JPH05117665A - 重質炭化水素油の接触水素化処理方法 - Google Patents

重質炭化水素油の接触水素化処理方法

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JPH05117665A
JPH05117665A JP28014991A JP28014991A JPH05117665A JP H05117665 A JPH05117665 A JP H05117665A JP 28014991 A JP28014991 A JP 28014991A JP 28014991 A JP28014991 A JP 28014991A JP H05117665 A JPH05117665 A JP H05117665A
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JP
Japan
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heavy hydrocarbon
hydrogen
hydrocarbon oil
treatment
oil
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JP28014991A
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Tadanori Sawada
貞憲 澤田
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 重質炭化水素油を接触水素化処理する際、炭
素質の不溶性固体の生成を低減させることができ、しか
も処理装置の長期安定運転ができる重質炭化水素油の接
触水素化処理方法を開発することである。 【構成】 重質炭化水素油を触媒の存在下で接触水素化
処理するにあたり、1個以上の窒素原子を含む複素環及
びナフテン環を各々1環以上含む水素供与性化合物を含
有する重質炭化水素油を水素化分解処理する重質炭化水
素油の接触水素化処理方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は重質炭化水素油の接触水
素化処理方法に関し、詳しくは重質炭化水素油を接触水
素化処理する際、炭素質の不溶性固体(スラッジ)の生
成を低減させることができ、しかも処理装置の長期安定
運転ができる重質炭化水素油の接触水素化処理方法に関
する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
重質炭化水素油を高分解率又は高脱硫率で接触水素化処
理する際、スラッジの生成は避けられない。この生成し
たスラッジは、触媒層に堆積して触媒能を低下させた
り、あるいは熱交換器に堆積し、熱交換器のチューブを
閉塞させ、それを除去するためにしばしば運転を休止し
ている。この結果、接触水素化処理を長期にわたって安
定した運転をすることができず生産性を阻害し、また水
素化分解率や水素化脱硫率を低下させる弊害を惹起して
いる。このような弊害を解消するために、既に、特開昭
63−243196号公報には、その改良技術が開示さ
れている。すなわち、重質炭化水素油を接触水素化処理
する際、テトラリン等の水素供与性化合物を重質炭化水
素油に対して10〜200重量%を配合し、処理するこ
とによってスラッジの生成を抑制している。しかし、こ
の方法では、触媒活性点上で生成するスラッジに選択的
に水素を供与することができず、多量の水素供与性化合
物を必要とする欠点を有している。
【0003】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、従
来の上記課題を解決し、高分解率又は高脱硫率で接触水
素化処理を長期にわたって安定した運転をすることがで
きる重質炭化水素油の接触水素化処理方法を開発すべく
鋭意研究を重ねた。その結果、重質炭化水素油に特定の
水素供与性化合物を含有せしめて水素化分解処理するこ
とによって、上記の目的を達成できることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【0004】すなわち、本発明は、重質炭化水素油を触
媒の存在下で接触水素化処理するにあたり、1個以上の
窒素原子を含む複素環及びナフテン環を各々1環以上含
む水素供与性化合物を含有する重質炭化水素油を水素化
分解処理することを特徴とする重質炭化水素油の接触水
素化処理方法を提供するものである。
【0005】先ず、本発明において対象とする原料油
は、特に限定されず、各種の重質炭化水素油である。例
えば、原油の常圧蒸留残渣油及び減圧蒸留残渣油,重質
軽油,接触分解残渣油,ビスブレーキング油,タールサ
ンド油,シェルオイル等の重質炭化水素油を挙げること
ができる。これらの重質炭化水素油は、予めバナジウム
やニッケル等の金属を除いておくとよい。本発明では、
これらの重質炭化水素油を水素化分解処理する際、予
め、重質炭化水素油に特定の水素供与性化合物を含有せ
しめてから水素化分解処理することを特徴とする。ここ
で、本発明において使用される水素供与性化合物として
は、1個以上の窒素原子を含む複素環及びナフテン環を
各々1環以上含む化合物である。すなわち、1個以上の
窒素原子を含む複素環としては、6員環のものが好まし
く、またナフテン環としては、環員数3以上、好ましく
は5〜6で、特に6のものが好ましい。そして、これら
の1個以上の窒素原子を含む複素環とナフテン環とが、
縮合したものがよい。それらのうちでは、特に窒素原子
を含む6員複素環とナフテン環とが縮合したテトラヒド
ロナフトキノン骨格を有する化合物が効果的で好まし
い。このような効果的なテトラヒドロナフトキノン骨格
を有する水素供与性化合物としては、種々のものを使用
することができる。その具体例としては、例えば、式
(I)
【0006】
【化1】
【0007】(式中、Rは水素,炭素数1〜4のアルキ
ル基又はアリール基を示す。)で表わされるテトラヒド
ロキノリン及びその誘導体,式(II)
【0008】
【化2】
【0009】(式中、Rは前記と同じである。)で表わ
されるテトラヒドロイソキノリン及びその誘導体,式
(III)
【0010】
【化3】
【0011】(式中、Rは前記と同じである。)で表わ
されるテトラヒドロアクリジン及びその誘導体,式(I
V)
【0012】
【化4】
【0013】(式中、Rは前記と同じである。)で表わ
されるビス(テトラヒドロキノリン)及びその誘導体等
の化合物を挙げることができる。なお、本発明において
は、水素供与性化合物としては、水素化反応系において
該水素供与性化合物を生成する前駆体化合物も使用する
ことができる。そして、これらの水素供与性化合物を重
質炭化水素油に含有させる量は、スラッジの生成量によ
って調整されるが、通常100〜10,000ppm (窒素
換算重量比)である。含有量が10,000ppm を超える
と水素供与性化合物の種類によっては触媒上でコーキン
グし、水素化分解率を低下せしめることがあるので好ま
しくない。また、100ppm 未満では、所望の効果が得
られないことがあり好ましくない。
【0014】本発明のような特定の水素供与性化合物を
含有する重質炭化水素油の水素化分解処理は、様々な方
法により行うことができ、前処理や後処理は必要に応じ
て行えばよい。また、本発明の方法では、水素化分解処
理にあたって、処理すべき重質炭化水素油中に上述の水
素供与性化合物が含有されていればよく、これに反しな
い限り、前処理段階で水素供与性化合物を添加しても差
支えない。本発明の方法は、例えば、水素化脱金属処
理,水素化分解処理,水素化脱硫及び脱窒素処理を
順次行う接触水素化処理に適用することが好ましい。す
なわち、このような接触水素化処理においては、重質炭
化水素油は、初めに、反応工程の第一段である水素化脱
金属工程で水素化脱金属処理される。この水素化脱金属
処理は、重質炭化水素油と水素ガスとを混合し、この混
合物を水素化脱金属処理工程に送り処理される。水素化
脱金属処理に使用される触媒としては、アルミナ,シリ
カ,シリカ−アルミナ又はセピオライト等の多孔性無機
酸化物を担体として、周期律表第VIA族及び同第VIII族
の金属あるいは金属化合物(以下、単に金属ということ
がある。)を一種又は複数を酸化物の状態で担持させ
た、商業的に入手可能な脱金属触媒を用いればよい。そ
して、水素化脱金属処理の処理条件としては、反応温度
300〜450℃,水素分圧30〜200kg/cm2G,水
素/油比300〜2,000Nm3/kl,LHSV(液時空
間速度)=0.1〜10hr-1、好ましくは反応温度360
〜420℃,水素分圧100〜180kg/cm2G,水素/
油比500〜1,000Nm3/kl,LHSV=0.3〜5.0
hr-1である。
【0015】次いで、水素化脱金属処理工程で処理され
た流出油は、水素化分解処理工程に送られ、水素化分解
処理される。水素化分解処理に使用される触媒として
は、特公昭60−49131号公報,特公昭61−24
433号公報,特公平3−21484号公報等に開示さ
れている技術によって造られたものを使用することがで
きる。すなわち、鉄含有ゼオライト20〜80重量%と
無機酸化物80〜20重量%からなる担体に、周期律表
第VIA族及び同第VIII族の金属を一種又は複数を酸化物
の状態で担持させたものである。また、特開平2−28
9419号公報に開示されている技術によって造られた
鉄含有ゼオライト10〜90重量%と無機酸化物90〜
10重量%からなる担体に、周期律表第VIA族及び第VI
II族の金属を一種又は複数を酸化物の状態で担持させた
ものも使用することができる。この後者の水蒸気処理し
た鉄含有スチーミングゼオライトを鉄塩水溶液で処理し
て得られる鉄含有アルミノシリケートを使用すると、3
43℃以上の留分から343℃以下の留分への分解率を
高める点で非常に効果的である。ここで、周期律表第VI
Aの金属としては、Mo,Wが好ましい。また、周期律
表第VIII族の金属としては、Ni,Coが好ましい。そ
して、水素化分解処理の処理条件としては、反応温度3
00〜450℃,水素分圧30〜200kg/cm2G,水素
/油比300〜2,000Nm3/kl,LHSV=0.1〜2.
0hr-1、好ましくは反応温度380〜420℃,水素分
圧100〜180kg/cm2G,水素/油比500〜1,50
0Nm3/kl,LHSV=0.2〜1.0hr -1である。
【0016】このような接触水素化処理において、重質
炭化水素油に水素供与性化合物を含有せしめるには、水
素化分解処理工程に入る直前の重質炭化水素油に含有せ
しめるか、あるいは水素化脱金属処理前に予め重質炭化
水素油を含有せしめるかいずれであってもよい。しか
し、水素化脱金属処理前に予め配合せしめておくと、以
後の水素化脱金属処理,水素化分解処理及び水素化脱硫
及び脱窒素処理の接触水素化処理を連続的に処理するこ
とができるので、操業上からは後者の方が好ましい。
【0017】水素化脱金属処理され、次いで水素化分解
処理された水素化分解処理工程からの留出油は、更に、
水素化脱硫及び水素化脱窒素処理工程に送られ、通常の
水素化脱硫及び水素化脱窒素処理される。この水素化脱
硫及び水素化脱窒素処理に使用される触媒としては、水
素化脱硫処理に通常使用されているものでよい。例え
ば、Mo,W等の周期律表第VIA族金属及び,Co,N
i等の同第VIII族金属の1種または2種以上、具体的に
は、Co−Mo又はNi−Moをアルミナ,シリカ,ゼ
オライトあるいはこれらの混合物等の担体に担持させた
触媒を用いることができる。水素化脱硫及び水素化脱窒
素処理の処理条件としては、反応温度300〜450
℃,水素分圧30〜200kg/cm2G,水素/油比300
〜2,000Nm3/kl,LHSV0.1〜2.0hr-1、好まし
くは反応温度360〜420℃,水素分圧を100〜1
80kg/cm2G,水素/油比500〜1,000Nm3/kl,
LHSV0.1〜0.5hrである。
【0018】このように重質炭化水素油に水素供与性化
合物を含有せしめて、水素化脱金属処理,水素化分解処
理,水素化脱硫及び水素化脱窒素処理の接触水素化処理
を終えて反応工程を出た留出油は、常法にしたがって分
離工程に導入され、複数の分離槽で処理することによっ
て気体部分と液体部分に分離される。そのうち、気体部
分は、硫化水素,アンモニア等を除去してから水素純度
アップなどの処理を受け、新しい供給水素ガスと一緒に
なって反応工程へ再循環される。
【0019】一方、分離工程で分離された液体部分は、
蒸留工程に導入され、常法にしたがって各留分に分留
(分離)される。この分留時の条件としては、例えば、
常圧下すなわち、常圧蒸留においては、ナフサ留分のカ
ット温度を145〜190℃、灯油留分のカット温度を
235〜265℃、軽油留分のカット温度を343〜3
80℃及び380℃以上を残油とすることにより、ナフ
サ留分,灯油留分,軽油留分及び残油留分に分離するこ
とができる。なお、この蒸留分留は、減圧蒸留で行って
もよい。
【0020】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例により、さ
らに詳しく説明する。なお、実施例及び比較例では、重
質炭化水素油としては、アラビアンヘビー常圧蒸留残渣
油を用いた。その性状は、比重0.9798,硫黄4.13
重量%,窒素2,500ppm ,バナジウム85ppm ,ニッ
ケル26ppm ,残留炭素15重量%,アスファルテン7.
7重量%,初留点281℃,5%留出温度341℃,1
0%留出温度376℃,30%留出温度460℃,50
%留出温度546℃である。
【0021】実施例1 水素供与性化合物として、テトラヒドロキノリンを用
い、アラビアンヘビー常圧蒸留残渣油に4.0重量%(窒
素換算0.42重量%)含有せしめて処理した。 接触水素化処理の触媒 1)水素化脱金属触媒 アルミナ担体,酸化ニッケル3重量%,酸化モリブデン
1.5重量%,酸化バナジウム3重量% 2)水素化分解触媒 Fe SHY(鉄含有アルミノシリケート:特開平2−2
89419号公報の実施例1で調製)含量65重量%の
Fe SHY−Al23 担体,酸化コバルト4重量%,酸
化モリブデン10重量% 3)水素化脱硫及び水素化脱窒素触媒 アルミナ担体,酸化ニッケル1重量%,酸化コバルト1
重量%,酸化モリブデン11重量% 上記の水素化脱金属触媒触媒21容量%,水素化分解触
媒26容量%及び水素化脱硫及び水素化脱窒素触媒53
容量%をこの順序で、1リットルの反応器に充填した。
そして、水素分圧160kg/cm2G,水素/油比800N
3 /klの条件下でアラビアンヘビー常圧蒸留残渣油を
処理した。アラビアンヘビー常圧蒸留残渣油は、下向き
に160cc/hrで通した。各触媒層の温度は、水素化脱
金属触媒407℃,水素化分解触媒405℃,水素化脱
硫及び水素化脱窒触媒385℃であった。
【0022】実施例2 水素供与性化合物として、ビス(テトラヒドロキノリ
ン)を用いた以外は、実施例1と同様に実施した。
【0023】比較例1 水素供与性化合物として、テトラヒドロキノリンに代え
てテトラリンを用いた以外は、実施例1と同様に実施し
た。 比較例2 水素供与性化合物を含有させなかった以外は、実施例1
と同様に実施した。
【0024】各実施例及び比較例で得られた流出油は、
常法に従って処理した後、その液体部分は、常法に従っ
て減圧蒸留し各留分に分留した。沸点343℃以上の残
油留分を分取し、スラッジ量を測定した。また、硫黄
分,バナジウム分,ニッケル分を測定した。ここで、ス
ラッジ量は、次の方法で測定した。すなわち、残油留分
の試料100grを200℃,5kg/cm2 (窒素圧)の条
件で加圧、熱濾過する。次いで、濾紙上に堆積した残渣
を80〜90℃のトルエンで洗浄,乾燥後、残渣の重量
を測定した。また、分解率は、次の定義に従った。 分解率(%)=(原料中の343℃以上の留分重量%−
生成油中の343℃以上の留分重量%)/(原料中の3
43℃以上の留分重量%) なお、各留分の沸点範囲は、ナフサ留分がC5 〜171
℃,灯軽油留分が171〜343℃,残油留分は343
℃以上である。各実施例及び比較例の測定結果を第1表
に示す。
【0025】
【表1】
【0026】第1表から、本発明の実施例では、343
℃以上の残油留分に含まれるスラッジ量が、非常に少な
く、接触水素化処理の際に、本発明の水素供与性化合物
を含有せしめることによる効果が如実に反映されている
ことが判る。
【0027】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、重
質炭化水素油中に含有する水素供与性化合物が、触媒上
に生成するスラッジに選択的に水素を供与してスラッジ
を可溶化し、スラッジ量を低減させることができる。従
って、本発明は、接触水素化処理におけるスラッジの生
成による弊害を解消し、長期的に安定した運転管理をす
ることができるので、その工業的利用価値は極めて大な
るものがある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重質炭化水素油を触媒の存在下で接触水
    素化処理するにあたり、1個以上の窒素原子を含む複素
    環及びナフテン環を各々1環以上含む水素供与性化合物
    を含有する重質炭化水素油を水素化分解処理することを
    特徴とする重質炭化水素油の接触水素化処理方法。
  2. 【請求項2】 水素供与性化合物が、窒素原子を含む6
    員複素環とナフテン環とが縮合したテトラヒドロナフト
    キノン骨格を有する化合物である請求項1記載の重質炭
    化水素油の接触水素化処理方法。
  3. 【請求項3】 水素化分解処理に使用される触媒が、鉄
    含有アルミノシリケート10〜90重量%と無機酸化物
    90〜10重量%とからなる担体に周期律表第VIA族お
    よび同第VIII族の金属あるいは金属化合物を担持させた
    ものである請求項1記載の重質炭化水素油の接触水素化
    処理方法。
  4. 【請求項4】 水素化分解処理に先立って、水素化脱金
    属処理し、また水素化分解処理後、水素化脱硫及び脱窒
    素処理することを特徴とする請求項1記載の重質炭化水
    素油の接触水素化処理方法。
JP28014991A 1991-10-28 1991-10-28 重質炭化水素油の接触水素化処理方法 Pending JPH05117665A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102264355B1 (ko) 2020-12-23 2021-06-14 (주)로우카본 벙커c유 탈황 시스템

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