JPS63161072A - 高オクタン価ガソリンの製法 - Google Patents
高オクタン価ガソリンの製法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
- C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
- C10G65/12—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including cracking steps and other hydrotreatment steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
- C10G47/02—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions characterised by the catalyst used
- C10G47/10—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions characterised by the catalyst used with catalysts deposited on a carrier
- C10G47/12—Inorganic carriers
- C10G47/16—Crystalline alumino-silicate carriers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
- C10G69/02—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は接触分解操作によって得られた高芳香族含量留
分な水素化分解して高オクタン価ガソリンを製造する方
法に関する。
分な水素化分解して高オクタン価ガソリンを製造する方
法に関する。
現状では、精油所は原油を転化してガソリンのような中
級(プレミアム)燃料およびディーゼル燃料やジェット
燃料のような中間留分の割合を1次第に増すようにする
ことが必要になってきている。流動接触分解法(FCC
)およびサーモフォア接触分解法(TCC)の両者によ
って例示される接触分解法は、最新の精油所における重
油転化のうちでかなりな割合を占めている。この両者の
方法は熱的に苛酷な方法であって、炭素をコークスおよ
び残査留分として廃棄することになり、また接触分解中
に高分子量液体は不均化反応によって、比較的水素に富
む軽質液体と、芳香族性で水素が比較的少ない重質留分
と残さ油とになる。
級(プレミアム)燃料およびディーゼル燃料やジェット
燃料のような中間留分の割合を1次第に増すようにする
ことが必要になってきている。流動接触分解法(FCC
)およびサーモフォア接触分解法(TCC)の両者によ
って例示される接触分解法は、最新の精油所における重
油転化のうちでかなりな割合を占めている。この両者の
方法は熱的に苛酷な方法であって、炭素をコークスおよ
び残査留分として廃棄することになり、また接触分解中
に高分子量液体は不均化反応によって、比較的水素に富
む軽質液体と、芳香族性で水素が比較的少ない重質留分
と残さ油とになる。
水素の存在しない接触分解は、充分な脱硫を行わないし
、また原料中の窒素含量をコークスと共に選択的に除去
することもない。それ故に硫黄と窒素とは1重質分解生
成物中にかなり濃縮される。従って分解(クラッキング
)によって、高レベルの硫黄と窒素とを含むかなりの量
の高芳香族系の水素が少ない中間留分と重質留分とが生
ずる。これらの液体を接触分解装置に再循環することは
、しばしば魅力的でない選択であるが、その理由はこれ
らの液体は難処理性で転化が困難であって、難処理性が
より低い新鮮な原料の転化をしばしば悪化させることが
あるからである。2種の典型的なF’CC生成物留分(
即ち軽質循環油とFaa主分留塔残さ油)とKおける硫
黄と窒素との含有量を示す第1表かられかるように、一
般に異種原子含有汚染物の量は留分の沸点が高(なると
共に増加する(本明細書の以下の記載においては4IK
断りない限り割合と百分率とは重量で示しである)。
、また原料中の窒素含量をコークスと共に選択的に除去
することもない。それ故に硫黄と窒素とは1重質分解生
成物中にかなり濃縮される。従って分解(クラッキング
)によって、高レベルの硫黄と窒素とを含むかなりの量
の高芳香族系の水素が少ない中間留分と重質留分とが生
ずる。これらの液体を接触分解装置に再循環することは
、しばしば魅力的でない選択であるが、その理由はこれ
らの液体は難処理性で転化が困難であって、難処理性が
より低い新鮮な原料の転化をしばしば悪化させることが
あるからである。2種の典型的なF’CC生成物留分(
即ち軽質循環油とFaa主分留塔残さ油)とKおける硫
黄と窒素との含有量を示す第1表かられかるように、一
般に異種原子含有汚染物の量は留分の沸点が高(なると
共に増加する(本明細書の以下の記載においては4IK
断りない限り割合と百分率とは重量で示しである)。
軽質循環油 80 Ll 650 9
.1主分留塔残さ油80+ 4.6 1500
6.8現在の市場の要求ではこれらの生産物のような
処理困難な生成物の流れは市場で価値のある製品として
使用することが困難となっている。
.1主分留塔残さ油80+ 4.6 1500
6.8現在の市場の要求ではこれらの生産物のような
処理困難な生成物の流れは市場で価値のある製品として
使用することが困難となっている。
以前には、軽質および重質の循環油を品位向上させてN
’o、2重油またはNo、6重油のような軽質または重
質の重油として販売することができた。
’o、2重油またはNo、6重油のような軽質または重
質の重油として販売することができた。
軽質循環油の品位向上は、従来、比較的低苛酷度で低圧
力の接触水素化脱硫(CHD)装置で、循環油を、接触
分解装置に供給される同一の原料ブレンドからの直留中
間留出物と混合することによって行なわれてきた。この
技術についてのこれ以上の検討はオール・エンド・ガス
・ジャーナル(Oil and Gas Journa
l ) (1982年5月31日発行)の87−94頁
に記載されている。
力の接触水素化脱硫(CHD)装置で、循環油を、接触
分解装置に供給される同一の原料ブレンドからの直留中
間留出物と混合することによって行なわれてきた。この
技術についてのこれ以上の検討はオール・エンド・ガス
・ジャーナル(Oil and Gas Journa
l ) (1982年5月31日発行)の87−94頁
に記載されている。
しかし、現在精油業者は重油に対する需要が減少してい
ることに気付いている。同時に1石油に対する需給と供
給との変化のインパクトによって、精油所で利用できる
原油の品質の低下が生じてきた。このことは、処理困難
な循環油の量を次第に大きくさせるようにさえした。そ
の結果、精油業者は接触分解装置からの低品質の循環油
流の量を次第に大きくする情況にされる一方、これらの
流れを使用する市場が減少しつ−あるようになってきて
いる。
ることに気付いている。同時に1石油に対する需給と供
給との変化のインパクトによって、精油所で利用できる
原油の品質の低下が生じてきた。このことは、処理困難
な循環油の量を次第に大きくさせるようにさえした。そ
の結果、精油業者は接触分解装置からの低品質の循環油
流の量を次第に大きくする情況にされる一方、これらの
流れを使用する市場が減少しつ−あるようになってきて
いる。
多くの製油所においては、 FCC装置からの軽質循環
油(LC○)は、N002重油またはディーゼル燃料を
製造する接触水素化脱硫(CHD)装置への原料の重要
な成分となっている。残りの成分は一般に原油蒸留製電
から直接採取した直留ケロシンである。LCOが高芳香
族系であるという特性のために、特にFCC装置が最大
ガソリンモードで操業している場合には、CHDに対す
る操業上の困難が増して、セタン価と硫黄含有量とで測
定した時にNO12重油またはディーゼル油に対する限
界の性質を有する製品を生ずることになる。
油(LC○)は、N002重油またはディーゼル燃料を
製造する接触水素化脱硫(CHD)装置への原料の重要
な成分となっている。残りの成分は一般に原油蒸留製電
から直接採取した直留ケロシンである。LCOが高芳香
族系であるという特性のために、特にFCC装置が最大
ガソリンモードで操業している場合には、CHDに対す
る操業上の困難が増して、セタン価と硫黄含有量とで測
定した時にNO12重油またはディーゼル油に対する限
界の性質を有する製品を生ずることになる。
中間留出油流に対する別の1つの市場は、自動車用ディ
ーゼル燃料である。しかし、ディーゼル燃料は通常の自
動車ディーゼルエンジンが適切に動作するために、約4
5の最小セタン価の仕様に合致しなげればならない。セ
タン価は芳香族含有量と密接にしかも逆関係で相関する
ので、芳香族含量が通常80%またはそれ以上でさえあ
る分解装置からの高芳香族循環油は、4または5といっ
た低いセタン価を有する。上記した従来のCHD技術に
よって、これらの循環油のセタン価を満足の行くレベル
にまで引上げるためには、かなりな量でしかも不経済な
量の水素と高圧処理とが必要になる。
ーゼル燃料である。しかし、ディーゼル燃料は通常の自
動車ディーゼルエンジンが適切に動作するために、約4
5の最小セタン価の仕様に合致しなげればならない。セ
タン価は芳香族含有量と密接にしかも逆関係で相関する
ので、芳香族含量が通常80%またはそれ以上でさえあ
る分解装置からの高芳香族循環油は、4または5といっ
た低いセタン価を有する。上記した従来のCHD技術に
よって、これらの循環油のセタン価を満足の行くレベル
にまで引上げるためには、かなりな量でしかも不経済な
量の水素と高圧処理とが必要になる。
燃料として使用することに伴うこれらの問題のために、
未処理の軽質循環油をFCCU に再循環することが
LCOの量を減らすための1つの方法として提案されて
きた。LCOの再循環から予想される利点には、LCO
のガソリンへの転化。
未処理の軽質循環油をFCCU に再循環することが
LCOの量を減らすための1つの方法として提案されて
きた。LCOの再循環から予想される利点には、LCO
のガソリンへの転化。
No 2 重油からのケロシンの抜出、およびディーゼ
ル燃料におけるセタン価改良剤の使用の減少が含まれる
。しかしながら、大抵の場合に、これらの利点は、FC
C装置におけるコークス量の増大、生成したLCOの品
質の低下、および重質循環油とガスとの増加を含む不利
益によって帳消しされる。
ル燃料におけるセタン価改良剤の使用の減少が含まれる
。しかしながら、大抵の場合に、これらの利点は、FC
C装置におけるコークス量の増大、生成したLCOの品
質の低下、および重質循環油とガスとの増加を含む不利
益によって帳消しされる。
通常のLCOは処理困難な原料であって新鮮なFCC原
料に比して品質が劣るので、多くの精油所では未処理の
LCOを再循環することは実際には目立つ程度には行な
っていない。LCOを品位向上するために通常実施され
ている1つの別の方法は、LCOを接触分解装置に再循
環する前にはげしく水素化処理するか、あるいはその代
りにはげしく水素化処理して高圧燃料水素化分解装置に
装入することである。この両者の場合に、水素化処理の
目的は異種原子の含有量を低いレベルにまで減少すると
同時に多環芳香族を飽和し、て分解性を増すことである
。これによってこれらの芳香族の流れの転化性はかなり
増大するけれども、多量の水素の消費と高圧処理とにも
とず〈、経済的な損失は著しい。さらに、ガソリンの製
造を望む場合には、ナフサを改質してその芳香族性を回
復し、オクタン仕様に合致させる必要がある。
料に比して品質が劣るので、多くの精油所では未処理の
LCOを再循環することは実際には目立つ程度には行な
っていない。LCOを品位向上するために通常実施され
ている1つの別の方法は、LCOを接触分解装置に再循
環する前にはげしく水素化処理するか、あるいはその代
りにはげしく水素化処理して高圧燃料水素化分解装置に
装入することである。この両者の場合に、水素化処理の
目的は異種原子の含有量を低いレベルにまで減少すると
同時に多環芳香族を飽和し、て分解性を増すことである
。これによってこれらの芳香族の流れの転化性はかなり
増大するけれども、多量の水素の消費と高圧処理とにも
とず〈、経済的な損失は著しい。さらに、ガソリンの製
造を望む場合には、ナフサを改質してその芳香族性を回
復し、オクタン仕様に合致させる必要がある。
水素化分解は、接触分解から導かれる高沸点の処理困難
な製品を品位向上するために使用することができる。接
触分解装置は、蒸留装置からの比較的容易に分解される
パラフィン系軽油を転化するに使用される一方、水素化
分解装置は、分解装置からの脱アルキルされた芳香族系
循環油を受入れて水素化し、転化して軽質油にスル。〔
「ペトロレアム・リファイニング(Petroleum
Refining) 、第2版、ジエイ・エイチ・ガ
ーリイ(Gary、 J、H,)およびジー・イー
m ハンドベルク(Handwerk、G、E)共著;
マーセル・デーカーにューヨーク市) (Marcel
Dekker、N、Y、 ] 1984年発行;第15
8−151頁;「モーダン・ペトロレアム・チクノロシ
イ(Modern Petroleum Techno
logy )第4版、ジー・ディ・ハプソン(Hobs
on、C)、D)著、アプライドφサンエンス・バプリ
ケーション(A、ppliedsCience Pub
l、 ) (+ 973年発行)第309−327頁参
照〕。しかしながら、接触分解された原料を、それ自体
かまたは直留原料と混合するかして使用するこれらの水
素化分解法は、高オクタン価ガソリンを直接製造するこ
とがこれまで一般にはできなかった。その理由は、それ
らの方法は通常高い水素圧と比較的高い転化レベルとで
操業されて、芳香族(特に処理困難な多核芳香族)の飽
和、無機形態での異種原子の除去およびそれに続く水素
化芳香族のパラフィンヘの転化が最高になるように運転
されてきたからである。これによって受は入れられるデ
ィーゼル燃料(n−パラフィンの存在が利点となる)が
製造できるが、ガソリンのオクタン価は、低オクタン価
パラフィン成分の量が多いために一般には低いものであ
った。現在の用途のためには市場の製品仕様に合致する
ために広範な改質(リホーミング)を行うことが必要で
、その結果数1が減少する。説明のために、米国特許第
5、132.090号は2段階水素化分解法の使用によ
るガソリンの製造を開示している。しかしながら、原料
として直留留出物を使用するこのガソリンのオクタン価
は68(RON+0)(リサーチ法オクタン価、単味)
と報告されている。
な製品を品位向上するために使用することができる。接
触分解装置は、蒸留装置からの比較的容易に分解される
パラフィン系軽油を転化するに使用される一方、水素化
分解装置は、分解装置からの脱アルキルされた芳香族系
循環油を受入れて水素化し、転化して軽質油にスル。〔
「ペトロレアム・リファイニング(Petroleum
Refining) 、第2版、ジエイ・エイチ・ガ
ーリイ(Gary、 J、H,)およびジー・イー
m ハンドベルク(Handwerk、G、E)共著;
マーセル・デーカーにューヨーク市) (Marcel
Dekker、N、Y、 ] 1984年発行;第15
8−151頁;「モーダン・ペトロレアム・チクノロシ
イ(Modern Petroleum Techno
logy )第4版、ジー・ディ・ハプソン(Hobs
on、C)、D)著、アプライドφサンエンス・バプリ
ケーション(A、ppliedsCience Pub
l、 ) (+ 973年発行)第309−327頁参
照〕。しかしながら、接触分解された原料を、それ自体
かまたは直留原料と混合するかして使用するこれらの水
素化分解法は、高オクタン価ガソリンを直接製造するこ
とがこれまで一般にはできなかった。その理由は、それ
らの方法は通常高い水素圧と比較的高い転化レベルとで
操業されて、芳香族(特に処理困難な多核芳香族)の飽
和、無機形態での異種原子の除去およびそれに続く水素
化芳香族のパラフィンヘの転化が最高になるように運転
されてきたからである。これによって受は入れられるデ
ィーゼル燃料(n−パラフィンの存在が利点となる)が
製造できるが、ガソリンのオクタン価は、低オクタン価
パラフィン成分の量が多いために一般には低いものであ
った。現在の用途のためには市場の製品仕様に合致する
ために広範な改質(リホーミング)を行うことが必要で
、その結果数1が減少する。説明のために、米国特許第
5、132.090号は2段階水素化分解法の使用によ
るガソリンの製造を開示している。しかしながら、原料
として直留留出物を使用するこのガソリンのオクタン価
は68(RON+0)(リサーチ法オクタン価、単味)
と報告されている。
オクタン価a o (RON + s )はコーカー留
出物および熱分解軽油からなる装入原料に対して開示さ
れている。この特許に記載されている”高オクタン価”
ガソリンには、”5rnl/ガロン(0,8ml/l’
)の四エチル鉛(置)が含まれてイテ。
出物および熱分解軽油からなる装入原料に対して開示さ
れている。この特許に記載されている”高オクタン価”
ガソリンには、”5rnl/ガロン(0,8ml/l’
)の四エチル鉛(置)が含まれてイテ。
70−88 (RON+3 )の範囲にある。置は約4
−6のオクタン価を付加するので、これらのガソリンは
単味ペース(RON+○)では665−83(RO+0
)の範囲のオクタン価を有する。
−6のオクタン価を付加するので、これらのガソリンは
単味ペース(RON+○)では665−83(RO+0
)の範囲のオクタン価を有する。
様々な低圧水素化分解法がこれまでにも記載されてきた
。例えば、米国特許第5.867.277号と第5,9
25,640号とは、一般には低密度(高API比重)
の種々の高沸点原料油を使用する低圧水素化分解法を開
示している。これらの方法で比較的高いレベルの転化率
と組合わせてそのような原料を使用すると、低オクタン
価のナフサを生ずることになるが、その理由は芳香族の
開環と分解とによって生ずる比較的直鎖のパラフィンと
一緒に原料中に存在するアルキル基がナフサ中に入って
くるからである。従ってこれらの方法は高オクタン価ガ
ソリンを直接製造するには不満足であった。
。例えば、米国特許第5.867.277号と第5,9
25,640号とは、一般には低密度(高API比重)
の種々の高沸点原料油を使用する低圧水素化分解法を開
示している。これらの方法で比較的高いレベルの転化率
と組合わせてそのような原料を使用すると、低オクタン
価のナフサを生ずることになるが、その理由は芳香族の
開環と分解とによって生ずる比較的直鎖のパラフィンと
一緒に原料中に存在するアルキル基がナフサ中に入って
くるからである。従ってこれらの方法は高オクタン価ガ
ソリンを直接製造するには不満足であった。
芳香族製品を製造する他の低圧水素化分解法がこれまで
に記載されてきたが、低オクタン価の分解困難な油から
高オクタン価ガソリンを製造するそれらの方法の能力は
、これまで評価されたことはなかった。例えば、米国特
許第’ 4,435.275号には、高比重原料か
ら家庭用暖房油のような芳香族中間留出物を比較的低い
転化条件で製造する方法が記載されているが、しかし目
的は低硫黄中間蒸留物を製造することであっては、僅か
約78(R+0)のオクタン価が報告されている。
に記載されてきたが、低オクタン価の分解困難な油から
高オクタン価ガソリンを製造するそれらの方法の能力は
、これまで評価されたことはなかった。例えば、米国特
許第’ 4,435.275号には、高比重原料か
ら家庭用暖房油のような芳香族中間留出物を比較的低い
転化条件で製造する方法が記載されているが、しかし目
的は低硫黄中間蒸留物を製造することであっては、僅か
約78(R+0)のオクタン価が報告されている。
FCC装置の循環油からガソリンを製造することKつい
て2.3の研究が行われたが、原料の転化率は限られた
ものであるか、あるいは生成物の低オクタン価ガソリン
であるかということが、これらの方法の特徴となってい
る。
て2.3の研究が行われたが、原料の転化率は限られた
ものであるか、あるいは生成物の低オクタン価ガソリン
であるかということが、これらの方法の特徴となってい
る。
本発明は高レベルの転化を使用することができ、高オク
タン価ガソリンを高収量でたS:1回の通過で原料から
直接製造する方法を提供するにある。
タン価ガソリンを高収量でたS:1回の通過で原料から
直接製造する方法を提供するにある。
従って1本発明は重質原料を水素化分解することによっ
て、高オクタン価ガソリンを製造する方法を提供し、そ
の方法は、少なくとも149℃(300’l”)の初留
点と343℃(650下)以下の最終沸点、少なくとも
50重量%の芳香族含有量、少なくともO@9 s 1
1/ccの密度(25以下のAPI比重)を有する、高
芳香族系の実質的に脱アルキルされた炭化水素原料を7
000kPa (70kl172G (101000p
si )以下の水素m 分圧で水素化分解して原料の80体積%以下を転化する
ことKよって、少なくとも87 (RON+0)のオク
タン価を有するガソリン沸点範囲の生成物を製造するこ
とを特徴とする。
て、高オクタン価ガソリンを製造する方法を提供し、そ
の方法は、少なくとも149℃(300’l”)の初留
点と343℃(650下)以下の最終沸点、少なくとも
50重量%の芳香族含有量、少なくともO@9 s 1
1/ccの密度(25以下のAPI比重)を有する、高
芳香族系の実質的に脱アルキルされた炭化水素原料を7
000kPa (70kl172G (101000p
si )以下の水素m 分圧で水素化分解して原料の80体積%以下を転化する
ことKよって、少なくとも87 (RON+0)のオク
タン価を有するガソリン沸点範囲の生成物を製造するこ
とを特徴とする。
水素化分解は、低圧ないしは中圧で、通常28〜70
klF/cm2G 〔A 00−11000psi (
約2860−7QOQk!?a )]の水素圧で行Yx
b h、 ル。
klF/cm2G 〔A 00−11000psi (
約2860−7QOQk!?a )]の水素圧で行Yx
b h、 ル。
比較的低苛酷度の条件では、温度は一般に315℃〜4
55℃(600−850’F )、典型的には370℃
〜425℃(700−800”F) 17)範囲のi度
が使用され、希望する転化が得られるように空開速度が
調節される。
55℃(600−850’F )、典型的には370℃
〜425℃(700−800”F) 17)範囲のi度
が使用され、希望する転化が得られるように空開速度が
調節される。
原料油
本方法で使用される原料は、高芳香族系で水素が少ない
炭化水素留分である。それらは接触分解操作、例えばF
CCあるいはTCC装置中で実質的に脱アルキルされた
留分である。原料中の芳香族部分に結合しているアルキ
ル基、一般にはかさの大きい、比較的大きなアルキル基
(通常Cs C9アルキル基、但しこれらだけではな
い)が分解中に除かれることが接触分解の1つの特徴で
ある。分解装置から大量のガソリン製品が得られるよう
になるのは、これらの分離したアルキル基である。ベン
ゼン、ナフタリン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフ
ェンのような芳香族成分およびアントラセンおよびフェ
ナントレンのような多核芳香族(PNA)は1分解装置
から高沸点製品を生成する。酸部位に促進される分解お
よび同様な反応機構によって、炭素5個以上の側鎖が除
去され、短鎖のアルキル基、主としてメチル、しかしま
たエチル基も芳香族部分の上に残される。それ故に、”
実質的に脱アルキルされた”分解生成物には、メチルお
よびエチルなどのような小さなアルキル基は側鎖として
なお残っているが、大きなアルキル基、即ちC5Cg基
はほとんど残っていない芳香族が含有されている。これ
らの短鎖のアルキル基が1個以上1例えば1個、2個ま
たはそれ以上のメチル基が存在することができる。
炭化水素留分である。それらは接触分解操作、例えばF
CCあるいはTCC装置中で実質的に脱アルキルされた
留分である。原料中の芳香族部分に結合しているアルキ
ル基、一般にはかさの大きい、比較的大きなアルキル基
(通常Cs C9アルキル基、但しこれらだけではな
い)が分解中に除かれることが接触分解の1つの特徴で
ある。分解装置から大量のガソリン製品が得られるよう
になるのは、これらの分離したアルキル基である。ベン
ゼン、ナフタリン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフ
ェンのような芳香族成分およびアントラセンおよびフェ
ナントレンのような多核芳香族(PNA)は1分解装置
から高沸点製品を生成する。酸部位に促進される分解お
よび同様な反応機構によって、炭素5個以上の側鎖が除
去され、短鎖のアルキル基、主としてメチル、しかしま
たエチル基も芳香族部分の上に残される。それ故に、”
実質的に脱アルキルされた”分解生成物には、メチルお
よびエチルなどのような小さなアルキル基は側鎖として
なお残っているが、大きなアルキル基、即ちC5Cg基
はほとんど残っていない芳香族が含有されている。これ
らの短鎖のアルキル基が1個以上1例えば1個、2個ま
たはそれ以上のメチル基が存在することができる。
この型の原料油は、50重量%以上、例えば70重量%
または80重量%あるいはそれ以上の芳香族含有量を有
する。この型の高芳香族系原料は、14重量%以下1通
常12.5重量%以下あるいはさらにそれ以下、例えば
10重量%あるいは9重量%の水素含有量を有する。密
度もまた原料の芳香族性の尺度であって1通常0.88
g/QC以上(30API以下)、多(の場合0.9
09/cc以上または0.93.9/cc以上あるいは
それ以上(25AP工以下あるいはそれ以下)即 ゛ち
20 API以下である。多くの場合、密度は0.90
ないし1.039/cC(5−25API)の範囲にあ
り、それに相当して水素含有量は8.5−12.5重量
%である。硫黄含有量は通常0゜5二5重量%で、窒素
は50−10ΩOppmw である。
または80重量%あるいはそれ以上の芳香族含有量を有
する。この型の高芳香族系原料は、14重量%以下1通
常12.5重量%以下あるいはさらにそれ以下、例えば
10重量%あるいは9重量%の水素含有量を有する。密
度もまた原料の芳香族性の尺度であって1通常0.88
g/QC以上(30API以下)、多(の場合0.9
09/cc以上または0.93.9/cc以上あるいは
それ以上(25AP工以下あるいはそれ以下)即 ゛ち
20 API以下である。多くの場合、密度は0.90
ないし1.039/cC(5−25API)の範囲にあ
り、それに相当して水素含有量は8.5−12.5重量
%である。硫黄含有量は通常0゜5二5重量%で、窒素
は50−10ΩOppmw である。
本方法に対する適当な原料は、345℃(650″F)
以下、好適には315℃(600”F)以下の最終沸点
を有する実質的に脱アルキルされた分解生成物留分であ
る。初留点は通常150℃(300下)あるいはそれ以
上、例えば165°G(3306F)あるいは193℃
(385下)である。この沸点範囲内にある軽質留分軽
質循環油(LC0)は非常に適している。全範囲軽質循
環油(FR,:0) は。
以下、好適には315℃(600”F)以下の最終沸点
を有する実質的に脱アルキルされた分解生成物留分であ
る。初留点は通常150℃(300下)あるいはそれ以
上、例えば165°G(3306F)あるいは193℃
(385下)である。この沸点範囲内にある軽質留分軽
質循環油(LC0)は非常に適している。全範囲軽質循
環油(FR,:0) は。
一般に193℃〜400℃(385″F〜7506F)
の沸点範囲を有する。軽質循環油は一般に約60〜80
%の芳香族を含有し、接触分解処理の結果実質的に脱ア
ルキルされている。適当な原料油のその他の例にシま、
ディレードまたは流動床コーキング法からの脱アルキル
された液体製品が含まれる。
の沸点範囲を有する。軽質循環油は一般に約60〜80
%の芳香族を含有し、接触分解処理の結果実質的に脱ア
ルキルされている。適当な原料油のその他の例にシま、
ディレードまたは流動床コーキング法からの脱アルキル
された液体製品が含まれる。
適当な沸点範囲の留分は、FRCOの分留によって、あ
るいは分解装置の分留塔での留分の留出温度の調節によ
って得ることができる。軽質流は接触分解循環油の高芳
香族特性(例えばンリカゲル分離による50%以上の芳
香族含有量)が保持されているが1本方法で使用される
より軽質の留分では、高沸点範囲の留分に残っている多
核芳香族(PNA −3環あるいはそれ以上)が通常除
かれている。さらに異種(ペテロ)原子汚染物は比較的
高沸点の留分に濃縮されているので1本水素化分解工程
は実質的にそれらのな(・状態で実施される。
るいは分解装置の分留塔での留分の留出温度の調節によ
って得ることができる。軽質流は接触分解循環油の高芳
香族特性(例えばンリカゲル分離による50%以上の芳
香族含有量)が保持されているが1本方法で使用される
より軽質の留分では、高沸点範囲の留分に残っている多
核芳香族(PNA −3環あるいはそれ以上)が通常除
かれている。さらに異種(ペテロ)原子汚染物は比較的
高沸点の留分に濃縮されているので1本水素化分解工程
は実質的にそれらのな(・状態で実施される。
脱アルキルされた原料を使用することは本方法の1つの
重要な特徴である。接触分解またはコーキングのような
方法によって予め脱アルキルされていない主として直留
油からは高オクタン価ガソリンは生産されない筈である
。もし本方法で使用される原料が予め脱アルキルされて
いなかったとしたら、原料中にある大きなアルキル基は
水素化分解中に分解されて、生成するナフサ留分の中に
見出される筈である。これらの基は比較的直鎖であるの
で、低オクタン価ガソリンが生成する。比較的小さな、
即ち0.−03 のアルキル側鎖基は、存在するとし
ても水素化分解装置からのナフサ沸点範囲の製品には現
われないので(条件が苛酷でそれらが除去されたとして
も)、それらは製品のオクタン価には何の効果も有しな
い。もし脱アルキル化原料油と非脱アルキル化原料油と
の混合物を使用すると、オクタン価はそれらを使用した
原料のオクタン価の間の中間の価になる筈である。アル
キル化原料油と脱アルキル化原料油との混合物を工業的
操業では使用することができるけれども、もし使用すれ
ば、ガソリンにリホーミングを行なって、希望するオク
タン価な達成するようにしなければならない。
重要な特徴である。接触分解またはコーキングのような
方法によって予め脱アルキルされていない主として直留
油からは高オクタン価ガソリンは生産されない筈である
。もし本方法で使用される原料が予め脱アルキルされて
いなかったとしたら、原料中にある大きなアルキル基は
水素化分解中に分解されて、生成するナフサ留分の中に
見出される筈である。これらの基は比較的直鎖であるの
で、低オクタン価ガソリンが生成する。比較的小さな、
即ち0.−03 のアルキル側鎖基は、存在するとし
ても水素化分解装置からのナフサ沸点範囲の製品には現
われないので(条件が苛酷でそれらが除去されたとして
も)、それらは製品のオクタン価には何の効果も有しな
い。もし脱アルキル化原料油と非脱アルキル化原料油と
の混合物を使用すると、オクタン価はそれらを使用した
原料のオクタン価の間の中間の価になる筈である。アル
キル化原料油と脱アルキル化原料油との混合物を工業的
操業では使用することができるけれども、もし使用すれ
ば、ガソリンにリホーミングを行なって、希望するオク
タン価な達成するようにしなければならない。
触媒
本水素化分解に使用する触媒は2機能の、不゛ 均質、
多孔質固体触媒であって、酸性で水素化−脱水素の機能
を有する触媒である。高芳香族系原料には比較的かさの
大きな二環式および多環式成分が含まれているので、こ
れらの物質が触媒の内部構造にまで進入して分解が行な
われるのに充分な大きさの気孔を触媒はもたなければな
らない。このためには少なくとも約7.4A(大きな気
孔寸法をもつゼオライトxおよびYの気孔の大きさに相
当する)の大きさの気孔で十分であるが、原料の最終沸
点が限られているので、かさの大きい多核芳香族の割合
は極めて小さく、そのために上記した気孔寸法を遥かに
越える非常に大きな気孔の大きさは必要ではない。それ
故にアルミナあるいはシリカ−アルミナのような、いわ
ゆる無定形物質に比べると、比較的限られた気孔寸法範
囲を有する結晶性ゼオライト触媒はその活性と耐被毒性
との点で有利に使用することができる。芳香族選択性を
有する触媒、即ちパラフィンよりも芳香族を優先して分
解する触媒は、原料が高芳香族性であるために、好適で
ある。
多孔質固体触媒であって、酸性で水素化−脱水素の機能
を有する触媒である。高芳香族系原料には比較的かさの
大きな二環式および多環式成分が含まれているので、こ
れらの物質が触媒の内部構造にまで進入して分解が行な
われるのに充分な大きさの気孔を触媒はもたなければな
らない。このためには少なくとも約7.4A(大きな気
孔寸法をもつゼオライトxおよびYの気孔の大きさに相
当する)の大きさの気孔で十分であるが、原料の最終沸
点が限られているので、かさの大きい多核芳香族の割合
は極めて小さく、そのために上記した気孔寸法を遥かに
越える非常に大きな気孔の大きさは必要ではない。それ
故にアルミナあるいはシリカ−アルミナのような、いわ
ゆる無定形物質に比べると、比較的限られた気孔寸法範
囲を有する結晶性ゼオライト触媒はその活性と耐被毒性
との点で有利に使用することができる。芳香族選択性を
有する触媒、即ちパラフィンよりも芳香族を優先して分
解する触媒は、原料が高芳香族性であるために、好適で
ある。
好適な水素化分解触媒は、結晶性触媒1通常ゼオライト
であって、特に2以下の制御指数を有する大きな気孔の
ゼオライトである。本発明の目的に対しては、用語“ゼ
オライト”はボロテクトシリケート、即ち主成分として
ケイ素原子と酸素原子とを含む多孔質結晶性ケイ酸塩の
部類を表わすことを意味するものとする。アルミニウム
、ガリウム、ホウ素などを含む他の成分もまた存在して
おり、そのうちアルミニウムは必要な酸性度な得るため
に好適である。少量成分も別個に、触媒中に混合しであ
るいは本質的に触媒の構造中に存在することができる。
であって、特に2以下の制御指数を有する大きな気孔の
ゼオライトである。本発明の目的に対しては、用語“ゼ
オライト”はボロテクトシリケート、即ち主成分として
ケイ素原子と酸素原子とを含む多孔質結晶性ケイ酸塩の
部類を表わすことを意味するものとする。アルミニウム
、ガリウム、ホウ素などを含む他の成分もまた存在して
おり、そのうちアルミニウムは必要な酸性度な得るため
に好適である。少量成分も別個に、触媒中に混合しであ
るいは本質的に触媒の構造中に存在することができる。
シリカ−アルミナのモル比が少なくとも10:1の割合
のゼオライトが有用であって、それより遥かに大きなシ
リカ−アルミナモル比、即ち少なくとも50:1の比の
ゼオライトを使用するのが好適である。ここに述べたシ
リカ−アルミナモル比は1通常の分析によって決定する
ことができる。この比は、できるだけ厳密にゼオライト
結晶の剛性なアニオン性骨組中のシリカとアルミナとの
比を表わし、結合剤中あるいは孔路内部のカチオン性ま
たは他の形のアルミニウムは除かれる。
のゼオライトが有用であって、それより遥かに大きなシ
リカ−アルミナモル比、即ち少なくとも50:1の比の
ゼオライトを使用するのが好適である。ここに述べたシ
リカ−アルミナモル比は1通常の分析によって決定する
ことができる。この比は、できるだけ厳密にゼオライト
結晶の剛性なアニオン性骨組中のシリカとアルミナとの
比を表わし、結合剤中あるいは孔路内部のカチオン性ま
たは他の形のアルミニウムは除かれる。
ゼオライトがその内部構造中へ種々の大きさの分子が入
るのを制御する程度を表わす便宜な尺度は、ゼオライト
の制御指数である。内部構造への極めて限られた進入と
そこからの排出とを許すゼオライトは、制御指数として
大きい値を有するものであって、この種のゼオライトは
通常小さな気孔1例えば5A以下の気孔を有する。一方
、ゼオライトの内部構造に比較的自由に接近を許すゼオ
ライトは、制御指数として小さい値を有し1通常大きな
、例えば8A以上の大きさの気孔を有する。制御指数を
測定する方法は、米国特許第4.016.2+8号に完
全に記載されており、そこではその方法を詳細に述べて
いる。2以下、好適には1以下の制御指数が本方法で使
用する水素化分解触媒の1つの特徴である。
るのを制御する程度を表わす便宜な尺度は、ゼオライト
の制御指数である。内部構造への極めて限られた進入と
そこからの排出とを許すゼオライトは、制御指数として
大きい値を有するものであって、この種のゼオライトは
通常小さな気孔1例えば5A以下の気孔を有する。一方
、ゼオライトの内部構造に比較的自由に接近を許すゼオ
ライトは、制御指数として小さい値を有し1通常大きな
、例えば8A以上の大きさの気孔を有する。制御指数を
測定する方法は、米国特許第4.016.2+8号に完
全に記載されており、そこではその方法を詳細に述べて
いる。2以下、好適には1以下の制御指数が本方法で使
用する水素化分解触媒の1つの特徴である。
大きな気孔の2.6の典型的な材料に対する制御指数(
CI ) を下記第2表に示す:第 2 表 制御指数 ZSM−a o、s (s 16℃)ZSM 2
0 0.5 (371℃)TEAモルデナイト
0.4(516℃)モルデナイト
0.5(316℃)REY
0.4(316℃)無定形シリカ−アルミナ 0
.6(538℃)脱アルミニウムド Y (Deal
Y)0.5(510℃) ゼオライトβ 0.6−2(316℃
r−599℃)CI パラメータの本質とそれを決定
する技術とによって、所与のゼオライトをある程度具な
った条件で試験すれば異なった制御指数を示すという可
能性が認められる。制御指数は操作(転化)の苛酷塵お
よび結合剤の存否によって変化し得る。ゼオライトの結
晶の大きさ、吸蔵されている汚染物の存在などのような
他の変数もまた制御指数に影響を及ぼす。試験条件例え
ば温度を適当に選んで特定のゼオライト、例えばゼオラ
イトβの制御指数について1つ以上の値を確立すること
ができる。ゼオライトは、もし条件を変えて特定の範囲
内に制御指数をもってゆ(ことができれば、該ゼオライ
トは該特定の範囲内の制御指数をもつゼオライトと考え
られる。
CI ) を下記第2表に示す:第 2 表 制御指数 ZSM−a o、s (s 16℃)ZSM 2
0 0.5 (371℃)TEAモルデナイト
0.4(516℃)モルデナイト
0.5(316℃)REY
0.4(316℃)無定形シリカ−アルミナ 0
.6(538℃)脱アルミニウムド Y (Deal
Y)0.5(510℃) ゼオライトβ 0.6−2(316℃
r−599℃)CI パラメータの本質とそれを決定
する技術とによって、所与のゼオライトをある程度具な
った条件で試験すれば異なった制御指数を示すという可
能性が認められる。制御指数は操作(転化)の苛酷塵お
よび結合剤の存否によって変化し得る。ゼオライトの結
晶の大きさ、吸蔵されている汚染物の存在などのような
他の変数もまた制御指数に影響を及ぼす。試験条件例え
ば温度を適当に選んで特定のゼオライト、例えばゼオラ
イトβの制御指数について1つ以上の値を確立すること
ができる。ゼオライトは、もし条件を変えて特定の範囲
内に制御指数をもってゆ(ことができれば、該ゼオライ
トは該特定の範囲内の制御指数をもつゼオライトと考え
られる。
大気孔ゼオライト、即ち2以下の制御指数を有するゼオ
ライトは原料中に通常見出される大多数の成分を受は入
れることができる充分大きな気孔を有する。これらのゼ
オライトは一般に7Aを越える大きさの気孔を有すると
記載でき、例えばゼオライトβ、ゼオライトX、ゼオラ
イトY、ホージャサイト、ウルトラステープルY(US
Y)、脱アルミニウムY (De−AJY) 、モルデ
ナイト、ZSM−3、ZSM−、!、ZSM−18およ
びZSM−20の構造を有するゼオライトによって代表
される。ゼオライ) ZSM−20%”!、 、構造上
のある観点ではホージャサイトに似ているが、ゼオライ
トY、特にUSYとDe−AJY の種々の形態のもの
と同様にホージャサイトよりも著しく高いシリカ/アル
ミナ比を有する。ゼオライトYは好適な触媒であって、
そのより安定な形態の1つ、特にUSYあるいはDe−
人AY の形態使用するのが好適である。
ライトは原料中に通常見出される大多数の成分を受は入
れることができる充分大きな気孔を有する。これらのゼ
オライトは一般に7Aを越える大きさの気孔を有すると
記載でき、例えばゼオライトβ、ゼオライトX、ゼオラ
イトY、ホージャサイト、ウルトラステープルY(US
Y)、脱アルミニウムY (De−AJY) 、モルデ
ナイト、ZSM−3、ZSM−、!、ZSM−18およ
びZSM−20の構造を有するゼオライトによって代表
される。ゼオライ) ZSM−20%”!、 、構造上
のある観点ではホージャサイトに似ているが、ゼオライ
トY、特にUSYとDe−AJY の種々の形態のもの
と同様にホージャサイトよりも著しく高いシリカ/アル
ミナ比を有する。ゼオライトYは好適な触媒であって、
そのより安定な形態の1つ、特にUSYあるいはDe−
人AY の形態使用するのが好適である。
ゼオライトβは2以下の制御指数を有するけれども、通
常の大きな気孔のゼオライトと正確に同じようには挙動
しない。ゼオライトβは本方法で使用する水素化分解触
媒に対する気孔の大きさの要件を満足してはいるが、そ
のパラフィン選択挙動のために好適ではない。
常の大きな気孔のゼオライトと正確に同じようには挙動
しない。ゼオライトβは本方法で使用する水素化分解触
媒に対する気孔の大きさの要件を満足してはいるが、そ
のパラフィン選択挙動のために好適ではない。
アルミナおよびシリカ−アルミナのような無定形水素化
分解触媒は芳香族選択的であって大きな気孔を有してい
るために好適ではないけれども使用することができる。
分解触媒は芳香族選択的であって大きな気孔を有してい
るために好適ではないけれども使用することができる。
ゼオライトZSM−4は米国特許第3.923.659
号に記載されており、ゼオライトZSM−20は米国特
許第3.972.983号に、ゼオライトβは米国特許
第3.308.069号および再発行特許第28.34
1号に、低す) IJウム超安定Y分子ふるい(USY
)は米国特許第3.293.192号と第3.4 I!
9.070号とに記載されており、脱アルミニウムゼ
オライトY (De−AJY)は米国特許第3. a
42.793号に記載の方法で製造でき、さらにゼオラ
イ) UHP−Yは米国特許第4.401.556号に
記載されている。これらのゼオライト触媒の詳細につい
てはこれらの特許を参照されたい。
号に記載されており、ゼオライトZSM−20は米国特
許第3.972.983号に、ゼオライトβは米国特許
第3.308.069号および再発行特許第28.34
1号に、低す) IJウム超安定Y分子ふるい(USY
)は米国特許第3.293.192号と第3.4 I!
9.070号とに記載されており、脱アルミニウムゼ
オライトY (De−AJY)は米国特許第3. a
42.793号に記載の方法で製造でき、さらにゼオラ
イ) UHP−Yは米国特許第4.401.556号に
記載されている。これらのゼオライト触媒の詳細につい
てはこれらの特許を参照されたい。
触媒は分解(クラッキング)機能のためにある程度の酸
性度、即ち1以上のα値を有しなければならない。ゼオ
ライトの酸性機能の尺度であるα値は、その測定の詳細
と共に米国特許第4.016.218号およびジャーナ
ル・オプ・キャタリシス(J 、Ca5alysis)
第6巻、278−287頁(1966年)に記載され、
その詳細についてはこれらの文献を参照されたい。しか
し、触媒は高芳香族系原料について低水素圧で固定床操
作で使用されるから、老化を減少させるために低いコー
キング傾向を有しなければならず、そのため低α値が好
適である。
性度、即ち1以上のα値を有しなければならない。ゼオ
ライトの酸性機能の尺度であるα値は、その測定の詳細
と共に米国特許第4.016.218号およびジャーナ
ル・オプ・キャタリシス(J 、Ca5alysis)
第6巻、278−287頁(1966年)に記載され、
その詳細についてはこれらの文献を参照されたい。しか
し、触媒は高芳香族系原料について低水素圧で固定床操
作で使用されるから、老化を減少させるために低いコー
キング傾向を有しなければならず、そのため低α値が好
適である。
1〜200のα値、好適には100以下のα値が好適で
あって、75以下1例えば50が有用である。
あって、75以下1例えば50が有用である。
長期に亘るサイクル寿命間、触媒が安定であることが重
要であるが、このことは触媒の構造と組成、特にシリカ
:アルミナ化を適当に選ぶことによって与えることがで
きる。この比はゼオライト合成の初期条件によって、あ
るいはそれに続くスチーム処理または骨組構造中のアル
ミニウムをホウ素、鉄またはガリウムのような他の6価
の元素で置換することからなる脱アルミニウム処理によ
って様々に変えることができる。便利さのために、スチ
ーム処理が好適な処理である。触媒の満足できる安定性
を確保するために、高いシリカ:アルミナ比、例えば5
0:1以上、例えば約200:1が好適であり、これら
はスチーム処理によって得ることができる。
要であるが、このことは触媒の構造と組成、特にシリカ
:アルミナ化を適当に選ぶことによって与えることがで
きる。この比はゼオライト合成の初期条件によって、あ
るいはそれに続くスチーム処理または骨組構造中のアル
ミニウムをホウ素、鉄またはガリウムのような他の6価
の元素で置換することからなる脱アルミニウム処理によ
って様々に変えることができる。便利さのために、スチ
ーム処理が好適な処理である。触媒の満足できる安定性
を確保するために、高いシリカ:アルミナ比、例えば5
0:1以上、例えば約200:1が好適であり、これら
はスチーム処理によって得ることができる。
アルカリ金橘含有量は低い値、好適には1チ以下、例え
ば0.5 % Na以下に保たなければならない。これ
は逐次性なわれるアンモニウム交換とそれに続く■焼と
によって達成することができる。
ば0.5 % Na以下に保たなければならない。これ
は逐次性なわれるアンモニウム交換とそれに続く■焼と
によって達成することができる。
改良された選択性と他の有利な性質とは、ゼオライトを
260℃〜649℃(500°〜1200′F)、好適
には399℃〜538℃(750°ないしIQOO’F
)の高温において、スチーム処理することによって得る
ことができる。
260℃〜649℃(500°〜1200′F)、好適
には399℃〜538℃(750°ないしIQOO’F
)の高温において、スチーム処理することによって得る
ことができる。
この処理は、100%スチームの雰囲気中、またはスチ
ームと実質的にゼオライトに対して不活性なガスとより
成る雰囲気中で行うことができる。同様な処理はよシ低
い温度と高圧、例えば10〜約200気圧において、1
77℃〜371℃(350″F〜700″F)で実施す
ることができる。
ームと実質的にゼオライトに対して不活性なガスとより
成る雰囲気中で行うことができる。同様な処理はよシ低
い温度と高圧、例えば10〜約200気圧において、1
77℃〜371℃(350″F〜700″F)で実施す
ることができる。
ゼオライトは、本方法で使用される温度および他の条件
に耐える他の材料より成るマトリックスと混合するのが
好適である。マトリックス材料は結合剤として有用であ
り、また本方法で遭遇する苛酷な温度、圧力および反応
剤装入原料の流速条件に対して、触媒により大きな強さ
を与えろことができる。有用なマトリックス材料には、
粘土、シリカおよび/あるいは金属酸化物のような合成
および天然の物質の両方が含まれる。後者はシリカと、
アルミナおよびシリカ−アルミナのような金属酸化物と
の混合物を含む天然産のものであるか、あるいは合成ゼ
ラチン質沈殿物またはゲルの形かのいずれかであること
ができる。マトリックスはコゲルの形態であることがで
きる。ゼオライトと混合できる天然産の粘土には、モン
モリロナイトとカオリン族の粘土が含まわる。そのよう
な粘土は、最初に採掘された粗製の状態で、あるいは焼
成、酸処理あるいは化学変性を初期に施した状態で使用
することができる。ゼオライト成分とマトリックスとの
相対的な割合は、無水のペースで、広い範囲で変えるこ
とができ、ゼオライト含有量を乾燥組成物の約1〜約9
9重t%の範囲、普通には約5〜約80重j1%の範囲
にすることができる。もし原料油に20チ以上の343
℃+(650’F+3の物質が含まれているならば、結
合用マトリックスはそれ自体100χを下廻らない大き
な気孔の物質をかなりな量で有する酸性材料でなければ
ならない。結合剤はゼオライトと予め混合してから、ス
チーム処理、含浸、交換などのような処理を行なって、
機械的な完全さを保ちさらに交換不能な金属カチオンに
よる含浸を助けるようにする。
に耐える他の材料より成るマトリックスと混合するのが
好適である。マトリックス材料は結合剤として有用であ
り、また本方法で遭遇する苛酷な温度、圧力および反応
剤装入原料の流速条件に対して、触媒により大きな強さ
を与えろことができる。有用なマトリックス材料には、
粘土、シリカおよび/あるいは金属酸化物のような合成
および天然の物質の両方が含まれる。後者はシリカと、
アルミナおよびシリカ−アルミナのような金属酸化物と
の混合物を含む天然産のものであるか、あるいは合成ゼ
ラチン質沈殿物またはゲルの形かのいずれかであること
ができる。マトリックスはコゲルの形態であることがで
きる。ゼオライトと混合できる天然産の粘土には、モン
モリロナイトとカオリン族の粘土が含まわる。そのよう
な粘土は、最初に採掘された粗製の状態で、あるいは焼
成、酸処理あるいは化学変性を初期に施した状態で使用
することができる。ゼオライト成分とマトリックスとの
相対的な割合は、無水のペースで、広い範囲で変えるこ
とができ、ゼオライト含有量を乾燥組成物の約1〜約9
9重t%の範囲、普通には約5〜約80重j1%の範囲
にすることができる。もし原料油に20チ以上の343
℃+(650’F+3の物質が含まれているならば、結
合用マトリックスはそれ自体100χを下廻らない大き
な気孔の物質をかなりな量で有する酸性材料でなければ
ならない。結合剤はゼオライトと予め混合してから、ス
チーム処理、含浸、交換などのような処理を行なって、
機械的な完全さを保ちさらに交換不能な金属カチオンに
よる含浸を助けるようにする。
こ\で使用される各結晶性ンリケートゼオライトと結合
している最初のカチオンは、通常の技法に従って種々の
他のカチオンで交換することができる。典型的な交換用
カチオンには、水素、アンモニウムおよび金属カチオン
(金属、カチオンには金属カチオンの混合物も含まれる
)が包含される。有用なカチオンには希土類金属、例え
ばマンガンならびに周期表のHAおよびB族の金属例え
ば亜鉛、および周期表のv■族、例えば白金およびパラ
ジウムが含まれていて、安定性(希土類カチオンの場合
のよう・に)または希望する機能(■族または■族金属
の場合のように)を増進する。通常のイオン交換技法は
、ゼオライトを希望する交換用カチオンの塩と接触させ
ることからなる。多様な塩を使用することができるが、
特に好適な塩は塩化物、硝酸塩および硫酸塩である。代
表的なイオン交換技法は米国特許第&140,249号
、第&140,251号および第3.140,253号
を含む種々の特許に開示されている。
している最初のカチオンは、通常の技法に従って種々の
他のカチオンで交換することができる。典型的な交換用
カチオンには、水素、アンモニウムおよび金属カチオン
(金属、カチオンには金属カチオンの混合物も含まれる
)が包含される。有用なカチオンには希土類金属、例え
ばマンガンならびに周期表のHAおよびB族の金属例え
ば亜鉛、および周期表のv■族、例えば白金およびパラ
ジウムが含まれていて、安定性(希土類カチオンの場合
のよう・に)または希望する機能(■族または■族金属
の場合のように)を増進する。通常のイオン交換技法は
、ゼオライトを希望する交換用カチオンの塩と接触させ
ることからなる。多様な塩を使用することができるが、
特に好適な塩は塩化物、硝酸塩および硫酸塩である。代
表的なイオン交換技法は米国特許第&140,249号
、第&140,251号および第3.140,253号
を含む種々の特許に開示されている。
希望する交換用カチオンの溶液との接触後にゼオライト
を好適には水洗して65°〜315℃(15θ〜約60
0”F)の範囲の温度で乾燥し、その後空気または他の
不活性ガス中で260℃〜815℃(約500°〜15
00′F)の範囲の温度で、1ないし48時間またはそ
れ以上に亘る時間焼成する。
を好適には水洗して65°〜315℃(15θ〜約60
0”F)の範囲の温度で乾燥し、その後空気または他の
不活性ガス中で260℃〜815℃(約500°〜15
00′F)の範囲の温度で、1ないし48時間またはそ
れ以上に亘る時間焼成する。
水素化分解触媒はまた水素化−脱水素機能を備える金属
成分を含むこともできる。適当な水素化成分にはタング
ステン、バナジウム、亜鉛、モリブデン、レニウム、ニ
ッケル、コバルト、クロム、マンガンのような周期表(
工UPACの周期表ンのVIA族および■A族の金属、
または白金またはパラジウムのような貴金属が含まれ、
その量は0.1〜約25重量%、特に貴金属に対しては
通常0.1〜5重量%、好適には0.3〜3重量%であ
る。この成分は、適当な金属化合物を使用して、組成物
中に交換または含浸することかできる。全屈成分を触媒
中に組込むのに使用する化合物は通常2種の化合物に分
けることができ、その1つは金属が化合物のカチオンの
形で存在する化合物であり、他の1つは金属が化合物の
アニオンの形で存在する化合物である。
成分を含むこともできる。適当な水素化成分にはタング
ステン、バナジウム、亜鉛、モリブデン、レニウム、ニ
ッケル、コバルト、クロム、マンガンのような周期表(
工UPACの周期表ンのVIA族および■A族の金属、
または白金またはパラジウムのような貴金属が含まれ、
その量は0.1〜約25重量%、特に貴金属に対しては
通常0.1〜5重量%、好適には0.3〜3重量%であ
る。この成分は、適当な金属化合物を使用して、組成物
中に交換または含浸することかできる。全屈成分を触媒
中に組込むのに使用する化合物は通常2種の化合物に分
けることができ、その1つは金属が化合物のカチオンの
形で存在する化合物であり、他の1つは金属が化合物の
アニオンの形で存在する化合物である。
金属を中性の錯体として含有する化合物も使用すること
ができる。イオンの状態で金属を含有する化合物が一般
に使用されるが、金属のカチオンの形、例えばPt (
NHs ) は、それらをゼ第ライト上に交換できる
という利点を有する。しかしながら通常使用されるバナ
ジン酸塩またはメタタングステン酸塩のようなアニオン
性錯体イオンは、ゼオライト/結合剤組成物に含浸する
ことができ、しかもこの際結合剤はその多孔性構造にア
ニオンを物理的に吸収することができるので、通常の方
法で行なって何等困難を感じることはない。結合剤の割
合が大ぎくなればなる程、これらの含浸される錯体イオ
ンの景を大きくすることができる。こうして、適当な白
金化合物には塩化白金酸および白金アンミン錯体を含む
種々の化合物が含まれる。リンは完全に配合された触媒
中にも一般に存在するが、それはニッケル、タングステ
ンおよびモリブデンのような塩基金属を触媒に含浸する
溶液中にリンがしばしば使用されることがあるからであ
る。
ができる。イオンの状態で金属を含有する化合物が一般
に使用されるが、金属のカチオンの形、例えばPt (
NHs ) は、それらをゼ第ライト上に交換できる
という利点を有する。しかしながら通常使用されるバナ
ジン酸塩またはメタタングステン酸塩のようなアニオン
性錯体イオンは、ゼオライト/結合剤組成物に含浸する
ことができ、しかもこの際結合剤はその多孔性構造にア
ニオンを物理的に吸収することができるので、通常の方
法で行なって何等困難を感じることはない。結合剤の割
合が大ぎくなればなる程、これらの含浸される錯体イオ
ンの景を大きくすることができる。こうして、適当な白
金化合物には塩化白金酸および白金アンミン錯体を含む
種々の化合物が含まれる。リンは完全に配合された触媒
中にも一般に存在するが、それはニッケル、タングステ
ンおよびモリブデンのような塩基金属を触媒に含浸する
溶液中にリンがしばしば使用されることがあるからであ
る。
塩基金属成分、特にニッケルータングステンおよびニッ
ケルーモリブデンは、本方法において特に好適である。
ケルーモリブデンは、本方法において特に好適である。
プロセスの構成
本方法を図に模式的に示す。FCC装置10への軽油ま
たは残さ油の原料はFCC装置で分解され、分解生成物
は分解装置分留塔11で分留されて種々の炭化水素留分
を生じ、通常の方法で分留塔を去る。全範囲軽質循環油
(FRLO0)は分留塔11から引抜管12を通して引
出し、蒸留塔13で第2の分留を行なう。150℃〜6
45℃(300°〜650下]、好適には165℃〜3
15℃(330’F〜600’FJの典型的な沸点範囲
を有する低沸点留分は導管14を通して引出され、次に
この軽質留分LCO(LCLC0)は水素化分解装置の
第1段階を構成する水素化処理装置15を通る。あるい
はこの分留を主FCC塔自身で行なうこともできる。分
留塔13の底部から引出された循環油の高沸点留分は、
直接あるいはCHD処理後に、通常の方法で重油製品に
混合される。
たは残さ油の原料はFCC装置で分解され、分解生成物
は分解装置分留塔11で分留されて種々の炭化水素留分
を生じ、通常の方法で分留塔を去る。全範囲軽質循環油
(FRLO0)は分留塔11から引抜管12を通して引
出し、蒸留塔13で第2の分留を行なう。150℃〜6
45℃(300°〜650下]、好適には165℃〜3
15℃(330’F〜600’FJの典型的な沸点範囲
を有する低沸点留分は導管14を通して引出され、次に
この軽質留分LCO(LCLC0)は水素化分解装置の
第1段階を構成する水素化処理装置15を通る。あるい
はこの分留を主FCC塔自身で行なうこともできる。分
留塔13の底部から引出された循環油の高沸点留分は、
直接あるいはCHD処理後に、通常の方法で重油製品に
混合される。
以下に説明するように、水素化処理装置は不用ではあり
、そのために好適ではないけれども、ここでは全プロセ
ス構成の1つの選択(任意)要件として水素化処理を示
しである。LC!LCOを装置15で水素化処理して、
芳香族を若干餘和し、また残留異種原子、特に窒素と硫
黄とが水素化されて、それらは中間段階分離装置16で
アンモニアおよび硫化水素として過剰の水素と共に除去
され、水素は精製後、水素回路導管17に戻される。こ
れらの原料の異種原子の含有量が一般に低いことを考慮
すると、中間段階の分離とガス精製とは不要であるかも
しれないが、こ\では選択要件として示しである。次に
水素化処理された循環油は、この装置の第2段階を構成
する水素化分解装置18に至り、そこで芳香族の飽和が
続行され、さらに開環と分解(クラッキング)とが行わ
れてガソリン沸点範囲にある単環芳香族に富む水素化分
解生成物が形成される。分離装置19での水素分離後に
、水素化分解装置流出油は通常の方法で蒸留塔20で分
留されて、乾性ガス、ガソリン、中間留出物および残さ
油留分を含む製品を生じ、残さ油留分は引出されて低硫
黄重油に混合されるか、あるいは場合によっては再循環
導管21を通ってFCCUloに再循環される。蒸留塔
20からのガソリン範囲の生成物は高オクタン価のもの
で、精油所ガソリン製品のプールに直接混合するに適し
ていて、しかもそのメ°クタン価を改良するために改質
したり他の処理を行なう必要のないものである。
、そのために好適ではないけれども、ここでは全プロセ
ス構成の1つの選択(任意)要件として水素化処理を示
しである。LC!LCOを装置15で水素化処理して、
芳香族を若干餘和し、また残留異種原子、特に窒素と硫
黄とが水素化されて、それらは中間段階分離装置16で
アンモニアおよび硫化水素として過剰の水素と共に除去
され、水素は精製後、水素回路導管17に戻される。こ
れらの原料の異種原子の含有量が一般に低いことを考慮
すると、中間段階の分離とガス精製とは不要であるかも
しれないが、こ\では選択要件として示しである。次に
水素化処理された循環油は、この装置の第2段階を構成
する水素化分解装置18に至り、そこで芳香族の飽和が
続行され、さらに開環と分解(クラッキング)とが行わ
れてガソリン沸点範囲にある単環芳香族に富む水素化分
解生成物が形成される。分離装置19での水素分離後に
、水素化分解装置流出油は通常の方法で蒸留塔20で分
留されて、乾性ガス、ガソリン、中間留出物および残さ
油留分を含む製品を生じ、残さ油留分は引出されて低硫
黄重油に混合されるか、あるいは場合によっては再循環
導管21を通ってFCCUloに再循環される。蒸留塔
20からのガソリン範囲の生成物は高オクタン価のもの
で、精油所ガソリン製品のプールに直接混合するに適し
ていて、しかもそのメ°クタン価を改良するために改質
したり他の処理を行なう必要のないものである。
水素化分解の条件
予備水素化処理なしの1段階操作が好適であるが、それ
は本方法で使用されるLCLCOには、多核芳香族(P
NA)ならびに窒素および硫黄含有の不純物が比較的少
資金まれているだけであシ、しかもそれらはすべて1段
階の操作で十分に処理できるからである。大部分のPN
Aは、大部分の異種原子と共に循環油の高沸点区分に残
り、従って本方法には入ってこない。水素化分解中、そ
の目的は高オクタン価の単環芳香族をLCLCO中の芳
香族から造り出すことである。LOLCOには主として
ナフタリン、ベンゾチオフェンなどのような2環芳香族
が含まれているので、水素化分解工程での飽和の度合を
限定したものにして、これらの成分が完全に水素化され
ることは避けるようにしなければならない。このため比
較的低圧ないし中位の水素圧が使用され、通常70口0
kPa (76kg/cm’ G、 (1000ps
ig))以下、最低圧力は通常約2860 kPa (
約28kg/cIIL2G(約400 psigJ )
、典型的な圧力は約4250〜7000 kPa (約
42〜70kg/c+a2G (600〜101000
psi )の範囲であり、選択される正確な圧力は原料
の特徴(芳香族および異種原子の含有量)、触媒の安定
性と耐老化性および希望する製品特性によって決まる。
は本方法で使用されるLCLCOには、多核芳香族(P
NA)ならびに窒素および硫黄含有の不純物が比較的少
資金まれているだけであシ、しかもそれらはすべて1段
階の操作で十分に処理できるからである。大部分のPN
Aは、大部分の異種原子と共に循環油の高沸点区分に残
り、従って本方法には入ってこない。水素化分解中、そ
の目的は高オクタン価の単環芳香族をLCLCO中の芳
香族から造り出すことである。LOLCOには主として
ナフタリン、ベンゾチオフェンなどのような2環芳香族
が含まれているので、水素化分解工程での飽和の度合を
限定したものにして、これらの成分が完全に水素化され
ることは避けるようにしなければならない。このため比
較的低圧ないし中位の水素圧が使用され、通常70口0
kPa (76kg/cm’ G、 (1000ps
ig))以下、最低圧力は通常約2860 kPa (
約28kg/cIIL2G(約400 psigJ )
、典型的な圧力は約4250〜7000 kPa (約
42〜70kg/c+a2G (600〜101000
psi )の範囲であり、選択される正確な圧力は原料
の特徴(芳香族および異種原子の含有量)、触媒の安定
性と耐老化性および希望する製品特性によって決まる。
同様に、ガソリン製品の芳香族特性を保持するために開
環も制限されるので、苛酷度(温度滞留時間、転化率ン
もまた制限される。193℃−(585’F−3ガソリ
ンへの転化は、80体積チ以下、好適には65体積チ以
下であるべきである。転化率は75体積チを越えること
もできるけれども、55〜70体積チの転化レベルが好
適である。2860〜7000kpa (400〜10
00psig )、通常4250〜7000kpa(4
2〜70kg/m’G (600−1000psig
) )の範囲で、70体積チまでの転化を伴う圧力が好
適である。水素化分解温度は、480℃(約900″F
)までの高温を使用することもできるが、通常は450
℃(850’F)までであって、通常315℃(約60
0″F)あるいはそれ以上の最低温度、例えば370℃
(700″F)が好適な最低温度である。空間速度は、
温度および希望する転化レベルによって変るが、通常は
0.25〜2.5時間″″1好適には0.5−1.5時
間″″1(LH3V 20℃)である。90〜90 P
Jf/f(500−5000SC!F/bbJt )
の水素循環速度が適当である。
環も制限されるので、苛酷度(温度滞留時間、転化率ン
もまた制限される。193℃−(585’F−3ガソリ
ンへの転化は、80体積チ以下、好適には65体積チ以
下であるべきである。転化率は75体積チを越えること
もできるけれども、55〜70体積チの転化レベルが好
適である。2860〜7000kpa (400〜10
00psig )、通常4250〜7000kpa(4
2〜70kg/m’G (600−1000psig
) )の範囲で、70体積チまでの転化を伴う圧力が好
適である。水素化分解温度は、480℃(約900″F
)までの高温を使用することもできるが、通常は450
℃(850’F)までであって、通常315℃(約60
0″F)あるいはそれ以上の最低温度、例えば370℃
(700″F)が好適な最低温度である。空間速度は、
温度および希望する転化レベルによって変るが、通常は
0.25〜2.5時間″″1好適には0.5−1.5時
間″″1(LH3V 20℃)である。90〜90 P
Jf/f(500−5000SC!F/bbJt )
の水素循環速度が適当である。
上述したように、2段階水素化分解、即ち水素化処理に
続く水素化分解は不要な複雑さと費用とを要するから一
般には好適ではないが、希望すればそれに頼って、例え
ば現存の装置と装入触媒とを使用することができる。予
備水素化処理は、水素化分解工程の前に中間段階分離工
程を入れて、または入れないで実施することができる。
続く水素化分解は不要な複雑さと費用とを要するから一
般には好適ではないが、希望すればそれに頼って、例え
ば現存の装置と装入触媒とを使用することができる。予
備水素化処理は、水素化分解工程の前に中間段階分離工
程を入れて、または入れないで実施することができる。
もし中間段階分離工程を省略するならば、即ちカスケー
ド操作を使用するならば、水素化処理触媒を反応器中の
水素化分解触媒の旧都に装入するだけでよい。
ド操作を使用するならば、水素化処理触媒を反応器中の
水素化分解触媒の旧都に装入するだけでよい。
もし原料が比較的高い異種原子含有量を有するならば、
水素化処理は有用であるかも知れない。この理由は水素
化処理後無機質の窒素と硫黄とを中間段階で分離すれば
、水素化分解装置で触媒θ)サイクル寿命を延ばすこと
ができるからである。
水素化処理は有用であるかも知れない。この理由は水素
化処理後無機質の窒素と硫黄とを中間段階で分離すれば
、水素化分解装置で触媒θ)サイクル寿命を延ばすこと
ができるからである。
水素化処理触媒は、任意の適当な水素化、触媒でよく、
多くのものは市販されている。これらの触媒は一般に金
属、あるいは水素化/脱水素活性を有する金属と大きな
気孔(20χまたはそれ以、ヒ)を有する比較的不活性
な、即ち非酸性で耐熱性の担体との組合せによって構成
される。適当な担体は、アルミナ、ノリカーアルミナま
たはノリ力および水素化分解触媒と関連して上述した結
合材料のような他の無定形で大きな気孔の無定形固体で
ある。適当な金属成分はニッケル、タングステン、コバ
ルト、モリブデン、バナジウム、クロムであり、しばし
ばコバルト−モリブデンまたはニッケルーコバルト−モ
リブデンのような組合わせが使用される。周期表の■族
および■族の他の金属も使用することができる。約0.
1−20重量%の金属、通常0.1−10重量%が典型
的である。
多くのものは市販されている。これらの触媒は一般に金
属、あるいは水素化/脱水素活性を有する金属と大きな
気孔(20χまたはそれ以、ヒ)を有する比較的不活性
な、即ち非酸性で耐熱性の担体との組合せによって構成
される。適当な担体は、アルミナ、ノリカーアルミナま
たはノリ力および水素化分解触媒と関連して上述した結
合材料のような他の無定形で大きな気孔の無定形固体で
ある。適当な金属成分はニッケル、タングステン、コバ
ルト、モリブデン、バナジウム、クロムであり、しばし
ばコバルト−モリブデンまたはニッケルーコバルト−モ
リブデンのような組合わせが使用される。周期表の■族
および■族の他の金属も使用することができる。約0.
1−20重量%の金属、通常0.1−10重量%が典型
的である。
触媒は比較的非酸性であり(ある程度の酸性度は複素環
を開環して異種原子を除去するために必要ではあるン、
また温度が比較的低いために、水素化処理工程での転化
率は極めて低く、通常10体積チ以下、多くの場合に5
体積−以下である。温度は通常315℃〜425℃(6
00°〜800”F)、多くの場合33℃〜400℃(
625〜750″F)である。空間速度(20℃でのL
H8V )は通常0.25〜4.0時間−1、好適には
0.4〜2.5時間−1であって、選択される正確な空
間速度は、希望される水素化処理の程度と選択される操
作温度とによって決定される。
を開環して異種原子を除去するために必要ではあるン、
また温度が比較的低いために、水素化処理工程での転化
率は極めて低く、通常10体積チ以下、多くの場合に5
体積−以下である。温度は通常315℃〜425℃(6
00°〜800”F)、多くの場合33℃〜400℃(
625〜750″F)である。空間速度(20℃でのL
H8V )は通常0.25〜4.0時間−1、好適には
0.4〜2.5時間−1であって、選択される正確な空
間速度は、希望される水素化処理の程度と選択される操
作温度とによって決定される。
1500〜7000 kpa(14〜70に9/cm’
G(200−10’OOpsj、g ) :)、好適に
は2860−5620kpa〔28〜56kg/cIn
2G(400〜800pS[g)〕の水素圧が典型的で
あり、その場合90〜900ONu/f (500−5
00OSCF/bb1 )の水素循環速度が適当である
。もしカスケード操作を使用するならば、床圧力降下を
考慮して、水素処理圧は水素化分解工程で希望す“るよ
りも僅かに高くすることになる。
G(200−10’OOpsj、g ) :)、好適に
は2860−5620kpa〔28〜56kg/cIn
2G(400〜800pS[g)〕の水素圧が典型的で
あり、その場合90〜900ONu/f (500−5
00OSCF/bb1 )の水素循環速度が適当である
。もしカスケード操作を使用するならば、床圧力降下を
考慮して、水素処理圧は水素化分解工程で希望す“るよ
りも僅かに高くすることになる。
水素化分解触媒と同様に、水素化処理触媒は固定床、流
動床、または移動床として配置することができるが、簡
単のために下降流、固定床操業が好適である。
動床、または移動床として配置することができるが、簡
単のために下降流、固定床操業が好適である。
予備水素化処理を使用する場合には、水素化分解工程で
の条件を適当に調整して、希望するプロセス全体の目的
、即ち水素化芳香族成分を限定して開環すると共に芳香
族を不完全に飽和して高オクタン価ガソリン沸点範囲の
製品を生成するということを維持することができる。こ
うして、もしナフタリン、メチルナフタリンおよびベン
ゾチオフェンのような2環式芳香族のある程度の飽和が
水素化処理工程で起ったならば、水素化分解工程での水
素消費が減少し、もし空間速度が一定に保たれるならば
第2段階における同一通油量に対して発熱水素化反応の
程度は小さくなるから温度はより低くなる。希望する転
化レベル(温度によって決まる〕を維持するためには、
空間速度を釣り合5ように減少することが必要である。
の条件を適当に調整して、希望するプロセス全体の目的
、即ち水素化芳香族成分を限定して開環すると共に芳香
族を不完全に飽和して高オクタン価ガソリン沸点範囲の
製品を生成するということを維持することができる。こ
うして、もしナフタリン、メチルナフタリンおよびベン
ゾチオフェンのような2環式芳香族のある程度の飽和が
水素化処理工程で起ったならば、水素化分解工程での水
素消費が減少し、もし空間速度が一定に保たれるならば
第2段階における同一通油量に対して発熱水素化反応の
程度は小さくなるから温度はより低くなる。希望する転
化レベル(温度によって決まる〕を維持するためには、
空間速度を釣り合5ように減少することが必要である。
水素化分解装置の製品
上述したように、本方法の目的は高オクタン価ガソリン
を直接製造することである。ガソリンの沸点範囲は通常
05〜196℃(05〜385下)(終点〕であるが、
より高いまたはより低い終点のガソリンは、適用される
製品仕様、例えば05〜165℃(C5〜3306F、
l(終点)あるいはC5〜232℃(05〜450’F
)に依存して起り得る。・最低目標オクタン価は、単味
85またはそれ以上、例えば単味87(RON+0)で
ある。多(の場合、より高いオクタン価、例えば少なく
とも90またはそれ以上、例えば930単味オクタン価
が得られる。好適な場合−は、100またはそれ以上の
単味オクタン価が得られる。すべての場合に、ガンリン
沸点範囲の製品を、オクタン価を改良するための改質ま
たは他の処理を行うことなしに、精油所のカッリンプー
ルに直接混合することができる。上述したように、水素
化分解装置の残さ油留分を接触分解装置へ再循環するこ
とができ、この場合その増加した水素含有量による増大
した分解性が、今回は分解装置からの収量を増すことに
よって、ガソリンの全収量をさらに改良することになる
。水素化分解装置残さ油は水素化処理した後に循環油(
分留塔13からの)の高沸点留分と組合わせることがで
き、例えば通常のCHD装置で重油またはディーゼル油
を形成させる。あるいはその代りに組合わせた流れを上
述したようにFCCU に再循環させることができる。
を直接製造することである。ガソリンの沸点範囲は通常
05〜196℃(05〜385下)(終点〕であるが、
より高いまたはより低い終点のガソリンは、適用される
製品仕様、例えば05〜165℃(C5〜3306F、
l(終点)あるいはC5〜232℃(05〜450’F
)に依存して起り得る。・最低目標オクタン価は、単味
85またはそれ以上、例えば単味87(RON+0)で
ある。多(の場合、より高いオクタン価、例えば少なく
とも90またはそれ以上、例えば930単味オクタン価
が得られる。好適な場合−は、100またはそれ以上の
単味オクタン価が得られる。すべての場合に、ガンリン
沸点範囲の製品を、オクタン価を改良するための改質ま
たは他の処理を行うことなしに、精油所のカッリンプー
ルに直接混合することができる。上述したように、水素
化分解装置の残さ油留分を接触分解装置へ再循環するこ
とができ、この場合その増加した水素含有量による増大
した分解性が、今回は分解装置からの収量を増すことに
よって、ガソリンの全収量をさらに改良することになる
。水素化分解装置残さ油は水素化処理した後に循環油(
分留塔13からの)の高沸点留分と組合わせることがで
き、例えば通常のCHD装置で重油またはディーゼル油
を形成させる。あるいはその代りに組合わせた流れを上
述したようにFCCU に再循環させることができる。
本方法は、接触分解装置からの高芳香族製品から、高オ
クタン価ガソリンを直接製造することに対して注目に値
する。水素化分解装置で比較的低い水素圧と中庸な処理
条件とを使用することによって、この結果は低い水素消
費と低い効用要件とで達成することができる。
クタン価ガソリンを直接製造することに対して注目に値
する。水素化分解装置で比較的低い水素圧と中庸な処理
条件とを使用することによって、この結果は低い水素消
費と低い効用要件とで達成することができる。
本発明を以下の実施例(以下、単に例といつ)。
で詳細に説明する。
例1−4
これらの例は、低圧水素化分解に先立ってLOO原料油
を分留することの利点を説明する。第3表は処理したL
COの種々の留分の性質を示す:第3表に示したLCO
の種々の留分を、カスケード方式で操業している2反応
器HT/He (水素化処理/水素化分解)装置に装入
した。第1の反応器には、通常のN1M0/AJ203
水素化処理触媒が入れである。第2の反応器には、
脱アルミニウムゼオライトY (De −AJY )に
含浸させた ”1〜3%のパラジウムを含む同体積の水
素化分解触媒が入れである。
を分留することの利点を説明する。第3表は処理したL
COの種々の留分の性質を示す:第3表に示したLCO
の種々の留分を、カスケード方式で操業している2反応
器HT/He (水素化処理/水素化分解)装置に装入
した。第1の反応器には、通常のN1M0/AJ203
水素化処理触媒が入れである。第2の反応器には、
脱アルミニウムゼオライトY (De −AJY )に
含浸させた ”1〜3%のパラジウムを含む同体積の水
素化分解触媒が入れである。
水素化処理−水素化分解に使用した条件を得られた結果
と共に以下の第4表に示すニア/ 、2/′ 第 4 表 HT装置 温度’C(’F) 357(675) 35
4(670) 557(675) 360(680
)H圧力、kPa 4250(42)4250(
42) 4250(42) 4250(42)(1
)SigX’P/cm2G) 600 600
600 600H2油比、Nル/1 890
890 890 1390(SCF7’Bbl
) (5000J (5000) (5
000) (5000)LH8V、時間″″12
5 2 1HO装置 温度’C(hF) 413(775) 413
(775) 413(775,1413(775,)
H2油比、Nルα 890 890 890
890(SCF/13bl) (5000
) (500リ (sooo)(sooすL)IS
V、時間−’ 2 3 2
1カツリン、体積% 21 45
35 12C5−196℃(C5−38
5下) 単味オクタン価 94 98 97
92(RON + 0) 第4表から判る°よ′うに、288℃−(550’F−
)および338℃−(640″F″−)の留分は、全範
囲物質(FRLC0)よりも実質的に大きな転化を受け
、また後者は逆に288℃+(550’F+)LCiO
よりも多(に転化された。さらに288℃−(s50’
F−)と368℃−(640下−〕の留分からのガソリ
ンのオクタン価はより高かった。
と共に以下の第4表に示すニア/ 、2/′ 第 4 表 HT装置 温度’C(’F) 357(675) 35
4(670) 557(675) 360(680
)H圧力、kPa 4250(42)4250(
42) 4250(42) 4250(42)(1
)SigX’P/cm2G) 600 600
600 600H2油比、Nル/1 890
890 890 1390(SCF7’Bbl
) (5000J (5000) (5
000) (5000)LH8V、時間″″12
5 2 1HO装置 温度’C(hF) 413(775) 413
(775) 413(775,1413(775,)
H2油比、Nルα 890 890 890
890(SCF/13bl) (5000
) (500リ (sooo)(sooすL)IS
V、時間−’ 2 3 2
1カツリン、体積% 21 45
35 12C5−196℃(C5−38
5下) 単味オクタン価 94 98 97
92(RON + 0) 第4表から判る°よ′うに、288℃−(550’F−
)および338℃−(640″F″−)の留分は、全範
囲物質(FRLC0)よりも実質的に大きな転化を受け
、また後者は逆に288℃+(550’F+)LCiO
よりも多(に転化された。さらに288℃−(s50’
F−)と368℃−(640下−〕の留分からのガソリ
ンのオクタン価はより高かった。
第2段階VH8Vと総LH8V とは低沸点留分に対
して高かった(それ故に苛酷度はより低かった)が、し
かし実際に達成された転化もまた高かった。それ故に、
軽質留分、分留されたLCOの低圧水素化分解は、全範
囲LCOよりも苛酷度の低い条件を使用して、より高い
オクタン価のガソリンをより多く製造した。
して高かった(それ故に苛酷度はより低かった)が、し
かし実際に達成された転化もまた高かった。それ故に、
軽質留分、分留されたLCOの低圧水素化分解は、全範
囲LCOよりも苛酷度の低い条件を使用して、より高い
オクタン価のガソリンをより多く製造した。
例5
工業的規模での本方法の概念には、LOOを高沸点留分
〔5%点が290℃〜370°c(sso〜700下〕
〕への分留およびそれに続くその高沸点留分の水素化処
理が含まれろ。低沸点留分の低圧水素化分解(LPHC
) は、高オクタン価ガソ二J リンを製造するために使用されろ。高沸点留分の水素化
処理は、高沸点LCO留分だけ、あるいは前記LOOと
直留ケロシン流との混合物を接触脱硫装置(CHD)に
装入することによって行われる。第5表は、そのような
操作の条件と結果とを全範囲LCOのLPHCと比較し
て示″f:CLCO 総LH8V O、51、7H2消
費N、1/J’ 214 20
6(SCFB) (120リ (N6
0,1生成物1体積チ 04’s 2.4
3.705−193℃(C5−385下) ガソリン 2021 193℃+(385″F+) 84
82ガソリン単味オクタン価(RONJ
94 9B193℃+(385下+
] ディ→し指数 8.6
10.9注 ディーゼル指数は、(アニリン点(下)と
API比重との穆し′100である。
〔5%点が290℃〜370°c(sso〜700下〕
〕への分留およびそれに続くその高沸点留分の水素化処
理が含まれろ。低沸点留分の低圧水素化分解(LPHC
) は、高オクタン価ガソ二J リンを製造するために使用されろ。高沸点留分の水素化
処理は、高沸点LCO留分だけ、あるいは前記LOOと
直留ケロシン流との混合物を接触脱硫装置(CHD)に
装入することによって行われる。第5表は、そのような
操作の条件と結果とを全範囲LCOのLPHCと比較し
て示″f:CLCO 総LH8V O、51、7H2消
費N、1/J’ 214 20
6(SCFB) (120リ (N6
0,1生成物1体積チ 04’s 2.4
3.705−193℃(C5−385下) ガソリン 2021 193℃+(385″F+) 84
82ガソリン単味オクタン価(RONJ
94 9B193℃+(385下+
] ディ→し指数 8.6
10.9注 ディーゼル指数は、(アニリン点(下)と
API比重との穆し′100である。
第5表は、スプリット流水素化分解が全範囲LPHCよ
りモ高いオクタン価で、またより高い空間速度で、より
多くガソリンを製造することを示している。さらに、デ
ィーゼル指数によって測定すると、未転化の193℃+
(385’F+)留出物は、よりよ℃・品質のものであ
る。
りモ高いオクタン価で、またより高い空間速度で、より
多くガソリンを製造することを示している。さらに、デ
ィーゼル指数によって測定すると、未転化の193℃+
(385’F+)留出物は、よりよ℃・品質のものであ
る。
こうして、原料油の沸点を175℃〜345℃(350
〜650’F )に保つと、水素化分解方法をより高い
転化レベルで操作することができ、しかも高いオクタン
価レベル、選択性およびナフサ収量を維持することがで
きる。
〜650’F )に保つと、水素化分解方法をより高い
転化レベルで操作することができ、しかも高いオクタン
価レベル、選択性およびナフサ収量を維持することがで
きる。
例6
本例は、予備水素化処理なしに、1段階水素化分解操作
で処理するのに、ある種のLOLOO流れが適している
ことを例証している。本例における原料油は、以下の第
6表に示しであるように、例3におげろものと類似して
いる。
で処理するのに、ある種のLOLOO流れが適している
ことを例証している。本例における原料油は、以下の第
6表に示しであるように、例3におげろものと類似して
いる。
第 6 表
LCOの重量% 41比重、API
17.1密度、 g/cc
O,932硫黄1重量%
2.8水素9重量%
9.5窒索、pprI]w210 芳香族9重量% 83両者の場合に
、第2段階水素化分解反応器には、Ni 3.8%と
Mo6.5 %とが含浸されているデアルミナイズド
ゼオライトYJt1媒が入っている。使用時に、第1の
反応器には、同容積の通常のNIMO/Al2O3水素
化処理触媒を入れた。
17.1密度、 g/cc
O,932硫黄1重量%
2.8水素9重量%
9.5窒索、pprI]w210 芳香族9重量% 83両者の場合に
、第2段階水素化分解反応器には、Ni 3.8%と
Mo6.5 %とが含浸されているデアルミナイズド
ゼオライトYJt1媒が入っている。使用時に、第1の
反応器には、同容積の通常のNIMO/Al2O3水素
化処理触媒を入れた。
第1の反応器が操業を中止した時には、比較できる転化
レベルを得るために、供給速度を減らして同一の総LH
8V ′?:維持するようにすることが必要であった。
レベルを得るために、供給速度を減らして同一の総LH
8V ′?:維持するようにすることが必要であった。
これらの操作からの結果は、第7表に示しである。
第7表
ガソリン、重量係 59,4
53.2単味オクタン価(RON) 100.6
102.4総LH8V
O、50、5 H2消費、N、9α 522 5
111段階操作は僅かに低いガソリン収量を示すけれど
も、このことは僅かに高い温度で操作することによって
補償することができる。この特別な原料油に対して、1
段階操作でほとんど2というオクタン価の恩恵があるこ
とも注目される。
53.2単味オクタン価(RON) 100.6
102.4総LH8V
O、50、5 H2消費、N、9α 522 5
111段階操作は僅かに低いガソリン収量を示すけれど
も、このことは僅かに高い温度で操作することによって
補償することができる。この特別な原料油に対して、1
段階操作でほとんど2というオクタン価の恩恵があるこ
とも注目される。
図は、本方法によってガソリンを製造するための装置の
簡単化した概略図である。 10・・FCC装置、11・・分留塔、13・・蒸留塔
、15・・水素化処理装置、16・・中間段階分離装置
、18・・水素化分解装置、19・・分離装置、20・
・蒸留塔。
簡単化した概略図である。 10・・FCC装置、11・・分留塔、13・・蒸留塔
、15・・水素化処理装置、16・・中間段階分離装置
、18・・水素化分解装置、19・・分離装置、20・
・蒸留塔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、少なくとも149℃の初留点と343℃以下の最終
沸点、少なくとも50重量%の芳香族含量、少なくとも
0.90g/ccの密度(25以下のAPI比重)を有
する、実質的に脱アルキルされた高芳香族系重質炭化水
素原料を、 7000kPa〔70kg/cm^2G(1000ps
ig)〕以下の水素分圧で水素化分解して原料の80体
積%以下を転化することによって少なくとも87(RO
N+0)のオクタン価を有するガソリン沸点範囲の製品
を製造することを特徴とする、重質原料を水素化分解す
ることからなる高オクタン価ガソリンの製法。 2、原料が少なくとも60重量%の芳香族含量、少なく
とも0.93g/ccの密度および8.5〜12.5重
量%の水素含量を有する、特許請求の範囲第1項記載の
製法。 3、原料が少なくとも70重量%の芳香族含量および0
.90g/cc〜1.02g/ccの密度(API比重
5〜25)を有する、特許請求の範囲第1項記載の製法
。 4、水素分圧が4200〜7000kPa〔42〜70
kg/cm^2G(600〜1000psig)〕であ
る、特許請求の範囲第1項記載の製法。 5、水素化分解を酸部位および水素化−脱水素機能を有
する大気孔寸法水素化分解触媒の存在下で行なう、特許
請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1項記載の
製法。 6、水素化分解触媒が大気孔寸法の結晶性アルミノシリ
ケートゼオライトを含有する、特許請求の範囲第5項記
載の製法。 7、ゼオライトがゼオライトY、ゼオライトUSY、ゼ
オライトDe−AlYあるいはゼオライトUHP−Yを
包含する、特許請求の範囲第6項記載の製法。 8、ガソリン沸点範囲より高い沸点の水素化分解生成物
を接触分解操作工程に送ることからなる特許請求の範囲
第1項から第7項までのいずれか1項記載の製法。 9、水素化分解されたガソリン沸点範囲の生成物が少な
くとも87(RON+0)のオクタン価を有する、特許
請求の範囲第1項から第8項までのいずれか1項記載の
製法。 10、水素化分解されたガソリン沸点範囲の生成物が少
なくとも90のオクタン価を有する特許請求の範囲第9
項の製法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/940,382 US4738766A (en) | 1986-02-03 | 1986-12-10 | Production of high octane gasoline |
US940382 | 1986-12-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63161072A true JPS63161072A (ja) | 1988-07-04 |
Family
ID=25474718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62311152A Pending JPS63161072A (ja) | 1986-12-10 | 1987-12-10 | 高オクタン価ガソリンの製法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4738766A (ja) |
EP (1) | EP0271285A3 (ja) |
JP (1) | JPS63161072A (ja) |
AU (1) | AU607448B2 (ja) |
FI (1) | FI875418A (ja) |
PH (1) | PH24756A (ja) |
PT (1) | PT86325B (ja) |
ZA (1) | ZA878845B (ja) |
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