JP2006233032A - クリーンガソリン組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 リサーチ法オクタン価が92以上、硫黄分が10質量ppm以下、銀板腐食が1以下、蒸気圧が72kPa以下、蒸留性状の50容量%留出温度が100℃以下、発熱量当たりの二酸化炭素発生量が0.2685g/kcal以下で、かつGTL系ガソリンを含有することからなるガソリン組成物。
【選択図】 な し
Description
一方で、オクタン価が高い化合物として広く使用されているアロマ化合物やオレフィン化合物は、それぞれ環境面から、今後多く使用されることは考えにくい状況である。具体的には、アロマ化合物は発ガン性やPRTR法の問題や、自動車用燃料として使用されるとその一部は粒子状化合物(PM)に形を変えると言われており、また、オレフィン分は光化学的に不安定であること、貯蔵安定性に問題があることから、スラッジ分などの固体状化合物を析出させてしまう欠点が指摘されている。
上述のような事情により、未だ、硫黄分が10質量ppm以下と低く、十分な実用性能を確保し、しかも、二酸化炭素の排出量を効果的に抑制するのに必要な発熱量当たりの二酸化炭素発生量が0.2685g/kcal以下のガソリン組成物は提示されておらず、その製造方法も確立されていない。
上記本発明のガソリン組成物は、容量当たりの二酸化炭素排出量を2.14kg/L以下にしたものが好ましく、また、水素/炭素比を2.29mol/mol以上としたものが好ましい。
また、上記本発明のガソリン組成物は、硫黄分を1質量ppm以下としたものが好ましく、さらに、蒸気圧を65kPa以下、オレフィン分を5容量%以下、アロマ分を5容量%以下にしたものが好ましい。
さらに、上記本発明のガソリン組成物には、含酸素化合物及び/又は異性化ガソリンを含有させることが好ましい。
またさらには、上記本発明は、特に好ましくは、ガソリンエンジン用燃料又は燃料電池用燃料として使用されるものである。
なお、微量の活性硫黄による車両の燃料センターゲージの不具合を防ぐために、銀板腐食が1以下で、0のものが好ましい。この銀板腐食は、英国石油協会規格IP−227に規定された方法により測定されるものである。
この発熱量当たりの二酸化炭素発生量の低減を容易に行うために、GTL系ガソリンを含有させる。このGTL系ガソリンとは、Fischer−Tropsch法で得られるワックス(以下「FTワックス」という)を水素化分解又は異性化処理して得られるガソリンのことである。Fischer−Tropsch法とは、一酸化炭素と水素を、Fischer−Tropsch触媒を用いて反応させて、主にノルマルパラフィン等を合成する方法である。
異性化方法は特に限定されないが、水素雰囲気下で、触媒として、従来から使用されている、塩素化アルミナに白金を担持した「白金塩素化アルミナ」、ゼオライトに白金を担持した「白金ゼオライト」の他、ジルコニアと硫酸分を含む担体に白金を担持した「白金硫酸ジルコニア類」、ジルコニアとタングステンの酸化物成分を含む担体に白金を担持した「白金タングステン酸ジルコニア類」などに代表される固体酸触媒が好ましく用いられる。
異性化の反応条件は、使用する触媒によって異なるが、反応温度120〜250℃、反応圧力0.5〜5MPa、液空間速度(LHSV)0.5〜5h-1とすることにより、ナフテン分の一部が開環され、同時にノルマルパラフィンが異性化されてイソパラフィンが増加する。特に好ましい異性化方法としては、白金タングステン酸ジルコニア触媒を用い、反応温度180〜220℃、反応圧力0.5〜3.5MPa、LHSV1.5〜3h-1である。反応生成油の重質分、未反応分、低オクタン価物等をリサイクルして再度反応させる方法をとると収量を増大させることができ好ましい。
なお、好ましい配合量としては、GTLガソリン10〜90容量%、異性化ガソリン0〜90容量%、脱硫接触分解ガソリン留分を0〜50容量%、接触改質ガソリン留分を0〜20容量%、アルキレートガソリンを0〜80容量%、ETBEを0〜15容量%である。
中東系原油のナフサ留分を水素化脱硫後、その軽質分を蒸留分離することにより得た。
ブチレンを主成分とする留分とイソブタンを主成分とする留分を硫酸触媒により反応させて、イソパラフィン分の高い炭化水素を得た。
脱硫重質ナフサを固体改質触媒により移動床式反応装置を用いて反応させることにより、アロマ含量の多い炭化水素に改質して改質ガソリンを得る。改質ガソリンはそのまま使用することもできるが、ここでは蒸留分離することにより炭素数9の炭化水素を80%以上含有する留分(AC9)を得た。
脱硫軽油あるいは脱硫重油を固体触媒により流動床式反応装置を用いて分解することによりオレフィン分の高い炭化水素を得た。さらに、FCCGを収着脱硫することにより硫黄分の低い炭化水素を得た。アルミナにニッケルを20質量%担持した触媒を硫化処理した後、反応温度250℃、反応圧力常圧、LHSV4h-1、H2/油比340NL/Lの条件のもと、中東系原油の減圧軽油留分を水素化精製処理したものを主たる原料油とする流動接触分解で得られた接触分解ナフサ留分を通油してジエン低減処理を行った。その後、共沈法にて調製した銅-亜鉛アルミニウム複合酸化物(銅含有量35質量%、亜鉛含有量35質量%、アルミニウム含有量5質量%)の還元処理を行った。その後、ジエン処理された接触分解ガソリンを、反応温度100℃、反応圧力常圧、LHSV2.0h-1、H2/油比0.06NL/Lの条件のもと20時間通油して収着機能をもった脱硫剤によって脱硫された脱硫接触分解ナフサ留分(FCCG)を得た。
上記脱硫直留ナフサ留分(DSLG)を固体酸触媒により、水素存在下、反応させて得た。触媒には硫酸ジルコニアに白金を0.5質量%担持させたものを用い、還元処理を行い使用した。触媒中に占めるジルコニアの割合はジルコニウム元素として43.5質量%、アルミナの割合はアルミニウム元素として16.1質量%、硫黄分の割合は元素として2.9質量%であった。反応は、反応温度200℃、水素圧力1.0MPa、LHSV1.5h-1、H2/油比5.0mol/molの条件下で行い、異性化ガソリン(ISO)を得た。
FTワックスを原料油とし、触媒には市販の水素化分解触媒(ART製HOP-302)を用いて、以下の条件で反応を行なった。FTワックスは、密度0.817g/cm3、炭素数18〜54、50容量%留出温度474℃であり、反応温度390℃、反応圧力4.0MPa、LHSV1.0h-1、H2/油比660NL/Lの条件下で行い、FTワックス分解油を得た。得られたFTワックス分解油を、沸点20〜70℃の軽質分と、沸点70〜130℃の重質分に分離し、それぞれ以下に示す反応条件で異性化処理を行なった。
軽質分の異性化触媒には、上記異性化ガソリン製造時の異性化触媒を使用した。反応温度200℃、反応圧力2.0MPa、LHSV2.0h-1、H2/油比2.0mol/molの条件下で行った。
一方、重質分の異性化触媒には、タングステン酸ジルコニアに白金を2.0質量%担持させたものを用い、反応温度200℃、反応圧力1.0MPa、LHSV1.5h-1、H2/油比5.0mol/molの条件下で行った。触媒中に占めるジルコニアの割合はジルコニウム元素として39.4質量%、アルミナの割合はアルミニウム元素として13.4質量%、タングステンの割合は元素として13.8質量%であった。
上記の異性化により得られた軽質分の異性化油及び重質分の異性化油を76/23(容量比)でブレンドしてGTL系ガソリンとした。
市販のエチルターシャリーブチルエーテルを使用した。これは、エタノールとイソブチレンの反応から得られる。
なお、密度はJIS K 2249の密度試験方法、リード法蒸気圧はJIS K 2258の蒸気圧試験方法(リード法)、蒸留性状はJIS K 2254の常圧法蒸留試験方法によって測定した。硫黄分は、JIS K 2541の硫黄分試験方法によって測定した。総発熱量分は、JIS K 2279の発熱量試験方法及び計算による推定法によって測定した。なお、総発熱量(Hg:高位発熱量)と真発熱量(Hn:低位発熱量)とは、前記JIS K 2279により次式で変換できる。
Hn=Hg-6(9h+W)
ここで、Hn:真発熱量(cal/g)
Hg:総発熱量(cal/g)
h :水素含有量(質量%)
W :水分(質量%)
また、実施例2および実施例3のガソリンは、ETBE又は異性化ガソリンを含有したもので、含酸素化合物やイソパラフィン系ガソリンを含むことで、燃料あたりの二酸化炭素排出量を低減することができ、また発熱量あたりの二酸化炭素発生量も低減されているが、高いオクタン価、適切な蒸留性状、蒸気圧を有しており、優れた実用性能を有する二酸化炭素低排出ガソリンであることがわかる。
Claims (8)
- リサーチ法オクタン価が92以上、硫黄分が10質量ppm以下、銀板腐食が1以下、蒸気圧が72kPa以下、蒸留性状の50容量%留出温度が100℃以下、発熱量当たりの二酸化炭素発生量が0.2685g/kcal以下で、かつGTL系ガソリンを含有することを特徴とするガソリン組成物。
- 容量当たりの二酸化炭素排出量が2.14kg/L以下であることを特徴とする請求項1に記載のガソリン組成物。
- 水素/炭素比が2.29mol/mol以上であることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のガソリン組成物。
- 硫黄分が1質量ppm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガソリン組成物。
- 蒸気圧が65kPa以下、オレフィン分が5容量%以下、アロマ分が5容量%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガソリン組成物。
- 含酸素化合物を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のガソリン組成物。
- 異性化反応による異性化ガソリンを含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のガソリン組成物。
- ガソリンエンジン用燃料又は燃料電池用燃料として使用されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のガソリン組成物。
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