JP2010510060A - 階層的多孔度を有する含ケイ素材料をベースとする触媒および炭化水素仕込原料の水素化分解/水素化転化および水素化処理のための方法 - Google Patents
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Description
本発明は、階層的多孔度を有する少なくとも1種の含ケイ素材料と、元素周期律表の第VIB族および/または第VIII族からの少なくとも1種の水添脱水素元素とを含む触媒に関する。前記の階層的多孔度を有する含ケイ素材料は、少なくとも2つの基本球状粒子によって構成され、該球状粒子のそれぞれは、0.2〜2nmの細孔サイズを有するゼオライトナノ結晶と、酸化ケイ素をベースとするメソ構造化され、1.5〜30nmの細孔サイズを有し、かつ1〜30nmの厚さの無定形壁を有する、1種のマトリクスとを含み、前記基本球状粒子は、100μmの最大径を有する。酸化ケイ素をベースとする前記マトリクスは、場合によっては、さらに、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成される群から、好ましくは、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ゲルマニウムおよびガリウムによって構成される群から選択される少なくとも1種の元素X、より好ましくはアルミニウムを含む。本発明の材料を構成する基本球状粒子のそれぞれの中に存在する前記ゼオライトナノ結晶は、任意のゼオライトまたは酸性特性を大きくする関連固体、特にアルミノケイ酸塩および/またはシリコアルミノリン酸塩タイプの固体によって生じさせられ得る。前記の階層的多孔度を有する含ケイ素材料は、特許出願FR-2 872 152 Aの主題を形成する。本発明の触媒はまた、場合によっては、制御された量の、リン、ホウ素およびケイ素から選択された少なくとも1種のドーピング元素、場合によっては、元素周期律表の第VB族からの少なくとも1種の元素、好ましくはニオブ、および場合によっては、第VIIA族からの少なくとも1種の元素、好ましくはフッ素を含む。本発明はまた、本発明の触媒の調製に関する。さらに、本発明は、前記触媒を利用する水素化分解、水素化転化および水素化処理方法に関する。
少なくとも2つの基本球状粒子によって構成される階層的多孔度を有する含ケイ素材料であって、酸化ケイ素をベースとし、かつ、無定形壁を有する無機メソ構造化マトリクスを含み、該マトリクス中にゼオライトナノ結晶が捕捉され、本発明の触媒中に存在する、含ケイ素材料は、ゼオライト分類および/または関連固体からの材料および酸化ケイ素をベースとする材料、より正確にはメソ構造化されたアルミノケイ酸塩材料からの材料の構造的、組織的および酸−塩基特性を同時に提示する。メソ構造化されたケイ素/ゼオライトをベースとする複合材料のナノメートルスケールでの製造は、結果として、同一の球状粒子内のミクロ孔およびメソ孔ゾーンの思いがけない組合せをもたらす。さらに、本発明の触媒中に存在する材料は、基本球状粒子によって構成され、前記粒子の最大径は100μm、有利には50nm〜100μm、好ましくは50nm〜10μm、一層より好ましくは50nm〜1μm、さらにより好ましくは50〜600nmであり、非常に好ましくは、それは、50〜300nmの範囲であるので、前記粒子の制限された寸法およびそれらの均一な形状は、結果として、既知の従来技術の触媒と比較して、水素化分解、水素化転化および水素化処理方法における本発明の触媒のための基本要素としての材料の使用中に試薬および反応生成物のより良好な拡散をもたらす。さらに、前記の階層的多孔度を有する材料中に分散したゼオライトナノ結晶は、500nmの最大径を有する。小さいゼオライト結晶生成物を使用すれば、水素化分解における活性が増し、中間留出液についての選択性が増す。
本発明の触媒および本発明の触媒中に存在する前記の階層的多孔度を有する材料から形成される担体は、複数の分析技術を用いて、特に、小角X線回折(小角XRD)、広角X線回折(XRD)、窒素吸着等温線、エネルギー散乱X線分光法(EDX)が付属することもある透過型電子顕微鏡法(transmission electron microscopy:TEM)、キャスタン・マイクロプローブ(Castaing microprobe)、X線蛍光電子マイクロプローブ(FX)または原子吸光(atomic absorption:AA)によって特徴付けられる。
より正確には、本発明は、以下を含む触媒に関する;
・少なくとも1種の階層的多孔度を有する含ケイ素材料から形成され、少なくとも2つの基本球状粒子からなる少なくとも1つの担体であって、前記球状粒子のそれぞれは、0.2〜2nmの細孔サイズを有するゼオライトナノ結晶と酸化ケイ素をベースとし、メソ構造化され、1.5〜30nmの細孔サイズを有し、1〜30nmの厚さを有する無定形壁を有するマトリクスとを含み、前記基本球状粒子は、100μmの最大径を有する、担体;
・元素周期律表の第VIB族および/または第VIII族からの少なくとも1種の水添脱水素化元素を含有する少なくとも1つの活性相。
・場合による、ケイ素(本発明の触媒中に存在する前記の階層的多孔度を有する材料に含まれるケイ素に加えて)、ホウ素およびリンによって構成される群から選択される少なくとも1種のドーピング元素;これらは、0〜20%、好ましくは0.1〜15%、より好ましくは0.1〜10%、一層より好ましくは0.2〜4%の範囲の重量による量で存在する;
・場合による、第VB族からの少なくとも1種の元素、好ましくは、ニオブ;この元素は、0〜60%、好ましくは0.1〜50%、より好ましくは0.1〜40%の範囲の重量による量で存在する;
・場合による、第VIIA族からの少なくとも1種の元素、好ましくは、フッ素;この元素は、0〜20%、好ましくは0.1〜15%、より好ましくは0.1〜10%の範囲の重量による量で存在する;
・場合による、バインダ、例えば、シリカ、アルミナ、粘土、酸化チタン、酸化ホウ素、ジルコニアまたは前記バインダの任意の混合物;好ましいバインダは、シリカおよびアルミナであり、より好ましくはアルミナである;触媒上のバインダの重量による量は、0〜30%、好ましくは0〜20%の範囲である;本発明の触媒は、好ましくは、バインダを含まない。
a)テンプレートの存在下に、500nmの最大ナノメートル寸法を有するゼオライトナノ結晶を合成し、該ナノ結晶が分散したコロイド溶液を得る工程と、
b)溶液中に、少なくとも1種の界面活性剤、少なくとも1種のケイ素前駆体、場合による、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択される少なくとも1種の元素Xの少なくとも1種の前駆体、および工程a)により得られた少なくとも1種のコロイド溶液を混合する工程と、
c)工程b)において得られた溶液をエアロゾル微粒化して、結果として、200μm未満の径を有する球状滴体を形成させる工程と、
d)前記滴体を乾燥させる工程と、
e)前記テンプレートおよび前記界面活性剤を除去して、階層的多孔度を有する材料を得る工程と
を包含する。
a’)溶液中で、少なくとも1種の界面活性剤と、少なくとも1種のケイ素前駆体と、場合による、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択される少なくとも1種の元素Xの少なくとも1種の前駆体と、500nmの最大ナノメートル寸法を有するナノ結晶の形態で前記溶液中に分散しているゼオライト結晶および/または関連固体とを混合する工程と、
b’)工程a’)において得られた前記溶液をエアロゾル微粒化して、結果として、200μm未満の径を有する球状滴体を形成させる工程と、
c’)前記滴体を乾燥させる工程と、
d’)少なくとも前記界面活性剤と除去する工程と
を包含する。
本発明はまた、本発明の触媒を用いる炭化水素留分の処理方法に関する。
仕込原料の注入に先行して、本発明の方法において用いられる触媒は、好ましくは、最初に、硫化処理を経て、金属種の少なくとも一部が硫化物に変換させられ、その後に、それらは、処理されるべき仕込原料と接触させられる。この硫化による活性化処理は、当業者に周知であり、文献において既に記載されている任意の方法を用いて、現場(in situ)、すなわち反応器内または現場外(ex situ)で行われ得る。
仕込原料の注入に先行して、貴金属をベースとする水素化分解触媒は、最初に、還元処理を経て、貴金属の酸化物の少なくとも一部が還元された貴金属に変換させられ得る。一つの好ましい触媒の還元方法は、水素中、150〜650℃の温度、0.1〜20MPaの全圧での処理である。任意の現場外還元法も適し得ることが留意されるべきである。例えば、還元は、2時間にわたって150℃の温度の状態に維持する工程と、次の、分当たり1℃で350℃に昇温させる工程と、350℃で2時間にわたって維持する工程とを含み得る。この還元処理の間、水素流量は、触媒の容積(L)当たり水素1000リットルであり得る。
上記の本発明の方法を用いて非常に多様な仕込原料が処理され得る。それらは、一般的には少なくとも20容積%、通常は少なくとも80容積%の340℃超で沸騰する化合物を含有する。
仕込原料が樹脂および/またはアスファルテンタイプの化合物を含有する場合、最初に、仕込原料を、水素化分解および/または水素化転化または水素化処理の触媒とは異なる触媒または吸着剤の床に通すことが有利である。本発明により用いられる触媒または保護床は、球状または押出物状の形態である。しかしながら、触媒は、有利には0.5〜5mm、より特定的には0.7〜2.5mmの径を有する押出物状の形態である。形態は、円筒型(中空であってもなくてもよい)、捻れ円筒型、多葉型(例えば2、3、4または5葉)またはリング状である。円筒型の形態が好ましいが、任意の他の形状が用いられてよい。
操作条件、例えば、温度、圧力、水素の再循環率、毎時空間速度は、仕込原料の性質、生成物の所望の品質および精製業者に利用可能な設備に応じて非常に大きく変動し得る。水素化分解/水素化転化または水素化処理の触媒は、水素の存在下に上記の仕込原料と接触させられるが、その際の温度は、一般的には200℃超、多くの場合250〜480℃、有利には320〜450℃、好ましくは330〜435℃であり、その際の圧力は、一般的には1MPa超、通常には2〜25MPa、好ましくは3〜20MPaであり、その際の空間速度は、一般的には0.1〜20h−1、好ましくは0.1〜6h−1、より好ましくは0.2〜3h−1であり、その際の導入される水素の量は、水素の容積(リットル)/炭化水素の容積(リットル)の容積比が一般的には80〜5000L/L、通常には100〜2000L/Lになるようにされる。
本発明の触媒を用いる水素化分解および/または水素化転化法は、マイルド水素化分解(mild hydrocracking)から高圧水素化分解までの圧力および転化の範囲にわたる。用語「マイルド水素化分解」は、一般的には40%未満の中程度の転化をもたらし、低圧、一般的には2〜6MPaで操作する水素化分解を意味する。
単流法と称される水素化分解は、第一におよび一般的に、適正な水素化分解触媒に送られる前に、特に、ゼオライトを含む場合に、仕込原料の水素化脱窒および深度脱硫(deep desulphurization)を行うことを目的とする深度水素化精製(deep hydrorefining)を含む。仕込原料のこの深度水素化精製は、結果として、仕込原料のより軽質なフラクションへの制限された転化のみをもたらし、これは、充分ではなく、それ故に、より活性な水素化分解触媒により完了させられなければならない。しかしながら、2タイプの触媒の間で分離は含まれないことが留意されるべきである。反応器出口からの流出物全部が、適正な水素化分解触媒上に注入され、この後にのみ形成された生成物の分離が行われる。単流と称されるこのバージョンの水素化分解は、仕込原料のより深度の転化を目的として未転化フラクションを反応器に再循環させる工程を包含するバリエーションを有する。
シリカ含有量が少ない触媒について、触媒の組成の一部を形成している担体のシリカの重量による量は、5〜30%、好ましくは5〜20%である。
本発明の触媒は、単独でまたは1以上の反応器において用いられてよい。
本発明の触媒はまた、水素化精製帯域、アンモニウムの例えばホットフラッシュ(hot flash)による部分的な除去を可能とする帯域および水素化分解触媒を含む帯域を含む単流水素化分解法において用いられてもよい。中間留出液および可能性のある基油の生成のための単一工程において炭化水素仕込原料を水素化分解するためのこの方法は、少なくとも1つの第一の水素化精製反応帯域と、少なくとも1つの第二の反応帯域とを含み、第二の反応帯域において、第一反応帯域からの流出物の少なくとも一部の水素化分解が行われる。この方法はまた、第一帯域を出る流出物からのアンモニアの不完全な分離を含む。この分離は、有利には、中間ホットフラッシュ(intermediate hot flash)を用いて行われる。第二反応帯域において行われる水素化分解は、仕込原料中に存在する量より少ない量のアンモニアの存在下に、好ましくは1500重量ppm未満、より好ましくは1000重量ppm未満、より一層好ましくは800重量ppm未満の窒素下に行われる。本発明の触媒は、好ましくは、水素化分解反応帯域において、本発明の触媒の上流に位置する水素化精製触媒と組み合わせるかまたは組み合わせないで用いられる。
本発明の触媒は、水素化分解法において用いられ得、該方法は、以下を含む:
・第一の水素化精製反応帯域:該帯域において、仕込原料は、少なくとも1種の水素化精製触媒と接触させられ、該水素化精製触媒は、フランス特許FR-2 840 621並びに米国特許出願US-04/0.04.888において定義される標準活性試験において、10重量%未満のシクロヘキサン転化度を有する;
・第二の水素化分解反応帯域:該帯域において、水素化精製工程からの流出物の少なくとも一部が、少なくとも1種の水素化分解触媒と接触させられ、該触媒は、標準活性試験において、10重量%超のシクロヘキサン添加度を有し、本発明の触媒は、2つの反応帯域の少なくとも一方において存在する。
2つの反応帯域の間に中間分離を有する二工程(two-step)法と称される水素化分解操作では、所与の工程において、本発明の触媒は、一方または両方の反応器において、本発明の触媒の上流に位置する水素化精製触媒と組み合わせてまたは組み合わせないで用いられ得る。
本発明の触媒が用いられるのは、炭化水素仕込原料、例えば、オイル留分、石炭に由来する留分または天然ガスから製造された炭化水素の水素化処理および水素化精製のため、より特定的には、芳香族化合物および/またはオレフィン系化合物および/またはナフテン系化合物および/またはパラフィン系化合物を含有する炭化水素仕込原料であって、場合によっては、金属および/または窒素および/または酸素および/または硫黄を含有する炭化水素仕込原料の水素化、水素化脱硫、水素化脱窒、水素化脱酸素、水素化脱芳香族および水素化脱金属のためである。
以下の実施例において、用いられるエアロゾル技術は、上記の本発明の開示において記載された技術である。
担体S1の形成
最終材料重量の3.7%の量のZSM−5型(MFI)(Si/Al=50)のゼオライトナノ結晶および高純度ケイ酸系のメソ構造化マトリクスによって構成された階層的多孔度を有する材料S1の調製
0.14gのアルミニウム・sec−ブトキシドが、7gのテトラプロピルアンモニウムヒドロキシド溶液(TPAOH,20%)、4.3mLの水および0.0092gの水酸化ナトリウムを含有する溶液に加えられた。6gのTEOS(tetraethylorthosilicate:オルトケイ酸テトラエチル)が、次いで、この溶液に加えられ、このものは、室温で攪拌され、清浄な溶液が得られた。溶液は、オーブン中に、T=95℃に18時間にわたって置かれた。130nmの平均寸法を有するZSM−5ゼオライトナノ結晶を含有する乳白色コロイド懸濁液が得られた。前記溶液400μLが、次いで、30gのエタノール、15mLの水、4.5gのTEOS、0.036mLのHClおよび1.4gのF127界面活性剤を含有する溶液に加えられた。溶液のpHは、HClにより2に調節された。集合物は、エアロゾル発生装置の微粒化チャンバに送られ、溶液は、上記のように圧力(P=1.5バール)下に導入されたベクトルガス(乾燥空気)の作用の下に細粒滴体の形態に微粒化された。滴体は、上記の手順を用いて乾燥させられた。乾燥オーブンの温度は、350℃に固定された。採集された粉体は、次いで、空気中5時間にわたってT=550℃で焼成された。固体は、小角および広角XRD、窒素吸着等温線、TEMおよびX線蛍光によって特徴付けられた。TEM分析により、最終材料は、バーミキュラ構造によって特徴付けられる組織化されたメソ多孔度を有する高純度ケイ酸系マトリクス中に捕捉されたZSM−5ゼオライトのナノ結晶によって構成されることが示された。窒素吸着等温線分析により、最終材料における比表面積SBET=480m2/gおよび高純度のケイ酸系のメソ構造化マトリクスの特徴であるメソ孔範囲内の細孔サイズ:φ=6.2nmが引き出された。広角XRD分析により、ZSM−5ゼオライトの特徴であるディフラクトグラムが引き出された(XRDによって測定されるミクロ孔寸法:0.55nm程度)。小角XRDにより、メソ構造化マトリクスのバーミキュラ組織化と関連する相関ピークが示された。ブラッグの関係式2d・sin(0.3)=1.5406によりd=15nmが与えられた。e=d−φによって規定される高純度ケイ酸系メソ構造化マトリクスの無定形壁の厚さは、それ故に、e=9nmであった。得られた基本球状粒子のTEM画像により、粒子サイズは、50〜700nmの径によって特徴付けられることが示され、粒子サイズの分布は、300nm前後を中心としていた。合成された材料は、シーブ化粉砕圧縮粉体の形態で用いられた。
触媒C1は、タングステンおよびニッケルの塩を含む水溶液を用いる、シーブ化粉砕圧縮粉体の形態にある担体S1の乾式含浸によって得られた。タングステン塩は、メタタングステン酸アンモニウム(NH4)6H2W12O40・4H2Oであり、ニッケルの塩は、硝酸ニッケルNi(NO3)2・6H2Oであった。室温での水飽和雰囲気中の成熟化の後、シーブ化粉砕圧縮粉体は、120℃で終夜乾燥させられ、次いで、乾燥空気中500℃で焼成された。触媒C1のWO3、NiOの重量による含有量は、それぞれ、24.7%および3.6%であった。
BET表面積は280m2/gであった。
担体S2の形成
最終材料重量の10%の量のZSM−5型(MFI)(Si/Al=50)のゼオライトナノ結晶およびメソ構造化アルミノケイ酸塩材料マトリクス(Si/Al=4)によって構成される、階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料S2の調製。
触媒C2は、タングステンおよびニッケルの塩を含む水溶液を用いる、シーブ化粉砕圧縮粉体の形態の担体S2の乾式含浸によって得られた。タングステン塩は、メタタングステン酸アンモニウム(NH4)6H2W12O40・4H2Oであり、ニッケルの塩は、硝酸ニッケルNi(NO3)2・6H2Oであった。水飽和雰囲気中の室温での成熟化の後、シーブ化粉砕圧縮粉体は、120℃で終夜乾燥させられ、次いで、乾燥空気中500℃で焼成された。触媒C2のWO3、NiOの重量による含有量は、それぞれ、24.5%および3.5%であった。
担体S3の形成
最終材料の重量の3.7%の量のY型のゼオライトナノ結晶(FAU)(Si/Al=1.7)および高純度のケイ酸系のメソ構造化マトリクス(Si/Al=4)によって構成される、階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料S3の調製。
触媒C3は、タングステンおよびニッケルの塩を含む水溶液を用いる、シーブ化粉砕圧縮粉体の形態の担体S3の乾式含浸によって得られた。タングステン塩は、メタタングステン酸アンモニウム(NH4)6H2W12O40・4H2Oであり、ニッケルの塩は、硝酸ニッケルNi(NO3)2・6H2Oであった。水飽和雰囲気中室温での成熟化の後、シーブ化粉砕圧縮粉体は、120℃で終夜乾燥させられ、次いで、乾燥空気中500℃で焼成された。触媒C3のWO3、NiOの重量による含有量は、それぞれ、24.7%および3.6%であった。
触媒C4は、タングステンおよびニッケルの塩並びにリン酸H3PO4を含む水溶液を用いる、シーブ化粉砕圧縮粉体の形態の担体S3の乾式含浸によって得られた。タングステン塩は、メタタングステン酸アンモニウム(NH4)6H2W12O40・4H2Oであり、ニッケルの塩は、硝酸ニッケルNi(NO3)2・6H2Oであった。水飽和雰囲気中室温での成熟化の後、シーブ化粉砕圧縮粉体は、120℃で終夜乾燥させられ、次いで、乾燥空気中500℃で焼成された。触媒C4のWO3、NiO、P2O5の重量による含有量は、それぞれ、24.7%、3.6%および2%であった。
触媒C5は、白金およびパラジウムの塩を含む水溶液を用いる担体S3の乾式含浸によって得られた。白金塩は、ヘキサクロロ白金酸H2PtCl6・6H2Oであり、パラジウム塩は、硝酸パラジウムPd(NO3)2であった。水飽和雰囲気中室温での成熟化の後、シーブ化粉砕圧縮粉体は、120℃で終夜乾燥させられ、次いで、乾燥空気中500℃で焼成された。Ptの重量による最終含有量は0.5重量%であった。最終Pd含有量は1.0重量%であった。
担体S4の形成
最終材料重量の15%の量のY型のゼオライトナノ結晶(FAU)(Si/Al=1.7)およびメソ構造化アルミノケイ酸塩マトリクス(Si/Al=4)によって構成される階層的多孔度を有するアルミノケイ酸塩材料S4の調製。
触媒C6は、タングステンおよびニッケルの塩を含む水溶液を用いる、シーブ化粉砕圧縮粉体の形態の担体S4の乾式含浸によって得られた。タングステン塩は、メタタングステン酸アンモニウム(NH4)6H2W12O40・4H2Oであり、ニッケルの塩は、硝酸ニッケルNi(NO3)2・6H2Oであった。水飽和雰囲気中の室温での成熟化の後、シーブ化粉砕圧縮粉体は、120℃で終夜乾燥させられ、次いで、乾燥空気中500℃で焼成された。触媒C6のWO3、NiOの重量による含有量は、それぞれ、24.4%および3.4%であった。
触媒C1、C2、C3、C4およびC6の調製が実施例1、2、3、4および6において記載されたが、これらの触媒が、表1に示される主要な特徴を有する真空留出液を水素化分解するために用いられた。
全圧:14MPa;
水素流量:注入された仕込原料の容積(L)当たりガス状水素1000L;
空間速度(HSV)は0.7h−1であった;
温度:70%の正味転化率に到達するのに要求される温度。
CN370℃=[(370℃− 流出物の%)−(370℃− 仕込原料の%)]/[100−(370℃− 仕込原料の%)]
ここで、370℃− 流出物の%=流出物中の370℃以下の沸点を有する化合物の質量;および
370℃− 仕込原料の%=仕込原料中の370℃未満の沸点を有する化合物の質量。
SB DM=[(150−370流出物のフラクション)]/[(370℃− 流出物の%)]
得られた触媒性能は、下記表2に与えられる。
触媒C1、C2、C3、C4およびC6の調製が実施例1、2、3、4および6において記載されたが、これらの触媒が、高圧(12MPa)で真空留出液を水素化分解するために用いられた。触媒C1、C2、C3、C4およびC6は、水素化精製触媒と組み合わされた水素化分解において用いられ、この水素化精製触媒は、本発明の触媒の上流に位置する。油状仕込原料の主要な特徴は、表3に示される。
全圧:12MPa;
水素流量:注入仕込原料の容積(L)当たりのガス状水素1000リットル
空間速度(HSV)は0.9h−1であった;
温度:70%の正味転化率に到達するのに要求される温度。
第二工程のための仕込原料は、Axensによって販売される水素化精製触媒HR448を用いる、水素の存在下395℃の温度および0.55h−1の毎時空間速度での真空留出液の水素化処理によって生じさせられた。380℃生成物への転化率は、約50重量%であった。分離工程の後、380℃+フラクションは回収され、第二工程のための仕込原料として活用された。この仕込原料の物理化学的特徴は、表5に示される。
全圧:14MPa;
水素流量:注入された仕込原料の容積(L)当たりガス状水素1000リットル;
空間速度(HSV)は1.1h−1であった;
温度:390℃。
触媒C1、C2、C3、C4およびC6の調製は、実施例1、2、3、4および6において記載されたが、これらの触媒が、真空留出液を水素化分解するために用いられた。この真空留出液の主要な特徴は表7に示される。
全圧:5.5MPa;
水素流量:注入された仕込原料の容積(L)当たりガス状水素450リットル;
空間速度(HSV)は0.8h−1であった;
温度:405℃。
Claims (27)
- ・少なくとも1つの階層的多孔度を有する含ケイ素材料から形成され、かつ、少なくとも2つの基本球状粒子によって構成された少なくとも1つの担体であって、前記球状粒子のそれぞれは、0.2〜2nmの細孔サイズを有するゼオライトナノ結晶と、酸化ケイ素をベースとし、メソ構造化され、1.5〜30nmの細孔サイズを有し、かつ、1〜30nmの厚さの無定形壁を有する、マトリクスとを含み、前記基本球状粒子は、100μmの最大径を有する、担体と、
・元素周期律表の第VIB族および/または第VIII族からの少なくとも1種の水添脱水素化元素を含有する少なくとも1種の活性相と
を含む触媒。 - 前記活性相の前記水添脱水素化元素は、第VIB族からの元素によって形成された群から選択される、請求項1に記載の触媒。
- 元素周期律表の第VIB族からの元素によって形成された群から選択される前記活性相の前記水添脱水素化元素はモリブデンである、請求項2に記載の触媒。
- 元素周期律表の第VIB族からの元素によって形成された群から選択される前記活性相の前記水添脱水素化元素はタングステンである、請求項2に記載の触媒。
- 前記活性相の前記水添脱水素化元素は、第VIII族からの元素によって形成された群から選択される、請求項1に記載の触媒。
- 元素周期律表の第VIII族からの元素によって形成された群から選択される前記水添脱水素化元素は、コバルト、ニッケルおよび白金から選択される、請求項5に記載の触媒。
- 前記活性相は、第VIB族からの少なくとも1種の元素および第VIII族からの少なくとも1種の元素によって形成される、請求項1に記載の触媒。
- 第VIII族からの前記元素はニッケルであり、第VIB族からの前記元素はタングステンである、請求項7に記載の触媒。
- 前記ゼオライトナノ結晶は、0.2〜0.8nmの細孔サイズを有する、請求項1〜8のいずれか1つに記載の触媒。
- 前記ゼオライトナノ結晶は、アルミノケイ酸塩ZSM−5、ZSM−48、ZSM−22、ZSM−23、ZBM−30、EU−1、EU−2、EU−11、ベータ、ゼオライトA、Y、USY、VUSY、SDUSY、モルデナイト、NU−87、NU−88、NU−86、NU−85、IM−5、IM−12およびフェリエライトから選択される少なくとも1種のゼオライトおよび/またはシリコアルミノリン酸塩SAPO−11およびSAPO−34から選択される少なくとも1種の関連固体を含む、請求項1〜9のいずれか1つに記載の触媒。
- 前記ゼオライトナノ結晶は、構造型MFI、BEA、FAU、LTAを有するアルミノケイ酸塩から選択される少なくとも1種のゼオライトおよび/または構造型AEL、CHAを有するシリコアルミノリン酸塩から選択される少なくとも1種の関連固体を含む、請求項10に記載の触媒。
- 基本球状粒子は、50nm〜10μmの径を有する、請求項1〜11のいずれか1つに記載の触媒。
- 前記の階層的多孔度を有する材料のメソ構造化されたケイ素酸化物をベースとするマトリクスは全体的にケイ酸系である、請求項1〜11のいずれか1つに記載の触媒。
- 階層的多孔度を有する材料のメソ構造化されたケイ素酸化物をベースとするマトリクスは、アルミニウム、チタン、タングステン、ジルコニウム、ガリウム、ゲルマニウム、リン、スズ、アンチモン、鉛、バナジウム、鉄、マンガン、ハフニウム、ニオブ、タンタルおよびイットリウムによって構成された群から選択された少なくとも1種の元素Xを含む、請求項1〜11のいずれか1つに記載の触媒。
- 元素Xはアルミニウムである、請求項14に記載の触媒。
- 請求項1〜15のいずれか1つに記載の触媒を用いる炭化水素仕込原料の水素化分解および/または水素化転化方法。
- 単流法により行われる、請求項16に記載の水素化分解および/または水素化転化方法。
- 少なくとも1つの第一水素化精製反応帯域と、第一帯域からの流出物の少なくとも一部の水素化分解が行われる少なくとも1つの第二反応帯域とを含み、第一帯域を出る流出物からのアンモニアの不完全な分離を含む、請求項17に記載の水素化分解および/または水素化転化方法。
- 請求項17に記載の水素化分解および/または水素化転化方法であって、
・第一の水素化精製反応帯域であって、仕込原料が、少なくとも1種の水素化精製触媒と接触させられ、該水素化精製触媒は、標準活性試験において10重量%未満のシクロヘキサン転化度を有する、帯域と、
・第二の水素化分解反応帯域であって、水素化精製工程からの流出物の少なくとも一部が、少なくとも1種の水素化分解触媒と接触させられ、該水素化分解触媒は、標準活性試験において10重量%超のシクロヘキサン転化度を有する、帯域と
を含む、方法。 - 二工程法として行われる、請求項16に記載の水素化分解および/または水素化転化方法。
- 固定床態様で操作される、請求項16〜20のいずれか1つに記載の方法。
- 沸騰床態様で操作される、請求項16〜20のいずれかつに記載の方法。
- 請求項1〜15のいずれか1つに記載の触媒を用いる炭化水素仕込原料の水素化処理方法。
- 水素化分解および/または水素化転化方法の上流に置かれる、請求項23に記載の方法。
- 水素の存在下、200℃超の温度、1MPa超の圧力で操作され、毎時空間速度は0.1〜20h−1であり、導入される水素の量は、水素の容積(L)/炭化水素の容積(L)の容積比が80〜5000L/Lであるようにされる、請求項16〜24のいずれか1つに記載の方法。
- 炭化水素仕込原料は、LCO(ライトサイクルオイル;接触分解装置からの軽質軽油)、常圧留出液、真空留出液、潤滑基油の芳香族抽出のための装置からのまたは潤滑基油の溶媒脱ろうからの仕込原料、AR(常圧残渣)および/またはVR(真空残渣)および/または脱アスファルト油の固定床または沸騰床式の脱硫または水素化転化のための方法に由来する留出液および脱アスファルト油によって形成された群から選択され、これらは、単独でまたは混合物として利用される、請求項16〜25のいずれか1つに記載の方法。
- 前記炭化水素仕込原料は、最初に、水素化分解および/または水素化転化または水素化処理触媒とは異なる触媒または吸着剤の床を通る、請求項16〜26のいずれか1つに記載の方法。
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