JPS6065092A - オイルサンド油および残渣油の脱金属法 - Google Patents

オイルサンド油および残渣油の脱金属法

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JPS6065092A
JPS6065092A JP17325183A JP17325183A JPS6065092A JP S6065092 A JPS6065092 A JP S6065092A JP 17325183 A JP17325183 A JP 17325183A JP 17325183 A JP17325183 A JP 17325183A JP S6065092 A JPS6065092 A JP S6065092A
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Yasushi Niihata
新畑 康
Minoru Fujita
稔 藤田
Hiroyuki Kii
紀 啓之
Hiroshi Takagi
高木 広
Takeyuki Onami
大波 武幸
Masami Suzuki
雅美 鈴木
Yasuaki Tsukada
塚田 安明
Shigenori Sakuma
佐久間 繁徳
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 オイルサンド油は通常の原油に比較してきわめて重質で
あり、細粒物質、硫黄、窒素、重金属化合物などの不純
物を多量に含んでいるので、通常の原油に対抗できるよ
うな経済性のある精製技術がいまだに開発されていない
のが現状である。
また、更に通常の残渣油においても金属分を多量に含む
場合は有効な軽質化技術が確立されていない。
本発明はオイルサンド油および各種の残渣油を熱分解と
水素化分解とを組み合せることにより原料油中の残液分
をクリーンな軽質油に転化するプロセスにおいて脱金属
を目的としたものでおる。脱金属は後続する水素化分解
工程において触媒の被毒を防止するために重要である。
本発明の目的は非常に多量の硫黄化合物、窒素化合物、
金属化合物、アスファルテン等を含む処理の困難なオイ
ルサンド油、各種残渣油および各種熱分解油を特定の処
理条件下で特定触媒を用いて脱金属処理する方法を提供
するにある。
一般に脱金属反応では有機金属化合物から除去された金
属(主としてバナジウムおよびニッケル)は触媒上に堆
積するが、脱硫、脱窒素反応では除去された硫黄および
窒素は硫化水素、アンモニアとなって触媒上から脱離す
る。この点が脱金属反応と脱硫、脱窒素反応との大きな
相異点である。脱金属触媒の活性、寿命等を考えて触媒
を設計する際にはこの点を充分に考慮しなければならな
い。すなわち脱金属触媒としては、金属化合物が拡散で
きる大きさの細孔が必要であり、かつ除去された金属が
堆積する空間が必要でらり、また金属が碓積して活性点
を被覆しても活性が維持できることが望ましい。い\か
えれば、脱金属触媒としては触媒の平均細孔直径、細孔
容景が大きい方が好ましいが、強度および表面積との関
係もおるのでこれらの関係を考慮して適当なものを選択
する必要が必る。
すなわち、本発明は沸点240℃以上のオイルサンド油
、オイルサンド油の熱分解油、各種原油からの常圧残渣
油および常圧残渣油の熱分解油を反応温度300℃ない
し550℃、好ましくは350℃ないし500℃、水素
分圧50ないし250 hlcrd 、好ましくは10
0ないし200に9/瞥、液空間速度0,3ないし2.
Oh−1、ガス比500ないし2000H2−t/A−
otlの条件下で脱金属する際、触媒として平均細孔直
径90ないし45oXのγ−アルミナ担体またはシリカ
担体に周期律表第5族ないし第8族に属する金属より選
ばれた金属の1種又は2種以上またはこれらの酸化物を
担持させたものを用い、触媒担体上の金属の担持量は酸
化物の重量基準で2%ないし20悸であるオイルサンド
油および残渣油ならびにこれらの熱分解油の脱金属法(
係るものでちる。
本発明で使用する原料はオイルサンド油、オイルサンド
油の熱分解油、各種原油からの常圧残渣油および常圧残
渣油の熱分解油である。
これらの原料油の性状は第1表に示す。
本発明で使用する触媒は平均細孔直径9゜ないし450
^のγ−アルミナ担体またはシリカ担体に周期律表第5
族ないし第8族に属する金属より選ばれた金属または金
属酸化物を担持させたものでおる。
触媒金属成分の担体へa担持法、担持した触媒の乾燥法
、焼成法および活性化法はいずれも常法で行なうことが
できる。
本発明で使用する触媒成分の組み合せは、例えばNi 
−Me 、 Ni −Mn 、 N1−V、 Co−M
oで、特にN1−Vが好ましい。
第 1 表 比重(a”) 1.00 0.98 0.97 0.9
6粘度 50℃”gt 2042 − 507.3 −
硫黄分(wt!lI+) 4.5 g 4.10 28
3 2.70窒素分(’ > 0.45 0.35 0
.34 0.34マ肝ン分(#) 8.5 7.42.
84.4バナジウム(ppm)175 181 145
 1sOニツケル (ppm) 79 82 43 4
4蒸留性状 IBP−240℃(71%) 4.5 9.3 0 0
.5240−500℃(’) 33.4 37.1 3
3.5 38.7500℃以上(’ ) 62.1 5
3.6 66.5 60.8本発明で使用する触媒の性
状の一例を示せば、表面積70ないし200m”/f1
細孔容積0.30 ないし1.00d/f、平均細孔直
径9oないし45oX、h−v−比重0.35 ナイt
、0.8Of/dである。好ましくは表面積100ない
し150m’/rXn孔容積0.35ないし0.70m
1/l、平均(p−J、、千会伯) 〔A〕 熱分解率と脱金属率および脱アスフアルテンと
してオイルサンド油を用い、熱分解率が脱金属率および
脱アスフアルテン率におよばず影響を調べた。
使用触媒の性状は次の如くである。
化学組成 Mo5s IZ2 12.3 Ni0 3.9 5.2 1.36 4.0Coo 4
.4 Mn、 0. 11.8 物理性状 表面積(n?/l) 179 182 172 200
 184綱’IXR(tr4’?> 0.60 0.6
0 0.58 0.70 0.62平萌昭五(X) 1
31 129 135 136 134反応条件は水素
圧力tsoKq/d、液空間速度2.0h−1,ガス比
1000H!−t/1−ollであった。
反応温度と脱バナジウム率との関係は第1図に示した。
第1図より反応温度380℃では脱バナジウム率は20
ないし40チ(重量)で、反応温度430℃では50な
いしSOW (重量)であった。
触媒としてCo−Mo 系触媒(N(L120)を用い
た場合、反応温度380℃では40チ(重量)で、43
0℃では50チ(重量)であって比較的低温側で有効で
あるが、v−N1系触媒を用いた場合、反応温度380
℃では20チ(重量)で、今30℃では75%(重量)
であって高温側で有効であることがわかった。
また熱分解率と脱金属率および脱アスフアルテン率との
関係は第2図および第3図に示した。
上記の結果から熱分解率の上昇にともないIlΦA旙*
 b ? n: Iづ丁ス1マル千ソ史正−1−卆るこ
とかわかった。
第2図および第3図よ抄熱分解温度を300℃ないし5
50℃、好ましくは350℃ないし500℃とした。
触媒担体としてγ−アルミナまたはシリカを使用し、こ
れら担体の平均細孔直径と脱金属率および脱アスフアル
テン率との関係を調べた。
反応条件:原料油としてオイルサンド油を使用し、触媒
としてCoo−MoO3触W(重量比4:12)を使用
した。水素圧力15oKf/i、液免間速度2..0h
−1、ガス比1000LHz /L−oil、反応温度
410℃、430℃であった。その結果は脱バナジウム
率については第4図、脱アスフアルテン率については第
5図に示した。第4図および第5図より、γ−アルミナ
担体の場合には平均細孔直径90ないし250A ニジ
リカ担体の場合には平均細孔直径250ないし450に
で脱バナジウム率は50ないし80係、脱アスフアルテ
ン率は30ないし60チに達することがわかった。これ
より平均細孔径は好咬しくは200ないし400Aであ
る。
また第6図は触媒(平均細孔直径232N)へのバナジ
ウムの堆積状態を示す図、第7図は触媒層(平均細孔直
径92に、232Xの場合)におけるす1を種金属の分
布を示す図である。
第4図ないし第7図より触媒担体の平均細孔直径は触媒
寿命から考察しても平均細孔直径の大きい方が好ましい
ことは明らかである。
又細孔容積についても大きい方が触媒寿命に良い結果を
もたらすと考えられる。
触媒上にJic積してくる金属は主としてバナジウムお
よびニッケルである。
バナジウムおよびニッケルを担持金属として用いた場合
、脱金属反応が進行する過程においてバナジウムおよび
ニッケルが堆積して来るので最初に担持しなければなら
ない担持金属(バナジウムおよびニッケル)の量全決定
する必要がおる。最初に担持しなければな−らない担持
金属()くナジウムおよびニッケル)の量が少なすぎる
と脱金属反応の初期の反応速度がおそくなり、カーボン
の堆積が起り触媒活性を阻害する欠点がおる。そのため
脱金属反応が特に初期(始動時)において円滑に起るよ
うにするため適当な担持金属の量を決定する必要がある
上記の目的から、N1−v系触媒(Nα126)として
NiO1,36チ(重量)およびVx Ov 2.91
%(重量)をγ−アルミナに担持させた触媒を用い、N
i0−VIO,系触媒(N11126)ノ脱金属活性の
経時変化を調べ、その結果を第8図に示しだ。反応条件
は前記CB)項と同様であった。第1図より、脱金属活
性は40時間経過するまでは活性が低下する。これは触
媒上へのカーボンの堆積が主原因であると考えられる。
まfc50時間経過後活性は徐々に上昇するが、150
時間経過後一定となる。この間の活性の上昇は堆積した
金属(主としてvlNi)が活性金属となったものと考
えられる。
従って、いずれ堆積したバナジウムおよびニッケルが活
性金属として作用すると考えられるので、最初に担持し
なければならない金属量は極く僅かでよく、=また堆積
したバナジウムおよびニッケルが触媒上に均一にしかも
分散性よく堆積することが望ましい。しかし担持金属量
がおまりにも少量の場合にはカーボンの堆積により触媒
活性が低下するおそれがある。
又、触媒としてN i O−Vz Os触媒(γ−アル
ミナ担体にNiO6重量%の一定量担持させた触媒)を
使用し、触媒上におけるバナジウム(VI O8)の担
持量と脱バナジウム率(重量%)との関係を調べ、その
結果を第9図に示した。
第9図より触媒担体上への金属(N i O−VI O
s )の担持量は酸化物の重量基準で2チないし20俤
であって、好ましくは8チないし16チが適当であるこ
とがわかった。また触媒としてNiOVz Ox触媒を
使用する場合にはNip:V2O,の重量比は1:0.
5ないし1:5であって、好ましくは1:1ないし1:
3でろ、ることかわかった。触媒としてNl0−V2O
,触媒を使用する場合、最初に担体に担持しなければな
らない担持金属の量は酸化物の重量基準で2チである。
この場合には反応過程において原料油に含まれるニッケ
ルおよび/(ナジウムが堆積してNi0−V、O,触媒
として有効に作用することになる。
第8図および第9図より最初に担体に担持しなければな
らない担持金属の量は金属酸化物の重量基準で2チない
し2(lで、好ましくは8チないし16チで必る。
また第8図および第9図では、最初に担体に担持しなけ
ればならない担持触媒としてNi0−’/、O,触媒を
使用したが、Ni0−MoO3触媒、NiO−M、n2
 o3触媒、Coo−MoO3触媒を使用する場合にも
同様な結果が得られた。
次に実施例を掲げて本発明を説明するがこれに限定され
るものではない。
実施例 原料油として石油原油(イアニアンヘビー原油)の常圧
残渣油の熱分解油を使用した。
熱分解の条件は、ソーカー型反応管を使用した。反応管
はステンレス鋼管で内径36%λ、長さ200叫で内容
積約200mであった。
反応条件は水素圧40 Kf/4 、反応温度450℃
液空間速度15hr ’、ガス比10t−H,/L−o
 itであった。
脱金属反応は固定床加圧流通式反応管によって実施した
、反応管はステンレス鋼管で、反応部は内径26叫、長
さlooownでらった。
触媒充填高さは約450mnでちった。
反応条件は水素圧150〜/cJ、反応温度380℃、
液空間速度1.Ohr”、ガス比1000L−H,/l
 −o i 1 であった。
触媒としては、平均細孔直径230Xのバナジウム−ニ
ッケルーアルミナ担体を使用した。
その結果は第10図に示した。第10図より脱バナジウ
ム率は約70%の水準を維持することができた。−力説
ニッケル率は約50%の水準を維持することができだ。
まだそれぞれ顕著な活性低下は認められなかった。
以上は常圧残渣油の熱分解油についての結果であったが
、オイルサンド油、その熱分解油、常圧残渣油およびそ
の熱分解油についても同様な結果が得られた。
本発明の特徴を列挙すれば次の如くである。
(1) 原料油の熱分解反応の進行にともない分解率が
増大すると同時に脱金属率(脱バナジウム率、脱ニツケ
ル率)および脱アスフアルテン率も増大する。
(2)触媒担体として平均細孔直径の大きいものでかつ
細孔容積、の大きいものを使用した方が触媒へのバナジ
ウム堆積許容量が大きいので触媒寿命の点から平均細孔
直径および細孔容積の大きいものが適当である。
(3)担体に最初に担持されるべき担持金属(活性金属
)としては、原料油の脱金属により原料油に含まれるバ
ナジウムおよびニッケルが除かれ触媒上に堆積してくる
ので分散性よく担持てき、かつ均一に金属を堆積させる
ことができるので脱金属と同種類の金属系触媒すなわち
Ni0−V、O,触媒が適当である。
(4)担持金属の比率と担持量としては、最初は少量で
らってもよいが、カーボンの堆積量も考慮して該比率は
酸化物の重量基準で1:0.5ないし1:3でちり、担
持量は酸化物重量基準で8チないし16チ(重量)が適
当である。
【図面の簡単な説明】
第1図は担持金属の種類と脱バナジウム率との関係を示
す図、第2図は熱分解反応における分解率と脱金属率と
の関係を示す図、第3図は熱分解反応における分解率と
脱アスフアルテン率との関係を示す図、第4図は触媒平
均細孔直径と脱バナジウム率との関係を示す図、第5図
は触媒平均細孔直径と脱アスフアルテン率との関係を示
す図、第6図は触媒上の堆積バナジウムの状況を示す図
、第7図は触媒層における堆積金属の分布図、第8図は
バナジウム−ニッケル系触媒の脱金属活性の経時変化を
示す図、第9図はニッケルーバナジウム系触媒における
バナジウムの担持量と脱バナジウム率との関係を示す図
、第10図は原料油の通油時間と脱金属率との関係を示
す図である。 代理人 三宅正夫他1名 第8図 通油時間(hrs) 第9図 v205の担持量 (wt%)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 沸点240℃以上のオイルサンド油、オイルサンド油の
    熱分解油、各種原油からの常圧残渣油および常圧残渣油
    の熱分解油を反応温度300℃ないし550℃、水素圧
    力50ないし250に9/crl、液空間速度0.3な
    いしzOhr ’、ガス比500ないし20004% 
    /L o i 1の条件下で脱金属処理する際、触媒と
    して平均細孔直径90ないし450Aのγ−アルミナ担
    体またはシリカ担体に周期律表第5族ないし第8族に属
    する金属より選ばれた金属または金属酸化物を担持させ
    たものを用い、触媒担体に最初に担持させる担持金属の
    量は酸化物の重量基準で2チないし20チであることを
    特徴とするオイルサンド油および残渣油の脱金属法。
JP17325183A 1983-09-21 1983-09-21 オイルサンド油および残渣油の脱金属法 Granted JPS6065092A (ja)

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JP2007514850A (ja) * 2003-12-19 2007-06-07 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 原油生成物を製造するためのシステム、方法及び触媒

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