JP2014173025A - 減圧軽油の水素化精製方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い脱硫活性および脱窒素活性を示す、減圧軽油の水素化精製方法を提供する。
【解決手段】アルミナを含む耐火性無機酸化物に有機溶媒に溶解したチタンアルコキシドを原料としてゾルゲル法にてチタンをチタニア換算で耐火性無機酸化物に対して0.5〜15質量%担持した後、乾燥および/または焼成工程を経て調製された担体に、モリブデン、コバルトおよびニッケルからなる活性金属を担持した後、焼成して得られる触媒を用いて、水素気流下で減圧軽油中の硫黄および窒素を除去することを特徴とする減圧軽油の水素化精製方法。
【選択図】なし
【解決手段】アルミナを含む耐火性無機酸化物に有機溶媒に溶解したチタンアルコキシドを原料としてゾルゲル法にてチタンをチタニア換算で耐火性無機酸化物に対して0.5〜15質量%担持した後、乾燥および/または焼成工程を経て調製された担体に、モリブデン、コバルトおよびニッケルからなる活性金属を担持した後、焼成して得られる触媒を用いて、水素気流下で減圧軽油中の硫黄および窒素を除去することを特徴とする減圧軽油の水素化精製方法。
【選択図】なし
Description
本発明は水素の存在下で減圧軽油中の硫黄および窒素を高度に除去する水素化精製方法に関する。
近年、液体燃料においては、硫黄含有量をより低減させることが要求されている。その要求に対して、国内石油会社では既に様々なクリーン燃料製造法を検討してきた。特にガソリンにおいては硫黄分10ppm以下の規制があるため、石油会社では触媒の改良や設備の増設等の対応策を採ってきた。
一般に、ガソリンの主基材は流動接触分解装置(FCC)で生成する分解ガソリンである。したがって、ガソリン中の硫黄分を低減するためには、分解ガソリン中の硫黄分を低減することが重要である。
分解ガソリン中の硫黄分はFCCの原料である減圧軽油中の硫黄分に依存し、減圧軽油中の硫黄分が多いほど、分解ガソリン中の硫黄分も高くなることが知られている。したがって、硫黄分が低いクリーンなガソリンを製造するためには、FCCの原料である減圧軽油中の硫黄分をあらかじめ高度に除去する必要がある。
通常、減圧軽油を脱硫するための水素化精製処理装置(FCCの前処理)では、水素化精製用触媒を充填した固定床反応塔にて、水素気流中、高温高圧の反応条件で減圧軽油を水素化精製する処理が行なわれる。水素化精製用触媒としては、アルミナ等の担体にモリブテンやコバルト等の活性金属が担持されたものが広く使用されている。
減圧軽油の水素化精製における脱硫活性は、担体の種類、活性金属の種類や量に影響を受けることが知られている。例えば、非特許文献1には、担体(アルミナまたはシリカ)および活性金属(モリブテンまたはモリブテンとコバルトの混合)の影響が開示されている。また、非特許文献2には、担体としてジルコニアやチタニアを用い、活性金属としてニッケルやタングステンを用いた触媒の脱硫活性について開示されている。更に特許文献1にはアルミナにシリカやボリアを添加した担体を用いる事で触媒活性(脱硫および脱窒素)が向上することが開示されている。
一般に、ガソリンの主基材は流動接触分解装置(FCC)で生成する分解ガソリンである。したがって、ガソリン中の硫黄分を低減するためには、分解ガソリン中の硫黄分を低減することが重要である。
分解ガソリン中の硫黄分はFCCの原料である減圧軽油中の硫黄分に依存し、減圧軽油中の硫黄分が多いほど、分解ガソリン中の硫黄分も高くなることが知られている。したがって、硫黄分が低いクリーンなガソリンを製造するためには、FCCの原料である減圧軽油中の硫黄分をあらかじめ高度に除去する必要がある。
通常、減圧軽油を脱硫するための水素化精製処理装置(FCCの前処理)では、水素化精製用触媒を充填した固定床反応塔にて、水素気流中、高温高圧の反応条件で減圧軽油を水素化精製する処理が行なわれる。水素化精製用触媒としては、アルミナ等の担体にモリブテンやコバルト等の活性金属が担持されたものが広く使用されている。
減圧軽油の水素化精製における脱硫活性は、担体の種類、活性金属の種類や量に影響を受けることが知られている。例えば、非特許文献1には、担体(アルミナまたはシリカ)および活性金属(モリブテンまたはモリブテンとコバルトの混合)の影響が開示されている。また、非特許文献2には、担体としてジルコニアやチタニアを用い、活性金属としてニッケルやタングステンを用いた触媒の脱硫活性について開示されている。更に特許文献1にはアルミナにシリカやボリアを添加した担体を用いる事で触媒活性(脱硫および脱窒素)が向上することが開示されている。
アプライド・キャタリシスA:ジェネラル(Applied Catalysis A:General)、エルゼビア(Elsevier)社発行、345、2008年、p.80−88
アプライド・キャタリシスA:ジェネラル(Applied Catalysis A:General)、エルゼビア(Elsevier)社発行、257、2004年、p.157−164
ところで、減圧軽油の水素化精製用触媒には、高い脱硫活性に加えて、高い脱窒素活性も要求される。これは、FCCで使用される触媒が窒素を含んだ化合物により被毒を受けて、分解ガソリン収率が低下するためである。しかしながら、長年の研究、改良にもかかわらず、脱硫活性だけでなく、脱窒素活性も高い水素化精製用触媒はいまだに知られていないのが実情であった。
本発明の目的は、脱硫活性および脱窒素活性の両方に優れた減圧軽油の水素化精製用触媒を製造し、それを用いることにより硫黄分および窒素分を高度に除去できる減圧軽油の水素化精製方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討した結果、アルミナを含む耐火性無機酸化物に特定のチタン化合物を原料としてゾルゲル法にてチタンを担持した担体を得、該担体に特定の活性金属を担持した触媒を用いることで、上述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、アルミナを含む耐火性無機酸化物に有機溶媒に溶解したチタンアルコキシドを原料としてゾルゲル法にてチタンをチタニア換算で耐火性無機酸化物に対して0.5〜15質量%担持した後、乾燥および/または焼成工程を経て調製された担体に、モリブデン、コバルトおよびニッケルからなる活性金属を担持した後、焼成して得られる触媒を用いて、水素気流下で減圧軽油中の硫黄および窒素を除去することを特徴とする減圧軽油の水素化精製方法に関する。
本発明の水素化精製方法により、減圧軽油中の硫黄および窒素を高度に除去することができる。
以下に本発明を詳述する。
本発明の減圧軽油の水素化精製方法に用いられる触媒は、アルミナを含む耐火性無機酸化物に、有機溶媒に溶解したチタンアルコキシドを原料としてゾルゲル法にてチタンを担持した後、乾燥および/または焼成工程を経て調製された担体に、モリブデン、コバルトおよびニッケルからなる活性金属を担持した後、焼成して得られる触媒である。
アルミナを含む耐火性無機酸化物としては、通常用いられるアルミナを主成分として含む耐火性無機酸化物であれば良く特に制限されないが、アルミナ、シリカ・アルミナなどが挙げられる。特に、シリカを3〜20質量%、好ましくは5〜15質量%含んだシリカ−アルミナ複合酸化物を用いると本発明の効果が大きいため好ましい。シリカが3質量%未満または20質量%を超えると最終的に得られた触媒の脱硫性能が低下する傾向にあるので好ましくない。
触媒担体は、アルミナを含む耐火性無機酸化物に、有機溶媒に溶解したチタンアルコキシドを原料としてゾルゲル法にてチタンを担持した後、乾燥および/または焼成工程を経て調製される。
すなわち、本発明におけるチタンの担持は、従来のチタン含有水溶液を用いた含浸法または共沈法とは異なり以下のように行う必要がある。
すなわち、本発明におけるチタンの担持は、従来のチタン含有水溶液を用いた含浸法または共沈法とは異なり以下のように行う必要がある。
チタンを担持するためのチタン原料は、有機溶媒に溶解したチタンアルコキシドに限定される。チタンアルコキシドは一般式Ti(OR)4(ここで、Rはアルキル基を示す。)で表れる化合物であり、特に限定されないが、炭素数1〜8のアルキル基を有するチタンアルコキシドが好ましい。炭素数が8を超えると所定量のチタンを担持するのに必要な時間が長くなり、製造効率が低下する傾向にある。Rとしては、例えばメチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基などを挙げることができる。
チタンアルコキシドを溶解する有機溶媒は特に限定されるものではないが、具体的にはエタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル類、ヘキサン、トルエンなどの炭化水素類を挙げることができる。この中でも、価格の観点またはチタンアルコキシドの反応性制御の点からエタノールおよびヘキサンが好ましい。
有機溶媒に溶解したチタンアルコキシドは、ゾルゲル法にてアルミナを含む耐火性無機酸化物へ担持される。
具体的には、アルミナを含む耐火性無機酸化物を、チタンアルコキシドを溶解した非水溶液にその全体が浸るように入れ、0.5時間〜24時間程度放置する。この時、超音波照射を行うことで所定量のチタンを担持するのに必要な放置時間を短縮することができる。
なお、この時用いられる耐火性無機酸化物は成型体であれば、その形状および長さは制限されることなく使用できる。ただし、アルミナを含む耐火性無機酸化物(成型体)の平均細孔径は60〜180Åであることが好ましい。60Å未満では減圧軽油中の硫黄化合物が触媒の細孔に入りにくくなり、また180Åを超えると表面積が小さくなるため活性金属が凝集し易くなり、結果として脱硫性能が低下する傾向にある。
なお、耐火性無機酸化物の平均細孔径は水銀圧入法により測定したものであり、水銀の表面張力480dyne/cm、接触角150°を用いて計算した値である。
具体的には、アルミナを含む耐火性無機酸化物を、チタンアルコキシドを溶解した非水溶液にその全体が浸るように入れ、0.5時間〜24時間程度放置する。この時、超音波照射を行うことで所定量のチタンを担持するのに必要な放置時間を短縮することができる。
なお、この時用いられる耐火性無機酸化物は成型体であれば、その形状および長さは制限されることなく使用できる。ただし、アルミナを含む耐火性無機酸化物(成型体)の平均細孔径は60〜180Åであることが好ましい。60Å未満では減圧軽油中の硫黄化合物が触媒の細孔に入りにくくなり、また180Åを超えると表面積が小さくなるため活性金属が凝集し易くなり、結果として脱硫性能が低下する傾向にある。
なお、耐火性無機酸化物の平均細孔径は水銀圧入法により測定したものであり、水銀の表面張力480dyne/cm、接触角150°を用いて計算した値である。
所定時間放置した後、溶液をデカンテーションまたは濾過等を行い有機溶媒等の大部分を除去する。その後、担体を通常30〜150℃、好ましくは50〜130℃で0.5〜10時間程度乾燥し、有機溶媒等を完全に除去する。30℃未満では溶媒除去が不十分であり、150℃を超えても溶媒除去効果が小さいので、それぞれ好ましくない。
乾燥後、通常300〜550℃、好ましくは350〜500℃で、空気中にて焼成することで、乾燥のみの場合と比較して高い脱硫活性が得られる。300℃未満または550℃を超えると脱硫活性が低下する傾向にあるので、それぞれ好ましくない。
乾燥後、通常300〜550℃、好ましくは350〜500℃で、空気中にて焼成することで、乾燥のみの場合と比較して高い脱硫活性が得られる。300℃未満または550℃を超えると脱硫活性が低下する傾向にあるので、それぞれ好ましくない。
上記のようにして本発明における担体が得られる。担体中のチタンの含有量は、その酸化物(TiO2)換算で0.5〜15質量%であることが好ましい。0.5質量%未満の場合、高い脱硫活性および脱窒素活性が得られにくくなる傾向にあるので好ましくない。また15質量%を超えた場合、脱硫活性が減少する傾向にあると共に、触媒価格が高価になるので好ましくない。
本発明においては、上記方法にて得られた担体にモリブデン、コバルト、ニッケルの3種類の金属を担持する必要がある。これら活性金属を担持する方法は通常使用される方法であれば良く特に制限されないが、例えば含浸法を挙げることができる。金属成分の担持量はそれぞれ以下の通りである。
モリブデンの担持量は、触媒に対し、酸化物(MoO3)換算で、好ましくは10〜25質量%であり、より好ましくは16〜23質量%である。10質量%未満では活性点が不足し、また25質量%を超えるとモリブデンが凝集し易くなり、結果として脱硫活性および脱窒素活性が低下する傾向にあるので好ましくない。
コバルトの担持量は、触媒に対し、酸化物(CoO)換算で、好ましくは0.5〜6.0質量%であり、より好ましくは1.5〜5.0質量%である。0.5質量%未満、または6.0質量%を超えると、脱硫活性および脱窒素活性が低下する傾向にある。
ニッケルの担持量は、触媒に対し、酸化物(NiO)換算で、好ましくは0.2〜4.0質量%であり、より好ましくは0.5〜2.5質量%である。0.2質量%未満では脱窒素活性が著しく低下し、また4.0質量%を超えると脱硫活性が低下する傾向にある。
コバルトの担持量は、触媒に対し、酸化物(CoO)換算で、好ましくは0.5〜6.0質量%であり、より好ましくは1.5〜5.0質量%である。0.5質量%未満、または6.0質量%を超えると、脱硫活性および脱窒素活性が低下する傾向にある。
ニッケルの担持量は、触媒に対し、酸化物(NiO)換算で、好ましくは0.2〜4.0質量%であり、より好ましくは0.5〜2.5質量%である。0.2質量%未満では脱窒素活性が著しく低下し、また4.0質量%を超えると脱硫活性が低下する傾向にある。
モリブデン、コバルト、ニッケルは同時に担持しても、別々に担持しても脱硫性能に大きな違いは見られないが、触媒製造コスト削減の観点から同時に担持することが好ましい。
また、活性金属とともにリンを担持することで、脱硫性能を向上させることができるので好ましい。リンの担持量はモリブデンに対して0.05〜0.50mol/molが好ましく、より好ましくは0.10〜0.40mol/molである。0.05mol/mol未満または0.50mol/molを超えると脱硫活性および脱窒素活性が減少する傾向にあるので、それぞれ好ましくない。
リンの担持法は特に限定されないが、例えば、活性金属を含浸する溶液にリンの化合物添加し、活性金属と共に担持する方法が好ましく採用される。
リンの担持法は特に限定されないが、例えば、活性金属を含浸する溶液にリンの化合物添加し、活性金属と共に担持する方法が好ましく採用される。
活性金属担持後は、420〜650℃、好ましくは450〜600℃で、通常1〜3時間、空気中で焼成して担持した金属成分を酸化物へ変換する。420℃未満または650℃を超えると脱硫活性及び脱窒素活性が低下する傾向にあるので、それぞれ好ましくない。
本発明は、上記により製造した触媒を用いて、水素気流下で減圧軽油を水素化精製することにより、減圧軽油中の硫黄および窒素を高度に除去することができる。
本発明において減圧軽油とは、沸点が360〜550℃の留分を70容量%以上含んだ留分であって、石油精製における減圧蒸留装置からの留出分やFCC装置で製造されるボトム分(CLO留分)などを挙げる事ができる。その他に、オイルサンド由来の合成原油、石炭液化油、ビチュメン改質油などに由来する油も挙げることができる。
本発明における減圧軽油の水素化精製は、通常用いられる方法であれば良く特に制限されるものではなく、例えば固定床反応装置に触媒を充填、さらに予備硫化処理をした後に、水素雰囲気下、高温高圧条件で行う方法が挙げられる。
予備硫化処理は、従来より製油精製で実施されている定法で行う事ができる。即ち、反応装置に充填された触媒を200〜350℃の範囲にて、水素気流下で硫化水素ガス、ジメチルジスルフィドまたは直留軽油など硫黄を含んだ化合物を用いて金属成分を酸化物から硫化物へと変換する。
減圧軽油の水素化精製における反応温度は通常300〜420℃である。300℃未満では脱硫活性および脱窒素活性が著しく低下する傾向にあり実用的でない。また420℃を超えると触媒劣化が顕著になると共に、反応装置の耐熱温度(通常約425℃)に近づく為、好ましくない。
減圧軽油の水素化精製における反応圧力(水素分圧)は3〜15MPaであることが好ましく、より好ましくは5〜10MPaである。3MPa未満では脱硫活性および脱窒素活性が著しく低下する傾向にあり、また15MPaを超えると水素消費が大きくなり運転コストが増加するので好ましくない。
減圧軽油の水素化精製における液空間速度は特に制限されないが、0.2〜4.0h−1であることが好ましく、より好ましくは0.5〜3.5h−1である。0.2h−1未満では処理量が低いので生産性が低くなり実用的ではない。また4.0h−1を超えると反応温度が高くなり、触媒劣化が速くなるので好ましくない。
減圧軽油の水素化精製における水素/油比は150〜600Nm3/kLであることが好ましく、より好ましくは200〜400Nm3/kLである。水素/油比が150Nm3/kL未満では脱硫活性が低下するので好ましくない。また600Nm3/kLを超えても脱硫活性および脱窒素活性に大きな変化がなく、運転コストが増加するだけなので好ましくない。
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[触媒aの調製]
塩基性アルミニウム塩水溶液と酸性アルミニウム塩水溶液とを中和して得られたアルミナ水和物スラリー(Al2O3換算で3kg)を洗浄して副生塩を除去し、得られたアルミナ水和物をpH10.5に調整し、95℃で10時間熟成した。熟成終了後のスラリーを脱水し、所定の水分量までニーダーで濃縮捏和し、アルミナ捏和物を得た。得られたアルミナ捏和物に硝酸190gを添加し、再度所定の水分量まで濃縮捏和した後、1.8mmの円柱形状に成型し110℃で乾燥した。乾燥した成型品は550℃の温度で3時間焼成し、アルミナを得た。
アルミナの平均細孔径を測定すると100Åであった。本発明での平均細孔径は、水銀圧入法により測定したものであり、水銀の表面張力480dyne/cm、接触角150°を用いて計算した値である。
塩基性アルミニウム塩水溶液と酸性アルミニウム塩水溶液とを中和して得られたアルミナ水和物スラリー(Al2O3換算で3kg)を洗浄して副生塩を除去し、得られたアルミナ水和物をpH10.5に調整し、95℃で10時間熟成した。熟成終了後のスラリーを脱水し、所定の水分量までニーダーで濃縮捏和し、アルミナ捏和物を得た。得られたアルミナ捏和物に硝酸190gを添加し、再度所定の水分量まで濃縮捏和した後、1.8mmの円柱形状に成型し110℃で乾燥した。乾燥した成型品は550℃の温度で3時間焼成し、アルミナを得た。
アルミナの平均細孔径を測定すると100Åであった。本発明での平均細孔径は、水銀圧入法により測定したものであり、水銀の表面張力480dyne/cm、接触角150°を用いて計算した値である。
上記アルミナ1kgおよびエタノール2Lを5L容器に入れ、10分間超音波照射した。その後、Ti(OiPr)4を300g含むエタノール溶液1.3Lを加え、1分間超音波照射した後、3時間静置した。静置後、デカンテーションによる溶媒除去およびエタノール洗浄を行い、得られた固形物を空気中、120℃で3時間乾燥し、更に480℃で2時間焼成すること事でチタニアを含む担体(チタニア−アルミナ担体)を得た。この担体中のチタニア含有量は4重量%であった。
次いで三酸化モリブデン258g、塩基性炭酸コバルト54g、塩基性炭酸ニッケル12gをイオン交換水で懸濁し、この懸濁液にリンゴ酸85gを加えて溶解させた含浸液を得、前述の担体1kgに噴霧含浸させた。この含浸品を乾燥した後、480℃で1時間焼成して目的の触媒aを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
[触媒bの調製]
Ti(OiPr)4を800g使用したこと以外は触媒aと同様の調製を行い、チタニア−アルミナ担体を得た。この担体中のチタニア含有量は10.5重量%であった。
触媒の調製は触媒aと同様にして、触媒bを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
Ti(OiPr)4を800g使用したこと以外は触媒aと同様の調製を行い、チタニア−アルミナ担体を得た。この担体中のチタニア含有量は10.5重量%であった。
触媒の調製は触媒aと同様にして、触媒bを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
[触媒cの調製]
担体として触媒aと同様のチタニア−アルミナ担体を用い、触媒の調製は、三酸化モリブデン228g、塩基性炭酸コバルト54g、塩基性炭酸ニッケル24g、リンゴ酸95gを用いたこと以外は触媒aと同様にして調製を行い、触媒cを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ18重量%、2.5重量%および1.0重量%であった。
担体として触媒aと同様のチタニア−アルミナ担体を用い、触媒の調製は、三酸化モリブデン228g、塩基性炭酸コバルト54g、塩基性炭酸ニッケル24g、リンゴ酸95gを用いたこと以外は触媒aと同様にして調製を行い、触媒cを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ18重量%、2.5重量%および1.0重量%であった。
[触媒dの調製]
担体として触媒aと同様のチタニア−アルミナ担体を用い、触媒の調製は、リンゴ酸の代わりにリン酸65gを用いたこと以外は触媒aと同様の調製を行い、触媒dを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化ニッケルおよび五酸化リンの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%、0.5重量%および3.0重量%であった。
担体として触媒aと同様のチタニア−アルミナ担体を用い、触媒の調製は、リンゴ酸の代わりにリン酸65gを用いたこと以外は触媒aと同様の調製を行い、触媒dを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化ニッケルおよび五酸化リンの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%、0.5重量%および3.0重量%であった。
[触媒eの調製]
触媒aのアルミナ調製において、アルミナ捏和物に硝酸を添加しなかったこと、市販シリカゾルS−20L(日揮触媒化成製)1.5kgを添加したこと以外は同様の操作を行い、シリカ含有量が10重量%のシリカ−アルミナを得た。アルミナの代わりにこのシリカ−アルミナを用いた以外は触媒aと同様の調製を行い、チタニア−シリカ−アルミナ担体を得た。このチタニア−シリカ−アルミナ担体中のチタニア含有量は4重量%であった。
担体として上記チタニア−シリカ−アルミナ担体を用いた以外は触媒aと同様の調製を行い、触媒eを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
触媒aのアルミナ調製において、アルミナ捏和物に硝酸を添加しなかったこと、市販シリカゾルS−20L(日揮触媒化成製)1.5kgを添加したこと以外は同様の操作を行い、シリカ含有量が10重量%のシリカ−アルミナを得た。アルミナの代わりにこのシリカ−アルミナを用いた以外は触媒aと同様の調製を行い、チタニア−シリカ−アルミナ担体を得た。このチタニア−シリカ−アルミナ担体中のチタニア含有量は4重量%であった。
担体として上記チタニア−シリカ−アルミナ担体を用いた以外は触媒aと同様の調製を行い、触媒eを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
[触媒fの調製]
Ti(OiPr)4の代わりにTi(OnBu)4を650g使用し、静置時間を3時間から6時間に変更したこと以外は触媒aと同様の調製を行いチタニア−アルミナ担体を得た。この担体中のチタニア含有量は8.2重量%であった。
触媒の調製は、触媒cと同様の調製を行い、触媒fを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ18重量%、2.5重量%および1.0重量%であった。
Ti(OiPr)4の代わりにTi(OnBu)4を650g使用し、静置時間を3時間から6時間に変更したこと以外は触媒aと同様の調製を行いチタニア−アルミナ担体を得た。この担体中のチタニア含有量は8.2重量%であった。
触媒の調製は、触媒cと同様の調製を行い、触媒fを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ18重量%、2.5重量%および1.0重量%であった。
[触媒gの調製]
担体として、チタニア−アルミナ担体の代わりにチタニア担持前のアルミナを用いたこと以外は、触媒aと同様の調製を行い、触媒gを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
担体として、チタニア−アルミナ担体の代わりにチタニア担持前のアルミナを用いたこと以外は、触媒aと同様の調製を行い、触媒gを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
[触媒hの調製]
担体調製において、塩基性アルミニウム塩水溶液を中和する酸溶液として酸性アルミニウム塩水溶液に硫酸チタニル水溶液(チタニア換算で4質量%)を加えた溶液を用いたこと以外は触媒aと同様の調製を行い、チタニア−アルミナ担体を得た。担体中のチタニア含有量は4重量%であった。
触媒の調製は、触媒aと同様の調製を行い、触媒hを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
担体調製において、塩基性アルミニウム塩水溶液を中和する酸溶液として酸性アルミニウム塩水溶液に硫酸チタニル水溶液(チタニア換算で4質量%)を加えた溶液を用いたこと以外は触媒aと同様の調製を行い、チタニア−アルミナ担体を得た。担体中のチタニア含有量は4重量%であった。
触媒の調製は、触媒aと同様の調製を行い、触媒hを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
[触媒iの調製]
担体調製において、アルミナ捏和物に市販のチタニア粉TA−300(富士チタン(株)製)を添加したこと以外は触媒aと同様の調製を行い、チタニア−アルミナ担体を得た。担体中のチタニア含有量は4重量%であった。
触媒の調製は、触媒aと同様の調製を行い、触媒iを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
担体調製において、アルミナ捏和物に市販のチタニア粉TA−300(富士チタン(株)製)を添加したこと以外は触媒aと同様の調製を行い、チタニア−アルミナ担体を得た。担体中のチタニア含有量は4重量%であった。
触媒の調製は、触媒aと同様の調製を行い、触媒iを得た。この触媒における酸化モリブデン、酸化コバルトおよび酸化ニッケルの担持量は、触媒に対し、それぞれ20重量%、2.5重量%および0.5重量%であった。
[触媒jの調製]
担体は触媒aと同じチタニア−アルミナ担体を使用した。塩基性炭酸ニッケルを使用しなかったこと以外は、触媒aと同様の活性金属担持を実施し、触媒jを得た。酸化モリブデンおよび酸化コバルトの触媒に対する担持量は、それぞれ20重量%および2.5重量%であった。
担体は触媒aと同じチタニア−アルミナ担体を使用した。塩基性炭酸ニッケルを使用しなかったこと以外は、触媒aと同様の活性金属担持を実施し、触媒jを得た。酸化モリブデンおよび酸化コバルトの触媒に対する担持量は、それぞれ20重量%および2.5重量%であった。
[実施例1]
触媒a100mlを固定床反応装置に充填し、H2Sを3容量%含んだ水素気流下、320℃で20時間予備硫化処理を行い、触媒を活性化した。その後、減圧軽油(15℃における密度:0.9266g/ml、硫黄分:2.3重量%、窒素分:1000重量ppm)を通油し、水素気流下、液空間速度2.0h−1、水素分圧6.5MPa、水素油比422Nm3/kL、反応温度340℃、360℃、380℃にて水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒a100mlを固定床反応装置に充填し、H2Sを3容量%含んだ水素気流下、320℃で20時間予備硫化処理を行い、触媒を活性化した。その後、減圧軽油(15℃における密度:0.9266g/ml、硫黄分:2.3重量%、窒素分:1000重量ppm)を通油し、水素気流下、液空間速度2.0h−1、水素分圧6.5MPa、水素油比422Nm3/kL、反応温度340℃、360℃、380℃にて水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[実施例2]
触媒bを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒bを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[実施例3]
触媒cを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒cを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[実施例4]
触媒dを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒dを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[実施例5]
触媒eを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒eを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[実施例6]
触媒fを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒fを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[比較例1]
触媒gを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒gを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[比較例2]
触媒hを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒hを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[比較例3]
触媒iを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒iを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
[比較例4]
触媒jを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
触媒jを用いたこと以外は、実施例1と同様の予備硫化および水素化精製を実施した。各反応温度にて得られた生成油の硫黄分を表1に、窒素分を表2に示す。
以上の結果より、チタンアルコキシドを原料としてゾルゲル法にてチタニアが添加された担体にモリブデン、コバルトおよびニッケルが担持された触媒は、他の方法でチタニアが添加された触媒よりも高い脱硫活性および脱窒素活性を有する事がわかる。更に、担体がシリカを含むとき、または金属担持液にリンが含まれるとき、その効果が大きい事がわかる。
Claims (5)
- アルミナを含む耐火性無機酸化物に有機溶媒に溶解したチタンアルコキシドを原料としてゾルゲル法にてチタンをチタニア換算で耐火性無機酸化物に対して0.5〜15質量%担持した後、乾燥および/または焼成工程を経て調製された担体に、モリブデン、コバルトおよびニッケルからなる活性金属を担持した後、焼成して得られる触媒を用いて、水素気流下で減圧軽油中の硫黄および窒素を除去することを特徴とする減圧軽油の水素化精製方法。
- 耐火性無機酸化物がアルミナ、またはシリカを3〜20重量%含有するシリカ・アルミナであることを特徴とする請求項1に記載の減圧軽油の水素化精製方法。
- 活性金属とともにリンがモリブデンに対して0.05〜0.5mol/mol担持されていることを特徴とする請求項1または2に記載の減圧軽油の水素化精製方法。
- 担体調製時の焼成工程における焼成温度が300〜550℃であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の減圧軽油の水素化精製方法。
- 水素化精製における反応温度が300〜420℃、水素分圧が3〜15MPa、液空間速度が0.2〜4.0h−1、水素/油比が150〜600Nm3/kLであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の減圧軽油の水素化精製方法。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016194686A1 (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Jxエネルギー株式会社 | 水素化処理油の製造方法及び接触分解油の製造方法 |
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- 2013-03-11 JP JP2013047808A patent/JP2014173025A/ja active Pending
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