Preferably, olites are used. This silica/alumina (molar ratio) is determined by normal analysis. It can be measured by this method. This ratio is due to the strong anionic framework structure of zeolite crystals. As closely as possible, represent the proportions in the binder or channel. Excludes thione or other forms of aluminum.

ゼオライトが種々の大きさの分子をその内部構造に対してコントロールする程度 の便利な尺度が、ゼオライトのコンストレイント・インデックスである。その内 部構造の出入口が高度に制限されているゼオライトのフンストレイント・インデ ックスは高く、この種のゼオライトの孔は通常小さく、例えば、5オングストロ 一ム未満である。一方、内部ゼオライト構造への入口が比較的自由なゼオライト のフンストレイント・インデックスは低く、通常、孔径は大きく、例えば8オン グストロームより大きい。コンストレイント・インデックスの測定方法は、米国 特許第4,016,218号に全て記載されている。コンストレイント・インデ ックスが2未満、好ましくは1未満であるのが、本発明の方法において用いられ る水素化分解触媒の特徴である。The extent to which zeolites control molecules of various sizes over their internal structure. A convenient measure of is the zeolite constraint index. Among them A zeolite strained index with highly restricted entrances and exits in the structural structure. The pores of this type of zeolite are usually small, e.g. less than 1 m. On the other hand, zeolites with relatively free entry into the internal zeolite structure have a low Hun Strain Index and typically have large pore sizes, e.g. Bigger than Gustrom. The method of measuring the constraint index is All described in Patent No. 4,016,218. Constraint index used in the method of the invention, the x is less than 2, preferably less than 1. This is a characteristic of the hydrocracking catalyst.

代表的な大孔物質のコンストレイント・インデックス(CI)を以下の第2表に 示す。The constraint index (CI) of typical large pore materials is shown in Table 2 below. show.

第2表 CIパラメーターの性質およびこれを測定する技術により、同一のゼオライトが 、多少異なった条件下で試験される場合があり、そのため、異なったフンストレ イント・インデックスを示す場合がある。コンストレイント・インデックスは、 操作(転化)の苛酷度およびバインダーの存在または不在によって変わる。他の 変数、例えば、ゼオライトの結晶の大きさ、吸蔵された異物等も、フンストレイ ント・インデックスに影響する。試験条件、例えば温度等を選択して、ゼオライ ト・ベータに関する様に、特定のゼオライトについて1つ以上のフンストレイン ト・インデックスを設定することができる。Table 2 Due to the nature of the CI parameter and the technique for measuring it, the same zeolite may be tested under somewhat different conditions and therefore have different May indicate an int index. The constraint index is Varies depending on the severity of the operation (conversion) and the presence or absence of a binder. other Variables such as zeolite crystal size, occluded foreign matter, etc. affect the index. Select test conditions, e.g. temperature, and test the zeolite. For certain zeolites, one or more strain index can be set.

ゼオライトは、条件を変えて、フンストレイント・インデックスを特定の範囲内 になる様にすると、その様なインデックスを有するものと考えられる。Zeolite can be used to maintain the Hung Strain Index within a certain range by changing conditions. If it is set as follows, it is considered to have such an index.

大孔ゼオライト、即ち、コンストレイント・インデックスが2未満のゼオライト の孔径は、フィード中に通常存在する大部分の成分を通過させるのに十分な大き さである。これらのゼオライトは、一般に孔径が7オングストロームより大きい とされ、例えば、ゼオライト・ベータ、ゼオライトX1ゼオライトY1ホージヤ サイト、超安定y(usy)、脱アルミY(Deal  Y)、モルデナイト、 ZSM−3、ZSM−4、ZSM−18およびZSM−20の構造を有するゼオ ライトに代表される。ゼオライトZSM−20は、構造のある点でホージャサイ トに似ているが、シリカ/アルミナ比がホージャサイトより格段に大きく、種々 の形態のゼオライトY1特にUSYおよびDe−AIYも同様である。ゼオライ トYは好ましい触媒であり、より安定な形態のもの、特にUSYまたはDe−A IYで用いるのが好ましい。Large pore zeolites, i.e. zeolites with a constraint index of less than 2 The pore size is large enough to pass most of the components normally present in the feed. It is. These zeolites generally have pore sizes greater than 7 angstroms. For example, Zeolite Beta, Zeolite X1 Zeolite Y1 Hojia Site, ultra stable y (usy), dealumination Y (Deal Y), mordenite, Zeo with the structure of ZSM-3, ZSM-4, ZSM-18 and ZSM-20 Represented by light. Zeolite ZSM-20 is unique in its structure. It is similar to faujasite, but the silica/alumina ratio is much higher than that of faujasite, and various The same applies to zeolites Y1 in the form of , especially USY and De-AIY. Zeolai De-Y is the preferred catalyst, with more stable forms, especially USY or De-A Preferably used in IY.

ゼオライト・ベータのフンストレイント・インデックスは2未満であるが、典型 的な大孔ゼオライトと全く同じ挙動はしない。ゼオライト・ベータは、本発明の 方法で用いられる水素化分解触媒に対しての孔径条件は満たしているが、そのパ ラフィン選択性挙動のために好ましくない。Zeolite Beta has a Hunstraint Index of less than 2, but typically It does not behave exactly the same as a large-pore zeolite. Zeolite Beta is the inventive Although the pore size requirements for the hydrocracking catalyst used in the process are met, the performance Unfavorable due to ruffin selectivity behavior.

芳香族選択性で、孔径が大きいため、アルミナおよびシリカ−アルミナ等の無定 型水素化分解触媒を用いてもよいが、好ましくない。Due to its aromatic selectivity and large pore size, it is suitable for alumina and silica-alumina, etc. type hydrocracking catalysts may be used, but are not preferred.

ゼオライトZSM−4は、米国特許第3.923.639号に、ゼオライトZS M−20は米国特許第3.972.983号、ゼオライト・ベータは米国特許第 3.308.069号および再発行特許第28.341号、低ナトリウム超安定 Yモレキュラシーブ(USY)は米国特許第3,293.192号および第3. 449,070号に記載され、脱アルミ化Yゼオライト(Deal  Y)は米 国特許第3.442゜795号に記載の方法で製造され、ゼオライトUHP−Y は米国特許第4,401.556号に記載されている。これらのゼオライト触媒 の詳細についてはこれらの特許を参照されたい。Zeolite ZSM-4 is described in U.S. Patent No. 3.923.639 as Zeolite ZS M-20 is U.S. Patent No. 3.972.983, and Zeolite Beta is U.S. Patent No. 3.308.069 and Reissue Patent No. 28.341, Low Sodium Ultra Stable Y Molecular Sieve (USY) is disclosed in U.S. Patent Nos. 3,293.192 and 3. No. 449,070, dealuminated Y zeolite (Deal Y) is Zeolite UHP-Y manufactured by the method described in National Patent No. 3.442゜795 is described in US Pat. No. 4,401.556. These zeolite catalysts Please refer to these patents for details.

触媒は酸性度、即ち、分解機能に関してα値が1より大きくなければならない。The catalyst must have an acidity, ie an alpha value greater than 1, for decomposition function.

α値は、ゼオライトの酸性機能の尺度で、その詳細な測定法とともに、米国特許 第4,016,218号およびジャーナル・オブ・カタリシス(J 、 Cat alysis)、第■巻、278〜287頁(1966)に記載されている。し かし、触媒は、低い水素圧にて高芳香族性フィードを用いた固定床操作において 用いられるので、老化を低減するために、ツーキング傾向は低くなければならず 、この理由のために、低いα値が好ましい。1〜200のα値、好ましくは10 0以下がよ(,75以下、例えば50が有用である。The alpha value is a measure of the acidic function of zeolites and is described in a US patent, along with a detailed method for its measurement. No. 4,016,218 and Journal of Catalysis (J, Cat lysis), Vol. 2, pp. 278-287 (1966). death However, the catalyst was tested in a fixed bed operation using a highly aromatic feed at low hydrogen pressure. used, so to reduce aging the tooling tendency must be low. , for this reason low α values are preferred. α value between 1 and 200, preferably 10 0 or less (75 or less, for example 50, is useful).

延長されたサイクル寿命中の触媒の安定性は重要であり、これは、触媒の構造お よび組成、特にシリカ/アルミナ比を適当に選択することにより得られる。この 比は、初期ゼオライト合成条件、またはスチーミングまたは骨組構造アルミニウ ムを他の3価のもの、例えばホウ素、鉄またはガリウムで置換することによるそ れに続く脱アルミ化により変えることができる。簡便さから、スチーミングが好 ましい処理である。満足できる触媒の安定性を保証するために、高いシリカ/ア ルミナ比、例えば、50:1以上、例えば、200:1が好ましく、これはスチ ーミングにより達成される。アルカリ金属含量を低い値、例えば1%未満、例え ば015%Naに抑えなければならない。これは、連続逐次アンモニウム変換お よびそれに続く焼成(か焼)により達成できる。Catalyst stability during extended cycle life is important and this depends on the catalyst structure and and by appropriately selecting the silica/alumina ratio. this The ratio depends on the initial zeolite synthesis conditions, or the steaming or framework structure aluminum by replacing the aluminum with other trivalents, such as boron, iron or gallium. This can be changed by subsequent dealumination. Steaming is preferred because of its simplicity. This is a good process. To ensure satisfactory catalyst stability, high silica/alcohol A lumina ratio of, for example, 50:1 or greater, such as 200:1, is preferred; This is achieved by Alkali metal content to a low value, e.g. less than 1%, e.g. It must be kept to 0.15% Na. This is a continuous sequential ammonium conversion and subsequent firing (calcination).

選択性および他の有益な性質の同上は、ゼオライトを399°〜538°C(5 00°〜1200°F)、好マシ<ハ、260’ 〜694”C(7500〜1 000’F)の高温の水蒸気で処理することにより得られる。この処理は、10 0%水蒸気の雰囲気中、または水蒸気または実質的にゼオライトに対して不活性 な気体からなる雰囲気中で行なってよい。類似の処理を、より低い温度で昇圧下 、例えば177°〜371℃(350’〜700°F)、1013〜20260 kPa(10〜200気圧)で行なうことができる。Identical to selectivity and other beneficial properties, zeolites can be heated between 399° and 538°C (5 00° to 1200°F), better than 260' to 694"C (7500 to 1 000'F) by treatment with steam at high temperatures. This process requires 10 Inert in an atmosphere of 0% water vapor or towards water vapor or substantially zeolite It may be carried out in an atmosphere consisting of a gas. Similar process at lower temperature and elevated pressure , e.g. 177° to 371°C (350' to 700°F), 1013 to 20260 It can be carried out at kPa (10 to 200 atmospheres).

ゼオライトは、好ましくは、温度および該方法に用いた他の条件に対して耐性の 他のもう1つの物質を含んで成るマトリックスと複合化するのが好ましい。マト リックス物質は、バインダーとして有用で、該方法で受ける厳しい温度、圧力お よび反応物供給速度条件に対する耐性を触媒に賦与する。有用なマトリックス物 質としては、合成および天然物質、例えば、クレイ、シリカおよび/または金属 酸化物が挙げられる。後者は、天然物または合成ゼラチン状沈澱物またはアルミ ナおよびシリカ−アルミナ等のシリカおよび金属酸化物の混合物を含むゲルの形 態のいずれでもよい。マトリックスは、同時ゲルの形態であってもよい。天然の クレイは、ゼオライトと複合化してもよく、モンモリロナイトおよびカオリン系 のものが挙げられる。かかるクレイは、もともと採掘された未処理の状態、また は初めに焼成に付し、酸処理または化学的変性に付して用いることができる。無 水基準のゼオライト成分およびマトリックスの割合は1〜99重量%のゼオライ ト含量の範囲で、より一般的には、乾燥複合材料の5〜80重量%のゼオライト 含量の範囲である。フィードが343℃(650°F)十の物質を20%以上含 有する場合、結合マトリックスは、それ自体、実質的な容積の大孔寸法(0,0 1μm(100人)以上)の物質を有する酸性物質である。バインダーは、好ま しくは、機械的結合性を保ち、交換不可能な金属カチオンでの含浸を助けるため 、スチーミング、含浸、交換等の処理の前にゼオライトと複合化する。The zeolite is preferably resistant to temperature and other conditions used in the process. Preferably, it is composited with a matrix comprising another substance. Mato The lix material is useful as a binder and is subject to the severe temperatures, pressures and and reactant feed rate conditions. useful matrix material Materials include synthetic and natural materials such as clay, silica and/or metals. Examples include oxides. The latter is a natural or synthetic gelatinous precipitate or aluminum Forms of gel containing mixtures of silica and metal oxides such as alumina and silica-alumina Either state is acceptable. The matrix may be in the form of a co-gel. natural Clays may be composited with zeolites, such as montmorillonite and kaolin. Examples include: Such clay may be in its originally mined, unprocessed state, or can be used after first being calcined and then subjected to acid treatment or chemical modification. Nothing The proportion of zeolite components and matrix on a water basis is 1 to 99% by weight of zeolite. zeolite content, more typically 5 to 80% by weight of the dry composite. content range. If the feed contains more than 20% of the material at 343°C (650°F) If the bonding matrix itself has a substantial volume of large pore size (0,0 It is an acidic substance with a substance of 1 μm (100 people) or more. Binder is preferred or to maintain mechanical integrity and aid impregnation with non-exchangeable metal cations. , complexed with zeolite before processing such as steaming, impregnation, exchange, etc.

ここで用いる結晶性シリケートゼオライトの各々と結合する原カチオンは、通常 の技術に従って種々の他のカチオンと置換してもよい。典型的な置換カチオンに は、水素、アンモニウムおよび金属カチオンが含まれ、これらのカチオンの混合 物も含まれる。安定性の向上(希土類カチオンの場合)または所望の機能の向上 (■または■族の金属の場合)のために、有用なカチオンとしては、例えば、マ ンガン等の希土類金属、亜鉛等の周期律表のI[AおよびB族の金属ならびにプ ラチナおよびパラジウム等の周期律表の■族の金属が挙げられる。代表的なイオ ン交換技術は、特定のゼオライトを所望の置換カチオンの塩と接触させるもので ある。種々の塩を用いることができるが、塩化物、硝酸塩および硫酸塩が特に好 ましい。代表的なイオン交換技術が、米国特許第3,140.249号、第3, 140.251号および第3,140,253号をはじめとする種々の特許に開 示されている。The raw cations that bind to each of the crystalline silicate zeolites used herein are typically Various other cations may be substituted according to the techniques of . Typical substituted cations includes hydrogen, ammonium and metal cations, and mixtures of these cations It also includes things. Increased stability (in the case of rare earth cations) or desired functionality (for metals of group ■ or ■), useful cations include, for example Rare earth metals such as cancer, metals of groups I [A and B of the periodic table such as zinc and Mention may be made of metals from group 1 of the periodic table, such as latina and palladium. representative io The ion exchange technique involves contacting a specific zeolite with a salt of the desired substituted cation. be. A variety of salts can be used, but chlorides, nitrates and sulfates are particularly preferred. Delicious. Representative ion exchange technology is disclosed in U.S. Patent No. 3,140.249, No. No. 140.251 and No. 3,140,253, among others. It is shown.

所望の置換カチオンの溶液との接触の後、ゼオライトを、好ましくは、水で洗浄 し、65〜315℃(150〜600°F)の範囲の温度で乾燥し、その後、空 気または他の不活性気体中、260〜815℃(500〜1500°F)の範囲 の温度にて1〜48時間またはそれ以上焼成する。After contacting with a solution of the desired substituted cation, the zeolite is preferably washed with water. dried at temperatures ranging from 65 to 315 °C (150 to 600 °F), then air-dried. in the range of 260-815°C (500-1500°F) in air or other inert gas Bake at a temperature of 1 to 48 hours or more.

水素化分解触媒は、基本的には、水素化−脱水素化機能を与える金属成分を使用 前は含まない。従って、周期律表(IUPAC表)のVIAおよび■A族の金属 、例えば、タングステン、バナジウム、亜鉛、モリブデン、レニウム、ニッケル 、コバルト、クロム、マンガン、または貴金属、例えば、プラチナ、パラジウム 等を含まないが、これらの金属は、少なくとも使用前に、触媒に相当の水素化機 能を与えない程度の量が存在してもよい。操作中、特にニッケルおよびバナジウ ム等の金属はフィードから取り出され、これにより水素化活性を与えることもあ るが、これは該方法の操作にとって必須ではない。Hydrocracking catalysts basically use metal components that provide hydrogenation-dehydrogenation functions. Does not include the front. Therefore, metals from groups VIA and A of the periodic table (IUPAC table) , e.g. tungsten, vanadium, zinc, molybdenum, rhenium, nickel , cobalt, chromium, manganese, or precious metals such as platinum, palladium etc., but these metals should at least be subjected to a comparable hydrogenation machine as a catalyst before use. There may be an amount present that does not provide any performance. During operation, especially nickel and vanadium Metals such as aluminum are removed from the feed, which may provide hydrogenation activity. However, this is not essential to the operation of the method.

フルレンジLCOフィードを用いた方法を概略的に第1図に示す。A method using a full range LCO feed is schematically illustrated in FIG.

FCCユニット10への残渣油またはガスオイルフィードはFCCユニット中で 分解され、分解生成物は、分解分離(蒸留)塔11で分離され、種々の炭化水素 フラクションが得られ、これらは通常の方法で分離塔を出る。フルレンジまたは ライトカット軽質サイクル油(FRLCOまたはLCLCO)を分離塔11から 抜取管12を通して抜取り、水素化分解装置の第1段階となる水素化処理装置1 5に送る。フィードを装置15中で水素化処理して、芳香族飽和および残留スる ヘテロ原子、特に窒素およびイオウの水素化を行ない、これらのへテロ原子は、 工程間分離器16中で、アンモニアや硫化水素として過剰の水素とともに除去さ れ、該水素は、精製後、水素サーキットライン17中に戻される。工程間分離お よび気体精製は必ずしも必要ではないが、任意例として示す。水素化処理された サイクル油は次に装置の第2段階となる水素化分解装置18を通過し、ここで開 環反応および分解が起こり、ガソリン沸点範囲内の単環式芳香族に富んだ水素化 分解生成物が形成される。分離器19中で水素を分離した後、水素化分解装置流 出物を蒸留塔20中で通常の方法で分離し、乾性ガス、ガソリン、中間留分およ び残渣油フラクションを含む生成物が形成され、残渣油は、抜き取って低イオウ 燃料油と混合するか、または任意で、リサイクル管21を通してFCCUloに 再循環させてもよい。塔20から得られるガソリン範囲生成物はオクタン価が高 く、リホーミングまたはオクタン価を同上させるための他の処理をせずに、直接 製油所のガソリン製品プールに配合するのに適している。The residual oil or gas oil feed to the FCC unit 10 is in the FCC unit. The decomposition products are separated in a decomposition separation (distillation) column 11 to produce various hydrocarbons. Fractions are obtained which leave the separation column in the usual manner. full range or Light cut light cycle oil (FRLCO or LCLCO) from separation column 11 The hydrotreater 1 is extracted through the extractor pipe 12 and serves as the first stage of the hydrocracker. Send to 5. The feed is hydrotreated in unit 15 to remove aromatic saturation and residual Hydrogenation of heteroatoms, especially nitrogen and sulfur, these heteroatoms In the interprocess separator 16, it is removed along with excess hydrogen as ammonia and hydrogen sulfide. The hydrogen is returned to the hydrogen circuit line 17 after purification. Separation between processes Although gas purification is not necessarily required, it is shown as an optional example. Hydrotreated The cycle oil then passes through the second stage of the system, hydrocracker 18, where it is opened. Ring reaction and decomposition occur, hydrogenation rich in monocyclic aromatics within the gasoline boiling range Decomposition products are formed. After separating the hydrogen in separator 19, the hydrocracker stream The output is separated in a conventional manner in a distillation column 20 to form dry gas, gasoline, middle distillates and A product containing a residual oil fraction is formed, which is extracted and reduced to a low sulfur oil. Mixed with fuel oil or optionally passed through recycle pipe 21 to FCCUlo. May be recirculated. The gasoline range product obtained from column 20 has a high octane number. Directly without rehoming or other treatments to increase octane Suitable for blending into refinery gasoline product pools.

本発明の水素分解法に用いる単機能性触媒は、予期しない程長い操作サイクルを 達成するが、サイクルは、通常の水素化分解操作のサイクル(典型的には6力月 〜1年)はど長くないことがあるので、周期的または連続的触媒再生の方法を施 すことが望ましい。触媒の再生は、固定床、スウィング反応器により行なうこと ができる。この型の装置においては、2つの反応器に水素化分解触媒が装填され 、液体をハイドロファイニング(hydrofining)リアクターを通して 入れ、次に、2つの水素化分解反応器のうちの1つに入れる。第2リアクターの サイクルが終了した時点、例えば30日の終わりに、流れを他の水素化分解反応 器に切替え、老化した触媒のはいった反応器を再生する。この手順を、一方の使 用している水素化分解反応器の操作中続け、同時に他方を再生する。The monofunctional catalyst used in the hydrogen cracking process of the present invention has an unexpectedly long operating cycle. However, the cycle is the same as that of a normal hydrocracking operation (typically 6 months). ~1 year) may not be that long, so periodic or continuous catalyst regeneration methods may be used. It is desirable to Catalyst regeneration should be carried out in a fixed bed, swing reactor. Can be done. In this type of equipment, two reactors are loaded with hydrocracking catalysts. , passing the liquid through a hydrofining reactor and then into one of two hydrocracking reactors. of the second reactor At the end of the cycle, e.g. at the end of 30 days, the stream can be transferred to another hydrocracking reaction. Regenerate the reactor containing the aged catalyst. Repeat this step for one Continue operating one hydrocracking reactor while simultaneously regenerating the other.

別の再生法は、移動床または流動床水素化分解反応器での操作および触媒の一部 を反応器から抜取り、これを別の容器内で再生することによる連続的触媒再生法 である。水素化分解装置は米国特許第4.797.478号に示したのと似た構 造を有し、該特許には、分離容器においての連続的触媒再生を用いたメタノール の炭化水素への転化用の流動床反応器が記載されている。Another regeneration method involves operation in a moving bed or fluidized bed hydrocracking reactor and some of the catalyst Continuous catalyst regeneration method by withdrawing from the reactor and regenerating it in a separate vessel It is. The hydrocracker is of a construction similar to that shown in U.S. Pat. No. 4,797,478. The patent describes the production of methanol using continuous catalyst regeneration in a separate vessel. A fluidized bed reactor is described for the conversion of to hydrocarbons.

スウィングリアクターまたは連続式再生のいずれを用いた場合でも、サイクル寿 命が少なくとも5日、好ましくは少なくとも10日となる様な条件下で操作する のが好ましい。流動床操作においては、一度に触媒インベントリ−(i nve ntory)の少量の触媒だけを再生するのが望ましい。再生器は一般に、分離 容器および空気圧縮機が必要であり、触媒が速い速度で失活し、非常に大きな再 生施設を必要とする場合、実質的な経済的不利益が生じる。経済的に不利な効果 は、ゼオライトに水熱作用損害をひき起こす過度の熱または水蒸気に触媒をさら すことを避ける方法で再生を行なう必要性により緩和される。従って、触媒は、 速い失活速度を有さないのが望ましい。Whether using a swing reactor or continuous regeneration, the cycle life is Operate under conditions such that the life span is at least 5 days, preferably at least 10 days. is preferable. In fluidized bed operation, catalyst inventory (i nve It is desirable to regenerate only a small amount of the catalyst. Regenerators are generally separated It requires a container and an air compressor, deactivates the catalyst at a rapid rate, and requires very large regeneration. There is a substantial economic disadvantage if living facilities are required. Economically adverse effects Do not expose the catalyst to excessive heat or water vapor which will cause hydrothermal damage to the zeolite. This is alleviated by the need to perform regeneration in a way that avoids Therefore, the catalyst is It is desirable not to have a fast deactivation rate.

同様に、スウィングリアクターの操作においては、再生中にとる停止時間により 装置のキャパシティーが減少するので、この場合もまた長いサイクル寿命が望ま しい。Similarly, in the operation of a swing reactor, the pause times taken during regeneration Again, long cycle life is desired as equipment capacity is reduced. Yes.

金属成分の非存在下にもかかわらず、予期しない長いサイクル持続期間が達成さ れた事実は、本発明の方法の性質のためである。好ましい軽質サイクル油フィー ドは限られた量の高分子量PNAコークス前駆体を含有するので、装置内におけ る低い水素圧下であっても、コークスの形成が最小になる。更に、水素化分解触 媒の初期水素化処理段階は、第2段階における金属機能の必要性を除くのに十分 な程度の水素化を起こす。最長のサイクル持続期間を維持するためには、水素化 分解触媒は、最少のニーキング性に対して選択しなければならず、この目的のた めには、Yゼオライト、特にUSYが好ましい。更に、低いナトリウム含量が望 ましく、これは連続的にアンモニウム交換、次いで焼成することにより好適に達 成される。Unexpectedly long cycle duration achieved despite the absence of metal components This fact is due to the nature of the method of the present invention. Preferred light cycle oil feed Since the PNA coke precursor contains a limited amount of high molecular weight PNA coke precursor, Even at low hydrogen pressures, coke formation is minimized. In addition, hydrocracking The initial hydrotreating stage of the medium is sufficient to eliminate the need for metal functionality in the second stage. causes a certain degree of hydrogenation. To maintain the longest cycle duration, hydrogenation The cracking catalyst must be selected for minimal kneeking and for this purpose For this purpose, Y zeolite, especially USY, is preferred. Additionally, low sodium content is desired. Preferably, this can be achieved by continuous ammonium exchange followed by calcination. will be accomplished.

水素化分解の前の予備水素化処理段階は、多核芳香族(PNAS)を飽和させ、 窒素およびイオウを含む不純物を除去するために好ましい。PNASの大半はサ イクル油の高沸点部分にヘテロ原子の大半とともにみられ、従って、水素化処理 段階は、ライトカットLCOフィードの場合、低い水素化処理段階度にて行われ 得る。A pre-hydrotreatment step before hydrocracking saturates polynuclear aromatics (PNAS) and Preferred for removing impurities including nitrogen and sulfur. The majority of PNAS It is found in the high-boiling part of oil oil, along with most of the heteroatoms, and is therefore hydrotreated. The stage is carried out at a low hydrotreating stage degree in the case of light-cut LCO feeds. obtain.

水素化分解プロセス法の目的は、フィード中の芳香族から高オクタン価の単環式 芳香族を製造することである。フィードはナフタレン、ベンゾチオフェン等の二 環式芳香族を主に含有するので、水素化分解段階中の飽和度はこれらの成分が完 全に水素化されるのを避けるために制限されなければならない。この理由のため に、比較的低い水素圧から中程度の水素圧を用い、通常、7000kPa(10 00psig)を越えず、最低圧力は通常は2860kPa(400psig) で典型的な圧力は4250〜7000kPa(600−1000psig)の範 囲である。厳密な圧力はフィード特性(芳香族およびヘテロ原子含量)、予備水 素化処理、触媒の安定性および老化耐性および所望の生成物特性に従って選択さ れる。同様に、ガソリン製品の芳香性を保持するために、開環反応も制限しなけ ればならないので、苛酷度(温度、滞留時間、転化率)も制限する。195℃− (385°F−)ガソリンへの転化率は、80容■%未満、好ましくは65容量 %未満でなければならない。転化率が75容量%を越える場合もあるが、転化レ ベルは55〜70容量%が代表的な最大値である。最適の転化率は、最高の製品 のオクタンについては、2oから50、例えば20から30容量%である。フィ ードからのへテロ原子およびPNASが存在しないことにより、ヘテロ原子およ びPNAにより誘導される阻害およびコークス付着による触媒の失活が減少する ので、転化率をLCOフィードでの水素圧と関連させる必要性が低くなる(米国 特許第4.738,766号参照)。しかし、フルレンジフィードの場合は、転 化率は、好ましくは、米国特許第4.676゜887号に記載されている如く、 psigで表わされた水素分圧の1/20を越えないように制限されなければな らない。最高70容量%の転化率に対して、2860〜7000kPa(400 〜1000psig)、通常は4250〜7000kPa(600〜1000p sig)の範囲の圧力が好ましい。水素化分解温度は、典型的には最高450° C(850°F)であるが、最高480℃(900°F)の高い温度も用いられ 、通常は、温度の最小値は、315°C(600°F)以上、例えば370°C (700°F)が好ましい最小値である。空間速度は温度および転化率の所望の レベルによって変わるが、典型的には、0.25〜2.5/時、より一般的には 、0.5〜l、5/時(LHSV、20℃)である。水素循環速度は、90〜9 00n、12.(!、−’(500〜5000 S CF/BbQ)が好適であ る。吸熱分解反応の熱は、発熱水素化処理段階のフィードから容易に供給され、 このファクターは、低いコークス生成が得られるという事実とともに、好ましい 場合において連続的再生の必要を除き、固定床操作を可能にする。The objective of the hydrocracking process is to remove aromatic to high octane monocyclic compounds in the feed. It is to produce aromatics. Feeds include naphthalene, benzothiophene, etc. Since it contains mainly cyclic aromatics, the degree of saturation during the hydrocracking step is determined by the completeness of these components. Must be limited to avoid total hydrogenation. For this reason For this purpose, relatively low to moderate hydrogen pressures are used, typically 7000 kPa (10 00 psig), the minimum pressure is typically 2860 kPa (400 psig) Typical pressures range from 4250 to 7000 kPa (600-1000 psig). It is surrounded. The exact pressure depends on the feed characteristics (aromatic and heteroatom content), reserve water selected according to the treatment, catalyst stability and aging resistance and desired product properties. It will be done. Similarly, ring-opening reactions must be limited to preserve the aromatic properties of gasoline products. Therefore, the severity (temperature, residence time, conversion rate) is also limited. 195℃- (385°F-) Conversion to gasoline is less than 80% by volume, preferably 65% by volume. Must be less than %. Conversion rates may exceed 75% by volume; A typical maximum value is 55-70% by volume. Optimum conversion rate means best product for octane, from 20 to 50, for example from 20 to 30% by volume. Fi The absence of heteroatoms and PNAS from the and PNA-induced inhibition and catalyst deactivation due to coke deposition. This reduces the need to relate conversion to hydrogen pressure in the LCO feed (U.S. (See Patent No. 4,738,766). However, in the case of a full range feed, The conversion rate is preferably as described in U.S. Pat. No. 4,676,887. Must be limited to no more than 1/20 of the hydrogen partial pressure expressed in psig. No. 2860-7000 kPa (400 kPa) for conversion rates up to 70% by volume ~1000 psig), typically 4250-7000 kPa (600-1000 psig) Pressures in the range sig) are preferred. Hydrocracking temperatures are typically up to 450° C (850°F), but higher temperatures up to 480°C (900°F) are also used. , typically the minimum temperature is 315°C (600°F) or higher, e.g. 370°C. (700°F) is the preferred minimum value. The space velocity is determined by the desired temperature and conversion. Depending on the level, typically 0.25-2.5/hour, more commonly , 0.5-1,5/h (LHSV, 20°C). Hydrogen circulation rate is 90-9 00n, 12. (!, -’(500-5000 S CF/BbQ) is suitable. Ru. The heat for the endothermic cracking reaction is readily supplied from the exothermic hydroprocessing stage feed; This factor, along with the fact that low coke formation is obtained, is favorable. In some cases, it eliminates the need for continuous regeneration and allows fixed bed operation.

本発明の方法の注目すべき特徴は、水素化分解段階中の低い水素消費量である。A notable feature of the process of the invention is the low hydrogen consumption during the hydrocracking stage.

通常の三機能性水素化分解触媒を用いた同様の条件下で行なわれる方法と比べて 、水素消費量は、特に高い転化率において著しく低い。事実、通常の水素化分解 技術と反対に、水素消費量は、転化率が増加するに従って減少する。転化率(4 20’F+、215℃)が20容量%を越える場合で230n、Q、ρ、−’( 1300SCF/Bb12)未満の水素消費が容易、に達成され、転化率(42 0°F+、215℃)が20〜40容量%で214n、12.12.−’(12 00SCF/Bbの未満の水素消費が達成される。Compared to methods carried out under similar conditions using conventional trifunctional hydrocracking catalysts, , the hydrogen consumption is significantly lower, especially at high conversions. In fact, normal hydrocracking Contrary to technology, hydrogen consumption decreases as conversion increases. Conversion rate (4 20'F+, 215℃) exceeds 20% by volume, 230n,Q,ρ,-'( Hydrogen consumption of less than 1300 SCF/Bb12) is easily achieved and conversion rate (42 0°F+, 215°C) at 20-40% by volume, 214n, 12.12. -’(12 Hydrogen consumption of less than 00 SCF/Bb is achieved.

上述した如く、2段階水素化分解、即ち、水素化処理に続いて水素分解を用いる ことは、ライトカットフィードにとっては好ましくないが、全てのフィードにと っては好ましく、実際には、高沸点フィード、例えばフルレンジサイクル油にと っては必要である。水素化処理は、フィードが比較的高いヘテロ原子含量を有す る場合、無機窒素およびイオウの工程間分離により水素化分離装置のサイクル寿 命が延長されるので有用である。予備水素化処理を行なうのに、水素化分解工程 前に工程間分離を行なっても行なわなくてもよい。工程間分離を省略し、固定床 反応器中でのカスケード操作を採用する場合、水素化処理触媒を単に反応器中の 水素化分解触媒の上に設置すればよい。As mentioned above, two-stage hydrocracking is used, i.e., hydrotreating followed by hydrogen cracking. This is not desirable for light cut feeds, but it is true for all feeds. is preferred, and in practice is preferred for high boiling point feeds, e.g. full range cycle oils. is necessary. Hydrotreating is a process in which the feed has a relatively high heteroatom content. In-process separation of inorganic nitrogen and sulfur can reduce the cycle life of the It is useful because it prolongs your life. The hydrocracking process is used for pre-hydrogenation treatment. Inter-process separation may or may not be performed beforehand. Eliminate separation between processes and use a fixed bed When employing cascade operation in the reactor, the hydroprocessing catalyst is simply added to the reactor. It may be installed on top of the hydrocracking catalyst.

水素化処理触媒は、いかなる適当な水素化処理触媒でもよく、その多くは商業的 に入手可能である。これらは通常、金属または水素化/脱水素化活性を有する金 属および大きな孔(0,OO2μm以上)を有する比較的不活性な、即ち非酸性 耐火性担体の組合せからなる。The hydroprocessing catalyst can be any suitable hydroprocessing catalyst, many of which are commercially available. available at. These are usually metals or golds with hydrogenation/dehydrogenation activity. Relatively inert, i.e. non-acidic, with large pores (>0,002μm) Consists of a combination of refractory carriers.

適当な担体は、アルミナ、シリカ−アルミナまたはシリカおよび水素化分解触媒 バインダー物質に関して述べた様な他のアモルファスな孔径の大きな無定型固体 である。適当な金属成分は、ニッケル、タングステン、コバルト、モリブデン、 バナジウム、クロムで、しばしば、コバルト−モリブデン、ニッケルーモリブデ ンまたは二、。Suitable supports are alumina, silica-alumina or silica and hydrocracking catalysts. Other amorphous large pore amorphous solids as mentioned for binder materials It is. Suitable metal components include nickel, tungsten, cobalt, molybdenum, Vanadium, chromium, often cobalt-molybdenum, nickel-molybdenum or two.

ケルーフバルトーモリブデン等の上述の成分の組合せである。他の周期律表の■ 族および■族の金属も用いることができる。約0.1〜20重量%、通常0.1 〜10重量%の金属が代表的である。It is a combination of the above-mentioned components such as keruf bartomolybdenum. Other periodic table ■ Metals from Groups 1 and 2 can also be used. Approximately 0.1-20% by weight, usually 0.1 ~10% by weight metal is typical.

触媒は比較的非酸性(ヘテロ原子を除去するため複素環の開環にある程度の酸性 度は必要であるが)であり、温度が比較的低いので、水素化処理中の転化率はか なり低く、典型的には10容量%未満で、殆どの場合、5容量%未満である。温 度は通常、315〜425℃(600〜800°F)、たいてい330〜400 ℃(625〜750’F)である。空間速度(20°CにおけるLHSV、液体 空間速度)は通常0.25〜4.07時、好ましくは0.4〜2.5/時で、厳 密な選択された空間速度は、所望の水素化処理の程度および選択された操作温度 に依存する。水素圧は1500〜7000kPa(200〜1000 psig )、好ましくは2860〜5620kPa(400〜800psig)が典型的 で、水素循環速度は90〜900n、I2.Q、 −’(500〜5000SC F/Bb12)が適当である。カスケード操作を用いる場合、水素化処理圧は、 床の圧力降下があるので水素化分解工程で望ましい圧力より若干高い。The catalyst is relatively non-acidic (some acidity is required for the opening of the heterocycle to remove the heteroatom). ), and since the temperature is relatively low, the conversion rate during hydrotreating is low. It is relatively low, typically less than 10% by volume, and in most cases less than 5% by volume. warm The temperature is usually 315-425°C (600-800°F), often 330-400°C. (625-750'F). Space velocity (LHSV at 20°C, liquid space velocity) is usually 0.25 to 4.07 hours, preferably 0.4 to 2.5 hours, and is strictly The dense selected space velocity depends on the desired degree of hydrotreating and the selected operating temperature. Depends on. Hydrogen pressure is 1,500 to 7,000 kPa (200 to 1,000 psig ), preferably 2860-5620 kPa (400-800 psig) is typical The hydrogen circulation rate is 90-900n, I2. Q, -'(500~5000SC F/Bb12) is suitable. When using a cascade operation, the hydroprocessing pressure is Because of the bed pressure drop, the pressure is slightly higher than desired in the hydrocracking process.

水素化処理触媒は、水素化分解触媒の様に、固定、流動または移動床の触媒とし て配置されるが、簡便なのでダウンフロー固定床操作が好ましい。Hydroprocessing catalysts, like hydrocracking catalysts, can be fixed, fluidized or moving bed catalysts. However, downflow fixed bed operation is preferred because it is simple.

予備化水素化処理を採用する場合、水素化分解段階の条件を適当に調節して、所 望の総括的な方法の目的、即ち、ハイオクタンガソリン沸点範囲生成物を形成す るため、ヒドロ芳香族成分の開環が制限された芳香族の不完全な飽和を維持する 。従って、水素化処理工程でナフタレン、メチルナフタレンおよびベンゾチオフ ェン等の二環式芳香族のある程度の飽和を行なう場合、(発熱水素化反応の程度 が第2段階の同じ処理量に対して少ないので)水素化分解工程における水素消費 量を減らして、空間速度が一定に保たれている場合温度が低くなる様にする。所 望の転化率レベル(温度に依存する)を維持するため、空間速度を対応して減少 させる必要があることがある。When prehydrotreating is adopted, the conditions of the hydrocracking stage are appropriately adjusted to achieve the desired results. To achieve the desired overall process objective, i.e., to form a high octane gasoline boiling range product. maintains incomplete aromatic saturation with limited ring opening of the hydroaromatic components. . Therefore, naphthalene, methylnaphthalene and benzothiophene are When carrying out some degree of saturation of bicyclic aromatics such as is less for the same throughput in the second stage) Hydrogen consumption in the hydrocracking process volume is reduced so that the temperature will be lower if the space velocity is held constant. place Space velocity is correspondingly reduced to maintain the desired conversion level (temperature dependent) Sometimes it is necessary to do so.

前述の如く、本発明の方法の目的は、ハイオクタンガソリンを直接製造すること である。ガソリンの沸点範囲は、典型的には、C6−196℃(Cs3B5°F )(終点)であるが、ガソリンの終点は、用いられる製品規格によってもっと低 い場合も、もっと高い場合もあり、例えば、C,−165°C(C,−330° FX終点)またはC5−232℃(cs−450’F)である。最低の目的のオ クタン価は85ちょうどまたはそれ以上、例えば87(RON+O)である。た いていの場合、もっと高いオクタン価、例えば、正味の値が少なくとも90以上 、例えば95を達成できる。好適な場合には、100以上のオクタン価を達成で きる。全ての場合において、ガソリン沸点範囲製品を、リホーミングまたは他の オクタンを改善するための処理をせずに、直接製油所のガソリンブール中に混入 できる。前述の如く、水素化分解装置の残油留分を接触分解装置に再循環させ、 ここで、増加した水素含量の結果としての向上した分解性により、さらに全ガソ リン収率が向上し、この場合は、分解装置からの収率の増加による。水素化分解 装置残油は、例えば、燃料油またはディーゼル燃料を形成する通常のCHD装置 内で水素化処理した後、(蒸留塔13からの)サイクル油の高沸点留分と合して もよく、また合したストリームを前に述べたようにFCCUに再循環することが でき本発明の方法は、接触分解装置から得られる高芳香性生成物から直接ハイオ クタンガソリンを製造する方法として注目に価する。水素化分解装置中で低い水 素圧および中程度の処理条件を用いることにより、この結果および低い水素消費 量および少ないユーティリティの必要性の達成が可能となる。As mentioned above, the purpose of the method of the present invention is to directly produce high octane gasoline. It is. The boiling range of gasoline is typically C6-196°C (Cs3B5°F). ) (end point), but the end point for gasoline may be lower depending on the product specifications used. For example, C, -165°C (C, -330° FX end point) or C5-232°C (cs-450'F). lowest objective o The cutane number is just 85 or more, for example 87 (RON+O). Ta In most cases, a higher octane rating, e.g. at least 90 net , for example, 95. In suitable cases, octane ratings of 100 or higher can be achieved. Wear. In all cases, gasoline boiling range products may be used for reforming or other Directly mixed into refinery gasoline boule without any treatment to improve octane can. As mentioned above, the residual oil fraction of the hydrocracker is recycled to the catalytic cracker, Here, the improved degradability as a result of the increased hydrogen content further reduces the total gas Phosphorus yield is improved, in this case due to increased yield from the cracker. Hydrocracking Equipment residual oil is used in conventional CHD equipment to form fuel oil or diesel fuel, for example. After hydrotreating in It is also possible to recirculate the combined stream to the FCCU as described above. The method of the present invention allows high aromatic production directly from the highly aromatic products obtained from the catalytic cracker. It is noteworthy as a method of producing Kutane gasoline. Low water in hydrocracker This result and low hydrogen consumption by using bare pressure and moderate processing conditions Quantity and reduced utility needs can be achieved.

本発明を以下の実施例で説明する。The invention is illustrated by the following examples.

寒嵐yユ 流動接触分解操作から得た軽質サイクル油をフィードとして用いた。これは、第 3表に示す次の様な性質を有した。cold storm yyu Light cycle oil obtained from a fluid catalytic cracking operation was used as feed. This is the first It had the following properties shown in Table 3.

第3表 LCO水素化分解フィード フィードを、355℃(675°F)、4240 K Pg(600psigン HS(入口)にて、市販のNI  Mo/AQxOs水素化処理触媒、水素化処 理触媒に対してILH8Vおよび水素化機能のために金属成分を添加していない 水素化分解触媒としてのシリカ結合スチーミング処理超安定Yゼオライトを用い て二段階カスケード水素化処理/水素化分解(工程間分離はしない)に付した。Table 3 LCO Hydrocracking Feed The feed was heated to 355°C (675°F) and 4240 K Pg (600 psig). At HS (inlet), commercially available NI Mo/AQxOs hydrogenation catalyst, hydrogenation No metal components are added to the catalyst for ILH8V and hydrogenation function. Using silica-bonded steamed ultra-stable Y zeolite as a hydrocracking catalyst and subjected to two-stage cascade hydrotreating/hydrocracking (no separation between steps).

水素化分解触媒の性質は以下の第4表に示すとおりであった。The properties of the hydrocracking catalyst were as shown in Table 4 below.

第4表 水素化学分解は38日間、水素入口圧4240kPa(600psig)、1/ 時17)LH3Vおよび365°C(690°F)から430℃(8100F) の範囲の温度にて行ない、転化率を20重量%(196℃−(385°F−)ガ ソリン)で一定に保った。触媒の老化は、特定の転化率に維持するのに要した温 度をプロットすることにより追跡した。Table 4 Hydrogen chemical decomposition was carried out for 38 days, hydrogen inlet pressure 4240 kPa (600 psig), 1/2 17) LH3V and 365°C (690°F) to 430°C (8100F) The conversion was carried out at a temperature in the range of 20% by weight (196°C - (385°F -) Solin) was kept constant. Catalyst aging is a function of the temperature required to maintain a specific conversion. This was tracked by plotting the degree.

結果を第2図に示す。エンド・オブ・サイクル(EOC)温度425”C(80 0°F)は、わずか30日後に達した。The results are shown in Figure 2. End of cycle (EOC) temperature 425”C (80 0°F) was reached after only 30 days.

製品の性質は、12日TO5(通算流通日数)で以下のとおりである。The properties of the product are as follows with a TO5 (total number of distribution days) of 12 days.

第5表 水素化分解生成物 前記の結果および第2図より、ハイオクタンガソリン製品への脱アルキル化フィ ードの分解に対して単機能性触媒を用いることができることがわかる。Table 5 Hydrogenolysis products From the above results and Figure 2, it is clear that the dealkylation process for high-octane gasoline products is It can be seen that monofunctional catalysts can be used for the decomposition of the

実施例2〜4 二触媒系および一触媒系の性能を比較するために、さらに3つの実験を行なった 。二触媒系は、2つの個々の触媒において水素化処理機能および水素化分解機能 を分離するように非促進tJsY触媒および水素化処理触媒からなる。−触媒系 においては、水素化処理および分解機能の両者を与えるために、NiMo促進U SYを用いた。Examples 2-4 Three additional experiments were performed to compare the performance of the two-catalyst and one-catalyst systems. . A two-catalyst system has a hydroprocessing function and a hydrocracking function in two individual catalysts. consisting of an unpromoted tJsY catalyst and a hydroprocessing catalyst to separate. -Catalyst system In order to provide both hydrotreating and cracking functions, NiMo-promoted U SY was used.

実験では、第6表における様なフィードストックとしてライトカットしCoを用 いた。触媒の性質を第7表に示す。この摘要中、HDTは市販のN r M o / A (2t Os水素化処理触媒をいい、USYは非促進USY触媒、およ びNiMoUSYはUSY触媒のNiMo型である。金属の添加の前に、USY およびN iMo U S Y触媒の押出品をスチーミングして55のαとした 。In the experiment, light-cut Co was used as the feedstock as shown in Table 6. there was. The properties of the catalyst are shown in Table 7. In this summary, HDT is a commercially available NrMo / A (refers to 2t Os hydrotreating catalyst, USY refers to non-promoted USY catalyst, and and NiMoUSY are NiMo types of USY catalysts. USY before addition of metals and N iMo U S Y catalyst extrudates were steamed to an α of 55. .

第6表 フィードストックの性質−ライトカットLCO注)(1)金属添加前 (2)スチーミングによりαを65とする、金属添加前に測定3つの実験を次の 様に行なった。実施例2および3は二触媒系を用い、実施例4は一触媒系を用い た。実施例2および実施例3に関しては、水素化処理触媒およびUSY触媒を容 量比50150で別々の反応器に入れ、H,SおよびNH,の工程間分離を行な わずにカスケードモードで操作した。実験中、広範囲の転化をカバーするためU SY触媒温度を変化させ、一方、水素化処理触媒温度を実施例2および3でそれ ぞれ610°F(320’C)および685°F(365℃)の一定に保った。Table 6 Properties of feedstock - Light cut LCO Note) (1) Before metal addition (2) Set α to 65 by steaming, and conduct three experiments measured before metal addition. I did it like that. Examples 2 and 3 used a two-catalyst system, and Example 4 used a single-catalyst system. Ta. Regarding Examples 2 and 3, the hydrotreating catalyst and the USY catalyst were They were placed in separate reactors at a quantitative ratio of 50150, and H, S and NH were separated during the process. I operated it in cascade mode without using it. During the experiment, U was used to cover a wide range of conversions. The SY catalyst temperature was varied while the hydrotreating catalyst temperature was varied in Examples 2 and 3. They were held constant at 610°F (320'C) and 685°F (365°C), respectively.

詳しい実験条件を以下の第8表にまとめる。Detailed experimental conditions are summarized in Table 8 below.

第8表 結果を以下の第9表ならびに第3図および第4図に示す。第9表には一定の転化 率レベルでの炭素数4の炭化水素分布を示し、第3図および第4図は、用いた異 なる転化レベルでのガソリン製品オクタン(R十〇)および水素消費量をそれぞ れ示す。Table 8 The results are shown in Table 9 below and in Figures 3 and 4. Table 9 shows certain conversions. Figures 3 and 4 show the distribution of carbon number 4 hydrocarbons at the The gasoline product octane (R10) and hydrogen consumption at the conversion level are respectively Show.

結果より、意外なことにHDT/USY触媒系(実施例2および3)により、実 験した転化率範囲で、NiMoUSY触媒(実施例4)よりも高いオクタン価( −R十〇 )を有するナフサが製造されることがわかった。(注二転化率は21 5℃−(420’F−)物質に転化されるフィード中の215℃+(420’F ”)物質のパーセンテージと定義する。)等しい転化率では、HD T/U S  Y触媒系により、若干多くの01〜C4軽質ガスが得られる。しかし、HDT /USY触媒系(実施例2および3)から製造される炭素数4の炭化水素は、イ ソブタンおよびブテンが多く、直接アルキル化フィードに混入して、さらにガソ リン収率をあげることができる。前記第9表は、3つの実施例に関して、炭素数 4のストリーム組成を比較するものである。The results revealed that, surprisingly, the HDT/USY catalyst system (Examples 2 and 3) higher octane number ( -R〇 ) was found to be produced. (Note 2 The conversion rate is 21 215°C+(420'F-) in the feed which is converted to 5°C-(420'F-) material. ”) defined as the percentage of the substance.) At equal conversions, HD T/U S With the Y catalyst system, slightly more 01-C4 light gas is obtained. However, HDT The C4 hydrocarbons produced from the /USY catalyst system (Examples 2 and 3) were High in sobutane and butenes, they can be directly mixed into the alkylation feed and further gas Phosphorus yield can be increased. Table 9 above shows the number of carbon atoms for the three examples. The stream compositions of No. 4 are compared.

実施例2および3についてのイソブタンおよびブテンの総濃度は、実施例4の4 5%と比べて80%を越えている。The total isobutane and butene concentrations for Examples 2 and 3 were This is over 80% compared to 5%.

さらに、HDY/USY触媒系では、第4図に示すように、特に高い転化率では 、NiMoUSY触媒よりも消費する水素量が少ない。Furthermore, in the HDY/USY catalyst system, as shown in Figure 4, especially at high conversion rates, , the amount of hydrogen consumed is smaller than that of the NiMoUSY catalyst.

0゜ 8    宵   Q C5−420・Fオクタン、R+0 tk) ’K It 、  SCF/B国際調査報告0° 8 Evening Q C5-420・F octane, R+0 tk)’K It, SCF/B International Search Report

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.水素分圧7000kPa以下およびガソリン沸点範囲生成物への転化率が5 5容量%以下において水素および固体多孔質単機能性酸型分解触媒の存在下、初 留点が少なくとも149℃、終点が最高399℃、芳香族化合物含量が少なくと も50重量%および水素含量が12.5重量%以下の高芳香性で実質的に脱アル キル化された炭化水素フィードを水素化分解することを含んで成るガソリンの製 造方法。1. Hydrogen partial pressure 7000 kPa or less and conversion rate to gasoline boiling range products 5 In the presence of hydrogen and a solid porous monofunctional acid-type decomposition catalyst at 5% by volume or less, Boiling point at least 149°C, end point at most 399°C, aromatic content at least Highly aromatic with a hydrogen content of 50% by weight or less and a hydrogen content of 12.5% by weight or less Production of gasoline comprising hydrocracking a killed hydrocarbon feed Construction method. 2.フィードの芳香族化合物含量が、少なくとも60重重%である請求の範囲第 1項記載の方法。2. Claim 1, wherein the aromatics content of the feed is at least 60% by weight. The method described in Section 1. 3.フィードの水素含量が、8.5〜12.5重量%である請求の範囲第1項ま たは第2項記載の方法。3. Claims 1 and 5, wherein the hydrogen content of the feed is 8.5 to 12.5% by weight. or the method described in Section 2. 4.フィードのAPI比重が25以下である請求の範囲前記第1項、第2項また は第3項記載の方法。4. Claim 1, 2 or 3, wherein the feed has an API gravity of 25 or less. is the method described in Section 3. 5.水素分圧が600〜1000psigである請求の範囲第1項、第2項、第 3項または第4項記載の方法。5. Claims 1, 2 and 2, wherein the hydrogen partial pressure is 600 to 1000 psig. The method described in Section 3 or Section 4. 6.転化率が、psigで表わされた水素分圧の0.05倍以下である請求の範 囲第1〜5項のいずれかに記載の方法。6. Claims in which the conversion rate is 0.05 times or less of the hydrogen partial pressure expressed in psig. The method according to any one of items 1 to 5. 7.フィードの終点が343℃を越え、最高399℃である請求の範囲第1〜6 項のいずれかに記載の方法。7. Claims 1 to 6, wherein the end point of the feed is above 343°C and at most 399°C. The method described in any of the paragraphs. 8.水素化分解触媒が、大孔結晶性アルミノシリケートゼオライトである請求の 範囲第1〜7項のいずれかに記載の方法。8. The claimed hydrocracking catalyst is a large pore crystalline aluminosilicate zeolite. The method according to any one of Ranges 1 to 7. 9.ゼオライトが、ゼオライトY、ゼオライトUSY、またはゼオライトDo− Alyを含んで成る請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の方法。9. Zeolite is Zeolite Y, Zeolite USY, or Zeolite Do- 9. A method according to any of claims 1 to 8, comprising Aly. 10.水素化分解を371〜454℃の温度で行なう請求の範囲第1〜9項のい ずれかに記載の方法。10. Claims 1 to 9, wherein the hydrogenolysis is carried out at a temperature of 371 to 454°C. The method described in any of the following. 11.ゼオライトのα値が最高100である請求の範囲第1〜10項のいずれか に記載の方法。11. Any one of claims 1 to 10, wherein the zeolite has an α value of 100 at most. The method described in. 12.水素化分解されたガソリン沸点範囲生成物のオクタン価が少なくとも87 (RON+0)である請求の範囲第1〜11項のいずれかに記載の方法。12. The hydrocracked gasoline boiling range product has an octane number of at least 87. (RON+0) The method according to any one of claims 1 to 11. 13.フィードが水素化分解される前に水素化処理される請求の範囲第1〜12 項のいずれかに記載の方法。13. Claims 1 to 12, wherein the feed is hydrotreated before being hydrocracked. The method described in any of the paragraphs. 14.ガソリン沸点範囲生成物への転化率が20〜50容量%である請求の範囲 第13項記載の方法。14. Claims where the conversion to gasoline boiling range products is between 20 and 50% by volume. The method according to paragraph 13. 15.転化率(216℃以上)が少なくとも20容量%の場合の水素消費量が2 31n.l.l.−1未満である請求の範囲第14項記載の方法。15. Hydrogen consumption at a conversion rate (above 216°C) of at least 20% by volume is 2 31n. l. l. 15. The method of claim 14, wherein the value is less than -1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008138187A (en) * 2006-11-07 2008-06-19 Japan Energy Corp Method for producing gasoline composition
JP2013151685A (en) * 2008-06-17 2013-08-08 Sk Lubricants Co Ltd Method of manufacturing high quality naphthene-based base oil

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