JP2007063353A - ガソリン組成物とその製造方法 - Google Patents
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Abstract
【解決手段】本発明のガソリン組成物は、硫黄分が10質量ppm以下、ベンゼンが1容量%以下、2,3,4−トリメチルペンタン(234TMP)が2.0容量%以上、(234TMP)/(234TMP+224TMP)容量比が0.34以上、芳香族炭化水素分が20〜30容量%及び酸素分が0.1〜2.7質量%であることを特徴とする。また、本発明は、接触改質ガソリン(FCCG)に含まれる炭素数4〜7の炭化水素からベンゼンを除去したガソリン1〜50容量%、トルエン0〜40容量%、FCCGの100℃以下の沸点留分0〜50容量%、アルキレートガソリン5〜30容量%、及び含酸素ガソリン基材0.3〜20容量%を混合して前記のガソリン組成物を得る製造方法である。
【選択図】 なし
Description
(C4L)+(C5)+(C6)≧42 ・・・ (1)
加速性指数A=7×(T50)+3×(T90)+13×(AR)+8×(OX)≦1500 ・・・ (2)
上記式(1)及び(2)において、C4Lは炭素数4以下の炭化水素の含有量(容量%)、C5は炭素数5の炭化水素の含有量(容量%)、C6は炭素数6の炭化水素の含有量(容量%)を示し、T50は50%留出温度(℃)、T90は90%留出温度(℃)、ARは芳香族炭化水素分(容量%)、OXは酸素分(質量%)を示す。
4×(C4L)+(C5)≦42 ・・・ (3)
式(3)において、C4Lは炭素数4以下の炭化水素の含有量(容量%)を示し、C5は炭素数5の炭化水素の含有量(容量%)を示す。
ベンゼンが1容量%以下、排気ガス性状から好ましくは0.6容量%以下である。
(C4L)+(C5)+(C6)≧42 ・・・ (1)
加速性指数A=7×(T50)+3×(T90)+13×(AR)+8×(OX)≦1500 ・・・ (2)
上記式(1)及び(2)において、C4Lは炭素数4以下の炭化水素の含有量(容量%)、C5は炭素数5の炭化水素の含有量(容量%)、C6は炭素数6の炭化水素の含有量(容量%)を示し、T50は50%留出温度(℃)、T90は90%留出温度(℃)、ARは芳香族炭化水素分(容量%)、OXは酸素分(質量%)を示す。
また、本発明のガソリン組成物は、炭素数5以下の炭化水素の含有量が次の式(3)を満たすものが好ましい。軽質炭化水素分が多いほど加速性は向上する傾向を示すが、軽質分の増加による蒸発ガスの増加(蒸発損失)、光化学スモッグ発生や粒子状物質の排出等を抑制する観点から、次式(3)は41.5以下がより好ましくは、さらに好ましくは41.0以下、特に好ましくは40.5以下である。
4×(C4L)+(C5)≦42 ・・・ (3)
式中、C4L及びC5は、上記の式(1)における定義と同様に、それぞれ炭素数4以下の炭化水素の含有量(容量%)及び炭素数5の炭化水素の含有量(容量%)を示す。
本発明のガソリン組成物は、上記性状、組成を満足するように従来のいわゆるガソリン基材を適宜選択し、組み合わせて配合することによって調製することができる。本発明に好適に持ち言うことができるガソリン基材としては次のようなガソリン基材を挙げることができる。
パラフィン系の重質脱硫ナフサを貴金属系の改質触媒と接触して芳香族や分枝炭化水素を多く含む高オクタンの炭化水素油に改質したガソリンである。接触改質反応で生成したガソリンを単に蒸気圧を調整したのみで、ガソリン基材として用いてもよいが、ベンゼンや炭素数7〜8の芳香族を分離して、あるいは蒸留して軽質留分と重質留分に分けて、あるいは、これらを組み合わせて得られる留分を用いてもよい。例えば、接触改質ガソリンに含まれる炭素数4〜7の炭化水素からベンゼンを蒸留分離除去して得たガソリン(ここで、PFM−Nと略すこともある)を好適に用いることができる。また、接触改質ガソリンに含まれる炭素数8以上の炭化水素を蒸留分離して得たガソリン(PX−C8H)なども用いることができる。
接触分解ガソリン(FCCG)は、無定形シリカアルミナ、ゼオライトなどの触媒を使用して、軽油から減圧軽油までの石油留分のほか、重油間接脱硫装置から得られる間脱軽油、重油直接脱硫装置から得られる直脱重油、常圧残さ油などを接触分解して得られる高オクタン価のガソリン基材である。特に、蒸留して分離した軽質留分(FCCGL)は、相当する低沸点留分のガソリン基材の中で最もRONが高いものの一つである。硫黄分が多い場合は、水素化精製して脱硫することができるが、高オクタン価のオレフィンが飽和されてオクタン価が低下するので、洗浄や吸着などの方法で脱硫することが好ましい。
主に脱硫軽質ナフサなどのノルマルパラフィンをより高オクタン価のイソパラフィンに変換させる骨格異性化処理により得られるガソリン基材である。異性化方法は特に限定されないが、水素雰囲気下で、固体酸触媒などを用いて異性化する方法が一般的に使用することができ、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」、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が好ましく用いられる。
アルキレートガソリン(ALKG)は、ブチレンとイソブタンを触媒として硫酸やフッ化水素酸を用いてアルキル化して得られるオクタン価の高いイソオクタン(代表的には、224TMP)を多く含むガソリン基材である。原料はブチレンとイソブタンのみに限定されるものでなく炭素数4近辺のオレフィンとイソパラフィンを用いることもできる。他のガソリン基材に比べて234TMPを比較的多く含むことから、本発明のガソリン組成物を調製するのに好適に用いることのできるガソリン基材である。
含酸素ガソリン基材としては、例えば、炭素数2〜5のアルコール類、炭素数4〜8のエーテル類が好適であり、具体的には、エタノール、プロピルアルコール類、ブチルアルコール類などのアルコールや、アルコール類からの誘導体であるエーテル類やエステル類である、エチルイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル(MTBE)、エチルターシャリーブチルエーテル(ETBE)、エチルセカンダリーブチルエーテル(ESBE)、ジイソプロピルエーテル、ターシャリーアミルエチルエーテル(TAEE)や、酢酸エチル、プロピオン酸エチル等を挙げることができる。特に、ETBEは酸素含有量あたりのオクタン価向上効果がエタノールやMTBEに比べて高く、ETBEの混合により揮発性を悪化させることなくオクタン価を高めることができ好ましい基材である。
一般的に芳香族炭化水素化合物は、環境の面からは好ましいガソリン成分ではない、特にベンゼンは健康上問題がある。炭素数7〜8の芳香族は、石油化学原料としての用途も重要であるが、極めてオクタン価が高い炭化水素化合物であり、ガソリンのオクタン価を向上させる効果がある。なかでもトルエンは、ガソリンのオクタン価を向上させるために便利なガソリン基材の一つである。
本発明のガソリン組成物を調製するにあたって、用いることのできるガソリン基材は上記の基材に限定されるものでなく、脱硫軽質ナフサや、例えば石油化学の分野で製造ないし副生されるガソリン留分の炭化水素油などを用いることができる。例えば、ブタン留分の多い液化石油ガスやイソペンタン等は比較的オクタン価が高いため適宜使用できる。また、本発明のガソリン組成物の構成成分として特徴的な化合物である234TMPそのものをガソリン基材として配合してもよい。炭素数4近辺のオレフィンの低重合や、イソパラフィンとのアルキル化などをとおして、さらに必要なら水素化、異性化を経て234TMPを高含有量で含まれる炭化水素油が得られれば、本発明のガソリン組成物を調製するガソリン基材として好ましく用いることができる。
その他のガソリン基材を含めて、本発明のガソリン組成物の調製に用いるガソリン基材は、硫黄分が10質量ppm以下であることが好ましく、より好ましくは5質量ppm以下、特に好ましくは1質量ppm以下である。
本発明は、上記の物性及び成分組成を満足するガソリン組成物が得られるように配合し、調製されるのであれば、ガソリン基材及びその配合量を特に規定するものではないが、例えば、接触改質ガソリンに含まれる炭素数4〜7の炭化水素からベンゼンを蒸留分離除去して得たガソリン(PFM−N)を1〜50容量%、好ましくは5〜47容量%、接触分解ガソリン(FCCG)を蒸留分離した軽質接触分解ガソリン(FCCGL)を0〜50容量%、好ましくは5〜47容量%、トルエン0〜40容量%、好ましくは1〜35容量%、アルキレートガソリン(ALKG)5〜30容量%、好ましくは10〜27容量%、及び含酸素ガソリン基材を0.3〜20容量%、好ましくは0.5〜15容量%をそれぞれ配合して調製することができる。
さらに、本発明のガソリン組成物には、当業界で公知の燃料油添加剤の1種又は2種以上を必要に応じて配合することができる。これらの配合量は適宜選べるが、通常は添加剤の合計配合量を0.1重量%以下に維持することが好ましい。本発明のガソリン組成物で使用可能な燃料油添加剤を例示すれば、フェノール系、アミン系などの酸化防止剤、シッフ型化合物、チオアミド型化合物などの金属不活性化剤、有機リン系化合物などの表面着火防止剤、コハク酸イミド、ポリアルキルアミン、ポリエーテルアミンなどの清浄分散剤、多価アルコール又はそのエーテルなどの氷結防止剤、有機酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、高級アルコールの硫酸エステルなどの助燃剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などの帯電防止剤、アゾ染料などの着色剤を挙げることができる。
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10℃でアルキル化反応させて、イソオクタンを主成分とするアルキレート(ALKG1)を得た。
ALKG2:
前記ALKG1(100容量部)に234TMP(38容量部)を混合して、234TMPを高濃度で含有する調整アルキレート(ALKG2)を得た。なお、234TMPは試薬を用いた。
脱硫軽油及び脱硫重油などを固体触媒により流動床式反応装置を用いて分解してオレフィン分の高い炭化水素油(流動接触分解ガソリン:FCCG)を得、これを軽質留分と重質留分に蒸留分離して得た軽質留分(FCCGL)である。
脱硫重質ナフサをバイメタル触媒の移動床式接触改質装置で処理して得た接触改質ガソリンを分留し、炭素数4〜7の炭化水素を主成分とする軽質留分の接触改質ガソリンから、ベンゼンを蒸留分離除去して得た。
PX−C8H:
前記の接触改質ガソリンを分留して、炭素数8以上の炭化水素を蒸留分離して得た。
接触改質ガソリンに含まれる芳香族分を抽出した後、精密蒸留して純度約99質量%のトルエンを得た。
ETBE:
イオン交換樹脂触媒(Amberlyst-15)を用い、エタノールとイソブチレンとを反応し、次いで蒸留法により精製し、純度95%以上のETBEを得た。
蒸留性状:JIS K 2254「石油製品−蒸留試験法」
蒸気圧(RVP):JIS K 2258「原油及び燃料油−蒸気圧試験方法−リード法」
オクタン価(RON):JIS K 2280「石油製品−燃料油−オクタン価及びセタン価試験方法並びにセタン指数算出方法」のリサーチ法オクタン価試験方法
硫黄分:JIS K 2541「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」の微量電量滴定式酸化法に準拠して、小数点以下1桁まで求めた。
密度:JIS K 2249「原油及び石油製品−密度試験方法」
カラム槽条件:
材質:メチルシリコーン
初期温度5℃、保持時間10分、昇温速度2℃/分、最終温度140℃、
ガス条件:流速2ml/分、スプリット比50:1、メークアップ量50ml/分、
試料注入量:0.5μL
酸素分:ETBEに含まれる酸素原子の割合と、ETBEの配合量に基づいて算出した。
なお、供試ガソリンの加速時間増加率は、次式により求めた。
加速時間増加率=(供試ガソリンの到達時間−比較例1の到達時間)÷(比較例1の到達時間)×100
Claims (4)
- 硫黄分が10質量ppm以下、ベンゼンが1容量%以下、2,3,4−トリメチルペンタンが2.0容量%以上、(2,3,4−トリメチルペンタン)/(2,3,4−トリメチルペンタン+2,2,4−トリメチルペンタン)比(容量)が0.34以上、芳香族炭化水素分が20〜30容量%及び、酸素分が0.1〜2.7質量%であることを特徴とするガソリン組成物。
- リサーチ法オクタン価が98〜104、50%留出温度が88〜100℃、90%留出温度が110〜150℃、かつ、炭素数6以下の炭化水素の含有量が下記の式(1)を満たし、さらに、加速性指数Aが下記の式(2)を満たす請求項1に記載のガソリン組成物。
(C4L)+(C5)+(C6)≧42 ・・・ (1)
加速性指数A=7×(T50)+3×(T90)+13×(AR)+8×(OX)≦1500 ・・・ (2)
(ここで、C4Lは炭素数4以下の炭化水素の含有量(容量%)、C5は炭素数5の炭化水素の含有量(容量%)、C6は炭素数6の炭化水素の含有量(容量%)を示し、T50は50%留出温度(℃)、T90は90%留出温度(℃)、ARは芳香族炭化水素分(容量%)、OXは酸素分(質量%)を示す。) - 蒸気圧(37.8℃)が65kPa以下であり、かつ、炭素数5以下の炭化水素の含有量が次の式(3)を満たす請求項1又は2に記載のガソリン組成物。
4×(C4L)+(C5)≦42 ・・・ (3)
(ここで、C4Lは炭素数4以下の炭化水素の含有量(容量%)、C5は炭素数5の炭化水素の含有量(容量%)を示す。) - 接触改質ガソリンに含まれる炭素数4〜7の炭化水素からベンゼンを蒸留分離除去して得たガソリン1〜50容量%、トルエン0〜40容量%、流動接触分解ガソリンを蒸留分離して得た100℃以下の沸点の軽質ガソリン0〜50容量%、アルキレートガソリン5〜30容量%、及び含酸素ガソリン基材0.3〜20容量%を混合して請求項1〜3のいずれかに記載のガソリン組成物を得ることを特徴とするガソリン組成物の製造方法。
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