JPS5857470B2 - Olefuin Oyobi Tankanhou Kouzokutankasuisono Seizouhou - Google Patents
Olefuin Oyobi Tankanhou Kouzokutankasuisono SeizouhouInfo
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- JPS5857470B2 JPS5857470B2 JP50077296A JP7729675A JPS5857470B2 JP S5857470 B2 JPS5857470 B2 JP S5857470B2 JP 50077296 A JP50077296 A JP 50077296A JP 7729675 A JP7729675 A JP 7729675A JP S5857470 B2 JPS5857470 B2 JP S5857470B2
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔I〕発明の背景 本発明は、重質炭化水素油の熱分解法に関する。[Detailed description of the invention] [I] Background of the invention The present invention relates to a method for pyrolysis of heavy hydrocarbon oils.
更に詳細には本発明は、原油を分留して得られるような
各種留分のうち、灯軽油留分以上の比較的重質の炭化水
素油を水素添加(以下、単に水添という。More specifically, the present invention involves hydrogenation (hereinafter simply referred to as "hydrogenation") of a relatively heavier hydrocarbon oil than a kerosene fraction among various fractions obtained by fractional distillation of crude oil.
)、および熱分解して化学原料として有用なオレフィン
および単環芳香族炭化水素を高収率で製造する方法に関
する。), and a method for producing olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons useful as chemical raw materials in high yield through thermal decomposition.
原油を常圧蒸溜塔および(または)減圧蒸溜塔にかけて
得られる各種の留出油を管式熱分解炉で水蒸気の存在下
に熱分解して、エチレン、プロピレン等の低級不飽和炭
化水素(オレフィン)およびベンゼン、トルエン、キシ
レン等の単環芳香族炭化水素を製造することは工業的に
広〈実施されている。Various distillate oils obtained by applying crude oil to an atmospheric distillation column and/or a vacuum distillation column are pyrolyzed in the presence of steam in a tubular pyrolysis furnace to produce lower unsaturated hydrocarbons (olefins) such as ethylene and propylene. ) and monocyclic aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene are widely practiced industrially.
また、原油、常圧残渣油、減圧残渣油などを熱分解原料
としたオレフィンの製造法についても、流動床式熱分解
法、蓄熱炉式熱分解法、高温スチーム熱分解法など種々
の方法が提案されている。In addition, there are various methods for producing olefins using crude oil, atmospheric residue oil, vacuum residue oil, etc. as pyrolysis raw materials, such as fluidized bed pyrolysis, regenerator pyrolysis, and high-temperature steam pyrolysis. Proposed.
しかしながら従来広く行われてきた天然ガスあるいはナ
フサを熱分解原料とするオレフィン製造法に比べ、灯軽
油以上の重質炭化水素油を原料とするオレフィン製造法
においては一般にオレフィン収率は低く、かつ180℃
以上の沸点範囲を有する副生重質油が多量に生皮する。However, compared to conventionally widely used olefin production methods that use natural gas or naphtha as raw materials for thermal cracking, olefin production methods that use heavy hydrocarbon oils heavier than kerosene and gas oil as raw materials generally have lower olefin yields and 180% ℃
A large amount of by-product heavy oil with a boiling point range above is produced.
したがって重質油を原料としたオレフィン製造において
は、原料油をあらかじめ水添処理することにより熱分解
工程における副生重質油生成量の減少を図ること、ある
いはこの副生油の有効利用方法、が経済性を左右する一
つの大きな課題となってくる。Therefore, in the production of olefins using heavy oil as a raw material, it is necessary to reduce the amount of by-product heavy oil produced in the pyrolysis process by subjecting the feed oil to hydrogenation treatment in advance, or to effectively utilize this by-product oil. is becoming one of the major issues that will affect economic efficiency.
一般に、この熱分解副生油は熱分解原料油の3〜4倍あ
るいはそれ以上の硫黄分を含み、高温処理を受けたため
に多環芳香族を多量に含むものであることが知られてい
る。It is generally known that this thermal decomposition by-product oil contains three to four times or more the sulfur content of the thermal decomposition raw material oil, and contains a large amount of polycyclic aromatics because it has been subjected to high-temperature treatment.
したがって副生重質油を熱分解原料油として、そのまま
リサイクルすることは炉内のコーキング速変を早めるだ
けであって、オレフィンの実質的な増収は全く期待でき
ない。Therefore, recycling by-product heavy oil as it is as pyrolysis feedstock will only accelerate the coking rate change in the furnace, and no substantial increase in olefin yield can be expected at all.
なお、このような硫黄分の多い重質油を燃料として使用
した場合には硫黄酸化物を多量に発生し大気汚染の原因
となり、また石油コークスの原料として使用した場合に
も硫黄分の多い低品質のコークスしか得られない。Furthermore, when heavy oil with a high sulfur content is used as a fuel, large amounts of sulfur oxides are generated, causing air pollution.Also, when used as a raw material for petroleum coke, heavy oil with a high sulfur content is generated. You can only get quality coke.
本発明は、このような重質油を原料油とし、水添および
熱分解工程を含む経済的なオレフィンおよび熱分解工程
を含む経済的なオレフィンおよび単環芳香族の製造法の
提供を目的とするものである。The present invention aims to provide an economical method for producing olefins and monocyclic aromatics using such heavy oil as a raw material, including hydrogenation and thermal cracking steps, and an economical method for producing olefins and monocyclic aromatics including thermal cracking steps. It is something to do.
一方、ナフサおよび灯軽油を熱分解原料として使用する
場合、これを予じめ水添処理することにより、有用な軽
質オレフィン類および単環芳香族類の増収を図ることが
すでに提案されている(特公昭45−22522号、特
開昭49−90303号、特開昭47−27903号、
特開昭48−52702号各公報)。On the other hand, when naphtha and kerosene are used as pyrolysis raw materials, it has already been proposed to hydrogenate them in advance to increase the yield of useful light olefins and monocyclic aromatics ( JP 45-22522, JP 49-90303, JP 47-27903,
JP-A No. 48-52702).
しかしながら、これら提案は、ナフサおよび灯艇油のご
とき比較的軽質であり、硫黄含有量が低く、かつ芳香族
性の低い炭化水素油の水添処理を実施しようとするもの
であって、これらで提案されている触媒、反応条件、反
応方法等を重質油、とりわけ芳香族性の高い炭化水素油
、の水添処理に効果的に適用することは極めて困難であ
る。However, these proposals are aimed at hydrogenating hydrocarbon oils that are relatively light, have low sulfur content, and have low aromaticity, such as naphtha and kerosene oil. It is extremely difficult to effectively apply the proposed catalysts, reaction conditions, reaction methods, etc. to the hydrogenation treatment of heavy oils, especially highly aromatic hydrocarbon oils.
さらに、これらで提案されている水添分解触媒としての
各種イオン交換ゼオライト、あるいはシリカ−アルミナ
等の固体酸担体は、水添工程における非芳香族炭化水素
の分解蔚質化による水素消費量の増大、および液収率の
低下等の問題点を包含する上に、熱分解工程においてオ
レフィン類の収率向上を必ずしも期待することができな
いために本発明の目的に合致しない。Furthermore, the various ion-exchanged zeolites or solid acid carriers such as silica-alumina that have been proposed as hydrogen cracking catalysts increase hydrogen consumption due to decomposition of non-aromatic hydrocarbons during the hydrogenation process. , and a decrease in liquid yield, and in addition, it cannot necessarily be expected to improve the yield of olefins in the thermal decomposition process, and therefore does not meet the object of the present invention.
したがって本発明の目的とする、重質油を原料とする経
済的なオレフィンおよび単環芳香族の製造法の提供、と
いう点に関しては末だ満足すべき技術が存在しなかった
のが実情である。Therefore, the reality is that there has been no satisfactory technology for the purpose of the present invention, which is to provide an economical method for producing olefins and monocyclic aromatics using heavy oil as a raw material. .
本発明者らは上記目的達成のために、(1)熱分解原料
油の水添処理によるオレフィン増収と副生重質油の減少
、および(2)副生重質油を水添処理することによる再
原料化、という点に着目し、水添触媒、水添処理条件に
ついて詳細な検討を実施した。In order to achieve the above objectives, the present inventors (1) increased olefin yield and decreased by-product heavy oil by hydrogenating pyrolysis feedstock oil, and (2) hydrogenating by-product heavy oil. With a focus on reusing raw materials as feedstock, we conducted a detailed study of hydrogenation catalysts and hydrogenation treatment conditions.
このような検討の結果として、本発明者らの得た知見を
以下に若干述べる。As a result of such studies, the findings obtained by the present inventors will be described below.
一般に、多環芳香族(代表的化合物としてナフタリン類
、アンスラセン類、ベンゾチオフェン類、などがあるが
)を、単に熱分解炉に導入したとしても水素およびメタ
ンなどのガスを発生しなから重縮合反応を起してコーク
スを生成するにすぎない。In general, even if polycyclic aromatics (typical compounds include naphthalenes, anthracenes, benzothiophenes, etc.) are simply introduced into a thermal decomposition furnace, gases such as hydrogen and methane are not generated and polycondensation occurs. It merely causes a reaction and produces coke.
本発明者らはナフタリンをモデル原料としてこれら多環
芳香族の水素化反応における中間生成物の熱分解挙動に
ついて検討した。The present inventors investigated the thermal decomposition behavior of intermediate products in the hydrogenation reaction of these polycyclic aromatics using naphthalene as a model raw material.
ナフタリンをモデル原料とした場合、水素化の反応経路
としては主として次のものを考えることができる。When naphthalene is used as a model raw material, the following reaction routes can be considered as the main hydrogenation reaction routes.
これらのナフタリンおよびその水素化生成物の熱分解挙
動を比較したところ、反応温変750℃、接触時間0.
6秒、スチーム/オイル比(重量)1.0の条件下で表
1に示す結果を得た。A comparison of the thermal decomposition behavior of these naphthalenes and their hydrogenated products revealed that the reaction temperature was 750°C and the contact time was 0.
The results shown in Table 1 were obtained under the conditions of 6 seconds and a steam/oil ratio (weight) of 1.0.
表1に示されるように多環芳香族炭化水素はシクロパラ
フィンまで完全に水添することにより熱分解原料として
好ましい挙動を示すようになり、一方の芳香環が水添さ
れたテトラリンでは、水添効果はほとんど認められない
という知見を得た。As shown in Table 1, when polycyclic aromatic hydrocarbons are completely hydrogenated to cycloparaffins, they exhibit favorable behavior as thermal decomposition raw materials. We found that almost no effect was observed.
同様にアンスラセンを水素化モデル原料とした場合の熱
分解挙動からも多環芳香族炭化水素は完全水添が行なわ
れない限り、換言すれば多環ナフテン環の中に一環でも
芳香環を残存するような水添では水添効果があまり期待
できないことが確認された。Similarly, the thermal decomposition behavior when anthracene is used as a hydrogenation model raw material shows that as long as polycyclic aromatic hydrocarbons are not completely hydrogenated, in other words, even a partial aromatic ring remains in the polycyclic naphthene ring. It was confirmed that the hydrogenation effect cannot be expected much with such hydrogenation.
炭化水素油中の芳香族含有量の指標として含有する水素
の分布(NMRで測定することができる:を使用するこ
とが可能であり、各種水添処理油の水添の程度を水素分
布で表示した時、この水素分布と水添処理油の熱分解生
成物との間の相関を示すものが図面である。It is possible to use the distribution of hydrogen contained in hydrocarbon oil (which can be measured by NMR) as an indicator of the aromatic content in hydrocarbon oil, and the degree of hydrogenation of various hydrogenated oils can be indicated by hydrogen distribution. The figure below shows the correlation between this hydrogen distribution and the thermal decomposition products of the hydrogenated oil.
図面は多環シクロパラフィンが熱分解原料として好まし
い性状を有し、部分水添物がほとんど水添効果を有しな
いという前述の知見に基づき、ナフサ及び灯軽油の熱分
解によって副生ずる灯軽油留分の多環芳香族含有炭化水
素を各種触媒および各種水添条件下において比較的高度
の水添処理を行った後、水蒸気存在下に管式熱分解(温
度750℃、滞留時間1.0秒、スチーム/原料油比=
1(重量比)を実施した結果得られたものである。The drawing is based on the aforementioned knowledge that polycyclic cycloparaffins have favorable properties as a pyrolysis raw material and that partially hydrogenated products have almost no hydrogenation effect. Polycyclic aromatic-containing hydrocarbons were subjected to relatively high-level hydrogenation using various catalysts and various hydrogenation conditions, and then subjected to tubular pyrolysis in the presence of steam (temperature 750°C, residence time 1.0 seconds, Steam/raw oil ratio =
1 (weight ratio).
すなわち、水添処理油中の水素分布をNMRで測定し、
炭化水素油中の全水素に対する芳香核形成水素の百分率
(以下HAROMと略記)に対し熱分解生成物であるエ
チレン、プロピレン、およびBTXの各収率を点綴した
ところ良好な相関があり、特に水添処理油中のHARO
Mの値が減少するに従って、オレフィンおよび単環芳香
族炭化水素の収率が大巾に増大する範囲があることを示
している。That is, the hydrogen distribution in the hydrogenated oil was measured by NMR,
When we plotted the yields of pyrolysis products ethylene, propylene, and BTX against the percentage of aromatic nucleation hydrogen (hereinafter abbreviated as HAROM) to the total hydrogen in hydrocarbon oil, there was a good correlation. HARO in hydrogenated oil
This shows that as the value of M decreases, there is a range in which the yields of olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons increase significantly.
このことは多環芳香族炭化水素の水添処理による芳香核
の水添が一部分に止まるより、完全に水添されることが
その後の熱分解に対して好ましい事を示している。This indicates that complete hydrogenation of aromatic nuclei during the hydrogenation treatment of polycyclic aromatic hydrocarbons is preferable for subsequent thermal decomposition, rather than only partial hydrogenation.
このような熱分解に先立ち、重質油を水素添加し、重質
油のHA[OMを低下するための触媒としては、酸化チ
タン−酸化ケイ素混合酸化物上に酸化ニッケルおよび酸
化タングステン、あるいは硫化ニッケルおよび硫化タン
グステンを如持して得られた触媒が最適である。Prior to such thermal decomposition, the heavy oil is hydrogenated to reduce the HA[OM of the heavy oil. As a catalyst, nickel oxide and tungsten oxide, or sulfurized titanium oxide and silicon oxide mixed oxide are used. Catalysts containing nickel and tungsten sulfide are most suitable.
〔■〕発明の概要
したがって、以上の知見を基礎とした本発明の、オレフ
ィンおよび単項芳香族炭化水素の製造法は、下記の工程
的およびB)を含むこと、を特徴とするものである。[■] Summary of the Invention Therefore, the method for producing olefins and single aromatic hydrocarbons of the present invention based on the above knowledge is characterized by including the following steps and B).
釦 多環芳香族炭化水素を含翁しかつ180〜600℃
の留分範囲内にある重質炭化水素油を、酸化チタン−酸
化ケイ素混合酸化物上に酸化ニッケルおよび酸化タング
ステン、あるいは硫化ニッケルおよび硫化タングステン
を担持した触媒の存在下に水素添加処理する工程;およ
びB)工程へ;からの液状生成物を熱分解する工程。Button Contains polycyclic aromatic hydrocarbons and has a temperature of 180 to 600℃
A step of hydrogenating heavy hydrocarbon oil within the distillation range of in the presence of a catalyst in which nickel oxide and tungsten oxide, or nickel sulfide and tungsten sulfide are supported on a titanium oxide-silicon oxide mixed oxide; and B) pyrolyzing the liquid product from;
このようにして構成された本発明の製造法は、特に第一
工程である水添工程において、多環芳香族炭化水素油を
高度に水添し、実質的に多環シクロパラフィンに変換す
ることによって、すなわち、具体的にはHAROMの値
を減少させることによって、多環芳香族含有炭化水素を
熱分解原料として好ましい炭化水素油に変換することを
、最大の特徴の一つとするものである。The production method of the present invention configured as described above is characterized in that, in particular, in the first step, hydrogenation step, polycyclic aromatic hydrocarbon oil is highly hydrogenated to substantially convert it into polycyclic cycloparaffin. One of its greatest features is that it converts polycyclic aromatic-containing hydrocarbons into hydrocarbon oils that are preferable as thermal cracking raw materials, specifically by reducing the HAROM value.
さらに本発明は、この極めて特徴的でかつ効果的な水添
工程とそれに引き続く熱分解工程からなり、この組合せ
によって、従来熱分解原料としてかえりみられていなか
った多環芳香族含有炭化水素油を原料油に使用して、石
油化学原料として有用ナエチレン、プロピレン、1,3
ブタジエン等の軽質オレフィンおよびベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の単環芳香族炭化水素を好収率で製造可
能にしたことを、最大の効果とする。Furthermore, the present invention consists of this highly characteristic and effective hydrogenation step and the subsequent thermal decomposition step, and by this combination, polycyclic aromatic-containing hydrocarbon oil, which has not been considered as a raw material for thermal decomposition, can be used as a raw material. Naethylene, propylene, 1,3 useful as petrochemical raw materials when used in oil
The greatest effect is that light olefins such as butadiene and monocyclic aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene can be produced in good yields.
また、本発明の製造法の第一工程で用いる触媒は、硫黄
化合物、窒素化合物に対し著しく高い耐被毒性を崩し、
したがってこれら被毒性成分を比較的多量に含有する重
質油、たとえばアスファルト分解副生油、に対しても長
期にわたって良好な水添活性を保持することが期待され
る。In addition, the catalyst used in the first step of the production method of the present invention has extremely high poison resistance against sulfur compounds and nitrogen compounds, and
Therefore, it is expected to maintain good hydrogenation activity over a long period of time even for heavy oils containing relatively large amounts of these toxic components, such as asphalt decomposition by-product oils.
〔■〕発明の詳細な説明
(1)水添処理工程
原料油
本発明において対象とする原料油は、炭化水素中の全水
素に対する芳香核形成水素の百分率(HAROM)が3
多以上であり、かつ180〜600℃の留分範囲にある
多環芳香族含有炭化水素である。[■] Detailed Description of the Invention (1) Hydrogenation Process Feedstock The feedstock that is the object of the present invention has a percentage of aromatic nucleus-forming hydrogen (HAROM) relative to the total hydrogen in the hydrocarbons of 3.
It is a polycyclic aromatic-containing hydrocarbon with a distillation range of 180 to 600°C.
HAROMが3多未満では水添処理の効果が充分でなく
、したがって本発明の趣旨に合致しない。If the number of HAROMs is less than 3, the effect of the hydrogenation treatment will not be sufficient, and therefore the purpose of the present invention will not be met.
また180℃以下の留分ては多環化合物の含有量が少な
く、これまた本発明の効果を有効に享受し得ない。Further, the fraction of 180° C. or lower has a small content of polycyclic compounds, and thus cannot effectively enjoy the effects of the present invention.
一方、600℃以上の留分を原料油とするときは、水添
処理および引き続く熱分解反応においてコークス化が著
しくなるので好ましくない。On the other hand, when a fraction of 600° C. or higher is used as a raw material oil, it is not preferable because coking becomes significant in the hydrogenation treatment and subsequent thermal decomposition reaction.
このような本発明の原料油として適した多環芳香族含有
炭化水素油の例としては、具体的には、直留油として、
重質軽油、減圧軽油、タールサンド合成原油などが;ま
た、各種プロセスにおける副生油類として、管式留出油
熱分解副生油、流動床式留出油ないしは残渣油熱分解副
生油、流動床式接触分解によるサイクル油など、が挙げ
られる。Examples of such polycyclic aromatic-containing hydrocarbon oils suitable as feedstock oils of the present invention include straight-run oils such as:
Heavy gas oil, vacuum gas oil, tar sand synthetic crude oil, etc. Also, as by-product oils in various processes, pipe distillate oil pyrolysis by-product oil, fluidized bed distillate oil or residual oil pyrolysis by-product oil , cycle oil produced by fluidized bed catalytic cracking, etc.
触媒
本発明におけろ水添処理は、先に述べたように、多環芳
香族含冶原料油を実質的に水添分解による軽質化を伴う
ことなく、高度に核水添ないしは水添開環することを目
的とするが、本発明者らはこの目的に対して、酸化ニッ
ケルー酸化タングステンあるいは硫化ニッケルー硫化タ
ングステンの組合せよりなろ水添金属種を、酸化チタン
−酸化ケイ素混合酸化物上に担持した触媒が、最も適し
たものであることを見出した。Catalyst As mentioned above, the filtration hydrogenation treatment in the present invention is capable of highly nuclear hydrogenation or hydrogen decomposition of polycyclic aromatic raw material oil without substantially lightening it by hydrogenolysis. For this purpose, the present inventors supported a hydrogenated metal species such as a combination of nickel oxide and tungsten oxide or nickel sulfide and tungsten sulfide on a titanium oxide-silicon oxide mixed oxide. The catalyst was found to be the most suitable.
この場合、触媒の組成としては、aNiO−bWO3/
c−担体で表示した場合(水添金属種が硫化物形態の場
合も酸化物形態として換算する)、a=3〜10重量多
、b=10〜25重量俸が特に好ましい。In this case, the composition of the catalyst is aNiO-bWO3/
When expressed as a c-support (even when the hydrogenated metal species is in the form of a sulfide, it is converted into an oxide form), it is particularly preferable that a=3 to 10 by weight and b=10 to 25 by weight.
担体TlO28102の特に好ましい組成範囲は、Ti
e2/S io、、=1〜7(重量比)である。A particularly preferred composition range of the carrier TlO28102 is Ti
e2/Sio, = 1 to 7 (weight ratio).
この触媒の調製は、通常知られている態様によって実施
することが可能であるが、具体的な方法として、例えば
、チタニア−シリカ混合ヒドロゲルないしはスラリーに
硝酸ニッケル、パラタングステン酸アンモニウムをそれ
ぞれ水溶液として混合し、混練しながら蒸発乾固したの
ち焼成する方法が特に好ましい。The preparation of this catalyst can be carried out in a generally known manner, but as a specific method, for example, nickel nitrate and ammonium paratungstate are mixed as aqueous solutions in a titania-silica mixed hydrogel or slurry, respectively. Particularly preferred is a method in which the mixture is kneaded, evaporated to dryness, and then fired.
本発明の水添工程においては、このようにして得られた
酸化物形態のままで触媒として使用することも可能であ
るが、さらに硫化物形態へ変換することにより一層秀れ
た結果が得られる。In the hydrogenation process of the present invention, it is possible to use the thus obtained oxide form as it is as a catalyst, but even better results can be obtained by further converting it to the sulfide form. .
この場合、硫化物形態の触媒への変換は、通常知られて
いる方法によって実施することも可能であるが、より好
ましくは350〜600℃の高温領域で、たとえば水素
−硫化水素混合気流中において触媒水添金属種の硫化を
行うことによって、本発明の目的に極めて適合する触媒
とすることができる。In this case, the conversion to the sulfide catalyst can be carried out by a commonly known method, but it is more preferably carried out at a high temperature range of 350 to 600°C, for example in a hydrogen-hydrogen sulfide mixed gas flow. By carrying out sulfurization of the catalytic hydrogenation metal species, a catalyst can be obtained which is highly suitable for the purpose of the present invention.
なおまた、この硫化物形態への変換は、硫黄化合物を含
有する重質油の水添反応中にも、自動的に進行させるこ
とができる。Furthermore, this conversion to the sulfide form can also proceed automatically during the hydrogenation reaction of heavy oil containing sulfur compounds.
この場合、触媒使用の初期段階においては後述するリサ
イクルガス中の硫黄化合物除去は積極的に行わずに、硫
化物形態への変換促進することが望ましい。In this case, in the initial stage of using the catalyst, it is desirable to promote the conversion to a sulfide form without actively removing sulfur compounds from the recycled gas, which will be described later.
この本発明の目的に適した酸化ニッケルー酸化タングス
テンもしくは硫化ニッケルー硫化タングステンを酸化チ
タン−酸化ケイ素混合酸化物担体上に担持した触媒の調
製、および水添効果等のより詳細については特開昭51
−
121495号公報により得ることができ、特開昭51
−121495号公報の内容は参照として、ここに包含
するものとする(但し、本発明においては酸化物形態の
触媒による水添をも包含するものであること上述の通り
である)。For more details on the preparation of a catalyst in which nickel oxide-tungsten oxide or nickel sulfide-tungsten sulfide is supported on a titanium oxide-silicon oxide mixed oxide support suitable for the purpose of the present invention, and the hydrogenation effect, please refer to JP-A-51
- It can be obtained from Japanese Patent Publication No. 121495, published in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1983
The contents of Japanese Patent No. 121495 are hereby incorporated by reference (however, as mentioned above, the present invention also includes hydrogenation using an oxide catalyst).
反応条件
本発明の水添反応条件としては、一般に直留重質油の水
添処理に使用されている諸条件を採用することも可能で
あるが、前述のように水添処理後の炭化水素油のHAR
OMが大巾に減少するような条件を採用するのが特に好
ましく、具体的には例えば以下に示す範囲を挙げること
が水添方法
本発明に含まれる水添工程は、前述の原料油、触媒、反
応条件を使用して一般に広〈実施されている接触反応方
法に従って実施することが可能であるが、さらに具体的
には、原料油および水素を混合し、予熱を行い、この原
料混合物を触媒充填層へ通すことにより水添を行わせ、
触媒充填層からの流出物を液状流出物とガス状流出物に
分離し、ガス状流出物は触媒充填層ヘリサイクルし、液
状流出物は次の熱分解工程へ供給することより成る。Reaction Conditions As the hydrogenation reaction conditions of the present invention, it is possible to adopt the conditions generally used for hydrogenation treatment of straight-run heavy oil, but as mentioned above, HAR of oil
It is particularly preferable to adopt conditions such that OM is greatly reduced, and specifically, for example, the ranges shown below may be mentioned. Although it can be carried out according to the generally widely practiced catalytic reaction method using reaction conditions, more specifically, the feed oil and hydrogen can be mixed, preheated, and this feed mixture can be catalyzed. Hydrogenation is carried out by passing it through a packed bed,
It consists of separating the effluent from the catalyst packed bed into a liquid effluent and a gaseous effluent, the gaseous effluent being recycled to the catalyst packed bed and the liquid effluent being fed to the next pyrolysis step.
本発明で用いる水添触媒は硫黄化合物に対して高い耐被
毒性を肩するので、リサイクルされるガス状生成物中に
軽質の硫黄化合物、たとえば硫化水素を含有することは
それ自体支障がないが、リサイクル効率を高く維持する
ためにもリサイクルガスより硫黄化合物を連続的または
間歇的に分離することが望ましい。Since the hydrogenation catalyst used in the present invention has high toxicity resistance against sulfur compounds, the inclusion of light sulfur compounds, such as hydrogen sulfide, in the recycled gaseous product does not pose any problem in itself. In order to maintain high recycling efficiency, it is desirable to continuously or intermittently separate sulfur compounds from recycled gas.
分離はたとえば、リサイクルガスをアルカリ洗浄塔、も
しくはさらに硫酸洗浄塔に通すなどにより簡単に行うこ
とができる。Separation can be easily carried out, for example, by passing the recycled gas through an alkali washing tower or further through a sulfuric acid washing tower.
(2)熱分解工程
軽質オレフィンおよび単環芳香族炭化水素を得るための
熱分解処理法は、各種の原料油について知られている。(2) Pyrolysis process Pyrolysis treatment methods for obtaining light olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons are known for various feedstock oils.
本発明の第二工程である熱分解工程にはこのような公知
の熱分解手段を始めとして、任意の種々の熱分解手段、
たとえば管式加熱炉法、蓄熱炉法、部分燃焼法、移動床
および流動床法等を採用することができるが、本発明は
流動床式熱分解炉、および管式熱分解炉を適用した場合
、特に優れた効果が得られる。In the thermal decomposition step, which is the second step of the present invention, in addition to such known thermal decomposition means, any various thermal decomposition means,
For example, a tube heating furnace method, a regenerative furnace method, a partial combustion method, a moving bed method, a fluidized bed method, etc. can be adopted, but the present invention applies to a fluidized bed pyrolysis furnace and a tube pyrolysis furnace. , particularly excellent effects can be obtained.
特に本発明では、第一工程の高度な水添処理の結果、熱
分解工程に送られてくる液状生成物中にはコークス化の
原因となる多環芳香族成分や被毒成分としての硫黄化合
物が著しく減少されている。In particular, in the present invention, as a result of the advanced hydrogenation treatment in the first step, the liquid product sent to the thermal decomposition process contains polycyclic aromatic components that cause coking and sulfur compounds as poisonous components. has been significantly reduced.
したがって熱分解を行う場合の条件は、直留ナフサの熱
分解の場合にくらべて広汎な反応条件の選択が可能であ
る。Therefore, a wider range of reaction conditions can be selected for thermal decomposition than in the case of thermal decomposition of straight-run naphtha.
本発明の熱分解工程における処理条件の一例を示すと、
反応層平均温度700〜850℃、反応層出口圧力0〜
10 Ky/cr/IQ、反応層滞溜時間0.01〜2
秒である。An example of the treatment conditions in the pyrolysis step of the present invention is as follows:
Reaction layer average temperature 700~850℃, reaction layer outlet pressure 0~
10 Ky/cr/IQ, reaction layer residence time 0.01-2
Seconds.
このような熱分解に際しては稀釈剤として水蒸気、水素
、低級飽和炭化水素(メタン、エタン等)またはこれら
の混合物を使用することが可能であり、稀釈剤は原料(
水添油)に対して0.1〜5(重量比)の割合で用いら
れる。During such thermal decomposition, it is possible to use water vapor, hydrogen, lower saturated hydrocarbons (methane, ethane, etc.) or a mixture thereof as a diluent.
(hydrogenated oil) in a ratio of 0.1 to 5 (weight ratio).
以下に実施例および比較例をもって本発明の趣旨をより
具体的に説明する。The gist of the present invention will be explained in more detail below using Examples and Comparative Examples.
(IV)実験例
実施例 1
水添処理
減圧蒸留残渣油を水蒸気存在下で熱分解して得られる高
硫黄含有軽油留分(沸点範囲270〜350℃)を原料
油として水添処理を実施するにあたり、チタニア、シリ
カ混合ヒドロゲルに硝酸ニッケル、パラタングステン酸
アンモンの水溶液を加え、混合、混練しながら蒸発乾固
し500℃で焼成することにより、酸化ニッケル及び酸
化タングステンを酸化物として計算してそれぞれSwt
係、20wt%含有するN1O−WO3/Ti02Si
02触媒を製造し、このN i 0−WO3/ T i
02・SiO2触媒を450℃、1.Ohr N2:
H2S (90:10)混合気流中で予備硫化処理を
行って水添処理触媒を得た。(IV) Experimental Examples Example 1 Hydrogenation Treatment Hydrogenation is carried out using a high sulfur-containing gas oil fraction (boiling point range 270 to 350°C) obtained by thermally decomposing vacuum distillation residue oil in the presence of steam as feedstock oil. In this process, an aqueous solution of nickel nitrate and ammonium paratungstate was added to the titania and silica mixed hydrogel, and by evaporating to dryness while mixing and kneading, and baking at 500°C, nickel oxide and tungsten oxide were calculated as oxides, respectively. Swt
N1O-WO3/Ti02Si containing 20 wt%
02 catalyst was manufactured, and this N i 0-WO3/T i
02.SiO2 catalyst at 450°C, 1. Ohr N2:
A hydrogenated catalyst was obtained by presulfiding in a H2S (90:10) mixed gas flow.
この触媒をステンレス製反応管に15−充填して、上記
原料油の水添処理を行った。This catalyst was filled into a stainless steel reaction tube for 15 minutes, and the raw material oil was hydrogenated.
表2に水添処理条件及び水添処理結果を示す。Table 2 shows the hydrogenation treatment conditions and hydrogenation treatment results.
本例の水添処理により原料油において49.8%であっ
たHAROMが9.4%に、さらに液時空間速度を下げ
ることにより4.7%まで低下し、同時に極めて高率の
脱硫が実施された。Through the hydrogenation treatment in this example, the HAROM in the raw oil was reduced from 49.8% to 9.4%, and by further lowering the liquid time-space velocity, it was reduced to 4.7%, and at the same time an extremely high rate of desulfurization was carried out. It was done.
熱分解
上記水添処理により得られた水添処理油および禾処理油
を水蒸気存在下で管式熱分解を実施した結果および熱分
解条件を表3に示す。Thermal decomposition The hydrogenated oil and the fertilized oil obtained by the above hydrogenation treatment were subjected to tubular pyrolysis in the presence of steam, and the results and pyrolysis conditions are shown in Table 3.
禾処理油は極めて多量の多環芳香族を含有するため、水
蒸気存在下で熱分解を実施してもエチレン及びプロピレ
ン収率が各々わずか0.5及び013wt %であるの
に対し、本発明の方法による水添処理油は熱分解を実施
した際のエチレン及びプロピレンの収率が、10〜15
w1係、及び4〜6wt優にまで大巾に増大した。Because the treated oil contains extremely large amounts of polycyclic aromatics, the yields of ethylene and propylene are only 0.5 and 0.13 wt%, respectively, even if thermal decomposition is carried out in the presence of steam, whereas the yield of the present invention is Hydrogenated oil obtained by this method has a yield of ethylene and propylene of 10 to 15 when thermally cracked.
It increased significantly to w1 weight and 4 to 6wt.
実施例 2
ナフサ熱分解副生油の水添工程を実施例1における触媒
と同一のN i OWOs / T + 02・5in
2触媒および比較のためにN i OWO3/A 72
0 s、N1O−WO3/5i02・Al2O3触媒を
使用し、圧力100 Ky/at/l、温度400℃、
液時空間速度1[1−o iA / lj −ca t
/ hr ]の条件下で実施した。Example 2 The hydrogenation process of naphtha pyrolysis by-product oil was carried out using the same catalyst as in Example 1, N i OWOs / T + 02.5in.
2 catalyst and for comparison N i OWO3/A 72
0 s, using N1O-WO3/5i02・Al2O3 catalyst, pressure 100 Ky/at/l, temperature 400°C,
Liquid hourly space velocity 1 [1-o iA / lj -cat
/hr].
各触媒は水添反応に先立ち450℃−1hr予備硫化処
理を実施した。Each catalyst was pre-sulfurized at 450°C for 1 hour prior to the hydrogenation reaction.
さらに上記水添工程により処理された水添処理油および
未処理油を反応塩v775℃、滞留時間1秒、スチーム
対原料油比1,0の条件を使用し、水蒸気存在下で熱分
解を実施した。Furthermore, the hydrogenated oil and untreated oil treated in the above hydrogenation process were thermally decomposed in the presence of steam using the conditions of reaction salt v775°C, residence time 1 second, and steam to feedstock oil ratio 1.0. did.
この時の水添油性状及び熱分解収率を表4に示す。Table 4 shows the hydrogenated oil properties and thermal decomposition yield at this time.
この結果、実質的に水添分解を抑制し、かつHAROM
の比率を下げることが熱分解時の軽質オレフィンの増収
につながり、かつこのような水添処理にはN1O−WO
3/TiO2・S t O2触媒が最も適することがわ
かる。As a result, hydrogen decomposition is substantially suppressed and HAROM
Lowering the ratio of N1O-WO leads to an increase in the yield of light olefins during pyrolysis.
It can be seen that the 3/TiO2.S t O2 catalyst is most suitable.
実施例 3
タールサンド合成原油組油留分を原料油として、実施例
1と同一の触媒存在下で水添処理を実施した際の反応条
件、反応結果を表5に示す。Example 3 Table 5 shows the reaction conditions and reaction results when hydrogenation treatment was carried out in the presence of the same catalyst as in Example 1 using a tar sands synthetic crude oil fraction as a feedstock oil.
さらに表5に示す水添処理油及び未処理油を水蒸気存在
下で熱分解を実施した際の分解条件及び結果を表6に示
す。Further, Table 6 shows the decomposition conditions and results when the hydrogenated oil and untreated oil shown in Table 5 were thermally decomposed in the presence of steam.
HAROMの百分率は水添処理により6.9優から5.
0%へ減少し、熱分解によるエチレン収率は水添により
2wt%上昇することにより、HAROMを低下させる
ことによって軽質オレフィンの増収が可能であることを
示す。The percentage of HAROM increases from 6.9 to 5.0 by hydrogenation treatment.
0%, and the ethylene yield by thermal decomposition increases by 2 wt% by hydrogenation, indicating that it is possible to increase the yield of light olefins by reducing HAROM.
実施例 4
中近東産原油より得られる常圧重質軽油及び減圧軽油を
原料油として実施例1と同一の触媒で、水添処理を実施
した際の水添条件及び原料油、水添処理油の性状を表7
(原料油・常圧重質軽油)及び表9(原料油・減圧軽油
)に示す。Example 4 Hydrogenation conditions, feedstock oil, and hydrogenated oil when hydrogenation was carried out using the same catalyst as in Example 1 using normal pressure heavy gas oil and vacuum gasoil obtained from crude oil from the Middle East as feedstock oil. Table 7 shows the properties of
(Feedstock oil/normal pressure heavy gas oil) and Table 9 (Feedstock oil/vacuum gas oil).
比較のために、実施例1の触媒と同一金属組成を有する
N 1O−WO3/l’203及びN 1O−WO3/
S 102A1203触媒を使っての水添処理結果を
表7及び表9に付は加えた。For comparison, N 1O-WO3/l'203 and N 1O-WO3/
The hydrogenation results using the S 102A1203 catalyst have been added to Tables 7 and 9.
さらに表7及び表9に示す水添処理油及び未処理油を水
蒸気の存在下で熱分解を実施した際反応条件及び収率を
表8及び表10に示す。Furthermore, Tables 8 and 10 show the reaction conditions and yields when the hydrogenated oils and unprocessed oils shown in Tables 7 and 9 were thermally decomposed in the presence of steam.
この結果、実質的に水添分解を抑制しかつHAROMの
百分率を下げることが熱分解における軽質オレフィンの
増収につながり、かつこのような水添処理にはN t
OWOs /T i 02・S t 02触媒が最も適
することが明らかである。As a result, substantially suppressing hydrogenolysis and lowering the percentage of HAROM leads to an increase in the yield of light olefins in pyrolysis, and such hydrogenation processes require N t
It is clear that the OWOs/T i 02·S t 02 catalyst is most suitable.
実施例 5
実施例1で得られたN 1O−WOs/T io 2S
iO2触媒20gおよびこの触媒を水素と硫化水素の約
90 / 10 [vol/vol :]ステンレス反
応管に充填し、60.g/hrの条件下で400℃3時
間還元した後混合物約65〜661/hr中で500℃
、30分間予備硫化処理して得たNi5−WS3/Ti
O,・S t 02触媒の2つの触媒を用いて、多環芳
香族炭化水素のモデル原料としてα−メチルナフタリン
を水添した。Example 5 N1O-WOs/Tio2S obtained in Example 1
A stainless steel reaction tube was filled with 20 g of iO2 catalyst and this catalyst at a ratio of hydrogen and hydrogen sulfide of about 90/10 [vol/vol:]. After reducing the mixture at 400°C for 3 hours under conditions of 65-661 g/hr at 500°C
, Ni5-WS3/Ti obtained by pre-sulfurization treatment for 30 minutes
α-Methylnaphthalene was hydrogenated as a model raw material for polycyclic aromatic hydrocarbons using two catalysts: O,·S t 02 catalyst.
反応条件は、圧カニ100KP/d・G、反応温度:4
25℃、液空間速度:毎時触媒11当り原料油11、水
素使用量:原料油11当り800ON7である。The reaction conditions were pressure crab 100KP/d・G, reaction temperature: 4
25° C., liquid hourly space velocity: 11 raw oil per 11 catalysts per hour, hydrogen consumption: 800ON7 per 11 raw oil.
この結果を次表11に記載する。The results are shown in Table 11 below.
上表は、多環芳香族の核水添に関して予備硫化処理が特
に秀れていることを示すものであるが、N1O−WO3
/TiO2・S t O2触媒によってもHAROMの
大巾減少(すなわちα−メチルナフタリンの70%から
13係)が可能であり、したがって本発明の熱分解によ
るオレフィンおよび芳香族炭化水素の製造法の第1工程
の触媒として有効であることを示すものである。The above table shows that presulfidation treatment is particularly excellent for nuclear hydrogenation of polycyclic aromatics, but N1O-WO3
A large reduction in HAROM (i.e., from 70% to 13% of α-methylnaphthalene) is also possible with the /TiO2·S t O2 catalyst, and therefore the present method for producing olefins and aromatic hydrocarbons by pyrolysis is suitable. This shows that it is effective as a one-step catalyst.
特に通常の硫黄含有重質炭化油の水添条件下では自動的
に上記触媒の硫化が行われるので、上記酸化物形態触媒
は予備硫化なしで本発明の第1工程触媒として有効であ
る。In particular, since the catalyst is automatically sulfurized under normal hydrogenation conditions for sulfur-containing heavy carbonized oil, the oxide catalyst is effective as the first step catalyst of the present invention without pre-sulfurization.
図面は、各種水添処理油中の全水素に対する芳香核形成
水素の百分率(HAROM)と、この水添処理油を熱分
解した際の各熱分解成分収率との相関を示すグラフであ
る。The drawing is a graph showing the correlation between the percentage of aromatic nucleus-forming hydrogen (HAROM) to total hydrogen in various hydrogenated oils and the yield of each thermally decomposed component when the hydrogenated oils are thermally decomposed.
Claims (1)
、多環芳香族炭化水素を含有する炭化水素油からのオレ
フィンおよび単環芳香族炭化水素の製造法。 (4)多環芳香族炭化水素を含有しかつ180〜600
℃の留分範囲内にある重質炭化水素油を、酸化チタン−
酸化ケイ素混合酸化物に酸化ニッケルおよび酸化タング
ステンあるいは硫化ニッケルおよび硫化タングステンを
相持した触媒の存在下に水素添加処理する工程;および B) 工程出からの液状生成物を熱分解する工程。[Scope of Claims] 1. A method for producing olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons from a hydrocarbon oil containing polycyclic aromatic hydrocarbons, which comprises the following steps and (B). (4) Contains a polycyclic aromatic hydrocarbon and has a molecular weight of 180 to 600
Heavy hydrocarbon oil within the distillation range of °C is treated with titanium oxide.
a step of hydrogenating a silicon oxide mixed oxide in the presence of a catalyst comprising nickel oxide and tungsten oxide or nickel sulfide and tungsten sulfide; and B) thermally decomposing the liquid product from the step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50077296A JPS5857470B2 (en) | 1975-06-23 | 1975-06-23 | Olefuin Oyobi Tankanhou Kouzokutankasuisono Seizouhou |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50077296A JPS5857470B2 (en) | 1975-06-23 | 1975-06-23 | Olefuin Oyobi Tankanhou Kouzokutankasuisono Seizouhou |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52206A JPS52206A (en) | 1977-01-05 |
| JPS5857470B2 true JPS5857470B2 (en) | 1983-12-20 |
Family
ID=13629914
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP50077296A Expired JPS5857470B2 (en) | 1975-06-23 | 1975-06-23 | Olefuin Oyobi Tankanhou Kouzokutankasuisono Seizouhou |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850675B2 (en) * | 1979-06-11 | 1983-11-11 | 千代田化工建設株式会社 | Heavy oil decomposition method |
| GB2062668B (en) * | 1979-11-09 | 1983-08-10 | Coal Industry Patents Ltd | Olefin production |
-
1975
- 1975-06-23 JP JP50077296A patent/JPS5857470B2/en not_active Expired
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|---|---|
| JPS52206A (en) | 1977-01-05 |
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