JPH07268361A - 原油の水素化処理方法 - Google Patents
原油の水素化処理方法Info
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Abstract
水素化脱硫処理を行い、品質が良好で安定した灯油・軽
油を増産することのできる原油の水素化処理方法を提供
すること。 【構成】 触媒として、(1)(a)アルミナ−ボリア
担体に、周期律表第6,8〜10族の金属を担持したも
の、(2)鉄含有アルミノシリケート含有担体に、周期
律表第6,8〜10族の金属を担持したもの、又は
(3)上記(a)触媒と(b)触媒とを組み合わせたも
のを用い、原油又はナフサ留分を除いた原油を水素化処
理する方法である。
Description
に関する。さらに詳しくは、原油又はナフサ留分を除い
た原油の一括水素化脱硫工程において、水素化脱窒素及
び水素化分解を併せて行い、高品質の灯油・軽油を増産
しうるとともに、精油設備の簡素化を図ることのできる
原油の水素化処理方法に関する。
般に、原油を常圧蒸留して各留分を分離したのち、分離
した各留分をそれぞれ脱硫する方法がとられている。し
かしながら、この方法は、精油設備の基数が多く、かつ
工程が煩雑である上、製品の冷却、加熱を繰り返すため
にエネルギー効率が悪いなどの問題があり、必ずしも満
足しうるものではなく、新しい形式の原油処理方法が求
められている。これを解決するために、ナフサ留分を除
いた原油の一括処理が試みられている。例えば、(1)
原油中のナフサ留分を蒸留分離したのち、ナフサ留分を
除いた残油を一括水素化脱硫処理する方法(特開平3−
294390号公報)、(2)原油中のナフサ留分を蒸
留分離したのち、ナフサ留分を除いた残油を一括水素化
脱硫処理し、次いで、高圧分離槽で軽質留分と重質留分
とに分離し、得られた軽質留分を水素化精製する方法
(特開平4−224890号公報)などが提案されてい
る。しかしながら、上記(1)の方法においては、通常
の脱硫触媒を用いているため、品質が安定した灯油・軽
油留分が得られない上、白油増産効果も満足できるもの
ではない。また、(2)の方法においては、脱硫処理
後、さらに水素化精製するために設備が複雑となり、設
備費や運転費が増加するのを免れないなどの問題があ
る。このように、従来のナフサ留分を除いた原油の一活
処理方法は、品質の安定した灯油・軽油留分が得られに
くかったり、また設備費や運転費が高くついたりなどし
て、実用化に至っていないのが実状である。
下で、原油又はナフサ留分を除いた原油の一括水素化脱
硫工程において、水素化脱窒素及び水素化分解を併せて
行い、品質が良好でかつ安定した灯油・軽油を増産しう
るとともに、精油設備の簡素化を図ることのできる、経
済的に有利な原油の水素化処理方法を提供することを目
的とする。
前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、原油
又はナフサ留分を除いた原油を水素化処理する際に、触
媒として、アルミナ−ボリア担体に特定の金属を担持し
たもの、又は鉄含有アルミノシリケート含有担体に特定
の金属を担持したもの、あるいはこれらを組み合わせた
ものを用いることにより、その目的を達成しうることを
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。すなわち、本発明は、原油又はナフサ留分を
除いた原油を触媒の存在下で水素化処理するにあたり、
触媒として、(1)(a)アルミナ−ボリア担体に、周
期律表第6,8,9及び10族に属する金属の中から選
ばれた少なくとも一種を担持したもの、(2)(b)鉄
含有アルミノシリケート含有担体に、周期律表第6,
8,9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なく
とも一種を担持したもの、又は(3)上記(a)触媒と
(b)触媒とを組み合わせたものを用いることを特徴と
する原油又はナフサ留分を除いた原油の水素化処理方法
を提供するものである。更に、本発明は、上記水素化処
理方法で得た水素化処理油を、さらに蒸留により沸点の
異なる各留分に分離することを特徴とする原油の処理方
法をも提供するものである。
各石油製品を分離するための工程概略図であって、
(イ)は原油をまず予備蒸留塔に供給してナフサ留分を
除去したのち、その残油を水素化脱硫し、次いで、常圧
蒸留塔に導き、ナフサ留分、灯油留分、軽油留分及び残
油に分離する工程を示す。一方、(ロ)は、原油を直接
水素化脱硫した後、常圧蒸留塔に導き、ナフサ留分、灯
油留分、軽油留分及び残油に分離する工程を示す。本発
明においては、図1−(イ)で示すように、予備蒸留塔
でナフサ留分を除いた原油を一括水素化処理してもよ
く、また、ナフサ留分の硫黄含有量を1ppm未満程度
にする必要がない場合、例えばナフサ留分をエチレン製
造装置の原料として使用する場合には、図1−(ロ)で
示すように、予備蒸留塔にてナフサ留分を除くことな
く、原油を一括して水素化処理してもよい。予備蒸留塔
に供給する原油や水素化処理工程に供給する原油は、予
備蒸留塔内の汚れや閉塞の防止、水素化処理触媒の劣化
防止などのために、予め脱塩処理を行うことが好まし
い。脱塩処理方法としては、当業者にて一般的に行われ
ている方法を用いることができる。その方法としては、
例えば、化学的脱塩法,ペトレコ電気脱塩法、ハウ・ベ
ーカー電気脱塩法などが挙げられる。
原油を処理する場合、原油中のナフサ留分及びそれより
も軽質の留分の除去が行われるが、この場合蒸留条件と
しては、通常、温度は145〜200℃の範囲であり、
また圧力は常圧〜10kg/cm2 の範囲、好ましくは
1.5kg/cm2 前後である。この予備蒸留塔にて塔頂
より除去するナフサ留分は、沸点が10℃以上で、上限
が125〜174℃の範囲にあるものが好ましいが、後
段にて水素化脱硫して精留するため、精度よく蒸留する
必要はない。なお、沸点10〜125℃のナフサ留分
は、通常炭素数が5〜8のものであり、10〜174℃
のナフサ留分は、通常炭素数5〜10のものである。ナ
フサ留分を沸点125℃未満でカットした場合、次の工
程の水素化処理の際に水素分圧が低下して、水素化処理
の効率が低下するおそれがあり、また沸点174℃を超
えてカットすると、後段の水素化処理及び蒸留で得られ
る灯油留分の煙点が低下する傾向がみられる。
留分を除いた原油を水素化処理する際に、触媒として、
(1)(a)アルミナ−ボリア担体に、周期律表第6,
8,9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なく
とも一種を担持したもの、(2)(b)鉄含有アルミノ
シリケート含有担体に、周期律表第6,8,9及び10
族に属する金属の中から選ばれた少なくとも一種を担持
したもの、又は(3)上記(a)触媒と(b)触媒とを
組み合わせたものが用いられる。
ボリア担体に、周期律表第6,8.9及び10族に属す
る金属の中から選ばれた少なくとも一種を担持したもの
であって、周期律表第6族に属する金属としては、タン
グステン、モリブデンが好ましく、また周期律表第8〜
10族に属する金属としては、ニッケル、コバルトが好
ましい。なお、第6族の金属、第8〜10族の金属はそ
れぞれ一種用いてもよく、それぞれ複数種の金属を組み
合わせて用いてもよいが、特に水素化活性が高く、かつ
劣化が少ない点から、Ni−Mo,Co−Mo,Ni−
W,Ni−Co−Moの組合せが好適である。
制限はなく、各種条件に応じて適宜選定すればよいが、
通常は触媒全重量に基づき、金属酸化物として1〜35
重量%の範囲である。この担持量が1重量%未満では、
水素化処理触媒としての効果が充分に発揮されず、また
35重量%を超えると、その担持量の割には水素化活性
の向上が顕著でなく、かつ経済的に不利である。特に、
水素化活性及び経済性の点から5〜30重量%の範囲が
好ましい。前記アルミナ−ボリア担体は、担体の全重量
に基づき、ボリア(硼素酸化物)を3〜20重量%の割
合で含有するものが好適である。ボリアの含有量が3重
量%未満では、水素化活性を向上させる効果が小さく、
また20重量%を超えると、その量の割には水素化活性
の向上効果があまりみられず、経済的でない上、脱硫活
性が低下する場合があり、好ましくない。特に水素化活
性の向上効果の点から5〜15重量%の範囲が好まし
い。さらに、該アルミナ−ボリア担体は、ボロン原子分
散性が分散性理論値の85%以上であるものが好適であ
る。
(以下、XPSと称する。)により測定され、モノレイ
ヤー分散の理論式により導出される。XPSとは、固体
表面から10〜30Å程度の深さまでの領域に存在する
原子の定量・定性分析手法である。この手法によりアル
ミナ上に分散担持されたボロン原子を定量すると(Al
ピーク強度に対するBピーク強度で表現する)、この方
法が表面敏感であるが故に、ボロン原子の分散状態を大
きく反映する。したがって、ボリア含有量が一定の場合
においても、アルミナ上に高分散しているか、あるいは
ボロンがバルクの状態で存在するかによりXPS強度比
が変化する。ボロン原子が高分散状態であればXPS強
度比は大きくなり、逆に分散性が低くバルクボリアが存
在するようになるとXPS強度比は小さくなる。ボロン
分散性を評価することは、アルミナ上のAl−O−B結
合の形成量を見積もることであり、さらには、そこに発
現する酸量を決定することである。固体酸性は、水素化
分解特性及び脱窒素活性に直接関連する重要な因子であ
り、ボロン分散性と上記特性とは密接に相関する。以上
の理由から、XPSという表面分析の手法を用いること
により、アルミナ−ボリア担体におけるボリアの分散状
態を規定し、添加したボリアが最も有効に機能する分散
範囲を決定することが可能となる。
ついて説明する。担体(Al2 O3 )表面にボリア(B
2 O3 )を担持させたもののXPS測定を行った場合、
XPS強度比は、Moulijn らにより導出された理論式
(I)〔「ジャーナル・オブ・フィジカル・ケミストリ
ー(J. Phys. Chem.)」第83巻、第1612〜161
9ページ(1979年)〕から、次のように求めること
ができる。
に求められるBとAlのXPSピーク強度比であり、
(B/Al)atomはBとAlの原子比であり、σ(Al)は
Al2s電子のイオン化断面積であり、σ(B) はB1s電子
のイオン化断面積であり、β1 及びβ2 は式 β1 =2/(λ(Al)ρS0 ) β2 =2/(λ(B) ρS0 ) から求められ、λ(Al)はAl2s電子の脱出深さであり、
λ(B) はB1s電子の脱出深さであり、ρはアルミナの密
度であり、S0 はアルミナの比表面積であり、D
(εAl)およびD(εB )は、それぞれAl2s又はB1s
の検出器効率(D∝1/ε)である。〕上記(1)式に
対して、Pennの式〔「ジャーナル・オブ・エレクトロン
・スペクトロスコピー・アンド・リレイテッド・フェノ
メナ(J. Electron Spectroscopy and Related Phenome
na)」第9巻,第29〜40ページ(1976年)〕を
用いて導出したλ(Al2s)=18.2Å、λ(B1s)=1
8.8Å及びσ(Al2s)=0.753、σ(B1s)=0.48
6(Scofieldの文献値〔「ジャーナル・オブ・エレクト
ロン・スペクトロスコピー・アンド・リレイテッド・フ
ェノメナ(J. Electron Spectroscopy and Related Phe
nomena)」第8巻,第129〜137ページ(1976
年)〕:AlKα線を励起源とした値)を代入する。ま
た、ボリアとアルミナの重量比を(B2 O3 /AL2 O
3 )wtで示すと、(B/Al)atom=1.465(B2 O
3 /Al2 O3 )wtなので、これを代入する。そうする
と、(2)式が導かれる。ここで、前記のとおりAl及
びBのXPSピークとして、Al2s及びB1sを採用して
いる。
られるBとAlのXPSピーク強度比を意味する。ここ
で、(2)式におけるS0 はアルミナの比表面積である
が、本発明における調製法ではアルミナあるいはアルミ
ナ前駆体と硼素化合物との混練法を採用しているため、
S0 を規定できない。そこで、本発明においてはS0の
代わりにアルミナ−ボリア担体の比表面積SAl-Bを使用
することとする。したがって、本発明においては、ボロ
ン分散性の分散理論値は、式(3)によって求められ
る。
いることによりボロンがモノレイヤーにてアルミナ表面
上に担持されたときの理論IB /IAl値を算出し、こう
して求められた理論IB /IAl値が分散性理論値であ
る。ここにρの単位はg/m3、SAl-Bの単位はm2 /
gである。またボロン原子分散性は、実測IB /IAl値
(BとAlのXPSピーク強度比実測値)である。
して測定したボロン原子分散性が分散性理論値の85%
以上であるのが望ましい。ボロン原子分散性が理論値の
85%未満であると、酸点の発現が不充分となり高い水
素化分解活性及び脱窒素活性が期待できないという不都
合が生ずるおそれがある。上記アルミナ−ボリア担体
は、例えば水分含有量が65重量%以上のアルミナ又は
アルミナ前駆体に、硼素化合物を所定の割合で加え、6
0〜100℃程度の温度で好ましくは1時間以上、さら
に好ましくは1.5時間以上加熱混練したのち、公知の方
法により成形,乾燥及び燒成を行うことによって、製造
することができる。加熱混練が1時間未満では、混練が
不充分となってボロン原子の分散状態が不充分となるお
それがあり、また混練温度が上記範囲を逸脱すると、ボ
リアが高分散しない場合があり、好ましくない。なお、
上記硼素化合物の添加は、必要に応じ、水に加熱溶解さ
せて溶液状態で行ってもよい。
よりアルミナを生成するものであれば、特に制限はな
く、例えば、水酸化アルミニウム,擬ベーマイト,ベー
マイト,バイヤライト,ジブサイトなどのアルミナ水和
物などを挙げることができる。上記のアルミナ又はアル
ミナ前駆体は水分含有量65重量%以上として使用する
のが望ましく、水分含有量が65重量%未満である場
合、添加したホウ素化合物の分散が充分でないおそれが
ある。また、硼素化合物としては、酸化硼素の他に、焼
成により酸化硼素に転化しうる各種の硼素化合物を使用
することができ、例えば、硼酸,硼酸アンモニウム,硼
酸ナトリウム,過硼酸ナトリウム,オルト硼酸,四硼
酸,五硫化硼素,三塩化硼素,過硼酸アンモニウム,硼
酸カルシウム,ジボラン,硼酸マグネシウム,硼酸メチ
ル,硼酸ブチル,硼酸トリシクロヘキシルなどが挙げら
れる。
素化処理触媒は、上記のようにして得られたアルミナ−
ボリア担体に、周期律表第6,8,9及び10族に属す
る金属の中から選ばれた少なくとも一種を担持させたも
のであるが、その担持方法については、特に制限はな
く、含浸法,共沈法,混練法などの公知の任意の方法を
採用することができる。アルミナ−ボリア担体に、所望
の金属を所定の割合で担持させたのち、必要に応じて乾
燥後、燒成処理を行う。燒成温度及び時間は、担持させ
た金属の種類などに応じて適宜選ばれる。このようにし
て得られた(a)水素化処理触媒は、通常平均細孔径が
70Å以上、好ましくは90〜200Åのものである。
この平均細孔径が70Å未満では、触媒寿命が短くなる
という不都合が生じる場合がある。
(b)水素化処理触媒は、鉄含有アルミノシリケート含
有担体に、周期律表第6,8,9及び10族に属する金
属の中から選ばれた少なくとも一種を担持したものであ
って、周期律表第6族に属する金属としては、タングス
テン,モリブデンが好ましく、また周期律表第8〜10
族に属する金属としては、ニッケル,コバルトが好まし
い。なお、第6族の金属、第8〜10族の金属はそれぞ
れ一種用いてもよく、それぞれ複数種の金属を組み合わ
せて用いてもよいが、特に水素化活性が高く、かつ劣化
の少ない点から、上記(a)水素化処理触媒の場合と同
様に、Ni−Mo,Co−Mo,Ni−W,Ni−Co
−Moの組合せが好適である。
制限はなく、各種条件に応じて適宜選定すればよいが、
通常は触媒全重量に基づき、金属酸化物として1〜44
重量%の範囲である。この担持量が1重量%未満では、
水素化処理触媒としての効果が充分に発揮されず、また
44重量%を超えると、その担持量の割には水素化活性
の向上が顕著でなく、かつ経済的に不利である。特に、
水素化活性及び経済性の点から、10〜28重量%の範
囲が好ましい。前記鉄含有アルミノシリケート含有担体
は、鉄含有アルミノシリケート10〜90重量%及び無
機酸化物90〜10重量%とからなるものが好ましい。
担体中の鉄含有アルミノシリケートの含有量が10重量
%未満では、水素化処理触媒としての効果が充分に発揮
されず、また90重量%を超えると、その量の割には水
素化活性の向上効果があまりみられず、むしろ経済的に
不利となる。特に、水素化活性及び経済性の点から、鉄
含有アルミノシリケート30〜70重量%及び無機酸化
物70〜30重量%からなるものが好適である。
用いられる無機酸化物としては、例えばベーマイトゲル
やアルミナゾルなどのアルミナ,シリカゾルなどのシリ
カ、あるいはシリカ−アルミナなどの多孔質のものが挙
げられる。一方、該担体に用いられる鉄含有アルミノシ
リケートは、酸化物の形態で表した主な組成が、一般式
(4) aFe2 O3 ・Al2 O3 ・bSiO2 ・nH2 O ・・・(4) で表されるものである。この一般式(4)において、n
は0〜30の実数を示し、bは15<b<100、好ま
しくは18<b<40であり、またa,bの関係は0.0
05<a/b<0.15、好ましくは0.02<a/b<0.
05を満たすものである。また、この鉄含有アルミノシ
リケートには、少量のNa2 Oなどのアルカリ金属酸化
物やアルカリ土類金属酸化物などが含有されていてもよ
い。
のような様々な形態の鉄化合物が存在している。すなわ
ち、単にアルミノシリケートに物理吸着している不活
性な鉄化合物。この鉄化合物は水素雰囲気下において、
500℃以下でFe3+→Fe 0 に一段で還元される。 アルミノシリケートの骨格と規則正しく相互作用して
いる鉄化合物。これにはイオン交換鉄化合物やアルミノ
シリケート骨格を構成する鉄化合物など様々な形態の鉄
化合物が存在する。これらの鉄化合物は水素雰囲気下に
おいて、低温部(室温〜700℃)でFe3+ →Fe
2+ に、高温部(700〜1,200℃)でFe2+→Fe0に
二段で還元される。
R)測定によって計算される不活性鉄化合物含有率〔F
e〕dep によって判別でき、の鉄化合物は同じくTP
R測定の高温部還元ピークによって判別できる。該担体
に用いられる鉄含有アルミノシリケートは、上記TPR
測定により計算される〔Fe〕dep が35%以下、好ま
しくは30%以下であるのが望ましい。また、少なくと
も一つの高温部還元ピーク温度Thが式 700℃≦Th≦(−300×UD+8,320)℃ 好ましくは式 850℃≦Th≦(−300×UD+8,300)℃ の範囲にあるのがよい。ここで、TPR測定とは、水素
流通下で試料を加熱昇温する際の水素消費量を測定する
ものである。この水素による金属酸化物の還元挙動か
ら、試料中の金属の状態を容易に知ることができる。な
お、UDは鉄含有アルミノシリケートの格子定数(Å)
を示す。
TPR測定による還元ピークには、低温部の還元ピーク
と高温部の還元ピークが認められる。ここで、低温部の
還元ピークとして、Fe3+がFe2+に還元される際のピ
ークが室温〜700℃の範囲に認められ、また高温部の
還元ピークとして、Fe2+がFe0 に還元される際のピ
ークが700℃〜(−300×UD+8,320)℃の範
囲に認められる。なお、一般に、高温部還元ピークは、
活性の高い鉄含有アルミノシリケートほど低温にシフト
する傾向がある。また、ゼオライトの格子定数が小さく
なるほど高温にシフトする傾向にある。また、該鉄含有
アルミノシリケートでは、高温部還元ピークが二箇所以
上あるときは、少なくともその一つが700℃から(−
300×UD+8,320)℃の範囲に認められる。
のFe 種は、高温部の還元ピーク面積(高温ピーク面
積,Sh)(高温部の水素消費量に対応)と低温部の還
元ピーク面積(低温ピーク面積,Sl)(低温部の水素消
費量に対応)との比率は、その還元される原子価から計
算して理想的にはSh/Sl=2になるはずである。し
かし、ここで不活性(不純物)鉄化合物が存在すると、
低温部のみにピークをもつため上記比率は2より小さく
なる。したがって不活性鉄化合物含有率〔Fe〕
dep は、 〔Fe〕dep =(Sl−Sh/2)/St×100(%) 〔式中、St は全ピーク面積和を示す。〕により定義す
ることができる。この〔Fe〕dep で評価したときに、
該鉄含有アルミノシリケートは35%以下、特に好まし
くは30%以下のものが望ましい。このような鉄を含有
するアルミノシリケートとしては、上記の各条件を満足
するものであれば様々なものが充当できるが、特に触媒
の水素化活性を向上させる点から、結晶質アルミノシリ
ケートであるフォージャサイト型あるいはY型ゼオライ
トが好ましく、なかでも格子定数が24.15〜24.40
Å、とりわけ24.20〜24.37Åのものが最適であ
る。
当たっては、原料として、アルミナに対するシリカのモ
ル比SiO2 /Al2 O3 が3.5以上のフォージャサイ
ト型ゼオライトが好ましく用いられる。このSiO2 /
Al2 O3 モル比が3.5未満では、耐熱性が不充分であ
り、かつ結晶性が破壊されやすい。特に、耐熱性や結晶
性の保持の点から、SiO2 /Al2 O3 モル比が4.6
以上のフォージャサイト型ゼオライトが好適である。ま
た、このアルミノシリケートには、Na2 Oが2.4重量
%以下程度含有されていてもよく、好ましくはその含有
量は1.8重量%以下である。本発明で用いる鉄含有アル
ミノシリケートを製造する場合、通常次に示す方法が用
いられる。まず、上記原料のアルミノシリケートをスチ
ーミング処理してスチーミングアルミノシリケートとす
る。ここでスチーミング処理の条件としては、様々な状
況に応じて適宜選定すればよいが、一般には温度540
〜810℃の水蒸気の存在下で処理することが好まし
い。ここで水蒸気は流通系であってもよく、また密閉容
器中に原料アルミノシリケートを保持して加熱し、該ア
ルミノシリケートの保有する水によりセルフスチーミン
グを行ってもよい。
られたスチーミングアルミノシリケートを、鉱酸で処理
する。ここで用いる鉱酸としては、各種のものが挙げら
れるが、塩酸,硝酸,硫酸などが一般的であり、そのほ
かリン酸,過塩素酸などを用いることもできる。次い
で、この系に鉄塩を加えて処理する。この鉄塩処理を行
う場合、前記鉱酸を加えた直後に、鉄塩を加えてそのま
ま処理を行ってもよく、また鉱酸を加えて充分に攪拌し
た後に、鉄塩を加えてもよい。また、この鉱酸の一定量
を添加したのち、残量の鉱酸と鉄塩を同時に加えてもよ
い。いずれにしても、スチーミングアルミノシリケート
に鉱酸を加えた系に鉄塩を加えること、換言すれば鉱酸
の存在下で鉄塩を加えることが必要である。この鉱酸を
添加し、さらに鉄塩を添加して処理を行う際の処理条件
としては、状況により異なり一義的に決定することはで
きないが、通常は処理温度5〜100℃、好ましくは5
0〜90℃、処理時間0.1〜24時間、好ましくは0.5
〜5時間とし、処理 pH0.5〜2.5、好ましくは1.4〜
2.1の範囲で適宜選定すればよい。処理液のpHが2.5
を超えると、重合鉄コロイドが生成するという不都合が
生じ、また pH0.5未満では、ゼオライト(アルミノシ
リケート)の結晶性が破壊されるおそれがある。また、
添加すべき鉱酸量は、アルミノシリケート1kg当たり
5〜20モル程度とし、鉱酸濃度は通常0.5〜50重量
%溶液、好ましくは1〜20重量%溶液である。さらに
鉱酸の添加時期は、前記したように鉄塩を加える前でな
ければならない。鉱酸の添加の際の温度は、前記範囲で
選定すればよいが、好ましくは室温〜100℃、特に好
ましくは50〜100℃である。
類は特に制限はないが、通常は塩化第一鉄,塩化第二
鉄,硝酸第一鉄,硝酸第二鉄,硫酸第一鉄,硫酸第二鉄
を挙げることができる。この鉄塩はそのまま加えること
もできるが、溶液として加えることが好ましい。この際
の溶媒は鉄塩を溶解するものであればよいが、水,アル
コール,エーテル,ケトンなどが好ましい。また、加え
る鉄塩濃度は、通常は0.02〜10.0M、好ましくは0.
05〜5.0Mである。この鉄塩の添加時期は、前述の鉱
酸によりアルミノシリケートのスラリーを pH1〜2に
した後とすべきである。また鉄塩添加の際の温度は、好
ましくは室温〜100℃、特に好ましくは50〜100
℃とする。また添加に際して予め鉄塩を加熱しておくこ
とも有効である。なお、この鉱酸ならびに鉄塩を加えて
アルミノシリケートを処理するに当たっては、そのスラ
リー比、すなわち処理溶液容量(リットル)/アルミノ
シリケート重量(kg)は、1〜50の範囲が好都合で
あり、特に、5〜30が好適である。このように鉱酸処
理,鉄塩処理を順次あるいは同時進行的に行うことによ
って、前記したような性状の鉄含有アルミノシリケート
が得られる。ここで、アルミノシリケートを鉱酸処理後
に、乾燥,焼成し、しかる後に鉄塩処理を行うと目的と
する性状の鉄含有アルミノシリケートを得ることができ
ない。このようにして得られる鉄含有アルミノシリケー
トに、さらに必要に応じて水洗,乾燥,焼成を適宜行う
ことも有効である。
素化処理触媒は、上記のようにして得られた鉄含有アル
ミノシリケートと前記無機酸化物とを所定の割合で含有
する担体に、周期律表第6,8,9及び10族に属する
金属の中から選ばれた少なくとも一種を担持したもので
あるが、その担持方法については、特に制限はなく、含
浸法,共沈法,混練法などの公知の任意の方法を採用す
ることができる。鉄含有アルミノシリケート含有担体
に、所望の金属を所定の割合で担持させたのち、必要に
応じて乾燥後、焼成処理を行う。焼成温度及び時間は、
担持させた金属の種類などに応じて適宜選ばれる。本発
明の方法においては、触媒として、前記(a)水素化処
理触媒を用いてもよく、(b)水素化処理触媒を用いて
もよい。また、所望の製品性状や得率に応じて、該
(a)水素化処理触媒と(b)水素化処理触媒とを、任
意の割合で組み合わせて用いることができるが、特に
(b)水素化処理触媒を(a)水素化処理触媒に対して
20容量%以上用いることにより、白油増産効果が顕著
となる。
のメタル含有レベルに応じて、既存の脱メタル触媒を、
上記(a)触媒、(b)触媒又は(a)と(b)との混
合触媒に、触媒全容量に基づき10〜80容量%程度組
み合わせて用いてもよい。これにより、メタルによる触
媒劣化を抑制しうるとともに、製品中の含有量を低減す
ることができる。該脱メタル触媒としては、当業者が通
常用いているもの、例えば無機酸化物,酸性担体,天然
鉱物などに、周期律表第5,6,8,9及び10族に属
する金属の中から選ばれた少なくとも一種を、触媒全重
量に基づき、酸化物として3〜30重量%程度担持して
なる平均細孔径100Å以上の触媒、具体的にはアルミ
ナにNi−Moを触媒全重量に基づき、酸化物として1
0.5重量%担持してなる平均細孔径118Åの触媒など
を挙げることができる。このような水素化処理触媒を用
いた反応形式については、特に制限はなく、例えば固定
床,流動床,移動床などを採用することができる。
留分を除いた原油を、前記水素化処理触媒を用いて一括
水素化脱硫処理を行う。ナフサ留分を除いた原油を水素
化脱硫処理する場合の反応条件としては、通常反応温度
300〜450℃,水素分圧30〜200kg/c
m2 ,水素/油比300〜2,000Nm3 /キロリット
ル,液時空間速度(LHSV)0.1〜3hr-1であるが、
効率よく水素化脱硫を行いうる点から、反応温度360
〜420℃,水素分圧100〜180kg/cm2,水
素/油比500〜1,000Nm3 /キロリットル,LH
SV0.15〜0.5 hr -1の範囲が好ましい。一方、原油を
水素化脱硫処理する場合の反応条件は、上記のナフサ留
分を除いた原油を水素化脱硫処理する場合の反応条件と
同様であるか、水素分圧が低下するため、水素分圧及び
水素/油比を、上記範囲内で大きくすることが好まし
い。
いた原油を一括水素化脱硫処理したのち、この処理油
は、図1で示すように常圧蒸留塔にて各種製品、例えば
ナフサ留分,灯油留分,軽油留分,常圧蒸留残油などに
分離される。この際、常圧蒸留塔の操作条件としては、
石油精製設備において広く行われている原油常圧蒸留方
法と同様であり、通常温度は300〜380℃程度、圧
力は常圧〜1.0kg/cm2 G程度である。この工程
を、水素化脱硫工程に引き続き行うことにより、熱回収
を図り運転費を大きく低減することができる。また、既
設の原油常圧蒸留塔を有効に利用するため、他の場所に
ある製油所へ水素化脱硫処理油を転送して製品の分離を
行うことにより、建設費を低減することができる。
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。 実施例1 原料油として、アラビアンヘビー脱塩原油のナフサ留分
(C5〜157℃)を除いた下記性状のものを用いた。 密度(15℃) 0.9319g/cm3 硫黄分 3.24重量% 窒素分 1500重量ppm バナジウム 55重量ppm ニッケル 18重量ppm 灯油留分(157℃より高く239℃以下) 9.8重量% 軽油留分(239℃より高く370℃以下) 25.8重量% 残油 (370℃より高いもの) 64.4重量% 第1表に示す触媒A(脱メタル触媒)及び触媒Bをそれ
ぞれこの順に、20容量%及び80容量%の割合で1,0
00ccの反応管に充填し、水素分圧130kg/cm
2 ,水素/油比800Nm3 /キロリットル,反応温度
380℃,LHSV0.4hr-1の条件で水素化処理を行っ
た。次に、得られた水素化処理油を蒸留により、ナフサ
留分(C5〜157℃),灯油留分(157℃より高く
239℃以下),軽油留分(239℃より高く370℃
以下)及び残油(370℃より高いもの)に分留し、そ
れぞれの性状を求めた。その結果を第2表に示す。ま
た、上記で得られた灯油留分及び軽油留分の貯蔵安定性
試験を実施した。具体的には、ベントを有した500ミ
リリットルのガラス容器に試料を400ミリリットル入
れ、43℃に保たれた暗所にて30日間貯蔵した。貯蔵
試験前後の結果を第3表に示す。これよりアラビアンヘ
ビー脱塩原油のナフサ留分を除いた残油から、品質のよ
い灯油や軽油が得られ、貯蔵時の色相も安定しているこ
とがわかる。
Bをそれぞれこの順に、20容量%,30容量%及び5
0容量%の割合で2,000ccの反応管に充填し、反応
温度を390℃に変えた以外は、実施例1と同様に水素
化処理を実施した。得られた水素化処理油を、実施例1
と同様にして分留し、それぞれの性状を求めた。その結
果を第2表に示す。また、灯油留分及び軽油留分につい
て、実施例1と同様にして貯蔵安定性試験を行った。そ
の結果を第3表に示す。これよりアラビアンヘビー脱塩
原油のナフサ留分を除いた残油から、品質のよい灯油が
増産でき、貯蔵時の色相も安定していることがわかる。
ぞれこの順に、20容量%及び80容量%の割合で1,0
00ccの反応管に充填し、反応温度を400℃に変え
た以外は、実施例1と同様に水素化処理を実施した。得
られた水素化処理油を、実施例1と同様にして分留し、
それぞれの性状を求めた。その結果を第2表に示す。ま
た、灯油留分及び軽油留分について、実施例1と同様に
して貯蔵安定性試験を行った。その結果を第3表に示
す。これよりアラビアンヘビー脱塩原油のナフサ留分を
除いた残油から、品質のよい灯油が増産でき、貯蔵時の
色相も安定していることがわかる。
分圧を120kg/cm2 ,反応温度を395℃,LH
SVを0.35hr-1に変えた以外は、実施例1と同様に水
素化処理を実施した。原料油の性状を下記に示す。 密度(15℃) 0.8639g/cm3 硫黄分 1.93重量% 窒素分 850重量ppm バナジウム 18重量ppm ニッケル 5重量ppm ナフサ留分(C5〜157℃) 14.7重量% 灯油留分(157℃より高く239℃以下) 14.2重量% 軽油留分(239℃より高く370℃以下) 25.6重量% 残油 (370℃より高いもの) 45.5重量% 得られた水素化処理油を、実施例1と同様にして分留
し、それぞれの性状を求めた。その結果を第2表に示
す。また、灯油留分及び軽油留分について、実施例1と
同様にして貯蔵安定性試験を行った。その結果を第3表
に示す。これよりアラビアンライト脱塩原油から、品質
のよい灯油や軽油が得られ、貯蔵時の色相も安定してい
ることがわかる。
触媒)をそれぞれこの順に、20容量%及び80容量%
の割合で1,000ccの反応管に充填し、実施例1と同
一条件で水素化処理を実施した。得られた水素化処理油
を、実施例1と同様にして分留し、それぞれの性状を求
めた。その結果を第2表に示す。また、灯油留分及び軽
油留分について、実施例1と同様にして貯蔵安定性試験
を行った。その結果を第3表に示す。これよりアラビア
ンヘビー脱塩原油のナフサ留分を除いた残油から得られ
る灯油や軽油は、品質および得率ともに不充分であり、
貯蔵時の色相がよくないことがわかる。
触媒)をそれぞれこの順に、20容量%及び80容量%
の割合で1,000ccの反応管に充填し、実施例4と同
一条件で水素化処理を実施した。得られた水素化処理油
を、実施例1と同様にして分留し、それぞれの性状を求
めた。その結果を第2表に示す。また、灯油留分及び軽
油留分について、実施例1と同様にして貯蔵安定性試験
を行った。その結果を第3表に示す。これよりアラビア
ンライト脱塩原油から得られる灯油や軽油は、品質およ
び得率ともに不充分であり、貯蔵時の色相がよくないこ
とがわかる。
除いた原油の一括水素化脱硫工程において、特定の触媒
を用い、水素化脱窒素及び水素化分解を併せて行うこと
により、品質が良好でかつ安定した灯油・軽油を増産し
うるとともに、精油設備の簡素化を図ることができる。
分離するための工程概略図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 原油又はナフサ留分を除いた原油を触媒
の存在下で水素化処理するにあたり、触媒として、
(a)アルミナ−ボリア担体に、周期律表第6,8,9
及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも一
種を担持したものを用いることを特徴とする原油又はナ
フサ留分を除いた原油の水素化処理方法。 - 【請求項2】 原油又はナフサ留分を除いた原油を触媒
の存在下で水素化処理するにあたり、触媒として、
(b)鉄含有アルミノシリケート含有担体に、周期律表
第6,8,9及び10族に属する金属の中から選ばれた
少なくとも一種を担持したものを用いることを特徴とす
る原油又はナフサ留分を除いた原油の水素化処理方法。 - 【請求項3】 原油又はナフサ留分を除いた原油を触媒
の存在下で水素化処理するにあたり、触媒として、
(a)アルミナ−ボリア担体に、周期律表第6,8,9
及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも一
種を担持した触媒と、(b)鉄含有アルミノシリケート
含有担体に、周期律表第6,8,9及び10族に属する
金属の中から選ばれた少なくとも一種を担持した触媒と
を組み合わせたものを用いることを特徴とする原油又は
ナフサ留分を除いた原油の水素化処理方法。 - 【請求項4】 触媒として、さらに(c)脱メタル触媒
を組み合わせたものを用いることを特徴とする請求項
1,2又は3記載の水素化処理方法。 - 【請求項5】 アルミナ−ボリア担体が、ボリアを担体
全重量に対して3〜20重量%含有し、かつボロンの原
子分散性が理論値の85%以上のものである請求項1,
3又は4記載の水素化処理方法。 - 【請求項6】 鉄含有アルミノシリケート含有担体が、
鉄含有アルミノシリケートを担体全重量に対して10〜
90重量%含有するものである請求項2,3又は4記載
の水素化処理方法。 - 【請求項7】 脱メタル触媒が、無機酸化物、酸性担体
又は天然鉱物に、周期律表第5,6,8,9及び10族
に属する金属の中から選ばれた少なくとも一種を担持し
てなる平均細孔径100Å以上のものである請求項4記
載の水素化処理方法。 - 【請求項8】 脱メタル触媒の含有量が、触媒全容量に
対して10〜80容量%である請求項4又は7記載の水
素化処理方法。 - 【請求項9】 請求項1,2又は3記載の水素化処理方
法で得た水素化処理油を、さらに蒸留により沸点の異な
る各留分に分離することを特徴とする原油の処理方法。
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JP2008280451A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Japan Energy Corp | 炭化水素油の精製方法 |
JP2009179795A (ja) * | 2001-06-28 | 2009-08-13 | Chevron Usa Inc | 原油脱硫 |
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1994
- 1994-03-29 JP JP05864394A patent/JP3669377B2/ja not_active Expired - Lifetime
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