JPH06106061A - 軽油の深度脱硫用水素化触媒 - Google Patents

軽油の深度脱硫用水素化触媒

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JPH06106061A
JPH06106061A JP4282292A JP28229292A JPH06106061A JP H06106061 A JPH06106061 A JP H06106061A JP 4282292 A JP4282292 A JP 4282292A JP 28229292 A JP28229292 A JP 28229292A JP H06106061 A JPH06106061 A JP H06106061A
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JP
Japan
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catalyst
alumina
titania
carrier
weight
Prior art date
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JP4282292A
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English (en)
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Hiroaki Nishijima
裕明 西島
Shinichi Nakada
真一 中田
Toru Takatsuka
透 高塚
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Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高活性を維持し安定して連続的に軽油の深度
水素化脱硫処理可能とする触媒の提供。 【構成】 チタン化合物を用い化学蒸着法にてγ−アル
ミナにチタニアを蒸着して調製されるアルミナ/チタニ
ア担体に、水素化触媒金属としてMoが担持されると共
に、更に、Co及び/またはNiが担持されてなること
を特徴とする軽油の深度脱硫用水素化触媒。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軽油の含有硫黄を極度
に低減させるための水素化触媒に関し、更に詳しくは、
アルミナ担体上にチタニア及び触媒金属を共存させてな
る軽油の深度脱硫用水素化触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境汚染問題が地球規模で見直さ
れており、自動車排ガス、特に、軽油を用いるディーゼ
ルエンジン排ガスに対する規制を、強化の方向で実施す
ることが既に予定されている。従来、軽油は、通常、硫
黄含有量が0.5重量%程度に脱硫されていたのに対
し、最近では、0.05重量%まで硫黄含有量を減少さ
せるいわゆる深度脱硫の要求が高まっている。
【0003】重油、軽油等の炭化水素の水素化脱硫触媒
の多くは、アルミナ担体上にモリブデン(Mo)、タン
グステン(W)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)
等を担持させているものであり、従来から各種の触媒が
用いられると共に、更に高活性触媒として多くの提案も
なされている。例えば、特開平3−275143号公報
には、アルミナ担体にシリカ及びチタニアを配合させ、
酸性点を形成した担体により水素化高活性を得ることが
提案されている。また、日本工業新聞社発行「PPM」
1992年9月号には、アルミナ担体上にチタニアをC
VD法で蒸着させ、更に、水素化金属としてMoを担持
させた触媒が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記現況
に鑑み環境汚染防止の立場から、軽油の深度水素化脱硫
のための高活性、且つ、高寿命の触媒を見出すべく研究
開発を進め、上記提案のチタニア蒸着アルミナ担体触媒
ついて確認した結果、優れた活性を有するものの工業上
適用するには、活性と安定性に問題があることを知見し
た。本発明は、上記知見に基づき、チタニア蒸着アルミ
ナ担体触媒をより工業上実用性の高い軽油の深度水素化
脱硫触媒として得ることを目的とする。即ち、上記提案
のチタニア蒸着アルミナ担体触媒に比し、軽油を、高活
性を維持し安定して連続的に深度水素化脱硫処理可能と
する触媒の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、チタン
化合物を用い化学蒸着法にてγ−アルミナにチタニアを
蒸着して調製されるアルミナ/チタニア担体に、水素化
触媒金属としてMoが担持されると共に、更に、Co及
び/またはNiが担持されてなることを特徴とする軽油
の深度脱硫用水素化触媒が提供される。
【0006】
【作用】本発明は上記のように構成され、比表面積の大
きなアルミナ担体表面上に水素化金属の分散性に優れ、
活性能を向上させるチタニアを析出させて担体とし、且
つ、触媒金属として、Moと共に、Co及び/またはN
iが担持されることにより、軽油の水素化脱硫反応にお
ける触媒活性が長期間にわたり向上し、維持される。
【0007】本発明のアルミナ/チタニア担体における
アルミナは、通常の炭化水素の水素化脱硫で用いられる
γ−アルミナを用いることができる。本発明で用いるγ
−アルミナの比表面積は、230〜450m2 /g、好
ましくは250m2 /g以上であって、通常、250〜
350m2 /gのものが用いられる。アルミナの比表面
積が200m2 /g未満では、長期間安定して軽油の水
素化脱硫活性を高く維持することができない。また、4
00m2 /gを超えた場合は触媒としての強度が低下す
るため、好ましくない。
【0008】本発明におけるアルミナ/チタニア担体の
形成は、例えば、上記アルミナ上に四塩化チタン、チタ
ニウムテトラエトキシド等のチタン化合物を用いて化学
蒸着法(CVD法)にて、チタニア粒子を層状に析出さ
せて行うことができる。上記アルミナ表面上に化学蒸着
により析出されるチタニアは、アルミナ表面のアルミナ
水酸基との相互作用により析出、保持される。このチタ
ニアは、例えば、X線光電子分光法や赤外分光法等の分
析手段により、アルミナ表面に蒸着析出していることが
確認することができる。また、上記のようにして形成さ
れるアルミナ/チタニア担体は、チタニア保持量により
上記のアルミナの比表面積より減少する。本発明におい
ては、チタニア保持後の比表面積が約200〜400m
2 /gとなるように、チタニアを析出させるのが好まし
い。チタニア保持量は、通常、触媒重量基準で約2〜2
5重量%が好ましい。2重量%未満であるとチタニア保
持の金属分散性の向上等が十分でなく、また、25重量
%を超える場合はチタニア層が過剰となり、表面積の低
下を招き好ましくない。
【0009】本発明の触媒において、水素化触媒金属と
して、Moを触媒重量基準で約5〜20重量%、Co及
び/またはNiをそれぞれ触媒重量基準で約2〜6重量
%含有させるのが好ましい。本発明の触媒においては、
触媒金属としてMoの他に、Co及びNiのいずれか、
または、双方を含有させることにより、Moの一成分の
みが担持された触媒に比し、軽油の水素化脱硫処理にお
いて脱硫活性が向上し、触媒活性の低下が抑制され、触
媒寿命が長くなり、軽油の深度脱硫の好適となる。Mo
の含有量が、5重量%未満であると触媒活性が十分でな
く、また20重量%を超えるとMoの分散状態が低下
し、活性の向上が認められない。また、Co及び/また
はNiの含有量が2重量%未満であると、長期間にわた
る触媒活性の向上が十分発揮されず、6重量%を超える
と活性の向上が認められない。
【0010】本発明において、アルミナ/チタニア担体
への上記の触媒金属を担持する方法は、従来公知の担持
方法を適宜選択して適用することができ、特に制限され
るものでない。通常、各触媒金属成分の水溶性化合物の
水溶液を用いて、上記担体に含浸担持させることができ
る。上記触媒金属を担持させたアルミナ/チタニア担体
は、従来の水素化触媒と同様にして、乾燥、焼成処理、
予備硫化等の処理をして触媒を形成することができる。
【0011】本発明の軽油の深度水素化脱硫処理は、通
常の水素化脱硫処理とほぼ同様であって、反応温度25
0〜400℃、反応圧力20〜100kg/m2 G、水
素/油比50〜300Nm3 /kl、液空間速度0.2
〜5.0/時で処理することができる。例えば、上記し
た本発明の触媒を充填した触媒床を有する充填塔におい
て、軽油と水素とを上記範囲の条件下にて接触処理して
行うことができる。本発明の触媒を用いて水素化脱硫処
理される軽油は、一般に、比重0.83〜0.89(d
15/4℃)であって、約200〜400℃の範囲に全
留分の70容量%以上が含まれる軽油留分である。この
軽油留分中には、通常、約1.00〜2.00重量%の
硫黄分が含有され、本発明の深度水素化脱硫処理によ
り、含有硫黄分は約0.05重量%以下に除去されるこ
とができる。
【0012】
【実施例】本発明について実施例に基づき、更に詳細に
説明する。但し、本発明は、下記の実施例に制限される
ものでない。 実施例1〜5 (アルミナ/チタニア担体の調製法)500℃で焼成後
の比表面積が約330m2 /gのγ−アルミナ表面上
に、CVD法にてチタニアを表1に示した各所定量を析
出させ、表面に選択的にチタニアを保持したアルミナ/
チタニア担体を形成した。CVD法は、上記のγ−アル
ミナ100ccを充填し、200℃に保持したCVD処
理容器内に、窒素ガスをキャリアガスに用い0℃に保温
された四塩化チタンを送入して行った。チタニアの析出
量は、四塩化炭素の蒸着とそれに続く水蒸気での加水分
解を繰返すことにより、所定量に調節した。その後、5
00℃、酸素雰囲気下にて焼成した。得られた各アルミ
ナ/チタニア担体について、簡易BET表面積測定装置
(柴田化学(株)製)を用いて、比表面積を測定した。
それらの結果を表1に示した。
【0013】上記のようにして、得られた各アルミナ/
チタニア担体に、触媒基準で酸化モリブデン(MoO
3 )が12重量%となるように、パラモリブデン酸アン
モニウム水溶液を含浸させた(触媒A)。また、別途各
アルミナ/チタニア担体に、触媒基準でMoO3 が12
重量%、酸化コバルト(CoO)が4重量%となるよう
に、パラモリブデン酸アンモニウム及び硝酸コバルトを
含有するアンモニア性水溶液を含浸させた(触媒B)。
更に、実施例2、4及び5における各担体に、触媒基準
でMoO3 が12重量%、酸化ニッケル(NiO)が4
重量%となるように、パラモリブデン酸アンモニウム及
び硝酸ニッケルを含有する水溶液を含浸させた(触媒
C)。上記のようにして各金属成分を含浸させた各アル
ミナ/チタニア担体は、更に、200℃で6時間乾燥
後、次いで500℃で3時間、酸素雰囲気下で焼成して
各金属成分を担持したそれぞれの各水素化触媒A、B及
びCを得た。
【0014】
【表1】 * 含浸法により含有させた。
【0015】上記で得られた各触媒を用い、比重0.8
606(d15/4℃)、粘度7.289(Cp)で、
硫黄含有量が1.48重量%であり、表2に示した蒸留
性状を有する軽油を、各触媒を30cc充填した触媒床
を備えた反応器で、反応温度300℃、圧力30kg/
cm2 G、液空間速度1.5/時、水素/油比250N
3 /klの反応条件下で水素化脱硫処理した。反応開
始後の50時間後の処理油の硫黄含有量を測定した。測
定した各硫黄含有量について、後記する比較例1におけ
るチタニアを析出することなくγ−アルミナのみを担体
とし、触媒金属としてMo成分のみを担持して調製した
水素化触媒(触媒A)における脱硫速度定数を1.0と
し、相対活性として表1に示した。
【0016】
【表2】
【0017】比較例1 実施例1に用いたγ−アルミナを担体として、実施例2
と同様にして、触媒金属の各Mo、Mo及びCo、Mo
及びNi成分を担持させて各触媒A、B及びCを調製し
た。得られた各触媒を用い、実施例1と同様に軽油を水
素化脱硫処理し、50時間後の処理流出油の硫黄含有量
を測定した。硫黄含有量の測定結果に基づき、触媒Aの
脱硫速度定数を算出し、その値を1とし、残りの触媒B
及びCの相対活性を表1に示した。
【0018】比較例2 実施例1に用いたγ−アルミナに四塩化チタンを担体基
準で15重量%となるように含浸担持させた後、更に、
実施例1と同様にして触媒金属Mo及びCo成分を含浸
担持して、水素化触媒Bを得た。得られた水素化触媒B
を用い、実施例1と同様にの処理流出油の硫黄含有量を
測定し、実施例1と同様にして相対活性として、その結
果を表1に示した。
【0019】上記の実施例及び比較例により明らかなよ
うに、本発明のチタニアを表面に選択的に析出させた大
比表面積を有するアルミナ/チタニア担体を用い、触媒
金属としてMo成分と、CoまたはNi成分の2成分を
担持させた触媒は、水素化脱硫における相対活性が、M
o成分のみ担持の触媒に比して約15〜20%向上し、
長期間にわたり高水素化能を維持可能であることが分か
る。一方、チタニアを析出しないアルミナ担体では、2
成分担持触媒の相対活性が多少向上するものの、本発明
の触媒程の著しいものでなく、また、チタニアを含浸担
持させたアルミナ担体を用いた触媒では、却って低下す
ることが分かる。
【0020】
【発明の効果】本発明の軽油の深度水素化脱硫用触媒
は、水素化能の向上が著しく、長期間安定した脱硫活性
を有するため、近年、特に、環境問題等によりその含有
硫黄分を極少量にすることが要請されているディーゼル
エンジンに用いられる軽油を連続的に高脱硫率で水素化
脱硫処理することができ、実用性に富み工業的実施に好
適である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタン化合物を用い化学蒸着法にてγ−
    アルミナにチタニアを蒸着して調製されるアルミナ/チ
    タニア担体に、水素化触媒金属としてMoが担持される
    と共に、更に、Co及び/またはNiが担持されてなる
    ことを特徴とする軽油の深度脱硫用水素化触媒。
JP4282292A 1992-09-29 1992-09-29 軽油の深度脱硫用水素化触媒 Pending JPH06106061A (ja)

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