JP2002322484A - 水素添加方法 - Google Patents
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- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
- C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
- C10G45/06—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
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- C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭化水素流中の硫黄含量及び窒素含量を効率
良く除去する方法の提供。 【解決手段】 硫黄及び炭化水素を含有するプロセス
流れを、コバルトモリブデン触媒を有する複数の段を組
み込んでいる多段水素処理反応器に供給する、水素添加
方法。水素は、炭化水素を含有するプロセス流れと並流
又は向流で供給することができる。プロセス流れは、反
応器内の触媒の全複合量の中の少ない量で存在するコバ
ルトモリブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段をそ
れと接触しながら通過させる。その後、プロセス流れ
を、多量のコバルトモリブデン水素化分解触媒を含んで
成る後の触媒段を通過させる。次いで、硫黄含量が減少
した流出流れを抜き出す。最初の触媒段と次の触媒段と
は、反応器内部の、不活性な微粒子状耐火性物質、特に
一般的には楕円形をしているシリカ粒子を含有している
中間セクターによって分離されている。
良く除去する方法の提供。 【解決手段】 硫黄及び炭化水素を含有するプロセス
流れを、コバルトモリブデン触媒を有する複数の段を組
み込んでいる多段水素処理反応器に供給する、水素添加
方法。水素は、炭化水素を含有するプロセス流れと並流
又は向流で供給することができる。プロセス流れは、反
応器内の触媒の全複合量の中の少ない量で存在するコバ
ルトモリブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段をそ
れと接触しながら通過させる。その後、プロセス流れ
を、多量のコバルトモリブデン水素化分解触媒を含んで
成る後の触媒段を通過させる。次いで、硫黄含量が減少
した流出流れを抜き出す。最初の触媒段と次の触媒段と
は、反応器内部の、不活性な微粒子状耐火性物質、特に
一般的には楕円形をしているシリカ粒子を含有している
中間セクターによって分離されている。
Description
【０００１】発明の技術分野 本発明は炭化水素流れの水素添加(hydrofining)に関
し、より詳細には、該炭化水素流れ中の硫黄系汚染物質
の低減のための、多段接触水素添加を用いる炭化水素流
れの水素添加に関する。
し、より詳細には、該炭化水素流れ中の硫黄系汚染物質
の低減のための、多段接触水素添加を用いる炭化水素流
れの水素添加に関する。
【０００２】発明の背景 ＶＩ族及びＶＩＩＩ族の金属を用いる触媒系による炭化
水素流れの水素処理は、化学プロセス工業では周知であ
る。石油精製操作に関係する原油蒸留装置、分解装置、
及びその他の装置に由来し得る石油系供給原料について
の上記の水素処理は、典型的には、有害な硫黄及び窒素
成分並びに芳香族成分を含有する炭化水素供給原料が、
供給原料中で望ましい汚染物質反応を引き起こす目的で
水素と共に供給される、いわゆる水素添加操作を包含し
ている。このような操作では、水素処理反応及び水素化
脱硫反応を行うことが望ましく、その結果、供給原料の
硫黄と窒素の含量が実質的に減少し、そして供給原料中
の種々の不飽和炭化水素成分の水素化、例えば芳香族成
分の水素化が起る。このような工程で用いられる触媒系
は、通常、元素の周期律表のＶＩ族及びＶＩＩＩ族で見
出される金属を含有する。例えば、Ｔｒａｃｈｔｅの米
国特許第５１９８０９９号には、留出物流れの精製に関
するいわゆる３段階法が開示されている。最初の段階
は、約２００℃〜４００℃の温度範囲で、かつ４０００
〜６０００ＳＣＦ／バーレルの範囲の水素ガス速度で
の、無機酸化物担体上の少なくとも１種のＶＩＩＩ族金
属及びＶＩ族金属からなる触媒による供給原料の水素処
理を包含している。ＶＩＩＩ族金属の中では、コバルト
及びニッケルが具体的に開示されている。好ましいＶＩ
族金属はモリブデンである。好ましい担体はアルミナ及
びシリカ−アルミナであり前者が最も好ましい、と記載
されている。最初の水素処理段階からの流れは、分解を
最少に維持しながら、硫黄及び窒素を更に除去するた
め、約１９０℃〜３６０℃のより穏やかな条件下で行わ
れる２番目の水素化処理段階に供給される。第２の段階
から出てくる重質留分は２００〜３７０℃の温度で操作
される３番目の水素化分解段階に供給される。２番目及
び３番目の段階で用いられる触媒は、通常の水素化分解
触媒、典型的には分解用ゼオライト基体上に担持したＶ
ＩＩＩ族触媒であると記載されている。
水素流れの水素処理は、化学プロセス工業では周知であ
る。石油精製操作に関係する原油蒸留装置、分解装置、
及びその他の装置に由来し得る石油系供給原料について
の上記の水素処理は、典型的には、有害な硫黄及び窒素
成分並びに芳香族成分を含有する炭化水素供給原料が、
供給原料中で望ましい汚染物質反応を引き起こす目的で
水素と共に供給される、いわゆる水素添加操作を包含し
ている。このような操作では、水素処理反応及び水素化
脱硫反応を行うことが望ましく、その結果、供給原料の
硫黄と窒素の含量が実質的に減少し、そして供給原料中
の種々の不飽和炭化水素成分の水素化、例えば芳香族成
分の水素化が起る。このような工程で用いられる触媒系
は、通常、元素の周期律表のＶＩ族及びＶＩＩＩ族で見
出される金属を含有する。例えば、Ｔｒａｃｈｔｅの米
国特許第５１９８０９９号には、留出物流れの精製に関
するいわゆる３段階法が開示されている。最初の段階
は、約２００℃〜４００℃の温度範囲で、かつ４０００
〜６０００ＳＣＦ／バーレルの範囲の水素ガス速度で
の、無機酸化物担体上の少なくとも１種のＶＩＩＩ族金
属及びＶＩ族金属からなる触媒による供給原料の水素処
理を包含している。ＶＩＩＩ族金属の中では、コバルト
及びニッケルが具体的に開示されている。好ましいＶＩ
族金属はモリブデンである。好ましい担体はアルミナ及
びシリカ−アルミナであり前者が最も好ましい、と記載
されている。最初の水素処理段階からの流れは、分解を
最少に維持しながら、硫黄及び窒素を更に除去するた
め、約１９０℃〜３６０℃のより穏やかな条件下で行わ
れる２番目の水素化処理段階に供給される。第２の段階
から出てくる重質留分は２００〜３７０℃の温度で操作
される３番目の水素化分解段階に供給される。２番目及
び３番目の段階で用いられる触媒は、通常の水素化分解
触媒、典型的には分解用ゼオライト基体上に担持したＶ
ＩＩＩ族触媒であると記載されている。
【０００３】Ｈｕｎｔｅｒの米国特許第５４４７６２１
号には、水素化分解段階、生成物分留段階、及び水素処
理段階を包含する複合工程として記載されている精製方
法が開示されている。芳香族の水素化、接触脱蝋、水素
化処理、水素化脱窒素、及び水素化脱硫を包含すると記
載されている水素処理反応での使用のために開示されて
いる触媒としては、コバルトモリブデン及びニッケルモ
リブデンをベースとする金属又は貴金属触媒が挙げられ
る。Ｇｕｐｔａらの米国特許第６１２３８３０号にはま
た、好ましくは直列で実施される少なくとも２つの水素
処理工程及び少なくとも２つの接触分解反応を組み込ん
でいる、水素化処理工程を包含した複合精製法が開示さ
れている。水素化処理反応は、典型的には、固定触媒床
上の液相及び気相の並行下降流れを含む気液固三相反応
器(trickle bed reactor)上で行われる。使用する触媒
は、芳香族の飽和化、脱硫又は脱窒素あるいはこれらの
組み合わせに適すると記載されており、無機耐火性担体
上に少なくとも１種のＶＩＩＩ族金属及びＶＩ族金属を
含有している。好ましい担体はアルミナ又はアルミナ−
シリカであると記載されている。シリカ−アルミナ担体
としては、ゼオライトのような結晶質のアルミノケイ酸
塩が含まれる。ＶＩＩＩ族金属としては、コバルト、ニ
ッケル、及び鉄が含まれ、そして好ましいＶＩ族金属は
モリブデンである。
号には、水素化分解段階、生成物分留段階、及び水素処
理段階を包含する複合工程として記載されている精製方
法が開示されている。芳香族の水素化、接触脱蝋、水素
化処理、水素化脱窒素、及び水素化脱硫を包含すると記
載されている水素処理反応での使用のために開示されて
いる触媒としては、コバルトモリブデン及びニッケルモ
リブデンをベースとする金属又は貴金属触媒が挙げられ
る。Ｇｕｐｔａらの米国特許第６１２３８３０号にはま
た、好ましくは直列で実施される少なくとも２つの水素
処理工程及び少なくとも２つの接触分解反応を組み込ん
でいる、水素化処理工程を包含した複合精製法が開示さ
れている。水素化処理反応は、典型的には、固定触媒床
上の液相及び気相の並行下降流れを含む気液固三相反応
器(trickle bed reactor)上で行われる。使用する触媒
は、芳香族の飽和化、脱硫又は脱窒素あるいはこれらの
組み合わせに適すると記載されており、無機耐火性担体
上に少なくとも１種のＶＩＩＩ族金属及びＶＩ族金属を
含有している。好ましい担体はアルミナ又はアルミナ−
シリカであると記載されている。シリカ−アルミナ担体
としては、ゼオライトのような結晶質のアルミノケイ酸
塩が含まれる。ＶＩＩＩ族金属としては、コバルト、ニ
ッケル、及び鉄が含まれ、そして好ましいＶＩ族金属は
モリブデンである。
【０００４】プロセス流れから硫黄を含むヘテロ原子を
除去するためにその流れを水素処理する更に他の方法
が、Ａｌｄｒｉｄｇｅらの米国特許第５１９８１００号
に開示されている。Ａｌｄｒｉｄｇｅにおいて開示され
た種々の供給原料は、軽、中、及び重油留分、石油残さ
供給原料、及び石炭由来の液体、頁岩油、及びタールサ
ンドからの重油である。Ａｌｄｒｉｄｇｅらの方法で用
いられている触媒の例として、無機酸化物担体、好まし
くはアルミナ上の、少なくとも１種のＶＩ族金属ヘテロ
ポリ酸、好ましくはモリブデン又はタングステンと、少
なくとも１種のＶＩＩＩ族金属、コバルト及び／又はニ
ッケル、との塩又は錯体が含まれる。ＶＩ族及びＶＩＩ
Ｉ族金属用の担体としては、シリカ−アルミナも含める
ことができる。担持触媒を処方した後、担体に適当な金
属塩を含浸させ、その後担体上にＶＩＩＩ族ヘテロポリ
酸を沈着させることができる。次いで、この触媒を乾燥
し、使用に先立って硫黄含有留分で硫化する。この後、
水素処理工程を実施する。硫化供給物は、ジエチルスル
フィド７．４％と石油留分９２．６％の形をとることが
できる。
除去するためにその流れを水素処理する更に他の方法
が、Ａｌｄｒｉｄｇｅらの米国特許第５１９８１００号
に開示されている。Ａｌｄｒｉｄｇｅにおいて開示され
た種々の供給原料は、軽、中、及び重油留分、石油残さ
供給原料、及び石炭由来の液体、頁岩油、及びタールサ
ンドからの重油である。Ａｌｄｒｉｄｇｅらの方法で用
いられている触媒の例として、無機酸化物担体、好まし
くはアルミナ上の、少なくとも１種のＶＩ族金属ヘテロ
ポリ酸、好ましくはモリブデン又はタングステンと、少
なくとも１種のＶＩＩＩ族金属、コバルト及び／又はニ
ッケル、との塩又は錯体が含まれる。ＶＩ族及びＶＩＩ
Ｉ族金属用の担体としては、シリカ−アルミナも含める
ことができる。担持触媒を処方した後、担体に適当な金
属塩を含浸させ、その後担体上にＶＩＩＩ族ヘテロポリ
酸を沈着させることができる。次いで、この触媒を乾燥
し、使用に先立って硫黄含有留分で硫化する。この後、
水素処理工程を実施する。硫化供給物は、ジエチルスル
フィド７．４％と石油留分９２．６％の形をとることが
できる。
【０００５】発明の概要 本発明に従って、コバルトモリブデン触媒を有する分離
した段(stage)を組み込んだ多段水素添加方法が提供さ
れる。本発明の実施においては、硫黄及び炭化水素を含
有するプロセス流れ(processing stream)が、多段水素
処理反応器に供給される。反応器は、炭化水素含有プロ
セス流れと併流又は向流で供給することができる水素の
存在下、水素添加反応を達成するのに効果的な条件下で
運転される。反応器内部で、プロセス流れは、コバルト
モリブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と先ず接
触して、通過する。この触媒は、少ない量で、好ましく
は反応器内の触媒の全複合量の１０〜４０％の範囲内の
量で存在する。その後、プロセス流れは多量のコバルト
モリブデン水素化分解触媒を含んで成る次の触媒段を通
過する。次の触媒段におけるコバルトモリブデン触媒
は、コバルトモリブデン触媒の複合物の約６０〜９０％
を構成するのが好ましい。次いで、硫黄含量が減少した
流出流れが水素処理反応器から抜き出され、反応流は次
の処理に利用できる。
した段(stage)を組み込んだ多段水素添加方法が提供さ
れる。本発明の実施においては、硫黄及び炭化水素を含
有するプロセス流れ(processing stream)が、多段水素
処理反応器に供給される。反応器は、炭化水素含有プロ
セス流れと併流又は向流で供給することができる水素の
存在下、水素添加反応を達成するのに効果的な条件下で
運転される。反応器内部で、プロセス流れは、コバルト
モリブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と先ず接
触して、通過する。この触媒は、少ない量で、好ましく
は反応器内の触媒の全複合量の１０〜４０％の範囲内の
量で存在する。その後、プロセス流れは多量のコバルト
モリブデン水素化分解触媒を含んで成る次の触媒段を通
過する。次の触媒段におけるコバルトモリブデン触媒
は、コバルトモリブデン触媒の複合物の約６０〜９０％
を構成するのが好ましい。次いで、硫黄含量が減少した
流出流れが水素処理反応器から抜き出され、反応流は次
の処理に利用できる。
【０００６】反応器内の最初の触媒段と次の触媒段は、
反応器内の比較的小さい部分を占めており従って反応器
内の移動経路(travel path)が最初の触媒段の移動経路
より少ない、中間セクターにより分離されているのが好
ましい。この中間セクターは、熱伝導度が低い不活性な
微粒子状耐火性物質を含有している。本発明の特に好ま
しい実施態様においては、中間セクターの微粒子状物質
は、通常形状が楕円体であるシリカ粒子を含んで成って
いる。
反応器内の比較的小さい部分を占めており従って反応器
内の移動経路(travel path)が最初の触媒段の移動経路
より少ない、中間セクターにより分離されているのが好
ましい。この中間セクターは、熱伝導度が低い不活性な
微粒子状耐火性物質を含有している。本発明の特に好ま
しい実施態様においては、中間セクターの微粒子状物質
は、通常形状が楕円体であるシリカ粒子を含んで成って
いる。
【０００７】本発明の好ましい実施態様においては、最
初の触媒段で使用されるコバルトモリブデン触媒はアル
ミナ担体に担持されており、次の触媒段におけるコバル
トモリブデン触媒は最初のコバルトモリブデン触媒用の
アルミナ担体よりより高い酸性度を有するシリカ−アル
ミナ担体に担持されている。最初の段のコバルトモリブ
デン触媒が、全複合触媒の約１０〜３０重量％を構成し
ているのが好ましく、より好ましくはその１０〜２０重
量％を構成しており、そして次の段の触媒は、反応器内
の触媒の全複合量の約７０〜９０重量％を構成している
のが好ましく、より好ましくはその８０〜９０重量％を
構成している。
初の触媒段で使用されるコバルトモリブデン触媒はアル
ミナ担体に担持されており、次の触媒段におけるコバル
トモリブデン触媒は最初のコバルトモリブデン触媒用の
アルミナ担体よりより高い酸性度を有するシリカ−アル
ミナ担体に担持されている。最初の段のコバルトモリブ
デン触媒が、全複合触媒の約１０〜３０重量％を構成し
ているのが好ましく、より好ましくはその１０〜２０重
量％を構成しており、そして次の段の触媒は、反応器内
の触媒の全複合量の約７０〜９０重量％を構成している
のが好ましく、より好ましくはその８０〜９０重量％を
構成している。
【０００８】発明の詳細な説明 本発明は、Ｔｒａｃｈｅ、Ｈｕｎｔｅｒ、Ｇｕｐｔａ及
びＡｌｄｒｉｄｇｅの上述の特許に開示されているよう
な、種々の硫黄汚染供給原料の水素添加において実施す
ることができる。しかしながら、本発明は、供給原料が
通常は中間留出物範囲にある留出物水素処理器の運転に
好ましく適用できる。留出物水素処理段階は、通常、原
油精製装置の蒸留搭から回収した軽留出分、常圧ガスオ
イル、直留ジーゼル燃料等のような蒸留留分を処理する
２基又はそれ以上の直列に接続した留出物水素処理器を
含んでいる。他の供給原料としては、流動接触分解装置
（ＦＣＣ）から回収され得る軽循環ガスオイルが挙げら
れる。一般に、本発明が特に適用できるプロセス流れ
は、初留点（５容量％）と終留点（９５容量％）を、２
００℃〜５００℃の範囲内に、より好ましくは約２２０
℃〜４７０℃の範囲内に有する留分であると表現でき
る。しかしながら、直留ジーゼル油の場合には、初留点
はより低くてもよく、１６０℃でもよい。そのような供
給原料は、通常、主にチオ炭化水素として存在する硫黄
を約２重量％まで含有することができ、そして約０．１
重量％までの窒素を含むことができる。本発明の適用に
よって、ヘテロ有機化合物の形で存在する窒素含量及び
硫黄含量は、約４００℃〜約３７５℃又はそれ以下の範
囲の反応器の重量平均床温度（ＷＡＢＴ）において実質
的に９５％までの値だけそしてそれ以上さえも低減させ
ることができる。
びＡｌｄｒｉｄｇｅの上述の特許に開示されているよう
な、種々の硫黄汚染供給原料の水素添加において実施す
ることができる。しかしながら、本発明は、供給原料が
通常は中間留出物範囲にある留出物水素処理器の運転に
好ましく適用できる。留出物水素処理段階は、通常、原
油精製装置の蒸留搭から回収した軽留出分、常圧ガスオ
イル、直留ジーゼル燃料等のような蒸留留分を処理する
２基又はそれ以上の直列に接続した留出物水素処理器を
含んでいる。他の供給原料としては、流動接触分解装置
（ＦＣＣ）から回収され得る軽循環ガスオイルが挙げら
れる。一般に、本発明が特に適用できるプロセス流れ
は、初留点（５容量％）と終留点（９５容量％）を、２
００℃〜５００℃の範囲内に、より好ましくは約２２０
℃〜４７０℃の範囲内に有する留分であると表現でき
る。しかしながら、直留ジーゼル油の場合には、初留点
はより低くてもよく、１６０℃でもよい。そのような供
給原料は、通常、主にチオ炭化水素として存在する硫黄
を約２重量％まで含有することができ、そして約０．１
重量％までの窒素を含むことができる。本発明の適用に
よって、ヘテロ有機化合物の形で存在する窒素含量及び
硫黄含量は、約４００℃〜約３７５℃又はそれ以下の範
囲の反応器の重量平均床温度（ＷＡＢＴ）において実質
的に９５％までの値だけそしてそれ以上さえも低減させ
ることができる。
【０００９】図面に目を転じると、まず図１には、本発
明を実施するのに適した２つの触媒段を具備した水素化
処理器を組み込んだ留出分水素処理システムを示してあ
る。第１図の水素処理システムは、留出分水素処理器１
０，出口液−ガス分離器１２，及び分離器１２の頂部か
ら回収された硫化水素及び水素を分離する第２段階ガス
分離器１４を含んで成っている。本発明を実施する際に
用いられる水素処理器は石油精製操作の種々の段階に設
置することができるけれども、典型的には、水素処理器
１０は、原油蒸留装置からの産出物を処理する２段留出
物水素処理システムの第２の水素処理器の形をとること
ができる。
明を実施するのに適した２つの触媒段を具備した水素化
処理器を組み込んだ留出分水素処理システムを示してあ
る。第１図の水素処理システムは、留出分水素処理器１
０，出口液−ガス分離器１２，及び分離器１２の頂部か
ら回収された硫化水素及び水素を分離する第２段階ガス
分離器１４を含んで成っている。本発明を実施する際に
用いられる水素処理器は石油精製操作の種々の段階に設
置することができるけれども、典型的には、水素処理器
１０は、原油蒸留装置からの産出物を処理する２段留出
物水素処理システムの第２の水素処理器の形をとること
ができる。
【００１０】さらに図１において、水素処理器への入り
口ライン１６に、灯油、ジーゼル油留分及び常圧ガスオ
イル留分等のような中溜分硫黄含有炭化水素流れ１８を
供給する。水素の流れ２０を、水素供給ライン２１及び
水素循環ライン２２から入口ライン１６へ供給する。反
応器１０は炭化水素流れ及び水素化用ガスを並流で供給
しているけれども、水素ガスを別途向流で反応器に供給
する気液固三相(trickle-down)反応器などの各種の他の
反応器設備が用いることができると考えられる。水素ガ
スを、供給原料の特性及び水素処理器の設計操作温度に
依存して、適切な量で水素処理器の入口に供給する。水
素ガスは、通常、硫黄含有プロセス供給流れのバーレル
当たり約１５００〜２６００標準立方フィート（ＳＣ
Ｆ）の範囲内の量で供給する。反応器は、最初の触媒段
２４、及び、比較的高い熱容量を有する微粒子状耐火物
で構成される中間の不活性段２６によって分離されてい
る次の触媒段２５を含んで成っている。最初の触媒段２
４は、反応器において主としてチオ炭化水素として存在
する硫黄を除去し、硫化水素を生成する発熱反応におい
て有効である、微粒子状のコバルトモリブデン脱硫触媒
から形成されている。脱硫触媒は、コバルト及びモリブ
デンの相対的な量が、コバルトが少量成分でありモリブ
デンが多量成分である、という特徴を有していることが
好ましい。この触媒は、以下に述べる水素化分解触媒、
即ちモリブデンが多量成分でありコバルトが少量成分で
あって両成分の合計が脱硫触媒におけるこれらの成分の
合計よりも少ない水素化分解触媒と対比することができ
る。具体的には、以下に述べる好ましい脱硫触媒に関し
て、最初の脱硫触媒においては、モリブデンのコバルト
に対する比が約６：１である。水素化分解触媒において
はこの比はより低く、ここでは水素化分解触媒における
モリブデンのコバルトに対する比は約５：１である。最
初の段２４に組み込まれている触媒は、好ましくは、ア
ルミナ担持体上にコバルト４重量％及びモリブデン２４
重量％を含有する触媒である。この触媒は、ＫＦ−７５
７の名称でＡｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ
ＬＬＣから市販されている触媒であることができる。
この触媒は、前述のＡｌｄｒｉｄｇｅ他の特許において
一般に開示されているタイプの初期予備硫化工程を用い
て処理するのが好ましい。具体的には、この触媒をジメ
チルジスルフィドで予備硫化する。ジメチルジスルフィ
ドは、直留ジーゼルのような中間留分キャリヤーに２％
ジメチルジスルフィドの量で含ませることができる。触
媒２４を、適切な多孔板又はスクーリン状の格子板シス
テム２５で支持する。
口ライン１６に、灯油、ジーゼル油留分及び常圧ガスオ
イル留分等のような中溜分硫黄含有炭化水素流れ１８を
供給する。水素の流れ２０を、水素供給ライン２１及び
水素循環ライン２２から入口ライン１６へ供給する。反
応器１０は炭化水素流れ及び水素化用ガスを並流で供給
しているけれども、水素ガスを別途向流で反応器に供給
する気液固三相(trickle-down)反応器などの各種の他の
反応器設備が用いることができると考えられる。水素ガ
スを、供給原料の特性及び水素処理器の設計操作温度に
依存して、適切な量で水素処理器の入口に供給する。水
素ガスは、通常、硫黄含有プロセス供給流れのバーレル
当たり約１５００〜２６００標準立方フィート（ＳＣ
Ｆ）の範囲内の量で供給する。反応器は、最初の触媒段
２４、及び、比較的高い熱容量を有する微粒子状耐火物
で構成される中間の不活性段２６によって分離されてい
る次の触媒段２５を含んで成っている。最初の触媒段２
４は、反応器において主としてチオ炭化水素として存在
する硫黄を除去し、硫化水素を生成する発熱反応におい
て有効である、微粒子状のコバルトモリブデン脱硫触媒
から形成されている。脱硫触媒は、コバルト及びモリブ
デンの相対的な量が、コバルトが少量成分でありモリブ
デンが多量成分である、という特徴を有していることが
好ましい。この触媒は、以下に述べる水素化分解触媒、
即ちモリブデンが多量成分でありコバルトが少量成分で
あって両成分の合計が脱硫触媒におけるこれらの成分の
合計よりも少ない水素化分解触媒と対比することができ
る。具体的には、以下に述べる好ましい脱硫触媒に関し
て、最初の脱硫触媒においては、モリブデンのコバルト
に対する比が約６：１である。水素化分解触媒において
はこの比はより低く、ここでは水素化分解触媒における
モリブデンのコバルトに対する比は約５：１である。最
初の段２４に組み込まれている触媒は、好ましくは、ア
ルミナ担持体上にコバルト４重量％及びモリブデン２４
重量％を含有する触媒である。この触媒は、ＫＦ−７５
７の名称でＡｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ
ＬＬＣから市販されている触媒であることができる。
この触媒は、前述のＡｌｄｒｉｄｇｅ他の特許において
一般に開示されているタイプの初期予備硫化工程を用い
て処理するのが好ましい。具体的には、この触媒をジメ
チルジスルフィドで予備硫化する。ジメチルジスルフィ
ドは、直留ジーゼルのような中間留分キャリヤーに２％
ジメチルジスルフィドの量で含ませることができる。触
媒２４を、適切な多孔板又はスクーリン状の格子板シス
テム２５で支持する。
【００１１】触媒床２４の直ぐ下に、耐火材料２８の比
較的薄く介在する蓄積物が存在する。この耐火材料は、
図示してあるように多孔板、スクーリン又は格子２９上
に支持することが可能である。あるいは、エレメント２
９を使用しないことも可能であり、その場合耐火材料は
下側触媒床の上に直接保持される。この耐火材料は、上
側触媒床と下側触媒床の間を分離しそして、熱容量が比
較的高く、供給流れが高い発熱反応が起こる第１触媒床
から低発熱反応又は吸熱反応でさえもある穏和な水素化
分解と更なる脱硫作用が行われる第２触媒床に流れる
際、滑らかに移行できるようにする。第２触媒床２５
は、下側排出用空間部３２を設けた多孔支持部３０で支
持されている。
較的薄く介在する蓄積物が存在する。この耐火材料は、
図示してあるように多孔板、スクーリン又は格子２９上
に支持することが可能である。あるいは、エレメント２
９を使用しないことも可能であり、その場合耐火材料は
下側触媒床の上に直接保持される。この耐火材料は、上
側触媒床と下側触媒床の間を分離しそして、熱容量が比
較的高く、供給流れが高い発熱反応が起こる第１触媒床
から低発熱反応又は吸熱反応でさえもある穏和な水素化
分解と更なる脱硫作用が行われる第２触媒床に流れる
際、滑らかに移行できるようにする。第２触媒床２５
は、下側排出用空間部３２を設けた多孔支持部３０で支
持されている。
【００１２】微粒子耐火材料２８は、形状が一般的には
回転楕円体であるシリカ粒子を含んで成るのが好まし
い。しかし、他の耐火材料も本発明の実施にあたって使
用可能である。そのような耐火物は当業者に公知であ
り、そしてその例として、ひだ付リング形状のアルファ
アルミナ粒子並びにリング状又は高空隙容量の突起付き
四角形状であってもよいニッケルモリブデンアルミナ粒
子が挙げられる。他の適切な耐火物の例としてアルミン
酸マグネシウム（ＭｇＡｌ2Ｏ4）が挙げられ、それは高
空隙分率を与える放射状に延長した開孔を有する一般的
に円形の錠剤の形状の粒子である。
回転楕円体であるシリカ粒子を含んで成るのが好まし
い。しかし、他の耐火材料も本発明の実施にあたって使
用可能である。そのような耐火物は当業者に公知であ
り、そしてその例として、ひだ付リング形状のアルファ
アルミナ粒子並びにリング状又は高空隙容量の突起付き
四角形状であってもよいニッケルモリブデンアルミナ粒
子が挙げられる。他の適切な耐火物の例としてアルミン
酸マグネシウム（ＭｇＡｌ2Ｏ4）が挙げられ、それは高
空隙分率を与える放射状に延長した開孔を有する一般的
に円形の錠剤の形状の粒子である。
【００１３】反応器からの脱硫した溶出液を、ライン３
４を経由して抜き出し、多段分離ゾーン１２及び１４に
通過させる。最初の分離段１２においては、脱硫及び脱
窒した生成物はライン３６を経由して抜き出し、更なる
工程のため製油所内の装置（図示せず）に送る。例え
ば、脱硫及び脱窒した生成物を、ライン３６を経由し
て、ジーゼル油又はナフサ留分又は流動接触分解装置で
更に処理するための留出物留分のような適切な製品にそ
の生成物を分別するための適切な分離システム（図示せ
ず）に抜き出す。より軽いガス成分はライン３８を経由
してガス分離器１４に送る。ガス分離器１４は、比較的
密度の高い硫化水素を、生成物流れの中の分子状水素か
ら、水素をライン４０を経由して反応器１０にリサイク
ルしそして硫化水素をライン４２を経由して次の処理の
ために抜き出しながら、分離するように機能する。
４を経由して抜き出し、多段分離ゾーン１２及び１４に
通過させる。最初の分離段１２においては、脱硫及び脱
窒した生成物はライン３６を経由して抜き出し、更なる
工程のため製油所内の装置（図示せず）に送る。例え
ば、脱硫及び脱窒した生成物を、ライン３６を経由し
て、ジーゼル油又はナフサ留分又は流動接触分解装置で
更に処理するための留出物留分のような適切な製品にそ
の生成物を分別するための適切な分離システム（図示せ
ず）に抜き出す。より軽いガス成分はライン３８を経由
してガス分離器１４に送る。ガス分離器１４は、比較的
密度の高い硫化水素を、生成物流れの中の分子状水素か
ら、水素をライン４０を経由して反応器１０にリサイク
ルしそして硫化水素をライン４２を経由して次の処理の
ために抜き出しながら、分離するように機能する。
【００１４】前に述べたように、温度は、脱硫反応の高
い発熱性のため、反応器中で均一ではなく、従って反応
器の温度は、重量平均床温度（ＷＡＢＴ）に関して特徴
づけられる。ＷＡＢＴは、次の式に従って、入り口温度
及びより高温の出口温度に関して定義される。
い発熱性のため、反応器中で均一ではなく、従って反応
器の温度は、重量平均床温度（ＷＡＢＴ）に関して特徴
づけられる。ＷＡＢＴは、次の式に従って、入り口温度
及びより高温の出口温度に関して定義される。
【００１５】 ＷＡＢＴ＝入口温度＋２／３（出口温度−入口温度） 以下に述べる実験データで示されるように、硫黄除去に
おけるこの工程の有効性は、温度依存性があり、最高の
水素化脱硫は、約３８０〜３８５℃の値に徐々に上昇す
る反応温度（ＷＡＢＴ）で起り、その点において効果は
平坦となり、温度がさらに上昇しても脱硫活性の増加は
殆どないか又は皆無となる。反応器は、約９４％及び好
ましくは９５％以上の比較的高脱硫率を達成するために
は、３７０°〜３８５℃の範囲内のＷＡＢＴで運転する
ことが好ましい。約３８５℃を超える温度を採用するこ
とは可能であるが、硫黄除去の点からは一般的にエネル
ギー効率が良くない。生成物の最小硫黄含有量は約４０
０℃の温度で起り、そしてこの温度は、通常、反応器の
運転に対する上限と考えられる。
おけるこの工程の有効性は、温度依存性があり、最高の
水素化脱硫は、約３８０〜３８５℃の値に徐々に上昇す
る反応温度（ＷＡＢＴ）で起り、その点において効果は
平坦となり、温度がさらに上昇しても脱硫活性の増加は
殆どないか又は皆無となる。反応器は、約９４％及び好
ましくは９５％以上の比較的高脱硫率を達成するために
は、３７０°〜３８５℃の範囲内のＷＡＢＴで運転する
ことが好ましい。約３８５℃を超える温度を採用するこ
とは可能であるが、硫黄除去の点からは一般的にエネル
ギー効率が良くない。生成物の最小硫黄含有量は約４０
０℃の温度で起り、そしてこの温度は、通常、反応器の
運転に対する上限と考えられる。
【００１６】図２〜７に、本明細書中で触媒Ａ及びＢと
名付けた二つの好ましい触媒を採用して実施した脱硫試
験について得られた実験結果を示す。触媒ＡはＫＦ−７
５７の名称でＡｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ Ｃａｔａｌｙｓｔ
ｓ ＬＬＣから入手でき、そしてこの触媒は、前に示し
たように、アルミナ担体上に約４％のコバルト、約２４
％のモリブデン及び２％のリンを含んで成るコバルトモ
リブデン触媒である。詳細には、アルミナ担体は、粒子
状アルミナであってコバルトモリブデン触媒の全複合物
の約７０重量％を構成している。この触媒は、高効率の
水素化脱硫触媒であり、発熱反応によって有機化合物か
ら硫黄及び窒素を効率的に除去する。
名付けた二つの好ましい触媒を採用して実施した脱硫試
験について得られた実験結果を示す。触媒ＡはＫＦ−７
５７の名称でＡｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ Ｃａｔａｌｙｓｔ
ｓ ＬＬＣから入手でき、そしてこの触媒は、前に示し
たように、アルミナ担体上に約４％のコバルト、約２４
％のモリブデン及び２％のリンを含んで成るコバルトモ
リブデン触媒である。詳細には、アルミナ担体は、粒子
状アルミナであってコバルトモリブデン触媒の全複合物
の約７０重量％を構成している。この触媒は、高効率の
水素化脱硫触媒であり、発熱反応によって有機化合物か
ら硫黄及び窒素を効率的に除去する。
【００１７】反応器の第２段で使用する触媒（触媒Ｂ）
は、若干の脱硫活性を有すると共に若干の穏和な水素化
分解活性を有しているシリカ−アルミナ−ホウ素担持上
のコバルトモリブデン触媒である。ここで、コバルト成
分及びモリブデン成分は、触媒全量の約８２重量％を構
成するシリカ、アルミナ及びホウ素の担体とともにそれ
ぞれ約３％及び１５％の量で存在する。シリカ−アルミ
ナ−ホウ素担持体は比較的強い酸性を有しており、触媒
Ａのアルミナ担持体よりも実質的により強い酸である。
触媒ＢはＫＦ−１０２２の名称でＡｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ
Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＬＬＣから入手できる。
は、若干の脱硫活性を有すると共に若干の穏和な水素化
分解活性を有しているシリカ−アルミナ−ホウ素担持上
のコバルトモリブデン触媒である。ここで、コバルト成
分及びモリブデン成分は、触媒全量の約８２重量％を構
成するシリカ、アルミナ及びホウ素の担体とともにそれ
ぞれ約３％及び１５％の量で存在する。シリカ−アルミ
ナ−ホウ素担持体は比較的強い酸性を有しており、触媒
Ａのアルミナ担持体よりも実質的により強い酸である。
触媒ＢはＫＦ−１０２２の名称でＡｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ
Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＬＬＣから入手できる。
【００１８】本発明に関して実施した実験操作におい
て、触媒Ａ及び触媒Ｂ として上に記載した触媒の各種
の混合物による水素化脱硫活性を、常圧ガスオイル（Ａ
ＧＯ）、軽循環油（ＬＣＯ）及び 常圧ガスオイルと軽
循環油の混合物として特徴づけられる留出物留分を含ん
で成る原料を使用して実施した試験によって測定した。
図２に、℃単位の温度Ｔの関数として留出物Ｄの容積％
をプロットした、常圧ガスオイルと軽循環油の混合物の
蒸留曲線を示す。図２に、触媒Ａ４０％と触媒Ｂ６０％
△、触媒Ａ２０％と触媒Ｂ８０％（好ましい適切な触
媒処方）並びにコバルトモリブデン触媒（触媒Ｂ）１０
０％、即ち最初のコバルトモリブデン脱硫段用触媒を含
まない触媒を包含する各種の触媒系に使用される前記混
合物の蒸留曲線を示す。図２を吟味すると、数種の試験
手順用の供給原料は、５％沸点が約２１８℃であり、９
５％沸点が約４５４℃であるという特徴を有するほぼ同
一の沸点曲線を有することが分かる。
て、触媒Ａ及び触媒Ｂ として上に記載した触媒の各種
の混合物による水素化脱硫活性を、常圧ガスオイル（Ａ
ＧＯ）、軽循環油（ＬＣＯ）及び 常圧ガスオイルと軽
循環油の混合物として特徴づけられる留出物留分を含ん
で成る原料を使用して実施した試験によって測定した。
図２に、℃単位の温度Ｔの関数として留出物Ｄの容積％
をプロットした、常圧ガスオイルと軽循環油の混合物の
蒸留曲線を示す。図２に、触媒Ａ４０％と触媒Ｂ６０％
△、触媒Ａ２０％と触媒Ｂ８０％（好ましい適切な触
媒処方）並びにコバルトモリブデン触媒（触媒Ｂ）１０
０％、即ち最初のコバルトモリブデン脱硫段用触媒を含
まない触媒を包含する各種の触媒系に使用される前記混
合物の蒸留曲線を示す。図２を吟味すると、数種の試験
手順用の供給原料は、５％沸点が約２１８℃であり、９
５％沸点が約４５４℃であるという特徴を有するほぼ同
一の沸点曲線を有することが分かる。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１に、常圧ガスオイル、軽循環油及びこ
れら二種の留出物の混合物の供給分析値を示すと共に、
これらそれぞれの留分中の硫黄量も示す。
れら二種の留出物の混合物の供給分析値を示すと共に、
これらそれぞれの留分中の硫黄量も示す。
【００２１】実験操作においては、触媒をジメチルジス
ルフィドで予備硫化処理し、そして軽循環油４３容量％
及び常圧ガス油５７容量％の供給混合物を使用して各種
の触媒形態で試験を行った。実験操作においては、実験
用反応器を室温で６００ｐｓｉの圧力に加圧した。最
初、反応器への流体を、触媒粒子を確実に完全湿潤させ
る目的で上昇流方式で流した。この方式で一度、直留デ
ィーゼル油を、液が反応器の頭部から流出することが観
察され、反応器中の触媒が完全に湿潤したことが確認さ
れるまで液空間速度（ＬＨＳＶ）が２．０ｈｒ-1の速度
で反応器中にポンプで注入した。次いで装置を下降流操
作に設定し、２％のＤＭＤＳを含む直留ディーゼル油を
含んで成る予備硫化用の流れを、ＬＨＳＶ１．８１ｈｒ
-1で反応器にポンプで流入した。予備硫化操作は、温度
を１時間当たり２５℃の割合で２９０℃に上昇させ、そ
の温度を９時間２９０℃に保持して実施した。次いで温
度を時間当たり１０℃の割合で３１０℃に上昇させ、温
度を２時間３１０℃に一定に保持した。この段階で触媒
の予備硫化処理は終了したと考えられる。
ルフィドで予備硫化処理し、そして軽循環油４３容量％
及び常圧ガス油５７容量％の供給混合物を使用して各種
の触媒形態で試験を行った。実験操作においては、実験
用反応器を室温で６００ｐｓｉの圧力に加圧した。最
初、反応器への流体を、触媒粒子を確実に完全湿潤させ
る目的で上昇流方式で流した。この方式で一度、直留デ
ィーゼル油を、液が反応器の頭部から流出することが観
察され、反応器中の触媒が完全に湿潤したことが確認さ
れるまで液空間速度（ＬＨＳＶ）が２．０ｈｒ-1の速度
で反応器中にポンプで注入した。次いで装置を下降流操
作に設定し、２％のＤＭＤＳを含む直留ディーゼル油を
含んで成る予備硫化用の流れを、ＬＨＳＶ１．８１ｈｒ
-1で反応器にポンプで流入した。予備硫化操作は、温度
を１時間当たり２５℃の割合で２９０℃に上昇させ、そ
の温度を９時間２９０℃に保持して実施した。次いで温
度を時間当たり１０℃の割合で３１０℃に上昇させ、温
度を２時間３１０℃に一定に保持した。この段階で触媒
の予備硫化処理は終了したと考えられる。
【００２２】初期の脱硫処理実験は、図３〜５に示す凡
例(legend) で示す１００％触媒Ｂ、凡例(legend) □
で示す触媒Ａ／Ｂの２０／８０混合物、凡例△及び で
示す触媒Ａ／Ｂの４０／６０の比での２実験の触媒処方
を用いて実施した。この脱硫実験においては、温度を時
間当たり１℃の速度で設計実験温度に上昇させ、次いで
３日間この設計実験温度に保持した。反応器への水素の
流れを、６００ｐｓｉｇの水素分圧に、そして７００℃
でバーレル当たり１８５０標準立方フィートの速度に相
当する１分当たり１０００標準ミリリットルの速度に維
持した。供給原料は３６２℃、３７２℃、３８２℃、３
９２℃及び４０２℃の反応温度で、ＬＨＳＶが１．８１
-1の速度で導入した。
例(legend) で示す１００％触媒Ｂ、凡例(legend) □
で示す触媒Ａ／Ｂの２０／８０混合物、凡例△及び で
示す触媒Ａ／Ｂの４０／６０の比での２実験の触媒処方
を用いて実施した。この脱硫実験においては、温度を時
間当たり１℃の速度で設計実験温度に上昇させ、次いで
３日間この設計実験温度に保持した。反応器への水素の
流れを、６００ｐｓｉｇの水素分圧に、そして７００℃
でバーレル当たり１８５０標準立方フィートの速度に相
当する１分当たり１０００標準ミリリットルの速度に維
持した。供給原料は３６２℃、３７２℃、３８２℃、３
９２℃及び４０２℃の反応温度で、ＬＨＳＶが１．８１
-1の速度で導入した。
【００２３】軽循環油４３容量％及び常圧ガスオイル５
７容量％の混合物からの硫黄除去に関するこれらの試験
の結果を図３及び図４に示す。図３においては、横軸の
℃単位のＷＡＢＴに対して、％水素化脱硫、ＨＤＳが縦
軸にプロットしてある。図４においては、横軸にプロッ
トした℃単位のＷＡＢＴに対して、硫黄含有量Ｓが、反
応器から回収した生成物中のｐｐｍ単位で、縦軸にプロ
ットしてある。図３及び図４を吟味すると分かるよう
に、触媒Ａ／触媒Ｂが２０／８０の形態(configuratio
n)は、３６２℃、３７２℃及び３８２℃の最初の３つの
反応温度に渉って実質的により良好な水素化脱硫活性を
示す。この系はまた、個々の温度でその他の触媒処方よ
りも良好な水素化脱硫を示すことに加えて、３６２℃〜
３８２℃の温度範囲を通して実質的に水素化脱硫活性の
増加を示した。３９２℃及び４０２℃の温度における最
後の２実験によって示すように、水素化脱硫活性は、一
般的に、温度のそれ以上の上昇に対しては頭打ちする傾
向があり、水素化脱硫活性は殆ど又は全く増加しなかっ
た。
７容量％の混合物からの硫黄除去に関するこれらの試験
の結果を図３及び図４に示す。図３においては、横軸の
℃単位のＷＡＢＴに対して、％水素化脱硫、ＨＤＳが縦
軸にプロットしてある。図４においては、横軸にプロッ
トした℃単位のＷＡＢＴに対して、硫黄含有量Ｓが、反
応器から回収した生成物中のｐｐｍ単位で、縦軸にプロ
ットしてある。図３及び図４を吟味すると分かるよう
に、触媒Ａ／触媒Ｂが２０／８０の形態(configuratio
n)は、３６２℃、３７２℃及び３８２℃の最初の３つの
反応温度に渉って実質的により良好な水素化脱硫活性を
示す。この系はまた、個々の温度でその他の触媒処方よ
りも良好な水素化脱硫を示すことに加えて、３６２℃〜
３８２℃の温度範囲を通して実質的に水素化脱硫活性の
増加を示した。３９２℃及び４０２℃の温度における最
後の２実験によって示すように、水素化脱硫活性は、一
般的に、温度のそれ以上の上昇に対しては頭打ちする傾
向があり、水素化脱硫活性は殆ど又は全く増加しなかっ
た。
【００２４】図５に、４００〜６８０゜Ｆの沸点範囲を
有するジーゼル油留分中に残留する硫黄の結果を示す。
ここでは、横軸の℃単位のＷＡＢＴに対して硫黄の量Ｓ
が、反応器からの生成物中のｐｐｍ単位で、縦軸にプロ
ットしてある。データの点△が示すように、一つの触媒
Ａ／Ｂが４０／６０の処方の場合は、ＷＡＢＴが３６２
゜〜４０２℃の試験範囲に亘って硫黄含有量は殆ど直線
的に減少する。データ点 で示す他方の触媒Ａ／Ｂが４
０／６０の処方の場合は、残留硫黄値は試験範囲に亘っ
てさらにより低い値であったが、最後の２つのデ−タ点
は図３及び４に示す試験結果の場合に類似して一般的に
頭打ちとなった。この場合には、 で示す触媒Ａ／Ｂが
２０／８０の処方の場合は、一般的に、 で示す１００
％触媒Ａ処方と類似の結果であった。
有するジーゼル油留分中に残留する硫黄の結果を示す。
ここでは、横軸の℃単位のＷＡＢＴに対して硫黄の量Ｓ
が、反応器からの生成物中のｐｐｍ単位で、縦軸にプロ
ットしてある。データの点△が示すように、一つの触媒
Ａ／Ｂが４０／６０の処方の場合は、ＷＡＢＴが３６２
゜〜４０２℃の試験範囲に亘って硫黄含有量は殆ど直線
的に減少する。データ点 で示す他方の触媒Ａ／Ｂが４
０／６０の処方の場合は、残留硫黄値は試験範囲に亘っ
てさらにより低い値であったが、最後の２つのデ−タ点
は図３及び４に示す試験結果の場合に類似して一般的に
頭打ちとなった。この場合には、 で示す触媒Ａ／Ｂが
２０／８０の処方の場合は、一般的に、 で示す１００
％触媒Ａ処方と類似の結果であった。
【００２５】図６に、２０／８０（ ）、４０／６０
（△）及び１００％Ｂ（ ）触媒系に関する、軽循環油
４３％及び常圧ガスオイル５３％の複合混合物からの窒
素除去の試験結果を示す。図６は、横軸の℃単位のＷＡ
ＢＴに対する、縦軸の生成物のｐｐｍ単位での窒素含有
量Ｎのプロットである。図に示すように、この３つの触
媒系は、窒素除去に関して、一般的に、より低い３つの
温度３６２゜、３７２゜及び３８２℃で行った硫黄除去
試験において示された結果に一致し、生成物流れ中の窒
素は徐々に低下しており、そして３９２゜及び４０２℃
のより高い２点の温度における試験は、脱硫工程に関し
て前に記載したように、特徴的な除去の頭打ちを示す。
（△）及び１００％Ｂ（ ）触媒系に関する、軽循環油
４３％及び常圧ガスオイル５３％の複合混合物からの窒
素除去の試験結果を示す。図６は、横軸の℃単位のＷＡ
ＢＴに対する、縦軸の生成物のｐｐｍ単位での窒素含有
量Ｎのプロットである。図に示すように、この３つの触
媒系は、窒素除去に関して、一般的に、より低い３つの
温度３６２゜、３７２゜及び３８２℃で行った硫黄除去
試験において示された結果に一致し、生成物流れ中の窒
素は徐々に低下しており、そして３９２゜及び４０２℃
のより高い２点の温度における試験は、脱硫工程に関し
て前に記載したように、特徴的な除去の頭打ちを示す。
【００２６】上に記載した実験から分かるように、少量
の触媒Ａ、即ち最初の段におけるコバルトモリブデン脱
硫触媒、及び比較的多量の触媒Ｂ（後の段におけるコバ
ルトモリブデン触媒）を含有する反応器用調合物は、一
般的に言って硫黄除去に関しては最高の結果を示しそし
て窒素除去に関してはある程度までの結果を示す。この
ことは熱利用の工業的により高い効率を意味するある程
度低い運転温度と調和させる場合に特に重要である。反
応器の好ましい重量平均床温度は３６０〜３９０℃の範
囲内であり、そして温度をこの水準を超えて上昇させる
ことも可能であるけれども、より高い温度とそれに伴う
より高い運転コストに伴う脱硫（又は脱窒）活性の増加
は殆どないか皆無である。３７０℃レベル未満の温度に
おいては、水素化脱硫効率が小さくなる傾向にあり、水
素化処理器の生成物中に残留する硫黄が比較的高レベル
となる。
の触媒Ａ、即ち最初の段におけるコバルトモリブデン脱
硫触媒、及び比較的多量の触媒Ｂ（後の段におけるコバ
ルトモリブデン触媒）を含有する反応器用調合物は、一
般的に言って硫黄除去に関しては最高の結果を示しそし
て窒素除去に関してはある程度までの結果を示す。この
ことは熱利用の工業的により高い効率を意味するある程
度低い運転温度と調和させる場合に特に重要である。反
応器の好ましい重量平均床温度は３６０〜３９０℃の範
囲内であり、そして温度をこの水準を超えて上昇させる
ことも可能であるけれども、より高い温度とそれに伴う
より高い運転コストに伴う脱硫（又は脱窒）活性の増加
は殆どないか皆無である。３７０℃レベル未満の温度に
おいては、水素化脱硫効率が小さくなる傾向にあり、水
素化処理器の生成物中に残留する硫黄が比較的高レベル
となる。
【００２７】図７に、凡例 で示す触媒Ａ／Ｂが２０／
８０の触媒系、凡例△で示す触媒Ａ／Ｂが４０／６０の
触媒系及び凡例 で示す１００％触媒Ｂの触媒系に対す
る標準化(normalized)温度を示す。図７においては、標
準化した℃単位の穏和な水素化分解温度（Ｔ）が、横軸
にプロットしたパイロットプラント反応器の稼働日数
（Ｄ）に対して縦軸にプロットしてある。標準化温度を
得るために、製造物中の基準硫黄含量５００ｐｐｍ、空
間速度（ＬＨＳＶ）１．８１ｈｒ-1、及び活性化エネル
ギー２７０００カロリー／モルを用い３種の触媒全てに
１．３２の反応次数を使用した。図７に示したデータを
吟味すると分かるように、２０／８０系は、製造実験の
開始後の最初の約半分の時間その他の２つの触媒系より
も一般的に言って幾分高い効率を示した（より低い標準
化温度によって示されているように）。その後、２０／
８０触媒系は単一成分の触媒系と効率がほぼ等しくな
り、そして触媒Ａ／触媒Ｂが４０／６０の触媒系よりも
実験全体を通して幾分より高い効率を保っていた。この
ように、約２０／８０コバルトモリブデン脱硫／コバル
トモリブデン水素化分解触媒系という好ましい触媒成分
が、脱硫に関してのみならず穏和な水素化分解効率に関
しても有利性を示した。
８０の触媒系、凡例△で示す触媒Ａ／Ｂが４０／６０の
触媒系及び凡例 で示す１００％触媒Ｂの触媒系に対す
る標準化(normalized)温度を示す。図７においては、標
準化した℃単位の穏和な水素化分解温度（Ｔ）が、横軸
にプロットしたパイロットプラント反応器の稼働日数
（Ｄ）に対して縦軸にプロットしてある。標準化温度を
得るために、製造物中の基準硫黄含量５００ｐｐｍ、空
間速度（ＬＨＳＶ）１．８１ｈｒ-1、及び活性化エネル
ギー２７０００カロリー／モルを用い３種の触媒全てに
１．３２の反応次数を使用した。図７に示したデータを
吟味すると分かるように、２０／８０系は、製造実験の
開始後の最初の約半分の時間その他の２つの触媒系より
も一般的に言って幾分高い効率を示した（より低い標準
化温度によって示されているように）。その後、２０／
８０触媒系は単一成分の触媒系と効率がほぼ等しくな
り、そして触媒Ａ／触媒Ｂが４０／６０の触媒系よりも
実験全体を通して幾分より高い効率を保っていた。この
ように、約２０／８０コバルトモリブデン脱硫／コバル
トモリブデン水素化分解触媒系という好ましい触媒成分
が、脱硫に関してのみならず穏和な水素化分解効率に関
しても有利性を示した。
【００２８】本発明の特定の実施態様を記述したが、そ
れらの修正が当業者に示唆され得ること、そしてそのよ
うな修正はすべて添付の請求項の範囲内に属するよう意
図されていることが理解さるべきである。
れらの修正が当業者に示唆され得ること、そしてそのよ
うな修正はすべて添付の請求項の範囲内に属するよう意
図されていることが理解さるべきである。
【００２９】以下に、本発明の本質的な特徴及び好まし
い態様を列挙する。 １． ａ．硫黄及び炭化水素を含有するプロセス流れ
を、多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、コバルトモ
リブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と接触して
通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、コバルトモリブデン
水素化分解触媒を含んで成る次の触媒段を通過させるこ
と、そして、 ｄ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素化処理反応
器から抜き出すことを含んで成り、最初の触媒段に存在
する該コバルトモリブデン触媒は該最初の及び該次の触
媒段階中の触媒の複合物の１０〜４０重量％を構成し、
そして次の触媒段階に存在する該コバルトモリブデン触
媒は該コバルトモリブデン脱硫触媒及び該コバルトモリ
ブデン触媒の複合物の６０〜９０％を構成している、多
段水素添加方法。 ２． 該コバルトモリブデン水素化分解触媒を有する該
次の触媒段が、該水素処理反応器の中間セクターによっ
て、該コバルトモリブデン脱硫触媒を有する該最初の触
媒段から分離される、上記１項に記載の方法。 ３． 該中間セクターが、不活性な微粒子状耐火性物質
を含有している、上記２項に記載の方法。 ４． 該不活性な微粒子状耐火性物質がシリカ粒子を含
んで成る、上記３項に記載の方法。 ５． 該シリカ粒子が楕円形である、上記４項に記載の
方法。 ６． 該コバルトモリブデン脱硫触媒がアルミナ担体に
担持され、そして該コバルトモリブデン水素化分解触媒
が、該コバルトモリブデン脱硫触媒の担体より大きい酸
性を有するシリカ／アルミナ担体に担持されている上記
１項に記載の方法。 ７． 該最初の触媒段中の該コバルトモリブデン脱硫触
媒が、該コバルトモリブデン触媒の全複合量の約１０〜
２０％を構成し、そして該コバルトモリブデン水素化分
解触媒が、該コバルトモリブデン触媒の全複合量の約８
０〜９０％を構成する、上記６項に記載の方法。 ８． 該コバルトモリブデン脱硫触媒が、該プロセス流
れの該触媒への供給に先立って、硫黄を含有する炭化水
素との接触によって予備硫化される、上記１項に記載の
方法。 ９． 該硫黄を含有する炭化水素が、ジメチルジスルフ
ィドである、上記８項に記載の方法。 １０． 該硫黄を含有する供給原料が、常圧ガスオイル
留分である、上記１項に記載の方法。 １１． 該硫黄を含有する供給原料が、軽循環油留分で
ある、上記１項に記載の方法。 １２． 該硫黄を含有する供給原料が、常圧ガスオイル
留分と軽循環油留分の混合物を含んで成る、上記１項に
記載の方法。 １３． 該反応器の重量平均床温度が、３６０〜３９０
℃の範囲内である、上記１項に記載の方法。 １４． 該反応器の重量平均床温度が、３７０〜３８５
℃の範囲内である、上記１３項に記載の方法。 １５． ａ．硫黄及び水素を含有するプロセス流れを、
多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、少量のコバ
ルトモリブデン該を含んで成る最初の触媒段と接触して
通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、該反応器内におい
て、該最初の触媒段の移動経路より少ない移動経路を有
し、そして熱容量が低い不活性な微粒子状耐火性物質を
含有している中間不活性ゾーンを通過させること、 ｄ． その後、該プロセス流れを、多量のコバルトモリ
ブデン水素化分解触媒を含んで成る次の触媒段を通過さ
せること、そして、 ｅ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素処理反応器
から抜き出すことを含んで成る多段水素添加方法。 １６． 該最初の触媒段中の該脱硫触媒が、該脱硫触媒
及び該水素化分解触媒の全複合物の約１０〜３０％を構
成し、そして該水素化分解触媒が、該脱硫触媒及び該水
素化分解触媒の全複合量の約７０〜９０％を構成する、
上記１５項に記載の方法。 １７． 該プロセス流れが、初留点５％と終留点９５％
を、２００℃〜５００℃の範囲内に有する、上記１６項
に記載の方法。 １８． 該脱硫触媒がアルミナ担体に担持され、そして
該水素化分解触媒が、該脱硫触媒の担体より大きい酸性
を有するシリカ／アルミナ担体に担持される、上記１７
項に記載の方法。 １９． 該不活性微粒子状物質が、形が楕円形であるシ
リカ粒子を含んで成る、上記１８項に記載の方法。 ２０． 該反応器の重量平均床温度が、３６０〜３９０
℃の範囲内である、上記１８項に記載の方法。 ２１． ａ．硫黄及び水素を含有するプロセス流れを、
多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、少量のコバ
ルトモリブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と接
触して通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、多量のコバルトモリ
ブデン水素化分解触媒を含んで成る次の触媒床を通過さ
せること、そして、 ｄ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素処理反応器
から抜き出すことを含んで成り、該脱硫触媒のモリブデ
ン含量がそのコバルト含量より大きく、該水素化分解触
媒のモリブデン含量がそのコバルト含量より大きく、該
水素化分解触媒中のモリブデンとコバルトの合計が該脱
硫触媒中のモリブデンとコバルトの合計より少ない、多
段水素添加方法。 ２２． 該最初の触媒段中の該脱硫触媒が、該脱硫触媒
及び該水素化分解触媒の全複合物の約１０〜３０％を構
成し、そして該水素化分解触媒が、該脱硫触媒及び該水
素化分解触媒の全複合量の約７０〜９０％を構成する、
上記２１項に記載の方法。 ２３． 該最初の触媒段と該次の触媒段が、移動経路が
最初の触媒段の移動経路より少なくそして不活性粒子状
耐火性材料を含有する、反応器内の中間不活性ゾーンに
より分離されている、上記２２項に記載の方法。 ２４． 最初の脱硫触媒におけるモリブデンのコバルト
に対する比が約６：１であり、水素化分解触媒における
モリブデンのコバルトに対する比が約５：１である、上
記２３項に記載の方法。
い態様を列挙する。 １． ａ．硫黄及び炭化水素を含有するプロセス流れ
を、多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、コバルトモ
リブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と接触して
通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、コバルトモリブデン
水素化分解触媒を含んで成る次の触媒段を通過させるこ
と、そして、 ｄ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素化処理反応
器から抜き出すことを含んで成り、最初の触媒段に存在
する該コバルトモリブデン触媒は該最初の及び該次の触
媒段階中の触媒の複合物の１０〜４０重量％を構成し、
そして次の触媒段階に存在する該コバルトモリブデン触
媒は該コバルトモリブデン脱硫触媒及び該コバルトモリ
ブデン触媒の複合物の６０〜９０％を構成している、多
段水素添加方法。 ２． 該コバルトモリブデン水素化分解触媒を有する該
次の触媒段が、該水素処理反応器の中間セクターによっ
て、該コバルトモリブデン脱硫触媒を有する該最初の触
媒段から分離される、上記１項に記載の方法。 ３． 該中間セクターが、不活性な微粒子状耐火性物質
を含有している、上記２項に記載の方法。 ４． 該不活性な微粒子状耐火性物質がシリカ粒子を含
んで成る、上記３項に記載の方法。 ５． 該シリカ粒子が楕円形である、上記４項に記載の
方法。 ６． 該コバルトモリブデン脱硫触媒がアルミナ担体に
担持され、そして該コバルトモリブデン水素化分解触媒
が、該コバルトモリブデン脱硫触媒の担体より大きい酸
性を有するシリカ／アルミナ担体に担持されている上記
１項に記載の方法。 ７． 該最初の触媒段中の該コバルトモリブデン脱硫触
媒が、該コバルトモリブデン触媒の全複合量の約１０〜
２０％を構成し、そして該コバルトモリブデン水素化分
解触媒が、該コバルトモリブデン触媒の全複合量の約８
０〜９０％を構成する、上記６項に記載の方法。 ８． 該コバルトモリブデン脱硫触媒が、該プロセス流
れの該触媒への供給に先立って、硫黄を含有する炭化水
素との接触によって予備硫化される、上記１項に記載の
方法。 ９． 該硫黄を含有する炭化水素が、ジメチルジスルフ
ィドである、上記８項に記載の方法。 １０． 該硫黄を含有する供給原料が、常圧ガスオイル
留分である、上記１項に記載の方法。 １１． 該硫黄を含有する供給原料が、軽循環油留分で
ある、上記１項に記載の方法。 １２． 該硫黄を含有する供給原料が、常圧ガスオイル
留分と軽循環油留分の混合物を含んで成る、上記１項に
記載の方法。 １３． 該反応器の重量平均床温度が、３６０〜３９０
℃の範囲内である、上記１項に記載の方法。 １４． 該反応器の重量平均床温度が、３７０〜３８５
℃の範囲内である、上記１３項に記載の方法。 １５． ａ．硫黄及び水素を含有するプロセス流れを、
多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、少量のコバ
ルトモリブデン該を含んで成る最初の触媒段と接触して
通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、該反応器内におい
て、該最初の触媒段の移動経路より少ない移動経路を有
し、そして熱容量が低い不活性な微粒子状耐火性物質を
含有している中間不活性ゾーンを通過させること、 ｄ． その後、該プロセス流れを、多量のコバルトモリ
ブデン水素化分解触媒を含んで成る次の触媒段を通過さ
せること、そして、 ｅ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素処理反応器
から抜き出すことを含んで成る多段水素添加方法。 １６． 該最初の触媒段中の該脱硫触媒が、該脱硫触媒
及び該水素化分解触媒の全複合物の約１０〜３０％を構
成し、そして該水素化分解触媒が、該脱硫触媒及び該水
素化分解触媒の全複合量の約７０〜９０％を構成する、
上記１５項に記載の方法。 １７． 該プロセス流れが、初留点５％と終留点９５％
を、２００℃〜５００℃の範囲内に有する、上記１６項
に記載の方法。 １８． 該脱硫触媒がアルミナ担体に担持され、そして
該水素化分解触媒が、該脱硫触媒の担体より大きい酸性
を有するシリカ／アルミナ担体に担持される、上記１７
項に記載の方法。 １９． 該不活性微粒子状物質が、形が楕円形であるシ
リカ粒子を含んで成る、上記１８項に記載の方法。 ２０． 該反応器の重量平均床温度が、３６０〜３９０
℃の範囲内である、上記１８項に記載の方法。 ２１． ａ．硫黄及び水素を含有するプロセス流れを、
多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、少量のコバ
ルトモリブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と接
触して通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、多量のコバルトモリ
ブデン水素化分解触媒を含んで成る次の触媒床を通過さ
せること、そして、 ｄ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素処理反応器
から抜き出すことを含んで成り、該脱硫触媒のモリブデ
ン含量がそのコバルト含量より大きく、該水素化分解触
媒のモリブデン含量がそのコバルト含量より大きく、該
水素化分解触媒中のモリブデンとコバルトの合計が該脱
硫触媒中のモリブデンとコバルトの合計より少ない、多
段水素添加方法。 ２２． 該最初の触媒段中の該脱硫触媒が、該脱硫触媒
及び該水素化分解触媒の全複合物の約１０〜３０％を構
成し、そして該水素化分解触媒が、該脱硫触媒及び該水
素化分解触媒の全複合量の約７０〜９０％を構成する、
上記２１項に記載の方法。 ２３． 該最初の触媒段と該次の触媒段が、移動経路が
最初の触媒段の移動経路より少なくそして不活性粒子状
耐火性材料を含有する、反応器内の中間不活性ゾーンに
より分離されている、上記２２項に記載の方法。 ２４． 最初の脱硫触媒におけるモリブデンのコバルト
に対する比が約６：１であり、水素化分解触媒における
モリブデンのコバルトに対する比が約５：１である、上
記２３項に記載の方法。
【図１】２段水素処理器を組み込んだ留出物水素処理シ
ステムの略図である。
ステムの略図である。
【図２】本発明に関する実施例で用いた供給原料の複合
蒸留曲線である。
蒸留曲線である。
【図３】多成分触媒系に関する、水素化脱硫活性対反応
器温度の点プロットである。
器温度の点プロットである。
【図４】図３で描いた触媒系に関する、生成物の硫黄含
量対反応器温度のプロットである。
量対反応器温度のプロットである。
【図５】反応器温度の関数としてのジーゼルオイル留分
中の生成物の硫黄含量のプロットである。
中の生成物の硫黄含量のプロットである。
【図６】種々の単一成分及び多成分触媒系に関する、生
成物の窒素含量対反応器温度のプロットである。
成物の窒素含量対反応器温度のプロットである。
【図７】種々の多成分及び単一成分触媒系に関する、稼
働日数に対する標準化した穏和な水素化分解の温度のプ
ロットである。
働日数に対する標準化した穏和な水素化分解の温度のプ
ロットである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チヤールズ・アレン・カムオクス アメリカ合衆国テキサス州77059ヒユース トン・ロブロリーベイコート17114 (72)発明者 コーンラート・ジヤツク・ヘルブート アメリカ合衆国テキサス州77027ヒユース トン・ウエストアラバマナンバー5107 3805 (72)発明者 ジヨー・デイビツド・ハンター アメリカ合衆国テキサス州フレンズウツ ド・ルシアンレーン4322 Ｆターム(参考） 4H029 CA00 DA00 DA09 DA12
Claims (3)
- 【請求項１】 ａ．硫黄及び炭化水素を含有するプロセ
ス流れを、多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、コバルトモ
リブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と接触して
通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、コバルトモリブデン
水素化分解触媒を含んで成る次の触媒段を通過させるこ
と、そして、 ｄ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素化処理反応
器から抜き出すことを含んで成り、最初の触媒段に存在
する該コバルトモリブデン触媒は該最初の及び該次の触
媒段中の触媒の複合物の１０〜４０重量％を構成し、そ
して次の触媒段に存在する該コバルトモリブデン触媒は
該コバルトモリブデン脱硫触媒及び該コバルトモリブデ
ン触媒の複合物の６０〜９０％を構成している、多段水
素添加方法。 - 【請求項２】 ａ．硫黄及び水素を含有するプロセス流
れを、多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、少量のコバ
ルトモリブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と接
触して通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、該反応器内におい
て、該最初の触媒段の移動経路より少ない移動経路を有
し、そして熱容量が低い不活性な微粒子状耐火性物質を
含有している中間不活性ゾーンを通過させること、 ｄ． その後、該プロセス流れを、多量のコバルトモリ
ブデン水素化分解触媒を含んで成る次の触媒段を通過さ
せること、そして、 ｅ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素処理反応器
から抜き出すことを含んで成る多段水素添加方法。 - 【請求項３】 ａ．硫黄及び水素を含有するプロセス流
れを、多段水素処理反応器に供給すること、 ｂ． 該反応器内部で、該プロセス流れを、少量のコバ
ルトモリブデン脱硫触媒を含んで成る最初の触媒段と接
触して通過させること、 ｃ． その後、該プロセス流れを、多量のコバルトモリ
ブデン水素化分解触媒を含んで成る次の触媒床を通過さ
せること、そして、 ｄ． 硫黄含量が減少した流出流れを該水素処理反応器
から抜き出すことを含んで成り、該脱硫触媒のモリブデ
ン含量がそのコバルト含量より大きく、該水素化分解触
媒のモリブデン含量がそのコバルト含量より大きく、該
水素化分解触媒中のモリブデンとコバルトの合計が該脱
硫触媒中のモリブデンとコバルトの合計より少ない、多
段水素添加方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/803781 | 2001-03-12 | ||
| US09/803,781 US6447673B1 (en) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | Hydrofining process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002322484A true JP2002322484A (ja) | 2002-11-08 |
Family
ID=25187406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002063793A Withdrawn JP2002322484A (ja) | 2001-03-12 | 2002-03-08 | 水素添加方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6447673B1 (ja) |
| EP (1) | EP1390442A2 (ja) |
| JP (1) | JP2002322484A (ja) |
| AU (1) | AU2002306242A1 (ja) |
| WO (1) | WO2002072730A2 (ja) |
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| US20070289899A1 (en) * | 2006-06-14 | 2007-12-20 | Fina Technology, Inc. | Stacked bed hydrotreating reactor system |
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|---|---|---|---|---|
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| US4435275A (en) * | 1982-05-05 | 1984-03-06 | Mobil Oil Corporation | Hydrocracking process for aromatics production |
| FR2538814B1 (fr) * | 1982-12-30 | 1986-06-27 | Inst Francais Du Petrole | Procede de traitement d'une huile lourde ou d'une fraction d'huile lourde pour les convertir en fractions plus legeres |
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| US4755280A (en) * | 1985-07-31 | 1988-07-05 | Exxon Research And Engineering Company | Process for improving the color and oxidation stability of hydrocarbon streams containing multi-ring aromatic and hydroaromatic hydrocarbons |
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