(57)【要約】  フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを濾過用活性触媒で処理する新規方法を開示する。そのような方法は、後続の水素化処理工程の触媒床の目詰まりが実質的に回避されるようなやり方で、フィッシャー・トロプシュ法により得られた該炭化水素流れから可溶性（及び超微粒子の）汚染物質、汚損作用物質、並びに／又は目詰まり性前駆体を除去することができる。
2007527450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れから汚染物質を除去する方法であって、
（ａ）フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを濾過して、濾過済み炭化水素流れを作り出す工程と；
（ｂ）前記濾過済み炭化水素流れから前記汚染物質の少なくとも一部分を除去するのに十分な条件で、該濾過済み炭化水素流れを、VI族元素及びVIII族元素から成る群から選ばれる少なくとも１種の金属を含有する触媒を有する濾過用触媒帯域に通し、このようにして、精製済み炭化水素流れを形成する工程と；
（ｃ）前記精製済み炭化水素流れを水素化処理帯域に通す工程と；
（ｄ）前記水素化処理帯域から少なくとも１種の燃料生成物を回収する工程と；
を包含する、上記方法。
【請求項２】
前記水素化処理帯域の温度は、前記濾過用触媒帯域の温度より低い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記精製済み炭化水素流れを冷却して、精製及び冷却済み炭化水素流れを生じさせ、次いで、該精製及び冷却済み炭化水素流れを前記水素化処理帯域に通す工程を更に包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記汚染物質は、Ａｌ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＳｎから成る群から選ばれる無機成分を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記汚染物質は、上流の処理装置に由来する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記汚染物質は、前記のフィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを生成するのに使用する触媒に由来する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記汚染物質のサイズは、該汚染物質が１．０μｍのフィルターを通過することができるようなものである、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記触媒は、水銀細孔測定法で測定して約１６５Åより大きいピーク細孔直径と約１６０Åより大きい平均メソ細孔直径とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記触媒は、アルミナ及びシリカから成る群から選ばれる耐火性酸化物基部を更に含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
VI族金属は、クロム、モリブデン及びタングステンから成る群から選び、また、VIII族金属は、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金から成る群から選ぶ、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記触媒は、少なくとも１種のVI族金属又はVIII族金属で被覆された内面を有する中空円柱として構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記濾過用触媒帯域は、約４５０°Ｆより高い温度に維持する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記濾過用触媒帯域は、約７００°Ｆより高い温度に維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記濾過用触媒帯域は、約５００ｐｓｉｇより高い圧力を有する水素含有雰囲気に維持する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記濾過用触媒帯域及び前記水素化処理帯域は、単一反応器内に備わるように構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記濾過済み炭化水素流れを水性酸流れと接触させて混合流れを形成し、次いで、該混合流れを少なくとも１種の処理済み炭化水素流れと少なくとも１種の使用済み水性酸流れとに分離する工程を含む酸処理工程を更に包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記酸処理工程はバッチプロセスである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記酸処理工程は連続プロセスである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記水性酸流れは水に溶解した酸を含有し、水中の該酸の濃度は約０．０１〜１．０Ｍの範囲である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記酸抽出工程で用いられる前記酸は、塩酸、硫酸、硝酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、及びフィッシャー・トロプシュ法により得られた反応水から成る群から選ばれる、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への言及〕
本出願は、米国特許出願シリアルＮｏ．１０／６１３,４２３号、リチャード  Ｏ．ムーア，ジュニア（Richard O. Moore, Jr.），ドナルド  Ｌ．キューネ（Donald L. Kuehne）及びリチャード  Ｅ．ホッファー（Richard E. Hoffer）による「フィッシャー・トロプシュ法によって得られた炭化水素流れの蒸留（Distillation of a Fischer-Tropsch Derived Hydrocarbons Stream）」；米国特許出願シリアルＮｏ．１０／６１３,４２２号、ルーシー  Ｍ．ブル（Lucy M. Bull），ウィリアム  シンスキー（William Schinski），ドナルド  Ｌ．キューネ，ルーディ  ハイデンリッチ（Rudi Heydenrich）及びリチャード  Ｏ．ムーア，ジュニアによる「フィッシャー・トロプシュ法によって得られた炭化水素流れの酸処理（Acid Treatment of a Fischer-Tropsch Derived Hydrocarbons Stream）」；並びに、米国特許出願シリアルＮｏ．１０／６１３,４２１号、ルーシー  Ｍ．ブル及びドナルド  Ｌ．キューネによる「フィッシャー・トロプシュ法によって得られた炭化水素流れを処理するイオン交換法（Ion Exchange Methods of Treating a Fischer-Tropsch Derived Hydrocarbons Stream）」；をそっくりそのまま、言及することによって本明細書に組み入れる。
【０００２】
〔発明の背景〕
〔１．発明の分野〕
本発明は概して、フィッシャー・トロプシュ合成反応からの生成物を処理することに関する。いっそう具体的に言えば、本発明の具体例は、フィッシャー・トロプシュ法によって得られた炭化水素流れからの汚染を効果的に除去するため、その流れを追加の処理に送り出す前に活性触媒を使用することに向けられている。
【背景技術】
【０００３】
〔２．当該技術の状況〕
今日使用されている燃料の大部分は原油から得られているが、原油は供給が限定されている。しかし、炭化水素燃料、潤滑油、化学製品、及び化学供給原料を製造することのできる代わりの供給原料が存在している。この供給原料は天然ガスである。天然ガスを利用して燃料等を製造する１つの方法には、先ず、天然ガスを、合成ガスとして知られている「中間体（intermediate）」である、一酸化炭素（ＣＯ）と水素（Ｈ２）との混合物に転化し；次いで、フィッシャー・トロプシュ（ＦＴ）合成として知られている方法を用いて、その合成ガスを所望の液体燃料に転化する；ことが包含される。フィッシャー・トロプシュ合成は、いわゆる気体対液体（gas-to-liquids）（ＧＴＬ）プロセスの一例である。なぜなら、天然ガスが液体燃料に転化されるからである。フィッシャー・トロプシュ合成は典型的には、スラリー床反応器又は流動床反応器で実施され、それら炭化水素生成物は、メタン（Ｃ１）からろう（wax）（Ｃ２０＋）に及ぶ広範囲の分子量を有する。
【０００４】
前記のフィッシャー・トロプシュ法による生成物は一般に、とりわけろうは、次いで、化学中間体及び化学供給原料、ナフサ、ジェット機用燃料、ディーゼル燃料、並びに潤滑油ベースストック（lubricant oil basestock）を包含する生成物に転化することができる。例えば、フィッシャー・トロプシュ法による生成物の水素化処理工程（hydroprocessing）は、細流（trickle flow）の固定触媒床反応器であって、水素（Ｈ２）又は水素に富むガス、及びフィッシャー・トロプシュ法によって得られた炭化水素の流れが、水素化処理用反応器（hydroprocessing reactor）へ向かう供給原料を構成する該固定触媒床反応器で実施することができる。水素化処理工程は、次いで、フィッシャー・トロプシュ法によって得られた炭化水素の流れを、水素に富むガスの流れと一緒に、水素化処理用反応器内の１つ以上の触媒床に通すことによって達成される。
水素化処理を行うべき供給原料は、場合によっては、上流の処理に由来する汚染物質を含有する。これら汚染物質は、可溶性形態又は粒子状形態を取ることがあり、また、触媒細粒、触媒単体物質等、並びに上流の処理装置からの錆及びスケール（scale）を含有することがある。フィッシャー・トロプシュ法によって得られたろう及び重質生成物、とりわけ、スラリー床プロセス及び流動床プロセスからのものは、除去目的で備えられている濾過器によって十分には除去されない粒子状汚染物質（例えば、触媒細粒）を含有することがある。水素化処理工程の前にそれら粒子を除去することは、フィッシャー・トロプシュ反応器を出るろう流れ（wax stream）の粘度と温度とが潜在的に高いので複雑になる場合がある。
【０００５】
水素化処理用反応器の中で用いられる典型的な触媒は、有限のサイクル時間（finite cycle time）；即ち、該触媒を新たな触媒の装填により取り替えなければならない前の有効性を示す限定された時間（又は限定された量）を示す。このサイクル時間の期間は通常、約６ヶ月から４年以上に及ぶ。当業者には、水素化処理用触媒のサイクル時間が長ければ長いほどプラントの経済性は良好となることは、明白であろう。
【０００６】
可溶性汚染物質及び／又は粒子状汚染物質は、それらが供給原料と一緒に水素化処理用反応器の中に導入されれば、重大な諸問題を引き起こすことがある。可溶性汚染物質が、水素化処理工程のある条件の下、非溶解状態で沈降して粒子になるとき、該可溶性汚染物質は、問題を引き起こす。該汚染物質が、前記触媒の表面及び隙間に蓄積されるにつれて、該触媒を通過する流路を部分的に又は完全に目詰まりさせることがある。実際に、該触媒ペレットは、供給原料から粒子状汚染物質を濾過して除去する。触媒床は、供給原料に混入している破片（debris）を捕らえることの他に、水素化処理反応それ自体からの反応副生物をも捕らえることができる。そのような反応副生物の一例はコークス（coke）である。目詰まりによって、１つ以上の触媒床を通過する物質流れの減少と、（該反応器の入口及び出口が配置されているそれぞれの両端部の間の圧力差を意味する）該反応器の端から端までの油圧降下（hydraulic pressure-drop）の増加とが引き起こされることがある。圧力降下のそのような増大によって、水素化処理用反応器の内部の機械的無欠性（mechanical integrity）が脅かされることがある。
【０００７】
触媒床の目詰まりに関する２つの潜在的に望ましくない結果が存在する。１つは、反応器の処理量（throughput；スループット）が減少することである。更に重大な結果は、該反応器が完全に停止することによって、該触媒装填量の一部又は全部を取り替える必要が生じることである。これらの結果のいずれも、稼動するプラントの経済性にマイナス効果を与えることがある。
触媒床が水素化処理用反応器中で目詰まりする問題をうまく処理する従来技術の試みは、供給原料が該水素化処理用反応器に導入される前、該供給原料を濾過することによって、該供給原料中の粒子状汚染物質の少なくとも一部分を除去することに向けられてきた。そのような従来の濾過方法は通常、直径が約１μｍより大きい粒子を除去することができる。他の従来技術の方法は、コークスを生成しそうでない供給原料を選定して、水素化処理用触媒上でコークス化する速度を制御すること；又は、コークスの形成に悪影響を及ぼす水素化処理条件（例えば、水素分圧、反応器温度、及び触媒の種類のような条件）を慎重に選定すること；に向けられてきた。
【０００８】
保護床の粒子の形状に基づいて、汚損性汚染物質（fouling contamination）を物理的に除去することは、当該技術分野では知られている。例えば、特許協力条約による国際公開番号ＷＯ０３／０１３７２５号明細書には、３つの突起部を有する特殊な粒子であって各々の突起部が該粒子の全長の端から端まで延びている該粒子は、保護床において汚損物を捕らえるのに有用であることが開示されている。しかし、それら方法は、触媒として活性な金属を使用することに基づいて、超微細汚染物質及び可溶性汚染物質を除去することを教示しているようには思えない。
【０００９】
本発明者らは、上述の公開されている技術の諸方法は、供給原料流れがフィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを含有する場合、水素化処理用反応器へ向かう該供給原料流れから、非常に小さい寸法の粒子状汚染物質（若しくは）可溶性汚染物質、汚損作用物質（fouling agents）、及び／又は目詰まり性前駆体（plugging precursors）（以下、「汚染物質（contamination）」という）を除去する上で効果的ではないことを見出だした。このことは、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れが、スラリー床プロセス又は流動床プロセスによって生成されるろうである場合、とりわけ、当てはまる。したがって、圧力損失の増加が、粒子状汚染物質によって引き起こされるか、又は非溶解状態で沈降する可溶性汚染物質によって引き起こされる場合、公開されている技術の典型的な諸方法が、水素化処理用反応器、水素化異性化用反応器又は水素化精製用反応器における圧力損失の増加を回避する上で効果的であることは見出されていなかった。
【００１０】
公開されている典型的な技術の諸方法が明らかに失敗していることは、水素化処理用反応器の供給原料中に直径が約１μｍ未満の固体超微粒子が存在すること；及び／又は、恐らく金属成分を有する可溶性汚染物質であって、水素化処理用反応器の触媒床の近辺若しくは該触媒床の内部に非溶解状態で沈降する能力を有する該汚染物質が存在すること；に起因すると考えられる。必要とされることは、該水素化処理用反応器内における圧力降下の増大が実質的に回避されるようなやり方で、水素化処理用反応器へ向かう供給原料流れから粒子、汚染物質、可溶性汚染物質、汚損作用物質及び目詰まり性前駆体を除去する方法である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔発明の概要〕
フィッシャー・トロプシュ合成は、いわゆる気体対液体（gas-to-liquids）（ＧＴＬ）プロセスの一例であり、そこでは、先ず、天然ガスを合成ガス（実質的に一酸化炭素と水素とを含有する混合物）に転化し、次いで、合成ガスを所望の液体燃料に転化する。フィッシャー・トロプシュ合成は典型的には、スラリー床反応器又は流動床反応器で実施し、炭化水素生成物は、メタン（Ｃ１）からろう（Ｃ２０＋）に及ぶ広範囲の分子量を有する。一般にそれらフィシャー・トロプシュ生成物は、とりわけ、ろうは、次いで、水素化処理して、留出燃料及び潤滑油の範囲の生成物を形成することができる。本発明の具体例によると、水素化処理工程は、逆流（upflow）又は順流（downflow）のモードで行うことができる。このプロセスはとりわけ、順流モードの操作に適合している。
【００１２】
場合によっては、水素化処理されるべき供給原料は、上流のプロセスに由来する汚染物質を含有する。この汚染物質は、触媒の細粒、触媒担体物質等、並びに上流のプロセス装置からの錆及びスケール（scale）を含有することがある。フィッシャー・トロプシュ法により得られたろう及び重質生成物、とりわけ、スラリー床プロセス及び流動床プロセスからのものは、濾過目的で与えられている濾過器によっては十分には除去されない汚染物質（例えば、触媒細粒）を含有することがある。汚染物質は、それが供給原料と一緒に水素化処理用反応器の中に導入される場合、重大な問題を引き起こすことがある。該汚染物質が該触媒の表面及び隙間に蓄積されるにつれて、該汚染物質は、触媒床を通過する流路の部分的な目詰まりを引き起こすか、又は完全な目詰まりさえ引き起こすことがある。
本発明者らは、水素化処理用反応器へ向かう供給原料が、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを含有する場合、その供給原料流れからの、粒子、固化した汚染物質、可溶性汚染物質、汚損作用物質、及び／又は目詰まり性前駆体（plugging-precursors）を含有することのある汚染物質を除去する上で効果的である新規方法を見出だした。フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れの中に汚染物質が存在すると結果的に、典型的には、水素化処理用反応器において圧力降下が増大する。
【００１３】
本発明の１つの具体例において、汚染物質は、
（ａ）フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを濾過して、濾過済み炭化水素流れを作り出す工程と；
（ｂ）前記濾過済み炭化水素流れから前記汚染物質の少なくとも一部分を除去するのに十分な条件で、該濾過済み炭化水素流れを、VI族元素及びVIII族元素から成る群から選ばれる少なくとも１種の金属を含有する触媒を有する濾過用触媒帯域に通し、このようにして、精製済み炭化水素流れを形成する工程と；
（ｃ）前記精製済み炭化水素流れを水素化処理帯域に通す工程と；
（ｄ）前記水素化処理帯域から少なくとも１種の燃料生成物を回収する工程と；
を用いて、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れから除去される。
【００１４】
本発明のもう１つの具体例において、前記水素化処理帯域の温度は、前記濾過用触媒帯域の温度より低い。本方法は、前記精製済み炭化水素流れを冷却して、精製及び冷却済み炭化水素流れを生じさせ、次いで、該精製及び冷却済み炭化水素流れを前記水素化処理帯域に通す工程を更に包含することができる。
前記のフィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れから除去される汚染物質は、Ａｌ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＳｎから成る群から選ばれる無機成分を含有することがあり、また、該汚染物質は、前記水素化処理用反応器から上流に存在する処理装置に由来することがある。本発明の幾つかの具体例によると、該汚染物質は、フィッシャー・トロプシュ法により得られた該炭化水素流れを生成するのに使用される１種以上の触媒に由来する。
【００１５】
本発明のもう１つの具体例によると、前記濾過用触媒帯域は、約４５０°Ｆより高い温度に維持されている。更にもう１つの具体例によると、該濾過用触媒帯域は、約７００°Ｆより高い温度に維持されている。更に、該濾過用触媒帯域は、約５００ｐｓｉｇより高い圧力を有する水素含有雰囲気に維持されることがある。該濾過用触媒帯域及び前記水素化処理帯域は、単一反応器内に備わるように構成することができる。
本方法は、濾過済み炭化水素流れを水性酸流れと接触させることを含む酸処理工程と；該濾過済み炭化水素流れを、少なくとも１種の蒸留工程に通すことを含む蒸留工程と；該濾過済み流れを、粘土又はイオン交換樹脂と接触させるイオン交換処理工程と；更に包含することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本方法の利点は、別の方法では、従来法により濾過された、フィッシャー・トロプシュ法により得られた該炭化水素流れの中の汚染物質によって引き起こされていたであろうと思われる触媒床の目詰まりが、精製済み炭化水素流れを前記水素化処理帯域に通すことによって回避されることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔発明の詳細な記述〕
本発明の具体例は、フィッシャー・トロプシュ合成反応からの生成物に水素化処理工程を行うことに向けられている。本発明者らは、ある条件下、水素化処理用反応器中の触媒床は、該触媒床の近辺若しくはその内部に、非溶解状態で沈降する可溶性汚染物質によるか又は粒子状汚染物質によって塞がれ、そうされることによって、該水素化処理用反応器を通過する物質の流れが妨げられる傾向があることに気づいた。該汚染物質は、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを濾過して約０．１μｍより大きい粒子状破片を除去した場合でも、依然として存在することがある（これは問題が依然として存在することを意味する）。
特定のいずれかの理論に拘束されることを望む訳ではないが、本発明者らは、前記汚染物質は、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れの中に可溶性形態で（少なくとも部分的に）存在することがあり；しかも、その場合、該流れが、例えば水素化処理用反応器に装填された後、該汚染物質は、非溶解状態で沈降して固体粒子を形成することがある；と考えている。該汚染物質は典型的には、沈降した後、水素化処理用反応器中に固体プラグ（solid plugs）を形成する。ある条件の下、該反応器の中央部分に目詰まり（plugging；プラッギング）が生じる。該目詰まりの空間的広がり（spatial extent）は、水素化処理工程の条件と触媒の種類とによって決まる。この場合、空間速度が変化することによって、例えば、該反応器の異なる領域の上に及び／又は該領域の中に該目詰まりが押し付けられるか又は広げられることがある。
【００１８】
本発明者らは、水素化処理帯域の上流に配置された濾過用活性触媒を用いて、従来法によって濾過された、フィッシャー・トロプシュ法により得られた生成物の流れから、可溶性形態と粒子状形態との両形態の（「汚損作用物（fouling agent）」又は「目詰まり性前駆体（plugging precursor）」とも呼ぶことのできる）前記汚染物質を除去することができることを見出だした。
可溶性汚染物質は、濾過用活性触媒の存在下、非溶解状態にすることができ、とりわけ、該可溶性汚染物質を含有する溶液が臨界温度に到達した時はそうである。多くの場合、該沈降事象は、結果として得られる固体汚染物質が濾過用活性帯域の下流に配置されている水素化処理用触媒の細孔及び流路の中に入り（そして、それ故目詰まりする）機会をほとんど持たないような具合に、非常に容易に起こる。該沈降事象を前記水素化処理帯域の上流で生じさせることは、明らかに好都合である。なぜなら、その場合、水素化処理用触媒の細孔の内部で沈降は起こらず、水素化処理床を通過する流路は開かれたままとなり、しかも、前記水素化処理用反応器の圧力損失の増加（pressure-drop buildup）を実質的に回避することができる。
【００１９】
本発明の具体例には、水素化処理反応帯域の上流に配置される濾過用触媒帯域（catalytic filtering zone）を設置することが含まれる。該濾過用触媒帯域は、保護床（guard bed）を備えている場合があるが、濾過されたフィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れからの汚染物質を除去するように構成されている濾過用活性触媒を含有している。該濾過用触媒帯域では、濾過されたフィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れからの可溶性汚染物質と不溶性汚染物質との両方が除去される。可溶性汚染物質は、それが水素化処理用触媒床の下流内で固化する機会を有する前、非溶解状態にされる。この具体例において、該濾過用活性触媒は、該汚染物質が所望の速度でその溶液から沈降する条件（とりわけ、温度及び圧力）に維持される。
前記濾過用活性触媒は、前記可溶性汚染物質が該濾過用活性触媒の細孔又は隙間の内部に沈降し；前記炭化水素流れの大部分が、前記活性触媒帯域から下流に配置されている前記水素化処理用触媒床の中に、該濾過用活性触媒を通り且つ汚染物質を含有しない精製された物質として流れ込むことが可能となる；ような方法で設計するのが好ましい。本発明の典型的な具体例において、濾過用活性触媒を含有する保護床は、前記水素化処理帯域の上流に配置されている。
【００２０】
本発明の具体例は、可溶形態で又は（本明細書では、約０．１μｍ未満の寸法を有する粒子として定義される）超微粒子の状態で存在する無機汚染物質が、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れの中に存在し得るという発見に少なくともある程度基づいている。更に、この汚染物質は一般に、従来の濾過工程によって炭化水素流れから除去することはできないが、該汚染物質は少なくとも部分的に、該流れの水素化処理工程を行なう前、該汚染物質を除去するように選択された条件で、触媒物質を有する保護床にその汚染流れを通すことによって除去することができる。このように、触媒物質を有する保護床は、本具体例に従って、該触媒物質を除去するのに効果的であるが、その除去を最適化するのに役立つ適切な温度範囲が存在する。この温度範囲は、水素化処理工程のために通常使用される温度と同一という訳ではない。本具体例によると、前記濾過用活性帯域が効果的に作動するためには、濾過のための触媒活性化と適切な処理条件との両方が必要である。
【００２１】
フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを精製するために濾過用活性触媒を利用するプロセスの概要を、図１に示す。図１に関連し、天然ガス１０のような炭素源は、合成ガス１１に転化される。合成ガス１１は、フィッシャー・トロプシュ反応器１３へ供給される供給原料１２となる。合成ガス１１は典型的には、水素と一酸化炭素とを含有するが、微量の二酸化炭素及び／又は水とを含有することがある。フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れ１４は、工程１５で従来法によって濾過して、寸法が約１０μｍより大きい粒子状汚染物質を除去し且つ従来法によって濾過された炭化水素流れ１６を生成することができる。従来法によって濾過された炭化水素流れ１６は、次いで、任意的に酸処理工程１７に通すことができる。酸処理工程１７において、濾過済み炭化水素流れ１６は水性希酸と接触させて、酸処理炭化水素流れ１８と使用済み酸の水性相（図示されず）とを生成する。
【００２２】
（従来法によって濾過された生成物流れ１６であるか、又は酸処理済み流れ１８であるか、又はそれらの組合せである場合がある）炭化水素供給原料１９は、任意的な酸処理工程１７が実施されるか否かとに関わらず、濾過用触媒帯域２０に通す。濾過用触媒帯域２０において、汚染物質は、濾過用活性触媒の存在下、従来法によって濾過された流れ（１６，１９）から除去される。可溶性汚染物質を除去する場合、該可溶性汚染物質は、該濾過用活性触媒の存在下、濾過済み流れ（１６，１９）から沈降する。（かつて可溶性であった沈降済み汚染物質を含有することのある）濾過済み流れ（１６，１９）から除去されてしまった汚染物質２１は、図１に示すように、濾過用触媒帯域２０から除去することができる。従来法によって濾過された炭化水素流れ（１６，１９）を、触媒を用いて濾過することによって、水素化処理工程に適した精製済み炭化水素流れ２２が生成される。精製済み炭化水素流れ２２は、次いで、水素化処理帯域２３に通して、価値の高い燃料生成物２４を提供することができる。精製済み炭化水素流れ２２は任意的に、水素化処理帯域２３に通す前、濾過工程２５を経ることができる。
次の開示内容は、先ず、フィッシャー・トロプシュ法それ自体に焦点を合わせ、次いで、水素化処理用反応器と水素化処理条件との解説に進む。次いで、この濾過用触媒方法の代替的な具体例に向ける前、一般的な汚染物質の性質と水素化処理用触媒床の目詰まり（plugging）に関連する具体的な問題とに向ける。
【００２３】
フィッシャー・トロプシュ合成
フィッシャー・トロプシュ法は、図１に参照番号１３で概略的に示されるフィッシャー・トロプシュ反応器で実施することができる。フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れ１４は、およそＣ２０より大きい鎖長を持つ直鎖炭化水素を含有するろう質留分を含有している。フィッシャー・トロプシュ法により得られたそれら生成物が、蒸留物燃料組成物として使用される予定である場合、それら生成物はしばしば、適量のイソパラフィンを含有するように更に処理されて、（しばしば、セタン価によって定量化される）該燃料の燃焼特性だけでなく、該燃料の低温特性（例えば、流動点、曇り点、及び目詰まり点（cold filter plugging point））も高められる。
フィッシャー・トロプシュ法において、液体炭化水素及び気体炭化水素は、適切な反応条件の下、Ｈ２とＣＯとの混合物を含有する合成ガス１１（時にシンガス（“syngas”）と呼ぶ）をフィッシャー・トロプシュ触媒と接触させることによって形成される。該フィッシャー・トロプシュ反応は典型的には、約３００〜７００°Ｆ（１４９〜３７１℃）の範囲の温度（好ましい温度範囲は、約４００〜５５０°Ｆ（２０４〜２８８℃）である）；約１０〜６００ｐｓｉａ（０．７〜４１バール）の範囲の圧力（好ましい圧力範囲は、約３０〜３００ｐｓｉａ（２〜２１バール）である）；及び、約１００〜１０,０００ｃｃ／ｇ／時間の範囲の触媒空間速度（好ましい空間速度は、約３００から３,０００ｃｃ／ｇ／時間に及ぶ）；で行われる。
【００２４】
前記フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れ１４は、Ｃ１〜Ｃ２００＋の範囲の炭素数を有する生成物（それら生成物の大部分はＣ５〜Ｃ１００の範囲である）を含有することがある。前記フィッシャー・トロプシュ反応は、１つ以上の触媒床を備えた固定床反応器；スラリー反応器；流動床反応器；又はこれらの種類の反応器の組合せ；を包含する様々な種類の反応器で実施することができる。そのような反応方法及び反応器は周知であり、文献に記載されている。
本発明の１つの具体例において、フィッシャー・トロプシュ反応器１３は、スラリー型反応器を包含する。この型の反応器（及び方法）は、改善された伝熱特性と物質移動特性とを示し、したがって、、フィッシャー・トロプシュ反応の著しく発熱性である特性を利用することができる。コバルト触媒を使用する場合、スラリー反応器では、比較的高い分子量のパラフィン系炭化水素が生成される。操作上、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）との混合物を含有する合成ガスは、該反応器内のスラリーを通過させ、第３の相として泡立たせ、次いで、（粒子状形態の）触媒は、該液体中に分散させて懸濁させる。［水素反応物］対［一酸化炭素反応物］のモル比は、約０．５から４に及ぶことがあるが、いっそう典型的には約０．７〜２．７５の範囲内である。該スラリー液は、該合成のための反応物だけでなく、該反応の炭化水素生成物をも含有している。これら生成物は、反応条件では液体である。
【００２５】
適切なフィッシャー・トロプシュ触媒は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ及びＲｅのような、１種以上のVIII触媒金属を含有する。該触媒は、促進剤（promoter）を含有することがある。本発明の幾つかの具体例において、フィッシャー・トロプシュ触媒は、適切な無機担体材料に担持されている、有効量のコバルトと元素Ｒｅ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔｈ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｕ、Ｍｇ及びＬａの少なくとも１種とを含有する。該触媒中に存在するコバルトの量は、触媒組成物の全重量を基準として約１〜５０重量％の間である。典型的な担体材料には、アルミナ、シリカ、マグネシア及びチタニア、又はそれらの混合物のような耐火性金属酸化物が包含される。本発明の１つの具体例において、コバルト含有触媒のための担体材料は、チタニアを含有する。該触媒促進剤は、ＴｈＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯ及びＴｉＯ２のような塩基性酸化物である場合がある。とは言え、促進剤は、ＺｒＯ２；Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ及びＩｒのような貴金属；Ｃｕ、Ａｇ及びＡｕのような貨幣金属；並びに、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ及びＲｅのような他の遷移金属；を含有することがある。
【００２６】
有用な触媒及びその製法は知られており、説明に役立つ非制限的実例は、例えば、米国特許第４,５６８,６６３号明細書に見出だすことができる。
フィッシャー・トロプシュ法により得られた如何なるＣ５＋炭化水素流れも、本方法を用いて適切に処理することができる。典型的な炭化水素流れは、Ｃ５〜７００°Ｆ流れと、約５５０°Ｆより高い温度で沸騰するろう質流れとを含有し、これは、フィッシャー・トロプシュ反応器の構成（configuration）によって決まる。本発明の１つの具体例において、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れ１４は、分別（fractionation）を行うことなく、反応器１３から直接に回収する。（図１に示されていない）分別工程を、フィッシャー・トロプシュ反応器１３を出る生成物に対して行う場合、該分別工程の好ましい生成物は残油留分である。
【００２７】
フィッシャー・トロプシュ法による反応生成物の水素化処理工程
フィッシャー・トロプシュ反応器１３からの生成物流れ１４は、水素化処理工程を受けることができる。この工程は、図１に参照番号２３で概略的に示される水素化処理用反応器で実施することができる。本明細書で使用する用語「水素化処理（hydroprocessing）」とは、反応器１３によって生成される、フィッシャー・トロプシュ合成反応による生成物が、水素含有ガスで処理される多数のプロセスのいずれかをいう。そのようなプロセスには、水素化脱ろう（hydrodewaxing）、水素化分解（hydrocracking）、水素化異性化（hydroisomerization）、水素化精製（hydrotreating）及びハイドロフィニッシング（hydrofinishing）が包含される。
本明細書で使用する用語「水素化処理」、「水素化精製」及び「水素化異性化」には、従来の意味が与えられており、また、それら用語は、当業者に知られているプロセスを表現している。水素化精製とは、遊離水素の存在下で通常、実施される触媒プロセスをいう。水素化精製の主要目的は、オレフィンを飽和させること、及び水素化処理用反応器へ供給される供給原料から含酸素化合物（oxygenate）を除去することである。含酸素化合物には、アルコール、酸、及びエステルが包含される。加えて、前記炭化水素流れが、硫化された触媒と接触したときに導入されることのあるあらゆるイオウもまた、除去される。
【００２８】
水素化処理反応は一般に、水素化処理されている供給原料中の個々の炭化水素分子の鎖長を減少させ（「分解（cracking；クラッキング）」と呼ばれる）；及び／又は、該供給原料中の、初期値と比べたイソパラフィン含有量を増大させる（「異性化」と呼ばれる）；ことができる。本発明の具体例において、水素化処理工程２３で使用される水素化処理条件によって、Ｃ５〜Ｃ２０炭化水素と所望の低温特性（例えば、流動点、曇り点及び目詰まり点）を与えるように設計されているイソパラフィン含有物とに富む生成物流れ２４が生成される。比較的多くの量のＣ１〜４生成物を形成する傾向のある、帯域２３における水素化処理条件は通常、好ましくない。（１０μｍより大きい粒子が、従来の濾過によっていっそう容易に除去されるようなやり方で）ろう及び／又は重質留分の融点を低下させるのに十分なイソパラフィン含有量を有するＣ２０＋生成物を形成する条件もまた、好ましい。
【００２９】
本発明の幾つかの具体例において、より大きい炭化水素分子の分解量を最小限に維持することが望ましいことがあり、これらの具体例における水素化処理工程２３の目的は、不飽和炭化水素を、完全に又は部分的に水素化された形態に転化することである。これらの具体例における水素化処理工程２３の更なる目的は、供給原料の出発値（starting valve）に比べて、該流れのイソパラフィン含有量を増大させることである。
【００３０】
水素化処理された生成物流れ２４は任意的に、例えば、ガスオイル（gas oils）；潤滑油原料油；高流動点ポリαオレフィン；ろう下油（油とろうとの混合物から分離された油）；直鎖αオレフィンワックス、スラックワックス（slack waxes；粗ろう）、脱油ワックス、及びマイクロクリスタリンワックス（microcrystalline waxes；微晶ろう）のような合成ろう；のような他の源からの炭化水素と組合せることができる。
水素化処理用触媒は、当該技術では周知である。水素化処理、水素化異性化、水素化分解、水素化精製等と、それらのプロセスで使用される典型的な触媒とに関する一般的な記述については、例えば、米国特許第４,３４７,１２１号、同第４,８１０,３５７号、及び同第６,３５９,０１８号明細書を参照されたい。
【００３１】
汚染物質、及び水素化処理用触媒床の目詰まり
上述のように、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れ（１４，１６）は、流れ（１４，１６）中に存在する汚染物質、粒子状汚染物質、可溶性汚染物質、汚損作用物質（fouling agents）、及び／又は目詰まり性前駆体（plugging precursors）に起因して、水素化処理用反応器中の触媒床の目詰まりを引き起こすことがある。本開示において、水素化処理用触媒床を最終的に目詰まりさせる存在物（entity）は、目詰まり事象が生じる前のある時点で、供給原料の中に溶解することがあるということに留意しながら、用語「粒子」、「粒子状汚染物質」、「可溶性汚染物質」、「汚損作用物質」及び「目詰まり性前駆体」は、交換可能なように用いるが、その現象（phenomenon）は一般に、「汚染物質」と呼ぶ。該目詰まり事象は、（最終的に粒子状形態をとる）汚染物質であって、水素化処理用反応器の触媒床によって水素化処理用供給原料から濾過されて除去される該汚染物質の結果である。本発明の具体例によると、水素化処理用反応器２３の触媒床の目詰まりが実質的に回避されるようなやり方で、触媒による濾過工程２０を使用して、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れ（１４，１６）からの可溶性汚染物質、汚損作用物質、及び目詰まり性前駆体を除去する。
【００３２】
この触媒による濾過プロセスの詳細について解説する前、総体的に汚染物質を検討することは有益であるかもしれない。フィッシャー・トロプシュ法により得られたパラフィン系生成物流れ（１４，１６）の汚染物質は、様々な源に由来することがあり、また、該汚染物質の形態の少なくとも幾つかを取り扱う方法は一般に、当該技術分野では知られている。これらの方法には、例えば、分離（separation）、遊離（isolation）、非触媒による（従来法による）濾過、及び遠心分離が包含される。窒素及びヘリウムのような不活性不純物は通常、許容されることがあり、特定の処理は全く必要でない。
しかし、一般的に、天然ガス１０又は合成ガス１１の中に、メルカプタン及び他のイオウ含有化合物、ハロゲン化合物、セレン化合物、リン化合物、ヒ素化合物、二酸化炭素、水、並びに／又は非炭化水素酸ガスのような不純物が存在することは望ましくなく、したがって、それら不純物は、フィッシャー・トロプシュ反応器１３で合成反応を行なう前、合成ガス供給原料から除去するのが好ましい。当該技術分野において知られている１つの方法には、天然ガス１０中のメタンの（及び／又はエタン、及びいっそう重質の炭化水素の）成分を、脱メタン装置（de-methanizer）で遊離し；次いで、従来の合成ガス発生器に向けて該メタンを送り込んで合成ガス１１を提供する前、該メタンを脱硫する；ことが包含される。代替的な従来技術の方法において、ＺｎＯ保護床は、使用することができ、しかも、イオウ不純物を除去するための好ましい方法である場合もある。
【００３３】
粒子状汚染物質をそっくりそのまま除去して、上記に列挙したガス不純物を除去することは、同様に重要である場合がある。粒子状汚染物質は通常、従来の濾過工程によって処理される。フィッシャー・トロプシュ法のスラリー反応器又は流動床反応器において生成される触媒細粒のような粒子は、それら粒子が、ある処置では約１０μｍより大きく、他の処置では約１μｍより大きい場合、（任意的な濾過工程１５における）市販の濾過装置を用いて濾過して取り除くことができる。フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れ（１４，１６）（及び、とりわけ、該流れのろう質留分）の粒子含有量は、一般的に小さく、通常、質量基準で約５００ｐｐｍ未満であり、時には質量基準で約２００ｐｐｍ未満である。それら粒子の寸法は、一般に直径が約５００μｍ未満であり、しばしば直径が約２５０μｍ未満である。本開示の文脈において、粒子は直径が約５００μｍ未満であると言えば、該粒子が５００μｍのメッシュ寸法を有するスクリーンを通過することを意味する。
【００３４】
しかし、本発明者らは、かなりのレベルの汚染物質は、従来の濾過を行った後でも、フィッシャー・トロプシュ法により得られたパラフィン系生成物流れの中に残存することがあるということを見出だした。そのような汚染物質は典型的には、高い金属含有量を有する。前に解説したように、この汚染物質は通常、抑制されないままであれば、目詰まりの問題を引き起こす。目詰まりの結果、水素化処理用触媒の寿命が縮まる。
本発明の具体例によると、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れ（１４，１６）から分離される（金属酸化物を包含する）前記汚染物質は、有機成分と無機成分との両方を含有することがある。該有機成分は、元素の炭素、水素、窒素、酸素及びイオウ（それぞれ、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ及びＳ）の少なくとも１種を含有する基本的含有物を含有することがある。該無機成分は、元素のアルミニウム、コバルト、チタン、鉄、モリブデン、ナトリウム、亜鉛、スズ、及びケイ素（それぞれ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｓｎ及びＳｉ）の少なくとも１種を含有することがある。
【００３５】
フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れの、触媒による濾過
本発明の具体例は概して、フィッシャー・トロプシュ法により得られた生成物流れから汚染物質を除去する方法に向けられている。本発明の１つの具体例において、従来法で濾過された炭化水素流れは、濾過用触媒帯域２０に通される。そこでは、作動中、濾過用触媒帯域２０は、該汚染物質を除去するのに十分な条件に濾過用活性触媒を維持し；濾過された炭化水素流れから可溶性汚染物質を沈降させることを含むプロセスを維持する。
図１に関連し、帯域２０における、活性触媒による濾過工程によって、精製済み炭化水素流れ２２が生成される。該炭化水素流れ２２は、次いで、水素化処理反応帯域２３に通すことができ、水素化処理を行った後、価値の高い燃料生成物２４を回収する。幾つかの具体例において、濾過用触媒帯域２０の端から端までの圧力降下が所定レベルに達するまで、該汚染物質は、濾過用触媒帯域２０に蓄積することが可能となる。その時、（今や、「使用済み（spent）」又は「汚損済み（fouled）」と呼ぶことのできる）該濾過用活性触媒は、濾過用触媒帯域２０から除去される。その汚損済み触媒は、該触媒から該汚染物質が除去されるように処理することができるか、又は該汚損済み触媒は、廃棄することができる。
【００３６】
本発明の典型的な具体例において、濾過用触媒帯域２０は、「保護床」を備えることがあり、濾過用触媒帯域２０が水素化処理用反応器２３の内部に配置されている具体例においては、とりわけ、そうである。水素化処理用反応器の内部に保護床を配置することは、当該技術分野では知られているが、そのような構成では典型的には、前記供給原料から（寸法が約１μｍより大きい）大きい粒子のみが除去される。保護床は従来、水素化処理用反応器の頂部に向かって配置されている。水素化処理用反応器２３内部の、濾過用触媒帯域２０は、固定床又は細粒床（trickle bed）；操業中触媒取替え（on-stream catalyst replacement）（ＯＣＲ）装置を使用する移動床型；沸騰床若しくは流動床（expanded bed）；又はスラリー床反応器；のような様々な型の１種である場合がある。
【００３７】
１つの具体例では、図２に示すように、濾過用触媒帯域２０は、前記水素化処理用反応器の内部に配置される保護床３０を備えている。反応器は概して４０で表わされる。この構成の該反応器は、濾過用触媒帯域２０と、１つ以上の水素化処理帯域２３との両方を備えている。単一の反応器４０の内部に備わるように構成されている、濾過用触媒帯域２０と水素化処理帯域２３とは、本発明の具体例の幾つかにおいてのみ存在するということ；換言すれば、濾過用触媒帯域２０及び水素化処理帯域２３が単一反応器の内部に備わることは必要条件ではないということに注目すべきである。
【００３８】
次に、水素化処理用反応器の内部に配置されている、典型的な活性触媒保護床の作動を、図２に関連して説明する。図２に関連し、反応器４０へ供給される供給原料（１６，１９）の一部分は、流れ（１６Ａ，１９Ａ）の一部として、濾過用活性触媒のペレット３１と接触させることができる。汚染物質３２を、該触媒ペレットの内部若しくは該触媒ペレットの近辺に非溶解状態で化学的に沈降させるか；又は、流れ（１６Ａ，１９Ａ）から汚染物質３２を物理的に濾過して除去する；ことによって、ペレット３１は、汚染物質３２を除去することができる。いずれの場合でも、汚染物質３２は最終的に、固体形態をとる。汚染物質３２は次いで、かなり多くのやり方で、反応器４０から除去することができる。図２に示す典型的な具体例において、沈降済み及び／又は濾過済み汚染物質３２は、ペレット３１に付着したままであり、最終的に、図２における使用済み濾過用活性触媒２１として反応器４０から除去される。精製された炭化水素流れ２２は、保護床／活性濾過帯域２０を出て、反応器４０の水素化処理帯域２３へ通される。
【００３９】
本発明の、１つ以上の濾過用活性触媒保護床３０は、供給原料を１つ以上の水素化処理用保護床２３に向けて通す工程の前、該供給原料を予熱するための手段として使用することもできる。しかし、一般に、精製済み炭化水素流れ２２は、水素化処理帯域２３へ通す前、冷却する。その冷却媒体は、水素又は水素含有ガスである場合がある。
本発明の濾過用触媒保護床は一般に、耐火性酸化物ベースのアルミナ、シリカ、マグネシア等のような粒子状担体材料を含有する。材料の選択は一般に、寸法（圧力降下の問題を引き起こすことなく、固形物を捕捉するのに十分な大きさ）、入手し易さ、及びコストに基づく。一般に、安価であればそれだけ適切である。該担体材料は、中空円筒（hollow cylinder）の内側に与えられている表面であって、その上に触媒の活性部分を分配することのできる該表面を有する該中空円筒の形状をしている。本発明の幾つかの具体例において、濾過用触媒帯域２０の中の活性触媒粒子は、約１／５０から０．５インチに及ぶ断面直径を有することがある。濾過用活性触媒ペレット３１が中空円筒の形状をしている場合、この寸法は該円筒の直径に相当する。
【００４０】
本発明の１つの具体例において、濾過用活性触媒ペレット３１は、耐火性酸化物ベースの担体材料を含有する中空円筒であって、該担体材料がアルミナ、シリカ又はそれらの組み合せであり、しかも、該中空円筒の内面のコーティングが少なくとも１種のVI族金属成分と少なくとも１種のVIII族金属成分とを含有する上記中空円筒として構成される。該VI族金属成分は、クロム、モリブデン又は及びタングステン、及びそれらの組合せを包含することができる。該VIII族金属成分は、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム又は白金、及びそれらの組合せを包含することができる。本発明の１つの具体例では、卑金属である鉄、コバルト、ニッケル及びタングステンのいずれかが利用され、貴金属である白金及びパラジウムは利用されない。
【００４１】
前記濾過用活性触媒の孔径は、特定の状況に適応させることができる。例えば、大きい容量が必要である場合；換言すれば、汚染物質を除去することが望ましい該汚染物質の体積が大きい場合には、大きい孔径が望ましいことがある。他の具体例において、大きい触媒容量が望ましい場合、大きい孔径が指示されることがある。それは、容易には接近することのできない保護床を備えている反応器の状況；又は、濾過用活性触媒を頻繁に交換することが不便である場合；であることがある。したがって、大きい孔径の濾過用活性触媒が望ましい状況は数多く存在すると思われる。本発明の１つの具体例において、該触媒は、水銀細孔測定法（mercury porosimetry）で測定して約１６５Åより大きい最大細孔直径と、約１６０Åより大きい平均メソ細孔直径とを有する。そのような触媒の好都合な孔径は、米国特許第４,９７６,８４８号明細書に教示されている。その米国特許明細書の内容は、そっくりそのまま本明細書に組み入れる。
【００４２】
前記濾過用活性触媒に関するもう１つの典型的に望ましい設計基準は、高い触媒活性である。高い触媒活性のために、前記汚染物質は、保護床に固形物として容易に堆積する。そのことによって、保護床の有効性は向上し、しかも、保護床が物質流れ（１６Ａ，１９Ａ）の方向に厚い寸法（thick dimension）を有する必要性を回避することができる。更に、濾過用活性触媒の細孔内部に高い活性部位を有する該触媒は、該汚染物質の大部分を該触媒粒子の内部に堆積させ、それら触媒ペレットの外径寸法を減少させることが可能となる。このことによって、大きい保護床の必要性も減少し；しかも、反応性液体の流れの大部分をそれら触媒ペレットの周辺に向けることによって、該保護床を通過する供給原料の流体力学的流れ（hydrodynamic flow）（１６Ａ，１９Ａ）も増大する。該汚染物質は、該触媒の細孔内部に、濾過用触媒帯域（保護床）の全体に渡って均一に堆積し、該濾過用活性触媒の交換が必要となる前に、長い処理時間を確保することが望ましい。
【００４３】
前記供給原料が、残油流れ（即ち、非常に長い鎖の炭化水素、恐らくＣ３０＋を含有する流れ）を含有すると予想される場合、とりわけ、該流れが高い金属含有量を有する場合、前記保護床は、これらの著しく大きい炭化水素を除去するよう特別に設計された活性を有する濾過用活性触媒を含有することができる。Ｃ３０＋炭化水素は通常、「汚染物質」とは考えられないが、それら炭化水素は実に、汚染物質に関し上記に説明したやり方に類似するやり方で水素化処理用触媒床を汚損し／目詰まりさせる潜在性を有している。本発明者らの知る限りでは、フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れが、そのような、金属を含有する、及び／又は高分子量若しくは多環式の分子であって、水素化処理用触媒を汚損し、水素化処理用反応器を目詰まりさせることのできる該分子を含有し得ることは、以前、如何なる当業者にも知られていなかった。
【００４４】
濾過用触媒帯域２０は、前記汚染物質を、前記濾過用活性触媒の細孔の上及び内部に堆積させるのに十分な条件に維持する。その堆積の効率を最も良く説明する条件は一般に、温度及び圧力である。本発明の１つの具体例において、濾過用触媒帯域２０は、約４５０°Ｆより高い温度に維持する。もう１つの具体例において、濾過用触媒帯域の温度は、約７００°Ｆより高い。場合によっては、濾過用触媒帯域を、下流の水素化処理用反応器２３の頂部の反応温度よりも高い温度に維持する必要があることがある。これら特定の条件の下、前記炭化水素流れの温度を、水素化処理にとって望ましい温度まで低下させるため、水素化処理を行なう前、例えば、比較的冷たい水素；又はフィッシャー・トロプシュ法からのＣ５〜７００°Ｆの流れ；のような冷却液を、精製済み炭化水素流れ２２と混ぜ合わせることができる。該濾過用活性触媒の細孔の上及び内部に堆積する汚染物質の望ましい量を達成するように制御することのできるもう１つのパラメータは、濾過用触媒帯域２０内部の水素含有雰囲気の圧力である。本発明の１つの具体例において、濾過用触媒帯域２０は、約５００ｐｓｉｇより高い圧力の水素含有雰囲気に維持する。他の２つの具体例において、水素含有雰囲気の圧力は、それぞれ、約７２５ｐｓｉｇ及び１０００ｐｓｉｇより大きい。
【００４５】
更なる具体例において、この触媒による濾過方法は、前記濾過済み炭化水素流れ１６を水性酸流れと接触させて、酸抽出装置（acid extraction apparatus）１７で混合流れを形成し；次いで、該混合流れを、少なくとも１つの炭化水素流れ１８と、（図１に示されていない）少なくとも１つの使用済み水性酸流れとに分離する；ことを包含する酸処理工程を更に包含する。酸処理工程１７は、バッチプロセス又は連続プロセスとして行うことができる。これらの具体例によると、該水性酸流れは水に溶解した酸を含有し、該水の酸濃度は約０．０１Ｍから１．０Ｍに及ぶことがある。酸抽出工程１７で使用する酸は、塩酸、硫酸、硝酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、フィッシャー・トロプシュ法により得られた反応水、及びそれらの組み合せを包含することがある。
【００４６】
〔実施例〕
次の実施例は、フィッシャー・トロプシュ法により得られた生成物流れの触媒による濾過工程を使用して、後続の水素化処理工程を行う間の触媒床の目詰まりを実質的に回避することのできる様々な方法を例示する。次の実施例は、本発明の具体例を例示する目的のために与えられており、本発明の範囲又は本質を限定しているものと解釈すべきではない。
【００４７】
〔実施例１〕
フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れの、触媒による濾過工程
フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素の供給原料流れを、濾過用活性触媒を用いて精製することによる利点を示す実験結果を、図３に示す。フィッシャー・トロプシュ法により得られた生成物流れからアルミニウムが除去されることは、フィッシャー・トロプシュ法により得られたろうを、（水和物含有量を実質的に含有しないアルミナと定義される）か焼済みα−アルミナと接触させ、フィッシャー・トロプシュ法により得られたろうのアルミニウム含有量を、温度の関数として測定することによって実証された。そのグラフのｙ軸の表示［生成物中のアルミニウム（ｐｐｍ単位）］は、濾過用活性触媒との接触の後、該ろう中に残存するアルミニウムの量を表わす。ｘ軸の表示［触媒（°Ｆ）］は、所定の変換に規格化された温度である「触媒の平均温度」を表わす。換言すれば、温度は、反応温度が、所定量の反応転化率を維持したと仮定されるものを反映するように計算されている。
【００４８】
図３に関連し、フィッシャー・トロプシュ法により得られたろうから、触媒活性成分を含有していないか焼済みα−アルミナによって除去されるアルミニウムの量を、「アランダム」（“Alundum”）と表示されるプロットによるグラフで示す。該ろうのアルミニウム含有量は、本質的に減少しないことが実証された。
対照的に、触媒１及び触媒２は、該ろうからアルミニウムを除去するのに効果的であった。反応混合物を、約６００°Ｆの触媒平均温度（catalyst averaged temperature）（ＣＡＴ）まで加熱した場合、アルミニウムの実質的に全てが、該ろうから触媒２によって除去された。触媒１に関しては、約５００°Ｆで完全な除去が達成された。触媒１は、触媒２が触媒活性金属を含有する量よりも多くの量を含有した。触媒１は、乾燥重量基準で、Ｎｉ約２％とＭｏ約６％とを含有したのに対して、触媒２は、Ｎｉ約１％とＭｏ約３％とを含有した。
【００４９】
本出願で引用した刊行物、特許明細書及び特許出願明細書は全ては、あたかも各々の刊行物、特許出願明細書及び特許明細書の開示内容が、言及することによりそっくりそのまま組み入れられるように、具体的且つ個々に指示されているのと同一程度に、言及することによってそっくりそのまま本明細書に組み入れる。
上記に開示される本発明の典型的な具体例に関する多くの部分的変更は、当業者の心に容易に思い浮かぶであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲に含まれる全ての構造及び方法を包含するものと解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】結果として得られる精製済み炭化水素流れを水素化処理工程へ向けて送り出す前、フィッシャー・トロプシュ合成反応による生成物が、従来法によって濾過され；次いで、汚染物質を除去するのに十分な条件で触媒による濾過工程（catalytic filtering step）にかけられる；本方法の概要である。
【図２】本発明の１つ具体例であって、前記触媒による濾過工程が、濾過用触媒帯域中で活性触媒を用いて行われ、該濾過用触媒帯域は水素化処理用反応器の内部に配置されている保護床を備えている、該具体例を示す。
【図３】フィッシャー・トロプシュ法により得られた炭化水素流れを、濾過用活性触媒を用いて精製することの利点を示す実験結果のグラフである。
【図１】
2007527450.tif 000003
【図２】
2007527450.tif 000004
【図３】
2007527450.tif 000005
【国際調査報告】
2007527450.tif 000006