JPH0460154B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0460154B2
JPH0460154B2 JP59035179A JP3517984A JPH0460154B2 JP H0460154 B2 JPH0460154 B2 JP H0460154B2 JP 59035179 A JP59035179 A JP 59035179A JP 3517984 A JP3517984 A JP 3517984A JP H0460154 B2 JPH0460154 B2 JP H0460154B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
reaction
hydrocarbons
oil
liquid medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59035179A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60181192A (en
Inventor
Minoru Koikeda
Takashi Suzuki
Kotaro Munemura
Yoshio Myairi
Mamoru Tamai
Masaaki Yanagi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI filed Critical SHINNENRYOYU KAIHATSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority to JP59035179A priority Critical patent/JPS60181192A/en
Publication of JPS60181192A publication Critical patent/JPS60181192A/en
Publication of JPH0460154B2 publication Critical patent/JPH0460154B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、合成ガス、すなわち一酸化炭素及
び/又は二酸化炭素などのガス状炭素酸化物と水
素との混合ガスから炭化水素、特にガソリン沸点
範囲の炭化水素を高収率で得る方法に関する。更
に詳しくは、一酸化炭素を水素化する触媒活性を
有する金属又は/及び金属酸化物と結晶性ゼオラ
イトとの複合触媒を合成ガスと接触させ炭化水素
を製造するに当たり、該反応を懸濁床で行い、そ
の際使用する液状媒体に、水素化精製した接触分
解プロセスの重質サイクル油を使用する方法に関
する。自動車ガソリン及びその他の軽質ガスを含
むガソリン沸点範囲の炭化水素は原油の蒸留によ
つて、又はナフサの接触改質、重質留分の接触分
解、水素化分解などの公知のプロセスにより工業
的に製造されている。ところが将来の原油価格の
高騰、原油供給源の欠乏に対処する必要から、石
油以外の炭素資源から今後特に需要の伸びが予想
されるガソリン沸点範囲の炭化水素を製造する、
いわゆる新燃料油製造技術の開発が試みられてい
る。これまでもエネルギーの開発分野では原油以
外の炭素資源を石油に相当する炭化水素に転換す
る技術を探求してきており、例えば石炭の直接液
化、タールサンド油又はオイルサンド油の分解な
どによる方法が研究されてきた。しかしこれらの
方法は極めて高い圧力を必要とするとともに工程
が複雑であり、加えて得られる製品の品質が石油
と比べ劣ることなどから経済的に有効でない。一
方、石炭、天然ガスなどの炭素源を空気、酸素又
は水蒸気の存在下で一酸化炭素及び/又は二酸化
炭素などのガス状炭素酸化物と水素からなる混合
ガスへ転化することはすでに商業的に確立されて
いる。さらに該混合ガスから反応温度150〜500
℃、反応圧力1000atm以下の条件下で族元素を
主体とした触媒を用い炭化水素を製造することも
可能である。例えば最も広く研究されたフイツシ
ヤー・トロプシユ法は合成ガスから軽質ガス、ガ
ソリン及びその他の炭化水素油を製造するプロセ
スとして、すでに南アフリカSASOL社で採用さ
れ、石炭から各種の炭化水素が商業規模で製造さ
れている。しかしフイツシヤー・トロプシユ法で
は生成物は直鎖のパラフイン系炭化水素から主と
してなるので、ガソリン留分ではリサーチ法オク
タン価は約50と低く、現在の自動車用燃料として
は不適当である。また生成物は炭化水素の炭素数
が1〜30と幅広く分布しており、ガソリン沸点範
囲の炭化水素の選択性が悪いという欠点がある。 一方、合成ガスは銅、亜鉛、クロムなどの金属
又は金属酸化物触媒を用いメタノールなどの含酸
素有機化合物に転化できることもよく知られてお
り、さらに、メタノールは結晶性アルミノシリケ
ートと250〜500℃、50atm以下の条件で接触する
ことによりガソリン沸点範囲の炭化水素に選択的
に転化できることも公知である。そのための結晶
性ゼオライトとしてはZSM−5(特公昭46−
10064号、特開昭52−8005号)のほか、ZSM−48
までの一連のZSMシリーズの高シリカ結晶性ア
ルミノシリケート、モルデナイトゼオライトなど
がある。 最近、合成ガスから直接ガソリン沸点範囲の炭
化水素を製造する効率的な方法が明らかにされ
た。この方法は、フイツシヤー・トロプシユ触媒
又はメタノール合成触媒のような一酸化炭素を水
素化する活性を有する金属又は金属酸化物と結晶
性ゼオライトとの複合触媒を用い合成ガスから1
段で炭化水素を製造するものである。具体的な方
法の一つは、一酸化炭素を水素化する活性を有す
る金属酸化物と結晶性ゼオライトとを機械的に混
合した触媒であり、他の一つは一酸化炭素を水素
化する活性を有する金属を、結晶性ゼオライト又
は一酸化炭素を水素化する活性を有する他の金属
酸化物と結晶性ゼオライトとの複合物に担持させ
調製した触媒である。 以上に示した複合触媒を用い合成ガスから一段
で炭化水素を製造する方法は未だ開発段階にあ
り、その反応のすべてが固体床反応器を用いて行
われているが、プロセス化に当つては触媒寿命、
触媒活性・選択性及び触媒層反応温度の制御など
解決しなければならない問題が残されている。特
に、合成ガスから炭化水素やアルコールを製造す
る反応の反応熱は表1に示すようにかなり大きな
発熱であり、これらの合成反応では、このような
反応熱の除去は反応器の選定における重要な問題
である。 表 1 炭素1個当たりの反応熱 ΔH Kcal CH4 −50 C2H6 −42 C6H14 −39 C2H4 −26 C6H12 −34 CH3OH −23.9 C2H5OH −29.5 工業的にすでに行われているメタノール合成反
応は、固定床で行われるが、これは一酸化炭素の
転化率が低くかつ大量のガスをリサイクルし反応
熱の除去を行つている故可能である。しかし本発
明の反応のように、高い一酸化炭素転化率が必要
とされ、さらに反応中間体がメタノールの場合
は、最終生成物の炭化水素はさらに大きな発熱反
応である脱水反応を経て生成されるため、実用化
を想定した場合、反応熱の除去の面から固定床反
応器は極めて困難である。 本発明の反応ではないが、類似の反応プロセス
として知られるフイツシヤー・トロプシユ法では
その大きな発熱反応のため、熱除去の容易さから
気相流動床反応器又は懸濁床反応器が理想的であ
るとして、種々の検討が行われており、気相流動
床については南アフリカ、SASOL社で工業化が
なされている。ここで気相流動床とは、反応器内
で10〜100μmの粉末触媒が下方から上昇する反
応ガス流体と高められた温度、高められた圧力で
流動状態を形成し触媒する反応方式をいう。また
懸濁床反応とは、100μm以下の粉末触媒を高沸
点パラフイン系炭化水素油からなる液体媒体に懸
濁分散しスラリー状化した触媒と反応ガス流体と
を上昇流で触媒させ反応を行う方式をいう。 気相流動床は反応熱除去については好ましい
が、はげしい流動状態で触媒間での衝突を繰返す
ための触媒の耐摩耗性が問題であり、強度の弱い
沈殿鉄系フイツシヤー・トロプシユ触媒には適用
できないとされている。一方懸濁床は、触媒粒度
は細かい方が好ましい為、強度の弱い触媒の使用
が可能であり、反応熱の除去は気相流動床より、
さらに容易である。通常、フイツシヤー・トロプ
シユ反応を懸濁床で行うには5μm以下の沈殿鉄
系酸化鉄粉末を沸点300℃以上のパラフイン系鉱
油に分散させてスラリー濃度5〜30wt%として
用いる。 フイツシヤー・トロプシユ法のこれまでの知見
から、本発明で取扱う合成ガスからの炭化水素の
製造反応を気相流動床、又は懸濁床で行い、反応
熱除去の問題を解決しようとすることは自然の流
れであろうし、特に、微細粒子からなり、かつ強
度の比較的弱い結晶性ゼオライトを触媒の主要成
分とする触媒系を取扱う場合、懸濁床は最も好ま
しい反応方式であるという類推も極く自然であろ
う。 フイツシヤー・トロプシユ法で使用されるパラ
フイン系懸濁液は、フイツシヤー・トロプシユ反
応で合成ガスから生成する炭化水素油の高沸点留
分と組成が類似しているため、スラリーとして抜
き出し分離回収でき、再度リサイクルが可能であ
り、また反応条件下では分解などの軽質留分への
転化が起こらないためロスしない。このため、フ
イツシヤー・トロプシユ反応ではパラフイン系炭
化水素が好ましい液状媒体とされている。しかし
パラフイン系炭化水素は結晶性ゼオライトの存在
下では容易に分解されることから、フイツシヤ
ー・トロプシユ法で使用されるパラフイン系炭化
水素をそのまま本発明で実施する反応には使用で
きない。この理由からフイツシヤー・トロプシユ
合成触媒又はメタノール合成触媒と結晶性ゼオラ
イトとの複合触媒を用い、合成ガスから炭化水素
を1段で製造する反応を懸濁床で行う試みはこれ
までなされなかつた。 しかし、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結
果、特定の液状媒体を見出すことにより、結晶性
ゼオライトを触媒成分とする系においても合成ガ
スから炭化水素を製造する反応を懸濁床方式で実
施することを可能とするとともに、本発明の方法
が触媒寿命の延長、ガソリン沸点範囲の炭化水素
の収率向上にも好ましい効果を与えることを見出
し、本発明を完成した。 すなわち本発明は、合成ガスを一酸化炭素を水
素化する活性を有する金属及び/又は金属酸化物
と結晶性ゼオライトから複合触媒と接触させ炭化
水素、特にガソリン沸点範囲の炭化水素を高収率
で得る方法において、該触媒を特定の液状媒体に
分散しスラリーで使用する懸濁床反応方式に関す
るものであり、ここで液状媒体として重質軽油の
接触分解プロセスより副生する重質サイクル油留
分を水素化脱硫と好ましくは接触脱ろう処理して
得られる沸点250℃以上で芳香族含有量が50wt%
以上(残部アルキル基を有するナフテン系炭化水
素とパラフイン系炭化水素)の重質芳香族炭化水
素混合物を使用する合成ガスから直接炭化水素を
製造する方法に関するものである。 液状触媒が重質芳香族混合物であるため、合成
ガスの転化反応において、液状媒体は軽質留分に
分解されることがなく、また本発明における反応
では、触媒成分として存在する結晶性ゼオライト
の形状選択性が発揮され、合成ガスからは沸点が
200℃以上の炭化水素は実質的に生成せず、この
2つの理由から、合成ガスから生成する炭化水素
は沸点の差から容易に液状媒体と分離できる。さ
らに、反応の長い期間において液状媒体の補充、
抜出しを行う必要がないため、工程は簡素化され
経済的なプロセスとなる。 懸濁床反応器で実施する本発明では、反応熱の
除去が容易であるため固定床でしばしば経験する
ホツトスポツトや触媒層の一部での温度暴走を避
けることができ触媒層の全域に互つて均一な温度
で運転できる。このため、高温で進みやすいメタ
ン反応や、生成したガソリン沸点範囲の炭化水素
の2次分解が固定床反応器と比べ低く抑えること
ができるためガソリン沸点範囲の炭化水素を高い
収率で得ることができる。また固定床反応では通
常反応に伴い触媒表面上にコークが付着し、活性
が低下するため触媒寿命が短い欠点があるが、本
発明では液状媒体が重質芳香族であるため、コー
クはその前駆体において液状媒体に溶解除去され
るため、触媒の活性低下の原因となるコーク付着
がほとんど起こらず、触媒は長期に互つて安定し
た活性を保持できるとの驚くべき効果が得られ
た。 次に本発明についてさらに詳細に説明する。 反応原料である合成ガスは特に限定するもので
なく、通常H2/COモル比が0.5以上あれば良く、
触媒スラリーと200〜450℃、好ましくは250〜350
℃の温度、100Kg/cm2以下、好ましくは10〜50
Kg/cm2の圧力、100〜10000h-1、好ましくは500〜
2000h-1のGHSVの条件で接触する。この際、高
圧分離器にて分離される軽質炭化水素と無機ガス
から成るガス流体を反応器入口にリサイクルする
ことができる。リサイクルガス比は原料合成ガス
に対し容量で0.1〜100、好ましくは0.5〜10であ
る。触媒は一酸化炭素を水素化する触媒活性を有
する金属又は/及び金属酸化物と結晶性ゼオライ
トとから成る複合触媒であり、大別しフイツシヤ
ー・トロプシユ合成反応を促進するFe、Co、Ru
などの1種以上の金属又は金属酸化物と結晶性ゼ
オライトとの複合触媒又はメタノール合成反応を
促進するCu、Zn、Cr、Pdなどの1種以上の金属
又は金属酸化物と結晶性ゼオライトとの複合触媒
である。ここで一酸化炭素を水素化する触媒活性
を有する金属の触媒中の含有量は担持触媒では金
属として0.1〜15wt%、酸化物触媒では金属酸化
物として5〜50wt%である。結晶性ゼオライト
とは通常シリカとアルミナが酸素を共有して三次
元網目構造を保ち、アルミニウムとけい素原子と
の合計に対する酸素原子の比は2であり、これら
のSiO2四面体の陰電気性はアルカル金属陽イオ
ン、特にナトリウム、カリウム又はある場合には
有機窒素陽イオンで平衡がとれている結晶性アル
ミノシリケートをいう。またアルミニウムの一部
又は全部が他の金属、例えば鉄(特開昭53−
76199)、クロム(特開昭55−115783)、バナジウ
ム(西ドイツ特許2831631)、ビスマス(特開昭57
−196718)、ランタン(特開昭57−10684、特開昭
58−194737)、セリウム(特開昭57−10684、特開
昭58−194737)、ほう素(特開昭53−55500、特開
昭55−76825)、チタン(特開昭57−10684)等の
三価の金属で置換され合成された結晶性シリケー
トをも含む。通常結晶性ゼオライトは天然に数多
く存在するが、合成によつても製造でき、そのい
ずれも使用できる。また結晶性ゼオライトは結晶
構造上、酸素原子の結合の仕方により特定の均一
細孔径を有しており、細孔径が約5Åの小孔径ゼ
オライトとしてはエリオナイト、オフレタイト、
フエリエライトが、細孔径が約9Åの大孔径ゼオ
ライトとしてはフオージヤサイト型のX又はYゼ
オライト或いはモルデナイトが、また細孔径が5
〜9Åの中孔径ゼオライトとしては、ZSM−5
(特公昭46−10064)のほかシリカ対アルミナ比が
12以上のZSM−11(特公昭53−23280)、ZSM−12
(特公昭52−16079)、ZSM−21(特公昭50−
54598)、ZSM−35(米国特許願第528061号、1974
年11月29日)、ZSM−38(米国特許願第528060号、
1974年11月29日)などのモーピルオイル社の開発
したZSMシリーズのゼオライトのほか、シエ
ル・インターナシヨナル・リサーチ社の開発した
鉄シリケート(特開昭53−76199)、さらには製造
方法が異なるがX線回折パターンがZSM−5と
類似するZSM−5タイプの高シリカ結晶性ゼオ
ライト、また上記ゼオライトのアルミナの一部又
は全部が他の三価の金属で代替されたゼオライ
ト、例えばほう素シリケート(特開昭53−
55500)、ビスマスシリケート(特開昭57−
196718)、タンタルシリケート及びセリウムシリ
ケート(以上特開昭57−10684、特開昭58−
194737)などが含まれる。 細孔径が約5Åの小孔径ゼオライトを複合した
触媒を使用する反応においては、生成する炭化水
素は、ゼオライトの形状選択性のため、分子サイ
ズが約5Å以下の直鎖パラフイン、オレフイン又
は炭素数が5以下の軽質炭化水素であり、この場
合は石油化学原料として有用なエチレン、プロピ
レン、ブチレン等の低級オレフインを得ることが
できる。また必要であればこれらの低級オレフイ
ンはアルキル化、不均化、二量化などの公知の方
法により容易にガソリン沸点範囲の炭化水素に転
化できる。 細孔径が5〜9Åの中孔径ゼオライトを複合し
た触媒は、ガソリン沸点範囲の炭化水素を高収率
で得るに最も好ましいゼオライトである。炭化水
素に芳香族炭化水素を主に得ようとする場合は、
ゼオライト合成時にシリカ源、アルミナ源、アル
カリ源のほかに有機試薬として、テトラプロピル
アンモニウム塩(特公昭46−10064で明示される
モービルオイル社のZSM−5のほか、特開昭51
−67298で明示されるICI社のゼータ3など)、有
機アミン(特開昭50−54598、特開昭54−99799な
ど)、アルコールアミン(特開昭54−107499な
ど)、ジグリコールアミン(特開昭56−92114)の
いずれか又はその前駆物質の存在下で水熱合成反
応を行つて得られたシリカ対アルミナ比が12〜
100の結晶性アルミノシリケートが好ましく使用
できる。また炭化水素にオレフイン炭化水素を主
に得ようとする場合は、前述のアルミナ源の代り
に、三価の金属源を加えて合成したアルミニウム
を実質的に含有しない結晶性遷移金属シリケート
が好ましく使用できる。細孔径が約9Åの大孔径
ゼオライトを複合した触媒では生成する炭化水素
がガソリン沸点範囲以下の炭化水素ばかりでな
く、灯油、軽油留分をも生成するのでそれらを併
産する必要のある場合選択される。なお、いずれ
の結晶性ゼオライトも本発明の転化反応に使用す
るには、陽イオンの少なくとも50%以上を水素イ
オン、希土類イオン等で交換し、酸性点を発見し
たものが好ましい。 次に本発明において使用する触媒スラリーを調
製する上で必須である液状媒体について説明す
る。すなわちここで使用する重質芳香族から成る
炭化水素油は、石油精製工場においてガソリン製
造プロセスとして知られる接触分解装置で副生す
る重質サイクル油を水素化脱硫処理して得られ
る。さらに好ましくは引続いて接触脱ろうして得
られる。接触分解プロセスは通常、原油を常圧蒸
留して得られる沸点が250〜400℃の直留重質軽
油、又は重油を減圧蒸留して得られる沸点が350
〜550℃の減圧軽油又はそれらを水素化脱硫装置
で硫黄分、窒素分を減じて得られる脱硫油を原料
油として、450〜550℃の温度、10Kg/cm2G以下の
圧力でゼオライト、シリカアルミナ、アルミナの
一つ以上からなる粉末触媒と流動状態で接触する
ことにより、オクタン価の高いガソリン基材を得
るプロセスである。上記条件で原料油は60〜
80vol%が分解を受け、ドライガス、LPGとナフ
サ沸点以上の留分に分離される。引続いてナフサ
沸点以上の留分は蒸留塔で沸点が約200℃以下の
ナフサ、沸点が約200〜300℃の軽質サイクル油
(LCO)、沸点が約300〜400℃の重質サイクル油
及び残油(スラリーオイル)に分離される。この
内沸点が原料油とほぼ同程度の重質サイクル油は
通常製品として一部抜出すほかは大部分が、反応
塔へ再循環される。 本発明者らはこの重質サイクル油がすでに結晶
性ゼオライト系触媒の下で高温で処理されている
故、高温での熱安定性が高く、また本発明で使用
するゼオライト含有触媒下でも安定して存在しう
ること、及び沸点範囲、粘度が触媒を懸濁させる
液状媒体として好ましい性状を有していることに
着目した。すなわち代表的な重質サイクル油は比
重(15/4℃)0.9〜1.0、50℃の動粘度15〜1セ
ンチストークス、流動点+20〜−10℃、沸点範囲
250〜400℃、硫黄分0.1〜2.0wt%、窒素分0.01〜
0.5wt%の性状を示す。しかし、この性状からわ
かるように、触媒の被毒物質となる硫黄、窒素が
多く存在しており、一方これらの被毒物質は微量
であつても本発明で使用する触媒の金属成分を被
毒するため、液状媒体として使用するためには、
除去する必要がある。除去方法は特に限定するも
のではないが、工業的に通常使用される水素化脱
硫処理が使用できる。 水素化脱硫処理は、重質サイクル油をコバル
ト・モリブデン・アルミナ又はニツケル・モリブ
デン・アルミナのごとき通例の水素化脱硫触媒の
存在下で、300〜400℃の温度、20〜150Kg/cm2
の圧力、LHSV0.1〜10h-1、水素対油比50〜
10000Nm3/Klの条件で接触することにより行い、
硫黄分を0.5wt%以下、窒素分を0.1wt%以下、好
ましくは硫黄分0.1wt%以下、窒素分0.05wt%以
下とする必要がある。脱硫重質サイクル油を引続
き接触脱ろう処理を行えばさらに好ましい液体媒
体になる。接触脱ろう処理を行わないで液状媒体
として使用しても触媒活性を損うことはないが、
反応初期に脱硫重質サイクル油中に含有されるパ
ラフインが触媒成分の結晶ゼオライトにより分解
され、液体媒体の減少を招くため、脱硫重質サイ
クル油を接触脱ろうした後水素化脱硫することも
できる。 接触脱ろう処理は、流動点の改善のために
ZSM−5ゼオライトのようなろう分だけを選択
的に弁解しうる中孔径ゼオライトを触媒として使
用する反応であり、すでに工業化された方法とし
てはZSM−5ゼオライトを用いるモービルオイ
ル社のMDDW法、モルデナイトゼオライトを用
いるブリテイツシユ・ペトロリウム社の脱ろう法
がある。このほか本発明で使用できる結晶性ゼオ
ライトとして記述しているもののうち、細孔径が
5〜9Åの中孔径の結晶性ゼオライトを触媒とす
ることによつても達成できる。接触脱ろうの反応
条件は、触媒の種類により異なるが、通常250〜
400℃の温度、100Kg/cm2G以下の圧力、
LHSV0.1〜10h-1で行う。得られた脱ろう処理油
はそのまま液体媒体とすることもできるが、ろう
分の分解により生成した沸点300℃以下の留分を
蒸留で除去することが好ましい。 このようにして得た液体媒体は触媒と混合し、
スラリー状態で反応に供する。触媒の混合割合は
スラリー中の濃度で5〜50wt%であり、触媒は
あらかじめ50μm以下の粉末とした後混合するか
又は/及び液状媒体と混合した後、粉砕し、50μ
m以下、好ましくは5μm以下とすることが好ま
しい。 以下、実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はその要旨を越えないかぎり、以下に
限定されるものではない。 結晶性ゼオライトの調製 結晶性ゼオライトを次のように製造した。水ガ
ラス、塩化ランタン、水を36Na20・La2O3
80SiO2・1600H2Oのモル比になるように調合し、
これに塩酸を適当量添加し、上記混合物のPHが9
前後になるようにした後、有機化合物としてト
リ・nプロピルアミン、nプロピルブロマイド及
びメチルエチルケトンをLa2O3のモル数の20倍加
え、良く混合し1のステンレス製オートクレー
ブに張込んだ。上記混合物を約500rpmにて撹拌
しながら100℃で1日、次に170℃で3日間反応さ
せた。得られた結晶物の有機化合物を除外した組
成は脱水の形態で表わして0.4Na2O・La2O3
80SiO2であつた。これを結晶性ランタンシリケ
ートと称する。 次にシリカゾル、アルミン酸ソーダ、苛性ソー
ダ及び水を10Na2O・Al2O3・46SiO2・1300H2O
のモル比になるように調合し、有機化合物として
ジグリコールアミンをAl2O3のモル数の18倍加え
良く混合し、1のステンレス製オートクレーブ
に張込んだ。上記混合物を約500rpmにて撹拌し
ながら自生圧力下160℃で3日間反応させた。得
られた白色微細結晶物は化学分析の結果、
Na1.8wt%、N0.8wt%を含有し、シリカ対アル
ミナモル比は27であつた。これをDGAゼオライ
トと称する。 この2つの高シリカゼオライトは次に酸型にか
えるため水洗後以下のイオン交換処理を行つた。
まず550℃で5時間焼成することにより有機窒素
陽イオンを焼成除去した。次に1N塩酸に浸漬し、
80℃で7日間処理した後、イオン交換水で洗浄水
がPHが6になるまで洗浄し、110℃で12時間乾燥
し、最終的に水素イオン型の結晶性ゼオライトを
得た。 触媒の調製 触媒は次のように製造した。硝酸第2鉄水溶液
にアンモニア水を加えることにより得た沈殿鉄を
イオン交換水で蒸した後、酸化鉄対結晶性ゼオラ
イト重量比が1:1となるよう結晶性ゼオライト
の調製に示した結晶性ランタンシリケートと混合
した。混合物は130℃で乾燥後、ルテニウム含有
量が1wt%になる量の三塩化ルテニウム水溶液を
含浸し、130℃で3時間乾燥、次いで500℃で3時
間焼成し触媒とした。これをSTG−1と称する。 又、結晶性ランタンシリケートの代りに結晶性
ゼオライト調製に示したDGAゼオライトを用い
た以外は全く同様の方法で製造した触媒をSTG
−2と称する。 またBASF社製亜鉛、クロム系メタノール合成
触媒と結晶性ランタンシリケートとを重量比で
1:1となるよう機械混合し、50μm以下の粒度
とした触媒をSTG−3と称する。 このほか酸化バナジウムと結晶性ランタンシリ
ケートとを重量比で1:1に混合後、ルテニウム
含有量が1wt%になる量の三塩化ルテニウム水溶
液を含浸させ、130℃で3時間乾燥して得た50μ
m以下の粉末触媒をSTG−4と称する。 液状媒体の調製 懸濁液は次のように調製した。脱硫減圧軽油を
原料油とした接触分解装置より採取した表1に示
す性状の重質サイクル油をケツチエン社製KF702
コバルト・モリブデン・アルミナ系水素化脱硫触
媒を予備硫化(水素化脱硫触媒は脱硫反応に供す
る場合、触媒中の金属成分の硫化を行う必要があ
りこの操作を予備硫流という。すなわち、触媒中
のコバルトやモリブデンは硫化処理を行なわない
と、脱硫活性が低くかつ分解などの好ましくない
副反応が生ずる。このため、上記金属成分を硫化
物に変え最上の活性が得られるようにするための
予備硫化を行う。)後、380℃、45Kg/cm2G、
LHSV=1h-1、水素対油比500Nm3/Klの条件で
処理した。次に、脱硫油の一部は前記の水素型
DGAゼオライトを、ペーマイトアルミナゲルを
マトリツクスとして重量比で1:1にて混合成型
後550℃で焼成し得た触媒の存在下、350℃、20
Kg/cm2G、LHSV=1.5h-1、水素対油比200N
m3/Klの条件で接触脱ろう処理した。引続き脱ろ
う油は蒸留装置で沸点300℃以下と300℃以上の留
分に分離し、300℃以上の留分を液状媒体として
用いた。 表2に脱硫油及び脱硫脱ろう油の性状を示す。
The present invention relates to a process for obtaining high yields of hydrocarbons, in particular hydrocarbons in the gasoline boiling range, from synthesis gas, a mixture of hydrogen and gaseous carbon oxides such as carbon monoxide and/or carbon dioxide. More specifically, when producing hydrocarbons by bringing a composite catalyst of a metal or/and metal oxide and crystalline zeolite having catalytic activity for hydrogenating carbon monoxide into contact with synthesis gas, the reaction is carried out in a suspended bed. The present invention relates to a method in which hydrorefined heavy cycle oil from a catalytic cracking process is used as a liquid medium. Hydrocarbons in the gasoline boiling range, including motor gasoline and other light gases, are produced industrially by distillation of crude oil or by known processes such as catalytic reforming of naphtha, catalytic cracking of heavy fractions, and hydrocracking. Manufactured. However, due to the need to cope with the future rise in crude oil prices and the scarcity of crude oil supply sources, there is a need to produce hydrocarbons in the gasoline boiling point range from carbon resources other than petroleum, for which demand is expected to grow in the future.
Attempts are being made to develop so-called new fuel oil production technology. Until now, the energy development field has been exploring technologies to convert carbon resources other than crude oil into hydrocarbons equivalent to petroleum. For example, methods such as direct liquefaction of coal and cracking of tar sand oil or oil sand oil are being studied. It has been. However, these methods require extremely high pressure, are complicated, and are not economically effective because the quality of the products obtained is inferior to that of petroleum. On the other hand, it is already commercially possible to convert carbon sources such as coal and natural gas into gas mixtures consisting of hydrogen and gaseous carbon oxides such as carbon monoxide and/or carbon dioxide in the presence of air, oxygen or water vapor. Established. Furthermore, from the mixed gas, the reaction temperature is 150 to 500.
It is also possible to produce hydrocarbons using a catalyst mainly composed of group elements at a temperature of 1000 atm or less at a reaction pressure of 1000 atm or less. For example, the most widely studied process, the Fitschier-Tropschew process, has already been adopted by South African SASOL as a process for producing light gas, gasoline and other hydrocarbon oils from syngas, and various hydrocarbons have been produced from coal on a commercial scale. ing. However, in the Fischer-Tropsch process, the product is mainly composed of straight-chain paraffinic hydrocarbons, so the research process octane number of the gasoline fraction is as low as about 50, making it unsuitable as a current automobile fuel. In addition, the product has a wide range of hydrocarbon carbon numbers ranging from 1 to 30, and has the disadvantage of poor selectivity for hydrocarbons in the gasoline boiling point range. On the other hand, it is well known that synthesis gas can be converted into oxygen-containing organic compounds such as methanol using metals such as copper, zinc, and chromium or metal oxide catalysts. It is also known that hydrocarbons in the gasoline boiling range can be selectively converted by contacting them under conditions of , 50 atm or less. The crystalline zeolite for this purpose is ZSM-5
10064, JP-A-52-8005), ZSM-48
There are a series of ZSM series high silica crystalline aluminosilicate, mordenite zeolite etc. Recently, an efficient method for producing gasoline boiling range hydrocarbons directly from synthesis gas has been identified. This method uses a composite catalyst of a metal or metal oxide and crystalline zeolite having an activity to hydrogenate carbon monoxide, such as a Fischer-Tropsch catalyst or a methanol synthesis catalyst, to convert synthesis gas into
Hydrocarbons are produced in stages. One specific method uses a catalyst that mechanically mixes a metal oxide with the activity of hydrogenating carbon monoxide and crystalline zeolite, and the other method uses a catalyst with the activity of hydrogenating carbon monoxide. This is a catalyst prepared by supporting a metal having the following properties on a crystalline zeolite or a composite of the crystalline zeolite and another metal oxide having the activity of hydrogenating carbon monoxide. The method for producing hydrocarbons from synthesis gas in one step using the composite catalyst shown above is still in the development stage, and all of the reactions are carried out using a solid bed reactor, but there are still some problems in processing. catalyst life,
Problems such as catalyst activity/selectivity and control of catalyst layer reaction temperature remain to be solved. In particular, the reaction heat of the reaction to produce hydrocarbons and alcohols from synthesis gas is quite large as shown in Table 1, and in these synthesis reactions, the removal of this reaction heat is an important factor in selecting a reactor. That's a problem. Table 1 Heat of reaction per carbon ΔH Kcal CH 4 −50 C 2 H 6 −42 C 6 H 14 −39 C 2 H 4 −26 C 6 H 12 −34 CH 3 OH −23.9 C 2 H 5 OH − 29.5 The methanol synthesis reaction that is already being carried out industrially is carried out in a fixed bed, which is possible because the conversion rate of carbon monoxide is low and a large amount of gas is recycled to remove the reaction heat. . However, as in the reaction of the present invention, when a high carbon monoxide conversion rate is required and the reaction intermediate is methanol, the final hydrocarbon product is produced through a dehydration reaction, which is an even more exothermic reaction. Therefore, when it comes to practical use, it is extremely difficult to use a fixed bed reactor in terms of removing the reaction heat. Although it is not the reaction of the present invention, a gas-phase fluidized bed reactor or suspended bed reactor is ideal for the large exothermic reaction of the similar reaction process known as the Fischier-Tropsch process, due to the ease of heat removal. A variety of studies have been carried out, and gas-phase fluidized beds have been industrialized by SASOL in South Africa. Here, the gas phase fluidized bed refers to a reaction method in which a powder catalyst of 10 to 100 μm forms a fluidized state in a reactor with a reaction gas fluid rising from below at elevated temperature and pressure. Suspended bed reaction is a method in which a powder catalyst of 100 μm or less is suspended and dispersed in a liquid medium consisting of high-boiling paraffinic hydrocarbon oil, and the reaction is carried out by catalyzing the slurry of the catalyst and a reaction gas fluid in an upward flow. means. Gas-phase fluidized beds are preferable for reaction heat removal, but the wear resistance of the catalyst is a problem due to repeated collisions between catalysts in a violently fluidized state, and it cannot be applied to precipitated iron-based Fitscher-Tropschule catalysts, which have weak strength. It is said that On the other hand, in a suspended bed, the catalyst particle size is preferably finer, so it is possible to use a weaker catalyst, and the reaction heat is removed more easily than in a gas-phase fluidized bed.
It's even easier. Usually, to carry out the Fischer-Tropsch reaction in a suspended bed, precipitated iron-based iron oxide powder of 5 μm or less is dispersed in paraffin-based mineral oil with a boiling point of 300° C. or higher, and a slurry concentration of 5 to 30 wt% is used. Based on the knowledge of the Fitschier-Tropsch process, it is natural to try to solve the problem of reaction heat removal by performing the reaction for producing hydrocarbons from synthesis gas, which is handled in the present invention, in a gas-phase fluidized bed or suspended bed. In particular, when dealing with a catalyst system in which the main component of the catalyst is crystalline zeolite, which consists of fine particles and has relatively low strength, it is highly analogous that the suspended bed is the most preferable reaction method. It would be natural. The paraffinic suspension used in the Fitscher-Tropsch process has a similar composition to the high-boiling fraction of hydrocarbon oil produced from synthesis gas in the Fitscher-Tropsch reaction, so it can be extracted as a slurry, separated and recovered, and recycled again. It is recyclable and does not undergo any decomposition or other conversion to light fractions under the reaction conditions, so there is no loss. For this reason, paraffinic hydrocarbons are preferred liquid media in the Fischer-Tropsch reaction. However, since paraffinic hydrocarbons are easily decomposed in the presence of crystalline zeolite, the paraffinic hydrocarbons used in the Fischer-Tropsch method cannot be used as they are in the reaction carried out in the present invention. For this reason, no attempt has been made to perform a one-stage reaction to produce hydrocarbons from synthesis gas in a suspended bed using a composite catalyst of a Fischer-Tropsch synthesis catalyst or a methanol synthesis catalyst and crystalline zeolite. However, as a result of extensive research, the present inventors discovered a specific liquid medium that enabled them to produce hydrocarbons from synthesis gas using a suspended bed method even in a system using crystalline zeolite as a catalyst component. The present invention has been completed based on the discovery that the method of the present invention can be carried out, and that the method of the present invention has favorable effects on extending the life of the catalyst and improving the yield of hydrocarbons in the gasoline boiling point range. That is, the present invention brings hydrocarbons, particularly hydrocarbons in the gasoline boiling point range, into high yield by contacting synthesis gas with a composite catalyst made of metals and/or metal oxides having an activity for hydrogenating carbon monoxide and crystalline zeolite. The method involves a suspended bed reaction method in which the catalyst is dispersed in a specific liquid medium and used as a slurry, in which a heavy cycle oil fraction, which is a by-product from the catalytic cracking process of heavy gas oil, is used as the liquid medium. with a boiling point of 250℃ or higher and an aromatic content of 50wt% obtained by hydrodesulfurization and preferably catalytic dewaxing treatment.
The present invention relates to a method for directly producing hydrocarbons from synthesis gas using a mixture of the above heavy aromatic hydrocarbons (naphthenic hydrocarbons and paraffinic hydrocarbons having a residual alkyl group). Since the liquid catalyst is a heavy aromatic mixture, the liquid medium is not decomposed into light fractions in the synthesis gas conversion reaction, and in the reaction of the present invention, the shape of the crystalline zeolite present as a catalyst component is Selectivity is exhibited, and the boiling point is reduced from synthesis gas.
Substantially no hydrocarbons are produced above 200°C, and for these two reasons, hydrocarbons produced from synthesis gas can be easily separated from the liquid medium due to the difference in boiling point. In addition, replenishment of the liquid medium during long periods of the reaction,
Since there is no need to perform extraction, the process is simplified and becomes an economical process. In the present invention carried out in a suspended bed reactor, the heat of reaction can be easily removed, thereby avoiding hot spots and temperature runaway in parts of the catalyst layer that are often experienced in fixed beds. It can be operated at a uniform temperature. For this reason, the methane reaction, which tends to proceed at high temperatures, and the secondary decomposition of generated hydrocarbons in the gasoline boiling point range can be suppressed to a lower level than in fixed bed reactors, making it possible to obtain hydrocarbons in the gasoline boiling point range in high yields. can. In addition, in fixed bed reactions, coke usually adheres to the catalyst surface during the reaction, reducing activity and shortening the catalyst life. However, in the present invention, since the liquid medium is a heavy aromatic, coke is a precursor to coke. Since the catalyst is dissolved and removed by a liquid medium in the body, there is almost no coke adhesion, which can cause a decrease in catalyst activity, and the catalyst has the surprising effect of maintaining stable activity over a long period of time. Next, the present invention will be explained in more detail. Synthesis gas, which is a reaction raw material, is not particularly limited, and it is usually sufficient as long as the H 2 /CO molar ratio is 0.5 or more.
Catalyst slurry and 200-450℃, preferably 250-350℃
Temperature in °C, below 100Kg/ cm2 , preferably 10-50
Kg/ cm2 pressure, 100~10000h -1 , preferably 500~
Contact at GHSV condition of 2000h -1 . At this time, the gas fluid consisting of light hydrocarbons and inorganic gas separated by the high-pressure separator can be recycled to the reactor inlet. The recycled gas ratio is 0.1 to 100, preferably 0.5 to 10, by volume relative to the raw material synthesis gas. The catalyst is a composite catalyst consisting of a metal or/and metal oxide with catalytic activity to hydrogenate carbon monoxide and crystalline zeolite.
or a composite catalyst of one or more metals or metal oxides such as Cu, Zn, Cr, Pd, etc. and crystalline zeolite to promote the methanol synthesis reaction. It is a composite catalyst. Here, the content of the metal having catalytic activity for hydrogenating carbon monoxide in the catalyst is 0.1 to 15 wt% as metal in the case of a supported catalyst, and 5 to 50 wt% as metal oxide in the case of an oxide catalyst. Crystalline zeolite is usually a three-dimensional network structure in which silica and alumina share oxygen, and the ratio of oxygen atoms to the total of aluminum and silicon atoms is 2, and the negative electricity of these SiO 2 tetrahedra is Refers to crystalline aluminosilicates balanced with alkali metal cations, especially sodium, potassium or, in some cases, organic nitrogen cations. In addition, some or all of the aluminum may be mixed with other metals, such as iron (Japanese Patent Application Laid-Open No.
76199), chromium (Japanese Unexamined Patent Publication No. 115783), vanadium (West German Patent No. 2831631), bismuth (Japanese Unexamined Patent Application No. 1983-115783),
-196718), Lantern (JP-A-57-10684, JP-A-Sho
58-194737), cerium (JP 57-10684, JP 58-194737), boron (JP 53-55500, JP 55-76825), titanium (JP 57-10684), etc. It also includes crystalline silicates synthesized by substitution with trivalent metals. Generally, crystalline zeolites exist in large numbers in nature, but they can also be produced synthetically, and either of these can be used. In addition, crystalline zeolite has a specific uniform pore diameter due to the way oxygen atoms are bonded due to its crystal structure, and examples of small-pore zeolite with a pore diameter of approximately 5 Å include erionite, offretite,
Ferrierite is a large pore size zeolite with a pore size of about 9 Å, and phosiasite type X or Y zeolite or mordenite is used as a large pore size zeolite with a pore size of about 5 Å.
As a medium pore size zeolite of ~9 Å, ZSM-5
(Special Publication No. 46-10064) and the silica to alumina ratio
12 or more ZSM-11 (Special Publication No. 53-23280), ZSM-12
(Special Publication 16079), ZSM-21 (Special Publication 1977-16079)
54598), ZSM-35 (U.S. Patent Application No. 528061, 1974)
(November 29, 2013), ZSM-38 (U.S. Patent Application No. 528060,
In addition to the ZSM series zeolite developed by Mopil Oil (November 29, 1974), iron silicate developed by Ciel International Research (Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-76199), and even though the manufacturing method is different. ZSM-5 type high silica crystalline zeolite whose X-ray diffraction pattern is similar to ZSM-5, and zeolite in which part or all of the alumina of the above zeolite is replaced with other trivalent metals, such as boron silicate ( Japanese Unexamined Patent Publication 1973-
55500), bismuth silicate (JP-A-57-
Tantalum silicate and cerium silicate
194737), etc. In a reaction using a catalyst composite of small-pore zeolite with a pore diameter of about 5 Å, the hydrocarbons produced are linear paraffins or olefins with a molecular size of about 5 Å or less, or carbon atoms with a molecular size of about 5 Å or less, due to the shape selectivity of the zeolite. 5 or less, and in this case, lower olefins such as ethylene, propylene, and butylene, which are useful as petrochemical raw materials, can be obtained. If necessary, these lower olefins can be easily converted to hydrocarbons within the gasoline boiling point range by known methods such as alkylation, disproportionation, dimerization, etc. A catalyst composite of medium pore size zeolite with a pore size of 5 to 9 Å is the most preferred zeolite for obtaining high yields of hydrocarbons in the gasoline boiling range. When trying to obtain mainly aromatic hydrocarbons from hydrocarbons,
In addition to silica sources, alumina sources, and alkali sources, tetrapropylammonium salts (Mobil Oil's ZSM-5 specified in Japanese Patent Publication No. 46-10064, as well as Japanese Patent Application Laid-open No. 51-1982) are used as organic reagents in addition to silica sources, alumina sources, and alkali sources during zeolite synthesis.
-67298, etc.), organic amines (JP-A-50-54598, JP-A-54-99799, etc.), alcohol amines (JP-A-54-107499, etc.), diglycolamines (JP-A-54-107499, etc.), The silica-to-alumina ratio obtained by performing a hydrothermal synthesis reaction in the presence of any of the following:
100 crystalline aluminosilicate can be preferably used. In addition, when mainly obtaining olefin hydrocarbons from hydrocarbons, it is preferable to use crystalline transition metal silicate, which is synthesized by adding a trivalent metal source and does not substantially contain aluminum, in place of the alumina source mentioned above. can. A catalyst made of a composite of large-pore zeolite with a pore diameter of about 9 Å generates not only hydrocarbons below the boiling point range of gasoline, but also kerosene and gas oil fractions, so select this option if you need to co-produce these. be done. In order to use any crystalline zeolite in the conversion reaction of the present invention, it is preferable that at least 50% or more of the cations are exchanged with hydrogen ions, rare earth ions, etc., and acidic points are discovered. Next, the liquid medium essential for preparing the catalyst slurry used in the present invention will be explained. That is, the heavy aromatic hydrocarbon oil used here is obtained by hydrodesulfurizing heavy cycle oil produced as a by-product in a catalytic cracking unit known as a gasoline manufacturing process in an oil refinery. More preferably, it is obtained by subsequent catalytic dewaxing. The catalytic cracking process usually produces straight-run heavy gas oil with a boiling point of 250 to 400℃ obtained by distilling crude oil at atmospheric pressure, or straight-run heavy gas oil with a boiling point of 350℃ obtained by vacuum distillation of heavy oil.
Using vacuum gas oil at ~550°C or desulfurized oil obtained by reducing the sulfur and nitrogen content in a hydrodesulfurization equipment as feedstock, it is processed into zeolite and silica at a temperature of 450-550°C and a pressure of 10 Kg/cm 2 G or less. This is a process to obtain a gasoline base material with a high octane number by contacting it in a fluidized state with a powder catalyst made of one or more of alumina and alumina. Under the above conditions, the raw oil is 60~
80vol% undergoes decomposition and is separated into dry gas, LPG and a fraction with a boiling point above naphtha. Subsequently, the fraction above the naphtha boiling point is processed in a distillation column into naphtha with a boiling point of about 200°C or less, light cycle oil (LCO) with a boiling point of about 200 to 300°C, heavy cycle oil with a boiling point of about 300 to 400°C, and Separated into residual oil (slurry oil). This heavy cycle oil, which has a boiling point approximately the same as that of the feedstock oil, is usually extracted as a product, but most of it is recycled to the reaction tower. The present inventors believe that this heavy cycle oil has already been treated at high temperatures under a crystalline zeolite-based catalyst, so it has high thermal stability at high temperatures, and is also stable under the zeolite-containing catalyst used in the present invention. The inventors have focused on the fact that the catalyst can exist as a liquid medium, and that its boiling point range and viscosity have favorable properties as a liquid medium in which the catalyst is suspended. In other words, a typical heavy cycle oil has a specific gravity (15/4℃) of 0.9 to 1.0, a kinematic viscosity of 15 to 1 centistokes at 50℃, a pour point of +20 to -10℃, and a boiling point range.
250~400℃, sulfur content 0.1~2.0wt%, nitrogen content 0.01~
Shows properties of 0.5wt%. However, as can be seen from this property, there are many sulfur and nitrogen substances that poison the catalyst, and even if these poisonous substances are in small amounts, they can poison the metal components of the catalyst used in the present invention. Therefore, in order to use it as a liquid medium,
Needs to be removed. The removal method is not particularly limited, but a hydrodesulfurization treatment commonly used in industry can be used. Hydrodesulfurization treatment involves treating heavy cycle oil at a temperature of 300-400°C and 20-150Kg/cm 2 G in the presence of a conventional hydrodesulfurization catalyst such as cobalt-molybdenum-alumina or nickel-molybdenum-alumina.
pressure, LHSV0.1~10h -1 , hydrogen to oil ratio 50~
Performed by contacting under the condition of 10000Nm 3 /Kl,
It is necessary to keep the sulfur content at most 0.5wt% and the nitrogen content at most 0.1wt%, preferably at most 0.1wt% sulfur and 0.05wt% or less. If the desulfurized heavy cycle oil is subsequently subjected to catalytic dewaxing treatment, it becomes a more preferred liquid medium. Although it does not impair catalytic activity when used as a liquid medium without catalytic dewaxing,
At the beginning of the reaction, the paraffin contained in the desulfurized heavy cycle oil is decomposed by the crystalline zeolite catalyst component, resulting in a decrease in the liquid medium, so it is also possible to hydrodesulfurize the desulfurized heavy cycle oil after catalytic dewaxing. . Catalytic dewaxing treatment improves pour point
This reaction uses a medium-pore size zeolite such as ZSM-5 zeolite, which can selectively eliminate wax content, as a catalyst. Already industrialized methods include Mobil Oil's MDDW method using ZSM-5 zeolite, and mordenite. There is a dewaxing method developed by British Petroleum that uses zeolite. In addition, among the crystalline zeolites described as crystalline zeolites that can be used in the present invention, this can also be achieved by using as a catalyst a crystalline zeolite with a medium pore size of 5 to 9 Å. The reaction conditions for catalytic dewaxing vary depending on the type of catalyst, but usually 250~
Temperature of 400℃, pressure of less than 100Kg/cm 2 G,
Perform at LHSV0.1~10h -1 . Although the obtained dewaxed oil can be used as a liquid medium as it is, it is preferable to remove the fraction with a boiling point of 300° C. or lower produced by decomposition of the wax content by distillation. The liquid medium thus obtained is mixed with the catalyst,
The slurry is used for the reaction. The mixing ratio of the catalyst is 5 to 50 wt% in concentration in the slurry, and the catalyst is prepared in advance into a powder of 50 μm or less and mixed, or/and mixed with a liquid medium and then pulverized to form a powder of 50 μm or less.
The thickness is preferably 5 μm or less, preferably 5 μm or less. EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following unless it exceeds the gist thereof. Preparation of crystalline zeolite Crystalline zeolite was produced as follows. Water glass, lanthanum chloride, water to 36Na 2 0・La 2 O 3
Mixed to have a molar ratio of 80SiO 2・1600H 2 O,
Add an appropriate amount of hydrochloric acid to this, and the pH of the above mixture becomes 9.
After this, tri-n-propylamine, n-propyl bromide, and methyl ethyl ketone were added as organic compounds 20 times the number of moles of La 2 O 3 , mixed well, and placed in a stainless steel autoclave (No. 1). The above mixture was reacted at 100° C. for 1 day and then at 170° C. for 3 days while stirring at about 500 rpm. The composition of the obtained crystal, excluding organic compounds, is expressed in dehydrated form as 0.4Na 2 O・La 2 O 3
It was 80SiO2 . This is called crystalline lanthanum silicate. Next, add silica sol, sodium aluminate, caustic soda and water to 10Na 2 O・Al 2 O 3・46SiO 2・1300H 2 O
Diglycolamine was added as an organic compound 18 times the number of moles of Al 2 O 3 and mixed well, and the mixture was placed in a stainless steel autoclave (No. 1). The above mixture was reacted at 160° C. for 3 days under autogenous pressure while stirring at about 500 rpm. As a result of chemical analysis of the obtained white fine crystalline substance,
It contained 1.8 wt% Na and 0.8 wt% N, and the silica to alumina molar ratio was 27. This is called DGA zeolite. These two high silica zeolites were then washed with water and then subjected to the following ion exchange treatment in order to convert them into acid forms.
First, organic nitrogen cations were removed by firing at 550°C for 5 hours. Next, soak it in 1N hydrochloric acid,
After being treated at 80°C for 7 days, it was washed with ion-exchanged water until the pH of the washing water reached 6, and dried at 110°C for 12 hours to finally obtain hydrogen ion type crystalline zeolite. Preparation of catalyst The catalyst was manufactured as follows. After steaming the precipitated iron obtained by adding aqueous ammonia to an aqueous ferric nitrate solution with ion-exchanged water, the crystallinity shown in the preparation of crystalline zeolite was adjusted so that the weight ratio of iron oxide to crystalline zeolite was 1:1. Mixed with lanthanum silicate. The mixture was dried at 130°C, impregnated with an aqueous ruthenium trichloride solution having a ruthenium content of 1 wt%, dried at 130°C for 3 hours, and then calcined at 500°C for 3 hours to obtain a catalyst. This is called STG-1. In addition, a catalyst produced in exactly the same manner except that DGA zeolite shown in the preparation of crystalline zeolite was used instead of crystalline lanthanum silicate was used as STG.
-2. Further, a catalyst made by mechanically mixing BASF's zinc and chromium-based methanol synthesis catalyst and crystalline lanthanum silicate at a weight ratio of 1:1 and having a particle size of 50 μm or less is referred to as STG-3. In addition, vanadium oxide and crystalline lanthanum silicate were mixed at a weight ratio of 1:1, impregnated with an aqueous ruthenium trichloride solution with a ruthenium content of 1 wt%, and dried at 130°C for 3 hours.
The powder catalyst having a diameter of less than m is called STG-4. Preparation of liquid medium A suspension was prepared as follows. Heavy cycle oil with the properties shown in Table 1 collected from a catalytic cracker using desulfurized vacuum gas oil as raw material was used as KF702 manufactured by Ketsutien.
Pre-sulfurization of cobalt-molybdenum-alumina-based hydrodesulfurization catalyst (When a hydrodesulfurization catalyst is subjected to a desulfurization reaction, it is necessary to sulfurize the metal components in the catalyst, and this operation is called presulfurization. If cobalt and molybdenum are not sulfided, their desulfurization activity will be low and undesirable side reactions such as decomposition will occur.For this reason, pre-sulfurization is necessary to convert the above metal components into sulfides and obtain the best activity. ), then 380℃, 45Kg/cm 2 G,
The treatment was carried out under the conditions of LHSV=1 h -1 and hydrogen to oil ratio of 500 Nm 3 /Kl. Next, some of the desulfurized oil is of the hydrogen type mentioned above.
DGA zeolite was mixed and molded with paemite alumina gel as a matrix at a weight ratio of 1:1, and then calcined at 550°C.
Kg/cm 2 G, LHSV=1.5h -1 , hydrogen to oil ratio 200N
Catalytic dewaxing treatment was carried out under the conditions of m 3 /Kl. Subsequently, the dewaxed oil was separated into fractions with a boiling point below 300°C and above 300°C in a distillation apparatus, and the fraction with a boiling point above 300°C was used as a liquid medium. Table 2 shows the properties of the desulfurized oil and the desulfurized and dewaxed oil.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 このほか触媒への液状媒体中の硫黄分の影響を
検討するために、水素化脱硫処理において反応温
度を360℃としたほかは同一の処理を行い硫黄分
0.07wt%の脱硫重質サイクル油を調整した。 液状媒体中のs分の影響 固定床流通りアクターを用い、STG−2触媒
に対する液状媒体中の硫黄分の影響を検討した。
H2/COモル比2の原料ガスを320℃、20Kg/cm2
G、GHSV=1000h-1の条件でSTG−2触媒と接
触させた所CO転化率91.5%であつた。その後、
硫黄分1.09wt%の重質サイクル油を320℃、20
Kg/cm2G、LHSV=1000h-1の条件で合成ガス流
通下で2時間通油した後、再び同一条件で触媒活
性を試験した結果、CO転化率は7%まで低下し
た。別に同様の実験を硫黄分の異なる脱硫重質サ
イクル油を用い行つたところ、表3に示すように
活性の低下はなく、脱硫処理を行うことにより本
発明の液状媒体として使用できるようになる。
[Table] In addition, in order to examine the effect of the sulfur content in the liquid medium on the catalyst, the same treatment was carried out except that the reaction temperature was 360°C in the hydrodesulfurization treatment, and the sulfur content was
0.07wt% desulfurized heavy cycle oil was prepared. Effect of s content in liquid medium Using a fixed bed flow-through actor, the effect of sulfur content in liquid medium on STG-2 catalyst was investigated.
Source gas with H 2 /CO molar ratio 2 at 320℃, 20Kg/cm 2
When contacted with STG-2 catalyst under the condition of G, GHSV = 1000 h -1, the CO conversion rate was 91.5%. after that,
Heavy cycle oil with a sulfur content of 1.09wt% was heated at 320℃ for 20
After passing through the oil for 2 hours under the conditions of Kg/cm 2 G and LHSV = 1000 h -1 under the flow of syngas, the catalyst activity was tested again under the same conditions, and as a result, the CO conversion rate decreased to 7%. Separately, similar experiments were conducted using desulfurized heavy cycle oils with different sulfur contents, and as shown in Table 3, there was no decrease in activity, and by performing desulfurization treatment, the oils could be used as the liquid medium of the present invention.

【表】 実施例 1、2 液状媒体の調製の項で製造した硫黄分0.02wt%
の液状媒体530gに、結晶性ゼオライトの項で調
製したSTG−1触媒190gを混合し、触媒粒径が
平均で5μm以下になるまで粉砕した後、下部に
孔径30μmの多孔版を備えた容量1のステンレ
ス製懸濁床反応管に充填した。このスラリー触媒
はH2/COモル比2の合成ガスを用い、300℃で、
常圧、ガス流量50L/Hで6時間前処理した後、
H2/COモル比2又は1の合成ガスを原料とし反
応を行つた。 反応条件及び反応成績は表4に示す通りであ
り、CO及びH2は高い転化率を以つて炭化水素へ
転化し、特にガソリン沸点範囲の炭化水素の収率
が高い結果が得られた。さらに大きな特徴は反応
を行つた全期間を通じて触媒層は均一な温度を保
持し、固定床反応器で見られる局部発熱はなかつ
た。また50時間の反応期間においてスラリー層高
の変化はほとんどなく、反応終了後スラリー触媒
抜出し重量を測定した結果、液状媒体は95%回収
された。したがつて本発明の液状媒体は本発明に
適用する反応で使用する触媒の性能を損うことな
く、また自らも分解されることなく、懸濁床反応
に使用できることがわかる。
[Table] Example 1, 2 Sulfur content 0.02wt% produced in the section of liquid medium preparation
190 g of the STG-1 catalyst prepared in the crystalline zeolite section was mixed with 530 g of the liquid medium of The mixture was filled into a stainless steel suspended bed reaction tube. This slurry catalyst uses synthesis gas with a H 2 /CO molar ratio of 2 at 300°C.
After pretreatment for 6 hours at normal pressure and gas flow rate of 50L/H,
The reaction was carried out using synthesis gas with a H 2 /CO molar ratio of 2 or 1 as a raw material. The reaction conditions and reaction results are shown in Table 4, and CO and H 2 were converted to hydrocarbons with a high conversion rate, and a particularly high yield of hydrocarbons in the gasoline boiling point range was obtained. An even more significant feature is that the catalyst bed maintains a uniform temperature throughout the reaction period, and there is no localized heat generation that occurs in fixed bed reactors. Furthermore, there was almost no change in the height of the slurry layer during the 50 hour reaction period, and as a result of measuring the weight of the slurry catalyst taken out after the reaction, 95% of the liquid medium was recovered. Therefore, it can be seen that the liquid medium of the present invention can be used in a suspended bed reaction without impairing the performance of the catalyst used in the reaction applied to the present invention, and without being decomposed itself.

【表】 実施例 3 実施例2において液状媒体に液状媒体の調製の
項で調製した脱硫重質サイクル油を用いかつ空時
速度を変えた以外は全く同様な方法で反応を行つ
た場合の結果を表4に併せて示す。 ここで使用した液状媒体は接触脱ろう処理を受
けていないため、反応条件でSTG−1触媒中の
ゼオライト成分によりろう分が分解を受け、ガソ
リン沸点範囲以下の炭化水素を副生し、反応開始
から約10時間にわたつて反応管内の液状媒体レベ
ルの減少が認められた。しかしその後は触媒層レ
ベルの変化はなくなり実施例2と同様、均一な反
応温度を保つて、合成ガスから炭化水素への転化
反応のみが効果的に進行した。反応終了後液状媒
体を回収した結果83wt%の回収率であつた。し
たがつて脱硫重質サイクル油も使用開始時に分解
による損失はあるが、触媒活性を損うことなく本
発明の液状媒体として使用できる。 実施例 4 液状媒体の調製の項で製造した硫黄分0.02wt%
の液状媒体400gに触媒の調製の項で調製した
STG−2触媒110gを混合し、触媒粒径が平均で
5μm以下になるまで粉砕して得たスラリー触媒
を用いて合成ガスの転化反応を行つた結果が実施
例4である。実験装置及び方法は実施例2と同様
であり、反応結果を後記の表5に示す。この方法
においても24時間の反応時間において触媒活性の
低下及び触媒スラリー層高の変化はほとんどな
く、反応終了後における液状媒体の回収率は96%
であつた。 実施例 5 実施例4において、STG−2触媒の代りに触
媒の調製の項に示したSTG−3触媒を用いて得
たスラリー触媒を充填し、H2/COモル比2の合
成ガスを用い、反応温度380℃、反応圧力40Kg/
cm2G、空時速度100(/触媒・h)の条件で反
応を行わせた結果を表5に実施例5として示す。
ここで使用した液状媒体は亜鉛、クロムからなる
メタノール合成触媒成分をも被毒することなく、
反応期間において触媒スラリー全層は±5℃の均
一な温度分布を保ちつつ、安定した活性を示し
た。また液状媒体自体も380℃の比較的高い温度
においても分解による容量の損失はほとんど認め
られず反応終了後の回収率は96wt%であつた。
[Table] Example 3 Results when the reaction was carried out in exactly the same manner as in Example 2, except that the desulfurized heavy cycle oil prepared in the liquid medium preparation section was used as the liquid medium and the space-time velocity was changed. are also shown in Table 4. Since the liquid medium used here has not undergone catalytic dewaxing treatment, the wax content is decomposed by the zeolite component in the STG-1 catalyst under the reaction conditions, producing hydrocarbons below the gasoline boiling point range as a by-product and starting the reaction. A decrease in the level of the liquid medium in the reaction tube was observed over a period of approximately 10 hours. However, after that, there was no change in the level of the catalyst layer, and as in Example 2, a uniform reaction temperature was maintained and only the conversion reaction from synthesis gas to hydrocarbons proceeded effectively. After the reaction was completed, the liquid medium was recovered and the recovery rate was 83 wt%. Therefore, desulfurized heavy cycle oil can also be used as the liquid medium of the present invention without impairing the catalyst activity, although there is some loss due to decomposition at the beginning of use. Example 4 Sulfur content 0.02wt% produced in the section of liquid medium preparation
of the liquid medium prepared in the section of catalyst preparation.
Mix 110g of STG-2 catalyst, and the average catalyst particle size is
Example 4 shows the results of a synthesis gas conversion reaction using a slurry catalyst obtained by pulverizing the slurry to a size of 5 μm or less. The experimental equipment and method were the same as in Example 2, and the reaction results are shown in Table 5 below. Even in this method, there was almost no decrease in catalyst activity or change in the height of the catalyst slurry layer during the 24-hour reaction time, and the recovery rate of the liquid medium after the reaction was 96%.
It was hot. Example 5 In Example 4, the slurry catalyst obtained by using the STG-3 catalyst shown in the section of catalyst preparation instead of the STG-2 catalyst was packed, and synthesis gas with an H 2 /CO molar ratio of 2 was used. , reaction temperature 380℃, reaction pressure 40Kg/
The results of the reaction conducted under the conditions of cm 2 G and space-time velocity of 100 (/catalyst/h) are shown in Table 5 as Example 5.
The liquid medium used here does not poison the methanol synthesis catalyst components consisting of zinc and chromium.
During the reaction period, the entire layer of the catalyst slurry maintained a uniform temperature distribution of ±5°C and exhibited stable activity. Furthermore, even at a relatively high temperature of 380°C, there was almost no loss in capacity due to decomposition of the liquid medium itself, and the recovery rate after the reaction was 96 wt%.

【表】【table】

【表】 実施例 6 実施例5においてSTG−3触媒の代りにSTG
−4触媒を用い反応温度を280°にするほかは、す
べて同一条件で反応を行つた結果を前記表5実施
例6として併記する。この場合も高いCO転化率
とH2転化率が得られ、またガソリン留分の収率
は74.2wt%に達するとともに、触媒スラリー層で
の異常発熱はなく、安定した運転ができた。
[Table] Example 6 In Example 5, STG was used instead of STG-3 catalyst.
The results of the reaction conducted under the same conditions except that the -4 catalyst was used and the reaction temperature was 280° are also listed as Example 6 in Table 5 above. In this case as well, high CO and H 2 conversion rates were obtained, the yield of gasoline fraction reached 74.2 wt%, and there was no abnormal heat generation in the catalyst slurry layer, allowing stable operation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一酸化炭素を水素化する触媒活性を有する金
属又は/及び金属酸化物と結晶性ゼオライトとの
複合触媒を、合成ガスと接触させ炭化水素を製造
する方法において、接触分解プロセスで副生する
重質サイクル油を水素化脱硫処理して得られる沸
点250℃以上、芳香族含有量が50重量%以上であ
る重質芳香族炭化水素混合物よりなる液状媒体に
前記触媒を懸濁させ、該懸濁液に合成ガスを接触
させることを特徴とする炭化水素の製造方法。
1. In a method for producing hydrocarbons by contacting a composite catalyst of a metal or/and metal oxide and crystalline zeolite with catalytic activity to hydrogenate carbon monoxide with synthesis gas, Suspending the catalyst in a liquid medium consisting of a heavy aromatic hydrocarbon mixture having a boiling point of 250°C or higher and an aromatic content of 50% by weight or higher obtained by hydrodesulfurization treatment of heavy cycle oil; A method for producing hydrocarbons, which comprises bringing a liquid into contact with synthesis gas.
JP59035179A 1984-02-28 1984-02-28 Production of hydrocarbon from synthesis gas Granted JPS60181192A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59035179A JPS60181192A (en) 1984-02-28 1984-02-28 Production of hydrocarbon from synthesis gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59035179A JPS60181192A (en) 1984-02-28 1984-02-28 Production of hydrocarbon from synthesis gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60181192A JPS60181192A (en) 1985-09-14
JPH0460154B2 true JPH0460154B2 (en) 1992-09-25

Family

ID=12434623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59035179A Granted JPS60181192A (en) 1984-02-28 1984-02-28 Production of hydrocarbon from synthesis gas

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60181192A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4558751B2 (en) * 2007-02-09 2010-10-06 日本ガス合成株式会社 Method for producing liquefied petroleum gas and / or gasoline from synthesis gas
JP6338218B2 (en) * 2014-12-22 2018-06-06 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Process for producing hydrocarbons from carbon dioxide using organic group-modified zeolite catalyst

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4086262A (en) * 1976-09-20 1978-04-25 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures
US4096163A (en) * 1975-04-08 1978-06-20 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures
US4139550A (en) * 1976-09-10 1979-02-13 Suntech, Inc. Aromatics from synthesis gas
US4252736A (en) * 1979-06-01 1981-02-24 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures utilizing dual reactors
US4298695A (en) * 1978-12-18 1981-11-03 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas with iron-containing catalyst
JPS5712093A (en) * 1980-06-26 1982-01-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Preparation of mixture aromatic hydrocarbon
US4423265A (en) * 1982-12-01 1983-12-27 Mobil Oil Corporation Process for snygas conversions to liquid hydrocarbon products

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4096163A (en) * 1975-04-08 1978-06-20 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures
US4139550A (en) * 1976-09-10 1979-02-13 Suntech, Inc. Aromatics from synthesis gas
US4086262A (en) * 1976-09-20 1978-04-25 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures
US4298695A (en) * 1978-12-18 1981-11-03 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas with iron-containing catalyst
US4252736A (en) * 1979-06-01 1981-02-24 Mobil Oil Corporation Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures utilizing dual reactors
JPS5712093A (en) * 1980-06-26 1982-01-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Preparation of mixture aromatic hydrocarbon
US4423265A (en) * 1982-12-01 1983-12-27 Mobil Oil Corporation Process for snygas conversions to liquid hydrocarbon products

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60181192A (en) 1985-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4035285A (en) Hydrocarbon conversion process
KR100702191B1 (en) Zeolite ssz-53
US7323100B2 (en) Combination of amorphous materials for hydrocracking catalysts
CA1146921A (en) Hydrocarbon conversion process
US9809507B2 (en) Catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons, and method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons
US4334114A (en) Production of aromatic hydrocarbons from a mixed feedstock of C5 -C12 olefins and C3 -C4 hydrocarbons
US9815750B2 (en) Catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons, and method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons
EP2445857A2 (en) Process for catalytic cracking of hydrocarbons using uzm-35
CN101747129B (en) Method for producing light olefins through catalytic conversion
JPH0118013B2 (en)
KR20060134949A (en) Process for producing propylene
JPS6411566B2 (en)
JP2013508479A (en) Catalytic conversion method to increase cetane barrel of diesel fuel
JPS58192834A (en) Preparation of hydrocarbon
US8288303B2 (en) Hydrocracking catalyst and process for producing fuel base material
CN101899324B (en) Catalytic conversion method for producing light diesel oil with high hexadecane value and low olefin gasoline
CN1978411B (en) Combined technological low-molecular olefins
CN102816583A (en) Method for improving productivity of ethylene and propylene in catalytic cracking process
CN102816591A (en) Catalytic cracking method
JPH0460154B2 (en)
JPH06199707A (en) Catalytic cracking of light hydrocarbon
EP0119709B1 (en) Process for the dewaxing of hydrocarbon fractions
EP0051326A1 (en) Process for the preparation of hydrocarbons
EP0050499B1 (en) Upgrading gasoline derived from synthesis gas
JPH0261518B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term