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JP2008143917A - Hydrocarbon oil hydroforming process - Google Patents

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JP2008143917A
JP2008143917A JP2004197940A JP2004197940A JP2008143917A JP 2008143917 A JP2008143917 A JP 2008143917A JP 2004197940 A JP2004197940 A JP 2004197940A JP 2004197940 A JP2004197940 A JP 2004197940A JP 2008143917 A JP2008143917 A JP 2008143917A
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隆一 高沢
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

【課題】 アスファルテンを含有する炭化水素油の水素化改質方法において、当該炭化水素油のコーク劣化し易さを事前に把握でき、かつ後段でコーク劣化を引き起こすコーク前駆体を生成すると考えられる前段の水素化脱金属処理工程におけるコーク劣化を抑制する方法及び当該工程において使用する水素化脱金属触媒を提供する。
【解決手段】 アスファルテンを含む炭化水素油を水素化脱金属処理したのち、その後段で、水素化脱硫処理、水素化分解処理等の水素化改質処理をするに際し、前記水素化脱金属処理工程において、前記炭化水素油を、その中に含まれるアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度よりも低い温度で、当該工程に供給することを特徴とする、炭化水素油の水素化改質方法である。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a coke precursor capable of grasping in advance the ease of coke deterioration of the hydrocarbon oil in the hydrotreating method of hydrocarbon oil containing asphaltene and generating coke deterioration at a later stage. A method for suppressing coke deterioration in a hydrodemetallation treatment step and a hydrodemetallation catalyst used in the step are provided.
The hydrodemetallation process is performed when hydrodemetallation treatment is performed on a hydrocarbon oil containing asphaltene and then hydroreforming treatment such as hydrodesulfurization treatment or hydrocracking treatment is performed in a subsequent stage. In this method, the hydrocarbon oil is supplied to the process at a temperature lower than the 1% by mass reduction temperature by the thermobalance measurement of asphaltenes contained therein. It is.
[Selection figure] None

Description

本発明は、炭化水素油の水素化改質方法に関し、より詳しくは、アスファルテンを含有する炭化水素油の水素化改質方法において、後段の水素化脱硫触媒や水素化分解触媒のコーク劣化を抑制し、寿命を延長するために、前段の水素化脱金属工程に特徴を有する方法に関する。   The present invention relates to a hydrocracking method for hydrocarbon oils, and more particularly, in a hydrotreating method for hydrocarbon oils containing asphaltenes, to suppress coke deterioration of hydrodesulfurization catalysts and hydrocracking catalysts in the subsequent stage. In order to extend the service life, the present invention relates to a method characterized by the hydrodemetallation process in the previous stage.

石油精製工業においては、原料であるアスファルテンを含有する炭化水素油を水素化改質するためには、一般に前段で水素化脱金属処理して、後段の水素化脱硫触媒や水素化分解触媒のメタル劣化を抑制する方法が採られる。ところが、原料のアスファルテンを含む炭化水素油の種類によっては、水素化脱金属工程において、必要以上に脱金属処理が進むことによりアスファルテンからコーク前駆体を生成し、後段の触媒のコーク劣化を誘発し、触媒寿命が短くなる場合が多々あることが判ってきた。しかしながら、どのような炭化水素油がコーク劣化を起こしやすいか、また、コーク劣化を回避する方法や指標がこれまで不明であったために、アスファルテン含有炭化水素油の水素化改質においては、日々の劣化状況を監視しつつ、試行錯誤的な運転管理を強いられているのが実状である。   In the oil refining industry, in order to hydrotreat a hydrocarbon oil containing asphaltene, which is a raw material, in general, hydrodemetallation treatment is performed in the former stage, followed by hydrodesulfurization catalyst and hydrocracking catalyst metal in the latter stage. A method for suppressing deterioration is employed. However, depending on the type of hydrocarbon oil containing asphaltene as a raw material, a coke precursor is generated from asphaltene by the progress of demetallation in the hydrodemetallation process, which induces coke deterioration of the catalyst in the subsequent stage. It has been found that the catalyst life is often shortened. However, what kind of hydrocarbon oil is likely to cause coke deterioration, and methods and indicators for avoiding coke deterioration have been unknown so far. The reality is that they are forced to perform trial and error operation management while monitoring the deterioration status.

アスファルテンを含有する炭化水素油の水素化改質処理において、メタル劣化を抑制するために水素化脱金属触媒に第三成分を加えて脱金属活性を向上する方法(例えば、特許文献1、特許文献2参照)、水素化脱金属工程を並列に配して運転途中で切替える方法(特許文献3)などが提案されている。
いずれの方法も、触媒の脱金属活性を高める、あるいは高い活性を維持するという方法であって、メタル劣化を抑制するという観点から考案されたものであり、メタル劣化には有効であると考えられるが、これらの方法では、コーク劣化を誘発するという観点からは十分な方法であるとは言えず、触媒寿命はいまだ満足できるものではなかった。
また、改質する原料炭化水素油の性状によって、メタル劣化しやすいもの、コーク劣化を起こしやすいものがあり、その原料の特性に応じた水素化改質方法を見出すことは、石油精製工業者にとって極めて重要な課題であった。
In hydrotreating of hydrocarbon oil containing asphaltenes, a method for improving the demetallization activity by adding a third component to the hydrodemetallation catalyst in order to suppress metal degradation (for example, Patent Document 1, Patent Document) 2), a method of switching the hydrodemetallation process in parallel and switching it during operation (Patent Document 3) has been proposed.
Any of these methods is a method for enhancing the demetalization activity of the catalyst or maintaining a high activity, and was devised from the viewpoint of suppressing metal degradation, and is considered effective for metal degradation. However, these methods are not sufficient from the viewpoint of inducing coke deterioration, and the catalyst life is still not satisfactory.
Also, depending on the nature of the raw material hydrocarbon oil to be reformed, there are those that are prone to metal degradation and those that are prone to coke degradation. It was a very important issue.

特開平9−276712号公報JP-A-9-276712 特開平9−248460号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-248460 特開平4−224891号公報JP-A-4-224891

本発明は、このような状況下でなされたもので、原料油であるアスファルテンを含有する炭化水素油の水素化改質方法において、原料油のコーク劣化し易さを事前に把握でき、かつ後段でコーク劣化を引き起こすコーク前駆体を生成すると考えられる、前段の水素化脱金属工程におけるアスファルテンの過剰な分解を抑制する方法及び当該工程に使用する水素化脱金属触媒を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made under such circumstances, and in a hydrogenation reforming method of hydrocarbon oil containing asphaltene as a raw material oil, it is possible to grasp in advance how easily the coke deterioration of the raw material oil occurs, and An object of the present invention is to provide a method for suppressing excessive decomposition of asphaltenes in the preceding hydrodemetallation step, which is considered to generate a coke precursor that causes coke degradation in the process, and a hydrodemetallation catalyst used in the step Is.

本発明者は、前記目的を達成するために、各種原料炭化水素油中のアスファルテンの物性測定、分析、解析及び水素化改質処理における各種触媒の組合せ、反応条件等について鋭意研究を重ねた結果、以下の事項を見出し、本発明を完成するに到った。
(a)原料炭化水素油中のアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度が低いものは、コーク劣化を起こしやすい原料である。従って、この温度よりも低い温度で原料炭化水素油を水素化脱金属工程に供給することがコーク劣化の抑制に有効である。
(b)水素化脱金属工程において、水素化脱金属処理に使用される触媒として、活性金属である周期律表第8,9及び10族に属する金属の担持量が金属酸化物として特定の範囲にあり且つ助触媒金属である周期律表第6族に属する金属の担持量が金属酸化物として特定の範囲にある触媒、好ましくは、さらに周期律表第5族に属する金属を担持した触媒を、水素化脱金属工程中の全触媒に対し、ある割合以上使用することで、コーク劣化を抑制できる。
In order to achieve the above object, the present inventor conducted extensive research on the combination of various catalysts, reaction conditions, etc. in physical property measurement, analysis, analysis and hydrotreating treatment of asphaltenes in various raw hydrocarbon oils. The inventors have found the following matters and have completed the present invention.
(A) A material having a low 1% by mass reduction temperature as measured by thermobalance of asphaltenes in a raw material hydrocarbon oil is a raw material that easily causes coke deterioration. Therefore, supplying the raw hydrocarbon oil to the hydrodemetallation step at a temperature lower than this temperature is effective in suppressing coke deterioration.
(B) In the hydrodemetallation step, as a catalyst used in the hydrodemetallation treatment, the supported amount of metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table which are active metals is a specific range as a metal oxide. A catalyst in which the supported amount of a metal belonging to Group 6 of the periodic table, which is a promoter metal, is in a specific range as a metal oxide, preferably a catalyst supporting a metal belonging to Group 5 of the periodic table Moreover, coke deterioration can be suppressed by using more than a certain ratio with respect to all the catalysts in a hydrodemetallation process.

すなわち、本発明は、
(1)アスファルテンを含む炭化水素油の水素化改質方法であって、前記炭化水素油を水素化脱金属処理したのち、水素化脱硫処理して水素化改質するに際し、前記水素化脱金属処理工程において、前記炭化水素油を、その中に含まれるアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度よりも低い温度で、当該工程に供給することを特徴とする、炭化水素油の水素化改質方法、
(2)アスファルテンを含む炭化水素油の水素化改質方法であって、前記炭化水素油を水素化脱金属処理したのち、水素化分解処理し、次いで水素化脱硫処理して水素化改質するに際し、前記水素化脱金属処理工程において、前記炭化水素油を、その中に含まれるアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度よりも低い温度で、当該工程に供給することを特徴とする、炭化水素油の水素化改質方法、
(3)アスファルテンを含む炭化水素油の水素化改質方法であって、前記炭化水素油を水素化脱金属処理したのち、水素化脱硫処理し、次いで水素化分解処理及び水素化脱硫処理を順次行い、前記炭化水素油を水素化改質するに際し、前記水素化脱金属処理工程において、前記炭化水素油を、その中に含まれるアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度よりも低い温度で、当該工程に供給することを特徴とする、炭化水素油の水素化改質方法、
(4)前記水素化脱金属処理工程において、当該工程に用いられる触媒が、担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持してなる触媒である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の炭化水素油の水素化改質方法、
(5)前記水素化脱金属処理工程において、当該工程に用いられる触媒が、担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持され、かつ触媒表面積に対する周期律表第6族に属する金属の被覆率が酸化物基準で5〜25%の範囲にあることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の炭化水素油の水素化改質方法、
(6)前記水素化脱金属処理工程において、当該工程に用いられる触媒が、担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持され、かつ触媒表面積に対する周期律表第6族に属する金属の被覆率が酸化物基準で5〜25%の範囲にある触媒を、当該工程に用いられる全触媒中の含有量が、35体積%以上になるように用いることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の炭化水素油の水素化改質方法、
(7)前記水素化脱金属処理工程において、当該工程に用いられる全触媒中に35体積%以上含有させる触媒が、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持すると共に、周期律表第5族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を担持した触媒である上記(1)〜(6)のいずれかに記載の炭化水素油の水素化改質方法、
(8)担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属が金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属が金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持され、かつ触媒表面積に対する周期律表第6族に属する金属の被覆率が酸化物基準で5〜25%の範囲にあることを特徴とする炭化水素油の水素化脱金属触媒、及び
(9)担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属が金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属が金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持され、かつ触媒表面積に対する周期律表第6族に属する金属の被覆率が酸化物基準で5〜25%の範囲にあり、さらに周期律表第5族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を担持したことを特徴とする炭化水素油の水素化脱金属触媒、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) A hydrocracking method for hydrocarbon oil containing asphaltenes, wherein the hydrodemetallation is performed when hydrodesulfurization treatment is performed on the hydrodesulfurization treatment after hydrodemetallation treatment of the hydrocarbon oil. In the treatment step, the hydrocarbon oil is supplied to the step at a temperature lower than the 1% by mass reduction temperature by the thermobalance measurement of asphaltenes contained therein. Quality method,
(2) A method for hydrotreating a hydrocarbon oil containing asphaltenes, wherein the hydrocarbon oil is hydrodemetallized, hydrocracked, and then hydrodesulfurized to hydroreform. At the time, in the hydrodemetallation treatment step, the hydrocarbon oil is supplied to the step at a temperature lower than a 1% by mass reduction temperature by thermobalance measurement of asphaltenes contained therein, Hydrocarbon oil hydroforming method,
(3) Hydrocarbon reforming method for hydrocarbon oil containing asphaltenes, wherein the hydrocarbon oil is hydrodemetallized, hydrodesulfurized, and then hydrocracked and hydrodesulfurized sequentially And when hydrotreating the hydrocarbon oil, in the hydrodemetallation treatment step, the hydrocarbon oil is heated at a temperature lower than the 1% by mass reduction temperature by thermobalance measurement of asphaltenes contained therein. , A method for hydrotreating hydrocarbon oil, characterized by being supplied to the process,
(4) In the hydrodemetallation treatment step, the catalyst used in the step is a metal oxidation of at least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table on the support. A catalyst comprising at least one metal selected from 2% by weight to 8% by weight and a metal belonging to Group 6 of the periodic table as a metal oxide as a metal oxide. A method for hydrotreating a hydrocarbon oil according to any one of the above (1) to (3),
(5) In the hydrodemetallation treatment step, the catalyst used in the step is a metal oxidation of at least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table on the support. 2% by mass to 8% by mass as a product and 0.5% by mass to 5% by mass of at least one metal selected from metals belonging to Group 6 of the periodic table as a metal oxide, and the catalyst surface area The hydrogen of the hydrocarbon oil according to any one of (1) to (4) above, wherein the coverage of the metal belonging to Group 6 of the periodic table is in the range of 5 to 25% on the oxide basis Reforming method,
(6) In the hydrodemetallation treatment step, the catalyst used in the step is a metal oxidation of at least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table on the support. 2% by mass to 8% by mass as a product and 0.5% by mass to 5% by mass of at least one metal selected from metals belonging to Group 6 of the periodic table as a metal oxide, and the catalyst surface area The catalyst in which the coverage of metals belonging to Group 6 of the periodic table is in the range of 5 to 25% on the oxide basis is such that the content in the total catalyst used in the step is 35% by volume or more. A hydrocracking method for hydrocarbon oils according to any one of the above (1) to (5), wherein
(7) In the hydrodemetallation treatment step, at least 35% by volume or more of the catalyst used in the step is selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table 0.5% by mass to 5% by mass of at least one metal selected from 2% by mass to 8% by mass as a metal oxide and a metal belonging to Group 6 of the Periodic Table. % Of the hydrocarbon oil according to any one of the above (1) to (6), which is a catalyst that is supported on at least one metal selected from metals belonging to Group 5 of the periodic table. Reforming method,
(8) At least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the Periodic Table is included in the carrier as a metal oxide in an amount of 2 to 8% by mass and Group 6 of the Periodic Table. At least one metal selected from the metals belonging to the catalyst is supported by 0.5% by mass to 5% by mass as a metal oxide, and the coverage of the metal belonging to Group 6 of the periodic table with respect to the catalyst surface area is based on the oxide. Hydrocarbon oil hydrodemetallation catalyst, characterized in that it is in the range of 5 to 25%, and (9) the support was selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the Periodic Table At least one metal selected from 2% by mass to 8% by mass as a metal oxide and at least one metal selected from metals belonging to Group 6 of the Periodic Table is 0.5% by mass to 5% as a metal oxide. It is supported by mass% and belongs to Group 6 of the periodic table for the catalyst surface area. A hydrocarbon oil having a genus coverage in the range of 5 to 25% on an oxide basis and further supporting at least one metal selected from metals belonging to Group 5 of the periodic table Hydrodemetallation catalyst,
Is to provide.

本発明によれば、アスファルテンを含有する炭化水素油の水素化改質方法において、原料炭化水素油のコーク劣化し易さを事前に把握でき、かつ後段でコーク劣化を引き起こすコーク前駆体を生成すると考えられる前段の水素化脱金属工程におけるアスファルテンの過剰な分解を抑制する方法を提供することができる。また、アスファルテンを含有する炭化水素油の水素化改質処理において、コーク劣化を最小化するための、原料炭化水素油の特性に応じた最適な触媒システムの設計と運転方法の設定が可能となる。このことは、水素化改質装置の稼働率向上、触媒費低減に繋がるため、石油精製工業の収益向上が期待される。   According to the present invention, in the hydrogenation reforming method of hydrocarbon oil containing asphaltenes, it is possible to grasp in advance the ease of coke degradation of the raw hydrocarbon oil, and to produce a coke precursor that causes coke degradation at a later stage. It is possible to provide a method for suppressing excessive decomposition of asphaltenes in a conceivable preceding hydrodemetallation step. In addition, it is possible to design an optimal catalyst system and set the operation method according to the characteristics of the raw hydrocarbon oil in order to minimize coke deterioration in hydrotreating of hydrocarbon oil containing asphaltenes. . This leads to an improvement in the operating rate of the hydrocracking apparatus and a reduction in catalyst costs, so an improvement in the profits of the oil refining industry is expected.

本発明の炭化水素油に接触水素化改質方法には、以下に示す三つの方法がある。すなわち、アスファルテンを含む石油系炭化水素油を水素化脱金属処理したのち、(1)水素化脱硫処理する、(2)水素化分解し、次いで水素化脱硫処理する、(3)水素化脱硫処理し、次いで水素化分解処理及び水素化脱硫処理を順次行う、ことにより、前記炭化水素油を水素化改質するに際し、前記水素化脱金属処理工程において、原料の炭化水素油を、その中に含まれるアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度よりも低い温度で、当該工程に供給すること、及び担体に、周期律表第8,9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも一種の活性金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び助触媒金属として周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも一種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持してなる触媒を、当該工程に用いられる全触媒中の含有量が、35体積%以上になるように用いることを特徴とする、炭化水素油の水素化改質方法である。これら三つの方法の工程概略図を図1〜3に示す。   There are the following three methods for the catalytic hydrogenation reforming method for the hydrocarbon oil of the present invention. That is, after hydrodemetallation treatment of petroleum hydrocarbon oil containing asphaltenes, (1) hydrodesulfurization treatment, (2) hydrocracking, and then hydrodesulfurization treatment, (3) hydrodesulfurization treatment Then, hydrocracking treatment and hydrodesulfurization treatment are sequentially performed. Thus, when hydrotreating the hydrocarbon oil, in the hydrodemetallation treatment step, the raw hydrocarbon oil is contained therein. At least selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table for supplying to the process at a temperature lower than the 1% by mass reduction temperature by thermobalance measurement of the asphaltenes contained 0.5% by mass of at least one metal selected from 2% by mass to 8% by mass as a metal oxide as a metal oxide and at least one metal selected from metals belonging to Group 6 of the periodic table as a promoter metal A hydrocracking method for hydrocarbon oil, characterized in that a catalyst supported by ~ 5% by mass is used so that the content in the total catalyst used in the step is 35% by volume or more. . The process schematic of these three methods is shown in FIGS.

項目別に順に説明する。
(1)原料炭化水素油
本発明においては、アスファルテンを1質量%以上含む炭化水素油が用いられる。アスファルテンの含有量については、水素化改質効果の観点から2質量%以上が好ましく、4質量%以上がより好ましい。また、上限については特に制限はないが、装置運転上、15質量%が好ましい。この炭化水素油としては、さらにバナジウム、ニッケルを10質量ppm以上、硫黄分を0.1質量%以上含有するものが、水素化改質効果が有効に発揮される点から有利である。
この炭化水素油としては、常圧残渣油、減圧残油、原油、抜頭原油、脱歴油、脱歴残油、分解油、分解残油及びそれらの混合油等の石油系炭化水素油が挙げられる。また、該炭化水素油は、石油系以外の石炭液化油、タールサンド油、オイルサンド油、オイルシェール油、オリノコタール等から得られる合成原油を含んでいてもよい。
Each item will be described in turn.
(1) Raw material hydrocarbon oil In this invention, the hydrocarbon oil containing 1 mass% or more of asphaltenes is used. The content of asphaltenes is preferably 2% by mass or more, and more preferably 4% by mass or more from the viewpoint of the hydrogenation reforming effect. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular about an upper limit, 15 mass% is preferable on an apparatus driving | operation. As this hydrocarbon oil, those containing vanadium and nickel of 10 mass ppm or more and sulfur content of 0.1 mass% or more are advantageous in that the hydroreforming effect is effectively exhibited.
Examples of the hydrocarbon oil include petroleum-based hydrocarbon oils such as atmospheric residue oil, reduced pressure residue oil, crude oil, overhead crude oil, history oil, history residue oil, cracked oil, cracked residue oil, and mixed oils thereof. It is done. The hydrocarbon oil may contain synthetic crude oil obtained from non-petroleum coal liquefied oil, tar sand oil, oil sand oil, oil shale oil, orinocotal, and the like.

(2)前処理
塩分が多い場合は、脱塩処理して、塩化ナトリウム分として10質量ppm以下にすることが望ましい。固形物が多い場合は、10μm程度のフィルターを通すことが望ましい。
(3)加熱工程
熱交換器、加熱炉を通して所望温度まで昇温する。この昇温において、後段の水素化脱硫触媒や水素化分解触媒でのコーク劣化を抑制するためには、原料炭化水素油中のアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度を超えないような温度に抑える必要がある。
具体的には、示差熱分析において、熱天秤測定によるアスファルテンの質量減少が始まる温度が、アスファルテンの熱分解開始温度と推察される。また、この質量減少開始温度は、アスファルテンが熱分解してコーク劣化の原因となるコーク前駆対体を生成し始める温度でもあると推察される。そこで、後述する水素化脱金属工程に原料炭化水素油を供給するための加熱工程においては、上記熱天秤測定によるアスファルテンの1%質量減少温度を超えないで、できるだけ高い温度まで昇温することが効果的である。より好ましくはアスファルテンの0.5%質量減少温度を超えないで、できるだけ高い温度まで昇温することである。
また、上記観点から、不対電子(ラジカル)が強い磁場中に置かれると特定の周波数のマイクロ波を吸収する性質を利用して、ESR(Electron Spin Resonance:電子スピン共鳴)測定によりアスファルテンの熱分解によるラジカル発生温度を測定し、当該ラジカル発生温度を超えない温度でできるだけ高い温度を水素化脱金属工程への原料炭化水素油の供給温度として調節することも有効である。
(2) Pretreatment When there is much salt content, it is desirable to desalinate and to make sodium chloride content 10 mass ppm or less. When there are many solid substances, it is desirable to pass through a filter of about 10 μm.
(3) Heating process It heats up to desired temperature through a heat exchanger and a heating furnace. At this temperature increase, in order to suppress coke deterioration in the hydrodesulfurization catalyst or hydrocracking catalyst in the latter stage, a temperature that does not exceed the 1% by mass reduction temperature by thermobalance measurement of asphaltenes in the raw hydrocarbon oil. It is necessary to keep it down.
Specifically, in differential thermal analysis, the temperature at which the mass reduction of asphaltenes by thermobalance measurement begins is presumed as the thermal decomposition start temperature of asphaltenes. Further, it is presumed that this mass decrease start temperature is also a temperature at which asphaltenes start to generate a coke precursor that causes thermal degradation of coke and causes coke deterioration. Therefore, in the heating step for supplying the raw hydrocarbon oil to the hydrodemetallation step described later, the temperature can be raised to as high a temperature as possible without exceeding the 1% mass reduction temperature of asphaltene by the thermobalance measurement. It is effective. More preferably, the temperature is raised to as high a temperature as possible without exceeding the 0.5% mass reduction temperature of asphaltenes.
From the above viewpoint, the heat of asphaltenes is measured by ESR (Electron Spin Resonance) measurement using the property of absorbing microwaves of a specific frequency when unpaired electrons (radicals) are placed in a strong magnetic field. It is also effective to measure the radical generation temperature by decomposition and adjust the temperature as high as possible at a temperature not exceeding the radical generation temperature as the feed temperature of the raw hydrocarbon oil to the hydrodemetallation process.

(4)水素化脱金属工程
原料炭化水素油は、加圧昇温され水素と共に第1段の水素化脱金属工程にて水素化脱金属処理する。この工程は、一塔乃至複数塔の反応塔からなる。
この水素化脱金属工程に使用される触媒としては、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ又はセピオライト等の多孔質無機酸化物、天然鉱物等の担体に活性金属として、周期律表第8,9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも一種の活性金属を、触媒全量に基づき、金属酸化物として2質量%〜8質量%、好ましくは2質量%〜4質量%及び助触媒金属である周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも一種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%、好ましくは1質量%〜5質量%担持されたものが好ましい。具体的には、活性金属である周期律表第8,9及び10族に属する金属としては、ニッケル、コバルト及びロジウムがより好ましく、助触媒金属である周期律表第6族に属する金属としてはモリブデン及びタングステンがより好ましい。
また、助触媒金属担持による触媒表面積に対する被覆率を酸化物基準で5〜25%の範囲となるように担持したものが好ましい。
さらに、当該触媒を水素化脱金属工程中の全触媒の35体積%以上使用することが好ましい。その理由は、明らかではないが、活性金属の担持量が多い場合や助触媒金属の担持量が多い場合、触媒の水素化能を超えてアスファルテンを過度に分解するため、コーク前駆体の発生を促進するのではないかと考えられる。より好ましくは、60体積%以上使用することである。なお、この触媒と、残りの触媒は反応器に層状に充填してもよいし、混合して充填してもよい。この触媒は、平均細孔径10nm以上のものが好ましく、特に15〜20nmのものが好適である。なお、その残りの触媒は、一般の水素化脱金属触媒であればよく、前記担体に、前記活性金属を、酸化物として、3〜30質量%程度担持してなる平均細孔径10nm以上のものが好ましい。また、周期律表第5族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を前記の活性金属とともに触媒担体に酸化物として1〜4質量%担持してなる触媒を水素化脱金属工程の全触媒量に対し35体積%以上使用することがコーク劣化を抑制するためには好ましい。周期律表第5族に属する金属の中から選ばれる少なくとも1種の金属としては、バナジウム及びニオブが好ましい。バナジウム含有触媒がコーク劣化抑制に繋がる理由については、詳しいことは不明であるが、触媒に予め担持されたバナジウムは他の活性金属であるニッケル等と結合してバナジウム同士の結合力を強め、原料油中のバナジウムを低温で触媒細孔内に引寄せる効果があるのではないかと考えられている。これによって、原料油中のバナジウムを低温で吸着除去することと、触媒表面近傍に偏在して吸着する性質のあるバナジウムを細孔内部まで満遍なく吸着させることができる。このため、触媒細孔全体の水素化活性点が有効に機能してコーク前駆体の水素化改質が促進されるのではないと考察される。
水素化脱金属触媒は全工程で用いられる触媒全量に対して原料炭化水素油中のメタル濃度によって10〜50体積%使用するのがよい。
水素化脱金属工程の処理条件としては、水素分圧3〜20MPa・G、好ましくは10〜18MPa・G、水素/油比200〜2,000Nm3/kl、好ましくは400〜800Nm3/kl、LHSV(液時空間速度)0.1〜10hr-1 、好ましくは0.3〜5hr-1 である。水素分圧、水素/油比は範囲を下回ると反応効率が低下し、範囲を上回ると経済性が低下するためである。 また、LHSVは逆に範囲を下回ると経済性が低下し、範囲を上回ると反応効率が低下する。
(4) Hydrodemetallation process The raw hydrocarbon oil is heated under pressure and subjected to hydrodemetallation in the first stage hydrodemetallation process together with hydrogen. This process consists of one tower or a plurality of reaction towers.
Catalysts used in this hydrodemetallation step include porous inorganic oxides such as alumina, silica, silica-alumina or sepiolite, and active metals for carriers such as natural minerals. A period in which at least one active metal selected from metals belonging to the group is 2% by mass to 8% by mass, preferably 2% by mass to 4% by mass, and a promoter metal based on the total amount of the catalyst. It is preferable that at least one metal selected from metals belonging to Group 6 of the Table is supported as metal oxide in an amount of 0.5% by mass to 5% by mass, preferably 1% by mass to 5% by mass. Specifically, the metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table which are active metals are more preferably nickel, cobalt and rhodium, and the metals belonging to Group 6 of the periodic table which are promoter metals are More preferred are molybdenum and tungsten.
Moreover, what carried | supported so that the coverage with respect to the catalyst surface area by a promoter metal carrying | support might become the range of 5-25% on an oxide basis is preferable.
Furthermore, it is preferable to use the catalyst in an amount of 35% by volume or more of the total catalyst in the hydrodemetallation step. The reason for this is not clear, but when the amount of active metal supported is large or the amount of promoter metal supported is large, the asphaltene is excessively decomposed beyond the hydrogenation capacity of the catalyst. It may be promoted. More preferably, 60% by volume or more is used. In addition, this catalyst and the remaining catalyst may be filled into the reactor in layers, or may be mixed and filled. The catalyst preferably has an average pore diameter of 10 nm or more, and particularly preferably 15 to 20 nm. The remaining catalyst may be a general hydrodemetallation catalyst, and has an average pore diameter of 10 nm or more formed by supporting about 3 to 30% by mass of the active metal as an oxide on the support. Is preferred. Also, a hydrodemetallation step of a catalyst comprising 1 to 4% by mass of at least one metal selected from metals belonging to Group 5 of the periodic table as oxides on a catalyst carrier together with the active metal In order to suppress coke deterioration, it is preferable to use 35% by volume or more based on the total amount of the catalyst. Vanadium and niobium are preferable as the at least one metal selected from metals belonging to Group 5 of the periodic table. The reason why the vanadium-containing catalyst leads to the suppression of coke degradation is unknown, but vanadium previously supported on the catalyst is combined with other active metals such as nickel to strengthen the binding force between vanadium, It is thought that there is an effect of attracting vanadium in the oil into the catalyst pores at a low temperature. As a result, it is possible to adsorb and remove vanadium in the raw material oil at a low temperature and to evenly adsorb vanadium having a property of being unevenly distributed and adsorbing in the vicinity of the catalyst surface to the inside of the pore. For this reason, it is considered that the hydrogenation active points of the entire catalyst pores function effectively and the hydrogenation reforming of the coke precursor is not promoted.
The hydrodemetallation catalyst is preferably used in an amount of 10 to 50% by volume based on the metal concentration in the raw hydrocarbon oil relative to the total amount of catalyst used in all steps.
The treatment conditions for the hydrodemetallization step, a hydrogen partial pressure of 3 to 20 mPa · G, preferably 10~18MPa · G, a hydrogen / oil ratio 200~2,000Nm 3 / kl, preferably 400 to 800 nm 3 / kl, LHSV (liquid hourly space velocity) is 0.1 to 10 hr −1 , preferably 0.3 to 5 hr −1 . This is because when the hydrogen partial pressure and the hydrogen / oil ratio are below the ranges, the reaction efficiency decreases, and when they exceed the ranges, the economic efficiency decreases. On the other hand, when LHSV is below the range, the economic efficiency is lowered, and when it exceeds the range, the reaction efficiency is lowered.

(5)水素化脱硫工程
一括水素化脱金属処理された油は、又は、後述する一括水素化分解処理された油は、反応温度制御の必要がある場合には熱交換器により流体温度を低下させる。水素ガスクエンチや油クエンチにより反応温度制御が可能であれば、熱交換器は設置しないでそのまま水素化脱硫工程で一括水素化脱硫処理される。この工程は、一塔乃至複数塔の反応塔からなる。
この水素化脱硫工程に使用される触媒としては、通常の重質油用の水素化脱硫触媒でよい。即ち、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ゼオライトあるいはこれらの混合物の担体等に周期律表第5,6,8,9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも一種を、触媒全量に基づき、酸化物として3〜30質量%程度担持している平均細孔径8nm以上の触媒などであるが、特開平7−305077号公報、特開平5−98270号公報に開示されるようなアルミナ−リン担体、アルミナ−アルカリ土類金属化合物担体、アルミナ−チタニア担体、アルミナ−ジルコニア担体、アルミナ−ボリア担体等から選ばれる担体に周期律表第5,6,8,9及び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してなる触媒であれば、灯軽油留分の改質効果が高いために好適である。
この工程における処理条件としては、反応温度300〜450℃、好ましくは300〜420℃、水素分圧3〜20MPa・G、好ましくは10〜18MPa・G、水素/油比200〜2,000Nm3/kl、好ましくは400〜800Nm3/kl、LHSV(液時空間速度)0.1〜10 hr-1 、好ましくは0.2〜2hr-1である。
反応温度、水素分圧、水素/油比は範囲を下回ると反応効率が低下し、範囲を上回ると経済性が低下するためである。また、LHSVは逆に範囲を下回ると経済性が低下し、範囲を上回ると反応効率が低下する。また、水素化分解工程と水素化脱硫工程の順序については、下記(6)に示すような水素化機能の高い触媒を用いる場合には、その処理の順序を変えてもよい。さらに、水素化脱硫工程、水素化分解工程の後段に、再度水素化脱硫工程を配してもよい。
(5) Hydrodesulfurization process If the hydrodemetallized oil or the hydrocracked oil described later is required to control the reaction temperature, the fluid temperature is lowered by a heat exchanger. Let If the reaction temperature can be controlled by hydrogen gas quenching or oil quenching, the hydrodesulfurization treatment is performed in the hydrodesulfurization process as it is without installing a heat exchanger. This process consists of one tower or a plurality of reaction towers.
The catalyst used in this hydrodesulfurization step may be a normal heavy oil hydrodesulfurization catalyst. That is, based on the total amount of the catalyst, at least one selected from metals belonging to Groups 5, 6, 8, 9 and 10 of the periodic table is used as a support of alumina, silica, silica-alumina, zeolite or a mixture thereof. Alumina-phosphorus as disclosed in JP-A-7-305077 and JP-A-5-98270 is a catalyst having an average pore diameter of 8 nm or more supported as an oxide in an amount of about 3 to 30% by mass. Among the metals belonging to Groups 5, 6, 8, 9 and 10 of the periodic table among carriers selected from carriers, alumina-alkaline earth metal compound carriers, alumina-titania carriers, alumina-zirconia carriers, alumina-boria carriers, etc. A catalyst that supports at least one selected from the above is preferable because the reforming effect of the kerosene oil fraction is high.
The treatment conditions in this step include a reaction temperature of 300 to 450 ° C., preferably 300 to 420 ° C., a hydrogen partial pressure of 3 to 20 MPa · G, preferably 10 to 18 MPa · G, and a hydrogen / oil ratio of 200 to 2,000 Nm 3 / kl, preferably 400~800Nm 3 / kl, LHSV (liquid hourly space velocity) 0.1 to 10 hr -1, preferably 0.2~2hr -1.
This is because if the reaction temperature, hydrogen partial pressure, and hydrogen / oil ratio are below the range, the reaction efficiency is lowered, and if the range is exceeded, the economic efficiency is lowered. On the other hand, when LHSV is below the range, the economic efficiency is lowered, and when it exceeds the range, the reaction efficiency is lowered. Moreover, about the order of a hydrocracking process and a hydrodesulfurization process, when using a catalyst with a high hydrogenation function as shown to following (6), you may change the order of the process. Further, the hydrodesulfurization step may be arranged again after the hydrodesulfurization step and the hydrocracking step.

(6)水素化分解工程
一括水素化脱金属処理された油は、又は前述の一括水素化脱硫処理された油は、次に水素化分解工程で一括水素化分解処理される。 この工程は、一塔乃至複数塔の反応塔からなる。
この水素化分解工程に使用される触媒としては、特許第3341011号公報に開示されている技術によって製造されたものを使用することができる。すなわち、メソポア内表面にチタン族金属酸化物超微粒子を複合化させたゼオライトからなり、該ゼオライト中に含まれるアルミニウムとケイ素の原子比[Al]/[Si]が0.01〜0.1、好ましくは0.03〜0.08の範囲にある修飾ゼオライトを担体として用い、原料炭化水素油が軽質な場合はこの修飾ゼオライトに10〜50質量%のアルミナ等を添加して活性を制御してもよい。この担体に水素化活性金属として、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た少なくとも1種を担持したものであって、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、周期律表第8〜10族の金属はそれぞれ1種を用いてもよく、複数種の金属を組み合わせてもよいが、特に水素化活性が高く、かつ劣化が少ない点からニッケル−モリブデン,コバルト−モリブデン,ニッケル−タングステン,ニッケル−コバルト−モリブデンの組合せが好適である。
この水素化分解工程における処理条件としては、反応温度300〜450℃、好ましくは360〜420℃、水素分圧3〜20MPa、好ましくは10〜18MPa、水素/油比200〜2,000Nm3/kl、好ましくは400〜800Nm3/kl、LHSV(液時空間速度)0.1〜10hr-1、好ましくは0.2〜2hr-1である。
反応温度、水素分圧、水素/油比は範囲を下回ると反応効率が低下し、範囲を上回ると経済性が低下するためである。また、LHSVは逆に範囲を下回ると経済性が低下し、範囲を上回ると反応効率が低下する。
(6) Hydrocracking Step The batch hydrodemetallized oil or the aforementioned batch hydrodesulfurized oil is then batch hydrocracked in the hydrocracking step. This process consists of one tower or a plurality of reaction towers.
As the catalyst used in this hydrocracking step, a catalyst produced by the technique disclosed in Japanese Patent No. 3341011 can be used. That is, it consists of a zeolite compounded with titanium group metal oxide ultrafine particles on the inner surface of the mesopore, and the atomic ratio [Al] / [Si] of aluminum and silicon contained in the zeolite is 0.01 to 0.1, Preferably, a modified zeolite in the range of 0.03 to 0.08 is used as a carrier, and when the raw hydrocarbon oil is light, the activity is controlled by adding 10 to 50% by mass of alumina or the like to the modified zeolite. Also good. The carrier carries at least one selected from metals belonging to Groups 6, 8, 9 and 10 of the periodic table as a hydrogenation active metal, and belongs to Group 6 of the Periodic Table As tungsten, molybdenum is preferable, and the metals in groups 8 to 10 of the periodic table may be used singly or in combination with a plurality of metals. However, the hydrogenation activity is particularly high and the deterioration is small. From the viewpoint, a combination of nickel-molybdenum, cobalt-molybdenum, nickel-tungsten, nickel-cobalt-molybdenum is preferable.
The treatment conditions in this hydrocracking step include a reaction temperature of 300 to 450 ° C., preferably 360 to 420 ° C., a hydrogen partial pressure of 3 to 20 MPa, preferably 10 to 18 MPa, and a hydrogen / oil ratio of 200 to 2,000 Nm 3 / kl. , Preferably 400 to 800 Nm 3 / kl, LHSV (liquid hourly space velocity) 0.1 to 10 hr −1 , preferably 0.2 to 2 hr −1 .
This is because if the reaction temperature, hydrogen partial pressure, and hydrogen / oil ratio are below the range, the reaction efficiency is lowered, and if the range is exceeded, the economic efficiency is lowered. On the other hand, when LHSV is below the range, the economic efficiency is lowered, and when it exceeds the range, the reaction efficiency is lowered.

(7)分離工程
このように、一括水素化脱金属処理、一括水素化分解処理、一括水素化脱硫処理された油は、常法に従って分離工程に導入され、複数の分離槽で処理することによって気体部分と液体部分に分離される。このうち、気体部分は、硫化水素、アンモニア等を除去してから水素純度向上の処理等を行なった後に、新しい供給ガスと一緒になった後に、反応工程に再循環される。
分離工程で得られた液体部分は、ストリッパーと呼ばれる常圧分離塔に導入され、脱硫処理に付随する硫化水素を取り除く他、生成油中から軽質な留分を分離する。
(8)反応塔の形式
本発明における、一括水素化脱金属処理、一括水素化分解処理、一括水素化脱硫処理における反応装置の型式は特に制限がなく、例えば、固定床、移動床、流動床、沸騰床、スラリー床等を採用できる。
(7) Separation process In this way, the oil subjected to the batch hydrodemetallation treatment, the batch hydrocracking treatment, and the batch hydrodesulfurization treatment is introduced into the separation step according to a conventional method, and processed in a plurality of separation tanks. It is separated into a gas part and a liquid part. Among these, after removing hydrogen sulfide, ammonia and the like, the gas portion is subjected to treatment for improving hydrogen purity, etc., and after being combined with new supply gas, it is recycled to the reaction step.
The liquid portion obtained in the separation step is introduced into an atmospheric pressure separation column called a stripper to remove hydrogen sulfide accompanying desulfurization and to separate a light fraction from the produced oil.
(8) Type of reaction tower In the present invention, there is no particular limitation on the type of reactor in the batch hydrodemetallation treatment, batch hydrocracking treatment, and batch hydrodesulphurization treatment. For example, fixed bed, moving bed, fluidized bed A boiling bed, a slurry bed, etc. can be adopted.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、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。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.

原料炭化水素油として、アラビアンヘビー常圧残油及びラタウィ常圧残油を用いた。第1表にその性状を示す。なお、残油中に含まれるアスファルテン濃度は、国際規格IP143に規定する方法により測定した。   Arabian heavy atmospheric residue and Latawi atmospheric residue were used as the raw material hydrocarbon oil. Table 1 shows the properties. The asphaltene concentration contained in the residual oil was measured by the method specified in International Standard IP143.

Figure 2008143917
Figure 2008143917

アラビアンヘビー常圧残油及びラタウィ常圧残油に含有されているそれぞれのアスファルテン3mgを島津製示差熱分析装置(TG−DTA)にて、窒素ガス気流(500ml毎分)下で10℃毎分の速度で昇温しつつ、質量変化を測定した。第2表に、測定結果を示す。   3 mg of each asphaltene contained in Arabian heavy normal pressure residue and Latawi normal pressure residual oil was measured at 10 ° C./min under a nitrogen gas flow (500 ml / min) using a Shimadzu differential thermal analyzer (TG-DTA). The mass change was measured while the temperature was raised at a rate of. Table 2 shows the measurement results.

Figure 2008143917
Figure 2008143917

示差熱分析において、アスファルテンの質量減少が始まる温度が、アスファルテンの熱分解開始温度と推察される。また、この質量減少開始温度は、アスファルテンが熱分解してコーク劣化の原因となるコーク前駆対体を生成し始める温度でもあると推察される。第2表より、ラタウィ常圧残油は、アラビアンヘビー常圧残油よりも、約40℃低い温度でアスファルテンが熱分解して、コーク前駆体を生成することが予想される。
反応に使用した触媒の性状を第3表に示す。
In the differential thermal analysis, the temperature at which the mass loss of asphaltenes begins is assumed to be the thermal decomposition start temperature of asphaltenes. Further, it is presumed that this mass decrease start temperature is also a temperature at which asphaltenes start to generate a coke precursor that causes thermal degradation of coke and causes coke deterioration. From Table 2, it is expected that the Latawi normal pressure residual oil will thermally decompose asphaltene at a temperature about 40 ° C. lower than the Arabian heavy normal pressure residual oil to produce a coke precursor.
Table 3 shows the properties of the catalyst used in the reaction.

Figure 2008143917
Figure 2008143917

なお、水素化分解触媒Dは、特許第3341011号公報の実施例1〜5に記載された方法で調製した担体に、コバルト(Co)及びモリブデン(Mo)を担持した。   In addition, the hydrocracking catalyst D supported cobalt (Co) and molybdenum (Mo) on the support | carrier prepared by the method described in Example 1-5 of the patent 3341011 gazette.

〔比較例1〕
第3表に示す水素化脱金属触媒C28体積%,水素化分解触媒D33体積%および水素化脱硫触媒E39体積%をこの順序で100mlの反応管に充填して、この順序で3本直列に連結して反応を行った。原料炭化水素油としては、第1表に示すアラビアンヘビー常圧残油とラタウィ常圧残油を供給し、水素分圧13.2MPa・G、水素/油比800Nm3/kl、反応温度は水素化脱金属触媒Cが380℃、水素化分解触媒Dが400℃、水素化脱硫触媒Eは、生成油の硫黄分が0.7質量%になるように調整した。LHSVは、0.18毎時でそれぞれ5,000時間通油した。図4に、アラビアンヘビー常圧残油とラタウィ常圧残油の、生成油硫黄分0.7質量%を得るために必要な水素化脱硫触媒Eの温度の変化を、触媒上の蓄積金属分(Metal On Catalyst: 以下MOCという。)に対してプロットした図を示す。熱天秤測定によるアスファルテンの1質量%減少温度より高い温度で水素化脱金属処理工程にラタウィ常圧残油を供給した結果は、熱天秤測定によるアスファルテンの1質量%減少温度より低い温度で水素化脱金属処理工程にアラビアンヘビー常圧残油を供給した結果に比べて、著しいコーク劣化が起っていることが図4より明らかである。このことから、原料炭化水素油中のアスファルテンの熱天秤で測定した1重量%減少温度が低いものは、コーク劣化しやすい原料であることが明らかである。
[Comparative Example 1]
The hydrodemetallation catalyst C28% by volume, hydrocracking catalyst D33% by volume and hydrodesulfurization catalyst E39% by volume shown in Table 3 were charged in this order into a 100 ml reaction tube and connected in series in this order. And reacted. As the raw material hydrocarbon oil, the Arabian heavy normal pressure residue and the Latawi normal pressure residual oil shown in Table 1 are supplied, the hydrogen partial pressure is 13.2 MPa · G, the hydrogen / oil ratio is 800 Nm 3 / kl, and the reaction temperature is hydrogen. The hydrodesulfurization catalyst C was 380 ° C., the hydrocracking catalyst D was 400 ° C., and the hydrodesulfurization catalyst E was adjusted so that the sulfur content of the product oil was 0.7% by mass. The LHSV was 5,000 hours per hour at 0.18 per hour. FIG. 4 shows the change in the temperature of the hydrodesulfurization catalyst E required to obtain 0.7% by mass of the sulfur content of the Arabian Heavy normal pressure residue and the Latawi normal pressure residual oil, and the accumulated metal content on the catalyst. The figure plotted against (Metal On Catalyst: hereinafter referred to as MOC) is shown. The result of supplying Latawi normal pressure residual oil to the hydrodemetallation process at a temperature higher than the 1% mass reduction temperature of asphaltenes by thermobalance measurement is the result of hydrogenation at a temperature lower than the 1% mass reduction temperature of asphaltenes by thermobalance measurement It is clear from FIG. 4 that significant coke degradation has occurred compared to the result of supplying Arabian heavy atmospheric residue in the metal removal process. From this, it is clear that those having a low 1 wt% reduction temperature measured with an asphaltene thermobalance in the raw hydrocarbon oil are raw materials that are prone to coke degradation.

〔実施例1〜5及び比較例2,3〕
コーク劣化を起こし易い原料炭化水素油のコーク劣化を抑制する方法の例を以下に示す。
第3表に示す水素化脱金属触媒A,B,C又はその混合物と水素化脱硫触媒Eを第4表に示す割合で、触媒量300mlの反応管に充填し、原料炭化水素油としては、第1表に示すラタウィ常圧残油を供給し、水素分圧13.2MPa・G、水素/油比800Nm3/kl、反応温度は水素化脱金属触媒が340℃、水素化脱硫触媒Eは380℃に維持して、LHSVは、0.15毎時でそれぞれ720時間通油した。
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 and 3]
An example of a method for suppressing coke deterioration of raw material hydrocarbon oil that easily causes coke deterioration is shown below.
A hydrodesulfurization catalyst A, B, C or a mixture thereof shown in Table 3 and a hydrodesulfurization catalyst E in a proportion shown in Table 4 are charged into a reaction tube having a catalyst amount of 300 ml. The Latawi normal pressure residual oil shown in Table 1 is supplied, the hydrogen partial pressure is 13.2 MPa · G, the hydrogen / oil ratio is 800 Nm 3 / kl, the reaction temperature is 340 ° C. for the hydrodemetallation catalyst, and the hydrodesulfurization catalyst E is Maintained at 380 ° C., the LHSV was oiled for 720 hours each at 0.15 hour.

Figure 2008143917
Figure 2008143917

図5に生成油中の硫黄濃度の変化を示す。図5より、比較例2,3では、初期の劣化が見られるのに対し、実施例1〜5では、コークに起因すると考えられる初期劣化が抑制されている。
これらのことから、以下の点が明らかとなった。
(a)水素化脱金属処理工程において、原料炭化水素油中のアスファルテンの熱分解開始温度よりも低い温度で原料炭化水素油を供給することはコーク劣化の抑制に有効である。
(b)水素化脱金属処理工程において、水素化脱金属処理に使用される触媒として活性金属の担持量が金属酸化物として2質量%〜8質量%であり,助触媒金属の担持量が金属酸化物として0.5質量%〜5質量%未満であって、さらにバナジウムを担持した触媒を水素化脱金属処理工程中の全触媒の35体積%以上使用することで、コーク劣化を抑制することができる。
これまで、アスファルテンを含有する炭化水素油の水素化改質反応においては、コーク劣化は反応初期において特に顕著に現れると考えられていたが、実施例に見られるように、反応初期においてコーク劣化が抑制されていることは、驚くべき結果である。
FIG. 5 shows changes in sulfur concentration in the product oil. From FIG. 5, in Comparative Examples 2 and 3, initial deterioration is observed, whereas in Examples 1 to 5, initial deterioration that is considered to be caused by coke is suppressed.
From these, the following points became clear.
(A) In the hydrodemetallation process, supplying the raw hydrocarbon oil at a temperature lower than the thermal decomposition start temperature of asphaltenes in the raw hydrocarbon oil is effective in suppressing coke deterioration.
(B) In the hydrodemetallation treatment step, the supported amount of active metal as a catalyst used in the hydrodemetallation treatment is 2% by mass to 8% by mass as a metal oxide, and the amount of promoter metal supported is metal. Coke degradation is suppressed by using 35% by volume or more of the total catalyst in the hydrodemetallation process using a catalyst that is 0.5% by mass to less than 5% by mass as oxide and further supporting vanadium. Can do.
Until now, in the hydroreforming reaction of hydrocarbon oils containing asphaltenes, it was thought that coke degradation appeared particularly prominently in the early stage of the reaction, but as seen in the examples, the coke degradation was observed in the early stage of the reaction. Being restrained is a surprising result.

本発明を実施するための工程概略図の一つである(第一発明)。It is one of the process schematics for implementing this invention (1st invention). 本発明を実施するための工程概略図の一つである(第二発明)。It is one of the process schematics for implementing this invention (2nd invention). 本発明を実施するための工程概略図の一つである(第三発明)。It is one of the process schematics for implementing this invention (3rd invention). 比較例1におけるアラビアンヘビー常圧残油とラタウィ常圧残油の劣化挙動比較図である。It is a deterioration behavior comparison figure of the Arabian heavy normal-pressure residual oil and the Latawi normal-pressure residual oil in the comparative example 1. 実施例1〜5、比較例2,3におけるラタウィ常圧残油水素化改質処理時の生成油の硫黄分の経時変化図である。It is a time-dependent change figure of the sulfur content of the production | generation oil at the time of the Latawi normal-pressure residual oil hydrogenation reforming process in Examples 1-5 and Comparative Examples 2 and 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:水素化脱金属処理工程
2:水素化脱硫処理工程
3:水素化分解処理工程

1: Hydrodemetallation process 2: Hydrodesulfurization process 3: Hydrocracking process

Claims (9)

アスファルテンを含む炭化水素油の水素化改質方法であって、前記炭化水素油を水素化脱金属処理したのち、水素化脱硫処理して水素化改質するに際し、前記水素化脱金属処理工程において、前記炭化水素油を、その中に含まれるアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度よりも低い温度で、当該工程に供給することを特徴とする、炭化水素油の水素化改質方法。 A method for hydrotreating hydrocarbon oil containing asphaltene, wherein the hydrocarbon oil is hydrodemetallized and then hydrodesulfurized to hydroreform, A method for hydrotreating a hydrocarbon oil, characterized in that the hydrocarbon oil is supplied to the process at a temperature lower than a 1% by mass reduction temperature as measured by thermobalance of asphaltenes contained therein. アスファルテンを含む炭化水素油の水素化改質方法であって、前記炭化水素油を水素化脱金属処理したのち、水素化分解処理し、次いで水素化脱硫処理して水素化改質するに際し、前記水素化脱金属処理工程において、前記炭化水素油を、その中に含まれるアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度よりも低い温度で、当該工程に供給することを特徴とする、炭化水素油の水素化改質方法。 A hydroforming method for hydrocarbon oil containing asphaltenes, wherein the hydrocarbon oil is subjected to hydrodemetallation, hydrocracked, and then hydrodesulfurized to hydrotreat. In the hydrodemetallation process, the hydrocarbon oil is supplied to the process at a temperature lower than a 1% by mass reduction temperature by thermobalance measurement of asphaltenes contained therein. Hydrogenation reforming method. アスファルテンを含む炭化水素油の水素化改質方法であって、前記炭化水素油を水素化脱金属処理したのち、水素化脱硫処理し、次いで水素化分解処理及び水素化脱硫処理を順次行い、前記炭化水素油を水素化改質するに際し、前記水素化脱金属処理工程において、前記炭化水素油を、その中に含まれるアスファルテンの熱天秤測定による1質量%減少温度よりも低い温度で、当該工程に供給することを特徴とする、炭化水素油の水素化改質方法。 A hydrocracking method for hydrocarbon oil containing asphaltenes, wherein the hydrocarbon oil is hydrodemetallized and then hydrodesulfurized, then hydrocracked and hydrodesulfurized sequentially, When hydrotreating a hydrocarbon oil, in the hydrodemetallation treatment step, the hydrocarbon oil is treated at a temperature lower than a 1% by mass reduction temperature as measured by a thermobalance of asphaltenes contained therein. Hydrocarbon reforming method for hydrocarbon oil, characterized by being supplied to 前記水素化脱金属処理工程において、当該工程に用いられる触媒が、担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持してなる触媒である請求項1〜3のいずれかに記載の炭化水素油の水素化改質方法。 In the hydrodemetallation treatment step, the catalyst used in the step is 2 as a metal oxide with at least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table as a support. A catalyst comprising 0.5% by mass to 5% by mass of at least one metal selected from mass% to 8% by mass and a metal belonging to Group 6 of the periodic table as a metal oxide. The hydrocarbon reforming method of hydrocarbon oil in any one of 1-3. 前記水素化脱金属処理工程において、当該工程に用いられる触媒が、担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持され、かつ触媒表面積に対する周期律表第6族に属する金属の被覆率が酸化物基準で5〜25%の範囲にあることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の炭化水素油の水素化改質方法。 In the hydrodemetallation treatment step, the catalyst used in the step is 2 as a metal oxide with at least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table as a support. 0.5% by mass to 5% by mass of at least one metal selected from mass% to 8% by mass and a metal belonging to Group 6 of the periodic table as a metal oxide, and a periodic rule with respect to the catalyst surface area The method for hydrotreating hydrocarbon oil according to any one of claims 1 to 4, wherein the coverage of the metal belonging to Group 6 of the Table is in the range of 5 to 25% on the oxide basis. 前記水素化脱金属処理工程において、当該工程に用いられる触媒が、担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持され、かつ触媒表面積に対する周期律表第6族に属する金属の被覆率が酸化物基準で5〜25%の範囲にある触媒を、当該工程に用いられる全触媒中の含有量が、35体積%以上になるように用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の炭化水素油の水素化改質方法。 In the hydrodemetallation treatment step, the catalyst used in the step is 2 as a metal oxide with at least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table as a support. 0.5% by mass to 5% by mass of at least one metal selected from mass% to 8% by mass and a metal belonging to Group 6 of the periodic table as a metal oxide, and a periodic rule with respect to the catalyst surface area Use a catalyst having a coverage of a metal belonging to Table Group 6 in the range of 5 to 25% on an oxide basis so that the content in the total catalyst used in the step is 35% by volume or more. The method for hydrotreating a hydrocarbon oil according to any one of claims 1 to 5. 前記水素化脱金属処理工程において、当該工程に用いられる全触媒中に35体積%以上含有させる触媒が、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持すると共に、さらに周期律表第5族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を担持した触媒である請求項1〜6のいずれかに記載の炭化水素油の水素化改質方法。 In the hydrodemetallation treatment step, the catalyst to be contained in an amount of 35% by volume or more in all the catalysts used in the step is at least one selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table. At least one metal selected from 2% by mass to 8% by mass as a metal oxide and a metal belonging to Group 6 of the periodic table is supported as 0.5% by mass to 5% by mass as a metal oxide. The hydrocarbon oil hydroforming method according to any one of claims 1 to 6, further comprising a catalyst supporting at least one metal selected from metals belonging to Group 5 of the periodic table. 担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属が金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属が金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持され、かつ触媒表面積に対する周期律表第6族に属する金属の被覆率が酸化物基準で5〜25%の範囲にあることを特徴とする炭化水素油の水素化脱金属触媒。 At least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table is 2% by mass to 8% by mass as a metal oxide and a metal belonging to Group 6 of the Periodic Table. At least one metal selected from the inside is supported as a metal oxide in an amount of 0.5% by mass to 5% by mass, and the coverage of the metal belonging to Group 6 of the periodic table with respect to the catalyst surface area is 5 to 5 on an oxide basis. A hydrodemetallation catalyst for hydrocarbon oils, characterized by being in the range of 25%. 担体に、周期律表第8、9及び10族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属が金属酸化物として2質量%〜8質量%及び周期律表第6族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属が金属酸化物として0.5質量%〜5質量%担持され、かつ触媒表面積に対する周期律表第6族に属する金属の被覆率が酸化物基準で5〜25%の範囲にあり、さらに周期律表第5族に属する金属の中から選ばれた少なくとも1種の金属を担持したことを特徴とする炭化水素油の水素化脱金属触媒。

At least one metal selected from metals belonging to Groups 8, 9 and 10 of the periodic table is 2% by mass to 8% by mass as a metal oxide and a metal belonging to Group 6 of the Periodic Table. At least one metal selected from the inside is supported as a metal oxide in an amount of 0.5% by mass to 5% by mass, and the coverage of the metal belonging to Group 6 of the periodic table with respect to the catalyst surface area is 5 to 5 on an oxide basis. A hydrodemetallation catalyst for hydrocarbon oil, characterized in that it is in the range of 25% and further supports at least one metal selected from metals belonging to Group 5 of the periodic table.

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