JPH0841466A - 原油の水素化精製方法 - Google Patents

原油の水素化精製方法

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JPH0841466A
JPH0841466A JP18116694A JP18116694A JPH0841466A JP H0841466 A JPH0841466 A JP H0841466A JP 18116694 A JP18116694 A JP 18116694A JP 18116694 A JP18116694 A JP 18116694A JP H0841466 A JPH0841466 A JP H0841466A
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隆生 野崎
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 品質が良好で安定した灯油・軽油を増産しう
るとともに精油設備の簡素化をはかることのできる原油
の水素化処理方法を提供すること。 【構成】 原油又はナフサ留分を除いた原油を、水素の
存在下、触媒と接触させて水素化脱硫し、流出物を高圧
気液分離槽で気体成分1と液体炭化水素成分1に分離
し、該液体炭化水素成分1を水素の存在下、触媒と接触
させて水素化分解し、次いで前記気体成分1と前記水素
化分解からの流出物を合わせて、常圧蒸留を行い沸点の
異なる炭化水素を得ることを特徴とする、原油又はナフ
サ留分を除いた原油の水素化精製方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原油の水素化精製方法
に関する。さらに詳しくは、原油又はナフサ留分を除い
た原油の一括水素化脱硫工程において、高品質の灯油・
軽油を増産しうるとともに、精油設備の簡素化を図るこ
とのできる原油の水素化精製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、原油の精製処理方法としては、一
般に、原油を常圧蒸留して各留分を分離したのち、分離
した各留分をそれぞれ脱硫する方法がとられている。し
かしながら、この方法は、精油設備の基数が多く、かつ
工程が煩雑である上、製品の冷却、加熱を繰り返すため
にエネルギー効率が悪いなどの問題があり、必ずしも満
足しうるものではなく、新しい形式の原油処理方法が求
められている。このような観点から、近年ナフサ留分を
除いた原油の一括処理が試みられている。例えば、
(1)原油中のナフサ留分を蒸留分離したのち、ナフサ
留分を除いた残油を一括水素化脱硫処理し、次いで蒸留
して各製品に分離する方法(特開平3−294390号
公報)、(2)原油中のナフサ留分を蒸留分離したの
ち、ナフサ留分を除いた残油を一括水素化脱硫処理し、
次いで、高圧分離槽で軽質留分と重質留分とに分離し、
得られた軽質留分を水素化精製する方法(特開平4−2
24890号公報)、(3)原油中のナフサ留分を蒸留
分離したのち、ナフサ留分を除いた残油を一括水素化脱
硫処理し、次いで、高圧分離槽で軽質留分と重質留分と
に分離し、得られた重質留分をほぼ大気圧の窒素雰囲気
下、500℃程度の温度で接触分解し、ガソリンとLC
Oを得た後、このLCOと高圧分離した軽質留分を水素
化精製する方法(特開平4−224892号公報)、
(4)原油一括処理及び常圧蒸留を行った後に残油流動
接触分解あるいは残油水素化分解を行い、製品得率調整
を行う方法(米国特許第3,617,501 号明細書)、など
が提案されている。しかしながら、上記(1)の方法に
おいては、通常の脱硫触媒を用いているため、品質が安
定した灯油・軽油留分が得られない上、白油増産効果も
満足できるものではない。また、上記(2)の方法にお
いては、灯軽油の性状は高められるが、得率調整が十分
にできず、需要構成によっては使用できる原油に制限が
ある。更に(3)の方法においては、ガソリンを増産す
る一方で、灯軽油の沸点範囲に相当するLCOが併産さ
れるが、このLCOは芳香族性が非常に高く、灯油留分
の煙点及び軽油留分のセタン価が著しく低い。このよう
なLCOを水素化し、十分な煙点あるいはセタン価を得
るには過酷度の高い高温・高圧の装置を必要とし、ま
た、LCOを反応圧まで再昇圧する必要があるため、固
定費、変動費ともに満足な経済性は得られていない。ま
た、(4)の方法では、流動接触分解で得られる中間留
分は品質、例えば軽灯油の色相、灯油の煙点、軽油のセ
タン指数といったものが非常に劣悪である。一方、水素
化分解は一度常圧蒸留で落とした温度及び圧力を再び3
00〜450℃、100〜200kg/cm2 の高温・
高圧にしなければならないため、エネルギー効率及び経
済性の面で必ずしも満足できるプロセスではない。この
ように、従来のナフサ留分を除いた原油の一活処理方法
は、品質の安定した灯油・軽油留分を得ることが困難で
あったり、また設備費や運転費が高くつく等の点から、
未だ実用化に至っていないのが実状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
下で、原油又はナフサ留分を除いた原油の一括水素化脱
硫工程において、残油の水素化分解により飽和性の高い
中間留分を得ることにより、品質が良好でかつ安定した
灯油・軽油を増産しうるとともに、精油設備の簡素化を
図ることのできる、経済的に有利な原油の水素化精製方
法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、原油又はナフ
サ留分を除いた原油を触媒の存在下で水素化脱硫し、次
いで蒸留して各製品に分離する水素化精製方法におい
て、一括水素化脱硫に続いて高圧気液分離槽にて気体成
分と液体炭化水素成分に分離を行った後、該液体炭化水
素を触媒と接触させて水素化分解することによって、飽
和性の高い中間留分を生成させ、中間留分の得率ととも
に品質も高めることが可能となることを見出した。本発
明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【0005】すなわち、本発明は、(1)原油又はナフ
サ留分を除いた原油を、水素の存在下、触媒と接触させ
て水素化脱硫し、流出物を高圧気液分離槽で気体成分1
と液体炭化水素成分1に分離し、該液体炭化水素成分1
を水素の存在下、触媒と接触させて水素化分解し、次い
で前記気体成分1と前記水素化分解からの流出物を合わ
せて、常圧蒸留を行い、沸点の異なる炭化水素を得るこ
とを特徴とする、原油又はナフサ留分を除いた原油の水
素化精製方法、(2)水素化脱硫を、30〜200kg
/cm2 の圧力下、300〜450℃の温度で、LHS
Vが0.1〜3.0h-1、水素/油比が300〜2000N
3 /キロリットルの条件で行うことを特徴とする上記
(1)記載の水素化精製方法、(3)水素化脱硫に用い
られる触媒が、アルミナ,シリカ−アルミナあるいはア
ルミナにホウ素及びリンから選ばれる少なくとも一種の
化合物を添加したものを担体として、周期律表第6,
8,9又は10族に属する金属の中から選ばれる少なく
とも一種を担持したものであることを特徴とする上記
(1)記載の水素化精製方法、(4)水素化分解を、3
0〜200kg/cm2 の圧力下、300〜450℃の
温度で、LHSVが0.1〜3.0h-1、水素/油比が30
0〜2000Nm3 /キロリットルの条件で行うことを
特徴とする上記(1)記載の水素化精製方法、(5)水
素化分解に用いられる触媒が、結晶性アルミノシリケー
トあるいはこれと無機酸化物との混合物よりなる担体に
周期律表第6,8,9又は10族に属する金属の中から
選ばれる少なくとも一種を担持したものであることを特
徴とする上記(1)記載の水素化精製方法、(6)水素
化分解からの流出物と合わせて常圧蒸留を行う気体成分
が、高圧気液分離槽で分解された気体成分1を更に、3
0〜200kg/cm2 の圧力下、300〜450℃の
温度で、LHSVが0.5〜8.0h-1、水素/油比が20
0〜2000Nm3 /キロリットルの条件下で水素化精
製触媒と接触させて得られたものであることを特徴とす
る上記(1)記載の水素化精製方法、(7)水素化精製
触媒が、アルミナ,シリカ,シリカ−アルミナあるいは
アルミナにホウ素及びリンから選ばれる少なくとも一種
の化合物を添加したものを担体として、周期律表第6,
8,9又は10族に属する金属の中から選ばれる少なく
とも一種を担持したものであることを特徴とする上記
(6)記載の水素化精製方法、及び(8)水素化分解か
らの流出物を高圧気液分離槽で気体成分2と液体炭化水
素成分2に分離し、該気体成分2を前記気体成分1と合
わせて、30〜200kg/cm2 の圧力下、300〜
450℃の温度で、LHSVが0.5〜8.0h-1、水素/
油比が200〜2000Nm3 /キロリットルの条件下
で水素化精製触媒と接触させたものを、前記液体炭化水
素成分2と合わせて常圧蒸留を行うことを特徴とする上
記(1)記載の水素化精製方法、を提供するものであ
る。
【0006】以下に、本発明を更に詳細に説明する。各
石油製品を分離する方法としては、通常原油をまず予備
蒸留塔に供給してナフサ留分を除去したのち、その残油
を水素化脱硫し、次いで、常圧蒸留塔に導き、ナフサ留
分、灯油留分、軽油留分及び残油に分離する方法、また
は原油を直接水素化脱硫した後、常圧蒸留塔に導き、ナ
フサ留分、灯油留分、軽油留分及び残油に分離する方法
がある。即ち、本発明においては、予備蒸留塔でナフサ
留分を除いた原油を一括水素化処理してもよく、また、
ナフサ留分の硫黄含有量を1ppm未満程度にする必要
がない場合、例えばナフサ留分をエチレン製造装置の原
料として使用する場合には、予備蒸留塔にてナフサ留分
を除くことなく、原油を直接一括して水素化処理しても
よい。
【0007】予備蒸留塔に供給する原油や水素化処理工
程に供給する原油としては、通常入手可能な原油又はナ
フサ留分を除去した原油を用いることができ、このよう
な原油としては予備蒸留塔内の汚れや閉塞の防止、水素
化処理触媒の劣化防止などのために、予め脱塩処理を行
うことが好ましい。脱塩処理方法としては、当業者にて
一般的に行われている方法を用いることができ、例え
ば、化学的脱塩法,ペトレコ電気脱塩法、ハウ・ベーカ
ー電気脱塩法などが挙げられる。
【0008】前記のように予備蒸留塔で原油を処理する
場合、原油中のナフサ留分及びそれよりも軽質の留分の
除去が行われるが、この場合蒸留条件としては、通常、
温度は145〜200℃の範囲であり、また圧力は常圧
〜10kg/cm2 の範囲、好ましくは1.5kg/cm
2 前後である。この予備蒸留塔にて塔頂より除去するナ
フサ留分は、沸点が10℃以上で、上限が125〜17
4℃の範囲にあるものが好ましいが、後段にて水素化脱
硫して精留するため、精度よく蒸留する必要はない。な
お、沸点10〜125℃のナフサ留分としては、通常炭
素数が5〜8のものがあり、沸点10〜174℃のナフ
サ留分としては、通常炭素数5〜10のものがある。ナ
フサ留分を沸点125℃未満でカットした場合、次の工
程の水素化処理の際に水素分圧が低下して、水素化処理
の効率が低下するおそれがあり、また沸点174℃を超
えてカットすると、後段の水素化処理及び蒸留で得られ
る灯油留分の煙点が低下する傾向がみられる。
【0009】本発明において用いられる、原油あるいは
上記予備蒸留方法によりナフサ分を除去した原油として
は、バナジウム、ニッケル及び鉄の少なくとも一種から
なる金属成分を135重量ppm以下、アスファルテン
分を12重量%以下含有するものが好ましく用いられ
る。上記金属成分が135重量ppmを越えるものは、
金属成分の蓄積により著しく触媒寿命を短くするため好
ましくなく、また、アスファルテン分が12重量%を越
えるものは、炭素析出により著しく触媒寿命を短くする
ためやはり好ましくない。
【0010】本発明の水素化精製方法は、上記原油を、
水素の存在下、触媒と接触させて水素化脱硫し、流出物
を高圧気液分離槽で気体成分1と液体炭化水素成分1に
分離し、該液体炭化水素成分1を水素の存在下、触媒と
接触させて水素化分解し、次いで前記気体成分1と前記
水素化分解からの流出物を合わせて、常圧蒸留を行い沸
点の異なる炭化水素を得る工程を含むものである。
【0011】上記水素化脱硫工程で用いられる水素化脱
硫装置においては、原油あるいはナフサ留分を除いた原
油を水素化精製する場合の反応条件として以下の条件が
用いられる。まず、反応温度は300〜450℃の範囲
が好ましい。上記反応温度が300℃未満である時は反
応の進行が著しく遅く、また450℃を越える場合は触
媒上に固体炭素(コーク)が生成し、触媒寿命を著しく
低下させる。上記と同様の理由から、反応温度は360
〜420℃の範囲が更に好ましい。また、反応圧力、即
ち水素分圧は30〜200kg/cm2 の範囲が好まし
い。上記圧力が30kg/cm2 未満である時は、固体
炭素を析出し、触媒寿命が著しく低下し、また200k
g/cm2 を越える圧力は装置設計上不経済である。上
記と同様の理由から、水素分圧は100〜180kg/
cm2 の範囲であることが更に好ましい。更に、水素/
油比は300〜2000Nm3 /キロリットルの範囲で
あることが好ましい。上記比率が300Nm3 /キロリ
ットル未満の場合は、水素化精製が十分に進行せず、2
000Nm3 /キロリットルを越える場合は、装置設計
上不経済である。上記と同様の理由から、上記比率は5
00〜1000Nm 3 /キロリットルの範囲であること
が更に好ましい。液時空間速度(LHSV)は0.1〜3.
0h-1の範囲が好ましい。LHSVが0.1h-1未満の場
合は、経済的に十分な処理速度が得られず、また3.0h
-1を越える場合は、反応時間が不十分で原料油の水素化
精製が完了しないという欠点がある。上記と同様の理由
から、LHSVは0.2〜0.8h-1の範囲であることが更
に好ましい。
【0012】上記水素化脱硫工程で用いられる触媒とし
ては、アルミナ,シリカ−アルミナあるいはアルミナに
ホウ素及びリンから選ばれる少なくとも一種の化合物を
添加してなるものを担体として、周期律表第6,8,9
又は10族に属する金属の中から選ばれる少なくとも一
種を担持した触媒が好ましく用いられるが、周期律表第
6族に属する金属としては、タングステン、モリブデン
が好ましく、また周期律表第8〜10族に属する金属と
しては、ニッケル、コバルトが好ましい。なお、第6族
の金属及び第8〜10族の金属はそれぞれ一種用いても
よく、また複数種の金属を組み合わせて用いてもよい
が、特に水素化活性が高く、かつ劣化が少ない点から、
Ni−Mo,Co−Mo,Ni−W,Ni−Co−Mo
等の組合せが好適である。
【0013】また、前記金属の担持量については、特に
制限はなく、各種条件に応じて適宜選定すればよいが、
通常は触媒全重量に基づき、金属酸化物として1〜35
重量%の範囲である。この担持量が1重量%未満では、
水素化処理触媒としての効果が充分に発揮されず、また
35重量%を超えると、その担持量の割には水素化活性
の向上が顕著でなく、かつ経済的に不利である。特に、
水素化活性及び経済性の点から5〜30重量%の範囲が
好ましい。
【0014】上記触媒としては、アルミナにホウ素及び
リンから選ばれる少なくとも一種の化合物を添加してな
るものを担体として用いた場合、担体の全重量に基づ
き、ホウ素化合物,珪素化合物又はリン化合物をそれぞ
れ0.5〜20重量%の割合で含有するものが好適であ
る。上記含有量が上記下限値未満では、水素化活性を向
上させる効果が小さく、またその上限値を超えると、そ
の量の割には水素化活性の向上効果があまりみられず、
経済的でない上、脱硫活性が低下する場合があり、好ま
しくない。特に水素化活性の向上効果の点からそれぞれ
1〜18重量%の範囲が好ましい。
【0015】上記担体は、例えば水分含有量が65重量
%以上のアルミナ又はアルミナ前駆体に、ホウ素化合物
またはリン化合物を所定の割合で加え、60〜100℃
程度の温度で好ましくは1時間以上、さらに好ましくは
1.5時間以上加熱混練したのち、公知の方法により成
形,乾燥及び燒成を行うことによって、製造することが
できる。加熱混練が1時間未満では、混練が不充分とな
ってホウ素原子等の分散状態が不充分となるおそれがあ
り、また混練温度が上記範囲を逸脱すると、ホウ素等が
高分散しない場合があり、好ましくない。なお、上記ホ
ウ素,珪素,リン又はその各化合物の添加は、必要に応
じ、水に加熱溶解させて溶液状態で行ってもよい。
【0016】ここで、アルミナ前駆体としては、焼成に
よりアルミナを生成するものであれば、特に制限はな
く、例えば、水酸化アルミニウム,擬ベーマイト,ベー
マイト,バイヤライト,ジブサイトなどのアルミナ水和
物などを挙げることができる。上記のアルミナ又はアル
ミナ前駆体は水分含有量65重量%以上として使用する
のが望ましく、水分含有量が65重量%未満である場
合、添加した前記リン等の各化合物の分散が充分でない
おそれがある。
【0017】また、ホウ素化合物としては、酸化ホウ素
の他に、焼成により酸化ホウ素に転化しうる各種のホウ
素化合物を使用することができ、例えば、ホウ酸,ホウ
酸アンモニウム,ホウ酸ナトリウム,過ホウ酸ナトリウ
ム,オルトホウ酸,四ホウ酸,五硫化ホウ素,三塩化ホ
ウ素,過ホウ酸アンモニウム,ホウ酸カルシウム,ジボ
ラン,ホウ酸マグネシウム,ホウ酸メチル,ホウ酸ブチ
ル,ホウ酸トリシクロヘキシルなどが挙げられる。ま
た、上記担体のうちアルミナにリン化合物を添加してな
る担体に用いられるリン化合物としては、リン単体を含
むことができる。リン単体としては、具体的には黄リ
ン、赤リン等が挙げられる。
【0018】リン化合物としては、例えばオルトリン
酸,次リン酸,亜リン酸,次亜リン酸等の低酸化数の無
機リン酸またはこれらのアルカリ金属塩あるいはアンモ
ニウム塩、ピロリン酸,トリポリリン酸,テトラポリリ
ン酸等のポリリン酸またはこれらのアルカリ金属塩ある
いはアンモニウム塩、トリメタリン酸,テトラメタリン
酸,ヘキサメタリン酸等のメタリン酸またはこれらのア
ルカリ金属塩あるいはアンモニウム塩、カルコゲン化リ
ン、有機リン酸、有機リン酸塩、等が挙げられる。これ
らの中で、特に低酸化数の無機リン酸、縮合リン酸のア
ルカリ金属塩あるいはアンモニウム塩が活性、耐水耐熱
性、耐久性などの点から好ましい。
【0019】シリカ−アルミナとしては、例えばアルミ
ナに対するシリカのモル比SiO2/Al2 3 が3.5
以上のフォージャサイト型ゼオライトなどが挙げられ
る。これらの中ではSiO2 /Al2 3 のモル比が4.
6以上のものが耐熱性の点から好ましい。
【0020】上記の触媒の平均細孔径は、80〜120
Åの範囲の値であることが好ましく、平均細孔径が80
Å未満の場合は、重質分子が細孔内に十分に拡散でき
ず、反応が不十分となり、残油の性状(例えばNi,V
の含有率)の点から好ましくない。また、120Åを越
える場合は表面積が小さくなり、反応が十分に進行しな
い。また、本発明においては、上記組成を有する触媒か
らなる触媒層を更に二段に分割し、その上流側に200
〜5000Å、好ましくは1000〜3000Åの範囲
の平均細孔径を有する触媒を、下流側に80〜120Å
程度の平均細孔径を有する触媒を組み合わせて用いるこ
とが触媒寿命の点から更に好ましい。
【0021】本発明においては、上記水素化脱硫処理さ
れた原油は、気体成分1と液体炭化水素成分1に気液分
離された後、該液体炭化水素成分1は水素化分解処理さ
れる。このような気液分離は、流出物の温度・圧力を大
きく変えることなく分離可能な点から高圧気液分離槽を
好ましく用いて行うことができる。水素化分解処理に用
いられる水素化分解装置では、その反応条件として以下
の条件が用いられる。まず、反応温度は300〜450
℃の範囲が好ましい。上記反応温度が300℃未満であ
る時は反応の進行が著しく遅くなり、また450℃を越
える場合は過分解が進行し、ガス収率の増加により中間
製品の得率が低下し不経済である。上記と同様の理由か
ら、反応温度としては360〜420℃の範囲が更に好
ましい。また、反応圧力、即ち水素分圧は30〜200
kg/cm2 の範囲が好ましい。上記圧力が30kg/
cm2 未満である時は生成する中間留分の性状、例えば
色相、煙点等が悪化し、また200kg/cm2 を越え
る圧力は装置設計上不経済である。上記と同様の理由か
ら、水素分圧は100〜180kg/cm2 の範囲であ
ることが更に好ましい。更に、水素/油比は300〜2
000Nm3 /キロリットルの範囲であることが好まし
い。上記比率が300Nm3 /キロリットル未満の場合
は、反応が十分に進行せず、分解油の製品性状が悪化
し、また2000Nm3 /キロリットルを越える場合
は、装置設計上不経済である。上記と同様の理由から、
上記比率は500〜1000Nm3 /キロリットルの範
囲であることが更に好ましい。LHSVは0.1〜3.0h
-1の範囲であることが好ましい。LHSVが0.1h-1
満の場合は経済的な観点から十分な処理速度が得られ
ず、また3.0h-1を越える場合は反応時間が不十分で分
解油の得率が十分に得られない。上記と同様の理由か
ら、LHSVは0.2〜0.8h-1の範囲であることが更に
好ましい。
【0022】上記水素化分解処理において使用される触
媒としては、例えば特公平4−24106号公報の第3
欄第18行〜第6欄第30行に記載の、一般に公知のゼ
オライト系残油分解触媒を用いることができる。結晶性
アルミノシリケート、好ましくは鉄含有アルミノシリケ
ート、あるいはこれと無機酸化物を混合したものを担体
として、これに周期律表第6,8,9及び10族に属す
る金属の中から選ばれる少なくとも一種を担持した触媒
を用いることができる。特に上記担体としては、鉄含有
アルミノシリケート10〜90重量%及び無機酸化物9
0〜10重量%とからなるものが好ましい。担体中の鉄
含有アルミノシリケートの含有量が10重量%未満で
は、水素化処理触媒としての効果が充分に発揮されず、
また90重量%を超えると、その量の割には水素化活性
の向上効果があまりみられず、むしろ経済的に不利とな
る。特に、水素化活性及び経済性の点から、鉄含有アル
ミノシリケート30〜70重量%及び無機酸化物70〜
30重量%からなるものが好適である。
【0023】前記鉄含有アルミノシリケート含有担体に
用いられる無機酸化物としては、例えばベーマイトゲル
やアルミナゾルなどのアルミナ,シリカゾルなどのシリ
カ、あるいはシリカ−アルミナなどの多孔質のものが挙
げられ、特にアルミナが好ましく用いられる。
【0024】本発明において、上記水素化分解処理にお
いて用いられる触媒は、上記のようにして得られた担体
に、周期律表第6,8,9又は10族に属する金属の中
から選ばれた少なくとも一種を担持させたものである
が、その担持方法については、特に制限はなく、含浸
法,共沈法,混練法などの公知の任意の方法を採用する
ことができる。また、上記担体に、所望の金属を所定の
割合で担持させたのち、必要に応じて乾燥後、焼成処理
を行う。焼成温度及び時間は、担持させた金属の種類な
どに応じて適宜選ばれる。また、周期律表第6,8,9
又は10族に属する金属としては、前記水素化脱硫処理
で述べたと同様のものを使用することができる。このよ
うにして得られた水素化分解触媒は、平均細孔径が10
0〜200Åのものが好ましい。この平均細孔径が10
0Å未満では、重質分子が細孔内に十分拡散しないので
反応が十分進行しない。また、200Åを越える場合は
表面積が小さくなるため、反応の進行が不十分である。
【0025】本発明においては、前記水素化脱硫後に高
圧気液分離槽で気液分離されて得られた気体成分1につ
いて、必要に応じ更に水素化精製処理を行うことができ
る。上記水素化精製処理で用いられる水素化精製装置で
は、その反応条件として以下の条件が用いられる。ま
ず、反応温度は300〜450℃の範囲が好ましい。上
記反応温度が300℃未満である時は反応の進行が著し
く遅くなり、また450℃を越える場合は過分解が進行
し、ガス収率の増加により中間製品の得率が低下し不経
済である。上記と同様の理由から、反応温度としては3
60〜420℃の範囲が更に好ましい。また、反応圧
力、即ち水素分圧は30〜200kg/cm 2 、更に1
00〜180kg/cm2 の範囲が好ましい。上記圧力
は30kg/cm2 程度で十分であるが、高圧気液分離
槽の気体成分をそのまま反応器に供給することが経済的
であるため、このプロセスの圧力は前段の水素化脱硫の
条件により決定される。更に、水素/油比は200〜2
000Nm3 /キロリットル、更に500〜1500N
3 /キロリットルの範囲であることが好ましい。上記
比率は200Nm3 /キロリットル程度で十分である
が、高圧気液分離槽の気体成分をそのまま反応器に供給
することが経済的であるため、このプロセスの水素/油
比は前段の水素化脱硫の条件により決定される。LHS
Vは0.5〜8.0h-1の範囲であることが好ましい。LH
SVが0.5h-1未満の場合は経済的な観点から十分な処
理速度が得られず、また8.0h-1を越える場合は反応時
間が不十分で分解油の得率が十分に得られない。上記と
同様の理由から、LHSVは1.0〜5.0h-1の範囲であ
ることが更に好ましい。
【0026】上記水素化精製処理において使用される水
素化精製触媒としては、アルミナあるいはシリカ、ある
いはアルミナにホウ素及び/又はリンの化合物を添加し
たもの、または鉄含有アルミノシリケートを担体とし
て、周期律表第6,8,9又は10族に属する金属から
選ばれる少なくとも一種を担持した触媒が好ましく用い
られる。このようなものとしては、上記水素化脱硫また
は水素化分解処理で用いられたものと同様のものを使用
することができる。このような水素化精製触媒は、平均
細孔径が20〜60Åのものが好ましい。この平均細孔
径が20Å未満では、触媒内拡散抵抗が大きくなり反応
が十分進行しない。また、60Åを越える場合は表面積
が小さくなり、十分な反応速度が得られない。
【0027】本発明においては、前記水素化分解からの
流出物を更に高圧気液分離槽で気体成分2と液体炭化水
素成分2に分離し、該気体成分2を前記水素化脱硫後の
高圧気液分離槽からの気体成分1と合わせて、30〜2
00kg/cm2 の圧力下、300〜450℃の温度
で、LHSVが0.5〜8.0h-1、水素/油比が200〜
2000Nm3 /キロリットルの条件下で水素化精製触
媒と接触させたものを、前記液体炭化水素成分2と合わ
せて常圧蒸留を行う方法を好ましく使用することができ
る。このような方法を採ることにより、灯油の煙点向上
あるいは軽油の色相改善、セタン価向上等の利点が得ら
れる。
【0028】原油を直接水素化脱硫処理等する場合は、
その反応条件はナフサ留分を除いた原油を水素化脱硫処
理等する場合の反応条件と基本的に同様であるが、水素
分圧が低下するため、水素分圧及び水素/油比を、上記
範囲内で大きくすることが好ましい。このようにして、
原油又はナフサ留分を除いた原油を一括水素化脱硫処理
したのち、この処理油は、常圧蒸留塔にて各種製品、例
えばナフサ留分,灯油留分,軽油留分,常圧蒸留残油な
どに分離される。この際、常圧蒸留塔の操作条件として
は、石油精製設備において広く行われている原油常圧蒸
留方法と同様であり、通常温度は300〜380℃程
度、圧力は常圧〜1.0kg/cm2 G程度である。この
工程を、水素化脱硫工程に引き続き行うことにより、熱
回収を図り運転費を大きく低減することができる。ま
た、既設の原油常圧蒸留塔を有効に利用するため、他の
場所にある製油所へ水素化脱硫処理油を転送して製品の
分離を行うことにより、建設費を低減することができ
る。
【0029】
【実施例】以下に、実施例により本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例1 原料油として、アラビアンヘビー脱塩原油のナフサ留分
(C5〜157℃)を除いた下記性状のものを用いた。 原料油A 密度(15℃) 0.9319g/cm3 硫黄分 3.24重量% 窒素分 1500重量ppm バナジウム 55重量ppm ニッケル 18重量ppm 鉄 1.5重量ppm アスファルテン分 9.9重量% 灯油留分(157℃より高く239℃以下) 9.8重量% 軽油留分(239℃より高く370℃以下) 25.8重量% 残油 (370℃より高いもの) 64.4重量% 図1に示すように、原料油と水素を1000ミリリット
ルの水素化脱硫反応器に供給し、第1表に示す触媒Aを
用いて水素化脱硫反応を行い、反応後の温度及び圧力を
保持したまま、高圧気液分離槽に供給し、分離された液
体成分と水素を1000ミリリットルの水素化分解装置
に供給し、第1表に示す触媒Dを用いて水素化分解を行
った。水素化分解反応の生成油と先の気体成分を合わせ
て常圧蒸留を行った。各反応器の反応条件を第2表に示
す。また、第1表に示す触媒Aは、アルミナ担体に第1
表に示す成分の水溶塩を含浸して作成した、一般に公知
の触媒である。また、触媒Dは鉄含有Y型ゼオライトと
アルミナの混合物を担体とし、金属塩を水溶液から含浸
した一般に公知の触媒である。得られた水素化処理油を
蒸留により、ナフサ留分(C5〜157℃以下)、灯油
留分(157℃より高く239℃以下),軽油留分(2
39℃より高く370℃以下)及び残油(370℃より
高いもの)に分留し、それぞれの性状を求めた。また、
灯油留分及び軽油留分について貯蔵安定性試験を行っ
た。その結果を第3表及び第4表に示す。尚、灯油留分
及び軽油留分の貯蔵安定性試験は、ベントを有した50
0ミリリットルのガラス容器に試料を400ミリリット
ル入れ、43℃に保たれた暗所にて30日間貯蔵して、
貯蔵試験前後の結果を評価して示した。第3表及び第4
表より、残油水素化分解により、パラフィン分に富む中
間留分が生成するため、煙点の良好な灯油及びセタン価
の良好な軽油が得られることがわかる。
【0030】実施例2 原料油として、下記の性状を有するアラビアンライト脱
塩原油を用いた。 原料油B 密度(15℃) 0.8639g/cm3 硫黄分 1.93重量% 窒素分 850重量ppm バナジウム 18重量ppm ニッケル 5重量ppm 鉄 7.0重量ppm アスファルテン分 3.8重量% ナフサ留分(C5〜157℃) 14.7重量% 灯油留分(157℃より高く239℃以下) 14.2重量% 軽油留分(239℃より高く370℃以下) 25.6重量% 残油 (370℃より高いもの) 45.5重量% 図1に示すように、原料油と水素を1000ミリリット
ルの水素化脱硫反応器に供給し、第1表に示す触媒Cを
用いて水素化脱硫反応を行い、反応後の温度及び圧力を
保持したまま、高圧気液分離槽に供給し、分離された液
体成分と水素を1000ミリリットルの水素化分解装置
に供給し、第1表に示す触媒Dを用いて水素化分解を行
った。水素化分解反応の生成油と先の気体成分を合わせ
て常圧蒸留を行った。各反応器の反応条件を第2表に示
す。また、第1表に示す触媒Cは、アルミナ担体に第1
表に示す成分の水溶塩を含浸して作成した、一般に公知
の触媒である。また、触媒Dは鉄含有Y型ゼオライトと
アルミナの混合物を担体とし、金属塩を水溶液から含浸
した一般に公知の触媒である。実施例1と同様にして、
得られた水素化処理油を蒸留し、得られた各留分の性状
を求めた。また、灯油留分及び軽油留分について貯蔵安
定性試験を行った。その結果を第3表及び第4表に示
す。アラビアンライト脱塩原油を原料油とした場合で
も、実施例1と同様に性状の良好な中間留分を増産でき
ることがわかった。
【0031】実施例3 図2に示すように、原料油Bと水素を1000ミリリッ
トルの水素化脱硫反応器に供給し、第1表に示す触媒B
を用いて水素化脱硫反応を行い、反応後の温度及び圧力
を保持したまま、高圧気液分離槽に供給し、分離された
液体成分と水素を1000ミリリットルの水素化分解装
置に供給し、第1表に示す触媒Dを用いて水素化分解を
行った。一方で、前記高圧気液分離槽で得られた気体成
分を100ミリリットルの水素化精製反応器にて触媒E
と接触させる。前記水素化分解からの生成油と水素化精
製からの気体成分を合わせて常圧蒸留を行った。各反応
器の反応条件を第2表に示す。また、第1表に示す触媒
B及びEは、アルミナ担体に第1表に示す成分の水溶塩
を含浸して作成した、一般に公知の触媒である。また、
触媒Dは鉄含有Y型ゼオライトとアルミナの混合物を担
体とし、金属塩を水溶液から含浸した一般に公知の触媒
である。実施例1と同様にして、得られた水素化処理油
を蒸留し、得られた各留分の性状を求めた。また、灯油
留分及び軽油留分について貯蔵安定性試験を行った。そ
の結果を第3表及び第4表に示す。水素化精製処理を行
うことにより、更に良好な性状の灯軽油が得られた。
【0032】実施例4 図3に示すように、原料油Aと水素を1000ミリリッ
トルの水素化脱硫反応器に供給し、第1表に示す触媒B
を用いて水素化脱硫反応を行い、反応後の温度及び圧力
を保持したまま、高圧気液分離槽1に供給し、分離され
た液体成分1と水素を1000ミリリットルの水素化分
解反応器に供給し、第1表に示す触媒Dを用いて水素化
分解を行った。更に水素化分解反応後の流出物を温度及
び圧力を保持したまま、高圧気液分離槽2で液体成分2
と気体成分2に分離した。一方に、高圧気液分離槽1及
び2でそれぞれ得られた気体成分1及び2を合わせて1
00ミリリットルの水素化精製反応器にて触媒Fと接触
させた。液体成分2と水素化精製で得られた気体成分と
を実施例1と同様に蒸留し、各留分の性状を評価した。
また、灯油留分及び軽油留分について貯蔵安定性試験を
行った。その結果を第3表及び第4表に示す。水素化分
解油を更に水素化精製することにより、灯油煙点,軽油
色相において更に良好な性状の灯軽油が得られた。
【0033】比較例1 図4に示すように原料油Aについて、第2表に示す条件
で水素化脱硫のみを行ったこと以外は実施例1と同様に
水素化処理を行った。実施例1と同様に生成油を分留し
て得られた各留分の性状及び灯油・軽油成分についての
貯蔵安定性試験を実施例1と同様に評価しその結果を第
3表及び第4表に示す。原油一括処理において、水素化
脱硫のみを行った場合は、残油の金属量及び窒素量、灯
軽油の色相及び煙点、セタン指数すべてにおいて品質が
不十分であることがわかる。
【0034】比較例2 図5に示すように、原料油Bを水素化脱硫の後段で気液
分離を行うことなく、直接水素化分解装置に通油した。
使用した触媒及び反応条件を第1表及び第2表に示す。
実施例1と同様に生成油を分留して得られた各留分の性
状及び灯油・軽油成分についての貯蔵安定性試験を実施
例1と同様に評価しその結果を第3表及び第4表に示
す。気液分離を行わず、軽質留分も同時に水素化分解反
応器に供給した場合、重質分の分解以上に灯軽油分中の
パラフィン分が分解されるので、灯軽油の得率及び灯油
煙点,軽油セタン価等の品質が低下する。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】
【表4】
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、原油又はナフサ留分を
除いた原油の一括水素化脱硫工程において、残油の水素
化分解により飽和性の高い中間留分を得ることにより、
重質油の水素化脱硫に併せて軽灯油の水素化改質を効果
的に行い、高品質の軽灯油を増産し、かつ精製設備の簡
素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1及び2の各々で用いた本発明の水素
化精製方法の一例を示す概略工程図である。
【図2】 実施例3で用いた本発明の水素化精製方法の
一例を示す概略工程図である。
【図3】 実施例4で用いた本発明の水素化精製方法の
一例を示す概略工程図である。
【図4】 比較例1で用いた本発明外の水素化精製方法
の一例を示す概略工程図である。
【図5】 実施例2で用いた本発明外の水素化精製方法
の一例を示す概略工程図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原油又はナフサ留分を除いた原油を、水
    素の存在下、触媒と接触させて水素化脱硫し、流出物を
    高圧気液分離槽で気体成分1と液体炭化水素成分1に分
    離し、該液体炭化水素成分1を水素の存在下、触媒と接
    触させて水素化分解し、次いで前記気体成分1と前記水
    素化分解からの流出物を合わせて、常圧蒸留を行い沸点
    の異なる炭化水素を得ることを特徴とする、原油又はナ
    フサ留分を除いた原油の水素化精製方法。
  2. 【請求項2】 水素化脱硫を、30〜200kg/cm
    2 の圧力下、300〜450℃の温度で、LHSVが0.
    1〜3.0h-1、水素/油比が300〜2000Nm3
    キロリットルの条件で行うことを特徴とする請求項1記
    載の水素化精製方法。
  3. 【請求項3】 水素化脱硫に用いられる触媒が、アルミ
    ナ、シリカ−アルミナあるいはアルミナにホウ素及びリ
    ンから選ばれる少なくとも一種の化合物を添加したもの
    を担体として、周期律表第6,8,9又は10族に属す
    る金属の中から選ばれる少なくとも一種を担持したもの
    であることを特徴とする請求項1記載の水素化精製方
    法。
  4. 【請求項4】 水素化分解を、30〜200kg/cm
    2 の圧力下、300〜450℃の温度で、LHSVが0.
    1〜3.0h-1、水素/油比が300〜2000Nm3
    キロリットルの条件で行うことを特徴とする請求項1記
    載の水素化精製方法。
  5. 【請求項5】 水素化分解に用いられる触媒が、結晶性
    アルミノシリケートあるいはこれと無機酸化物との混合
    物よりなる担体に周期律表第6,8,9又は10族に属
    する金属の中から選ばれる少なくとも一種を担持したも
    のであることを特徴とする請求項1記載の水素化精製方
    法。
  6. 【請求項6】 水素化分解からの流出物と合わせて常圧
    蒸留を行う気体成分が、高圧気液分離槽で分離された気
    体成分1を更に、30〜200kg/cm2の圧力下、
    300〜450℃の温度で、LHSVが0.5〜8.0
    -1、水素/油比が200〜2000Nm3 /キロリッ
    トルの条件下で水素化精製触媒と接触させて得られたも
    のであることを特徴とする請求項1記載の水素化精製方
    法。
  7. 【請求項7】 水素化精製触媒が、アルミナ,シリカ,
    シリカ−アルミナあるいはアルミナにホウ素及びリンか
    ら選ばれる少なくとも一種の化合物を添加したものを担
    体として、周期律表第6,8,9又は10族に属する金
    属の中から選ばれる少なくとも一種を担持したものであ
    ることを特徴とする請求項6記載の水素化精製方法。
  8. 【請求項8】 水素化分解からの流出物を高圧気液分離
    槽で気体成分2と液体炭化水素成分2に分離し、該気体
    成分2を前記気体成分1と合わせて、30〜200kg
    /cm2 の圧力下、300〜450℃の温度で、LHS
    Vが0.5〜8.0h-1、水素/油比が200〜2000N
    3 /キロリットルの条件下で水素化精製触媒と接触さ
    せたものを、前記液体炭化水素成分2と合わせて常圧蒸
    留を行うことを特徴とする請求項1記載の水素化精製方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009179795A (ja) * 2001-06-28 2009-08-13 Chevron Usa Inc 原油脱硫
JP2017132836A (ja) * 2016-01-25 2017-08-03 出光興産株式会社 重油の処理システム

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