JPH11309372A - 芳香族炭化水素の水素化触媒組成物 - Google Patents

芳香族炭化水素の水素化触媒組成物

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JPH11309372A
JPH11309372A JP13468098A JP13468098A JPH11309372A JP H11309372 A JPH11309372 A JP H11309372A JP 13468098 A JP13468098 A JP 13468098A JP 13468098 A JP13468098 A JP 13468098A JP H11309372 A JPH11309372 A JP H11309372A
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alumina
catalyst composition
oil
noble metal
hydrogenation
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Yuji Yoshimura
雄二 葭村
Hiroyuki Yasuda
弘之 安田
Toshio Sato
利夫 佐藤
Takashi Kameoka
隆 亀岡
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
JGC Catalysts and Chemicals Ltd
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Agency of Industrial Science and Technology
Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽油中の芳香族炭化水素などの水素化におい
て、高い水素化能(活性)を有し、しかも硫黄化合物に
対して耐性を有し、活性劣化が少なく寿命の長い芳香族
炭化水素の水素化触媒組成物の提供。 【解決手段】 アルミナ−ボリア担体に周期律表第VIII
族貴金属から選ばれた少なくとも一種の貴金属成分を担
持したことを特徴とする芳香族炭化水素の水素化触媒組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、芳香族炭化水素の
水素化触媒組成物に関し、さらに詳しくは芳香族炭化水
素などの水素化において、硫黄化合物に対して耐性を有
し活性劣化が少なく寿命の長い芳香族炭化水素の水素化
触媒組成物に関するものである。
【0002】
【従来技術】近年、多環芳香族化合物を含む炭化水素を
燃料とする場合には、多環芳香族化合物の一部が不完全
燃焼を起こしパティキュレートとして大気中に排出され
るため、それによる人体への影響が懸念されるなどの環
境問題が生じている。特に、ディーゼルエンジンなどに
使用される軽油中の多環芳香族炭化水素の水素化触媒お
よびプロセスの開発は、クリーンな燃料の製造を可能に
するうえで重要な課題となってきている。
【0003】従来、芳香族炭化水素の水素化触媒組成物
については、前述の状況から種々の提案がなされてい
る。例えば、特開平7−185353号公報には、耐火
性酸化物担体と、触媒活性金属としての2〜15重量%
の白金および/またはパラジウムと5〜40重量%のモ
リブデンおよび/またはタングステンを含有し、前記モ
リブデンおよび/またはタングステンは主としてその硫
化物として存在することを特徴とする触媒が開示されて
おり、耐火性酸化物担体として、アルミナ、弗素化アル
ミナ、非晶質シリカ−アルミナ、珪素アルミノホスフェ
ート、ゼオライトおよび/または粘土が記載されてい
る。
【0004】また、特開平8−183962号公報に
は、接触分解油、熱分解軽油、直留軽油、コーカーガス
オイル、水素化処理油、脱硫処理軽油のうちの少なくと
も一種を原料炭化水素油とし、無機酸化物80〜99重
量%とSiO2/Al23モル比3〜20を有するゼオ
ライト1〜20重量%とを含む担体に、ニッケルを酸化
物換算で1〜10重量%、タングステンを酸化物換算で
10〜30重量%含有させた触媒を用い、圧力を30〜
150kg/cm2、反応温度を200〜400℃、液
空間速度を0.1〜5.0hr-1として、接触反応を行
うことを特徴とする炭化水素油中の芳香族化合物の水素
化処理方法が開示されている。
【0005】さらに、(社)石油学会主催の第26回石
油・石油化学討論会予稿集(1996)には、Pd−P
t/USYゼオライト触媒による芳香族化合物の水素化
反応について報告されており、活性、耐硫化性に及ぼす
USYゼオライトのSiO2/Al23モル比の影響に
ついて検討されている。
【0006】しかしながら、従来の貴金属成分を活性成
分とするゼオライト系触媒では、初期活性は高いものの
硫黄化合物に対する耐硫化性が劣るため触媒寿命が短い
と言う問題があった。また、ニッケル、タングステンな
どの非貴金属成分を活性成分とする触媒では耐硫化性は
優れているものの活性が低いと言う問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軽油
中の芳香族炭化水素などの水素化において、高い水素化
能(活性)を有し、しかも硫黄化合物に対して耐性を有
し活性劣化が少なく寿命の長い芳香族炭化水素の水素化
触媒組成物を提供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の問
題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、アルミナ
−ボリア担体に貴金属成分を担持した触媒組成物は高い
活性を有し、優れた耐硫化性を有することを見出し本発
明を完成した。即ち、本発明は、アルミナ−ボリア担体
に周期律表第VIII族貴金属から選ばれた少なくとも一種
の貴金属成分を担持した芳香族炭化水素の水素化触媒組
成物に関する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳述
する。本発明でのアルミナ−ボリア担体は、ボリア含有
量がAl23/B23重量比で97/3〜70/30の
範囲にあることが好ましい。ボリア含有量がAl23
23重量比で97/3より少ない場合は、触媒組成物
の硫黄化合物に対する耐性の改善が減少することがあ
り、また、70/30より多い場合は、触媒組成物の細
孔容積が小さくなる傾向にあり、多環芳香族炭化水素の
触媒組成物内への拡散が悪くなり活性が低下することが
ある。アルミナ−ボリア担体のさらに好ましいボリア含
有量はAl23/B23重量比で95/5〜80/20
の範囲である。
【0010】前述のアルミナ−ボリア担体は、例えばア
ルミナまたはアルミナ前駆体とホウ素化合物、例えばホ
ウ酸、ホウ酸アンモニウムなどとを混合し、成型、乾
燥、焼成する公知の方法で製造することができる。ま
た、アルミナ担体にホウ素化合物の溶液を含浸して、乾
燥、焼成する方法で製造することもできる。
【0011】前述のアルミナは公知の調製法により得ら
れる。例えば、アルミン酸ソーダ水溶液を硫酸アルミニ
ウム水溶液で中和して擬ベーマイトのアルミナ水和物を
生成させ、生成したアルミナ水和物を洗浄、熟成した
後、捏和、所望の形状に成型し、乾燥、焼成して得られ
る。また、調製工程の途中のアルミナ水和物をアルミナ
前駆体として使用することも可能である。
【0012】本発明の触媒組成物は、前述のアルミナ−
ボリア担体に周期律表第VIII族貴金属から選ばれた少な
くとも一種の貴金属成分を担持したものである。該貴金
属成分としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、
オスミウム、イリジウム、白金成分などが例示される。
本発明では、前述の貴金属成分の担持量は、金属として
0.1〜10重量%の範囲にあることが好ましい。該金
属成分の担持量が0.1重量%より少ない場合には所望
の水素化能が得られないことがあり、また、10重量%
より多くしても水素化能の増加は少なくコスト高になる
傾向にある。該貴金属成分のさらに好ましい担持量は、
金属として0.5 〜5重量%の範囲である。
【0013】本発明では、特に、前述の貴金属成分とし
てパラジウムと白金を組み合わせて使用することが好適
である。パラジウムと白金を組み合わせて使用すること
により、高い水素化能を維持し硫黄化合物に対する耐性
が増大される。これは、パラジウムが硫黄との親和性が
高いため白金の硫黄被毒を保護しているためと推定され
る。パラジウムと白金の組み合わせは、Pd/Pt原子
比で0.1/1〜10/1の範囲が望ましい。
【0014】本発明の触媒組成物は、前述のアルミナ−
ボリア担体に前述の貴金属成分を通常の方法で担持して
製造することができる。例えば、前述のアルミナ−ボリ
ア担体に塩化パラジウム、硝酸パラジウムおよびそのア
ミン錯体や水酸化白金アミン、白金アミン錯体などの貴
金属成分水溶液を含浸し、乾燥、焼成して触媒組成物を
得る。また、前述のアルミナ−ボリアの捏和工程に貴金
属成分水溶液を混練する方法で調製することもできる。
【0015】本発明の触媒組成物は、比表面積(SA)
が100〜400m2/g、細孔容積が0.30〜0.
80ml/g、平均細孔直径が5〜30nmの範囲にあ
り、シャープな細孔分布を有する。また、本発明の触媒
組成物は前述の貴金属成分の外に他の活性金属成分を含
むことも可能である。
【0016】本発明の触媒組成物は、接触分解油、熱分
解油、直留軽油、コーカーガスオイル、水素化処理軽
油、脱硫処理軽油などに含まれる芳香族炭化水素の水素
化に使用して好適である。また、本発明の触媒組成物
は、通常の水素化反応条件が採用可能であり、具体的な
水素化条件としては、水素分圧が30〜150kg/c
2、反応温度が200〜400℃、液空間速度が0.
1〜5.0hr-1、などを例示することができる。
【0017】
【実施例】以下に実施例を示し本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【0018】実施例1 Al23として85重量%の擬ベーマイトアルミナ水和
物1700g(乾燥基準)とB23として15重量%の
ホウ酸533gを混合捏和し、直径が1/16インチの
円柱状に押し出し成型した。次いで、該成型物を110
℃で16時間乾燥し、550℃で3時間焼成した後、粉
砕(粒径:22〜48メッシュ)してアルミナ−ボリア
担体を調製した。このアルミナ−ボリア担体49.35
gに、Pdとして0.90重量%の〔Pd(NH34
Cl2を1.04gと、Ptとして0.40重量%の
〔Pt(NH34〕Cl2を0.34gとを純水に溶解
して調製したPd−Pt混合金属塩水溶液を含浸した。
次いで、この含浸品を60℃で6時間真空中で乾燥し、
酸素気流中(2dm3/min・g)において300℃
で3時間(昇温;0.5℃/min)焼成して触媒Aを
調製した。この触媒Aの性状を表1に示す。
【0019】比較例1 SiO2/Al23モル比が15.0で単位格子定数が
24.29Åのホージャサイト型アルミノシリケートゼ
オライト(以下USYゼオライトという)80gを2m
ol/dm3の塩酸溶液4000ml中に入れ、撹拌し
ながら100℃で2時間脱アルミニウム処理を行った。
次いで、該ゼオライトを洗浄した後、110℃で一晩乾
燥し、500℃で1時間焼成して、SiO2/Al23
モル比が680のUSYゼオライトを得た。このUSY
ゼオライト49.35gに、Pdとして0.90重量%
の〔Pd(NH34〕Cl2を1.04gと、Ptとし
て0.40重量%の〔Pt(NH34〕Cl2を0.3
4gとを純水に溶解して調製したPd−Pt混合金属塩
水溶液を含浸した。次いで、この含浸品を60℃で6時
間真空中で乾燥し、ディスク成型して粉砕し、粒径を2
2〜48メッシュに揃えた。次いで、酸素気流中(2d
3/min・g)において300℃で3時間(昇温;
0.5℃/min)焼成して触媒Bを調製した。この触
媒Bの性状を表1に示す。
【0020】比較例2 市販品のδ−アルミナ49.35gに、Pdとして0.
90重量%の〔Pd(NH34〕Cl2を1.04g
と、Ptとして0.40重量%の〔Pt(NH34〕C
2を0.34gとを純水に溶解して調製したPd−P
t混合金属塩水溶液を含浸した。次いで、この含浸品を
60℃で6時間真空中で乾燥した後、粉砕して粒径を2
2〜48メッシュに揃えた。次いで、酸素気流中(2d
3/min・g)において300℃で3時間(昇温;
0.5℃/min)焼成して触媒Cを調製した。この触
媒Cの性状を表1に示す。
【0021】実施例2 実施例1及び比較例1、2で調製した触媒A〜Cを用い
て芳香族炭化水素の水素化活性を評価した。触媒は反応
前に還元処理を行った。触媒を反応管に充填し、水素気
流中(常圧、100cm3/min)で300℃で3時
間(昇温速度;0.5℃/min)還元した。試験は、
高圧固定床流通式反応装置で、原料油として30wt%
テトラリン−0.3wt%ジベンゾチオフェン−69.
7wt%ヘキサデカン(硫黄濃度500wtppmに相
当)の核水素化活性(テトラリンからデカリンへの転化
率)の経時変化を調べた。反応条件は、触媒量0.25
g、水素分圧3.9Mpa、反応温度280℃、空間速
度(WHSV)16h-1、H2/Oil比500ノルマ
ルリットル/リットル(NL/L)で行った。反応結果
を図1に示す。本発明の触媒Aは、比較例の触媒B、C
に比較して触媒劣化が少なく長期間にわたって高活性を
維持することが図1から分かる。
【0022】
【表1】
【0023】以下に本発明の実施態様項を列記する。 (1) アルミナ−ボリア担体に周期律表第VIII族貴金
属から選ばれた少なくとも一種の貴金属成分を担持した
ことを特徴とする芳香族炭化水素の水素化触媒組成物。 (2) 前記アルミナ−ボリア担体のボリア含有量がA
23/B23重量比で97/3〜70/30の範囲に
ある前項(1)記載の芳香族炭化水素の水素化触媒組成
物。 (3) 前記貴金属成分の担持量が金属として0.1〜
10重量%の範囲にある前項(1)または(2)記載の
芳香族炭化水素の水素化触媒組成物。 (4) 前記貴金属成分がパラジウムおよび白金からな
り、Pd/Pt原子比が0.1/1〜10/1の範囲に
ある前項(1)、(2)または(3)記載の芳香族炭化
水素の水素化触媒組成物。 (5) 前記触媒組成物の比表面積(SA)が100〜
400m2/g、細孔容積が0.30〜0.80ml/
g、平均細孔直径が5〜30nmである前項(1)〜
(4)のいずれか記載の芳香族炭化水素の水素化触媒組
成物。 (6) 前項(1)〜(5)いずれか記載の触媒組成物
を用いて水素分圧30〜150kg/cm2、反応温度
200〜400℃、液空間速度0.1〜5.0hr-1
反応条件下に油中に含有されている芳香族炭化水素を水
素化することを特徴とする芳香族炭化水素の水素化方
法。
【0024】
【効果】本発明の水素化触媒組成物は、アルミナ−ボリ
ア担体に貴金属成分を担持した触媒であるため、芳香族
炭化水素などの水素化において、水素化能が高く、硫黄
化合物に対して耐性を有し、活性劣化が少なく寿命が長
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2におけるテトラリンからデカリンへの
転化率の経時変化の結果を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597126929 安田 弘之 茨城県つくば市吾妻1−408−101 (71)出願人 597126930 佐藤 利夫 茨城県つくば市下広岡702−69 (74)上記4名の代理人 弁理士 友松 英爾 (外1名 ) (72)発明者 葭村 雄二 茨城県つくば市松代5−526−201 (72)発明者 安田 弘之 茨城県つくば市吾妻1−408−101 (72)発明者 佐藤 利夫 茨城県つくば市下広岡702−69 (72)発明者 亀岡 隆 福岡県北九州市若松区北湊町13−2 触媒 化成工業株式会社若松工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナ−ボリア担体に周期律表第VIII
    族貴金属から選ばれた少なくとも一種の貴金属成分を担
    持したことを特徴とする芳香族炭化水素の水素化触媒組
    成物。
  2. 【請求項2】 前記アルミナ−ボリア担体のボリア含有
    量がAl23/B23重量比で97/3〜70/30の
    範囲にある請求項1記載の芳香族炭化水素の水素化触媒
    組成物。
  3. 【請求項3】 前記貴金属成分の担持量が金属として
    0.1〜10重量%の範囲にある請求項1または2記載
    の芳香族炭化水素の水素化触媒組成物。
  4. 【請求項4】 前記貴金属成分がパラジウムおよび白金
    からなり、Pd/Pt原子比が0.1/1〜10/1の
    範囲にある請求項1、2または3記載の芳香族炭化水素
    の水素化触媒組成物。
JP13468098A 1998-04-28 1998-04-28 芳香族炭化水素の水素化触媒組成物 Pending JPH11309372A (ja)

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