ワックスの水素化分解方法
【課題】中間留分の収率及び潤滑油基材の収率の両方を高水準に達成できると共に、低温流動性に優れた軽油留分を製造可能なワックスの水素化分解方法を提供すること。
【解決手段】本発明のワックスの水素化分解方法は、第１の非結晶性固体酸を含有する第１の触媒層、ゼオライトを含有する第２の触媒層、及び第２の非結晶性固体酸を含有する第３の触媒層がこの順序で配置された触媒反応部を備える固定床反応装置において、水素の存在下、ワックスを、触媒反応部の第１の触媒層から第３の触媒層に向けて流通させることを特徴とする。
【解決手段】本発明のワックスの水素化分解方法は、第１の非結晶性固体酸を含有する第１の触媒層、ゼオライトを含有する第２の触媒層、及び第２の非結晶性固体酸を含有する第３の触媒層がこの順序で配置された触媒反応部を備える固定床反応装置において、水素の存在下、ワックスを、触媒反応部の第１の触媒層から第３の触媒層に向けて流通させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワックスの水素化分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしいクリーンな液体燃料、すなわち硫黄分および芳香族炭化水素の含有量が低い燃料が求められている。そこで、クリーン燃料の製造法について様々な検討されており、その一つとしてフィッシャー・トロプシュ（ＦＴ）合成法が注目されている。ＦＴ合成法は、一酸化炭素と水素を原料とするもので、パラフィン含有量に富み且つ硫黄分を含まない液体燃料基材を製造することができるため、将来的にも期待されている。
【０００３】
ＦＴ合成法においてはワックスが生成し得るが、このワックスを水素化分解し、その分解生成物をクリーン燃料の基材として用いることも可能である。この場合、一般的にガソリンや軽油の液体燃料基材として使用可能な中間留分が目的物となる。そこで、中間留分選択性を重視した液体燃料基材の製造方法が検討されている。例えば、特許文献１には、非結晶性シリカアルミナに白金を担持した触媒を使用してワックスから中間留分を製造する方法が記載されている。
【０００４】
また、ワックスに含まれるノルマルパラフィンを水素異性化によってイソパラフィンに変換し、イソパラフィン含有量に富む生成物を潤滑油基材として使用することが検討されている。ワックスから潤滑油基材を製造する方法として、特許文献２には、非結晶性シリカアルミナにコバルト、モリブデン、ニッケルなどを担持した触媒を用いる方法、特許文献３には、ゼオライト系触媒を用いる方法が記載されている。
【特許文献１】特開平６−４１５４９号公報
【特許文献２】国際公開第００／１４１８３号パンフレット
【特許文献３】国際公開第０４／０８１１５７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に分解とは分子量の低下を伴う化学反応を意味し、異性化とは分子量を維持したままで他の化合物への転換を意味する。水素化分解では被処理炭化水素よりも低沸点の炭化水素が生成する。一方、水素異性化では被処理炭化水素の炭素数を維持したままでその分岐度が高められる。ワックスを被処理炭化水素として、これを触媒の存在下において水素化分解する場合、水素化分解反応及び水素異性化反応が複雑に絡み合いながらで進行する。
【０００６】
ワックスから液体燃料基材や潤滑油基材を製造するための要素技術として、従来、これに使用する触媒の技術開発が精力的に行われてきた。しかしながら、水素化分解は、水素異性化に加え、水素移行や炭素析出などの反応も伴うものであり反応機構が複雑である。このため、触媒に焦点を当てた長年の研究開発にも関わらず、必ずしも所望の特性を有する分解生成物を得ることができなかった。
【０００７】
具体的には、ワックスの水素化分解における目的物である中間留分の収率を十分に高水準とすることができなかった。また、異性化率が不十分であることに起因して中間留分、特に軽油留分の低温流動性が不十分となったり、潤滑油基材の収率が低水準に留まったりするといった問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、中間留分の収率及び潤滑油基材の収率の両方を高水準に達成できると共に、低温流動性に優れた軽油留分を製造可能なワックスの水素化分解方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るワックスの水素化分解方法は、第１の非結晶性固体酸を含有する第１の触媒層、ゼオライトを含有する第２の触媒層、及び第２の非結晶性固体酸を含有する第３の触媒層がこの順序で配置された触媒反応部を備える固定床反応装置において、水素の存在下、ワックスを、触媒反応部の第１の触媒層から第３の触媒層に向けて流通させることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、三層の触媒層を備える触媒反応部において水素化分解反応及び水素異性化反応を進行せしめることによって、中間留分の収率及びノルマルパラフィンからイソパラフィンへの異性化率の両方を高水準に達成することができる。中間留分の収率が十分に高いため、ワックスから液体燃料基材を効率的に製造することができる。また、異性化率を十分に高くすることができるため、得られる軽油留分及び潤滑油留分の低温流動性が十分に高くなる。
【００１１】
なお、本発明でいう中間留分とは沸点１５０℃以上３６０℃以下の炭化水素を９０質量％以上含有する留分を意味し、潤滑油留分とは沸点が３６０℃を超える炭化水素を９０質量％以上含有する留分を意味する。また、軽油留分とは、中間留分の一部であって、沸点２６０℃以上３６０℃以下の炭化水素を９０質量％以上含有する留分を意味する。
【００１２】
また、本発明によれば、十分に高い収率で潤滑油基材を製造することが可能となる。潤滑油基材は、一般に、分解生成物の潤滑油留分に含まれるノルマルパラフィンを主成分とするワックス分の含有量を低減させる脱ろう処理を行うことで製造される。本発明の方法で得られる分解生成物に含まれる潤滑油留分は、水素異性化によってイソパラフィンの含有率に富んでいるため、脱ろう処理により除去されるノルマルパラフィンが少なく、潤滑油基材の高い収率が達成される。
【００１３】
本発明においては、第２の触媒層がゼオライトとして、ＵＳＹゼオライト（超安定化Ｙ型ゼオライト）を含有することが好ましい。第２の触媒層がＵＳＹゼオライトを含有すると、他の種類のゼオライトを含有する場合と比較し、水素化分解をより効率的に行うことができるためである。
【００１４】
また、第１及び第３の触媒層が第１又は第２の非結晶性固体酸として、それぞれシリカアルミナ、シリカジルコニア及びシリコアルミノフォスフェートから選ばれる１種以上を含有することが好ましい。第１又は第２の非結晶性固体酸が上記非結晶性固体酸を含有すると、上記以外の非結晶性固体酸を含有する場合と比較し、異性化率をより向上させることができるためである。
【００１５】
また、第１及び第３の触媒層がそれぞれ第１又は第２の非結晶性固体酸に担持された白金及びパラジウムから選ばれる１種以上の金属を含有し、第２の触媒層がゼオライトに担持された白金及びパラジウムから選ばれる１種以上の金属を含有することが好ましい。第１及び第３の触媒層、並びに、第２の触媒層において、非結晶性固体酸又はゼオライトに白金及び／又はパラジウムが担持された触媒を使用すると、これらの金属が担持されていない触媒を使用した場合と比較し、水素化分解をより効率的に行うことができるためである。
【００１６】
本発明で使用するワックスは、フィッシャー・トロプシュ合成により得られるものであることが好ましい。ＦＴ合成法により得られるワックスは実質的に硫黄分や芳香族炭化水素などの環境負荷物質を含有しない。このため、原料のワックスがＦＴ合成法により得られるものであると、環境負荷物質の含有量が十分に低減化された中間留分及び潤滑油基材が製造可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、中間留分の収率及び潤滑油基材の収率の両方を高水準に達成できると共に、低温流動性に優れた軽油留分を製造可能なワックスの水素化分解方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る固定床反応装置の好ましい一例を示す説明図である。図１に示した固定床反応装置は、反応塔１０内で水素化分解及び水素異性化を行うもので、反応塔１０内には触媒反応部１が配置されている。
【００１９】
反応塔１０の頂部には反応塔１０内に水素を供給するためのラインＬ１が連結されており、ラインＬ１の反応塔１０との連結部よりも上流側にはワックスを供給するためのラインＬ２が連結されている。これにより、ワックスを水素と共に反応塔１０内に導入し、触媒反応部１を通過させてワックスの水素化分解及び水素異性化を行うことが可能となっている。また、反応塔１０の底部には、分解生成物を抜き取るためのラインＬ３が連結されている。
【００２０】
なお、図１には水素供給ラインＬ１とワックス供給ラインＬ２が合流している反応装置の例を示したが、水素供給ラインＬ１とワックス供給ラインＬ２とはそれぞれ別個に反応塔１０に連結されていてもよい。また、ワックスの流通方向は、図１に示したように反応塔１０の頂部側から底部側に向かう方向とすることが好ましい。
【００２１】
触媒反応部１は、第１の非結晶性固体酸を含有する触媒層１ａ（第１の触媒層）と、ゼオライトを含有する触媒層１ｂ（第２の触媒層）と、第２の非結晶性固体酸を含有する触媒層１ｃ（第３の触媒層）とを備えている。触媒反応部１においては、触媒層１ａ、触媒層１ｂ及び触媒層１ｃの順序でこれらの触媒層が上流側から下流側に向けて配置されている。なお、第１及び第２の非結晶性固体酸は、同一であっても相違するものであってもよい。
【００２２】
触媒層１ａ及び触媒層１ｃを構成する非結晶性固体酸を含有する触媒（以下、「非結晶性固体酸触媒」という。）としては、水素化分解能及び水素異性化能を有する触媒であれば特に制限されないが、その担体として、シリカアルミナ、シリカジルコニア、アルミナボリア、シリカチタニア、シリカマグネシア、カオリナイト、アルミノフォスフェート及びシリコアルミノフォスフェートから選ばれる１種以上の非結晶性固体酸を含有する触媒を用いることが好ましく、シリカアルミナ、シリカジルコニア及びシリコアルミノフォスフェートから選ばれる１種以上の非結晶性固体酸を含有する触媒を用いることがより好ましい。
【００２３】
また、非結晶性固体酸触媒としては、上記の担体上に、周期律表第ＶＩ族Ａの金属及び／又は第ＶＩＩＩ族の金属を担持させた触媒が好ましい。第ＶＩ族Ａの金属としては、具体的には、クロム、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。また、第ＶＩＩＩ族の金属としては、具体的には、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金などが挙げられる。これらの中でも、パラジウム及び／又は白金が好ましく、白金がより好ましい。担体に担持させる金属量は特に制限はないが、好ましくは、担体に対して０．０１〜２質量％であり、担体に担持させる金属がパラジウム及び／又は白金の場合、好ましくは、０．０５〜２質量％である。触媒層１ａ及び触媒層１ｃを構成する非結晶性固体酸触媒が含有する金属は、同一であっても相違するものであってもよい。
【００２４】
非結晶性固体酸触媒は、担体成型のためのバインダーを更に含有してもよい。バインダーは特に制限されないが、好ましいバインダーとしてはアルミナまたはシリカが挙げられる。担体の形状は特に制限されず、粒状、円柱状（ペレット）などの形状とすることができる。なお、触媒層１ａ及び触媒層１ｃを構成する非結晶性固体酸触媒が含有するバインダーは、同一であっても相違するものであってもよい。
【００２５】
触媒層１ｂを構成するゼオライトを含有する触媒（以下、「ゼオライト系触媒」という。）は、水素化分解能及び水素異性化能を有する触媒であれば特に制限されないが、その担体として、ＵＳＹゼオライト、ＨＹゼオライト、モルデナイト、βゼオライト及びΩゼオライトから選ばれる１種以上のゼオライトを含有する触媒を用いることが好ましく、これらの中でもＵＳＹゼオライトを含有する触媒と用いることが特に好ましい。ゼオライト系触媒の担体がＵＳＹゼオライトを含んで構成される場合、担体に占めるＵＳＹゼオライトの割合は特に制限されないが、分解生成物の軽質化の抑制の点から、ＵＳＹゼオライトの割合は、担体全量を基準として、１５質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。
【００２６】
また、ＵＳＹゼオライトにおけるシリカ／アルミナのモル比は特に制限されないが、好ましくは２０〜２００、より好ましくは２５〜１００、最も好ましくは３０〜６０である。また、ＵＳＹゼオライトの平均粒子径は、好ましくは１．０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下である。なお、ＵＳＹゼオライトの平均粒子径が１．０μｍより大きいと、得られる分解生成物が軽質化する傾向にある。
【００２７】
また、ゼオライト系触媒としては、上記の担体上に、周期律表第ＶＩ族Ａの金属及び／又は第ＶＩＩＩ族の金属を担持させた触媒が好ましい。第ＶＩ族Ａの金属としては、具体的には、クロム、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。また、第ＶＩＩＩ族の金属としては、具体的には、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金などが挙げられる。これらの中でも、パラジウム及び／又は白金が好ましく、白金がより好ましい。担体に担持させる金属量は特に制限はないが、好ましくは、担体に対して０．０１〜２質量％であり、担体に担持させる金属がパラジウム及び／又は白金の場合、好ましくは、０．０５〜２質量％である。
【００２８】
ゼオライト系触媒は、担体成型のためのバインダーを更に含有してもよい。バインダーは特に制限されないが、好ましいバインダーとしてはアルミナまたはシリカが挙げられる。担体の形状は特に制限されず、粒状、円柱状（ペレット）などの形状とすることができる。
【００２９】
触媒反応部１における第１及び第２の非結晶性固体酸触媒、並びに、ゼオライト系触媒の充填量（容積）の比率は特に限定されないが、触媒層１ｂを構成するゼオライト系触媒の充填量を１容積部とすると、触媒層１ａを構成する第１の非結晶性固体酸触媒の充填量は、０．５〜３容積部であることが好ましい。第１の非結晶性固体酸触媒の充填量が０．５〜３容積部の範囲外であると、範囲内である場合と比較し、中間留分の収率が低くなる傾向がある。
【００３０】
一方、触媒層１ｂを構成するゼオライト系触媒の充填量を１容積部とすると、触媒層１ｃを構成する第３の非結晶性固体酸触媒の充填量は、０．５〜２．０容積部であることが好ましい。第３の非結晶性固体酸触媒の充填量が０．５未満であると、中間留分の収率が高くなるがその低温流動性が不十分となる傾向があり、他方、２容積部を超えると、中間留分の低温流動性が向上するがその収率が低くなる傾向がある。
【００３１】
水素供給ラインＬ１を介して反応塔１０に導入されるワックスとしては、例えば炭素数が１５〜１００、好ましくは炭素数が２０〜６０のノルマルパラフィンを３０質量％以上含んだ石油系又は合成系ワックスが挙げられる。石油系ワックスとしてはスラックワックス、マイクロワックスなどを、合成系ワックスとしてはＦＴ合成で製造されるいわゆるＦＴワックスを挙げることができる。環境負荷低減の観点から、ワックスとしてＦＴワックスが特に好適である。
【００３２】
反応塔１０における水素化分解の処理条件は特に制限されないが、反応温度は好ましくは２５０〜３７０℃、より好ましくは２８０〜３３０℃である。反応温度が２５０℃未満であると水素化分解が十分に進行しない傾向にある。他方、反応温度が３７０℃を超えると、水素化分解の中間留分の収率が低下し、また、分解生成物が着色する傾向にある。
【００３３】
また、反応塔１０における液空間速度は、好ましくは０．１〜１０．０ｈ−１、より好ましくは０．２〜３．０ｈ−１である。液空間速度が０．１ｈ−１未満であると、中間留分の収率が低下する傾向にある。他方、液空間速度が１０．０ｈ−１を超えると水素化分解が十分に進行しない傾向にある。
【００３４】
また、反応塔１０における反応圧力は特に制限されないが、水素分圧は、好ましくは０．５〜１０．０ＭＰａ、より好ましくは２．０〜７．０ＭＰａである。さらに、反応塔１０における水素／油比は、好ましくは１５０〜１２００ＮＬ／Ｌ、より好ましくは２００〜７００ＮＬ／Ｌである。
【００３５】
ラインＬ３で移送される分解生成物には、通常、ナフサ（沸点１４５℃未満の留分）、中間留分（沸点１４５〜３６０℃の留分）及び潤滑油留分（沸点３６０℃を超える留分）が含まれ、これらの留分を分留することにより各種用途に応じた基材を得ることができる。
【００３６】
低温始動性ないしは低温運転性の観点から、液体燃料基材として使用される中間留分の流動点が低いことが好ましい。特に、軽油留分（沸点２６０〜３６０℃の留分）の流動点は好ましくは−１０℃以下、より好ましくは−１５℃以下、さらにより好ましくは−２０℃以下、さらにより一層好ましくは−２５℃以下である。なお、ここでいう流動点とは、ＪＩＳ Ｋ ２２６９−１９８７「原油及び石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」に準拠して測定される流動点を意味する。
【００３７】
分解生成物から分留した潤滑油留分は流動点が十分に低くない場合には、所望の流動点を有する潤滑油基油を得るために脱ろうする。脱ろうは溶剤脱ろう法又は接触脱ろう法などの通常の方法で行うことができる。このうち、溶剤脱ろう法は一般にＭＥＫ、トルエンの混合溶剤が用いられるが、ベンゼン、アセトン、ＭＩＢＫ等の溶剤を用いてもよい。溶剤を用いた脱ろうは、溶剤／油比１〜６倍、ろ過温度−５〜−４５℃、好ましくは−１０〜−４０℃の条件で行うことが好ましい。なお、ここで除去されるろう分は、スラックワックスとして、再び反応塔１０に導入することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３９】
＜非結晶性固体酸触媒の調製＞
（触媒Ａ−１）
アルミナの含有率１４質量％、細孔容積０．６８ｍｌ／ｇ、平均粒子径５μｍのアモルファスシリカアルミナ６０質量部に対し、バインダーとしてベーマイト（アルミナ）４０質量部を添加した。アモルファスシリカアルミナ及びベーマイトからなる混合物をよく混練した後、φ１．６ｍｍ、長さ約２ｍｍの円柱状の担体を成型し、これを焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：３時間）することより非結晶性固体酸を得た。この非結晶性固体酸にジクロロテトラアンミン白金（ＩＩ）の水溶液を含浸し、非結晶性固体酸に対して０．５質量％の白金を担持した。これを乾燥、焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：１時間）することで触媒Ａ−１を得た。
【００４０】
（触媒Ａ−２）
アルミナの含有率４１質量％、五酸化リン５６質量％及びシリカ３質量％からなるアルミノフォスフェート（ＳＡＰＯ−１１）５０質量部に対し、バインダーとしてベーマイト５０質量部を添加した。アルミノフォスフェート及びベーマイトからなる混合物をよく混練した後、φ１．６ｍｍ、長さ約２ｍｍの円柱状に成型し、これを焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：３時間）することより非結晶性固体酸を得た。この非結晶性固体酸にジクロロテトラアンミン白金（ＩＩ）の水溶液を含浸し、非結晶性固体酸に対して０．５質量％の白金を担持した。これを乾燥、焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：１時間）することで触媒Ａ−２を得た。
【００４１】
＜ゼオライト系触媒の調製＞
（触媒Ｚ−１）
シリカ／アルミナのモル比３８、平均粒子径０．８μｍのＵＳＹゼオライト３質量部に対し、バインダーとしてベーマイト９７質量部を添加した。ＵＳＹゼオライト及びベーマイトからなる混合物をよく混練した後、φ１．６ｍｍ、長さ約２ｍｍの円柱状に成型し、これを焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：３時間）することよりゼオライトを含有する担体を得た。この担体にジクロロテトラアンミン白金（ＩＩ）の水溶液を含浸し、担体に対して０．６質量％の白金を担持した。これを乾燥、焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：１時間）することで触媒Ｚ−１を得た。
【００４２】
（実施例１）
＜ワックスの水素化分解＞
次に、図１に示した固定床反応装置の触媒層１ａとして触媒Ａ−１を１００ｍｌ、触媒層１ｂとして触媒Ｚ−１を１００ｍｌ、触媒層１ｃとして触媒Ａ−１を１００ｍｌそれぞれ充填し、ワックスの水素化分解を行った。なお、ワックスの水素化分解の実施に先立って、触媒反応部１内を水素の存在下、温度３４０℃にて２時間保持することによって各触媒の還元処理を行った。
【００４３】
原料ワックスは沸点３６０℃を超えるＦＴワックスであり、この原料ワックスを反応塔１０の頂部から２００ｍｌ／ｈの速度で供給した。また、原料ワックスに対して水素／油比５９０ＮＬ／Ｌにて水素を塔頂より供給した。反応塔１０の圧力は入り口圧４ＭＰａで一定になるように背圧弁にて調整した。また、反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１２℃であった。ここで、ワックスの分解率とは、下記式（１）で定義される分解率を意味する。下記式（１）中、「分解生成物の合計質量」とは、水素化分解によって得られた生成油及び生成ガスの合計の質量であり、また、「沸点３６０℃未満の留分の質量」とは、分解生成物に含まれる沸点３６０℃未満の留分の質量である。
【数１】
【００４４】
次に、得られた分解生成物を常圧蒸留することにより灯油留分（沸点１４５〜２６０℃の留分）、軽油留分（沸点２６０〜３６０℃の留分）及び潤滑油留分（沸点３６０℃を超える留分）のそれぞれに分留し、原料ワックスの質量を基準として各留分の収率を求めた。表１には、灯油留分及び軽油留分の収率を合計した中間留分（沸点１４５〜３６０℃の留分）の収率及びＪＩＳ Ｋ ２２６９−１９８７に準拠して測定した軽油留分の流動点の測定結果を示す。
【００４５】
また、潤滑油留分を溶剤脱ろうすることによって潤滑油基材を製造した。溶剤としてメチルエチルケトン−トルエン混合溶剤を用い、溶剤／油比４倍、ろ過温度−２０℃の条件で行った。原料ワックスの質量を基準として潤滑油基材の収率を表１に示す。
【００４６】
（実施例２）
触媒層１ｃとして触媒Ａ−１の代わりに触媒Ａ−２を１００ｍｌ充填したことの他は、実施例１と同様にして、ワックスの水素化分解、溶剤脱ろう及び各種測定を行った。反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１０℃であった。測定結果を表１に示す。
【００４７】
（比較例１）
触媒層１ｂとして触媒Ｚ−１を１００ｍｌ充填し、触媒層１ａ及び触媒層１ｃを設けなったことの他は、実施例１と同様にして、ワックスの水素化分解、溶剤脱ろう及び各種測定を行った。反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１７℃であった。測定結果を表１に示す。
【００４８】
（比較例２）
触媒層１ａとして触媒Ａ−１を１００ｍｌ、触媒層１ｂとして触媒Ｚ−１を１００ｍｌ充填し、触媒層１ｃを設けなかったことの他は、実施例１と同様にして、ワックスの水素化分解、溶剤脱ろう及び各種測定を行った。反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１４℃であった。測定結果を表１に示す。
【００４９】
（比較例３）
触媒層１ｂとして触媒Ｚ−１を１００ｍｌ、触媒層１ｃとして触媒Ａ−１を１００ｍｌ充填し、触媒層１ａを設けなったことの他は、実施例１と同様にして、ワックスの水素化分解、溶剤脱ろう及び各種測定を行った。反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１５℃であった。測定結果を表１に示す。
【表１】
【００５０】
以上のように、非結晶性固体酸触媒、ゼオライト系触媒及び非結晶性固体酸触媒がこの順序で配置された三層構造からなる触媒反応部で水素化分解を行うことで、中間留分の収率及び潤滑油基材の収率の両方を高水準に達成できると共に、低温流動性に優れた軽油留分が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明で用いられる固定床反応装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…触媒反応部、１ａ…触媒層（第１の触媒層）、１ｂ…触媒層（第２の触媒層）、１ｃ…触媒層（第３の触媒層）、１０…反応塔（固定床反応装置）。
【技術分野】
【０００１】
本発明はワックスの水素化分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしいクリーンな液体燃料、すなわち硫黄分および芳香族炭化水素の含有量が低い燃料が求められている。そこで、クリーン燃料の製造法について様々な検討されており、その一つとしてフィッシャー・トロプシュ（ＦＴ）合成法が注目されている。ＦＴ合成法は、一酸化炭素と水素を原料とするもので、パラフィン含有量に富み且つ硫黄分を含まない液体燃料基材を製造することができるため、将来的にも期待されている。
【０００３】
ＦＴ合成法においてはワックスが生成し得るが、このワックスを水素化分解し、その分解生成物をクリーン燃料の基材として用いることも可能である。この場合、一般的にガソリンや軽油の液体燃料基材として使用可能な中間留分が目的物となる。そこで、中間留分選択性を重視した液体燃料基材の製造方法が検討されている。例えば、特許文献１には、非結晶性シリカアルミナに白金を担持した触媒を使用してワックスから中間留分を製造する方法が記載されている。
【０００４】
また、ワックスに含まれるノルマルパラフィンを水素異性化によってイソパラフィンに変換し、イソパラフィン含有量に富む生成物を潤滑油基材として使用することが検討されている。ワックスから潤滑油基材を製造する方法として、特許文献２には、非結晶性シリカアルミナにコバルト、モリブデン、ニッケルなどを担持した触媒を用いる方法、特許文献３には、ゼオライト系触媒を用いる方法が記載されている。
【特許文献１】特開平６−４１５４９号公報
【特許文献２】国際公開第００／１４１８３号パンフレット
【特許文献３】国際公開第０４／０８１１５７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に分解とは分子量の低下を伴う化学反応を意味し、異性化とは分子量を維持したままで他の化合物への転換を意味する。水素化分解では被処理炭化水素よりも低沸点の炭化水素が生成する。一方、水素異性化では被処理炭化水素の炭素数を維持したままでその分岐度が高められる。ワックスを被処理炭化水素として、これを触媒の存在下において水素化分解する場合、水素化分解反応及び水素異性化反応が複雑に絡み合いながらで進行する。
【０００６】
ワックスから液体燃料基材や潤滑油基材を製造するための要素技術として、従来、これに使用する触媒の技術開発が精力的に行われてきた。しかしながら、水素化分解は、水素異性化に加え、水素移行や炭素析出などの反応も伴うものであり反応機構が複雑である。このため、触媒に焦点を当てた長年の研究開発にも関わらず、必ずしも所望の特性を有する分解生成物を得ることができなかった。
【０００７】
具体的には、ワックスの水素化分解における目的物である中間留分の収率を十分に高水準とすることができなかった。また、異性化率が不十分であることに起因して中間留分、特に軽油留分の低温流動性が不十分となったり、潤滑油基材の収率が低水準に留まったりするといった問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、中間留分の収率及び潤滑油基材の収率の両方を高水準に達成できると共に、低温流動性に優れた軽油留分を製造可能なワックスの水素化分解方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るワックスの水素化分解方法は、第１の非結晶性固体酸を含有する第１の触媒層、ゼオライトを含有する第２の触媒層、及び第２の非結晶性固体酸を含有する第３の触媒層がこの順序で配置された触媒反応部を備える固定床反応装置において、水素の存在下、ワックスを、触媒反応部の第１の触媒層から第３の触媒層に向けて流通させることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、三層の触媒層を備える触媒反応部において水素化分解反応及び水素異性化反応を進行せしめることによって、中間留分の収率及びノルマルパラフィンからイソパラフィンへの異性化率の両方を高水準に達成することができる。中間留分の収率が十分に高いため、ワックスから液体燃料基材を効率的に製造することができる。また、異性化率を十分に高くすることができるため、得られる軽油留分及び潤滑油留分の低温流動性が十分に高くなる。
【００１１】
なお、本発明でいう中間留分とは沸点１５０℃以上３６０℃以下の炭化水素を９０質量％以上含有する留分を意味し、潤滑油留分とは沸点が３６０℃を超える炭化水素を９０質量％以上含有する留分を意味する。また、軽油留分とは、中間留分の一部であって、沸点２６０℃以上３６０℃以下の炭化水素を９０質量％以上含有する留分を意味する。
【００１２】
また、本発明によれば、十分に高い収率で潤滑油基材を製造することが可能となる。潤滑油基材は、一般に、分解生成物の潤滑油留分に含まれるノルマルパラフィンを主成分とするワックス分の含有量を低減させる脱ろう処理を行うことで製造される。本発明の方法で得られる分解生成物に含まれる潤滑油留分は、水素異性化によってイソパラフィンの含有率に富んでいるため、脱ろう処理により除去されるノルマルパラフィンが少なく、潤滑油基材の高い収率が達成される。
【００１３】
本発明においては、第２の触媒層がゼオライトとして、ＵＳＹゼオライト（超安定化Ｙ型ゼオライト）を含有することが好ましい。第２の触媒層がＵＳＹゼオライトを含有すると、他の種類のゼオライトを含有する場合と比較し、水素化分解をより効率的に行うことができるためである。
【００１４】
また、第１及び第３の触媒層が第１又は第２の非結晶性固体酸として、それぞれシリカアルミナ、シリカジルコニア及びシリコアルミノフォスフェートから選ばれる１種以上を含有することが好ましい。第１又は第２の非結晶性固体酸が上記非結晶性固体酸を含有すると、上記以外の非結晶性固体酸を含有する場合と比較し、異性化率をより向上させることができるためである。
【００１５】
また、第１及び第３の触媒層がそれぞれ第１又は第２の非結晶性固体酸に担持された白金及びパラジウムから選ばれる１種以上の金属を含有し、第２の触媒層がゼオライトに担持された白金及びパラジウムから選ばれる１種以上の金属を含有することが好ましい。第１及び第３の触媒層、並びに、第２の触媒層において、非結晶性固体酸又はゼオライトに白金及び／又はパラジウムが担持された触媒を使用すると、これらの金属が担持されていない触媒を使用した場合と比較し、水素化分解をより効率的に行うことができるためである。
【００１６】
本発明で使用するワックスは、フィッシャー・トロプシュ合成により得られるものであることが好ましい。ＦＴ合成法により得られるワックスは実質的に硫黄分や芳香族炭化水素などの環境負荷物質を含有しない。このため、原料のワックスがＦＴ合成法により得られるものであると、環境負荷物質の含有量が十分に低減化された中間留分及び潤滑油基材が製造可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、中間留分の収率及び潤滑油基材の収率の両方を高水準に達成できると共に、低温流動性に優れた軽油留分を製造可能なワックスの水素化分解方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る固定床反応装置の好ましい一例を示す説明図である。図１に示した固定床反応装置は、反応塔１０内で水素化分解及び水素異性化を行うもので、反応塔１０内には触媒反応部１が配置されている。
【００１９】
反応塔１０の頂部には反応塔１０内に水素を供給するためのラインＬ１が連結されており、ラインＬ１の反応塔１０との連結部よりも上流側にはワックスを供給するためのラインＬ２が連結されている。これにより、ワックスを水素と共に反応塔１０内に導入し、触媒反応部１を通過させてワックスの水素化分解及び水素異性化を行うことが可能となっている。また、反応塔１０の底部には、分解生成物を抜き取るためのラインＬ３が連結されている。
【００２０】
なお、図１には水素供給ラインＬ１とワックス供給ラインＬ２が合流している反応装置の例を示したが、水素供給ラインＬ１とワックス供給ラインＬ２とはそれぞれ別個に反応塔１０に連結されていてもよい。また、ワックスの流通方向は、図１に示したように反応塔１０の頂部側から底部側に向かう方向とすることが好ましい。
【００２１】
触媒反応部１は、第１の非結晶性固体酸を含有する触媒層１ａ（第１の触媒層）と、ゼオライトを含有する触媒層１ｂ（第２の触媒層）と、第２の非結晶性固体酸を含有する触媒層１ｃ（第３の触媒層）とを備えている。触媒反応部１においては、触媒層１ａ、触媒層１ｂ及び触媒層１ｃの順序でこれらの触媒層が上流側から下流側に向けて配置されている。なお、第１及び第２の非結晶性固体酸は、同一であっても相違するものであってもよい。
【００２２】
触媒層１ａ及び触媒層１ｃを構成する非結晶性固体酸を含有する触媒（以下、「非結晶性固体酸触媒」という。）としては、水素化分解能及び水素異性化能を有する触媒であれば特に制限されないが、その担体として、シリカアルミナ、シリカジルコニア、アルミナボリア、シリカチタニア、シリカマグネシア、カオリナイト、アルミノフォスフェート及びシリコアルミノフォスフェートから選ばれる１種以上の非結晶性固体酸を含有する触媒を用いることが好ましく、シリカアルミナ、シリカジルコニア及びシリコアルミノフォスフェートから選ばれる１種以上の非結晶性固体酸を含有する触媒を用いることがより好ましい。
【００２３】
また、非結晶性固体酸触媒としては、上記の担体上に、周期律表第ＶＩ族Ａの金属及び／又は第ＶＩＩＩ族の金属を担持させた触媒が好ましい。第ＶＩ族Ａの金属としては、具体的には、クロム、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。また、第ＶＩＩＩ族の金属としては、具体的には、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金などが挙げられる。これらの中でも、パラジウム及び／又は白金が好ましく、白金がより好ましい。担体に担持させる金属量は特に制限はないが、好ましくは、担体に対して０．０１〜２質量％であり、担体に担持させる金属がパラジウム及び／又は白金の場合、好ましくは、０．０５〜２質量％である。触媒層１ａ及び触媒層１ｃを構成する非結晶性固体酸触媒が含有する金属は、同一であっても相違するものであってもよい。
【００２４】
非結晶性固体酸触媒は、担体成型のためのバインダーを更に含有してもよい。バインダーは特に制限されないが、好ましいバインダーとしてはアルミナまたはシリカが挙げられる。担体の形状は特に制限されず、粒状、円柱状（ペレット）などの形状とすることができる。なお、触媒層１ａ及び触媒層１ｃを構成する非結晶性固体酸触媒が含有するバインダーは、同一であっても相違するものであってもよい。
【００２５】
触媒層１ｂを構成するゼオライトを含有する触媒（以下、「ゼオライト系触媒」という。）は、水素化分解能及び水素異性化能を有する触媒であれば特に制限されないが、その担体として、ＵＳＹゼオライト、ＨＹゼオライト、モルデナイト、βゼオライト及びΩゼオライトから選ばれる１種以上のゼオライトを含有する触媒を用いることが好ましく、これらの中でもＵＳＹゼオライトを含有する触媒と用いることが特に好ましい。ゼオライト系触媒の担体がＵＳＹゼオライトを含んで構成される場合、担体に占めるＵＳＹゼオライトの割合は特に制限されないが、分解生成物の軽質化の抑制の点から、ＵＳＹゼオライトの割合は、担体全量を基準として、１５質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。
【００２６】
また、ＵＳＹゼオライトにおけるシリカ／アルミナのモル比は特に制限されないが、好ましくは２０〜２００、より好ましくは２５〜１００、最も好ましくは３０〜６０である。また、ＵＳＹゼオライトの平均粒子径は、好ましくは１．０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下である。なお、ＵＳＹゼオライトの平均粒子径が１．０μｍより大きいと、得られる分解生成物が軽質化する傾向にある。
【００２７】
また、ゼオライト系触媒としては、上記の担体上に、周期律表第ＶＩ族Ａの金属及び／又は第ＶＩＩＩ族の金属を担持させた触媒が好ましい。第ＶＩ族Ａの金属としては、具体的には、クロム、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。また、第ＶＩＩＩ族の金属としては、具体的には、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金などが挙げられる。これらの中でも、パラジウム及び／又は白金が好ましく、白金がより好ましい。担体に担持させる金属量は特に制限はないが、好ましくは、担体に対して０．０１〜２質量％であり、担体に担持させる金属がパラジウム及び／又は白金の場合、好ましくは、０．０５〜２質量％である。
【００２８】
ゼオライト系触媒は、担体成型のためのバインダーを更に含有してもよい。バインダーは特に制限されないが、好ましいバインダーとしてはアルミナまたはシリカが挙げられる。担体の形状は特に制限されず、粒状、円柱状（ペレット）などの形状とすることができる。
【００２９】
触媒反応部１における第１及び第２の非結晶性固体酸触媒、並びに、ゼオライト系触媒の充填量（容積）の比率は特に限定されないが、触媒層１ｂを構成するゼオライト系触媒の充填量を１容積部とすると、触媒層１ａを構成する第１の非結晶性固体酸触媒の充填量は、０．５〜３容積部であることが好ましい。第１の非結晶性固体酸触媒の充填量が０．５〜３容積部の範囲外であると、範囲内である場合と比較し、中間留分の収率が低くなる傾向がある。
【００３０】
一方、触媒層１ｂを構成するゼオライト系触媒の充填量を１容積部とすると、触媒層１ｃを構成する第３の非結晶性固体酸触媒の充填量は、０．５〜２．０容積部であることが好ましい。第３の非結晶性固体酸触媒の充填量が０．５未満であると、中間留分の収率が高くなるがその低温流動性が不十分となる傾向があり、他方、２容積部を超えると、中間留分の低温流動性が向上するがその収率が低くなる傾向がある。
【００３１】
水素供給ラインＬ１を介して反応塔１０に導入されるワックスとしては、例えば炭素数が１５〜１００、好ましくは炭素数が２０〜６０のノルマルパラフィンを３０質量％以上含んだ石油系又は合成系ワックスが挙げられる。石油系ワックスとしてはスラックワックス、マイクロワックスなどを、合成系ワックスとしてはＦＴ合成で製造されるいわゆるＦＴワックスを挙げることができる。環境負荷低減の観点から、ワックスとしてＦＴワックスが特に好適である。
【００３２】
反応塔１０における水素化分解の処理条件は特に制限されないが、反応温度は好ましくは２５０〜３７０℃、より好ましくは２８０〜３３０℃である。反応温度が２５０℃未満であると水素化分解が十分に進行しない傾向にある。他方、反応温度が３７０℃を超えると、水素化分解の中間留分の収率が低下し、また、分解生成物が着色する傾向にある。
【００３３】
また、反応塔１０における液空間速度は、好ましくは０．１〜１０．０ｈ−１、より好ましくは０．２〜３．０ｈ−１である。液空間速度が０．１ｈ−１未満であると、中間留分の収率が低下する傾向にある。他方、液空間速度が１０．０ｈ−１を超えると水素化分解が十分に進行しない傾向にある。
【００３４】
また、反応塔１０における反応圧力は特に制限されないが、水素分圧は、好ましくは０．５〜１０．０ＭＰａ、より好ましくは２．０〜７．０ＭＰａである。さらに、反応塔１０における水素／油比は、好ましくは１５０〜１２００ＮＬ／Ｌ、より好ましくは２００〜７００ＮＬ／Ｌである。
【００３５】
ラインＬ３で移送される分解生成物には、通常、ナフサ（沸点１４５℃未満の留分）、中間留分（沸点１４５〜３６０℃の留分）及び潤滑油留分（沸点３６０℃を超える留分）が含まれ、これらの留分を分留することにより各種用途に応じた基材を得ることができる。
【００３６】
低温始動性ないしは低温運転性の観点から、液体燃料基材として使用される中間留分の流動点が低いことが好ましい。特に、軽油留分（沸点２６０〜３６０℃の留分）の流動点は好ましくは−１０℃以下、より好ましくは−１５℃以下、さらにより好ましくは−２０℃以下、さらにより一層好ましくは−２５℃以下である。なお、ここでいう流動点とは、ＪＩＳ Ｋ ２２６９−１９８７「原油及び石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」に準拠して測定される流動点を意味する。
【００３７】
分解生成物から分留した潤滑油留分は流動点が十分に低くない場合には、所望の流動点を有する潤滑油基油を得るために脱ろうする。脱ろうは溶剤脱ろう法又は接触脱ろう法などの通常の方法で行うことができる。このうち、溶剤脱ろう法は一般にＭＥＫ、トルエンの混合溶剤が用いられるが、ベンゼン、アセトン、ＭＩＢＫ等の溶剤を用いてもよい。溶剤を用いた脱ろうは、溶剤／油比１〜６倍、ろ過温度−５〜−４５℃、好ましくは−１０〜−４０℃の条件で行うことが好ましい。なお、ここで除去されるろう分は、スラックワックスとして、再び反応塔１０に導入することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３９】
＜非結晶性固体酸触媒の調製＞
（触媒Ａ−１）
アルミナの含有率１４質量％、細孔容積０．６８ｍｌ／ｇ、平均粒子径５μｍのアモルファスシリカアルミナ６０質量部に対し、バインダーとしてベーマイト（アルミナ）４０質量部を添加した。アモルファスシリカアルミナ及びベーマイトからなる混合物をよく混練した後、φ１．６ｍｍ、長さ約２ｍｍの円柱状の担体を成型し、これを焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：３時間）することより非結晶性固体酸を得た。この非結晶性固体酸にジクロロテトラアンミン白金（ＩＩ）の水溶液を含浸し、非結晶性固体酸に対して０．５質量％の白金を担持した。これを乾燥、焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：１時間）することで触媒Ａ−１を得た。
【００４０】
（触媒Ａ−２）
アルミナの含有率４１質量％、五酸化リン５６質量％及びシリカ３質量％からなるアルミノフォスフェート（ＳＡＰＯ−１１）５０質量部に対し、バインダーとしてベーマイト５０質量部を添加した。アルミノフォスフェート及びベーマイトからなる混合物をよく混練した後、φ１．６ｍｍ、長さ約２ｍｍの円柱状に成型し、これを焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：３時間）することより非結晶性固体酸を得た。この非結晶性固体酸にジクロロテトラアンミン白金（ＩＩ）の水溶液を含浸し、非結晶性固体酸に対して０．５質量％の白金を担持した。これを乾燥、焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：１時間）することで触媒Ａ−２を得た。
【００４１】
＜ゼオライト系触媒の調製＞
（触媒Ｚ−１）
シリカ／アルミナのモル比３８、平均粒子径０．８μｍのＵＳＹゼオライト３質量部に対し、バインダーとしてベーマイト９７質量部を添加した。ＵＳＹゼオライト及びベーマイトからなる混合物をよく混練した後、φ１．６ｍｍ、長さ約２ｍｍの円柱状に成型し、これを焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：３時間）することよりゼオライトを含有する担体を得た。この担体にジクロロテトラアンミン白金（ＩＩ）の水溶液を含浸し、担体に対して０．６質量％の白金を担持した。これを乾燥、焼成（焼成温度：５００℃、保持時間：１時間）することで触媒Ｚ−１を得た。
【００４２】
（実施例１）
＜ワックスの水素化分解＞
次に、図１に示した固定床反応装置の触媒層１ａとして触媒Ａ−１を１００ｍｌ、触媒層１ｂとして触媒Ｚ−１を１００ｍｌ、触媒層１ｃとして触媒Ａ−１を１００ｍｌそれぞれ充填し、ワックスの水素化分解を行った。なお、ワックスの水素化分解の実施に先立って、触媒反応部１内を水素の存在下、温度３４０℃にて２時間保持することによって各触媒の還元処理を行った。
【００４３】
原料ワックスは沸点３６０℃を超えるＦＴワックスであり、この原料ワックスを反応塔１０の頂部から２００ｍｌ／ｈの速度で供給した。また、原料ワックスに対して水素／油比５９０ＮＬ／Ｌにて水素を塔頂より供給した。反応塔１０の圧力は入り口圧４ＭＰａで一定になるように背圧弁にて調整した。また、反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１２℃であった。ここで、ワックスの分解率とは、下記式（１）で定義される分解率を意味する。下記式（１）中、「分解生成物の合計質量」とは、水素化分解によって得られた生成油及び生成ガスの合計の質量であり、また、「沸点３６０℃未満の留分の質量」とは、分解生成物に含まれる沸点３６０℃未満の留分の質量である。
【数１】
【００４４】
次に、得られた分解生成物を常圧蒸留することにより灯油留分（沸点１４５〜２６０℃の留分）、軽油留分（沸点２６０〜３６０℃の留分）及び潤滑油留分（沸点３６０℃を超える留分）のそれぞれに分留し、原料ワックスの質量を基準として各留分の収率を求めた。表１には、灯油留分及び軽油留分の収率を合計した中間留分（沸点１４５〜３６０℃の留分）の収率及びＪＩＳ Ｋ ２２６９−１９８７に準拠して測定した軽油留分の流動点の測定結果を示す。
【００４５】
また、潤滑油留分を溶剤脱ろうすることによって潤滑油基材を製造した。溶剤としてメチルエチルケトン−トルエン混合溶剤を用い、溶剤／油比４倍、ろ過温度−２０℃の条件で行った。原料ワックスの質量を基準として潤滑油基材の収率を表１に示す。
【００４６】
（実施例２）
触媒層１ｃとして触媒Ａ−１の代わりに触媒Ａ−２を１００ｍｌ充填したことの他は、実施例１と同様にして、ワックスの水素化分解、溶剤脱ろう及び各種測定を行った。反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１０℃であった。測定結果を表１に示す。
【００４７】
（比較例１）
触媒層１ｂとして触媒Ｚ−１を１００ｍｌ充填し、触媒層１ａ及び触媒層１ｃを設けなったことの他は、実施例１と同様にして、ワックスの水素化分解、溶剤脱ろう及び各種測定を行った。反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１７℃であった。測定結果を表１に示す。
【００４８】
（比較例２）
触媒層１ａとして触媒Ａ−１を１００ｍｌ、触媒層１ｂとして触媒Ｚ−１を１００ｍｌ充填し、触媒層１ｃを設けなかったことの他は、実施例１と同様にして、ワックスの水素化分解、溶剤脱ろう及び各種測定を行った。反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１４℃であった。測定結果を表１に示す。
【００４９】
（比較例３）
触媒層１ｂとして触媒Ｚ−１を１００ｍｌ、触媒層１ｃとして触媒Ａ−１を１００ｍｌ充填し、触媒層１ａを設けなったことの他は、実施例１と同様にして、ワックスの水素化分解、溶剤脱ろう及び各種測定を行った。反応塔１０における水素化分解温度は、ワックスの分解率が８０質量％となるように調節したところ、３１５℃であった。測定結果を表１に示す。
【表１】
【００５０】
以上のように、非結晶性固体酸触媒、ゼオライト系触媒及び非結晶性固体酸触媒がこの順序で配置された三層構造からなる触媒反応部で水素化分解を行うことで、中間留分の収率及び潤滑油基材の収率の両方を高水準に達成できると共に、低温流動性に優れた軽油留分が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明で用いられる固定床反応装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…触媒反応部、１ａ…触媒層（第１の触媒層）、１ｂ…触媒層（第２の触媒層）、１ｃ…触媒層（第３の触媒層）、１０…反応塔（固定床反応装置）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の非結晶性固体酸を含有する第１の触媒層、ゼオライトを含有する第２の触媒層、及び第２の非結晶性固体酸を含有する第３の触媒層がこの順序で配置された触媒反応部を備える固定床反応装置において、水素の存在下、ワックスを、前記触媒反応部の前記第１の触媒層から前記第３の触媒層に向けて流通させることを特徴とするワックスの水素化分解方法。
【請求項２】
前記第２の触媒層がＵＳＹゼオライトを含有することを特徴とする、請求項1に記載のワックスの水素化分解方法。
【請求項３】
前記第１及び第３の触媒層がそれぞれシリカアルミナ、シリカジルコニア及びシリコアルミノフォスフェートから選ばれる１種以上を含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のワックスの水素化分解方法。
【請求項４】
前記第１及び第３の触媒層がそれぞれ前記第１又は第２の非結晶性固体酸に担持された白金及びパラジウムから選ばれる１種以上の金属を含有し、前記第２の触媒層が前記ゼオライトに担持された白金及びパラジウムから選ばれる１種以上の金属を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワックスの水素化分解方法。
【請求項５】
前記ワックスは、フィッシャー・トロプシュ合成により得られるものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワックスの水素化分解方法。
【請求項１】
第１の非結晶性固体酸を含有する第１の触媒層、ゼオライトを含有する第２の触媒層、及び第２の非結晶性固体酸を含有する第３の触媒層がこの順序で配置された触媒反応部を備える固定床反応装置において、水素の存在下、ワックスを、前記触媒反応部の前記第１の触媒層から前記第３の触媒層に向けて流通させることを特徴とするワックスの水素化分解方法。
【請求項２】
前記第２の触媒層がＵＳＹゼオライトを含有することを特徴とする、請求項1に記載のワックスの水素化分解方法。
【請求項３】
前記第１及び第３の触媒層がそれぞれシリカアルミナ、シリカジルコニア及びシリコアルミノフォスフェートから選ばれる１種以上を含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のワックスの水素化分解方法。
【請求項４】
前記第１及び第３の触媒層がそれぞれ前記第１又は第２の非結晶性固体酸に担持された白金及びパラジウムから選ばれる１種以上の金属を含有し、前記第２の触媒層が前記ゼオライトに担持された白金及びパラジウムから選ばれる１種以上の金属を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワックスの水素化分解方法。
【請求項５】
前記ワックスは、フィッシャー・トロプシュ合成により得られるものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワックスの水素化分解方法。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２６９９０２（Ｐ２００７−２６９９０２Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９５２５６（Ｐ２００６−９５２５６）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度新エネルギー・産業技術総合開発機構 重質残油クリーン燃料転換プロセス技術開発委託研究、産業活力再生特別措置法３０条の適用を受けるもの
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度新エネルギー・産業技術総合開発機構 重質残油クリーン燃料転換プロセス技術開発委託研究、産業活力再生特別措置法３０条の適用を受けるもの
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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