JPS595011B2 - 重質炭化水素油の水素化処理用触媒ならびにその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マグネシウムシリケートを主成分きする複鎖
構造をもつ粘土鉱物；周期律表第１１Ａ。

ＨＡ、ＩＶ’ＡおよびＩＶＢ族元素からなる化合物；Ｖ
Ｂ。

ＶＩＢ、■もしくはＩＢ族からの金属もしくはその化合
物の複合からなるこさを特徴とする重質炭化水素油の水
素化処理用触媒およびその製造法に関する。

本明細書において、引用する「周期律表」は’Ｗｅｂｓ
ｔｅｒ ’ｓ ７ｔｈ Ｎｅｗ Ｃｏｌ ｌｅｇｉａｔ
ｅＤｉｃｔｉｏｎａｒｙ ′’Ｇ ＆ ＣＭｅｒｒｉａ
ｍ ＣｏｍｐａｎｙｙＳｐｒｉｎｇｆ １ｅｌｄ＋Ｍａ
ｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ ＋ ＵＳＡ（１９６５）のｐ
、６２８に記載されているものに従った。

また、「重質炭化水素油」とは、重質原油及びこれを常
圧あるいは減圧蒸留した残渣油、あるいは、タールサン
ドから抽出した原油又はこれらの混合物からなるものを
言う。

これらには通常アスファルテンと呼ばれるペンタンまた
はへブタンの如き軽質炭化水素に不溶性の、非蒸留性の
高分子量のコーク前駆体、ならびにバナジウム、ニッケ
ルなどを含む油溶性の有機金属化合物や硫黄化合物及び
窒素化合物などの好ましくない不純物が含まれている。

これらの不純物はアスファルテンのような高分子炭化水
素留分に集中して含まれているこおが多く、これが重質
炭化水素油の接触水素化処理を困難とする大きな原因と
なっている。

本明細書中で用いる「水素化処理」と言う語は、水素化
により重質炭化水素油に含まれるアスファルテンの如き
高分子炭化水素留分を蒸留可能な炭化水素留分、もしく
は軽質炭化水素に可溶な炭化水素留分へ転化しその含有
量を減少せしめる々同時に前記した金属、硫黄および窒
素化合物などの汚染物質を除去或はその濃度を減少する
目的で水素雰囲気下で重質炭化水素油を処理するこきを
意味する。

現在、これら重質炭化水素油を水素化処理し、高品位の
軽質油を得る工業的方法としては、γ−アルミナ、η−
アルミナ、χ−アルミナなどの活性アルミナもしくは、
シリカ、シリカアルミナ、シリカマグネシア等からなる
担体に、Ｃｏ 、 Ｎｉ。

Ｍｏ 、Ｗなどの金属を担持した触媒を用い、固定床も
しくは沸とう床等により、水素化脱硫もしくは水素化分
解する方法がある。

（Ｍ、Ｗ、Ｒａｎｎｅｙ ＋Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ Ｎｏ ５４゜’Ｄｅｓ
ｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ
“。

Ｎｏｙｅｓ ＤａＴａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｎｅ
ｗ Ｊｅｒｓｅｙ（１９７５））Ｌかしこれらの方法で
は、原料中にアスファルテン及び重金属が存在するさ、
数々経済的不利益を生ずる欠点がある。

すなわち、原料油中にコロイド状に分散しているアスフ
ァルテンが巨大分子であるため、これらが触媒細孔内の
活性点への拡散がしにくく、このため水素化分解反応が
著しく阻害されることである。

しかもアスファルテンの存在によってコークや炭素質の
生成が極端に促進され、触媒活性の急激な低下につなが
ることも大きなネックきなっている。

さらに、今１つの大きな障害は、原料油中に多量に含ま
れる金属類の存在で、これらが触媒表面上に堆積し、触
媒に被毒作用をおよぼし、触媒寿命を著しく短縮するこ
とにある。

このように従来触媒を用い接触水素化法で重質炭化水素
油類を処理する場合には、通油量当りの触媒消費量が美
大となり、又この方法で上記の諸欠点を克服しえたとし
ても、選択的にアスファルテンの分解を起して軽質油を
得ることを主目的さした場合、従来の触媒では必然的に
反応条件を厳しく設定することを余儀なくされ、触媒の
劣化もさらに助長されるこさとなっている。

その上軽質油の二次分解反応によるガス化が激しくおこ
り、高収率で、軽質油を得ることが出来なくなるととも
に、水素の消費料が増大し、経済性が著しくそこなわれ
る結果を招いている。

発明者らのグループは、かかる従来触媒の欠点を克服し
た重質炭化水素油の接触水素化処理に有効な触媒を見出
すべく、過去数年にわたって鋭意探索を続けてきた。

その結果、炭化水素類の水素化処理、特に脱メタル処理
にセピオライト触媒が高活性を有するこきを見い出し、
新規な炭化水素類の脱メタル処理方法および触媒の製造
方法に関する特許をすでに出願している。

（特開昭５２−７１４０３、同５２−９２８９１）。

またセピオライトのみならず複鎖構造を持つ粘土鉱物は
、重質炭化水素油の水素化処理に効果的な細孔構造を有
すること、更には、特定の硫化バナジウムの担持によっ
て重質炭化水素油の水素化反応、特にアスファルテン分
解反応き脱メタル反応に高活性きなるこさを見い出し、
これについても特許出願している、（特願昭５３−１２
５６８９、同５３−１５３２００）。

発明者らはさらに、触媒活性の向上した重質炭化水素油
の接触水素化処理に一層効果的な触媒を見出すべく、鋭
意改良研究を続けて来た。

その結果、マグネシウムシリケートを主成分きする複鎖
構造を持つ粘土鉱物さ第２成分さして酸化物を形成する
周期律表第ＨＡ、ＩＩＩＡ、ｒＶＡおよびＩＶＢ族元素
の化合物の少なくとも１種ならびに第３成分として周期
律表第ＶＢ 、 ＶＩＢ 、 ■またはＩＢ族の群か
ら選ばれる少なくとも１種の触媒金属成分おから生成さ
れる複合触媒が、第２成分を含有しない上記粘土鉱物か
らなる触媒に比ペアスフアルテン分解反応、脱バナジウ
ム反応および脱硫反応などの水素化処理に伴なう諸反応
に対する活性が著しく高いこさを新らたに見出した。

ここで粘土鉱物に加える該第２成分の量は特定の範囲で
あれば、前記の同一出願人による粘土鉱物からなる触媒
が有するアスファルテンなどの選択的分解に効果的な細
孔構造を損わずに、触媒表面活性のみが飛躍的に向上す
る事実も見出した。

従来固体酸化物触媒などに増量剤、希釈剤、分散剤、成
型助剤、補強剤などの目的で第２成分を添加する方法は
、数多く知られる。

（特開昭５２−８２６９０、同５０−１４２４９２、同
４９−３６５９５、同５０−４０４９４、特公昭４９−
３１８７８、米国特許第３１１８８４５号、英国特許第
１２１８０８０号などがある。

）本発明者らのグループも、重質炭化油の水素化処理に
セピオライト系触媒が非常に効果的であることを見い出
し、該触媒の製造法において成型助剤の１つさして通常
のアルミナゾルなどを添加することが有効であるこさを
知見して米国特許第４１５２２５０号、特開昭５３−３
０９９６に開示している。

しかし、これらには、マグネシウムシリゲートを主成分
々する複鎖構増を持つ粘土鉱物にさらに触媒表面活性を
向上させる目的で触媒金属以外に第２成分を添加してい
る例は見出せない。

本発明に係わる触媒が高い反応活性を呈する原因につい
ては、現在十分に解明されてはいないが、定性的には７
グネシウムシリケートを主成分とする複鎖構造をもつ粘
土鉱物に焼成後には酸化物となる第２成分さして、特定
の化合物を均一に分散、混入せしめるこさにより、単な
る酸化物々の混合きは異なり焼成後の触媒表面上に過度
の大きさに結晶成長した酸化物が形成されるものと推定
される。

これにより活性種である触媒金属成分の触媒表面上での
分散状態が向上されるとさもに触媒表面の化学的性質が
改善されることによって、該粘土鉱物き触媒金属成分の
みから得られる触媒作用とは異なり、該粘土鉱物、第２
成分の酸化物および触媒金属成分の３者の相互作用に起
因する新たな触媒作用が発現されるためと考えられる。

本発明に係わる新規な触媒きは、第１成分さしてマグネ
シウムシリケートを主成分きする複鎖構造をもつ粘土鉱
物；第２成分さして周期律表第１１Ａ、ＨＡ、ＩＶＡお
よびＩＶＢ族元素からなる酸化物；第３成分きしてＶＢ
、 ＶＩＢ 、■もしくはＩＢ族力心の金属もしくは
その化合物の３者が触媒粒子内で複合的に均一に分散さ
れた複合体からなる触媒であり、以下に各構成成分につ
いて詳述する。

本発明触媒の構成成分である第１成分はマグネシウムシ
リケートを主成分とする複鎖構造を持つ粘土鉱物、具体
的にはセピオライト、アタパルジャイト、パリゴルスカ
イトと呼ばれる多孔性のマグネシウムシリケートである
。

上記鉱物類は日本粘土学会線・粘土ハンドブック・１９
６７年版のｐ、４８に示される如く、数多くの粘土鉱物
中で被鎖構造型の結晶形態を有するもので、他の粘土鉱
物おは異なって層格子構造ではなくて角閃石に似た鎖構
造を基本構造とする複鎖格子構造をもっており、アタパ
ルジャイトでは繊維状の形態を有し、セピオライトには
α−セピオライト、＝呼ばれる繊維状、管状の結晶とβ
−セピオライトと呼ばれる不定形鱗片結晶が知られてい
るが、天然に産するセピオライトはこれらが混在されて
いる場合が多い。

パリゴルスカイトもアクパルジャイトと同類の鉱物であ
るが、前者がおおむね熱水による成因を示すのに対し、
後者は堆積物中に産出し、かつその結晶度が低いもので
セピオライト−バラモンモリロナイト系に属する鉱物で
ある。

天然に産するこれむの名称で呼ばれる鉱物の組成は産地
により異なるが、次のような化学組成範囲に規定される
ものである。

すなわち、本発明で用いる基材はマグネシウムシリケー
トを主成分とする複鎖構造をもつ粘土鉱物例えば〆ルシ
ウムあるいは海泡石と呼ばれ、Ｓ １’０２４６〜５３
重量係、置部２０３０．６〜８重量係置装ｅ２Ｏ３０，
７〜２２重置部、ＦｅＯ０，７〜３重量係置装ｇＯ１２
〜２３重量係、Ｃａ２Ｏ置部〜１重量係置部２Ｏ（（１
）８〜１３重量係、置部Ｏ（へ）８〜１１重量係重量酸
を示すセピオライトであり；Ｓ ｒ ０２５３〜５８重
量係、置部２０３８〜１１重量係、Ｆｅ２Ｏ３置部４重
量係、Ｆｅ０ 置部、２重置部以下、ＭｇＯ８〜１１重
量係、ＣａＯ置部置部２係量係２２部０．３重量製以下
、Ｎ ａ ２０１重置部以下、Ｈ２Ｏ（−１−）８〜１
２重量係、置部０（−）８〜１０重量係重量酸を示すア
タパルジャイトであり、またＳｉ０□５２〜６２重量係
、Ａ１２０３６〜１９重量係、Ｆｅ２０置部０．８〜４
重量置部ＦｅＯＯ，２〜０．８重量係、置部Ｏ５〜１５
重量饅、Ｃａ０Ｏ０１〜３重量係、Ｈ２Ｏ（−１−）１
０〜１４重量係、Ｈ置部（−）６〜１１重量係重量酸を
示すパリゴルスカイト等からなる天然鉱物を原料とし、
それらの単独あるいは混合物よりなる。

ここで、Ｈ２０Ｈとは試料を空気溶中にて１０５〜１１
０℃の間で乾燥させたときの減量であり、Ｈ２Ｏ（ト）
とは次いで灼熱したときの灼熱減量と前者との重量差を
表わす。

これらいずれの鉱物も、天然にはＭｇの１部がＦｅ 、
Ｃｒ 、Ｍｎ 、Ｃｕなどの２価あるいは３価の金属に
よって置換されていたり、ドロマイトなどの他の粘土鉱
物あるいは不定形シリカ、シリカアルミナ、シリカマグ
ネシアなどを不純物として含んでいる場合がある。

又、これらは何れも単独で、その独特の結晶構造に起因
する特異な物理構造を有している。

例えば、スペイン産のセピオライト鉱物は、表面積１５
０〜２００ ｒｒｌ’／ｇ、細孔容積０．３〜１．０ｃ
ｃ ／ ９の繊維状の結晶を相当量含んだ粘土状のもの
であり、また韓国量のセピオライトは表面積５０〜４０
０ｎ？／９１細孔容積０．３〜３．０ｃｃ／、９のほと
んど繊維状の結晶からなる石綿状のものである。

また日本産（北海道阿寒町産）のＭｇのかなりの部分が
Ｆｅで置換されたセピオライトは、表面積１５０＝／ｇ
、細孔容積Ｑ、９ ｃｃ ／ ９のものである。

さらには、ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社からＳｏｌ ５ｐｅｅ
ｄ １Ｄｒｉという名で市販されている吸着剤は天然の
アクパルジャイトの一種であり、表面積１２０ｍ／ｇ、
細孔容積０．５ ｃｃ ／ ｇの粘土状の物質であり、
シリア産のパリゴルスカイトは、表面積１２０ ｍ”７
ｇ、細孔容積０．６ ｃｃ ／ ｇの粉末の物質である
。

このようにこれらの天然の粘土物質は物理性状、外見等
が若干具なるが、すべて多孔性であり、電子顕微鏡観察
では繊維状の結晶を多く含むこ七を確認している。

第１図にマグネシウムシリケートを主成分とする粘土鉱
物の代表例のＸ線回折パターンを示す。

図の粘土鉱物は夫々上からスペインのマドリッド産セピ
オライトＡ１ スペインのトレド産のセピオライトＢ１
韓国産の繊維状セピオライトＣ１日本産の鉄質セピオラ
イトＤならびにアメリカ産のアタパルジャイトＥである
。

いずれも該粘土鉱物特有の回折ピークを有している。

次に第２成分は特定の酸化物を形成する周期律表第１１
Ａ 、 ＨＡ 、 ＩＶＡおよびＩＶＢ族から選ばれる
少なくとも１種の元素の化合物で、特に好ましくは、１
［Ａ族元素がマグネシウム、ＨＡ族元素がホウ素および
アルミニウム、ＩＶＡ族元素がケイ素さらにＩＶＢ族元
素がチタンおよびジルコニウムである。

該第２成分は種々の化合物の形態で第１成分に添加され
均一に分散せしめるが、焼成された後最終的に使用され
る触媒では、一定の酸化物あるいは複合酸化物の形態で
存在する。

第２成分の添加量は、酸化物きして触媒の全重量に対し
約５重置部から約８０重置部の範囲であることが望まし
い。

最後に第３成分は従来公知の水素化活性金属成分であり
、周期律表のＶＢ 、 ＶＩＢ 、■またはＩＢ族の群
から選らばれる１種またはそれ以上の遷移金属、特に好
ましくはバナジウム、モリブデン、タングステン、クロ
ム、コバルト、ニッケルマタハ銅である。

これらの触媒成分は金属状態もしくは金属酸化物、金属
硫化物のいずれの状態でも有効であり、また、イオン交
換法などにより該金属成分の一部が触媒担体と結合する
形態で存在してもよい。

第３成分の含有量は上記のように存在状態が一定でない
ため、金属元素として触媒全重量に対し約０．１〜２０
重量係で置部ことが望ましい。

これらの成分は、重質炭化水素油の水素化処理に伴う各
種反応、例えばアスファルテン分解、脱メタル、脱硫、
脱窒素などの活性を支配するものであり金属成分の選定
および組合せは、該水素化処理で特に着目する反応によ
り任意に決められる。

例えば、アスファルテン分解および脱メタルに対しては
、バナジウム、モリブデン、銅あるいはかかる金属成分
とコバルト、ニッケル、タングステン、クロムのうちの
少なくとも１種との組合せ等が効果的である。

また該反応に加え、脱硫反応の活性を促進させる場合に
望ましい触媒金属成分の組合せは、コバルト−モリブデ
ン、ニッケルーコバルト−モリブデンあるいはバナジウ
ム−コバルト−−Ｅ：’Ｊブーｆン、バナジウム−ニッ
ケルーコバルト−モリブデンなどである。

本発明に係わる触媒は、以上の３成分によって構成され
、その製造方法は公知の方法も含め多岐にわたる方法で
製造されるが、要は最終的に触媒きして使用するときの
性状が、約０．５〜２． ＯＣＣ／ｙの細孔容積と、約
１００λ〜５００人の平均細孔直径を有し、細孔径７５
Å以上の細孔の占める細孔表面積が約４０〜４００ｍ′
／ｇを有することが要件となる。

触媒の細孔構造、特に細孔容積、平均細孔直径および細
孔表面積は重質炭化水素油の水素化処理を効果的に行な
うのに重要な役割を担っており、最適な触媒活性々寿命
を達成する重要な因子となる。

本願触媒は、触媒の細孔内拡数が律速となる重質炭化水
素油の水素化処理に於て、アスファルテンなどの高分子
炭化水素留分が細孔内の活性点へ容易に拡散できる効果
的な物理構造を有している。

即ち、触媒の細孔容積は触媒寿命の点から考え金属が堆
積しつるに充分な大きさが必要であるが、大きすぎると
触媒の嵩密度が小さくなり充填容積あたりの反応活性が
低下してしまうし、触媒の機械的強度も落ちるので、約
０．５〜約２ｒｒｔｌ／９の範囲にあるのが望ましい。

触媒の細孔直径および表面積は、反応物質の細孔拡散お
よび触媒活性に関連する因子であり、細孔直径は、アス
ファルテンなどの巨大分子が細孔内で容易に拡散しうる
大きさが必要であるが、大きすぎるさ触媒表面積が減少
し、引いては触媒活性が低下するので、約１００〜５０
０人の範囲にあるこ々が望ましい。

また表面積は、上述のような制約から約４０〜約４００
ｍ／９が望ましい。

本明細書中にいう触媒の物理的性状の内、細孔容積、平
均細孔直径および細孔表面積はマーキュリ−・プレッシ
ャー・ポロシメーターモデル７０（イタリア国ミラノ市
所在のカル口・エルバ社製）を用いていわゆる水銀圧入
法により測定した値である。

測定条件は使要触媒角１４００最高水銀圧２０００ｋｇ
／ｃｒｔｔで測定した。

水銀の表面張力を２５℃で４７４ ｄｙｎｅ ７ｃｍき
して求めた。

細孔容積、平均細孔直径および細孔表面積の計算は、触
媒学会編集、′触媒工学講座４、触媒基礎測定法“、地
六書館（１９６９）の第７０頁〜第７３頁に記載の方法
に従った。

またこのほかの本願触媒の望ましい物理的性状は、以下
とおりである。

■ 強度は直径方向破壊強度として平均１ｋｇ１５朋以
上であるこさ。

■ 嵩密度は約０．２〜約１ ｇ／ｃｃであること。

本発明の複合触媒の第２成分および第３成分の触媒粒子
内での分散状態は島津製作所製ＥＭＸＳＭ型によるＸ線
マイクロアナライザＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒ
ｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ ）による分析
により確認した。

分析条件はビーム径１μ、ビーム電流０．０５μＡ、加
圧電圧２０ＫＶで行なった。

測定した触媒試料はセピオライトにアルミナ、チタニア
が夫々２５重置部含有する担体にＣｏ ｙＭｏを夫々酸
化物として２，６重置部担持した、本発明の方法で製造
した触媒１．Ｖと、それらとの比較さしてセピオライト
にＣｏ、Ｍｏのみを同量担持した触媒■である。

第２図にＥＰＭＡ分析の結果を示した。

これから明らかなように、本発明に係わる触媒冒、■で
は第２成分を構成する元素であるＡｌ、Ｔｉが触媒粒子
内に均一に分散されており、これと同じく第３成分の触
媒金属のＣｏ、Ｍｏも均一に分散担持されている。

これに比べ、触媒ＩではＣｏ、Ｍｏの触媒金属が触媒内
で均一分布しておらず、触媒細孔の入口部に多く担持さ
れる傾向が見られる。

即ち、本発明の触媒は、前記のようにＸ線マイクロアナ
ライザによる分析において、各触媒成分が均一に分散し
た状態を示すことが必要であり、本発明において各触媒
成分の分散状態に関していう触媒粒子内で複合的に均一
に分散された複合体」とは、Ｘ線マイクロアナライザに
よる分析において、各触媒成分が均一に分散した状態の
ことを示すものと定義される。

このような複合体の形成には、第２成分及び第３成分は
、ミクロオーダ的に微細な粒子状態、例えば、ヒドロゲ
ル状態や懸濁状態、水溶液の状態において、第１成分に
添加混合することが必要であり、微粉末状の酸化物状態
等で混合しても所期の複合体は得られない。

このように、本発明の触媒は第２成分として特定の元素
からなる酸化物が第１成分に複合的に均一に分散したこ
とによる影響により、触媒全体にわたる触媒金属成分の
良好で均一な分散が得られ、特に細孔の入口部で形成さ
れる金属付着物による細孔の１キヤツピング“又は閉塞
などの危険性が少ないばかりでなく、触媒金属成分の少
量担持で効果的な触媒活性が達成される。

特に重質炭化水素油の接触水素化処理では、触媒上に触
媒金属成分を多量に担持するき、触媒表面上への炭素質
の堆積量が多くなる傾向が一般的に観測され、この意味
からも金属成分の高分散が達成される本発明の触媒の実
用性が理解されよう。

また、マグネシウムシリケートを主成分さする粘土鉱物
と第２成分としての特定の元素からなる酸化物及び特定
の触媒金属からなる第３成分の３者の複合化により触媒
表面の化学的性質が改良されるという１つの具体的説明
として、触媒表面の酸性度（酸量）の変化を調べた結果
を示す。

酸性質の測定は、アンモニアによる昇温脱離法（ＴＰＤ
） 、（Ｙ、Ａｍｅｎｏｍｉｙａ 、 、Ｊ 、Ｃａ
ｔａｌ ・ｔ４６．３２６（１９７７））ｆζ記載の方
法に準拠した。

前述の触媒１．Ｖおよび■に対するアンモニア吸着量は
次の通りである。

ここで示すアンモニア吸着量は２００℃から６００℃迄
に脱離したアンモニア量を触媒重量で割った値であり、
この値は触媒表面の酸量に関連している。

この結果から明らかのように、本願触媒Ｉ、Ｖは該第２
成分を含まない触媒■に比べ著るしく酸量が増加してい
るこきが明白である。

上記のように本発明の触媒はその表面の化学的性質が改
善されたものさいえる。

一般に、アスファルテンの如き高分子炭化水素は芳香環
の縮合度が進んだ多環芳香族化合物であり、Ｓ、Ｎ、Ｏ
なとのへテロ原子を内在するため強い極性（塩基性を有
し、該アスファルテンを多量に含む重質炭化水素油を水
素化処理するには、触媒表面の酸性度の高い触媒が、反
応物質の吸着性との関連で効果的であるきされている。

この意味からも触媒表面の化学的性質を改善した本発明
触媒が高い触媒活性を有することが理解されよう。

しかし、本発明においてマグネシウムシリケートを主成
分きする複鎖構造を有する粘土鉱物に添加される周期律
表第１１Ａ、ＩＡ、ＩＶＡおよびＩＶＢ族の少なくとも
１種の元素からなる第２成分も、その添加量が多くなる
と新たなる重大な欠陥が生じる。

それは、第２成分の添加量が多くなると、該粘土鉱物が
有する重質炭化水素油の処理に効果的な細孔構造が著し
く損なわれるためである。

例えば、前記の触媒夏。■およびＩとさらにチタニアを
８３重量％含有しその他は同一の構成からなる触媒■の
代表的な物理性状を下に示す。

これからも明らかなように、触媒■は触媒Ｉに比べて、
表面積、細孔容積のいずれも大きく低下する。

一方、触媒１．Ｖは触媒■とはマ同様の細孔特性を有し
ており、第２成分の添加量が適度であれば前述した粘土
鉱物の有する細孔構造が保持されることを示している。

次に本発明の重質炭化水素油の水素化処理用新規触媒の
製造について説明する。

本発明の触媒は、構成する（ａ）第１成分のマグネシウ
ムシリケートを主成分きする複鎖構造を持つ粘土鉱物、
（ｂ）第２成分の周期律表第１１Ａ、ＩＡ、ＩＶＡおよ
びＩＶＢ族元素の化合物の少なくとも１種、および（ｃ
）第３成分の周期律表第ＶＢ 、 ＶＩＢ 、■または
ＴＢ族の群から選ばれる少なくさも１種の金属成分の３
つの成分のうち少なくとも２つを混合、成型し、未添加
のいずれかの成分を添加して得た生成物を乾燥し、焼成
することにより製造するのが最も一般的である。

通常は、上記（ａ）＝！： （ｂ）から得た生成物に対
しくｃ）を含有せしめる方法が採られる。

また、（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）との生成物を製造する
途中の工程に添加して含有せしめてもよい。

上記（ａ）と（ｂ）成分の好ましい混合方法は、原料の
マグネシウムシリケートを主成分とする複鎖構造を持つ
粘土鉱物をそのままあるいは粉砕して、周期律表第１１
Ａ、ＨＡ、’ｒＶＡおよびＩＶＢ族からなる水酸化物あ
るいはこれらの化合物の少なくとも１種を含水率を約４
０〜８０重置部にて混練する方法、あるいは原料のマグ
ネシウムシリケートを主成分きする複鎖構造を持つ粘土
鉱物をそのままあるいは粉砕して、該粘土鉱物に対し約
３倍以上の水を加え、撹拌しゲルもしくはゾル状態にす
る工程に周期律表第■Ａ。

ＨＡ、ＩＶＡおよび■Ｂ族水氷水酸化物いはこれらの化
合物の少なくきも１種を該工程中もしくは該工程前に加
える方法がある。

すなわち、原料のセピオライト、アタパルジャイト、パ
リゴルスカイトなとの複鎖構造を持つ天然の粘土鉱物を
そのまま、もしくは約１００〜８００°Ｃにて乾燥ある
いは焼成したのち５０メツシユ以下に粉砕する。

粉砕方法は、湿式もしくは乾式のいずれの方法を用いて
もよい。

つぎに、該粘土鉱物に周期律表第１１Ａ、ＨＡ、ＩＶＡ
およびＩＶＢ族水酸水酸化物いはこれらの化合物の少な
くとも１種を加え、その含有量が最終的に酸化物として
触媒基準で約５〜８０重量％となるようにし、更に含水
率が約４０〜８０重置部さなるように水を加え、通常の
混線機により充分に混練する。

あるいは、該粘土鉱物に対し約３倍以上の水を加え、混
合液をパドルミキサーもしくはホモジナイザー、コロイ
ドミルなどＣζて十分撹拌しゲルもしくはゾル状態ｔこ
する工程に、周期律表第１１Ａ、ＩＡ、ＩＶＡおよびＩ
ＶＢ族水酸水酸化物いはこれらの化合物の少なくとも１
種を該工程中もしくは該工程前に加えても良い。

上述した混合液のｐＨは該水酸化物の再溶解を防止する
為に、必要ならばアンモニア水、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム等あるいは塩酸、硫酸、硝酸、有機酸等を
加え、ｐＨを４〜１１の範囲に調節しておくことが望ま
しい。

上記工程におけるゲルもしくはゾル状態とは、該混合液
が白濁、乳化し粘稠性が増し流動性が非常に低下したも
のをゲルき言い、流動性が失なわれず均一に分散してい
るものをゾルと言う。

該混合液は原料性状、水含有量および撹拌方法などによ
りいずれの状態も吉りうるが、本発明の触媒の製造法に
とっては、いずれの状態でもよい。

なお、ゲル化もしくはゾル化を促進するため、あるいは
繊維状の該粘土鉱物の解膠性を向上するために、加温、
超音波処理、もしくは塩化アンモニウム、硝酸アンモニ
ウム、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
などあるいは粘土鉱物にナトリウム・ヘキサ・メタ・ホ
スフェイト（商品名：ＣＡＬＧＯＮ）、ピロリソ酸ナト
リウム、ケイ酸ナトリウムなどの解膠剤を適量添加する
ことも効果的である。

つぎに、上記の様に調製した混練物あるいは混合液から
成型品を得る場合、含水率を約４０〜８０重置部になる
ように再度調湿したのち押し出し成型品または顆粒状成
型品として成型する。

ゲルあるいはゾル状混合液に対する再調湿は乾燥もしく
は、常圧ないし減圧瀘過、加圧濾過あるいは遠心分離な
どにより脱水しケーキ中の含水率を約４０〜８０重置部
にするのが望ましい。

押し出し成型品は円柱形、中空円筒形、またはその断面
が非円形、例えば楕円、トリローブなどの多裂葉状であ
ってもよい。

顆粒状成型品は適宜な方法、例えばプＩＪ リング法、
油中滴下法または湿式造粒法によって成型することがで
きる。

次に該成型品を固形分濃度が約２５重置部以上になる迄
約１００〜２００℃の温度で約３０分〜２４時間乾燥し
たのち、約２００〜８００℃の温度で約３０分〜２４時
間乾燥する。

なお、乾燥に先立って室温にて一昼夜以上風乾する場合
もある。

上述した触媒の製造工程で、該粘土鉱物と周明律表第ｎ
Ａ、ｍＡ、ＩＶＡおよびＩＶＢ族水酸水酸化物いはこれ
らの化合物々の混合の度合、該混合液のｐＨ１成型時の
含水率あるいは乾燥ないし仮焼の温度、速度、時間など
の因子を適度に操作することにより細孔容積が約０．５
〜２ｃｃ ／ ９、平均細孔直径が約１００〜５００人
および細孔直径が７５Å以上の表面積が約４０〜４００
ｒｎ’／ ｇの範囲内の種々の物理構造を有する成型
品を得るとさができる。

次に、本発明の触媒に用いる粘土鉱物の前処理方法につ
いて記す。

一般に天然に産するセピオライト、アタパルジャイト、
パリゴルスカイトなどの複鎖構造をもつ粘土鉱物には前
述したような不純物が含まれていることが多いが、特に
不安定な化合物で除去するこさが望ましい場合には、原
鉱物を予め酸性あるいはアルカリ性水溶液などにより処
理し分解ないしは溶解除去したり、また該粘土鉱物の結
晶性あるいは組成を変化させ改良を施すことを目的に、
アルカリ性あるいは酸性溶液で前処理してもよい。

更に、Ｃａ＋＋を不活性化する目的で炭酸ナトリウムあ
るいは塩化ナトリウム水溶液などでＣａ＋＋イオンをＮ
ａ”４オンにイオン交換することにより該粘土鉱物の品
質を向上させる前処理方法も有効である。

次に、本発明を構成する第２成分の出発原料を具体的に
示す。

１１Ａ族元素のマグネシウムには例えば水酸化マグネシ
ウムＣＭｇ（ＯＨ） ２ ） 、酸化マグネシウムＭｇ
０）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣ０３，ＭｇＣＯ３・３
Ｈ２０）、硝酸マグネシウム〔Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ
２０〕、塩化マグネシウム（ＭｇＣＡ！２・６Ｈ２０）
、硫酸マグネシウム（ＭｇＳ ０４・７Ｈ２０） 等
が使用できる。

ＩＡ族元素のホウ素原料には例えばホウ酸（Ｈ３ＢＯ３
）、ホウ酸アンモニウム（ＮＨ４Ｂ、０８・４Ｈ２０）
、ホウ酸ソーダ（Ｎａ２ Ｂ４０□・１０Ｈ２０）、過
ホウ酸ナトリウム（ＮａＢＯ３・４Ｈ２０）等が使用で
きる。

また、ＩＡ族元素のアルミニウム原料には、例えば、金
属アルミニウム（Ａｌ）、塩化アルミニウム（ＡＩＩＣ
１３，ＡｌＣｌ３・６Ｈ，２０）、硝酸アルミニウム〔
Ａｌ２（ＳＯ４）３．Ａｌ２（ＳＯ４）３・１８Ｈ２０
〕、ポリ塩化アルミニウム ＣＡｌ２ （ＯＨ）ｎＣ４−ｎ）ｍ Ｈｌ＜ｎ＜５．ｍ
＜１０）、アンモニウムミョウバン（（Ｎ）Ｔ４）２８
０４・Ａ７２（ＳＯ４）３・２４Ｈ２０〕、アルミン酸
ソーダ（ＮａＡＡＯ２）、アルミン酸カリ（ＫＡｌＯ２
）、アルミニウムイソプロポキシド（Ａｌ〔０ＣＨ（Ｃ
Ｈ３）２）、アルミニウムエトキシド（ＡＡ（ＯＣ？２
Ｈ５）３） 、アルミニウムｔ−ブトキシド（Ａｌ（Ｑ
Ｃ（ＣＨ３）３ ）３ ）、水酸化アルミニウム（ＡＡ
（ＯＨ）ｓ ）等が使用できる。

ＩＶＡ族元素のケイ素原料には酸化ケイ素すなわち無水
ケイ酸の超微粒子をコロイド溶液としたコロイダルシリ
カ（Ｓ ｒ ０２・ｘＨ２０）あるいは超微粒子状無水
シリカ（Ｓ１０２）、ケイ酸ソーダ〔Ｎａ２Ｏ・ＸＳｉ
Ｏ２・ｙＨ２０（Ｘ＝１〜４））、四塩什ケイ素（Ｓｉ
Ｃ４ケイ酸エステル〔Ｓｉ（ＯＣＨ３）４，５ｉ（ＱＣ
２）（５）４〕等が使用できる。

ＩＶＢ族元素のチタン原料には例えば、オルトチタン酸
（Ｈ４Ｔ ｉｏ ４ ）、メタチタン（Ｈ２Ｔｉ０３）
、酸化チタン（Ｔ １０２ ）、塩化チタン（ＴｔＣＡ
！３゜ＴｉＣ７４）、硫酸チタン〔Ｔｉ２（ＳＯ４）３
゜’ｒｔ（ＳＯ４）２）、酸化硫酸チタン（Ｔ ｔ Ｏ
Ｓ ０４ ）、臭化チタン（ＴｉＢｒ４）、弗化チタン
（Ｔ ｉＦｓ −。

Ｔ ｉＦ ４ ）、チタン酸エステル（Ｔｉ（０・Ｇ庭
１”３ ）２ ）４ ）等が使用できる。

また、ＩＶＢ族元素のジルコニウム原料には例えば、塩
化ジルコニウム（ＺｒＣ１２０゜８Ｈ２０）、水酸化ジ
ルコニル（ＺｒＯ（ＯＨ２））、硫酸ジルコニル〔Ｚｒ
０（ＳＯ４）〕、硫酸ジルコニルナトリウム（ＺｒＯ（
ＳＯ４）−Ｎａ２ＳＯ４）、炭酸ジルコニル（ＺｒＯ（
ＣＯ３））、炭酸ジルコニルアンモニウム（（ＮＨ４）
２ Ｚｒ０（ＣＯ３）２）、硝酸ジルコニル（Ｚ ｒＯ
（ＮＯｓ ） ２ ）、酢酸ジルコニル（ＺｒＯ（Ｃ２
Ｈ３０□）２１）、酢酸ジルコニルアンモニウム（（Ｎ
Ｈ４）２ＺｒＯ（Ｃ２Ｈ３０□）３：）、リン酸ジルコ
ニル〔Ｚｒ０（ＨＢＯ２）２〕、四塩化ジルコニウム（
Ｚ ｒ Ｃ１４）、ケイ酸ジルコニウム（ＺｒＳｘ０４
）、酸化ジルコニウム（Ｚ ｒ ０２ ）等が使用でき
る。

また、これら第２成分の原料は、そのままの形態でマグ
ネシウムシリケートを主成分とする複鎖構造をもつ粘土
鉱物に添加しても良いが、好ましくは以下に示す方法で
水酸化物にしだ後肢粘土鉱物に添加するのが望ましい。

周期律表第１１Ａ族元素のマグネシウムの場合は、例え
ば、マグネシウム塩を含む水溶液を１０〜１００℃の温
度範囲に保持し、該水溶液にアルカ１Ｊｉｌ溶液を加え
ｐＨを６〜１１に調節し、水酸化マグネシウムを生成せ
しめ、更に、これを５０〜１００℃の温度範囲で０．５
〜２４時ぼ熟成することによって得られる水酸化マグネ
シウムを用いることが望ましい。

該水酸化マグネシウムの沈殿を生成させるために加える
アルカリがアンモニア水の場合、マグネシウムイオンは
完全に水酸化マグネシウムとはならないので濾過、水洗
等の操作工程においてマグネシウムイオンの形で一部の
マグネシウムが損失する。

また、多量のアンモニウム塩が共存すると、水酸化マグ
ネシウムの沈殿量が少なくなる傾向がある。

従ってアンモニア水を水酸化マグネシウムの沈殿剤とし
て用いる場合にはマグネシウムの損失およびアンモニウ
ム塩の共存に対して特別に注意が必要である。

通常、水酸化マグネシウムを完全に沈殿させるには少な
くともｐＨ１１程度のアルカリ性が好適である。

従って水酸化マグネシウムの沈殿を生成させるためには
、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウム等の強アル
カリ性物質を加えることが望ましい。

また、水酸化マグネシウムの沈殿を得る他の方法として
酸化マグネシウムを水熱処理する方法がある。

この方法は、炭酸マグネシウムを空気中で約１，０００
℃に加熱し酸化マグネシウムとし、これをオートクレー
ブ内で約２００°Ｃ〜約３００℃の温度で水熱処理する
ことによって水酸化マグネシウムを製造する方法である
。

この製造方法によって得た水酸化マグネシウムも本発明
触媒の第２成分原料として用いることができる。

また、これらの方法で製造した水酸化マグネシウムの沈
殿は水洗などによって、該沈殿中に共存する不純物ある
いは塩を十分除去した後、第２成分原料として用いるこ
とが望ましい。

上述の方法で製造した水酸化マグネシウムは、水には難
溶で、希酸に易溶、アンモニウム塩の過剰には溶け、過
剰の水酸化アルカリには不溶である。

また、約１１０℃にて十分に乾燥したものは約１０〜１
ｏｏｍ／ｇ程度の表面積を有し、Ｘ線回折から求められ
る結晶の大きさは約５０〜５００人程度の大きさである
。

更に４００℃以上に加熱し、酸化マグネシウムの形態に
したものの表面積は約５０〜３００ｍ／ｇ程度である。

周期律表第ＨＡ族元素がホウ素の場合には、前記したホ
ウ素を含む原料を水に溶解し溶液としたもの、あるいは
そのままの形で第２成分として用いることができる。

周期律表第ＨＡ族元素がアルミニウムの場合には、ギブ
サイト、バイアライト、ノルストランダイト、ベーマイ
ト、擬ベーマイト、ジアスボア、無定形アルミナゲル等
のアルミニウム水和物を第２成分として用いることが望
ましい。

これらのアルミナ水和物の製造方法は、例えば、ギブサ
イトは６０℃以上でアルミン酸ソーダ過飽和水溶液中に
炭酸ガスを吹き込み、ギブサイトの沈殿を主成させて得
るか、あるいは、バイヤー法によるアルミニウム製造に
おける中間体として得られる。

バイアライトは室温でアルミニウム塩またはアルミン酸
アルカリの水溶液をｐＨ１０〜１３の範囲にすることに
よって得られる。

あるいは、アルミン酸アルカリ水溶液に炭酸ガスを吹き
込むことによってバイアライトの沈殿が得られる。

ノルストランダイトは４０℃以下で硝酸アルミニウム水
溶液に水酸化アンモニウムを急速に混合することによっ
て得られる。

ベーマイトはアルミニウム３水和物あるいは無定形アル
ミナゲルをオートクレーブ内で約１５０°Ｃ〜約３８０
℃の温度で水熱処理して得られる。

ジアスポアはアルミナ水和物と少量のジアスポアをオー
トクレーブ内で約２７５°Ｃ〜約４２５℃の温度で１４
０気圧の条件で水熱処理して得られる。

擬ベーマイトは無定形アルミナゲルを水溶液中で２５℃
以上の温度で熟成して得るか、あるいは、アルミニウム
塩又はアルミン酸アルカリを室温以上の温度で中和する
ことによって得られる。

更に具体的な擬ベーマイトの製造例としては、発明者ら
がすでに特願昭５３−９８７２５の明細書中に開示して
いる方法によっても製造できる。

即ち、アルミニウムの強酸塩、例えば硝酸アルミニウム
、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の水溶液にア
ルカリを加える方法、或はアルミン酸ソーダ又はアルミ
ン酸カリウムの水溶液に酸又はアルミニウム強酸塩を加
える方法により得られた、水酸化アルミニウムをｐＨ６
〜１０に調節し、温度を５０’Ｃ以上に保持した種子擬
ベーマイト粒子を含有するスラリーに、該スラリー中の
水酸化アルミニウムに対してアルミニウムモル比で１＝
０．０２〜２のアルミニウム塩、例えば、硝酸アルミニ
ウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミン
酸ナトリウムあるいはアルミン酸カリウムなどを添加し
、該スラリーのｐＨを５以下あるいは１１以上にした後
、中和剤を加えてｐＨ６〜１０に戻すことからなる操作
を複数回繰り返すことにより、擬ベーマイト粒子の疏凝
集体を生成させる製造方法である。

無定形アルミナゲルはアルミニウム塩あるいはアルミン
酸アルカリを中和することによって得るか、あるいはア
ルミニウムアアルコキシドの加水分解によって得られる
。

周期律表第１ＶＡ族元素のケイ素の場合には、例えばシ
リカ濃度が０．５〜１５重量係の置部、好ましくは１〜
８重量係置装囲の希釈したケイ酸ソーダ溶液を鉱酸たと
えば硫酸、塩酸、燐酸あるいは硝酸などを用いて均質な
混合を与える適当な方法で混合し、温度００Ｃ〜１００
℃の範囲、好ましくは１０°Ｃ〜７０℃の範囲でｐＨを
３〜１１に、好ましくはｐＨ６〜１０の範囲に調節しシ
リカゾルの沈殿を生成させる。

続いて、該シリカゾルを温度１０°Ｃ〜７０°Ｃ，ｐＨ
６〜１０の範囲で０．５時間〜２４時間熟成し、更に、
熟成した該シリカゾルをｐＨ６〜１０の範囲でｐＨを一
定に調節した洗浄液を用いることによって洗浄し不純物
を除去したシリカヒドロゲ゛ルを用いることができる。

周期律表第１ＶＢ族元素のチタンの場合には、例えばチ
タンの塩化物あるいは硫酸塩を常温の水の中に冷却しな
がら徐々に添加し、加水分解させ水酸化チタンを生成せ
しめ、その後、温度５０°Ｃ〜１００℃で０．５時間〜
２４時間熟成し、更に、沖過・洗浄することによって不
純物を除去した水酸化チタンを用いることができる。

また、水酸化チタンを得る他の方法として、チタンの塩
化物あるいは硫酸塩の溶液を１０°Ｃ〜１００°Ｃの温
度に保持し、該溶液にアルカリたとえばアンモニア、水
酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウム等を徐々に添加
し、ｐＨを４〜１１にすることによって水酸化チタンを
生成せしめ、その後、温度５０℃〜１００℃で０．５時
間〜２４時間熟成し、更に、濾過・洗浄することによっ
て得た水酸化チタンを用いることができる。

周期律表第１ＶＢ族元素のジルコニウムの場合には、例
えば塩化ジルコニル、硫酸ジルコニルあるいは硝酸ジル
コニルなどを常温の水の中に冷却しながら徐々に添加し
、加水分解させ水酸化ジルコニウムを生成せしめ、その
後温度５０°Ｃ〜１００℃で０．５時間〜２４時間熟成
し、更に濾過・洗浄することによって不純物を除去した
水酸化ジルコニウムを用いることができる。

また水酸化ジルコニウムを得る他の方法として、塩化ジ
ルコニル、硫酸ジルコニルあるいは硝酸ジルコニルなど
の溶液を１０℃〜１００℃の温度に保持し、該溶液にア
ルカリ、例えばアンモニア、水酸化ナトリウムあるいは
水酸化カリウムなどを徐々に添加し、ｐＨを４〜１１に
することによって水酸化チタンを生成せしめその後温度
５０℃〜１００℃で０．５時間〜２４時間熟成し、更に
、ｐ過・洗浄することによって得た水酸化ジルコニウム
を用いることができる。

以上、本発明触媒を構成する第２成分の原料およびその
製法を記載したが、第２成分が２種以上の元素からなる
成分で構成される場合には、マグネシウムシリケートを
主成分とする粘土鉱物に各成分の原料をそのまま所定量
添加してもよいが、好ましくは、前述した製法により得
られる水酸化物として夫々所定量加えることが望ましい
。

また、公知の方法、例えば共沈法、沈着法などにより２
種以上の成分を含む水酸化物を形成せしめ、これを第２
成分として用いても良いし、２種以上の元素からなる場
合化合物を用いてもよい。

次に本発明の重質炭化水素油の水素化処理用触媒の触媒
活性種である第３成分の触媒金属成分の添加および担持
方法について説明する。

この方法は、規定の含有量もしくは担持量を触媒中に均
一に分散せしめる方法でありさえすれば、その出発原料
および調製方法は公知の各種いずれであってもよい。

たとえば、第３成分の原料としては、特定の元素を単独
または２種以上含む各種化合物を用いることができ、そ
の原料に見合った公知の各種の方法で調製することがで
きる。

本発明に用いる第３成分は周期律表のＶＢ 、 ＩＶＢ
。

ＶｌまたはＩＢ族の群から選択される少なくとも１種の
金属若しくは、その化合物である。

特に好ましくはバナジウム、クロム、モリブデン、タン
グステン、コバルト、ニッケルおよび銅からなる群より
選定される。

該第３成分の原料としては、例えばモリブデンの化合物
としては、酸化物（例えばＭｏＯ３、ＭｏＯ２など）、
モリブデン酸およびその塩（たとえばＨ２ＭｏＯ４ｔ
Ｈ２Ｍｏ０３Ｈ２０ｔ （ＮＨ，）Ｍｏ７０□。

（Ｎ）Ｉ４）２ＭＯ０３など）、塩化物（たとえばＭｏ
Ｃｌｓ 。

ＭｏＣ１４など）などが用いられ、コ杓しトの化合物と
しては、酸化物（例えばＣｏＯ，Ｃｏ□０３゜ＣｏＯ２
，Ｃｏ３Ｏ４など）、コバルト塩（例えばＣｏＣｌ２．
ＣｏＣｌ２・６Ｈ２０，Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２０゜
ＣｏＳＯ４・７Ｈ２０、Ｃｏ（ＣＨ３ＣＯ２）２ ’
４Ｈ２０、Ｃ０Ｃ２Ｏ４”２Ｈ２０など）、水酸化コバ
ルト（Ｃｏ（ＯＨ）２）、炭酸コバルト（塩基性炭酸コ
バルト）などが使用できる。

またニッケルを加える場合には、酸化ニッケル（Ｎ ｉ
Ｏ）、ニッケル塩（例えばＮｉＣ４、ＮＩ Ｂｒ２
。

ＮｉＩ２およびその水和物、Ｎｉ（ＮＯ３）２・６Ｈ２
０゜Ｎ ｉ Ｓ ０４・６Ｈ２０、Ｎ１ （ＣＨｓ Ｃ
Ｏ□）２・４Ｈ２０、Ｎ Ｉ Ｃ２Ｏ４・２Ｈ２０など
）、水酸化ニッケル（Ｎｉ （ＯＨ）２ ）、炭酸ニッ
ケルおよびニッケルアセチルアセトナートなどが用いら
れ、タングステンを加える場合には、酸化物（例えばＷ
Ｏ３，ＷＯ２など）、タングステン酸およびその塩（た
とえばタングステン酸、パラタングステン酸アンモニウ
ム、メタタングステン酸アンモニウムなど）などが用い
られ、銅を加える場合には硝酸銅、塩化銅、酢酸銅、硫
酸銅などが通常用いられる。

たとえば、コバルトおよびモリブデンを第１成分及び第
２成分よりなる生成物上に担持させる場合には、乾燥な
いし■焼抜の成型品を硝酸コバルトおよびモリブデン酸
アンモニウムのアンモニア性水溶液に浸漬することによ
って、コバルト、モリブデンを所定量担持する方法が望
ましい。

しかしながらこの他業者によってよく知られている混合
法、含浸法、混練法、イオン交換法などの手段によって
もよい。

すなわち、担持法が異なっていても最終的に、該触媒成
分を所定量担持もしくは含有される限り、触媒の性能に
はほとんど差がない。

また原料あるいは、調製方法によっては、得られる触媒
中に不純物程度の金属塩などを含むこともありうるが、
不純物量程度の異物質の存在は触媒能には大きな影響を
与えない。

また、バナジウムを担持させを方法の一つとして、発明
者らが特願昭５３−１２５６８９の明細書中で開示して
いる方法を適用してもよい。

即ち粘土鉱物と第２成分を混合し成型したものに効して
バナジウムおよび硫黄を多量に含む重質炭化水素油を水
素雰囲気下で特定の反応条件で該成型品と接触処理せし
め該重質炭化水素油から脱バナジウム反応および脱硫反
応で直接的に該成型品表面上に硫化バナジウム（ＶＳｘ
）を所定量堆積担持する方法である。

硫化バナジウムを担持する際に用いる重質炭化水素油は
バナジウム含有量が多いほど効果的であるが、具体的に
はバナジウム含有量が２００卿以上、好ましくは４００
ｐ−以上のものを用いるのが望ましい。

また、該成型品にＶＳｘを担持する際の反応条件は、該
基材の存在下、温度３５０〜４５０℃、好ましくは３９
０〜４２０℃、水素圧３０〜２５０気圧、好ましくは８
０〜１６０気圧である。

またバナジウムを含有もしくは担持させる今１つの方法
は、可溶性バナジウム化合物を含有する非油性媒質、非
炭化水素媒質又は極性媒質と接触させ、該粘土鉱物と第
２成分とからなる生成物にバナジウム化合物を含有もし
くは担持し、あるいはしかるのち適宜な方法で硫化処理
することによる方法である。

ここにいう「非油性」とは、例えば水溶液、アルコール
溶液などの媒質を意味する。

可溶性バナジウム化合物の例には、シュウ酸バナジル、
硫酸バナジル、メタバナジン酸アンモニウム、アセチル
アセトンバナジウムおよび酸化バナジウムなどがある。

なお、該バナジウム化合物は、一般に水などを（は難溶
性を示す場合が多いが、かかる場合には、媒質を加温な
いしは酸性もしくはアルカリ性にするこさにより溶解度
を上げて用いるのが望ましい。

例えば、メタバナジウム酸アンモニウムの水に対する溶
解度は、０．５２９７１００ｇＨ２０（１５°Ｃ）、６
．９５．？／１００ｇ（９６°Ｃ）で、この温度附近よ
り分解が起る。

このように溶解度が小さいので、溶解度を高め、かつ該
生成物上への付着をよくするためにシュウ酸を加えるこ
とが好ましい。

また上記第３成分以外に特定の反応例えば脱窒素反応お
よびコンラドソン残留炭素の低減化反応等に対する活性
を相違的に促進する目的で触媒成分としてフッ素あるい
はリンの添加が有効でありこれらの成分は公知の触媒中
に約０．２〜４重量％を通常の方法で含有あるいは担持
せしめることができる。

該成分の原料はフッ素を加える場合には、フッ化水素（
ＨＦ）、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）。

フッ化水素アンモニウム（ＮＨ４ＨＦ２ ）等が用いら
れ、リンを加える場合には、酸化物（Ｐ２Ｏ３）、
ＩＪン酸およびその塩（オルトリン酸、メタリン酸、ピ
ロリン酸、リン酸アンモニウムなど）などが用いられ、
さらには該成分は前記第３成分とともに加えることもで
きる。

すなわち触媒構成成分元素を二種以上含む原料物質とし
て、例えば、リン酸チタン、リンタングステン酸、リン
モリブデン酸、リンモリブデン酸アンモニウムなどが使
用できる。

上記の第３成分あるいはフッ素、リンなどの触媒成分を
担持もしくは含有させるための調製は、公知の各種の方
法で行うことができる。

（日本触媒学会編集、触媒工学講座１０、「触媒便覧」
地人書館、（１９６７））。

本発明の触媒は、その構成成分および物理的性状に関し
て、前述した条件が具備されれば目的とする重質炭化水
素油の水素化処理触媒として十分である。

即ち本発明の触媒は、重質炭化水素油の水素化処理、特
にアスファルテンの分解反応および脱金属反応、さらに
脱硫反応、脱窒素反応などに極めて有効である。

またコンラドソン残留炭素の低減、比重、粘度および流
動点の低下、さらには水素化分解による軽質化などを目
的とする重質炭化水素油の水素化処理にも望ましい触媒
である。

また、本発明の触媒を用いて重質炭化水素油を接触水素
化処理する場合の反応方式は、触媒形状などを適当に選
定することにより、固定床、移動床、流動床および沸騰
床などの通常の流通式反応方式で行うことができ、反応
生成物と触媒が反応領域より同伴流出することなく水素
化処理が可能である。

本発明の触媒を用いて重質炭化水素油類を水素化処理す
る場合の処理条件は、上記触媒の存在下温度３５０〜４
５０℃好ましくは３９０〜４２０℃、圧力３０〜２５０
気圧好ましくは８０〜１６０気圧、液空間速度０．１〜
１０ Ｈｒ−！好ましくは０．２〜５Ｈｒ−’で行なわ
れる。

また、処理油と供給する水素もしくは水素に富むガスと
の混合割合は、１気圧で１５℃の処理油１容積当り１５
℃の水素１００〜２０００容積（１００〜２００ＯＮｌ
／ｌ）、好ましくは５００〜１００ＯＮ？ｚ今で行なわ
れる。

以上、本発明の触媒の組成物およびその製造方法ならび
に効果、適用分野などについて記載して来たが、更に本
発明を明確にするため以下に実施例を挙げる。

この実施例は本発明を具体的に説明するものであって、
これら実施例によって本発明が限定されるべきものでは
ない。

マグネシウムシリケートを主成分とする複鎖構造を持つ
粘土鉱物の調整例 粘土状のスペイン産セピオライト鉱石および米国のエン
ゲルハルト（ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ） 社からＳｏｌ ５
ｐｅｅｄｉ Ｄｒｉ（ＳＳＤ）として市販されているア
タパルジャイトをそれぞれ約１２０℃で６時間熱風乾燥
したのち、ボールミルにて約６時間捕潰し、約５０メツ
シユ以下（このうち９０％以上が１００メツシユ以下で
あった）のセピオライトおよびアタパルジャイトの粉末
を得た。

これらのものの組成を表−１に示した。

比較例 先に調整した表−１の組成のセピオライト粉末１００ｇ
と約１１の蒸留水を２．５１のパドルミキサーに投入し
、約５５分激しく撹拌しゲル化せしめた。

更に約１１の水を加え２８重量％のアンモニア水にて液
のｐＨを約８に調節した後約５分激しく撹拌した。

かかる混合液を減圧濾過器により、濾過脱水し約２５０
ｇのケーキを得た。

かかるケーキを０．８φの円柱形に押し出し成型し、そ
の成型物を約１２０℃で６時間熱風乾燥し、さらに５０
０℃で３時間焼成して焼成物を得た。

モリブデン酸アンモニウム１５１．９ ｇニ温水４００
ｍ１を加え、更に蒸留水４００ｍ１に硝酸コバルト１６
０．Ｆｌを溶解して得た水溶液を加え、混合し更に２５
重量係濃度のアンモニア水を５００ｍ１加えた。

かかる液を３５ｍ１分取し５ｍｌの蒸留水で希釈し、先
に得られた焼成物５０Ｆに均一に噴霧・含浸せしめ１晩
密封放置したのち、室温にて風乾した。

つぎに１２０℃にて３時間熱風乾燥し、５００℃で空気
気流中３時間焼成して、触媒Ｉを得た。

触媒の性状を表−２に示す。表−２に示した細孔表面積
、細孔容積および平均細孔直径は水銀圧入法により求め
た。

実施例 １ 塩化マグネシウム六水和物５００ｇを蒸留水２１に溶解
後、室温に保持した。

該溶液に水銀化ナトリウム２５０９／ｌ含む溶液を約０
．９７撹拌しながら徐々に添加し、ｐＨを１１に調節し
、水酸化マグネシウムの沈殿を生成した。

次いで、これを温度８０±５℃の範囲で１２時間熟成し
スラＩＪ−を得た。

該スラリーをｐ過後、２８重重量子ンモニア水によって
ｐＨを９に調節した蒸留水にてＣ１−がほとんど検出さ
れなくなる迄洗浄・濾過を行ない酸化マグネシウム換算
で約３０重量％水酸化マグネシウムを含むケーキを約２
５０ｇ得た。

該ケーキ８０ｇと前記のセピオライト粉末８０ｇおよび
約１１の蒸留水を２．５１のパドルミキサーに投入し、
約５５分源しく撹拌しゲル化せしめた。

更に約１１の水を加え、２８重量％のアンモニア水にて
液の川を約１０に調節した後、約５分激しく撹拌した。

以下の操作は比較例と同様な操作により触媒■を得た。

触媒の性状を表−２に示す。実施例 ２ Ａ１２０３換算で７６．６ ｇ／ｌの硫酸アルミニウム
溶液を１００℃に加熱保持した。

別に外部より加熱できる容器に脱イオン水１８Ａをとり
、これを１００℃に加熱し、次いで前記硫酸アルミニウ
ム水溶液１２１を加えて激しく撹拌しつつ、２８係アン
モニア水４．４１を迅速に加え種子水酸化アルミニウム
のスラリーを作った。

このスラリーをｐＨ９、温度１００℃で６０分間撹拌し
ながら熟成した。

次にこのスラリーに上記硫酸アルミニウム水溶液２１を
添加したところ、スラリーの粘度は急速に低下し、ｐＨ
は４を示した。

そこで５分後に２８係濃アンモニア水０．８１を加えた
ところ、再びスラリーの粘度は上昇しｐＨも９を示した
。

この１段の操作後、スラリーを温度１００℃でゆっくり
と撹拌しながら２０分間熟成し、第１段目と同じ操作を
繰り返した。

５段終了後、スラリーを沢過し、Ｆ液中に硫酸根が検出
されなくなる迄洗浄しアルミナ濃度２０重置部のケーキ
を得た。

かかるケーキ１２５ｇとセピオライト粉末８３ｇから比
較例と同様な方法で触媒ｌを得た。

触媒の性状を表−２に示す。

実施例 ３ ケイ酸ソーダＪＩＳ３号３００ｇを蒸留水４．５１に溶
解し室温に保持した。

該ケイ酸ソーダ溶液に３５重量％の塩化水素を含む塩酸
溶液を撹拌しながら徐々に添加しｐＨを７に調節した。

更に５０°Ｇに於いて２０時間熟成し、ゲルを得た。

該ゲルを減圧ｐ通抜、蒸留水にてＮａ＋がほとんど検出
されなくなる迄洗浄沢過を行ない、５ｉ０２換算で約１
０重置部シリカヒドロゲルを約９ゆを得た。

該ヒドロゲル２５０ｇとセピオライト粉末８３ｇから、
比較例と同様な方法で触媒■を得た。

触媒の性状を表−２に示す。

実施例 ４ 四塩化チタン１，０００ｇを蒸留水２１に冷却を行ない
ながら徐々に添加し溶解し、更に蒸留水６１を加えた。

かかる溶液に２８重量％のアンモニア水を徐々に撹拌し
なからｐＨが８になる迄加え、次に９８〜１００℃の温
度範囲で２０時間熟成し水酸化チタンを含有するスラリ
ーを得た。

該スラリーを減圧濾過後、蒸留水にてＣＩ−がほとんど
検出されなくなる迄洗浄沢過し、ＴｉＯ２換算で約２５
重置部の水酸化チタンを含むケーキを約１６０１得た。

該ケーキとセピオライト粉末の混合比を変えて、比較例
と同様な方法で触媒を得た。

該ケーキ１００ｇとセピオライト粉末８３．？から触媒
■、該ケーキ２００ｇとセピオライト粉末５６ｇから触
媒■、該ケーキ３００ｇとセピオライト粉末２８ｇから
触媒■および該ケーキ３６０ｇとセピオライト粉末１１
ｇから触媒■を得た。

更に先に調製した表−１の組成のアタパルジャイト８：
ｌと該ケーキ１００ｇとから触媒■を得た。

また、触媒■と同じ製造法で硝酸コバルトの代りに硝酸
ニッケルを含浸した触媒Ｘを得た。

触媒の性状を表−２に示す。

実施例 ５ 塩化ジルコニル５００ｇを蒸留水４１に溶解し、かかる
溶液に２８重量％のアンモニア水を徐々に、撹拌しなが
ら、ｐＨが８になる迄加え、次に９８〜１００℃の温度
範囲で３時間熟成し水酸化ジルコニウムを含有するスラ
リーを得た。

次に該スラリーを減圧ｐ通抜、蒸留水にてＣ１−がほと
んど検出されなくなる迄洗浄濾過し、ＺｒＯ２換算で一
＊約２５重置部の水酸化シルコニムラを含むケーキを約
７００ｇ得た。

該ケーキ１００ｇとセピオライト粉末８３ｇから、比較
例と同様な方法で触媒Ｍを得た。

触媒の性状を表−２に示す。実施例 ６ 実施例２で得たケーキ６３ｇと実施例３で得たケーキ１
２５ｇおよびセピオライト粉末８３ｇから比較例と同様
な方法で触媒■を得た。

触媒の性状を表−２に示す。

実施例 ７ セピオライト粉末２ｋｇにオルトホウ酸３５５ｇを２，
８１の約５０℃に暖めた蒸留水に溶液を加え、混練機に
て約１時間混練し、混練物を得た。

この時、該混練物の含水量は約６０重置部であった。

次に、該混練物を１．Ｏｍｒｎφの穴をもつダイを経て
成形し、更に１２０℃にて３時間熱風乾燥し、５００℃
にて３時間焼成した焼成物的２ｋｇを得た。

以下比較例と同様な方法で第３成分を含浸し触媒ｘ１を
得た。

触媒の性状を表−２に示した。実施例 ８ 実施例４と同じ方法で触媒■と同様の焼成物を製造し、
該焼成物に対し表−３に示すバナジウムを多量に含有す
る重質炭化水素油を用い、表−４に示す反応条件で水素
化処理し、１００時間処理後のバナジウム担持触媒ＸＩ
Ｖを得た。

触媒の性状を表−２に示す。

用いた装置は触媒充填量５０ｃｃの反応器を有す固定床
流通式反応装置である。

この方法で得た触媒ＸＩＶのバナジウム担持量はバナジ
ウムとして約９重置部であった。

重質炭化水素油に対する水素化処理を表−４に示した反
応条件で行った。

反応生成物は通油開始后約２０時間経過後約５０ｃｃサ
ンプリングし分析に供した。

用いた装置は触媒充填量５Ｑｃｃの反応器を有する固定
床流通式反応装置であった。

この水素化処理の結果、生成油中のアスファルテン、バ
ナジウムおよび硫黄の濃度及びそれらの除去率を表−５
に示す。

セピオライト単独の触媒Ｉに比較して、マグネシア、ア
ルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、シリカ・アル
ミナおよびボリアを添加した触媒ＩＩ 、 Ｉ。

ＩＶ、Ｖ、ＸＩ、■およびＸＩはアスファルテン分解反
応、脱バナジウム反応、脱硫反応の全てにおいて活性向
上が見られた。

また、アタパルジャイトにチタニアを添加した触媒■、
触媒Ｖの担持金属のコバルトをニッケルに替えた触媒Ｘ
および触媒■の担体をバナジウムを多量に含有する重質
炭化水素油で水素化処理し、バナジウムを担持した触媒
ＸＩＶに於いても同様の活性向上が見られた。

さらに第３図にチタニアをセピオライトに対して約０．
２５，５０，７５，９０重重量部加した触媒Ｉ、Ｖ、Ｖ
Ｉ、■およびＶｌならびにチタニアを添加しない触媒■
を夫々使用した水素化処理の結果を示した。

図において○印は生成油中のバナジウム濃度をまた・印
は生成油中のアスファルテン濃度を示す。

触媒Ｉに比較すると各触媒はそれぞれアスファルテン分
解反応、脱バナジウム反応の活性向上が見られるが、チ
タニアの添加量が約５０重置部を越えると逆に活性の低
下が見られることは特筆すべきことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はマグネシウムシリケートを主成分とする粘土鉱
物の代表例のＸ線回折パターンを示す。 図においてＡニスペインのマドリッド産セピオライト、
Ｂニスペインのトレド産セピオライト、Ｃ：韓国量セピ
オライト、Ｄ：日本産セピオライト、およびＥ：アメリ
カ産アタパルジャイトの夫々のＸ線回折図を示す。 第２図は触媒１．１およびＶのＸ線マイクロアナライザ
ーによる分析結果を示す。 第３図は実施例９における、セピオライトに対するチタ
ニア添加量を変えたときの触媒活性に及ぼす効果を示し
たものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マグネシウムシリケートを主成分とする複鎖構造を
   有する粘土鉱物である第１成分；マグネシウム、アルミ
   ニウム、ホウ素、ケイ素、チタンおよびジルコニウムの
   中から選ばれる少なくさも１種の元素からなる酸化物で
   ある第２成分；ならびに水素化活性金属成分である第３
   成分とが触媒粒子内で複合的に均一に分散された複合体
   からなり、該第２成分が酸化物として約５〜８０重量体
   該第３成分が金属元素換算で約０．１〜２０重量係含置
   部装、細孔容積が約０．５〜２．０ ｃｃ／ ９、細孔
   直径７５Å以上の細孔表面積が約４０〜４００ ｒｎ：
   ／ｇ、および平均細孔直径が約１００〜５００人である
   ことを特徴とする重質炭化水素油の水素化処理用触媒。 ２ 第１成分がセピオライト、アタパルジャイトおよび
   パリゴルスカイトからなる群より選ばれる１種もしくは
   ２種以上の混合物である特許請求の範囲第１項記載の触
   媒。 ３（ａ）マグネシウムシリケートを主成分とする複鎖構
   造を持つ粘土鉱物を乾燥、粉砕するかもしくはそのまま
   でマグネシウム、アルミニウム、ホウ素、ケイ素、チタ
   ン及びジルコニウムの中から選ばれる少なくとも１種の
   元素の酸化物形成性化合物からなる第２成分と共に、ｐ
   Ｈ４〜１１の条件下、水分を調整して含水率が約４０重
   置部〜約８０重量係の範囲で混練する工程；（ｂ）
   工程（ａ）からの混線物を成形した後、約２５重置部以
   上の固形分含量になる迄乾燥する工程；（ｃ） 工程
   （ｂ）からの乾燥物を２００℃〜８００℃の温度範囲で
   ０．１〜１０時間焼成する工程；（ｄ） 工程（ｃ）
   からの焼成物に第３成分としての水素化活性金属成分を
   金属元素として触媒全量に対し約０．１重量係〜約２０
   重量係となるように担持し、更に２００℃以下で乾燥さ
   せる工程；（ｅ） 工程（ｄ）で得られる乾燥生成物
   を２００℃〜８００℃の温度範囲で約３０分〜１０時間
   焼成する工程； 上記一連の工程によることを特徴とする重質炭化水素油
   の水素化処理用触媒の製造方法。 ４ 工程（ａ）に代えて、マグネシウムシリケートを主
   成分とする複鎖構造を有する粘土鉱物をそのまま、ある
   いは粉砕して、粘土鉱物に対して約３倍重量以上の水を
   加え、撹拌しペースト状にし…を４〜１１の範囲に調節
   した後、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、ケイ素
   、チタンおよびジルコニウムの中から選ばれる少なくき
   も１種の酸化物形成性化合物を添加し、十分混合した後
   、このペースト状混合物を脱水して含水率を約４０重置
   部〜約８０重量％に調湿して、工程（ｂ）に供する特許
   請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 工程（ａ）に於いて第２成分としてマグネシウム化
   合物を添加する際、マグネシウム塩を含む水溶液を１０
   ℃〜１００℃の温度に保持し、該水溶液にアルカリ性溶
   液を加えｐＨを６〜１１にし、水酸化マグネシウムを生
   成せしめた後、温度５０℃〜１００℃の範囲で０．５時
   間〜２４時間熟成することにより得た水酸化マグネシウ
   ムを用いる特許請求の範囲第３あるいは４項記載の方法
   。 ６ 工程（ａ）に於いて第２成分きしてアルミニウム化
   合物を添加する際、ｐＨ６〜１０に調節し、かつ５０°
   Ｃ以上の温度に保持した水酸化アルミニウム含有スラリ
   ーに、水酸化アルミニウム：アルミニウムのモル比が１
   ：０．０２〜２のアルミニウム塩を添加し、該スラリー
   のｐＨを５以下あるいは１１以上にした後、中和剤を加
   えてｐＨ６〜１０に戻すことからなる操作を複数回繰り
   返すことにより製造した凝ベーマイトを用いる特許請求
   の範囲第３あるいは４項記載の方法。 ７ 工程（ａ）に於いて第２成分としてケイ素化合物を
   添加する際、シリカ濃度が１〜８重量係置装イ酸ソーダ
   水溶液を１０〜７０℃の温度に保持し、鉱酸を加えｐＨ
   を６〜１０にしてシリカヒドロシルを生成せしめ、更に
   ｐＨ６〜１０に調節して１０８Ｃ〜１００℃の温度範囲
   で０，５時間〜２４時間熟成したシリカヒドロゲルを用
   いる特許請求の範囲第３あるいは４項記載の方法。 ８ 工程（ａ）に於いて第２成分としてチタン化合物を
   添加する際、チタン塩を含む水溶液を１０℃〜１００℃
   の温度に保持し、アルカリ性溶液を加えｐＨ４〜１１に
   するか、常温の水の中にチタン塩あるいはチタン塩を含
   む水溶液を徐々に添加しチタン塩を加水分解することに
   より、水酸化チタンを生成せしめ、更に温度５０°Ｃ〜
   １００℃の範囲で０．５時間〜２４時間熟成して得た水
   酸化チタンを用いる特許請求の範囲第３あるいは４項記
   載の方法。 ９ 工程（ａ）に於いて第２成分としてジルコニウム化
   合物を添加する際ジルコニウム塩を含む水溶液を１０°
   Ｃ〜１００°Ｃの温度に保持し、該水溶液にアルカリ性
   溶液を加えｐＨを４〜１１にするか、常温の水の中にジ
   ルコニウム塩を徐々に添加しジルコニウム塩を加水分解
   するこ♂により、水酸化ジルコニウムを生成せしめ、更
   に温度５０℃〜１００℃の範囲で０．５時間〜２４時間
   熟成して得た水酸化ジルコニウムを用いる特許請求の範
   囲第３あるいは４項記載の方法。 １０工程（ｄ）および（ｅ）に代えて、工程（ｃ）の焼
   成物を、水素雰囲気下、温度３５０℃〜４５０℃水素圧
   ３０〜２５０気圧の条件でバナジウムを少なくとも２０
   ０重量重量上含有する重質炭化水素油と接触せしめ、バ
   ナジウムを２重置部以上堆積させる特許請求の範囲第３
   ．４，５，６，７，８、あるいは９項記載の方法。