JPS62262750A - 二分散性の細孔構造を有する触媒及び担体 - Google Patents

二分散性の細孔構造を有する触媒及び担体

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JPS62262750A
JPS62262750A JP62103391A JP10339187A JPS62262750A JP S62262750 A JPS62262750 A JP S62262750A JP 62103391 A JP62103391 A JP 62103391A JP 10339187 A JP10339187 A JP 10339187A JP S62262750 A JPS62262750 A JP S62262750A
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metal
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カルモ・ジヨセフ・ペレイラ
ウ−チエン・チエン
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WR Grace and Co
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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】 本発明は独特の二分散性の(bidisperse)m
孔径分布を有する触媒担体、この担体から製造される水
素化処理用触媒及び重質石油原料の水素化処理に関する
ものである。
ンU ) (S hiroto)らによる米国特許第4
,444.655号に種々の触媒を用いる水素化処理の
8つの異なったタイプの方法が広(議論されており、そ
してその方法のいずれも満足できるものではないことが
指摘されている。その解決法は1〜30%の触媒金属を
有する触媒を用いることにあり、ここに(1)平均細孔
直径(A P D )は約150〜500オングストロ
ーム単位であり、(2)最小の全細孔容積はAPDに依
存する式により計算され、そして180〜約500オン
グストローム単位の細孔においては少なくとも0 、3
5.cc/gを有し、そして(3)全表面積は少なくと
も104m2/gである。
本発明に興味あることはその細孔容量に2つのピークを
有する触媒を用いることを特徴とするシロトらが記載す
る水素化脱硫及び脱金属化(demetallizat
ion)法である。このものはその従来の方法(5)で
あり、ここに[重質炭化水素油の水素化JIL押 圓論
r+―」由址浩1啼レーイI◆膓めヂ+亀)影響される
ことはなく、−力説金属化はこれにより大きく影響され
る」と言われている。この方法によれば、約100オン
グストローム単位以下の直径を有する小さい細孔、及び
少なくとも約500オングストローム単位、または更に
少なくとも約i 、o o oオングスシローム単位を
有する大細孔の両方が与えられる触媒を用いる。この触
媒は確かに細い孔中への金属含有^分子化合物の拡散に
関して制限を緩和するが、グループ(1)(彼らの従来
小さい細孔を有する触媒である)を用いる触媒の場合の
ように、このものは約100オングストローム皐位以下
の直径を有する細孔中にたまる金属により活性が鋭敏に
減少し、そしてこれらの細孔の入口が閉鎖され易くなる
。かくてグループ(5)に対する触媒は高い金属含有量
を有する原料油に対して長期間高活性を保持し難く、そ
して事実大きい細孔のみが脱金属化に対して主に作用す
る。従って、個々に用いられるグループ(1)及−び(
3)(大細孔を有する従来の触媒である)に対する触I
!!fr)&善された男I率を右すると1士者すちh−
ない。
ムラスキー(Mulaskey)による米国特許第4,
102.822号に異なった大きさの粒子を有する粒子
をバック(pack) した状態の触媒組成物が開示さ
れているが、これらの粒すの細孔分布は示されていない
、3〜45の細孔容積に寄与する互いに連絡する大趨孔
を形成するチャンネル(channel)が存在する。
この触媒の更に特殊な利点は異なった触媒活性を有する
2つまたはそれ以上の異なった種類の混合物を触媒パッ
クまたはこのものの中のクラスター(chuster)
のgl″iに用いることができ、これにより2*たは多
モードの活性を有する触媒が生じる。
二分散性の分布を含む触媒担体を製造することが本発明
の目的である。二分散性の細孔構造を有する触媒は細孔
g分に2モードの細孔径分布を有する。
更に二分散性の細孔径分布を含む脱硫及び親金属化触媒
を製造することが発明の目的である。
更に二分散性の細孔径分布を有する改善された触媒を用
いて重質原料を水素化処理することが本発明の目的であ
る。
更に二分散性の細孔径分布及び制御された量の大細孔性
を含む触媒担体を製造することが本発明の目的である。
更に所望の細孔直径を達成させるために異なった物質を
一緒に用いる二分散性の細孔径分布を含む触媒担体を製
造することが本発明の目的である。
これらの及びその他の目的は本発明の以下の記述にり明
らかになるであろう。
微細孔部分中の二分散性の細孔径分布を有する触媒担体
及び好適な脱硫及び脱金属化触媒が製造される。2つの
細孔モードの細孔容積は原料分子が各々の細孔路を介し
てベレット中に拡散し得るように選ばれる。
小さい細孔の大きさによりへムナー(Ha*net)に
より米国特許第4,051,021号に記載される「ス
クリーン・ドア(S creen  door)J効果
により大きい金属含有分子が細札内に入ることが阻止さ
れる。このスクリードドア効果はイオウの如き比較的小
さい分子を細孔中に入れ、一方向時に比較的大きい分子
の侵入を阻止する現象である。
ハムナーの特許において、触媒は小さい細孔のみを有し
、そして大きい分子は実質的に未処理の虫まで反応器を
通過した。単一の触媒ベレット内に小さい細孔及び大き
い細孔の両方を最適に与えることが本発明の目的である
小さい細孔物質の高い表面活性は触媒の水素化脱硫活性
な烏める。大金属保持分子を入れず、一方小さいイオウ
分子を入れる小さい細孔部分は代表的には100オング
ストローム単位より小さい平均直径を有する。
細孔径が100オングストクーム単位に等しいか、また
はそれ以上であり、そして金属保持分子の平均直径より
かなり大きくなるような大きな細孔を選ぶ、下記のよう
に、平均的な4に属保持分子は例えば誘導結合プラズマ
を備えたゲル浸透クロマトグラフィーにより20オング
ストローム単位またはそれ以上の大きさを有している。
かくて大を生じさせる。大きい細孔部分は平均直径が約
100乃至600オングストローム単位間、より好まし
くは100乃至250オングストローム単位間である大
すい細孔を有する。
これらの触媒担体は成形体(for@ate)例えば押
出物の状態で製造し得る。結果として耐熱性酸化物の粒
子間に大きな細孔が存在する三とができ、大細孔として
作用する。
種々の公知の脱硫金属及び脱金属化の金属を2つの細孔
モーrの各々に加えることにより重質原料を水素化処理
する際に極めて有効な触媒を生成し得る。触媒担体を製
造する1つの具体例において、2つの異なったタイプの
粉末を一緒に混合する。1つは小さい細孔を与え、他の
ものは大きい細孔を与える。他の具体例において、いず
れかの粉末に脱硫及1//または脱金属化の金属を予備
担持し得る。
触媒がいかに作用するかの正確な理論は未知であるが、
多分次の分析は本発明を理解する際に役細孔は触媒内部
に近づく石油中の金属を触媒細孔内で反応させ、そして
金属硫化物として沈着させて除去すると考えられる。C
o及びM。、)如訃規硫金属を含浸させた小細孔のアル
ミナ部分は必要なJBI、?lI!活性を与えると考え
られる。
第1図は好適な具体例において触媒担体を調製し得る2
つのタイプの物質の図である。
第2図は水素化処理用触媒の切側選択性を説明する図で
ある。
第3図は種々の細孔直径の二分散性細孔径触媒及び単一
モードの単分散性触媒の比較である。
第4図は二分散性細孔径の細孔直径に対する細孔容積の
分布を示す図である。
第5図は大細孔を含む二分散性の細孔径担体の細孔直径
に対する細孔容積の分布を示す図である。
m6図は大細孔を含む二分散性の細孔径触媒の細孔直径
に対する細孔容積の分布を示す図である。
触媒担体及び生成される触媒は2つのタイプの細孔性物
質から製造される。第1図に見られるように、小さい細
孔の細孔性物質は重質1で示すことができ、そして好ま
しくは約100オングストローム単位以下の平均細孔直
径を有する。大きい細孔物質は第1図において物質2で
示され、そして好ましくは脱硫及vru金属化に対して
処理される重質原料中の金属保持分子の大かさよりかな
り大きい細孔直径を有するように選択される。4を属保
持様に対する分子径分布は20オングストローム単位か
ら100オングストローム単位程度の範囲でありl)る
ため、大きい細孔の径は殆んどの分子が容易に拡散し得
るように選ばれる。一般に大細孔g分は平均細孔径が処
理される重質原料中の金属保持分子の平均直径の少なく
とも5倍であるような大きな細孔を有すべきである。好
適な平均細孔直径は約100乃至600オングストロー
ム単位間、より好ましくは100乃至250オングスト
ローム単位間である。小さい細孔物質及び大きい細孔物
質の量は各々全体の5〜95重世%の範囲であり、上り
好ましい範囲は30〜70%であり得る。
表面積は本分野で櫟準的に行われているBET法を用い
て測定する。漸加的な細孔容積分布はHg細孔法を用い
て得られる。この方法において、Hgの圧力は増加され
、そして試料中に入る容積が測定される。用いた装置は
M 1croseretics  Autopore 
 9200であった。細孔容積分布は直径に対する圧入
圧力の関係(140’の触媒角を用いる)及び漸加的綱
孔容積分布を微分することにより得られる。かかる分布
の例は第4図に示され、そして細孔部分において2−)
の明らかに分離されたピークからなる。2つのピーク間
におけるA点が与えられ、そして各々の細孔モードにお
ける細孔容積が得られる。またH、細孔法は全表面積に
対する各々の細孔モードの部分的寄与を計算するために
用いる。小さい細孔からの表面積の7ラクシヨンフル7
7gに対して、直径は次のように計W、される: 及び 金属保持分子は処理される原料の品質及びタイプに依存
して変わる0例えば、周囲条件で分析的及び分取デル浸
透クロマトグラフを用いて、バナジウム保持分子の平均
径はアラブ軽質真空残油に対しては65オングストロー
ム単位及びウイルミントン原油に対しては40オングス
トローム単位程度であり得るEホール及びヘロン(Ha
ll  andHerron )、Adv、Chew、
 Ser、*195.1981.149頁】、また温度
、圧力及びガス組f&(例えば水素分圧)の如き処理条
件は金属及びイオウ 。
保持種の大きさに影響し得る。大きな7ス7アルテン性
号子はこのものの大きさが減少される反応条件でSil
!すると考えられる。このことは高温で7ス7アルテン
の大きな7ラクシヨンが所定の触媒の細孔に侵入し得る
事から明らかである[リチャードソン及びアレイ(R1
chardson  and  A l1ey)、P 
repr、  D iv、 of  P etr、 C
hem、 *アメリカン・ケミカル・ソサイアテイー(
American  Che第1eal S ocie
ty)、テイラデルフイア、1975]。
金属の殆んどは原料のマルテン及びアスフアルテン部分
に含まれる1反応条件での金属保持槽の大きさは20〜
50オングストローム単位で変わる。100〜600オ
ングストローム単位の範囲の大きい細孔直径により金属
分子は触媒の内部に容易に接近し得る。
重質油中のイオウ保持種の殆んどはチオクエン、ベンゾ
チアエンまたはジベンゾチオ7エレのいずれかをベース
とし、そして6〜10オングストローム単位間の分子径
を有する。*たイオウの少量の7ラクシヨンが7ス7ア
ルテン部分に存在し、そして大きい分子径を有し得る。
30〜100オングストローム単位の範囲の小さい細孔
直径は殆んどのイオウ種の処理に適している。
2つのサイズの細孔は種々の方法により調製し得る。例
えば、異なった形態のアルミナを使用し得る。1つのも
のは小さい細孔の粒子からなり、一方他のものは大きい
細孔の粒子からなる。これらの2つのものを一緒に混合
することにより所望の混合物が得られる。他の例として
、1つの細孔径のアルミナの粒子を選び、そして一部を
か焼してその細孔径を変え得る。M三の可能性はアルミ
ナ及びシリカの如き異なった細孔径を有する2つの完全
に異なり物質を用いることである0次にこれらの粒子を
一緒に粉砕し、そして本分野で標準的に実施される方法
で押出す、押出後のか焼処理を更に押出物の細孔構造を
改質するために使用できた。
異なった大きさの2つの細孔物質を一緒に混合した後、
これらのものを押出して成形物を生成させ得る。押出の
工程中に、600オングストローム単位より大きい直径
を有する大細孔を形成する種々の粒子間にチャンネル(
channel)が存在し得る。このように生じる触媒
担体は2つの異なったタイプの細孔部分を持つ二分散性
の細孔特性を有し、次に第三のかなり大きい細孔の部分
を有するために3モード型として特徴ずけることができ
る。
触媒を生成させるために、種々の金属を触媒担体に加え
得る0通常公知の脱硫金属の中にはVIB族例えばCr
、Mo及びW並びにFe、Co及びNiを含む■族の金
属、加えてRu、Rh%Pd、 Os。
Ir及びPtである6種の他の貝があり、好ましい金属
はMo5W、Ni及びC0であり、特に好ましい金属は
CO及びMoである。Co及C/ M oを触媒に加え
、そしてか焼した後、CoO及びM o Osが生じ、
そしてこのM o O3は0.1〜30重1%で存在し
、CoOは0.1〜5重量%の範囲で存在し得る。脱金
属化の金属にはCr%Mo及C/WであるVIB族の貝
;上記の■族の貝:V、Nh及びTaであるVB族の貝
;並ゾにMn、Tc及びReであるVIB族の貝が含ま
れる。特に好適な金属はMo並びに他の低活性のもの、
そして特に水素化用金属例えばFe、Mn、Ni、Co
及びWである。再びこれらの金属酸化物は0.1〜30
重景%の重量範囲で存在し得る。
一般に小さい細孔中に存在するMo酸化物は8〜30重
量%の量で有し、そして大きい細孔中にすることが好ま
しい、この異なった濃度の金属酸化物の担持体を得る1
つの方法は小さい細孔粒子に脱硫金属例えばCo及びM
Oを含浸させ、次に大きい細孔に脱金属化の金属である
異なった物質か、またはより少ない程度のいずれかを含
浸させることである。
使用し得る他の調製方法はアルミナ表面上への過剰の含
浸溶液の平衡吸着である。この場合に、各々の粒子中の
Mo担持童は部分的な表面積に比例する。
また触媒は本分野で標準的に実施されている含浸の初期
湿潤法により調製し得る。
また触媒は最初に100オングストローム単位より小さ
い平均細孔直径を有する小さい細孔部分及び処理される
重質原料中の金属保持分子の平均直径よりかなり大きい
平均細孔直径を有する大終い細孔部分を有する耐熱性酸
化物粉末の粒子を生成させることによI)91造し得る
0次に粒子をか焼して周期表のVB、VVIB、VII
B及び■族に属する4> bit ) n t−ス肚f
ihム;賢tデ釣ス1つ赤かぽ十卆ハじIトの触媒金属
成分を含浸させた触媒担体を生成させる。これらの触媒
金属成分は触媒の全重量を基準として金属酸化物として
約0.1%乃至約30%間の量で存在させる。
触媒を製造する他の方法は最初に100オングストロー
ム単位より小さい平均細孔直径を持つ小さい細孔部分を
有する耐熱性酸化物粉末の粒子に周期表のVIB及び■
族に属する1つまたはそれ以上の脱硫触媒金属成分を含
浸させることである。
次にこれらの含浸させた粒子を処理される重質原料中の
金属保持分子の平均直径よりかなり大きい平均直径を持
つ大きい細孔部分を有する耐熱性酸化物粉末と混合する
。混合物を触媒粒子に成形し、そして粒子をか焼して水
素化処理用触媒を生成させる。更にこの具体例の改質法
において、触媒粒子を生成させた後、及びか焼前に、触
媒粒子に更に周期表のVB、VVIB、VIIB及1■
族に属する1つまたはそれ以上の親金属化の触媒金属成
分を含浸させ得る。次にか焼抜に生じた触媒は小さい細
孔中に適当な量の脱硫金属及び大きい細孔中に脱金属化
の金属を有する。
、 600オングストローム単位より大きい直径の細孔
を5%より少なく有する本発明で調製された触媒が増大
された表面積のために軽質原料の処理に好ましい、大細
孔は反応器の容積当りの活性表面積を減少させるが、原
料中の高金属濃度により触媒細孔の外的な目詰まりを生
じさせ得る場合に好適であり得る。
物質を通常の円筒形に押出すことに加えて、米国特許第
4.510,263号に開示されるように内部に強化羽
根を持つ円筒状の中空環状配置を有する押出物担体構造
の形態で含まれる幾何学的形態のいずれかのタイプに押
出すことも可能である。
この触媒はアスフアルテンを含む重質炭化水素油の水素
化処理方法に使用し得る。かかる方法は好ましくは水素
を用いて触媒の存在下で、300乃至500℃間の温度
で、50乃至250気圧間の水素圧力及び0.1乃至1
0時間−1間の液体空間速度で重質炭化水素油を反応さ
せることを含む。
本発明の触媒がいかにかかる優れた結果を示すかに関す
る正確な機構は未知であるが、次の数学的理論はある理
論的及ゾ概念的説明を与え得る。
第1図に示すような2つの異なった細孔構造及び活性を
有するが、同様の全体の多孔性を有する粒子からなる二
分散性の細孔径押出物を考える。各々の粒子中の有効拡
散係数は式 %式%(1) で与えられ、ここにり、は立体配置的拡散が存在しない
際の有効拡散係数であり、dは細孔直径であり、モして
i=微粒子(i=1)、大粒子(i=2)または大細孔
(i= 3 )である。触媒ベレット中の有効拡散係数
は式 %式% であり、ここにεは多孔度である。チーレ争モジュラス
(T hiele  modulus)(6[fB的に
は化学反応工学で定義される)は式 %式%) : であり、そしてり・は有効因子であり、i=1.2! に対しでは り、=1. (k、 /D  、)’・5+     
1    1       e*1であり、ここに1.
は粒子の直径であり、セしてk。
+1 は容積速度定数である。−次反応速度に対する反応器出
口での添加率は式 %式%) )] であり、ここにεrは反応器のボイド・7ラクシヨンで
あi)、そしてLH8Vは液体時空速度である。
速度定数に、が粒子の表面積に比例すると仮定す嶌 る、これは代表的には過剰の含浸溶液を用いて平衡吸着
法により触媒を製造する場合である。また、イオウ含有
分子が7オングストローム単位の太きさであり、金属保
持槽が40オングストローム単位の大きさであり、そし
て金属及びイオウ除去の両方に対する固有速度定数が等
しいと仮定する。
tlS2図に示される選択性の図を作図し得る。tIt
I2)iV11=松bX+fl+M I++70tyr
x k ty−Atil#n細孔を有する単一モードの
触媒の初期選択性能を表わす、第2図における曲線■は
200オングストローム単位の単一モード触媒の初期活
性を表わす0点A及びBは同じLH8Vでの小及び大紹
孔触謀の初期活性を示す、曲線■(第2図)は本発明の
触媒の初期選択性能を示す、触媒は70オングストロー
ム単位及び200オングストローム単位の細孔を有する
種々の容積7ラクシヨンの粒子を混合することによりi
ntする。触媒の脱硫活性は第2図における曲線■にそ
って点Aから点Bに進むに従って減少する0点Cでの触
媒は30−40審量%の小さい細孔物質を含む。
大かい径の細孔を有する単一モードの触媒を比較のため
にも調製し得る。第3図は本発明の触媒の初期性能を種
々の細孔直径の単一モードの細孔触媒と比較するもので
ある。実線で表わされる本発明の触媒は破線で表わされ
る種々の単一モードの細孔触媒と比較して固定された脱
硫量で高初期金属除去性を有する。
本発明の触媒は小さい細孔のみを有する触媒と比較して
長い寿命を有すると考えられる。触媒上の外部表面上の
細孔の実質的7ラクシヨンは大きい細孔であるため、細
孔口の目詰まりを介する触媒の失活に対する時間は大き
い細孔のみを有する触媒と匹敵する。
二分散性の細孔径触媒の優れた選択特性を説明するため
に、かかる触媒の性能を実施例5.6及v7における小
及び大細孔直径を有する単分散性の触媒と比較した。第
(4)、(5)及び(6)表に示されるように、本発明
の触媒は他の単分散性の触媒と比較して優れた性能を示
す。
本発明による優れた触媒を記述し、そして本触媒で得ら
れる独自な結果を支持する数学的なモデル分析を提案し
た後で、水素化処理に対するシロトの特許を再検討する
ことは興味がある。シロトらの特許はイオウ、金属、窒
素及びアス7フルテンの除去に対する水素化処理の改善
を8つに分類している。このものも、他に認められたも
ののいずれの特許も本発明の場合のような二分散性の細
孔径分布を有する触媒について議論していな〜・。
シロトらの分![(3)はその触媒に用いられる細孔の
タイプでもある200オングストローム単位より大きい
細孔を有する触媒に関するものである。
かかる触媒は優れた金属及び7ス7アルテン除去活性並
びに寿命を示す、しかしながら、かかる触媒の脱硫活性
は触媒の低い表面積のために低い。
シロトらの特許における分J11(4)及び(5)は2
00オングストローム単位より大きい細孔が触媒中へ接
近するためのチャンネルとして作用する全体に2モード
の細孔径分布についで検討している。
しかしながら、かかる大細孔の配合により必然的に反応
器の容積当りに得られるアルミナ表面積を減少させ、そ
して水素化脱硫活性を低下させる本発明において、大細
孔の細孔直径を大きい細孔が表面積にかなり寄与するよ
うに減少させている。
このことはかかる細孔の径を100〜600オングスト
ローム単位の範囲、好ましくは100〜200オングス
トローム単位の範囲にy411することにより達成し得
る。小さい細孔は脱硫を達成させI  JY−1Kか4
藁g句階 も 幇−↓ 1   濡tlkl横恵需6−
 す、替−hガ讃せるようにベレット中への拡散を制限
せずに粒子間のチャンネルにより生じる大細孔をできる
限り小さくすることが好ましい。
本発明の基本的な特徴を記載したが、その特定の具体例
を説明するために次の実施例を示す。
実施例 1 本実施例は実質的に大細孔(即ち600オングストロー
ム単位より大きい直径)を含まぬ本発明による二分散性
の細孔径触媒担体の製造を説明する。
水950mI中のD avison  S RAアルミ
ナ450gのスラリーを21入リオートクレープ中にて
175℃で4時間加熱した。アルミナを110℃で乾燥
した。小熱処理によりアルミナの細孔直径を増大させた
。小熱処理したSRA及びCatapalの混合物を用
いて二分散性の細孔性を有する押出物を$1製した。試
験Aと称する1つの方法において、小熱処理したSRA
150gをCatapal 150gと混合し、そして
0.35%ポリビニルアルコール溶液1701と共に粉
砕した。試験Bと轍する第二の方法において、小熱処理
したSRA193gをCatipal 400 gと混
合し、そして0.6%ポリビニルアルコール溶液320
m1と共に粉砕した。1400’Fで2時間か焼抜の1
720インチ押出物の細孔構造を第4図に示す、これら
の試料の大細孔容積は0.07cm’/gよ”り少ない
減じられた。
この細孔構造を第1表に示す。
実施例 2 本実施例は触媒をglRするための2つの異なった径の
細孔の相対細孔容積を制御する際の融通性を示す。
種々の量のか焼した5RA(1750″F′で2時間)
をコンコ社(Conco  Co、)製のアルミナであ
り、そして約30〜80オングストローム単位の細孔を
有する未か焼のCatapalと混合することにより二
分散性の細孔径押出物を製造した。 A、 B及びCと
標識した押出物はそれぞれか焼したSRAからのアルミ
ナを10,20及(150%含んでいた。押出物を11
00″F′で2時間か焼し、そしてその細孔径分布を第
5図に示す、細孔構造を第1表に示す。
、実施例 3 本実施例は異なった化学組成の粉末を押出すことにより
二分散性の細孔径分布め担体が得られることを説明する
SRAナルミナ200[rをS impson  M 
ix −M uIler中にて5分間大細孔シリカ(D
 avison  A C01)  243)86gと
混合した。水240m1中のNHO316,3mlの溶
液を粉末に加え、そして混合物が柔軟なペーストに変る
まで混合を続けた。
ペーストを濃厚なNH,OH13,4論1で中和し、そ
して1716インチ押出物に押出した。押出物を160
0″Fで2時間か焼した。細孔径分布を第6図に示す。
細孔部分に2つの細孔径分布が存在した61つのものは
約341オングストローム単位の細孔直径を有し、そし
て他のものは約100オンゲスドロ、−ム単位の細孔直
径を有していた。細孔構造を第1表に示す。
実施例 4 本発明にある3モード性押出触媒を次のように製造した
米国特許第4,154,812号に示される方法により
調製したSRAアルミナ粉末を1800”Fで2時間か
焼した。コノコから得たCatapalアルミナ粉末に
Lモリブテン酸アンモニウム及び硝酸コバルトの溶液を
用いる細孔光てん法より14゜7%Mob、及び3.3
%CoOを別々に含浸させた。
含浸させた粉末を230″F′で乾燥した。か焼したS
RA粉末及び含浸させたCatapalの50:50の
重量比(A I20 、を基準として)の混合物を一緒
に粉砕し、そして1/16″の円筒状押出物として押出
した。これらの押出物に生じた触媒が全体の触媒を基準
として12.9%M o Os及び3.0%C。
Oを有するように1モリブテン酸アンモニウム及び硝酸
コバルトの溶液を用いて噴霧することによりモリブデン
及びコバルトを更に含浸させた。この触媒を乾燥器で乾
燥し、モして1100’Fで3時間か焼した。
物理的特性を第2表に示す。
比較例 1 2モード性の押出物触媒を次のように製造した。
市販の1716インチ押出物触媒は全体の触媒を基準と
してMoOs  16 、7%及びCoO  3.9%
を含んでいた。
物理的特性を12表に示す、このものは細孔及びかなり
大かい大細孔を有するf1昧から2モード性である。こ
のものは2つのゾーンに分割された細孔部分を有してい
ない。
比較例 2 直径1716インチの2モード性の円筒状押出物をSR
AアルミナからgJl造した。この担体を1(300″
F′で2時間か焼し、そして粗製のリンモリブデン酸及
び硝酸コバルトの溶液を含浸させて全体の触媒を基準と
して15%のM o O3,3,3%のC。
O及び工%のpを有する触媒を得た。触媒を乾燥器で乾
燥し、そして1000″Fで2時間か焼した。
物理的特性を第2表に示す、再び、このものは細孔及び
かなり大きい大細孔を有する意味から2モード性である
が、このものは2つのゾーンに分割された細孔部分を有
していない。
比較例 3 14.4%Mob、、3.18%CoO、9.9%Si
O2及び0.11%Pを有する市販の単モー□ド性の触
媒を比較のために得た。この触媒は78Aの小さい細孔
直径を有している。このものは大金属保持分子中で処理
するか行うに十分大きい細孔は有していない。
比較例 4 直径1/16インチの2モード性の円筒状押出物をSR
Aアルミナから製造した。担体を1400″F′で2時
間か焼し、そして硝酸コバルト、tモリブテン酸アンモ
ニウム及びクエン酸の溶液を含浸さて全体の触媒を基準
として12.9%のMob、、2.9%のCoOを有す
る触媒を得た。触媒を乾燥機で乾燥し、モして1000
Tで2FR間か焼した。
この触媒は細孔及1かなり大きい大細孔を有する意味か
ら2モード性であるが、2つのゾーンに分割された細孔
部分を有していない。
実施例 5 実施例4及1上でa*された比較例1〜3による触媒を
イオ9及び金属に対するその初期活性に対して比較した
ロイドミンスター原料(その特性を第3表に示す)を用
いて750″F′の温度、1500psiの圧力及び5
000 sef/ bblの水素循環で0.5の液体時
空速度(LH8V)で触媒を評価した。イオウ、ニッケ
ル及びバナジウム除去に対する試験の36時fif後に
安定化された初期活性の比較を第4表に示す。
気−」二二友 原料特性 N1(pp儂>       71       t6
゜V(pps+)       151  ’    
 18GO8(重量%)       4,50   
   8.40窒素(重量%)      0.54 
     0.70CCR(%)      18,5
      18.9API重量      7,4 
     5.4本発明による実施例4の触媒はイオウ
及び金属除去に対して明らかに優れていることが分かる
比較例1及び2の2つの2モード性の触媒は実施例4の
本触媒と同様の細孔容積を有しているが、これらのもの
は100オングストローム単位以下の直径を有する1つ
のモード及び100オングストローム単位以上の140
オングストローム単位の直径を有する第二のモードを有
する二分散性の細孔径部分を有する本発明の触媒のよう
な2つのゾーンに分割された細孔部分を有してはいない
これらの2つの比較触媒は同様の活性を有しているが、
すべての場合にこれらのものは本発明の触媒はど選択的
ではない。
比較例3の単モード性の触媒は脱金属化に必要な大きい
細孔を有しておらず、かくてすべての触媒の中で一番低
い金属活性を有することが分かる。
実施例 6 本実施例は触媒の耐久性試験を説明する。
実施例4並びに比較例1.2及び3の触媒を流較した。
試験の条件はロイドミンスクー真空残油、750″F′
、1500psi、1.0LH8V及(/4000 s
cJ/ bblの水素循環であった。流体上の時間の関
数としてのイオウ及び金属除去の相対活性を第5表に示
す。
実施例4における本発明の触媒は脱金属化において試験
したすべての他の触媒より優れた性能を示し、そして液
体上で30日後に脱硫においで比較例1よりもほんのわ
ずかに活性が低い。
実施例 7 本実施例は他の触媒の耐久試験を説明する。
実施例4及び比較例4の触媒をボスカン原料を用いてイ
才つ及び金属除去に対して比較し、その特性を第3表に
示す0反応器を上向流モードで拠作し、そして試験の条
件は750下、2000psi、1,0LH8V及び4
000 sef/ bblの水素循環である。イオウ及
び金属除去に討する相対活性を第6表に示す、実施例4
における本発明の触媒は比較触媒4より優れた脱金属化
及び脱硫性能及び並びに艮い寿命を示す。
上の詳細な記述は単に説明のためのみに示したものであ
り、そして本発明の精神から逸脱せずに多くの変法を行
い得ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は好適な具体例において触媒担体を調製し得る2
つのタイプの物質の図である。 第2図は水素化処理用触媒の初期選択性を説明する図で
ある。 第3図は種々の細孔直径の二分散性細孔径触媒及び単一
モードの単分散性触媒の比較である。 第4図は二分散性細孔の細孔直径に対する細孔容積の分
布を示す図である。 第5図は大細孔を含む二分散性の細孔径担体の細孔直径
に対する細孔容積の分布を示す図である。 第6tMは大細孔を含む二分散性の細孔径触媒の細孔直
径に対する細孔容積の分布を示す図である。 *A#五牛a/。 IIJ        −小      ロ     
 ロロ      Q       ロ      ロ
      ロ      。 准A席ムギ o/。 )し庫チRΦ今!し )しえト、t! −令で巨 ル路傅q粉今

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、細孔が600オングストローム単位より小さい細孔
    直径を有しそして大金属保持分子を含む重質原料を処理
    するための水素化処理用触媒担体として用いるために適
    している二分散性の細孔分布を有する触媒担体であって
    、耐熱性酸化物成形体が、 a)100オングストローム単位より小さい平均細孔直
    径を有する小さい細孔部分;及び b)100オングストローム単位に等しいかまたはそれ
    以下でありそして処理される重質原料中の金属保持分子
    の平均直径よりかなり大きい平均細孔直径を有する大き
    い細孔部分、を有し、その際に大きい細孔部分の細孔容
    積が全細孔容積の10〜90%からなり;そして小さい
    細孔部分の細孔容積の10〜90%からなる触媒担体。 2、大細孔が処理される重質原料中の金属保持分子の平
    均直径の少なくとも5倍である平均細孔直径を有する特
    許請求の範囲第1項記載の触媒担体。 3、大細孔が100乃至600オングストローム単位間
    の平均細孔直径を有する特許請求の範囲第1項記載の触
    媒担体。 4、大細孔が100乃至250オングストローム単位間
    の平均細孔直径を有する特許請求の範囲第3項記載の触
    媒担体。 5、小及び大細孔部分が2つの異なった物質から製造さ
    れている特許請求の範囲第1項記載の触媒担体。 6、小細孔部分がアルミナから製造されており、そして
    大細孔部分がシリカから製造されている特許請求の範囲
    第5項記載の触媒担体。 7、大金属保持分子を含む重質原料を処理するための水
    素化処理用触媒として用いる際に適し、そして細孔が6
    00オングストローム単位より小さい平均細孔直径を有
    する二分散性の細孔直径分布を有する触媒担体を製造す
    る方法であつて、a)i)100オングストローム単位
    より小さい平均細孔直径を有する小さい細孔部分;及び
    ii)処理される重質原料中の金属保持分子の平均直径
    よりかなり大きい平均細孔直径を有する大きい細孔部分
    ;を有する耐熱性酸化物粉末の粒子を生成させ、その際
    に大きい細孔部分の細孔容積が全細孔容積の10〜90
    %からなり;そして小さい細孔部分の細孔容積が全細孔
    容積の10〜90%からなり; b)粒子をか焼して触媒担体を形成させる、ことからな
    る触媒担体の製造方法。 8、粉末は、1つが小さい細孔部分を与えそして他方が
    大きい細孔部分を与える2つの粉末の混合物からなる特
    許請求の範囲第7項記載の方法。 9、2つの粉末が相異なる物質からなる特許請求の範囲
    第8項記載の方法。 10、1つの粉末が小さい細孔部分を与えるアルミナか
    らなり、そして他の粉末が大きい細孔部分を与えるシリ
    カからなる特許請求の範囲第9項記載の方法。 11、特許請求の範囲第1項記載の触媒担体、及び周期
    表のVB、VIB、VIIB及びVIII族に属する金属からな
    る群から選ばれる担体上に沈着された1つまたはそれ以
    上の触媒金属成分を含有してなり、その際に該触媒金属
    成分が触媒の全重量を基準として金属酸化物に関して約
    0.1乃至約30%間の量で存在する、二分散性細孔径
    分布を有する水素化処理用触媒。 12、a)100オングストローム単位より小さい平均
    細孔直径を有しそしてその上に触媒的に有効量の脱硫金
    属酸化物を沈着させた小さい細孔部分;及び b)100〜600オングストローム単位の範囲の平均
    細孔直径を有しそしてその上に触媒的に有効量の脱金属
    化の金属酸化物を沈着させた大きい細孔部分を有し、そ
    の際に大きい細孔部分の細孔容積が全細孔容積の10〜
    90%からなり;そして小さい細孔部分の細孔容積が全
    細孔容積の10〜90%からなる、耐熱性酸化物成形体
    からなる二分散性の細孔径分布を有する水素化処理用触
    媒。 13、脱硫金属酸化物中の金属が a)Cr、Mo及びWであるVIB族の金属;b)Fe、
    Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir及びPtで
    あるVIII族の金属;並びに c)その混合物 よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第12項記載の
    水素化処理用触媒。 14、脱硫金属がMo及びCoであり、MoがMoO_
    3として表わして8〜30重量%の担持量で存在しそし
    てCoがCoOとして表わして0.1〜5重量%の担持
    量で存在する特許請求の範囲第13項記載の水素化処理
    用触媒。 15、脱金属化の金属酸化物中の金属が、 a)Cr、Mo及びWであるVIB族の金属;b)Fe、
    Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir及びPtで
    あるVIII族の金属; c)V、Nb及びTaであるVB族の金属;d)Mn、
    Tc及びReであるVIIB族の金属;並びに e)その混合物 よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第12項記載の
    水素化処理用触媒。 16、脱金属化の金属がCo及びMoであり、MoがM
    oO_3として表わして0.1〜8重量%の担持量で存
    在しそしてCoがCoOとして表わして0.1〜2重量
    %の担持量で存在する特許請求の範囲第15項記載の水
    素化処理用触媒。 17、大金属保持分子を含む重質原料を処理する際に適
    しそして細孔が600オングストローム単位より小さい
    平均細孔直径を有する二分散性の細孔直径分布を有する
    水素化処理用触媒を製造する方法であって、 a)i)100オングストローム単位より平均細孔直径
    を有する小さい細孔部分;及び ii)処理される重質原料中の金属保持分子の平均直径
    よりかなり大きい平均細孔直径を有する大きい細孔部分
    ;を有する耐熱性酸化物粉末の粒子を生成させ、その際
    に大きい細孔部分の細孔容積が全細孔容積の10〜90
    %からなり;そして小さい細孔部分の細孔容積が全細孔
    容積の10〜90%からなり; b)粒子をか焼して触媒担体を形成させ;そして c)か焼した担体に周期表のVB、VIB、VIIB及びVI
    II族に属する金属よりなる群から選ばれる1つまたはそ
    れ以上の触媒金属成分を含浸させ、その際に該触媒金属
    成分が該触媒の全重量を基準として金属酸化物として約
    0.1%乃至約30%の間の量で存在する水素化処理用
    触媒の製造方法。 18、大金属保持分子を含む重質原料を処理するに適し
    そして細孔が600オングストローム単位より小さい平
    均細孔直径を有する二分散性の細孔径分布を有する水素
    化処理用触媒を製造する方法であって、 a)100オングストローム単位より小さい平均細孔直
    径を持つ小さい細孔部分を有する耐熱性酸化物粉末に、
    周期表のVIB及びVIII族に属する金属よりなる群から選
    ばれる1つまたはそれ以上の触媒金属成分を含浸させ; b)工程(a)からの含浸された粒子を、処理される重
    質原料中の金属保持分子の平均直径よりかなり大きい平
    均細孔直径を持つ大きい細孔部分を有する耐熱性酸化物
    粉末と混合し; c)混合物から触媒粒子を生成させ;そしてd)粒子を
    か焼して水素化処理用触媒を生成させる ことを特徴とする方法。 19、工程(c)後に、触媒粒子が周期表のVB、VIB
    、VIIB及びVIII族に属する金属よりなる群から選ばれ
    る1つまたはそれ以上の脱金属化の触媒的金属成分でさ
    らに含浸される特許請求の範囲第18項記載の方法。 20、大金属保持分子を含む重質原料を処理するに適し
    そして細孔が600オングストローム単位より小さい平
    均細孔直径を有する二分散性の細孔径分布を有する水素
    化処理用触媒を製造する方法であつて、 a)i)このものに周期表のVIB及びVIII族に属する金
    属よりなる群から選ばれる1つまたはそれ以上の触媒的
    金属成分を含浸させた100オングストローム単位より
    小さい平均細孔直径を持つ小さい細孔部分を有する耐熱
    性酸化物粉末、及びii)処理される重質原料中の金属
    保持分子の平均直径よりかなり大きい平均細孔直径を持
    つ大きい細孔部分を有し、周期表のVB、VIB、VIIB
    及びVIII族に属する金属よりなる群から選ばれる1つま
    たはそれ以上の脱金属化の触媒的金属成分を有する耐熱
    性酸化物粉末を一緒に混合し且つ粉砕し; b)工程(a)からの混合物を粒子に成形し;そして c)粒子をか焼して水素化処理用触媒を生成させる ことを特徴とする方法。 21、混合前に a)小さい細孔部分を有する耐熱性酸化物粉末に、周期
    表のVIB及びVIII族に属する金属よりなる群から選ばれ
    る1つまたはそれ以上の触媒的金属成分を含浸させ;そ
    して b)大きい細孔部分を有する耐熱性酸化物粉末に、周期
    表のVB、VIB、VIIB及びVIII族に属する金属よりな
    る群から選ばれる1つまたはそれ以上の脱金属化の触媒
    的金属成分を含浸させる特許請求の範囲第20項記載の
    方法。 22、アスフアルテンを含む重質炭化水素油を300乃
    至500℃の温度、50乃至250気圧間の水素圧力及
    び0.1乃至10時間^−^1間の液体空間速度で、周
    期表のIIA、IIIA、IVA及びVA族に属する元素より
    なる群から選ばれる少なくとも1つの員の1つまたはそ
    れ以上の無機酸化物からなる多孔性担体;及び該担体と
    複合された1つまたはそれ以上の触媒金属成分からなる
    触媒の存在下で反応させ、その際に該触媒金属成分の金
    属を周期表のVB、VIV、VIIB及びVIII族に属する金
    属よりなる群から選択し、該触媒金属成分を該触媒の全
    重量を基準として金属酸化物として約0.1%乃至約3
    0%間の量で存在させ、そして該触媒が a)100〜600オングストローム単位の範囲の細孔
    直径を大きい細孔;及び b)100オングストローム単位より小さい細孔直径を
    有する小さい細孔;を有する耐熱性酸化物粒子からなる
    二分散性の細孔径分布を有し、その際に大きい細孔の細
    孔容積が全細孔容積の10〜90%からなり;そして小
    さい細孔の細孔容積が全細孔容積の10〜90%からな
    る、アスフアルテンを含む重質炭化水素油の水素化処理
    方法。 23、脱硫金属酸化物中の金属が a)Cr、Mo及びWであるVIB族の金属;b)Fe、
    Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir及びPtで
    あるVIII族の金属;並びに c)その混合物 よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第22項記載の
    方法。 24、脱硫金属がMo及びCoであリ、MoがMoO_
    3として表わして8〜30重量%の担持量で存在し、そ
    してCoがCoOとして表わして0.1〜5重量%の担
    持量で存在する特許請求の範囲第23項記載の方法。 25、脱金属化の金属酸化物中の金属が a)Cr、Mo及びWであるVIB族の金属;b)Fe、
    Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir及びPtで
    あるVII族の金属; c)V、Nb及びTaであるVB族の金属;d)Mn、
    Tc及びReであるVIIB族の金属;並びに e)その混合物 よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第22項記載の
    方法。 26、脱金属化の金属がCo及びMoであり、MoがM
    oO_3として表わして0.1〜8重量%の担持量で存
    在し、そしてCoがCoOとして表わして0.1〜2重
    量%の担持量で存在する特許請求の範囲第25項記載の
    方法。
JP62103391A 1986-05-02 1987-04-28 二分散性の細孔構造を有する触媒及び担体 Pending JPS62262750A (ja)

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