KR100456686B1 - Incorporation of sulfur into the pores of a hydrocarbon treatment catalyst - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄화수소 전환 촉매의 소공내로 황을 혼입시키기 위한 단계를 1 단계 또는 2 단계로 구성하는 방법에 관한 것이다.The present invention is directed to a process comprising one or two steps for the incorporation of sulfur into the pores of a hydrocarbon conversion catalyst.

본 발명에 따른 방법은 촉매, 바람직하게는 동작중인 촉매를 함유하는 1 이상의 구역에서 비동일계로 황화수소의 존재하에, 또는 황이나 황 화합물, 즉 초기 황화수소를 산출할 수 있는 황 화합물의 존재하에 수행된다.The process according to the invention is carried out in the presence of hydrogen sulfide non-identically in one or more zones containing a catalyst, preferably a running catalyst, or in the presence of sulfur or sulfur compounds, ie sulfur compounds which can yield initial hydrogen sulfide. .

본 발명은 탄화수소 처리 촉매의 예비가황 방법 및/또는 촉매의 예비조절 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a prevulcanization process for hydrocarbon treating catalysts and / or a preconditioning method for catalysts.

Description

탄화수소 처리 촉매의 소공내로 황을 혼입시키는 방법Incorporation of sulfur into the pores of a hydrocarbon treating catalyst

본 발명은 탄화수소 전환 촉매의 소공내로 황을 혼입시키기 위한 단계를 1단계 또는 2 단계로 구성하는 방법에 관한 것이다.The present invention is directed to a process comprising one or two steps for incorporating sulfur into the pores of a hydrocarbon conversion catalyst.

본 발명에 따른 방법은 촉매, 바람직하게는 동작중인 촉매를 함유하는 1 이상의 구역에서 비동일계로 황화수소의 존재하에, 또는 황이나 황 화합물, 즉 초기 황화수소를 산출할 수 있는 황 화합물의 존재하에 수행된다.The process according to the invention is carried out in the presence of hydrogen sulfide non-identically in one or more zones containing a catalyst, preferably a running catalyst, or in the presence of sulfur or sulfur compounds, ie sulfur compounds which can yield initial hydrogen sulfide. .

본 발명은 탄화수소 처리 촉매의 예비가황 방법 및/또는 촉매의 예비조절 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a prevulcanization process for hydrocarbon treating catalysts and / or a preconditioning method for catalysts.

특정 정제용 촉매 및/또는 탄화수소 가수소전환용 촉매의 조성 성분으로 포함되는 금속은, 이들 촉매가 처음 사용될 때 또는 재사용하기 전 재생 단계 후반부에 있을 때 가황화(일반적으로 "예비가황화")시키는 것이 종종 바람직하다.Metals comprised as a component of certain purification catalysts and / or hydrocarbon hydroconversion catalysts are vulcanized (generally "prevulcanized") when these catalysts are first used or later in the regeneration phase prior to reuse. Is often preferred.

따라서, 이들 촉매를 정제 반응, 예컨대 사용 전에 황 함량을 감소시켜야 하거나 기타 특성을 개선시켜야 하는 다양한 석유 분획의 수소처리 반응 또는 가수소탈황 반응 또는 가수소분해 반응에 사용하기 위해서는 새로운 촉매 또는 재생 촉매를 예비가황시키는 것이 바람직하다.Thus, new catalysts or regenerated catalysts may be employed for use in purifying reactions, such as hydrotreating or hydrodesulfurization or hydrocracking of various petroleum fractions that require reducing sulfur content or improving other properties prior to use. Prevulcanization is preferred.

상술한 반응들(특히 수소처리 반응)은 일반적으로 수소의 존재하에 200 내지 400℃의 온도, 5 내지 200바의 압력, 0.1 내지 10의 체적 유속(시간당 촉매 ㎥당 주입된 액체 배치 ㎥로 표현됨)으로 수행된다.The reactions described above (particularly hydrotreating reactions) are generally in the presence of hydrogen at temperatures of 200 to 400 ° C., pressures of 5 to 200 bar, volume flow rates of 0.1 to 10 (expressed as liquid batches m 3 injected per m 3 of catalyst per hour). Is performed.

이러한 유형의 수소처리에 사용되는 촉매는 기재, 예를 들면 알루미나 또는 알루미나 혼합물(미국 특허 제4 334 982호), 또는 1 이상의 금속 또는 반금속의 산화물을 주성분으로 하는 임의의 적합한 다른 기재, 예를 들면 마그네시아, 실리카, 실리카-알루미나, 실리카-마그네시아, 붕소 알루미나 점토, 탄소, 플루오르화 알루미나를 함유하는데, 여기서 상기 기재 혼합물(들)은 적어도 부분적으로는 무정형 또는 결정형(제올라이트)으로 존재할 수 있다. 상기 촉매는 또한, 예컨대 코발트, 몰리브덴, 니켈 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택되는 VI, VIII족 등의 1종 이상의 활성 금속을 0.2 내지 30% 함유한다(미국 특허 제3 732 155호 및 제3 804 748호). 일반적으로 상기 금속 2종으로 이루어진 한 쌍, 예를 들면 코발트-몰리브덴, 니켈-몰리브덴 니켈-텅스텐 쌍 중 하나를 사용한다. 일 례로서, VIII족인 백금계의 귀금속 Pt, Pd는 언제나 사용할 수 있다(미국 특허 4 098 682호).Catalysts used for this type of hydrotreatment can be selected from a substrate, for example alumina or an alumina mixture (US Pat. No. 4,334, 982), or any other suitable substrate based on oxides of one or more metals or semimetals, e.g. For example magnesia, silica, silica-alumina, silica-magnesia, boron alumina clay, carbon, fluorinated alumina, wherein the base mixture (s) may be present at least partially in amorphous or crystalline (zeolite). The catalyst also contains from 0.2 to 30% of one or more active metals, such as Groups VI, VIII, selected from the group consisting of cobalt, molybdenum, nickel and tungsten, for example (US Pat. Nos. 3,732,155 and 3,804,748). number). In general, one of a pair of two metals, for example, cobalt-molybdenum and nickel-molybdenum nickel-tungsten pair, is used. For example, platinum-based precious metals Pt and Pd of the group VIII can always be used (US Pat. No. 4,098,682).

따라서, 종래기술에서 일반적으로 새로운 촉매 또는 재생 촉매를 사용하기 전에 가황(예비가황) 처리하며, 이 처리는 가수소탈황 반응기에서 수행한다. 이 가황 처리 반응에 의해 촉매에는, 예를 들면 황 함유 분자식(존재하는 금속에 따라), 즉 Co9S8, MoS2, WS2 및 Ni3S2의 양을 기준으로 계산했을 때 약 50 내지 110%의 이론적 양의 황이 함유될 수 있다.Therefore, in the prior art, vulcanization (pre-vulcanization) treatment is generally performed before using a new catalyst or a regenerated catalyst, which treatment is carried out in a hydrodesulfurization reactor. Is by a vulcanization reaction catalyst, for example, sulfur-containing molecular formula (according to the present metal), that is, when calculated based on the amount of Co 9 S 8, MoS 2, WS 2 and Ni 3 S 2 from about 50 to 110% of the theoretical amount of sulfur can be contained.

상기 가황 반응(예비가황)은 종래기술의 가수소탈황 반응에서 선택되었던 반응 온도와 유사한 온도 또는 그보다 높은(즉, 180℃ 이상, 보다 바람직하게는 250℃ 이상) 온도에서 수시간 동안, 일반적으로 수소 중에 희석된 황화수소의 혼합물(수소에 대한 황화수소의 비는 0.5 내지 5 부피%임)을 사용하여 수행한다(미국 특허 제4,334,982호). 가황 반응(또는 예비가황 반응) 자체는 온도 평탄역(plateau)에서 수행할 수 있다(유럽 특허 EP-B-64429호). 황화수소(H2S) 이외의 다양한 가황제, 예를 들면 메르캅탄계의 황화 화합물, 황화탄소(CS2), 황화물 또는 이황화물, 티오펜 화합물, 및 바람직하게는 디메틸 설파이드(DMS) 및 디메틸 디설파이드(DMSO) 또는 폴리설파이드를 사용할 수 있다.The vulcanization reaction (preliminary vulcanization) is generally hydrogen for several hours at a temperature similar to or higher than the reaction temperature selected for prior art dehydrosulfurization reactions (ie at least 180 ° C., more preferably at least 250 ° C.). It is carried out using a mixture of hydrogen sulfide diluted in water (the ratio of hydrogen sulfide to hydrogen is 0.5 to 5% by volume) (US Pat. No. 4,334,982). The vulcanization reaction (or prevulcanization reaction) itself can be carried out at a temperature plateau (European Patent EP-B-64429). Various vulcanizing agents other than hydrogen sulfide (H 2 S), such as mercaptan-based sulfide compounds, carbon sulfides (CS 2 ), sulfides or disulfides, thiophene compounds, and preferably dimethyl sulfide (DMS) and dimethyl disulfide (DMSO) or polysulfide may be used.

탄화수소의 가수소개질(hydroreforming) 반응의 경우, 예를 들면 촉매는 백금계 금속 중 1종 이상, 즉 백금, 팔라듐, 이리듐, 로듐, 루테늄, 또는 오스뮴과 같은 귀금속을 함유할 수 있는데, 이들 금속은 적합한 기재(알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 플루오르화 알루미나, 플루오르화 실리카, 제올라이트 등 또는 그러한 기재의 혼합물) 상에 침착되어 있다. 귀금속의 총 함량은, 예를 들면 촉매에 대해 0.1 내지 5 중량%이다. 촉매는 또한 일반적으로 0 내지 15 중량%의 함량으로 1종 이상의 할로겐(염소, 불소 등)을 함유할 수 있다. 적절하다면, 촉매는 또한 주기율표의 광범위한 족에서 선택되는 1종 이상의 촉진 금속을 함유한다.In the case of hydroreforming reactions of hydrocarbons, for example, the catalyst may contain one or more of the platinum-based metals, ie precious metals such as platinum, palladium, iridium, rhodium, ruthenium, or osmium. It is deposited on a suitable substrate (alumina, silica, silica-alumina, fluorinated alumina, fluorinated silica, zeolites or the like or a mixture of such substrates). The total content of the noble metal is, for example, 0.1 to 5% by weight relative to the catalyst. The catalyst may also contain one or more halogens (chlorine, fluorine, etc.) in a content of generally 0 to 15% by weight. If appropriate, the catalyst also contains one or more promoting metals selected from the broad group of the periodic table.

촉매 개질 또는 방향족 탄화수소 제조에 사용되는 상기 반응의 경우, 새로운 촉매나 또는 재생 촉매의 가황 반응에는 촉매의 수소 환원 반응이 수반되며, 그 반응은 반응기 상부에서 또는 그 근처에서 이루어진다. 가황 반응 구역의 온도는 대부분의 경우 환원 반응이 이루어지는 온도, 즉 일반적으로 480 내지 600℃이다. 이런 유형의 동일계 가황 반응, 즉 반응기 근처에서의 가황 반응은 효과적이긴 하지만 흔히 지루한 가황 작업을 필요로 한다는 난점이 있다(미국 특허 제4,172,027호).In the case of the reactions used for catalytic reforming or aromatic hydrocarbon production, the vulcanization of new or regenerated catalysts involves the hydrogen reduction of the catalyst, which takes place at or near the top of the reactor. The temperature of the vulcanization reaction zone is in most cases the temperature at which the reduction reaction takes place, ie generally 480 to 600 ° C. This type of in-situ vulcanization, ie vulcanization near the reactor, is effective but often requires the need for tedious vulcanization (US Pat. No. 4,172,027).

종래기술에서 사용된 가황제는 순수한 것이거나 또는 수소로 희석하거나(상기에 제시한 작업 조건하에서) 또는 가스상 탄화수소로 희석한 황화수소, 또는 수소로 희석한 디메틸 디설파이드, 또는 수소로 희석한 알킬 설파이드 또는 알킬 메르캅탄과 같은 기타 황화 화합물이다.The vulcanizing agents used in the prior art are either pure or diluted with hydrogen (under the operating conditions given above) or hydrogen sulfide diluted with gaseous hydrocarbons, or dimethyl disulfide diluted with hydrogen, or alkyl sulfide or alkyl diluted with hydrogen. Other sulfide compounds such as mercaptans.

어떤 경우에 새로운 촉매 또는 재생 촉매의 가황 반응(예비가황)은, 역시 전술한 기재 중 하나 및 전술한 활성 금속 중 1종 이상을 주성분으로 하여 부분적 또는 전체적인 촉매 가황 반응에 적합하며, 이는 가수소 반응, 탈수소 반응, 알킬화반응, 가수소알킬화 반응, 탈알킬화 반응,, 가수소탈알킬화 반응, 수증기에 의한 탈알킬화 반응, 이성질체화 반응 및 중질(heavier) 배치의 가수소탈금속화 반응(또는 탈금속화 반응)과 같은 탄화수소 전환 반응에도 이용할 수 있다.In some cases the vulcanization reaction (preliminary vulcanization) of a new catalyst or a regenerated catalyst is also suitable for partial or total catalytic vulcanization reactions, based primarily on one or more of the above-described substrates and one or more of the aforementioned active metals, which is a hydrogenation reaction. , Dehydrogenation, alkylation, hydrogenoalkylation, dealkylation, dehydroalkylation, dealkylation with water vapor, isomerization and heavier demetallization (or demetallization) It can also be used for hydrocarbon conversion reaction such as).

필요하다면, 전술한 종래기술 중 하나에 따라 가황 반응 또는 예비가황 반응을 수행하는 것이 유리할 수 있다.If necessary, it may be advantageous to carry out a vulcanization reaction or a prevulcanization reaction according to one of the prior art described above.

상기 예비가황 반응 유형으로 특히 적합할 수 있는 또 다른 정제 반응은 가수소 분해(hydrocracking)이다. 중질 연료 분획의 가수소분해(이 문제의 경우는 분해(cracking)라는 용어가 적합함)는 매우 중요한 정제 공정으로서, 쉽게 품질을 높일 수 없는 과량의 중질 배치로부터 경 가솔린, 경 제트 연료, 및 경가스유와 같은 보다 경질 분획을 제조할 수 있게 하기 때문에, 제조 과정을 수요 구조에 적합하게 하고자 하는 경우에 정제자가 사용하는 공정이다. 가수소분해에 사용되는 배치는 가스유, 진공하의 가스유, 탈아스팔트된 잔류물 또는 수소처리된 잔류물 등이다.Another purification reaction that may be particularly suitable for this type of prevulcanization reaction is hydrocracking. Hydrolysis of the heavy fuel fraction (the term cracking is appropriate in this case) is a very important purification process, from light gasoline, light jet fuel, and light gas from excess heavy batches that cannot be easily improved. Because it allows the production of lighter fractions, such as gas oils, it is a process used by refiners in cases where the manufacturing process is to be adapted to the demand structure. Batches used for hydrogenolysis are gas oils, gas oils under vacuum, deasphalted residues or hydrotreated residues and the like.

가수소분해에 사용되는 모든 촉매는 산기를 가수소기와 결합시키는 이중의 기능을 한다. 산기는 표면에 산성을 나타내는 큰 표면적(약 150 내지 800 m2·g-1)을 가진 기재, 예컨대 할로겐화 알루미나(구체적으로, 염소화 알루미나 또는 플루오르화 알루미나), 붕소와 알루미늄 산화물의 배합물, 무정형 실리카-알루미나와 제올라이트의 배합물에 의해 제공된다. 제올라이트는 현재 매우 고가인 재료이다. 제올라이트는 단독으로 사용하거나 또는 무정형 매트릭스와 혼합하여 사용한다. 가수소기는 주기율표의 VIII족 금속 중 1종 이상, 예를 들면 니켈, 팔라듐 또는 백금에 의해, 또는 주기율표의 VI족 금속, 구체적으로 몰리브덴 및 텅스텐, 주기율표의 VIII족 금속, 구체적으로 코발트 및 니켈 중에서 선택되는 2종 이상의 금속의 배합물에 의해 제공된다.All catalysts used for hydrogenolysis have a dual function of binding acid groups to hydrogeno groups. Acid groups have a large surface area (about 150 to 800 m 2 · g −1 ) that shows acidity on the surface, such as halogenated alumina (specifically chlorinated alumina or fluorinated alumina), blends of boron and aluminum oxide, amorphous silica- Provided by a combination of alumina and zeolite. Zeolites are currently very expensive materials. Zeolites may be used alone or in admixture with an amorphous matrix. Hydrogen groups are selected from one or more of the Group VIII metals of the periodic table, for example nickel, palladium or platinum, or from Group VI metals of the periodic table, specifically molybdenum and tungsten, Group VIII metals of the periodic table, specifically cobalt and nickel It is provided by a combination of two or more metals.

정제, 가수소정제 또는 석유화학에 사용되는 촉매 금속은 그 촉매가 새로운 촉매이든 재생 촉매이든 간에 산화된 형태가 가장 일반적이다. 그러나, 이러한 촉매 금속은 종종 황화된 형태 또는 적어도 부분적으로 황화된 형태에서만 활성이 있거나 높은 수행성을 가지므로, 정제자 또는 석유화학자가 사용 전 촉매의 가황 반응을 수행할 필요가 있다.Catalytic metals used in refining, hydrorefining or petrochemicals are most commonly oxidized, whether the catalysts are new or regenerated. However, such catalyst metals are often active or have high performance only in the sulfided or at least partially sulfided form, and therefore it is necessary for the purifier or petrochemical to carry out the vulcanization of the catalyst before use.

촉매의 재생은 현재 촉매 재생의 전문가에 의해, 때로는 산업적 유닛과는 무관하게 더욱 많이 실시되고 있지만, 정제자에게는 쉽게 사용 가능한 생성물을 되돌려 주는 것을 고려하는 것이 더 합리적인 것으로 보인다; 이는 본원 출원인의 유럽 특허 EP-B-130850호(또는 US-A-4530917호)의 방법을 효율적으로 수행하기 위한 것이다. 이 특허의 방법에서는 황화 화합물이 촉매 화합물 내로 혼입되면, 추후에 반응 구역(배치를 처리하는 구역)에서 또는 반응 구역의 바로 가까이에서 촉매가 수소와 접촉될 때 촉매의 가황 반응 또는 예비가황이 일어난다. 물론, 필요하다면 상기 황화 화합물의 혼입을 산업적 유닛에 가깝게, 또는 촉매 처리 영역에서도 수행할 수도 있으며, 상기 황화 화합물의 혼입을 그것을 산업적 유닛으로 사용하기 전에 새로운 촉매 상이나 또는 재생 촉매 상에서도 비동일계로 수행할 수 있다.Regeneration of catalysts is currently being carried out more by specialists in catalyst regeneration, sometimes independent of industrial units, but it seems more reasonable for refiners to consider returning readily available products; This is to efficiently carry out the method of Applicant's European Patent EP-B-130850 (or US-A-4530917). In the process of this patent, when the sulfided compound is incorporated into the catalyst compound, vulcanization or prevulcanization of the catalyst occurs when the catalyst is subsequently contacted with hydrogen in the reaction zone (the zone treating the batch) or immediately near the reaction zone. Of course, the incorporation of the sulfided compounds may also be carried out in close proximity to the industrial unit or in the catalytic treatment zone, if necessary, and the incorporation of the sulfided compounds may be carried out in situ on a new catalyst or on a regenerated catalyst before using it as an industrial unit. Can be.

보다 구체적으로, 본원 출원인의 유럽 특허 EP-B-130850호 또는 US A 4530917호(설피캣〔SULFICAT〕으로 불리는 방법)의, 촉매의 가황 공정은 특수한 성질을 가진 황화 화합물을 촉매 화합물 내로 혼입하는 소위 예비 단계를 특징으로 하고 있다.More specifically, the vulcanization process of the catalyst of the applicant's European Patent EP-B-130850 or US A 4530917 (method called SULFICAT) is a so-called incorporation of sulfide compounds having special properties into the catalyst compound. It features preliminary steps.

황화 화합물을 도입하는 예비 단계는 이것이 산업적 유닛의 위치와 가깝든지 또는 산업적 유닛(예: 촉매가 재생된 곳 또는 촉매가 제조된 곳)과 다소 지리적으로 거리가 멀든지와 무관하게 임의로 비동일계 "off-site" 또는 "ex-site" 사전처리로 지칭된다. 그러나, 이 방법은 어떤 경우에라도 반응기의 바로 근처에서(임의로 "동일계"로 언급함). 즉 반응기 상부에서 또는 이들 반응기와 어느 정도 직접적으로 연결되는 구역에서는 결코 수행되지 않으므로, 반응기 자체의 작업 조건 또는 상기 반응기의 부착물(예; 촉매의 예비 가수소 구역)에 의해 적어도 부분적으로 부과되는 작업 조건(온도, 압력 등) 하에서 작업을 수행할 필요가 있다.The preliminary step of introducing the sulfided compound may be randomly “off” regardless of whether it is close to the location of the industrial unit or somewhat geographically remote from the industrial unit (eg where the catalyst has been regenerated or where the catalyst is made). It is referred to as "site" or "ex-site" preprocessing. However, this method is in any case immediately near the reactor (optionally referred to as "in situ"). That is to say they are never carried out at the top of the reactors or in areas which are in some direct connection with these reactors and therefore at least in part imposed by the operating conditions of the reactors themselves or by the deposits of the reactors (eg the pre-hydrogen zones of the catalyst). It is necessary to carry out the work under (temperature, pressure, etc.).

요약하면, 본원 출원인의 유럽 특허 EP-B-130850호는 촉매가 바람직하게는 동일계상에서 작업개시될 경우 수소의 존재하에 100℃ 이상에서 표준 활성화 반응을 개시할 수 있게 하여, 동일계상에서 수소의 존재로 인해 촉매의 조성의 일부인 활성 금속(들)의 이론적 또는 비이론적으로 요구되는 속도로 가황 반응을 수행할 수 있게 하는 방법(SULFICAT로 불림)에 관한 것이다. 이 방법은 1종 이상의 유기 폴리설파이드를 수소의 부재하에 새로운 촉매 또는 재생 촉매의 소공내로 혼입시키는 것으로 구성되어 있다.In summary, Applicant's European Patent EP-B-130850 makes it possible to initiate a standard activation reaction above 100 ° C. in the presence of hydrogen when the catalyst is preferably started in situ, thus allowing the presence of hydrogen in situ. It relates to a method (called SULFICAT) which makes it possible to carry out vulcanization reactions at the required theoretical or non-theoretical rates of the active metal (s) which are part of the composition of the catalyst. This method consists in incorporating at least one organic polysulfide into the pores of a new catalyst or a regenerated catalyst in the absence of hydrogen.

이에 따라, 촉매의 가황 반응은 다음과 같이 수행된다: 제1 단계는 수소를 사용하지 않고 비동일계로 실시되는 단계로서, 촉매가 가황제로 처리되어 이 가황제가 촉매의 소공내로 부분적으로 또는 전체적으로 혼입된다. 여기서, 가황제는 용매 중의 용액으로 사용된다; 제2 단계는 동일계로 바람직하게는 150℃ 이상에서 실시되는 단계로서, 이 단계에 의해 수소를 사용하여 수행되는 촉매의 활성화 단계가 개시되며, 수소의 존재로 인해 상기 촉매 조성의 일부인 금속(들) 상에 필요한 양의 황이 고정된다.Thus, the vulcanization reaction of the catalyst is carried out as follows: The first step is carried out in the same system without using hydrogen, in which the catalyst is treated with a vulcanizing agent which is partially or wholly incorporated into the pores of the catalyst. . Here, the vulcanizing agent is used as a solution in a solvent; The second step is carried out in series, preferably at 150 ° C. or higher, by which the step of activating the catalyst carried out using hydrogen is initiated and the metal (s) being part of the catalyst composition due to the presence of hydrogen The required amount of sulfur is fixed in the phase.

상술한 제2 단계는 특허 EP-B-181 254호 또는 US-A-4 719 195호에서 개선되었다. 상기 두 특허의 목적은 필요한 모든 황 및 사용자에게 필요한 황의 양만을 혼입시킴으로써 촉매의 예비가황을 비동일계로 수행하는 것이다. 따라서, 촉매는 정제 유닛 또는 그렇게 가황 반응을 위해 예비조절된 임의의 기타 유닛에 공급된다.The second step described above is improved in patent EP-B-181 254 or US-A-4 719 195. The purpose of these two patents is to carry out pre-vulcanization of the catalyst in a homogeneous manner by incorporating only all the sulfur required and the amount of sulfur required by the user. Thus, the catalyst is fed to a purification unit or any other unit so preconditioned for the vulcanization reaction.

그렇기 때문에, 가수소 촉매의 경우, 정제자 또는 임의의 다른 사용자는, 촉매에 함유된 금속 상에서 황을 반응시키고, 처리할 배치를 주입하여 정제 반응 또는 탄화수소의 보존 반응을 개시하기 위해서는 수소의 존재하에, 예를 들면 100 내지 400℃의 온도에서 상기 촉매를 재활성화해야만 했다.As such, in the case of a hydrogen catalyst, the purifier or any other user reacts sulfur on the metal contained in the catalyst, injects the batch to be treated, in the presence of hydrogen to initiate the purification reaction or the preservation reaction of the hydrocarbon. For example, the catalyst had to be reactivated at a temperature of 100 to 400 ° C.

디-3차-도데실폴리설파이드(ELF의 TPS 32)는 폴리설파이드의 바람직한 예이다. 디-3차-노닐폴리설파이드(ELF의 TPS 37) 역시 이의 예로 들 수 있다. 공정상의 이유에서, 폴리설파이드와 같은 상기 가황제를 단독으로 사용하거나 또는 주의깊게 선택된 비율로 서로 혼합하여 사용해야 하는 것은 분명하다.Di-tert-dodecylpolysulfide (TPS 32 of ELF) is a preferred example of polysulfide. Di-tert-nonylpolysulfide (TPS 37 of ELF) is also an example thereof. For process reasons, it is clear that such vulcanizing agents, such as polysulfides, should be used alone or mixed with one another in carefully selected proportions.

전술한 제1 단계는 수소를 사용하지 않고 수행하며, 높은 정확도로 사용자가 필요로 하는 전체적 또는 부분적 가황도를 수득할 수 있게 한다. 상기와 같은 황의 혼입은 0 내지 50℃, 바람직하게는 10 내지 35℃, 보다 바람직하게는 주위 온도에서 수행한다. 가황제는 적절한 용매에 희석하여 사용한다. 따라서, 선택되는 용매는 단독으로 사용되거나 또는 함께 혼합하여 사용되는 것으로서, 하기와 같은 용매들 중의 하나일 수 있다:The first step described above is carried out without the use of hydrogen and makes it possible to obtain the total or partial vulcanization degree required by the user with high accuracy. Such incorporation of sulfur is carried out at 0 to 50 ° C, preferably 10 to 35 ° C, more preferably at ambient temperature. Vulcanizers are used diluted in an appropriate solvent. Thus, the solvent selected may be used alone or in combination, and may be one of the following solvents:

* 예를 들면, 약 60 내지 95℃에서 비등하는 경가솔린,* Light gasoline boiling at, for example, about 60-95 ° C.,

* 약 63 내지 68℃에서 비등하는 헥산형 가솔린,Hexane gasoline boiling at about 63-68 ° C.,

* 약 100 내지 160℃에서 비등하는 F-형 가솔린,F-type gasoline boiling at about 100-160 ° C.,

* 약 150 내지 250℃에서 비등하는 "화이트 스피릿(white spirit)형 가솔린", 또는"White spirit-type gasoline" boiling at about 150-250 ° C., or

* 상기 가솔린과 등가의 탄화수소를 함유하거나 함유하지 않을 수 있는 임의의 분획.* Any fraction which may or may not contain a hydrocarbon equivalent to the gasoline.

수소를 사용하여 수행되는 표준 활성화 반응(유럽 특허 EP-B-130 850호의 방법의 제2 단계) 중에, 작업 장소, 그 아래 또는 그 근처(다양한 배치의 처리를 위해 촉매가 사용되는 장소)에서 지정된 양으로 촉매 내로 도입되는 가황제는 황화수소를 생성시킬 수 있고, 이 황화수소는 수소와 함께, 몰리브덴, 코발트 및 니켈의 가황과 관련한 하기 식의 발열반응 (1), (2), (3)에 따라 촉매 중에 황 또는 목적하는 금속(들)의 황을 산출한다.During the standard activation reaction carried out using hydrogen (second stage of the process of European Patent EP-B-130 850), it is specified at or below the work site (where the catalyst is used for the treatment of various batches). The vulcanizing agent introduced into the catalyst in an amount can produce hydrogen sulfide which, together with hydrogen, exothermic reactions (1), (2) and (3) of the following formulas relating to the vulcanization of molybdenum, cobalt and nickel Yield sulfur or sulfur of the desired metal (s) in the catalyst.

(1) MoO3 → MoS2 (1) MoO 3 → MoS 2

(2) 9 CoO → Co9S8 (2) 9 CoO → Co 9 S 8

(3) 3 NiO → Ni3S2 (3) 3 NiO → Ni 3 S 2

본원 출원인의 EP-B-181 254호(또는 US-A 4719195호)에서는, 상기 제2 단계의 제1 과정에서는 수소의 존재가 불필요할 뿐만 아니라, 반대로 그 부재가 요망되기도 한다는 것이 밝혀졌다. 상기 제2 단계의 제2 과정은 수소를 사용하여 수행할 수 있다. 후자는 일반적으로 동일계로 수행되기 때문에, 촉매를 디자인하는 정제 반응 또는 석유화학적 반응의 개시와 병합될 수 있다. 제2 단계의 제1 과정에서는 수소의 부재에도 불구하고 촉매가 가황된다는 것이 밝혀졌다. 이 현상은 흑색으로 되는 촉매의 분석에 의해 확인된다. 대조적으로, 화학흡착 테스트로부터 촉매가 계속해서 275℃의 일정 온도에 도달하지 않고 적어도 수분 동안 275℃ 이상으로 유지되지 않는 한, 상기 촉매는 촉매 활성이 없는 채로 잔존한다는 것을 알 수 있다.In Applicant's EP-B-181 254 (or US-A 4719195), it was found that not only the presence of hydrogen is necessary in the first step of the second step, but also its absence is desired. The second process of the second step may be performed using hydrogen. Since the latter is generally carried out in situ, it can be combined with the initiation of a purification reaction or a petrochemical reaction to design the catalyst. In the first step of the second step it was found that the catalyst is vulcanized despite the absence of hydrogen. This phenomenon is confirmed by analysis of the catalyst which turns black. In contrast, the chemisorption test shows that the catalyst remains inactive without catalytic activity unless the catalyst continues to reach a constant temperature of 275 ° C. and remains at least 275 ° C. for at least a few minutes.

전술한 설피캣(SULFICAT) 방법은 유기 폴리설파이드를 단독으로 사용하지 않고 임계량으로 황 원소와 혼합하여 사용할 경우 본원 출원인의 특허 EP-B-130 850호(US-A-4530917호) 및 EP-B-181254호(US-A-4719195호)에 기술된 방법의 질이 더욱 향상된다는 것을 발견한 후에 개량되었다. 촉매의 예비가 황에 황 원소를 단독 사용하는 방법은 특허 US A 3177136호(헤링턴)에 개시되어 있다. 하지만, 여기서 나온 결과는 정확하나 매우 실망스러운 것이다. US-A-3177136호에서는 수소를 사용하지 않고 100 내지 150℃, 바람직하게는 110 내지 130℃에서 용융된 황 원소로 촉매를 예비가황시킨다. 이렇게 예비가황된 촉매는 수소의 존재하에 처리하여 200 내지 600℃에서 황 원소를 H2S로 변형시킨다.The above-mentioned SULFICAT method does not use organic polysulfide alone, but when mixed with a sulfur element in a critical amount, the applicant's patent EP-B-130 850 (US-A-4530917) and EP-B It was improved after finding that the quality of the method described in -181254 (US-A-4719195) was further improved. A process in which the preparation of the catalyst uses solely sulfur elements in sulfur is disclosed in patent US A 3177136 (Herrington). However, the results here are accurate but very disappointing. In US-A-3177136, the catalyst is prevulcanized with molten elemental molten at 100 to 150 ° C, preferably 110 to 130 ° C, without using hydrogen. This prevulcanized catalyst is treated in the presence of hydrogen to transform the elemental sulfur into H 2 S at 200 to 600 ° C.

그러나, 너무 빠른 개시, 막힘 등의 이유 때문에 결국 권장할 만 방법이 아니긴 하지만, 황 원소를 단독으로 사용하는 방법은 흥미롭게도 황 원소를 유기 폴리설파이드와 혼합하여 사용할 때 비동일계식 예비가황의 상승작용을 제공한다. 본원 출원인의 이러한 개량된 기술은 슈퍼 플러스(SUPER PLUS)로 불리는 것으로서, EP-B-448435호 또는 US-A-5,139,983호에 개시되어 있다. 황 원소는 임의의 적합한 방법, 예를 들면 본원 출원인의 특허 EP-B-153233호에 개시된 방법에 따라 용융된 황, 황 분말 또는 황 가루 형태로 사용한다.However, although it is not recommended in the end because of too fast start-up, clogging, etc., the use of elemental sulfur alone is interesting, but the rise of non-coordinated prevulcanization when using elemental sulfur in combination with organic polysulfides. Provide action. This improved technology of the Applicant is called SUPER PLUS and is disclosed in EP-B-448435 or US-A-5,139,983. The elemental sulfur is used in the form of molten sulfur, sulfur powder or sulfur powder according to any suitable method, for example the method disclosed in the applicant's patent EP-B-153233.

상기 방법들은 본원 출원인의 또 다른 유형의 개량 방법의 대상이었는데, 그 개량 방법은 "슈어캣(SURECAT)"으로 불리는 EP-B-466 568(US-A-5153163호)에 개시된 방법으로 표면안정화(passivation)를 수반하는 촉매의 예비가황 방법에 관한 것이다. 실제로, 정제 및 석유화학 분야에서는 구체적인 예로서 가솔린의 촉매적 개질 또는 선택적 가수소 반응에서는, 백금, 팔라듐, 레늄, 이리듐, 주석 및 니켈과 같은 금속을 함유하는 촉매의 활성을 감소시키는 것이 적절한 경우가 있다. 니켈을 함유한 촉매의 경우는 방향족 화합물의 가수소 반응용으로 탁월한 촉매로서 언급되지만, 새로운 촉매 또는 재생 촉매의 작업개시 중에 이탈을 야기하고, 심지어 반응기의 작업개시 이상 및 파괴를 초래한다. 그러므로, 상기 이탈을 방지할 수 있는 표면안정화 처리를 개시할 필요가 있다. 이 처리는 일반적으로 새로운 촉매 또는 재생 촉매 상에 존재하는 가장 활성이 강력한 니켈 부위를 황을 이용하여 비가역적으로 활성을 파괴하는 것으로 이루어진다.The methods were the subject of another type of improvement method of the applicant, which method was described in EP-B-466 568 (US-A-5153163) called "SURECAT". A preliminary vulcanization process of catalysts with passivation) is provided. Indeed, in the catalytic and petrochemical sectors, in specific examples of catalytic reforming or selective hydrogenation of gasoline, it is often appropriate to reduce the activity of catalysts containing metals such as platinum, palladium, rhenium, iridium, tin and nickel. have. Catalysts containing nickel are referred to as excellent catalysts for the hydrogenation of aromatic compounds, but lead to departures during the start-up of new catalysts or regenerated catalysts, and even lead to start-up abnormalities and destruction of reactors. Therefore, it is necessary to start the surface stabilization treatment which can prevent the detachment. This treatment generally consists of irreversibly destroying the activity using sulfur on the most active nickel sites present on the new or regenerated catalyst.

슈어캣(SURECAT)의 개량 목적은 종래기술을 개량할 수 있게 하고 정제자에게 제한을 더 적게 주는 단순화된 조건하에 작업할 수 있게 하는 것이다. "슈어캣"에 따르면, (a) 황 화합물로 촉매를 함침시키는 단계 및 (b) 상기 촉매를 환원시키는 단계가 동시에 실시된다. 촉매의 환원은 또한 환원성 유기 화합물을 사용하여, 즉 새로운 수소의 부재하에 수행한다. 환원성 유기 화합물은 본원 출원인의 EP-B-303,525호에 개시된 환원성 화합물 중에서 선택하는 것이 유리하다. 바람직한 화합물로서, 포름산(HCOOH), 메틸 포르메이트(HCOOCH3) 및 에틸 포르메이트(HCOOC2H5 )를 들 수 있다.The aim of the improvement of SURECAT is to enable the improvement of the prior art and to work under simplified conditions which give the refiner less restrictions. According to "Surecat", (a) impregnating the catalyst with a sulfur compound and (b) reducing the catalyst are carried out simultaneously. Reduction of the catalyst is also carried out using a reducing organic compound, ie in the absence of fresh hydrogen. The reducing organic compound is advantageously selected from the reducing compounds disclosed in EP-B-303,525 of the applicant. Preferred compounds include formic acid (HCOOH), methyl formate (HCOOCH 3 ) and ethyl formate (HCOOC 2 H 5 ).

EP-B-564 317호에 개시된 본원 출원인의 또 다른 방법에서는 촉매의 예비 가황 반응을 1종 이상의 유기 폴리설파이드의 존재하에, 또는 황 원소의 존재하에, 또는 1종 이상의 유기 폴리설파이드와 황 원소에 의해 동시에 수행한다. 1종 이상의 유기 폴리설파이드와 황 원소의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 용매는 화이트 스피릿 또는 유사 용매가 일반적으로 사용되고, 이러한 것들이 바람직하다.In another method of the Applicant disclosed in EP-B-564 317, the preliminary vulcanization of the catalyst is carried out in the presence of at least one organic polysulfide or in the presence of elemental sulfur or at least one organic polysulfide and elemental sulfur. By the same time. Preference is given to using a mixture of at least one organic polysulfide and elemental sulfur. As the solvent, white spirit or a similar solvent is generally used, and these are preferable.

종래의 방법들에서는 정제 유닛 내 촉매의 작업개시 단계 중에 때로 상당한 발열 효과가 관찰되었는데, 상기 방법은 그 발열 효과를 감소시킬 수 있다. 반응기 내 발열반응의 존재는 이 발명의 신규한 개량 방법에 따라 작업하여 제거 또는 감소시킬 수 있다. 이 방법은 용매로서, 화이트 스피릿을 단독으로 사용하는 것이 아니라, 올레핀 결합 구체적인 예인 트리글리세라이드 결합과 같은 탄소-보유 결합을 포함하는 1종 이상의 화합물 또는 성분과 화이트 스피릿(또는 유사 용매)와의 적합한 혼합물을 사용하는 것으로 구성된다. 이 방법은 황이 분해에 의해 촉매의 소공을 통과하게 하는 방법이다.In conventional methods, significant exothermic effects have sometimes been observed during the start-up phase of the catalyst in the purification unit, which can reduce the exothermic effect. The presence of the exothermic reaction in the reactor can be removed or reduced by working according to the novel improved process of this invention. This method does not use white spirit alone as a solvent, but rather a suitable mixture of white spirit (or similar solvent) with one or more compounds or components comprising carbon-bearing bonds, such as triglyceride bonds, specific examples of olefinic bonds. It consists of using. This method allows sulfur to pass through the pores of the catalyst by decomposition.

이러한 개선을 달성하기 위해서는 유기 폴리설파이드군의 가황제, 화이트 스피릿과 같은 용매 또는 관련 용매, 및 올레핀과 같은 화합물을 함유하는 액체 및 황 원소와 촉매를 접촉시키고, 한편으로는 용매를 제거할 목적으로, 다른 한편으로는 특히 황 원소와 올레핀성 화합물의 이중 결합 사이의 결합 반응을 일으킬 목적으로 이 혼합물을 열처리한다. 열처리는 100℃ 이상, 바람직하게는 120℃ 이상의 온도에서 수행한다. 이렇게 하여 황 원소는 폴리설파이드 형태로 부분적으로 또는 완전히 결합된다.In order to achieve such an improvement, the catalyst is contacted with a liquid and a sulfur element containing a vulcanizing agent of the organic polysulfide group, a solvent or related solvent such as white spirit, and a compound such as olefin, while removing the solvent. On the other hand, the mixture is heat treated, in particular for the purpose of causing a coupling reaction between the elemental sulfur and the double bond of the olefinic compound. The heat treatment is carried out at a temperature of at least 100 ° C, preferably at least 120 ° C. In this way the elemental sulfur is partially or completely bonded in the form of polysulfide.

기타 특허, 구체적으로 US-A 5,215,954호 역시 황 원소를 촉매의 소공내로 혼입시킬 수 있으나, 이 방법은 황 원소가 용융 또는 승화에 의해 기본적으로 소공에 침투하는 방법에 의한 촉매의 예비가황법에 관한 것이다.Other patents, specifically US Pat. No. 5,215,954, can also incorporate elemental sulfur into the pores of the catalyst, but this method relates to the preliminary vulcanization of the catalyst by a method in which elemental sulfur basically penetrates into the pores by melting or sublimation. will be.

이후, 특정의 제한 사항을 극복한 촉매를 사용하는 경우에 촉매를 예비가황시키는 기술을 개량하기 위한 시도가 있었다. 2-상(bi-phase)으로 불리는 촉매를 예비가황시키는 방법은 본원 출원인의 EP-B 628347호에 개시되어 있는 것으로서, (a) 220℃ 미만인 분해점 T1을 가진 1종 이상의 1차 황화 화합물 및 (b) 약 220℃ 이상인 분해점 T2을 가진 1종 이상의 2차 황화 화합물을 함유하는 예비가황제를 사용하는 것이 특징이다. 이 방법들은 모두 전술한 촉매의 상당 부분을 예비가황시키는 본원 출원인의 추가 개량 방법의 대상이다. 이 개량 방법은 토츄캣(TOTSUCAT)으로 불리며, 프랑스 특허출원 제94/12096호에 개시되어 있으며, 구체적인 예로 황 원소 및 유기 폴리설파이드로 구성된 군에서 선택되는 가황제를 탄화수소 처리 촉매 내로, 그리고 다소 큰 부분을 상기 촉매의 소공내로 혼입시키는 것을 포함하는데, 상기 혼입은 올레핀 또는 올레핀성 분획, 예를 들면 식물성유와 같은 성분, 또는 유사 성분을 부분적으로 또는 완전히 함유하는 용매의 존재하에 수행되며, 상기 방법은 촉매를 150 내지 700℃에서 수소로 처리하는 단계 및 산화성 표면안정화 단계를 포함한다.Subsequently, attempts have been made to improve the technique of prevulcanizing the catalyst when using a catalyst that overcomes certain limitations. A method of prevulcanizing a catalyst called bi-phase is disclosed in EP-B 628347 of the applicant, which comprises: (a) at least one primary sulfiding compound having a decomposition point T1 of less than 220 ° C .; (b) The use of a prevulcanizing agent containing at least one secondary sulfiding compound having a decomposition point T2 of about 220 ° C. or more. These methods are all subject to Applicant's further refinement process which pre-vulcanizes a substantial portion of the catalyst described above. This improved process, called TOTSUCAT, is disclosed in French Patent Application No. 94/12096, which specifically includes a vulcanizing agent selected from the group consisting of elemental sulfur and organic polysulfides into hydrocarbon treatment catalysts, and rather large Incorporating a portion into the pores of the catalyst, the incorporation being carried out in the presence of a olefin or an olefinic fraction, for example a component such as vegetable oil, or a solvent partially or completely containing similar components, Treating the silver catalyst with hydrogen at 150 to 700 ° C. and an oxidative surface stabilization step.

본 발명은 특히 정제/석유화학에 사용되는 촉매의 "동일계" 또는 "비동일계" 가황 방법 또는 예비가황 방법 모두에 대한 개량 방법이다. 본 발명은 또한 황을 촉매의 소공내로 혼입시키는 방법에 관한 것이다. 촉매 내로 도입된 황은 촉매의 활성 금속(몰리브덴, 텅스텐, 니켈, 코발트 도는 기타 금속)에 결합된다. 이는 고온에서 조차도 용매에 의한 추출에 의해 촉매를 침출(lixiviation)시킬 경우, 대부분의 황이 촉매 내에 잔존한다는 것을 의미한다. 황은 단일 단계의 본 발명에 따른 방법으로 황화수소 형태로 도입할 수 있으나, 황 원소 또는 임의의 기타 황 화합물의 형태로도 도입될 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 황화수소가 촉매 덩어리에 침투하는 것을 돕기 위해 순수한 수소 또는 희석 수소의 존재가 요구된다. 만약 새로운 황화수소가 아닐 경우에는 황 원소 또는 황화 화합물의 적어도 상당 부분을 황화수소로 전환시키기 위해 황 원소 또는 황화 화합물을 이용한다. 사용될 수 있는 황화 화합물은 수소하에 황화수소로 분해될 수 있는 모든 황화 화합물인데, 그 예로는 황원소, 메르캅탄, 황화물, 이황화물 또는 황의 산소 화합물, 및 유기 폴리설파이드가 있다. 상기 방법은 또한 유동층 또는 이와 유사한 층에서 수행하는 것이 바람직하고, 대조적으로 가황 반응은 그 최종 사용 위치와는 다른 위치, 즉 탄화수소 가수소 전환 반응기 외부에서(비동일계로) 일어난다는 사실이 특징이다.The present invention is particularly an improvement for both "co-independent" or "non-co-independent" vulcanization methods or pre-vulcanization methods of catalysts used in purification / petrochemicals. The invention also relates to a process for incorporating sulfur into the pores of a catalyst. Sulfur introduced into the catalyst is bonded to the active metal of the catalyst (molybdenum, tungsten, nickel, cobalt or other metals). This means that even at high temperatures, most of the sulfur remains in the catalyst when it is leached by extraction with a solvent. Sulfur may be introduced in the form of hydrogen sulfide by the process according to the invention in a single step, but may also be introduced in the form of elemental sulfur or any other sulfur compound. In the practice of the present invention, the presence of pure hydrogen or dilute hydrogen is required to help the hydrogen sulfide penetrate the catalyst mass. If it is not fresh hydrogen sulfide, elemental sulfur or sulfide compounds are used to convert at least a substantial portion of elemental sulfur or sulfide compounds into hydrogen sulfide. Sulphide compounds that can be used are all sulfide compounds which can be decomposed into hydrogen sulfide under hydrogen, for example sulfur elements, mercaptans, sulfides, oxygen compounds of sulfide or sulfur, and organic polysulfides. The process is also preferably carried out in a fluidized bed or similar bed, and in contrast is characterized by the fact that the vulcanization reaction takes place outside of the end-use position, i.e. outside of the hydrocarbon hydrogen conversion reactor (incoherent).

본 발명은, 예를 들면 단일 단계를 포함하여 하나 이상의 단계로 80 내지 450℃, 바람직하게는 110 내지 400℃에서 실시할 수 있다. 본 발명은 특히 황화화합물이 황화수소인 경우에는 1 단계로 실시한다. 이 경우, 수증기가 존재할 가능성이 있는 상태에서 촉매 화합물, 황화수소 및 수소 사이의 접촉은 비교적 저온에서 수행되는 작업에서 주로 이루어진다. 이 방법은 수분의 존재하에 실시할 수 있다. 수증기의 존재는 주로 80 내지 250℃, 바람직하게는 100 내지 200℃의 저온에서 수행되는 작업의 경우에 가황 반응의 질을 향상시킬 수 있다.The invention can be carried out at 80 to 450 ° C., preferably 110 to 400 ° C. in one or more steps, including for example a single step. The present invention is carried out in one step especially when the sulfide compound is hydrogen sulfide. In this case, the contact between the catalyst compound, hydrogen sulfide and hydrogen in the state where there is a possibility of the presence of water vapor is mainly done in the operation performed at a relatively low temperature. This method can be carried out in the presence of moisture. The presence of water vapor can improve the quality of the vulcanization reaction in the case of operations carried out at low temperatures of mainly 80 to 250 ° C, preferably 100 to 200 ° C.

본 발명은 또한 황화수소 대신에 황화수소로 즉시 분해될 황화 화합물을 혼합물로 또는 수소와 동시에 도입시킨다면 1 단계로 실시할 수도 있다. 이러한 황화화합물은 메르캅탄, 황화물, 이황화물, 폴리설파이드 및 황의 산화 화합물로 구성된 군에서 선택된다. 예를 들면, 부틸 메르캅탄; 디메틸 설파이드; 디메틸 디설파이드; 부틸, 옥틸 또는 노닐 폴리설파이드; 디메틸 설폭사이드; 설포란 등이 있다.The present invention may also be practiced in one step if a sulfide compound to be immediately decomposed into hydrogen sulfide instead of hydrogen sulfide is introduced into the mixture or simultaneously with hydrogen. Such sulfide compounds are selected from the group consisting of mercaptans, sulfides, disulfides, polysulfides and oxidizing compounds of sulfur. For example, butyl mercaptan; Dimethyl sulfide; Dimethyl disulfide; Butyl, octyl or nonyl polysulfide; Dimethyl sulfoxide; Sulfolane;

본 발명은 또한 2 단계로 실시할 수 있다. 제1 단계에서는, 촉매 화합물을 수소의 부재하에 황 원소 또는 황화 화합물(황화수소 제외)과 완전히 혼합한다. 종래기술의 개시에서 전술한 용매, 특히 화이트 스피릿의 존재시에 작업하는 것이 가능하다.The invention can also be practiced in two steps. In the first step, the catalyst compound is thoroughly mixed with elemental sulfur or sulfide compounds (except hydrogen sulfide) in the absence of hydrogen. It is possible to work in the presence of the solvents mentioned above, in particular white spirits, in the disclosure of the prior art.

선택적으로 1 단계에서 올레핀유 또는 식물성유를 화이트 스피릿에 첨가할 수 있다. 이러한 접촉은, 예를 들면 10 내지 320℃, 바람직하게는 80 내지 250℃에서 이루어지며, 그 결과 황 또는 황화 화합물(황화수소 이외의)이 촉매의 소공내로 혼입된다.Optionally, olefin oil or vegetable oil can be added to the white spirit in one step. This contact is made, for example, at 10 to 320 ° C., preferably at 80 to 250 ° C., whereby sulfur or sulfide compounds (other than hydrogen sulfide) are incorporated into the pores of the catalyst.

수증기의 존재하에 및/또는 불활성 가스의 존재하에 작업할 수 있다. 불활성 가스의 존재하에 작업하는 것이 바람직하다.It may work in the presence of water vapor and / or in the presence of an inert gas. It is preferable to work in the presence of an inert gas.

제2 단계는 제1 단계가 수행되는 구역에서 선택적으로 수행할 수도 있다. 그러나, 제2 단계는 제1 단계가 수행되는 구역과는 분리된 구역에서 수행하는 것이 일반적이다.The second step may optionally be performed in the zone where the first step is performed. However, the second step is usually carried out in a zone separate from the zone in which the first step is carried out.

전술한 온도 범위, 예를 들면 80 내지 450℃, 보다 구체적으로는 110 내지 400℃에서 수행되는 제2 단계에서는, 황이 혼입되는 촉매 화합물을 수증기의 선택적인 존재하에 수소와 접촉시킨다. 이 단계에서는 황화수소가 형성되고, 촉매 금속 산화물과 초기 황화수소, 즉 동일계로 형성된 황화수소 사이에 반응이 일어나는데, 이 반응 중에 황이 촉매에 결합된다.In the second step carried out at the aforementioned temperature range, for example 80 to 450 ° C., more specifically 110 to 400 ° C., the catalytic compound in which sulfur is incorporated is contacted with hydrogen in the selective presence of water vapor. In this step, hydrogen sulfide is formed and a reaction takes place between the catalytic metal oxide and the initial hydrogen sulfide, i.e. hydrogen sulfide formed in situ, during which the sulfur is bonded to the catalyst.

2-단계 방법을 이용할 경우, 제1 단계는 촉매의 표면에 침착되는 금속들의 황화물, 즉 MoS2, WS2, Ni3S2 및 Co9S8의 이론적 양에 상응하는 황의 절반 이상 내지 동등한 양의 황을 혼입시킬 수 있다.When using the two-step method, the first step is a sulfide of metals deposited on the surface of the catalyst, ie more than half to equivalent amounts of sulfur corresponding to the theoretical amounts of MoS 2 , WS 2 , Ni 3 S 2 and Co 9 S 8 Sulfur may be incorporated.

작업이 1 단계 또는 2 단계로 수행되는지 간에, 황화수소와 산화물들 사이의 반응을 요약하면 다음과 같이 표시된다:Whether the operation is carried out in one or two stages, the reaction between hydrogen sulfide and oxides is summarized as follows:

MoO3 + 2H2S + H2 → MoS2 + 3H2OMoO 3 + 2H 2 S + H 2 → MoS 2 + 3H 2 O

WO3 + 2H2S + H2 → WS2 + 3H2OWO 3 + 2H 2 S + H 2 → WS 2 + 3H 2 O

3NiO + 2H2S + H2 → Ni3S2 + 3H2O3NiO + 2H 2 S + H 2 → Ni 3 S 2 + 3H 2 O

9CoO + 8H2S + H2 → Co9S8 + 9H2O9CoO + 8H 2 S + H 2 → Co 9 S 8 + 9H 2 O

본 발명에 따른 방법은 불활성 가스를 함유할 수도 있는 수소/황화수소 혼합물이 촉매 금속 산화물과 직접 반응하고, 이 혼합물이 반응 시스템내로 직접 도입되거나, 바람직하게는 황을 함유하는 적합한 임의의 화합물과 수소와의 반응에 의해 동일계로 형성된다는 것을 특징으로 한다.The process according to the invention allows the hydrogen / hydrogen sulfide mixture, which may contain an inert gas, to react directly with the catalytic metal oxide, which mixture is introduced directly into the reaction system, or preferably with any suitable compound containing hydrogen and hydrogen, It is characterized in that formed in situ by the reaction of.

수소와 상기 황화 화합물의 반응에 의한 황화수소의 형성은 하기에 예시한 바와 같이 화합물의 유형에 따라 다르게 표시된다.The formation of hydrogen sulfide by the reaction of hydrogen and the sulfide compound is indicated differently depending on the type of the compound as illustrated below.

-- 황 원소: S + H2 → H2SElemental sulfur: S + H 2 → H 2 S

-- 디메틸 디설파이드: CH3-S-S-CH3 + 3H2 → 2CH4 + 2H2 SDimethyl disulfide: CH 3 -SS-CH 3 + 3H 2 → 2CH 4 + 2H 2 S

-- 디옥틸 폴리설파이드: C8H17-S5-C8H17 + 6H2 → 2C8H18 + 5H2SDioctyl polysulfide: C 8 H 17 -S 5 -C 8 H 17 + 6H 2 → 2C 8 H 18 + 5H 2 S

-- 디메틸 설폭사이드: CH3-SO-CH3 + 3H2 → 2CH4 + H2 S + H2ODimethyl sulfoxide: CH 3 -SO-CH 3 + 3H 2 → 2CH 4 + H 2 S + H 2 O

1-단계 또는 2-단계 반응의 후반부에, 불활성 가스하에서 촉매를 정화하여 그 소공내에 존재하는 수소를 적어도 부분적으로, 그리고 일반적으로는 황화수소를 적어도 부분적으로 제거한다. 일반적으로, 거의 모든 잔류 수소 및 황화수소를 제거하는 것이 적절하다.Later in the one-stage or two-stage reaction, the catalyst is purged under an inert gas to remove at least partly the hydrogen present in the pores and generally at least partly hydrogen sulfide. In general, it is appropriate to remove almost all residual hydrogen and hydrogen sulfide.

본 발명의 양태 중의 하나는 촉매의 가황 반응을 비동일계로, 즉 석유 배치의 전환 또는 가수소 전환 기능으로 촉매를 사용하는 위치와는 별개의 위치에서 수행하는 것이다. 이 구체적인 양태는 특히 유닛 내로 충진되는 촉매가 이미 필요한 양의 황을 함유함은 물론, 이 촉매가 이미 활성화되어 있으므로 활성 촉매로서 사용할 상태가 이미 되어 있기 때문에 다양한 장점을 제공한다. 이 구체적인 양태는 작업개시 공정을 상당히 단순화시키기 때문에 정제 촉매 유닛의 사용자에게는 귀중한 시간을 절약하게 해 준다.One of the aspects of the present invention is to carry out the vulcanization reaction of the catalyst on a non-identical basis, i.e., at a position separate from the position at which the catalyst is used for the conversion of the petroleum batch or the hydrogen conversion function. This specific embodiment provides various advantages, not only because the catalyst charged into the unit already contains the required amount of sulfur, but also because the catalyst is already activated and already ready to be used as an active catalyst. This specific embodiment greatly simplifies the start-up process and thus saves valuable time for the user of the purification catalyst unit.

본 발명의 또 다른 양태에서는 종래기술과 달리, 상기 가황 반응이 황 혼입 구역에서 동작중인 촉매 상에서 일어나는 것이 바람직하다. 따라서 활성화 반응은 촉매가 동작중일 때에 일어난다.In another aspect of the invention, unlike the prior art, it is preferred that the vulcanization reaction takes place on a catalyst operating in a sulfur incorporation zone. The activation reaction therefore takes place when the catalyst is running.

예를 들면, 고체가 튜브 또는 고리를 따라 중력에 의해 서서히 하강하는 침강형의 층, 고체가 고속의 기류에 의해 상승되는 유동층 또는 결정이 벨트형 노 또는 회전식 노에서 순환하는 층 또는 유동층을 사용할 수 있다. 상기 층은 팽창 또는 발포시킬 수도 있다.For example, it is possible to use a sedimentary bed in which solids slowly descend by gravity along a tube or ring, a fluidized bed or bed in which solids are raised by a high velocity air stream, or a bed or fluidized bed circulating in a belt furnace or a rotary furnace. have. The layer may be expanded or foamed.

보다 발달된 과학적 이론을 미리 앞서서 판단하지 않는 한, 황 유형의 형성 단계 중의 촉매의 이러한 이동성은 균질 처리를 보장하며 따라서 고품질을 보장한다.Unless judging in advance the more advanced scientific theories, this mobility of the catalyst during the sulfur type formation step ensures homogeneous treatment and thus high quality.

실제로 고정층이 가지고 있는 잠재성의 문제점이란 선호되는 경로가 있다는 것인데, 이것은 촉매가 필요한 이론치에 비해 부적당한 양의 황에 노출된 구역을 양산한다. 고정층이 지닌 또 하나의 잠재적 문제점은 또한 발열성 가황 반응에 의해 형성된 열량을 제거하는 것이 상대적으로 어렵다는 데 있다. 상기 두가지 예의 경우, 촉매를 연속적으로 교반하는 것이 유리하다. 따라서, 이들 방법을 1 단계 또는 2 단계로 수행하는 경우에는 동작중인 촉매층을 사용하여 작업을 수행하는 것이 바람직하다. 상기 방법을 2 단계로, 그리고 바람직하게는 2개의 분리된 구역에서 수행하는 경우, 제1 단계로 또는 제2 단계에서 동작중인, 또는 바람직하게는 상기 두 단계의 두 층 각각에서 동작중인 촉매를 사용하여 작업하는 것이 바람직하다.Indeed, the problem with the potential of the fixed bed is that there is a preferred route, which yields an area in which the catalyst is exposed to an inappropriate amount of sulfur compared to the theory required. Another potential problem with the fixed bed is that it is also relatively difficult to remove the heat generated by the exothermic vulcanization reaction. For both examples, it is advantageous to stir the catalyst continuously. Therefore, when these methods are carried out in one or two stages, it is preferable to carry out the operation using the catalyst layer in operation. When the process is carried out in two stages and preferably in two separate zones, a catalyst operating in the first stage or in the second stage, or preferably in each of the two layers of the two stages, is used. It is preferable to work by.

본 발명에 따른 방법의 전형적인 양태는 가열된 노, 바람직하게는 가열된 회전식 노내로 촉매 입자를 수송하는 단계를 포함하는데, 상기 노에서 입자의 온도는 120℃ 이상, 예를 들면 120 내지 200℃까지 증가된다. 그 다음, 120 내지 160℃ 범위의 온도의 용융된 황 원소를 사용하여 분무함으로써 입자들을 접촉시킨다. 동일하거나 또는 상이한(회전식) 노에서 수행하는 제2 단계에서는, 용융된 황 함침 입자를 약 80 내지 450℃, 바람직하게는 110 내지 400℃, 보다 바람직하게는 250 내지 400℃의 온도에서 수소 또는 수소-함유 가스와 접촉시킨다. 제1 단계와 제2 단계 사이에서 촉매 입자의 온도는 낮아지지 않는 것이 바람직함을 당업자는 이해할 것이다. 수소화 단계에 이어서, 입자들을 노에서 꺼내어 냉각시킨다.Typical embodiments of the process according to the invention comprise the step of transporting catalyst particles into a heated furnace, preferably a heated rotary furnace, wherein the temperature of the particles in the furnace is at least 120 ° C, for example up to 120-200 ° C. Is increased. The particles are then contacted by spraying with molten elemental sulfur at a temperature ranging from 120 to 160 ° C. In a second step carried out in the same or different (rotary) furnace, the molten sulfur impregnated particles are hydrogen or hydrogen at a temperature of about 80 to 450 ° C., preferably 110 to 400 ° C., more preferably 250 to 400 ° C. -Contact with the containing gas. Those skilled in the art will understand that it is desirable that the temperature of the catalyst particles not be lowered between the first and second steps. Following the hydrogenation step, the particles are removed from the furnace and allowed to cool.

하기 실시예는 본 발명을 예시한다.The following examples illustrate the invention.

실시예 1Example 1

촉매를 H2S/H2O/H2 혼합물로 예비가황시켰다. 작업은 1 단계로 수행하였다. 알루미나 상의 CoMo와 같은 시판 촉매(프로캐털라이즈 컴퍼니의 HR 306)를 15 부피%의 H2S, 15 부피%의 H2O, 및 70 부피%의 H2를 함유하는 H2S/H 2O/H2 혼합물로 처리하였다. 물을 액체 펌프를 사용하여 가스 회로 내로 주입하였다. 반응기는 지시된 온도에서의 체류 시간(dwell time)이 약 80분인 연속회전 시스템이다. 본 실시예에서 온도는 110℃이다. 냉각은 수소하에, 그런 다음 질소하에 수행하였다. 이렇게 하여 촉매 A가 수득되었다. 황 함량은 속스렛(Soxhlet) 장치에서 고온 톨루엔에서 사전 세척된 고체 상에서는 물론. 촉매 A 상에서 그대로 분석하였다. 가황도는 X 광전자 분광 기술에 의해 6가의 몰리브덴과 4가의 몰리브덴의 레벨을 비교하여 평가하였다. 몰리브덴 4+는 MoS2에 관련된 황 유형에 상응하는 반면 몰리브덴 6+ 는 새로운 촉매 상에 이미 존재하는 산화물 유형에 상응한다. 그 결과는 표 1에 제시되어 있다.The catalyst was prevulcanized with a H 2 S / H 2 O / H 2 mixture. The work was carried out in one step. Commercially available catalysts such as CoMo on alumina (HR 306 of Procatalyst Company) were charged with H 2 S / H 2 O containing 15 vol% H 2 S, 15 vol% H 2 O, and 70 vol% H 2 . Treated with a / H 2 mixture. Water was injected into the gas circuit using a liquid pump. The reactor is a continuous rotation system with a dwell time of about 80 minutes at the indicated temperature. In this example, the temperature is 110 ° C. Cooling was carried out under hydrogen and then under nitrogen. In this way, catalyst A was obtained. Sulfur content is, of course, solid phase pre-washed in hot toluene in a Soxhlet apparatus. Assay on catalyst A. Vulcanization was evaluated by comparing the levels of hexavalent molybdenum and tetravalent molybdenum by X photoelectron spectroscopy. Mo + 4, whereas the correspond to the types of sulfur to molybdenum MoS 2 + 6 correspond to the oxide type already present on the new catalyst. The results are shown in Table 1.

실시예 2Example 2

촉매 B는 온도가 110℃ 대신에 300℃인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수득하였다.Catalyst B was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 300 ° C instead of 110 ° C.

실시예 3Example 3

촉매 C는 110℃에서 상기 실시예 1과 동일하게 수득하였으나, 가스 혼합물은 H2O를 함유하지 않고, H2O는 불활성 기류에 의해 대체되었다. 가스 조성은 15%의 H2S, 15%의 N2, 70%의 H2로 구성되었다.Catalyst C, but is the same as in Example 1 to yield at 110 ℃, the gas mixture does not contain a H 2 O, H 2 O was replaced by an inert gas stream. The gas composition consisted of 15% H 2 S, 15% N 2 , 70% H 2 .

순수한 황화수소의 존재하에 수행된 상기 3가지 실시예의 1차 테스트 결과는, 110℃의 온도가 촉매의 상당한 가황 반응을 개시하는 데 충분하고, 가스가 일정 분압의 수증기를 함유하는 것이 바람직하다는 것을 나타낸다. 이것이 사실이 아니라면, 이론적 레벨, 즉 Mo4+/Mo6+비에 의해 표시되는 가황화 레벨은 부적절한 것으로 나타날 수도 있으나, 그렇다 하더라도 300℃의 온도는 훨씬 더 높은 가황화 레벨을 산출할 수 있다(실시예 8에서 나타남).The primary test results of the three examples performed in the presence of pure hydrogen sulfide indicate that a temperature of 110 ° C. is sufficient to initiate a significant vulcanization reaction of the catalyst, and the gas preferably contains a constant partial pressure of water vapor. If this is not true, the theoretical level, ie the vulcanization level indicated by the Mo 4+ / Mo 6+ ratio, may appear to be inadequate, but even at temperatures of 300 ° C. it can yield much higher vulcanization levels ( Shown in Example 8).

실시예 4Example 4

촉매를 황 원소로 예비가황시킨 후 수소하에서 300℃로 활성화시켰다(2-단계 공정).The catalyst was prevulcanized with elemental sulfur and then activated at 300 ° C. under hydrogen (2-step process).

CoMo/알루미나와 같은 시판 촉매를 5 미크론 미만의 평균 입자 크기를 가진 황 원소와 정상 온도에서 기계적으로 혼합하였다. 100 g의 촉매를 45 ㎖의 화이트 스피릿내 현탁된 21.6 g의 황과 혼합하였다(초기 및 최종 비등점은 각각 140℃ 및 180℃). 이 양의 황은 MoS2/Co9S8에 대해 200%의 이론적 양에 해당한다. 그 후, 이 촉매(제2 단계)를 순수 수소 대기하에서 상기 실시예들에서와 동일한 회전 시스템으로 도입시켰다. 300℃의 온도에서의 체류 시간은 80분이었다. 상응하는 촉매의 분석은 표 1에 제시한다(촉매 D). 촉매의 가황화 레벨은 정확하며, 황은 톨루엔에서 추출성이 그다지 크지 않은데, 이것은 존재하는 황이 기본적으로 결합된 황이며, 단순히 침착된 것이 아님을 나타낸다. 이때, 황이 실제로 촉매에 부착(결합)되었는 지를 관찰하기 위한 테스트로서 침출 작업을 실시하였다. 여기서, 추출은 톨루엔으로 실시하였다.Commercial catalysts such as CoMo / alumina were mechanically mixed at normal temperatures with elemental sulfur having an average particle size of less than 5 microns. 100 g of catalyst were mixed with 21.6 g of sulfur suspended in 45 ml of white spirit (initial and final boiling points were 140 ° C. and 180 ° C., respectively). This amount of sulfur corresponds to a theoretical amount of 200% for MoS 2 / Co 9 S 8 . This catalyst (second step) was then introduced under the pure hydrogen atmosphere into the same rotary system as in the above examples. The residence time at a temperature of 300 ° C. was 80 minutes. Analysis of the corresponding catalyst is shown in Table 1 (catalyst D). The vulcanization level of the catalyst is accurate and sulfur is not very extractable in toluene, indicating that the sulfur present is basically sulfur bound and not simply deposited. At this time, a leaching operation was performed as a test for observing whether sulfur actually attached (bonded) to the catalyst. Here, extraction was performed with toluene.

실시예 5Example 5

실시예 5는 기류가 80 부피%의 수소와의 수소/물 혼합물로 구성된 것을 제외하고는 전술한 실시예와 유사하게 실시하였다. 20%의 물 부피는 액상의 물 주입 펌프에 의해 재생되었다. 이것을 촉매 E로 한다. 분석에 의하면 촉매 E는 촉매 D와는 많이 상이하지는 않은 것으로 나타났다.Example 5 was carried out similarly to the example described above, except that the air stream consisted of a hydrogen / water mixture with 80% by volume of hydrogen. 20% water volume was regenerated by the liquid water injection pump. Let this be catalyst E. Analysis showed that catalyst E did not differ much from catalyst D.

실시예 6(제2 단계에서 수소가 없는 것이 다름)Example 6 (different from hydrogen in the second step)

실시예 6은 수소/질소 기류를 표 1에 따른 80/20 부피%의 질소/물 스트림으로 대체함으로써 실시예 4와 유사하게 수행하였다. 미정제 촉매 상의 가황화 레벨은 감소되었고, 특히 침출된 촉매 상에서 감소되었는데, 이는 황이 촉매에 결합되지 않았다는 것을 나타낸다.Example 6 was carried out analogously to Example 4 by replacing the hydrogen / nitrogen stream with an 80/20% by volume nitrogen / water stream according to Table 1. The vulcanization level on the crude catalyst was reduced, especially on the leached catalyst, indicating that sulfur was not bound to the catalyst.

실시예 7Example 7

촉매를 유기 폴리설파이드로 예비가황시킨(제1 단계) 후 수소하에 활성화시켰다(제2 단계).The catalyst was prevulcanized with organic polysulfide (first step) and then activated under hydrogen (second step).

전술한 실시예들에서 사용한 것과 동일한 알루미나 상 촉매 CoMo를 화이트 스피릿에 용해된 디-3차-노닐 폴리설파이드 혼합물의 용액으로 함침시켰다. 전술한 실시예들에서 사용된 18 ㎖의 화이트 스피릿과 혼합된 31 g의 디-3차-노닐 폴리설파이드(37 중량%의 황 함량의 아토켐의 TPS 37)를 100 g의 촉매에 첨가하였다. 촉매를 정상 온도에서 10분 동안 교반하여 균질 현탁액을 수득하였다. 이 현탁액을 120℃에서 질소하에 열처리하여 유기 용매 벌크를 제거하였다. 그 후, 촉매를 수소의 기류하에 회전식 노에 공급하였다(제2 단계). 300℃의 온도에서의 체류 시간은 약 80분이었다. 톨루엔에 의한 세척 전후에 수득된 고체(촉매 G)의 가황화 레벨은 높게 나타났는데, 이는 황이 잘 고정되고 환원된 몰리브덴이 4+ 단계임을 나타낸다. 결론적으로, 상기 실시예 4, 5, 6 및 7로부터 상기 방법은 2-단계로서, 즉 황화 화합물을 촉매에 혼입하는 단계와 그 후의 활성화 단계로 개량하여 실시 가능하다.The same alumina phase catalyst CoMo as used in the above examples was impregnated with a solution of di-tert-nonyl polysulfide mixture dissolved in white spirit. 31 g of di-tert-nonyl polysulfide (37 wt% sulfur content of Atochem's TPS 37) mixed with 18 ml of white spirit used in the above examples was added to 100 g of catalyst. The catalyst was stirred at normal temperature for 10 minutes to obtain a homogeneous suspension. This suspension was heat treated at 120 ° C. under nitrogen to remove the organic solvent bulk. Thereafter, the catalyst was fed to a rotary furnace under a stream of hydrogen (second stage). The residence time at a temperature of 300 ° C. was about 80 minutes. The vulcanization level of the solid (catalyst G) obtained before and after washing with toluene was high, indicating that the sulfur is well fixed and the reduced molybdenum is in the 4+ stage. In conclusion, the process from Examples 4, 5, 6 and 7 can be carried out as a two-step, i.e. by incorporating sulfide compounds into the catalyst and subsequent activation steps.

실시예 8Example 8

본 실시예는 작업을 수증기의 부재하에 수행하고, 처리 대기가 300℃에서 또한 회전식 노내의 H2/H2S의 혼합물(15%의 H2S 및 85%의 H2)인 것을 제외하고는, 본 발명에 의해 특정된 대로, 그리고 실시예 2와 동일하였다. 사용된 황화수소의 양은 이론적으로 MoS2/Co9S8을 제조하는 데 필요한 양의 1.5배에 해당한다. 수소하에 냉각시키고, 질소하에 정화시켜, 촉매 H를 수득하였다(촉매 H는 사용된 온도가 단지 110℃였던 유사한 실시예 3에서보다 양호하게 예비가황된 것으로 입증됨).This example performs the operation in the absence of water vapor, except that the treatment atmosphere is a mixture of H 2 / H 2 S (15% H 2 S and 85% H 2 ) at 300 ° C. and in a rotary furnace. , As specified by the present invention, and the same as in Example 2. The amount of hydrogen sulfide used is theoretically 1.5 times the amount needed to produce MoS 2 / Co 9 S 8 . Cooling under hydrogen and purging under nitrogen yielded catalyst H (catalyst H proved to be better prevulcanized than in similar Example 3 where the temperature used was only 110 ° C).

실시예 9Example 9

본 실시예에서는 순수한 수소를 사용하였다. 가스상 황화수소는 수소 회로에서 디메틸 디설파이드를 주입하여 대체하였다. DMDS 형태로 주입된 황의 양은 MoS2/Co9S8의 이론적 양의 1.5배에 해당하였다. 300℃에서의 체류 시간은 전술한 실시예에서와 같이 80분이었다. 수소하에 냉각시키고, 질소하에 정화시켜, 촉매 I를 수득하였다.Pure hydrogen was used in this example. Gas phase hydrogen sulfide was replaced by injection of dimethyl disulfide in the hydrogen circuit. The amount of sulfur injected in DMDS form was 1.5 times the theoretical amount of MoS 2 / Co 9 S 8 . The residence time at 300 ° C. was 80 minutes as in the above example. Cool under hydrogen and purge under nitrogen to afford catalyst I.

실시예 10Example 10

기준 CoMo 신규 촉매 (프로캐털라이즈의 HR306) 뿐만 아니라, H형 촉매를 차례로 촉매 테스트 유닛 내로 충전하였다. 3개의 촉매를 압력 60 b, 온도 340℃, 시간당 부피속도 2 h-1의 조건하에 황 함량 1.23% pds, 초기점 225, 최종점 392℃의 성질을 가진 배치를 사용하여 대기 가스유의 가수소 탈황 반응에서 테스트하였다.As well as the reference CoMo novel catalyst (HR306 from Procatalize), the H type catalyst was in turn charged into the catalyst test unit. Hydrogen desulfurization of atmospheric gas oil using three catalysts under a batch with a pressure of 60 b, a temperature of 340 ° C., a volumetric rate of 2 h −1 per hour and a sulfur content of 1.23% pds, an initial point of 225 and an end point of 392 ° C. Test in reaction.

작업개시 공정은 3개의 촉매의 경우 상이하였는데, 처음 두 개는 이미 예비 가황되고 활성화되었고, 세번째는 또한 산화물이었다. 세번째 촉매는 실제로 하기의 절차를 사용하여 그것을 촉매 J로 변형시켰다. 온도의 상승은 수소하에서 5℃/분의 속도로 220℃까지 이루어졌고, 이 지점에서 1시간의 평탄역이 관찰되었다.The start-up process was different for the three catalysts, the first two were already pre-vulcanized and activated and the third was also an oxide. The third catalyst actually transformed it to catalyst J using the following procedure. The increase in temperature was made up to 220 ° C. at a rate of 5 ° C./min under hydrogen, at which point a 1 hour plateau was observed.

디메틸 디설파이드 주입 회로를 작동시켜 평탄역의 초기에 나프타 중에 10%로 희석된 DMDS 용액을 통해 시간당 1.6 g의 황(S)을 첨가하였다. 평탄역에서 1시간 후, 주입 속도는 시간당 1.2 g의 S로 감소되고, 온도의 상승속도는 1℃/분으로 재시작되어 300℃에 이르렀는데, 여기서 80분의 평탄역이 관찰되었다. 그후 DMDS의 주입을 중지시켰다. 이것은 촉매 J의 활성화 공정의 말기에 해당하며, 이때 DMDS의 양은 황의 이론적 양의 1.5 배에 해당하였다.A dimethyl disulfide injection circuit was operated to add 1.6 g of sulfur (S) per hour through a DMDS solution diluted 10% in naphtha at the beginning of the plateau. After 1 hour in the plateau, the injection rate was reduced to 1.2 g of S per hour and the rate of temperature rise was restarted at 1 ° C./min to 300 ° C., where 80 minutes of plateau was observed. The infusion of DMDS was then stopped. This corresponds to the end of the activation process of catalyst J, where the amount of DMDS corresponds to 1.5 times the theoretical amount of sulfur.

그 후 온도를 200℃로 낮추고, 대기 가스유를 주입하고, 온도는 2℃/분의 속도로 340℃까지 상승시켰다. 가수소탈황 반응의 성능은 안정화 12시간 후에 측정하였다.Thereafter, the temperature was lowered to 200 ° C, atmospheric gas oil was injected, and the temperature was raised to 340 ° C at a rate of 2 ° C / min. The performance of the hydrodesulfurization reaction was measured 12 hours after stabilization.

촉매 H 및 I의 경우와 관련하여, 공정은 가황 반응을 포함하지 않고, 온도는 5℃/분의 속도로 200℃까지 간단하게 상승시키고, 가스유는 200℃에서 주입하고, 다시 온도를 2℃/분의 속도로 340℃까지 상승시켰는데, 여기서 HDS 레벨은 12시간 후에 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1의 마지막 줄에 제시하였다. 이 표로부터 고정층 내 예비가황된 촉매와 비교했을 때 테스트 유닛의 외부 및 유동층에서 예비 가황된 두 생성물의 경우는 매우 명백한 장점이 나타남을 알 수 있다.Regarding the case of catalysts H and I, the process does not include a vulcanization reaction, the temperature is simply raised to 200 ° C. at a rate of 5 ° C./min, the gas oil is injected at 200 ° C., and the temperature is again brought to 2 ° The temperature was raised to 340 ° C./min, where HDS levels were measured after 12 hours. The results are shown in the last row of Table 1 below. From this table it can be seen that the two products pre-vulcanized outside the test unit and in the fluidized bed show very clear advantages compared to the pre-vulcanized catalyst in the fixed bed.

[표 1]TABLE 1

Figure PAT00001
Figure PAT00001

본 발명에 의한 촉매의 가황 반응은 비동일계로 수행할 수 있어서, 작업개시 공정을 상당히 단순화시키기 때문에 정제 촉매 유닛의 사용자에게는 귀중한 시간을 절약하게 해 준다. 또한 본 발명에 의한 가황 반응은 동작중인 촉매에서 일어날 수 있기 때문에 균질처리 및 고품질을 보장할 수 있다.The vulcanization reaction of the catalysts according to the invention can be carried out in the same system, which saves valuable time for the user of the purification catalyst unit since it greatly simplifies the start-up process. In addition, the vulcanization reaction according to the present invention can take place in the catalyst in operation to ensure homogeneous treatment and high quality.

Claims (21)

원소주기율표의 VI족 또는 VIII족 금속을 1종 이상 함유하는 탄화수소 전환 촉매의 소공 내로 황을 혼입시키는 방법으로서, 촉매는 황이 혼입되는 대역 내에서 촉매가 이동하는 촉매층 형태로 사용되고, 이 방법은 황화수소 존재하; 또는 수소존재하에서 황화수소로 분해할 수 있는 황화합물 존재하의 비동일계(off-site)로 수소의 존재하에서 진행되고, 또 이 방법은 80℃ 내지 450℃의 온도에서 1단계 반응으로 실시하거나; 또는 황원소, 황화수소 이외의 황화합물 또는 이들 모두를 촉매가 이동하는 촉매층 형태로 수소 부재 하의 10 내지 320℃에서 혼합하는 제1단계와 이 제 단계에서 황이 혼입된 촉매덩어리를 촉매가 이동하는 촉매층 형태로 수소와 80 내지 450℃로 접촉시켜서 우선 황화수소를 형성시키고, 또 이어 이 초기 황화수소와 촉매의 금속산화물을 반응시키는 제2단계로 구성된 2단계 반응으로 실시하는 것인 방법.A method of incorporating sulfur into the pores of a hydrocarbon conversion catalyst containing at least one Group VI or Group VIII metal of the Periodic Table of the Elements, the catalyst is used in the form of a catalyst layer in which the catalyst moves within a zone in which sulfur is incorporated, which is hydrogen sulfide present. Ha; Or in the presence of hydrogen to off-site in the presence of a sulfur compound capable of decomposing to hydrogen sulfide in the presence of hydrogen, and the process is carried out in a one-step reaction at a temperature of 80 ° C to 450 ° C; Or a first step of mixing sulfur elements other than hydrogen element, hydrogen sulfide, or both in the form of a catalyst layer in which the catalyst moves, at a temperature of 10 to 320 ° C. without hydrogen, and in the form of a catalyst layer in which a catalyst mass containing sulfur is transferred in this step. Contacting hydrogen at 80 to 450 ° C. to form hydrogen sulfide first, followed by a two step reaction consisting of a second step of reacting the initial hydrogen sulfide with a metal oxide of the catalyst. 제1항에 있어서, 황화수소의 존재하에 1 단계반응 또는 2단계 반응으로 수행하는 방법.The process according to claim 1, which is carried out in one step or two step reaction in the presence of hydrogen sulfide. 제1항에 있어서, 1단계 반응을 110 내지 400℃에서 수행하는 방법.The process of claim 1, wherein the one step reaction is carried out at 110 to 400 ° C. 3. 제3항에 있어서, 수증기의 존재하에 가스상으로 수행하는 방법.The process according to claim 3, which is carried out in gas phase in the presence of water vapor. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1단계 반응 또는 2단계 반응의 제2단계를 250℃ 내지 450℃의 온도에서 수증기의 부재 하에 수행하는 방법.The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the second stage of the one-stage reaction or the two-stage reaction is carried out in the absence of water vapor at a temperature of 250 ° C to 450 ° C. 제1항에 있어서, 촉매층은 유체층, 순환층, 유동층, 팽창된 층, 비등된 층, 는 벨트층 또는 회전층과 같은 층으로 구성된 군에서 선택되는 방법.The method of claim 1 wherein the catalyst bed is selected from the group consisting of a fluidized bed, a circulating bed, a fluidized bed, an expanded bed, a boiled bed, a belt bed or a rotating bed. 제1항에 있어서, 상기 황화합물이 황원소, 메르캅탄, 황화물, 이황화물, 폴리설파이드 및 산화황 화합물로 구성된 군에서 선택되는 방법.The method of claim 1, wherein the sulfur compound is selected from the group consisting of sulfur elements, mercaptans, sulfides, disulfides, polysulfides, and sulfur oxide compounds. 제7항에 있어서, 상기 황화합물이 부틸 메르캅탄; 디메틸 설파이드; 디메틸 디설파이드; 부틸, 옥틸 및 노닐 폴리설파이드; 디메틸 설폭사이드 및 설포란 중에서 선택되는 방법.The method of claim 7, wherein the sulfur compound is butyl mercaptan; Dimethyl sulfide; Dimethyl disulfide; Butyl, octyl and nonyl polysulfides; Dimethyl sulfoxide and sulfolane. 제1항에 있어서, 2단계 반응으로 수행하며 또, 제1단계는 수증기의 존재하에 실시하는 방법.The process of claim 1, wherein the process is carried out in a two stage reaction and the first stage is carried out in the presence of water vapor. 제1항 또는 제9항에 있어서, 2단계 반응으로 수행하며 또, 제1단계는 불활성 가스의 존재하에 실시하는 방법.10. The method of claim 1 or 9, wherein the process is carried out in a two stage reaction and the first stage is carried out in the presence of an inert gas. 제1항 또는 제9항에 있어서, 2단계 반응으로 수행하며 또, 제1단계는 용매 존재하에서 실시하는 방법.10. The process according to claim 1 or 9, which is carried out in a two step reaction and the first step is carried out in the presence of a solvent. 제1항 또는 제9항에 있어서, 2단계 반응으로 수행하며 또, 제1단계는 80 지 250℃에서 실시하는 방법.The process of claim 1 or 9, wherein the process is carried out in a two-step reaction and the first step is carried out at 80 to 250 ° C. 제1항에 있어서, 2단계 반응으로 수행하며 또, 제2단계는 제1단계가 실시된 구역에서 수행하는 방법.The method of claim 1, wherein the second step is carried out in a two-step reaction and the second step is carried out in the zone in which the first step is carried out. 제1항에 있어서, 2단계 반응으로 수행하며 또, 제2단계는 제1단계가 실시된 구역과 별개의 구역에서 수행하는 방법.The method of claim 1, wherein the second step is carried out in a two step reaction and the second step is carried out in a zone separate from the zone in which the first step is carried out. 제13항 또는 제14항에 있어서, 제2단계에서의 온도는 110 내지 400℃인 방법The method according to claim 13 or 14, wherein the temperature in the second step is 110 to 400 ° C. 제15항에 있어서, 제2 단계에서는 수증기의 존재하에 작업을 수행하는 방법.The method of claim 15, wherein in the second step, the operation is carried out in the presence of water vapor. 제1항 또는 제9항에 있어서, 2단계 반응으로 수행하며 또, 제1단계에서 촉매의 표면상에 침착된 금속들의 황화물의 이론적 양에 해당하는 황의 양의 절반 이상 내지 동일한 양의 황을 혼입하는 방법.10. The process according to claim 1 or 9, comprising at least half to the same amount of sulfur, which is carried out in a two-step reaction and which corresponds to a theoretical amount of sulfides of the metals deposited on the surface of the catalyst in the first step. How to. 제1항 또는 제9항에 있어서, 공정의 말기에 불활성 가스 하에서 촉매를 정화하여 잔류 황화수소의 적어도 일부를 제거하는 방법.10. The process of claim 1 or 9, wherein at the end of the process the catalyst is purged under inert gas to remove at least some of the residual hydrogen sulfide. 제18항에 있어서, 거의 모든 수소 및 황화수소를 제거하는 방법.19. The method of claim 18, wherein almost all hydrogen and hydrogen sulfide are removed. 제11항에 있어서, 용매는 올레핀유 또는 식물성유가 첨가된 화이트 스피릿(white spirit)인 방법.12. The method of claim 11, wherein the solvent is a white spirit with the addition of olefin oil or vegetable oil. 제11항에 있어서, 용매가 올레핀성 화합물인 방법.The method of claim 11, wherein the solvent is an olefinic compound.
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