JP2007270104A - Gas oil composition - Google Patents
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
本発明は、冬季に使用する軽油組成物に関するものであり、より詳しくはディーゼル燃焼及び予混合圧縮着火燃焼の両者に適する冬季向け軽油組成物に関するものである。 The present invention relates to a light oil composition used in winter, and more particularly to a winter light oil composition suitable for both diesel combustion and premixed compression ignition combustion.
ディーゼル燃焼は、エンジン燃焼室内に噴射した燃料が蒸発し空気と混合して適度な燃料/空気比率の予混合気となりかつ適度な温度条件になった際に着火(予混合燃焼)が始まるとされている。この着火は燃料の蒸留性状等による蒸発性能と、自己着火性能を示すセタン価でその善し悪しを検討している場合が多い。ディーゼル燃焼で更に出力が必要な場合(高負荷域)は、自己着火が起こった後にも燃料を噴射し続ける必要があり、この場合はエンジン燃焼室内部の空気流動等を利用して燃料噴霧を空気雰囲気に拡散させながら燃焼(拡散燃焼)させる必要がある。従って、燃料性状に求められるものは、予混合燃焼を支援する性状と拡散燃焼を支援する性状であるといえる。 Diesel combustion is said to start ignition (premixed combustion) when the fuel injected into the engine combustion chamber evaporates and mixes with air to form a premixed gas with an appropriate fuel / air ratio and at an appropriate temperature condition. ing. In many cases, this ignition is examined for its goodness and badness by the cetane number indicating the evaporation performance due to the distillation characteristics of the fuel and the like and the self-ignition performance. When further output is required for diesel combustion (high load range), it is necessary to continue to inject fuel even after self-ignition has occurred. In this case, fuel spray is applied using air flow inside the engine combustion chamber. It is necessary to burn (diffusion combustion) while diffusing into the air atmosphere. Therefore, it can be said that what is required for fuel properties is a property that supports premixed combustion and a property that supports diffusion combustion.
これらのディーゼル燃焼から派生した燃焼形態に予混合圧縮着火燃焼があり、その低エミッション性能及び優れた燃費性能から近年注目を受けている。上記ディーゼル燃焼との相違は、燃焼全行程が予混合燃焼であり、拡散燃焼が存在していないことである。しかしながら、上述の通り燃料が有する自己着火性能によって着火が始まってしまうため、特に高負荷域での着火制御が困難であるとされている。そのため、低中負荷のみ予混合圧縮着火燃焼を行い、高負荷域は通常のディーゼル燃焼に切り替える燃焼コンセプトを採用しているエンジンも多い。従って、燃料性状に求められるものは、低負荷域での予混合圧縮着火燃焼を支持する因子と、高負荷域でのディーゼル燃焼を支持する因子の両立であるといえる。 Premixed compression ignition combustion is a combustion form derived from these diesel combustions, and has recently received attention due to its low emission performance and excellent fuel efficiency. The difference from the above-mentioned diesel combustion is that the entire combustion stroke is premixed combustion and there is no diffusion combustion. However, as described above, since ignition starts due to the self-ignition performance of the fuel, it is difficult to control ignition particularly in a high load range. Therefore, many engines adopt a combustion concept that performs premixed compression ignition combustion only at low and medium loads and switches to normal diesel combustion in the high load range. Therefore, it can be said that what is required for fuel properties is both a factor that supports premixed compression ignition combustion in a low load region and a factor that supports diesel combustion in a high load region.
一般に軽油組成物は、基材として、原油の常圧蒸留装置から得られる直留軽油に水素化精製処理や水素化脱硫処理を施したもの、原油の常圧蒸留装置から得られる直留灯油に水素化精製処理や水素化脱硫処理を施したものを1種または2種以上配合することにより製造されている。特に、冬場の低温流動性を確保するためには、上記灯油基材と軽油基材の配合比を制御している場合が多く、必要に応じてセタン価向上剤や清浄剤、低温流動性向上剤等の添加剤が配合される(例えば、非特許文献1参照。)。 In general, a light oil composition is obtained by applying hydrorefining treatment or hydrodesulfurization treatment to straight-run gas oil obtained from a crude oil atmospheric distillation device as a base material, or straight-run kerosene obtained from a crude oil atmospheric distillation device. It is manufactured by blending one or two or more hydrorefined or hydrodesulfurized ones. In particular, in order to ensure low temperature fluidity in winter, the mixing ratio of the above kerosene base and gas oil base is often controlled, and cetane number improvers, detergents, and low temperature fluidity improvement as necessary. An additive such as an agent is blended (see, for example, Non-Patent Document 1).
上述の予混合圧縮着火燃焼向け燃料に関しては、例えば特許文献1に比較的軽質な接触分解軽油を配合し、かつ低セタン価、高密度、高芳香族分含有量を特徴としたディーゼル軽油組成物が開示されている。本文献によれば予混合圧縮着火燃焼用途として優れた低温性能と低NOx、低PM性能を両立できると記載されているが、芳香族分含有量が極めて多いために予混合圧縮着火燃焼のデメリットである未燃燃料分の排出が大きくなることが容易に予想される。また、上述の通り、現在は予混合圧縮着火燃焼と一般のディーゼル燃焼を並行して使用することが多く、本文献の低セタン価、高密度、高芳香族分含有量を特徴とする燃料ではこのような燃焼には全く不適であることは明確である。さらには高芳香族分含有量の影響により、噴射ノズルやEGR(排ガス再循環)制御バルブ等へのすす分、デポジット分の付着も容易に予測されるため、本文献は環境対応燃料としての根本をなしていない。同様に特許文献2、特許文献3、特許文献4では蒸留性状を関数化規定することで予混合圧縮着火燃焼に効果があることを示しているが、上述の通り蒸留性状は燃料の自己着火性を制御する因子を化学的に有しておらず、特に本文献のように早期に燃料を噴射するタイプの予混合圧縮着火燃焼を前提とした場合は、なおさら蒸発特性の影響は小さいと考えられる。また、留分量ではなくT90のような留出量あたりの温度という指標は、燃料の素性を知る目安となりうるものの、絶対的な量的定義ではないため意味をなしてはいない。また、いわゆるセタン価自体は低い値に抑えてあるものの、積極的な着火制御に必要とされる飽和炭化水素化合物の含有量は反面減少する方向にあるため、任意の着火制御はできない燃料であるといえる。従って、これらの定義では自己着火を制御しうる燃料性状とは言い難いことは明確であり、ひいては環境対応燃料の実現には至っていないと考えられる。 With regard to the above-mentioned fuel for premixed compression ignition combustion, for example, a diesel light oil composition characterized by blending a relatively light catalytic cracking light oil with Patent Document 1 and having a low cetane number, a high density, and a high aromatic content. Is disclosed. According to this document, it is described that it is possible to achieve both low temperature performance, low NOx, and low PM performance, which are excellent for premixed compression ignition combustion applications, but the disadvantages of premixed compression ignition combustion due to its extremely high aromatic content. It is easily expected that the amount of unburned fuel will increase. In addition, as described above, currently, premixed compression ignition combustion and general diesel combustion are often used in parallel, and in the fuel characterized by low cetane number, high density, and high aromatic content in this document It is clear that it is totally unsuitable for such combustion. Furthermore, because of the high aromatic content, it is easy to predict soot and deposit deposits on injection nozzles, EGR (exhaust gas recirculation) control valves, etc., so this document is fundamental as an environmentally friendly fuel. Not doing. Similarly, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4 show that the distillation property is defined as a function, and that it is effective for premixed compression ignition combustion. As described above, the distillation property is self-ignitability of fuel. It is thought that the effect of evaporation characteristics is still small, especially when premixed compression ignition combustion of the type that injects fuel early as in this document is presupposed. . Further, an index of temperature per distillate amount, such as T90, but not a distillate amount can be a guide for knowing the characteristics of the fuel, but it does not make sense because it is not an absolute quantitative definition. In addition, although the so-called cetane number itself is suppressed to a low value, the content of the saturated hydrocarbon compound required for active ignition control is on the other hand decreasing, so it is a fuel that cannot be controlled arbitrarily It can be said. Therefore, it is clear that these definitions cannot be said to be a fuel property that can control self-ignition, and it is considered that environmentally friendly fuel has not been realized.
また、使用環境を鑑みて、季節ごとに燃料性状を最適化していくことが環境対応型燃料として必要なことである。本発明が範囲とする冬場の使用を前提とした場合、低温流動性に配慮した結果、過度に蒸留性状を軽質化した燃料では噴射ポンプの焼付、キャビテーションダメージや高温再始動性に不具合が生じる可能性が多い。
すなわち、優れた冬季環境下での実用性能と予混合圧縮着火燃焼にも適用できる環境対応性能を同時に有する軽油組成物に求められる要件を高水準で同時に達成できる高品質の燃料を設計することは非常に困難であり、これ以外の燃料油として求められている諸性能を十分満たし、また現実的な製造方法の検討を踏まえた例、知見は存在していない。
In other words, designing a high-quality fuel that can simultaneously achieve a high level of requirements for a light oil composition that has both practical performance in an excellent winter environment and environmentally compatible performance that can also be applied to premixed compression ignition combustion. It is very difficult, and there are no examples or knowledge based on the examination of realistic production methods that sufficiently satisfy various performances required for other fuel oils.
本発明はかかる実状に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、冬季に使用する軽油組成物を提供するものであり、より詳しくはディーゼル燃焼及び予混合圧縮着火燃焼の両者に適する冬季向け軽油組成物を提供するものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a light oil composition for use in winter, and more specifically, winter suitable for both diesel combustion and premixed compression ignition combustion. The light oil composition for is provided.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、FT合成基材を配合した、硫黄分含有量が5質量ppm以下、酸素含有量が100質量ppm以下、体積弾性率が1250MPa以上1450MPa以下、セーボルト色が+22以上、潤滑性能が400μm以下、蒸留性状の初留点が140℃以上、終点が350℃以下であり、かつ各留分範囲に下記(1)〜(3)の特徴を有する、幾何的圧縮比が16以下の過給器及びEGR付きディーゼルエンジンで使用される硫黄分以外の品質項目性状がJIS特3号軽油規格を満たす軽油組成物。
(1)200℃未満の留分範囲におけるセタン価が40以上60未満であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が40容量%以上70容量%以下。
(2)200℃以上280℃未満の留分範囲におけるセタン価が60以上80未満であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が20容量%以上59容量%以下。
(3)280℃以上の留分範囲におけるセタン価が50以上であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が1容量%以上30容量%以下。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention.
That is, blended with an FT synthetic substrate, the sulfur content is 5 mass ppm or less, the oxygen content is 100 mass ppm or less, the volume modulus is 1250 MPa to 1450 MPa, the Saybolt color is +22 or more, and the lubrication performance is 400 μm or less. A supercharger having a distillation compression initial boiling point of 140 ° C. or higher and an end point of 350 ° C. or lower, and having the following characteristics (1) to (3) in each fraction range and having a geometric compression ratio of 16 or lower; A diesel fuel composition that satisfies the JIS Special No. 3 diesel oil standards for quality items other than sulfur used in diesel engines with EGR.
(1) The cetane number in the fraction range of less than 200 ° C. is 40 or more and less than 60, and the constituent ratio per volume in the whole fraction is 40 volume% or more and 70 volume% or less.
(2) The cetane number in the fraction range of 200 ° C. or more and less than 280 ° C. is 60 or more and less than 80, and the constituent ratio per volume in the whole fraction is 20% by volume or more and 59% by volume or less.
(3) The cetane number in the fraction range of 280 ° C. or higher is 50 or more, and the composition ratio per volume in the whole fraction is 1 volume% or more and 30 volume% or less.
また、好ましくは加速酸化試験後の過酸化物価が50質量ppm以下、芳香族分が15容量%以下であり、さらに好ましくはFT合成基材の配合比率が20容量%以上であることを特徴とする軽油組成物である。 Preferably, the peroxide value after the accelerated oxidation test is 50 mass ppm or less, the aromatic content is 15% by volume or less, and more preferably, the blending ratio of the FT synthetic substrate is 20% by volume or more. It is a light oil composition.
本発明の意図する所は、着火現象だけでなくその前段階の蒸発現象及び空気との混合現象も考慮した点であり、比較的早期に蒸発する軽質な留分と比較的後期に蒸発する重質な留分とを着火性も含めてバランスさせたことである。これにより、予混合圧縮着火燃焼でも一般のディーゼル燃焼でも最適な着火状態を支援することができる。なお、これらの着火現象は使用するエンジン側の圧縮比や吸気条件への依存度も高いため、本発明においては最も優れた効能を発揮させるため、使用するエンジンの条件にも制限を強いた。 The intent of the present invention is to consider not only the ignition phenomenon but also the evaporation phenomenon in the previous stage and the mixing phenomenon with air, and the light fraction that evaporates relatively early and the heavy fraction that evaporates relatively later. This is a balance of quality fractions including ignitability. Thereby, an optimal ignition state can be supported in both premixed compression ignition combustion and general diesel combustion. Since these ignition phenomena are highly dependent on the compression ratio and intake conditions on the engine side to be used, in order to exert the most excellent effect in the present invention, the conditions of the engine to be used are also restricted.
本発明によれば、上記の製造方法、留分規定等により製造された軽油組成物を使用することにより、従来の軽油組成物では実現が困難であった冬季環境下での実用性能と予混合圧縮着火燃焼にも適用できる環境対応性能とを高水準で同時に達成できる高品質の燃料を提供することができる。 According to the present invention, by using the light oil composition produced by the above production method, fraction regulation, etc., practical performance and premixing in a winter environment that was difficult to realize with conventional light oil compositions. It is possible to provide a high-quality fuel that can simultaneously achieve a high level of environmental performance that can be applied to compression ignition combustion.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の軽油組成物にはFT合成基材を配合する必要がある。FT合成基材は飽和炭化水素化合物から構成されており、これらの配合を制御することで本発明の軽油組成物を容易に製造することができる。FT合成基材の性状は本発明の軽油組成物の性状を満足する上においては特に制約はない。FT合成基材以外の基材には本発明の軽油組成物の性状を満足する上においては特に制約はないが、環境対応性能を十分に発揮させるためには、以下に示す高度に水素化処理を行った石油系基材、動植物由来の処理油等を配合することが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The light oil composition of the present invention needs to contain an FT synthesis base material. The FT synthesis base material is composed of a saturated hydrocarbon compound, and the light oil composition of the present invention can be easily produced by controlling the blending thereof. The properties of the FT synthetic substrate are not particularly limited in satisfying the properties of the light oil composition of the present invention. There are no particular restrictions on the base material other than the FT synthetic base material in satisfying the properties of the light oil composition of the present invention. It is preferable to blend the petroleum-based base material and the processed oil derived from animals and plants.
FT合成基材とは、水素及び一酸化炭素を主成分とする混合ガス(合成ガスと称する場合もある)に対してフィッシャートロプシュ(FT)反応を適用させて得られるナフサ、灯油、軽油相当の液体留分、およびこれらを水素化精製、水素化分解することによって得られる炭化水素混合物、およびFT反応により液体留分およびFTワックスを生成し、これを水素化精製、水素化分解することにより得られる炭化水素混合物からなる基材のことを示す。 The FT synthesis base material is equivalent to naphtha, kerosene, or light oil obtained by applying a Fischer-Tropsch (FT) reaction to a mixed gas (also referred to as synthesis gas) mainly composed of hydrogen and carbon monoxide. Liquid fraction, and hydrocarbon mixture obtained by hydrotreating and hydrocracking them, and liquid fraction and FT wax are produced by FT reaction, and obtained by hydrotreating and hydrocracking this. It shows the base material which consists of a hydrocarbon mixture.
本発明の軽油組成物は、FT合成基材を20容量%以上配合することが好ましい。また、硫黄分や芳香族分といった環境負荷を増加させる頻度を低減し、かつ予混合圧縮着火燃焼に必要となる着火制御をより効果的に行う目的等の理由から、25容量%以上がより好ましく、30容量%以上がさらに好ましく、35容量%以上がさらにより好ましい。
なお、本発明に用いるFT合成基材の性状は、本発明の軽油組成物が所定の性状を有しさえすれば特に限定されるものではないが、本発明の軽油組成物の製造のしやすさの点から、沸点範囲が140〜380℃の合成基材の配合が好ましい。
The light oil composition of the present invention preferably contains 20% by volume or more of the FT synthetic base material. Further, for the purpose of reducing the frequency of increasing environmental loads such as sulfur and aromatics and more effectively performing the ignition control required for premixed compression ignition combustion, 25% by volume or more is more preferable. 30% by volume or more is more preferable, and 35% by volume or more is even more preferable.
The properties of the FT synthesis base material used in the present invention are not particularly limited as long as the light oil composition of the present invention has predetermined properties, but it is easy to produce the light oil composition of the present invention. From this point, the blending of a synthetic base material having a boiling range of 140 to 380 ° C. is preferable.
FT合成基材の原料となる混合ガスは、炭素を含有する物質を、酸素および/または水および/または二酸化炭素を酸化剤に用いて酸化し、更に必要に応じて水を用いたシフト反応により所定の水素および一酸化炭素濃度に調整して得られる。
炭素を含有する物質としては、天然ガス、石油液化ガス、メタンガス等の常温で気体となっている炭化水素からなるガス成分や、石油アスファルト、バイオマス、石炭、建材やゴミ等の廃棄物、汚泥、及び通常の方法では処理しがたい重質な原油、非在来型石油資源等を高温に晒すことで得られる混合ガスが一般的であるが、水素及び一酸化炭素を主成分とする混合ガスが得られる限りにおいては、本発明はその原料を限定するものではない。
The mixed gas used as the raw material of the FT synthesis base material is obtained by oxidizing a carbon-containing substance using oxygen and / or water and / or carbon dioxide as an oxidizing agent, and further using a shift reaction using water as necessary. It is obtained by adjusting to a predetermined hydrogen and carbon monoxide concentration.
Substances containing carbon include natural gas, petroleum liquefied gas, methane gas, etc., gas components consisting of hydrocarbons that are gaseous at room temperature, petroleum asphalt, biomass, coal, waste such as building materials and garbage, sludge, In addition, mixed gas obtained by exposing heavy crude oil, unconventional petroleum resources, etc. that are difficult to process by ordinary methods to high temperatures is common, but mixed gas mainly composed of hydrogen and carbon monoxide As long as is obtained, the present invention does not limit the raw materials.
フィッシャートロプシュ反応には金属触媒が必要である。好ましくは周期律表第8族の金属、例えば、コバルト、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、ニッケル、鉄等、更に好ましくは第8族第4周期の金属を活性触媒成分として利用する方法である。また、これらの金属を適量混合した金属群を用いることもできる。これらの活性金属はシリカやアルミナ、チタニア、シリカアルミナなどの担体上に担持して得られる触媒の形態で使用することが一般的である。また、これら触媒に上記活性金属に加えて第2金属を組合せて使用することにより、触媒性能を向上させることもできる。第2金属としては、ナトリウム、リチウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の他に、ジルコニウム、ハフニウム、チタニウムなどが挙げられ、一酸化炭素の転化率向上やワックス生成量の指標となる連鎖成長確率(α)の増加など、目的に応じて適宜使用されている。 A Fischer-Tropsch reaction requires a metal catalyst. Preferably, the method uses a group 8 metal of the periodic table, for example, cobalt, ruthenium, rhodium, palladium, nickel, iron, etc., more preferably a group 8 group 4 metal as the active catalyst component. Moreover, the metal group which mixed these metals in an appropriate amount can also be used. These active metals are generally used in the form of a catalyst obtained by being supported on a support such as silica, alumina, titania or silica alumina. Further, by using these catalysts in combination with a second metal in addition to the above active metal, the catalyst performance can be improved. Examples of the second metal include zirconium, hafnium, titanium, and the like in addition to alkali metals and alkaline earth metals such as sodium, lithium, and magnesium, and a chain that serves as an index for improving the conversion rate of carbon monoxide and generating wax. It is used appropriately according to the purpose, such as an increase in growth probability (α).
フィッシャートロプシュ反応は、混合ガスを原料として、液体留分およびFTワックスを生成する合成法である。この合成法を効率的に行うために、一般には混合ガス中の水素と一酸化炭素の比を制御することが好ましい。一酸化炭素に対する水素のモル混合比(水素/一酸化炭素)は1.2以上であることが好ましく、1.5以上であることがより好ましく、1.8以上であることが更により好ましい。また、この比率は3以下であることが好ましく、2.6以下であることがより好ましく、2.2以下であることが更により好ましい。 The Fischer-Tropsch reaction is a synthesis method that generates a liquid fraction and FT wax using a mixed gas as a raw material. In order to efficiently perform this synthesis method, it is generally preferable to control the ratio of hydrogen to carbon monoxide in the mixed gas. The molar mixing ratio of hydrogen to carbon monoxide (hydrogen / carbon monoxide) is preferably 1.2 or more, more preferably 1.5 or more, and even more preferably 1.8 or more. The ratio is preferably 3 or less, more preferably 2.6 or less, and even more preferably 2.2 or less.
上記触媒を用いてフィッシャートロプシュ反応を行う場合の反応温度は、180℃以上320℃以下であることが好ましく、200℃以上300℃以下であることがより好ましい。反応温度が180℃未満では一酸化炭素がほとんど反応せず、炭化水素収率が低い傾向にある。また、反応温度が320℃を超えると、メタンなどのガス生成量が増加し、液体留分およびFTワックスの生成効率が低下してしまう。 When performing the Fischer-Tropsch reaction using the catalyst, the reaction temperature is preferably 180 ° C. or higher and 320 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. When the reaction temperature is less than 180 ° C., carbon monoxide hardly reacts and the hydrocarbon yield tends to be low. On the other hand, when the reaction temperature exceeds 320 ° C., the amount of gas such as methane increases, and the production efficiency of the liquid fraction and FT wax decreases.
触媒に対するガス空間速度に特に制限は無いが、500h−1以上4000h−1以下が好ましく、1000h−1以上3000h−1以下がより好ましい。ガス空間速度が500h−1未満では液体燃料の生産性が低下する傾向にあり、また4000h−1を超えると反応温度を高くせざるを得なくなると共にガス生成が大きくなり、目的物の収率が低下してしまう。 No particular restriction on the gas hourly space velocity relative to the catalyst, but preferably 500h -1 or more 4000h -1 or less, 1000h -1 or more 3000h -1 or less is more preferable. If the gas space velocity is less than 500 h −1 , the productivity of the liquid fuel tends to decrease. If the gas space velocity exceeds 4000 h −1 , the reaction temperature must be increased, and gas generation increases, resulting in a yield of the target product. It will decline.
反応圧力(一酸化炭素と水素からなる合成ガスの分圧)は特に制限が無いが、0.5MPa以上7MPa以下が好ましく、2MPa以上4MPa以下がより好ましい。反応圧力が0.5MPa未満では液体燃料の収率が低下する傾向にあり、また7MPaを超えると設備投資額が大きくなる傾向にあり、非経済的になる。 The reaction pressure (partial pressure of synthesis gas composed of carbon monoxide and hydrogen) is not particularly limited, but is preferably 0.5 MPa or more and 7 MPa or less, and more preferably 2 MPa or more and 4 MPa or less. If the reaction pressure is less than 0.5 MPa, the yield of the liquid fuel tends to decrease, and if it exceeds 7 MPa, the amount of capital investment tends to increase, which is uneconomical.
FT合成基材は上記FT反応により生成された液体留分およびFTワックスを任意の方法で水素化精製または水素化分解し、目的にあった蒸留性状、組成等に調整することで得られる。水素化精製及び水素化分解は目的に即して選択すればよく、どちらか一方のみまたは両方法の組み合わせ等の選択も本発明の軽油組成物を製造しうる範囲において何ら限定されるものではない。 The FT synthesis substrate can be obtained by hydrorefining or hydrocracking the liquid fraction and FT wax produced by the above FT reaction by any method and adjusting them to the distillation properties, composition, etc. suitable for the purpose. Hydrorefining and hydrocracking may be selected in accordance with the purpose, and selection of only one or a combination of both methods is not limited in any way as long as the light oil composition of the present invention can be produced. .
水素化精製に用いる触媒は水素化活性金属を多孔質担体に担持したものが一般的であるが、同様の効果が得られる触媒であれば本発明はその形態を何ら限定するものではない。
多孔質担体としては無機酸化物が好ましく用いられる。具体的には、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ボリア、シリカ、ゼオライトなどが挙げられる。
ゼオライトは結晶性アルミノシリケートであり、フォージャサイト、ペンタシル、モルデナイトなどが挙げられ、好ましくはフォージャサイト、ベータ、モルデナイト、特に好ましくはY型、ベータ型が用いられる。なかでも、Y型は超安定化したものが好ましい。
The catalyst used for hydrorefining is generally a catalyst in which a hydrogenation active metal is supported on a porous carrier, but the present invention does not limit the form of the catalyst as long as the same effect can be obtained.
An inorganic oxide is preferably used as the porous carrier. Specific examples include alumina, titania, zirconia, boria, silica, zeolite, and the like.
Zeolite is a crystalline aluminosilicate, and includes faujasite, pentasil, mordenite, etc., preferably faujasite, beta, mordenite, particularly preferably Y type and beta type. Of these, the Y type is preferably ultra-stabilized.
活性金属としては以下に示す2つの種類(活性金属Aタイプおよび活性金属Bタイプ)が好ましく用いられる。
活性金属Aタイプは周期律表第8族金属から選ばれる少なくとも1種類の金属である。好ましくはRu、Rh、Ir、PdおよびPtから選ばれる少なくとも1種類であり、さらに好ましくはPdまたは/およびPtである。活性金属としてはこれらの金属を組み合わせたものでよく、例えば、Pt−Pd、Pt−Rh、Pt−Ru、Ir−Pd、Ir−Rh、Ir−Ru、Pt−Pd−Rh、Pt−Rh−Ru、Ir−Pd−Rh、Ir−Rh−Ruなどがある。これらの金属からなる貴金属系触媒を使う際には、水素気流下において予備還元処理を施した後に用いることができる。一般的には水素を含むガスを流通し、200℃以上の熱を所定の手順に従って与えることにより触媒上の活性金属が還元され、水素化活性を発現することになる。
また活性金属Bタイプとして、周期律表第6A族および第8族金属から選ばれる少なくとも一種類の金属を含有し、望ましくは第6A族および第8族から選択される二種類以上の金属を含有しているものも使用することができる。例えばCo−Mo、Ni−Mo、Ni−Co−Mo、Ni−Wが挙げられ、これらの金属からなる金属硫化物触媒を使う際には予備硫化工程を含む必要がある。
As the active metal, the following two types (active metal A type and active metal B type) are preferably used.
The active metal A type is at least one metal selected from Group 8 metals of the Periodic Table. Preferably, it is at least one selected from Ru, Rh, Ir, Pd and Pt, and more preferably Pd or / and Pt. The active metal may be a combination of these metals. For example, Pt—Pd, Pt—Rh, Pt—Ru, Ir—Pd, Ir—Rh, Ir—Ru, Pt—Pd—Rh, Pt—Rh— Ru, Ir-Pd-Rh, Ir-Rh-Ru, and the like. When using a noble metal catalyst composed of these metals, it can be used after pre-reduction treatment in a hydrogen stream. In general, when a gas containing hydrogen is circulated and heat of 200 ° C. or higher is applied according to a predetermined procedure, the active metal on the catalyst is reduced, and hydrogenation activity is exhibited.
Further, as the active metal B type, it contains at least one metal selected from Group 6A and Group 8 metals of the periodic table, and preferably contains two or more metals selected from Groups 6A and 8 What you are doing can also be used. For example, Co-Mo, Ni-Mo, Ni-Co-Mo, and Ni-W can be mentioned. When using a metal sulfide catalyst made of these metals, it is necessary to include a preliminary sulfidation step.
金属源としては一般的な無機塩、錯塩化合物を用いることができ、担持方法としては含浸法、イオン交換法など通常の水素化触媒で用いられる担持方法のいずれの方法も用いることができる。また、複数の金属を担持する場合には混合溶液を用いて同時に担持してもよく、または単独溶液を用いて逐次担持してもよい。金属溶液は水溶液でもよく有機溶剤を用いてもよい。 As the metal source, a general inorganic salt or a complex salt compound can be used, and as a supporting method, any method of a supporting method used in an ordinary hydrogenation catalyst such as an impregnation method or an ion exchange method can be used. When a plurality of metals are supported, they may be supported simultaneously using a mixed solution, or may be sequentially supported using a single solution. The metal solution may be an aqueous solution or an organic solvent.
活性金属Aタイプからなる触媒を用いて水素化精製を行う場合の反応温度は、180℃以上400℃以下であることが好ましく、200℃以上370℃以下であることがより好ましく、250℃以上350℃以下であることが更に好ましく、280℃以上350℃以下が更により好ましい。水素化精製における反応温度が370℃を超えると、ナフサ留分へ分解する副反応が増えて中間留分の収率が極度に減少するため好ましくない。また、反応温度が270℃を下回ると、アルコール分が除去しきれずに残存するため好ましくない。
活性金属Bタイプからなる触媒を用いて水素化精製を行う場合の反応温度は、170℃以上320℃以下であることが好ましく、175℃以上300℃以下であることがより好ましく、180℃以上280℃以下であることが更に好ましい。水素化精製における反応温度が320℃を超えると、ナフサ留分へ分解する副反応が増えて中間留分の収率が極度に減少するため好ましくない。また、反応温度が170℃を下回ると、アルコール分が除去しきれずに残存するため好ましくない。
The reaction temperature when hydrotreating using a catalyst composed of an active metal A type is preferably 180 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or higher and 370 ° C. or lower, and 250 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. More preferably, the temperature is 280 ° C. or lower and even more preferably 280 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. When the reaction temperature in hydrorefining exceeds 370 ° C., side reactions that decompose into a naphtha fraction increase and the yield of the middle fraction is extremely reduced, which is not preferable. On the other hand, when the reaction temperature is lower than 270 ° C., the alcohol component cannot be completely removed and is not preferable.
The reaction temperature when hydrotreating using a catalyst comprising an active metal B type is preferably 170 ° C. or higher and 320 ° C. or lower, more preferably 175 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and 180 ° C. or higher and 280 ° C. More preferably, it is not higher than ° C. If the reaction temperature in the hydrorefining exceeds 320 ° C., side reactions that decompose into naphtha fractions increase, and the yield of middle fractions is extremely undesirably reduced. On the other hand, when the reaction temperature is lower than 170 ° C., the alcohol component cannot be completely removed and is not preferable.
活性金属Aタイプからなる触媒を用いて水素化精製を行う場合の水素圧力は、0.5MPa以上12MPa以下であることが好ましく、1.0MPa以上5.0MPa以下であることがより好ましい。水素圧力は高いほど水素化反応が促進されるが、一般には経済的に最適点が存在する。
活性金属Bタイプからなる触媒を用いて水素化精製を行う場合の水素圧力は、2MPa以上10MPa以下であることが好ましく、2.5MPa以上8MPa以下であることがより好ましく、3MPa以上7MPa以下であることが更に好ましい。水素圧力は高いほど水素化反応が促進されるが、一般には経済的に最適点が存在する。
The hydrogen pressure when hydrotreating using a catalyst composed of an active metal A type is preferably 0.5 MPa or more and 12 MPa or less, and more preferably 1.0 MPa or more and 5.0 MPa or less. The higher the hydrogen pressure, the more hydrogenation reaction is promoted, but generally there is an optimal point economically.
The hydrogen pressure when hydrotreating using a catalyst composed of an active metal B type is preferably 2 MPa or more and 10 MPa or less, more preferably 2.5 MPa or more and 8 MPa or less, and 3 MPa or more and 7 MPa or less. More preferably. The higher the hydrogen pressure, the more hydrogenation reaction is promoted, but generally there is an optimal point economically.
活性金属Aタイプからなる触媒を用いて水素化精製を行う場合の液空間速度(LHSV)は、0.1h−1以上10.0h−1以下であることが好ましく、0.3h−1以上3.5h−1以下であることがより好ましい。LHSVは低いほど反応に有利であるが、低すぎる場合には極めて大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となるので経済的に好ましくない。
活性金属Bタイプからなる触媒を用いて水素化精製を行う場合の液空間速度(LHSV)は、0.1h−1以上2h−1以下であることが好ましく、0.2h−1以上1.5h−1以下であることがより好ましく、0.3h−1以上1.2h−1以下であることが更に好ましい。LHSVは低いほど反応に有利であるが、低すぎる場合には極めて大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となるので経済的に好ましくない。
The liquid hourly space velocity which hydrorefining is carried out using a catalyst composed of the active metal A type (LHSV) is preferably at 0.1 h -1 or more 10.0H -1 or less, 0.3h -1 or 3 More preferably, it is 5 h −1 or less. The lower the LHSV, the more advantageous for the reaction. However, if the LHSV is too low, an extremely large reaction tower volume is required, resulting in excessive capital investment, which is not economical.
The liquid hourly space velocity which hydrorefining is carried out using a catalyst composed of the active metal B type (LHSV) is preferably at 0.1 h -1 or more 2h -1 or less, 0.2 h -1 or more 1.5h more preferably 1 or less, and more preferably 0.3h -1 or 1.2 h -1. The lower the LHSV, the more advantageous for the reaction. However, if the LHSV is too low, an extremely large reaction tower volume is required, resulting in excessive capital investment, which is not economical.
活性金属Aタイプからなる触媒を用いて水素化精製を行う場合の水素/油比は、50NL/L以上1000NL/L以下であることが好ましく、70NL/L以上800NL/L以下であることがより好ましい。水素/油比は高いほど水素化反応が促進されるが、一般には経済的に最適点が存在する。
活性金属Bタイプからなる触媒を用いて水素化精製を行う場合の水素/油比は、100NL/L以上800NL/L以下であることが好ましく、120NL/L以上600NL/L以下であることがより好ましく、150NL/L以上500NL/L以下であることが更に好ましい。水素/油比は高いほど水素化反応が促進されるが、一般には経済的に最適点が存在する。
The hydrogen / oil ratio is preferably 50 NL / L or more and 1000 NL / L or less, more preferably 70 NL / L or more and 800 NL / L or less when hydrotreating using a catalyst composed of an active metal A type. preferable. The higher the hydrogen / oil ratio, the more hydrogenation reaction is promoted, but generally there is an optimal point economically.
The hydrogen / oil ratio when hydrotreating using a catalyst composed of an active metal B type is preferably 100 NL / L or more and 800 NL / L or less, more preferably 120 NL / L or more and 600 NL / L or less. Preferably, it is 150 NL / L or more and 500 NL / L or less. The higher the hydrogen / oil ratio, the more hydrogenation reaction is promoted, but generally there is an optimal point economically.
水素化分解に用いる触媒は水素化活性金属を固体酸性質を有する担体に担持したものが一般的であるが、同様の効果が得られる触媒であれば本発明はその形態を何ら限定するものではない。
固体酸性質を有する担体にはアモルファス系と結晶系のゼオライトがある。具体的にはアモルファス系のシリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、シリカ−チタニアとゼオライトのフォージャサイト型、ベータ型、MFI型、モルデナイト型などがある。好ましくはフォージャサイト型、ベータ型、MFI型、モルデナイト型のゼオライト、より好ましくはY型、ベータ型である。Y型は超安定化したものが好ましい。
The catalyst used for hydrocracking is generally one in which a hydrogenation active metal is supported on a carrier having a solid acid property, but the present invention does not limit the form of the catalyst as long as the same effect can be obtained. Absent.
Supports having a solid acid property include amorphous and crystalline zeolites. Specific examples include amorphous silica-alumina, silica-magnesia, silica-zirconia, silica-titania and zeolite faujasite type, beta type, MFI type, and mordenite type. Preferred are faujasite type, beta type, MFI type, and mordenite type zeolite, and more preferred are Y type and beta type. The Y type is preferably ultra-stabilized.
活性金属としては以下に示す2つの種類(活性金属Aタイプおよび活性金属Bタイプ)が好ましく用いられる。
活性金属Aタイプとしては主に周期律表第6A族および第8族金属から選ばれる少なくとも1種類の金属である。好ましくはNi、Co、Mo、Pt、PdおよびWから選ばれる少なくとも1種類の金属である。これらの金属からなる貴金属系触媒を使う際には、水素気流下において予備還元処理を施した後に用いることができる。一般的には水素を含むガスを流通し、200℃以上の熱を所定の手順に従って与えることにより触媒上の活性金属が還元され、水素化活性を発現することになる。
また活性金属Bタイプとしてはこれらの金属を組み合わせたものでよく、例えば、Pt−Pd、Co−Mo、Ni−Mo、Ni−W、Ni−Co−Moなどが挙げられる。また、これらの金属からなる触媒を使う際には、予備硫化したのち使用するのが好ましい。
As the active metal, the following two types (active metal A type and active metal B type) are preferably used.
The active metal A type is at least one metal selected from Group 6A and Group 8 metals in the periodic table. Preferably, it is at least one metal selected from Ni, Co, Mo, Pt, Pd and W. When using a noble metal catalyst composed of these metals, it can be used after pre-reduction treatment in a hydrogen stream. In general, when a gas containing hydrogen is circulated and heat of 200 ° C. or higher is applied according to a predetermined procedure, the active metal on the catalyst is reduced, and hydrogenation activity is exhibited.
The active metal B type may be a combination of these metals, and examples thereof include Pt—Pd, Co—Mo, Ni—Mo, Ni—W, and Ni—Co—Mo. Moreover, when using the catalyst which consists of these metals, it is preferable to use after pre-sulfiding.
金属源としては一般的な無機塩、錯塩化合物を用いることができ、担持方法としては含浸法、イオン交換法など通常の水素化触媒で用いられる担持方法のいずれの方法も用いることができる。また、複数の金属を担持する場合には混合溶液を用いて同時に担持してもよく、または単独溶液を用いて逐次担持してもよい。金属溶液は水溶液でもよく有機溶剤を用いてもよい。 As the metal source, a general inorganic salt or a complex salt compound can be used, and as a supporting method, any method of a supporting method used in an ordinary hydrogenation catalyst such as an impregnation method or an ion exchange method can be used. When a plurality of metals are supported, they may be supported simultaneously using a mixed solution, or may be sequentially supported using a single solution. The metal solution may be an aqueous solution or an organic solvent.
活性金属Aタイプおよび活性金属Bタイプからなる触媒を用いて水素化分解を行う場合の反応温度は、200℃以上450℃以下であることが好ましく、250℃以上430℃以下であることがより好ましく、300℃以上400℃以下であることが更に好ましい。水素化分解における反応温度が450℃を超えると、ナフサ留分へ分解する副反応が増えて中間留分の収率が極度に減少するため好ましくない。一方、200℃未満の場合は触媒の活性が著しく低下するので好ましくない。 The reaction temperature when performing hydrocracking using a catalyst comprising an active metal A type and an active metal B type is preferably 200 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or higher and 430 ° C. or lower. More preferably, it is 300 ° C. or more and 400 ° C. or less. If the reaction temperature in the hydrocracking exceeds 450 ° C., side reactions that decompose into a naphtha fraction increase and the yield of the middle fraction is extremely reduced, which is not preferable. On the other hand, when the temperature is lower than 200 ° C., the activity of the catalyst is remarkably lowered, which is not preferable.
活性金属Aタイプおよび活性金属Bタイプからなる触媒を用いて水素化分解を行う場合の水素圧力は、1MPa以上20MPa以下であることが好ましく、4MPa以上16MPa以下であることがより好ましく、6MPa以上13MPa以下であることが更に好ましい。水素圧力は高いほど水素化反応が促進されるが、分解反応はむしろ進行が鈍化し反応温度の上昇で進行を調整する必要が生じるため、転じて触媒寿命の低下に繋がってしまう。そのため、一般に反応温度には経済的な最適点が存在する。 The hydrogen pressure when hydrocracking using a catalyst comprising an active metal A type and an active metal B type is preferably 1 MPa or more and 20 MPa or less, more preferably 4 MPa or more and 16 MPa or less, and 6 MPa or more and 13 MPa. More preferably, it is as follows. The higher the hydrogen pressure is, the more hydrogenation reaction is promoted. However, the decomposition reaction rather slows down and the progress of the reaction needs to be adjusted by increasing the reaction temperature, leading to a decrease in catalyst life. For this reason, there is generally an economical optimum for the reaction temperature.
活性金属Aタイプからなる触媒を用いて水素化分解を行う場合の液空間速度(LHSV)は、0.1h−1以上10h−1以下であることが好ましく、0.3h−1以上3.5h−1以下であることがより好ましい。LHSVは低いほど反応に有利であるが、低すぎる場合には極めて大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となるので経済的に好ましくない。
活性金属Bタイプからなる触媒を用いて水素化分解を行う場合の液空間速度(LHSV)は、0.1h−1以上2h−1以下であることが好ましく、0.2h−1以上1.7h−1以下であることがより好ましく、0.3h−1以上1.5h−1以下であることが更に好ましい。LHSVは低いほど反応に有利であるが、低すぎる場合には極めて大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となるので経済的に好ましくない。
The liquid hourly space velocity which hydrocracking is carried out using a catalyst composed of the active metal A type (LHSV) is preferably at 0.1 h -1 or more 10h -1 or less, 0.3h -1 over 3.5h More preferably, it is −1 or less. The lower the LHSV, the more advantageous for the reaction. However, if the LHSV is too low, an extremely large reaction tower volume is required, resulting in excessive capital investment, which is not economical.
The liquid hourly space velocity which hydrocracking is carried out using a catalyst composed of the active metal B type (LHSV) is preferably at 0.1 h -1 or more 2h -1 or less, 0.2 h -1 or more 1.7h more preferably 1 or less, and more preferably 0.3h -1 or 1.5 h -1. The lower the LHSV, the more advantageous for the reaction. However, if the LHSV is too low, an extremely large reaction tower volume is required, resulting in excessive capital investment, which is not economical.
活性金属Aタイプからなる触媒を用いて水素化分解を行う場合の水素/油比は、50NL/L以上1000NL/L以下であることが好ましく、70NL/L以上800NL/L以下であることがより好ましく、400NL/L以上1500NL/L以下であることが更に好ましい。水素/油比は高いほど水素化反応が促進されるが、一般には経済的に最適点が存在する。
活性金属Bタイプからなる触媒を用いて水素化分解を行う場合の水素/油比は、150NL/L以上2000NL/L以下であることが好ましく、300NL/L以上1700NL/L以下であることがより好ましく、400NL/L以上1500NL/L以下であることが更に好ましい。水素/油比は高いほど水素化反応が促進されるが、一般には経済的に最適点が存在する。
The hydrogen / oil ratio is preferably 50 NL / L or more and 1000 NL / L or less, more preferably 70 NL / L or more and 800 NL / L or less when hydrocracking using a catalyst composed of an active metal A type. Preferably, it is 400 NL / L or more and 1500 NL / L or less. The higher the hydrogen / oil ratio, the more hydrogenation reaction is promoted, but generally there is an optimal point economically.
The hydrogen / oil ratio is preferably 150 NL / L or more and 2000 NL / L or less, more preferably 300 NL / L or more and 1700 NL / L or less when hydrocracking using a catalyst composed of an active metal B type. Preferably, it is 400 NL / L or more and 1500 NL / L or less. The higher the hydrogen / oil ratio, the more hydrogenation reaction is promoted, but generally there is an optimal point economically.
水素化処理する装置はいかなる構成でもよく、反応塔は単独または複数を組み合わせてもよく、複数の反応塔の間に水素を追加注入してもよく、気液分離操作や硫化水素除去設備、水素化生成物を分留し、所望の留分を得るための蒸留塔を有していてもよい。
水素化処理装置の反応形式は、固定床方式をとりうる。水素は原料油に対して、向流または並流のいずれの形式をとることもでき、また、複数の反応塔を有し向流、並流を組み合わせた形式のものでもよい。一般的な形式としてはダウンフローであり、気液双並流形式がある。反応塔の中段には反応熱の除去、あるいは水素分圧を上げる目的で水素ガスをクエンチとして注入してもよい。FT合成基材の原料となる混合ガスは、炭素を含有する物質を、酸素および/または水および/または二酸化炭素を酸化剤に用いて酸化し、更に必要に応じて水を用いたシフト反応により所定の水素および一酸化炭素濃度に調整して得られる。炭素を含有する物質としては、天然ガス、石油液化ガス、メタンガス等の常温で気体となっている炭化水素からなるガス成分や、石油アスファルト、バイオマス、石炭、建材やゴミ等の廃棄物、汚泥、及び通常の方法では処理しがたい重質な原油、非在来型石油資源等を高温に晒すことで得られる混合ガスが一般的であるが、水素及び一酸化炭素を主成分とする混合ガスが得られる限りにおいては、本発明はその原料を限定するものではない。
The apparatus for hydrotreating may be of any configuration, the reaction towers may be used alone or in combination, hydrogen may be additionally injected between the reaction towers, gas-liquid separation operation, hydrogen sulfide removal equipment, hydrogen It may have a distillation column for fractionating the chemical product and obtaining the desired fraction.
The reaction format of the hydrotreating apparatus can take a fixed bed system. Hydrogen can take either a countercurrent or a cocurrent flow with respect to the feedstock, and may have a plurality of reaction towers and a combination of countercurrent and cocurrent flow. The general format is downflow, and there is a gas-liquid twin parallel flow format. Hydrogen gas may be injected into the middle stage of the reaction tower as a quench for the purpose of removing reaction heat or increasing the hydrogen partial pressure. The mixed gas used as the raw material of the FT synthesis base material is obtained by oxidizing a carbon-containing substance using oxygen and / or water and / or carbon dioxide as an oxidizing agent, and further using a shift reaction using water as necessary. It is obtained by adjusting to a predetermined hydrogen and carbon monoxide concentration. Substances containing carbon include natural gas, petroleum liquefied gas, methane gas, etc., gas components consisting of hydrocarbons that are gaseous at room temperature, petroleum asphalt, biomass, coal, waste such as building materials and garbage, sludge, In addition, mixed gas obtained by exposing heavy crude oil, unconventional petroleum resources, etc. that are difficult to process by ordinary methods to high temperatures is common, but mixed gas mainly composed of hydrogen and carbon monoxide As long as is obtained, the present invention does not limit the raw materials.
石油系基材とは、原油を処理することにより得られる炭化水素基材であり、一般には常圧蒸留装置から得られる直留基材、常圧蒸留装置から得られる直留重質油や残査油を減圧蒸留装置で処理して得られる減圧基材、減圧重質基材あるいは脱硫重油を接触分解または水素化分解して得られる接触分解基材または水素化分解基材、これらの石油系炭化水素を水素化精製して得られる水素化精製基材若しくは水素化脱硫基材等が挙げられる。また、原油以外に非在来型石油資源と称される資源、例えばオイルシェル、オイルサンド、オリノコタール等に適切な処理を施し、上述の基材と同等の性能にまで仕上げた基材も石油系基材に準じて使用することができる。 The petroleum base material is a hydrocarbon base material obtained by processing crude oil. Generally, the straight base material obtained from the atmospheric distillation apparatus, the straight-run heavy oil obtained from the atmospheric distillation apparatus or the residue Depressurized base material obtained by treating inspection oil with a vacuum distillation apparatus, catalytic cracking base material or hydrocracking base material obtained by catalytic cracking or hydrocracking of a decompressed heavy base material or desulfurized heavy oil, and these petroleum systems Examples thereof include hydrorefining base materials or hydrodesulfurization base materials obtained by hydrorefining hydrocarbons. In addition to crude oil, non-conventional petroleum resources, such as oil shells, oil sands, orinocotal, etc., are treated appropriately, and the base materials finished to the same performance as the above base materials are also petroleum. It can be used according to the base material.
本発明にかかる高度に水素化された石油系基材とは、所定の原料油を水素化精製した後にさらに水素化処理をすることにより得られる灯軽油留分である。原料油としては、原油の常圧蒸留装置から得られる直留灯軽油、常圧蒸留装置から得られる直留重質油や残査油を減圧蒸留装置で処理して得られる減圧灯軽油、脱硫又は未脱硫の減圧灯軽油、減圧重質軽油あるいは脱硫重油を接触分解して得られる接触分解灯軽油を水素化処理して得られる水素化精製灯軽油及び水素化脱硫灯軽油等が挙げられる。 The highly hydrogenated petroleum-based base material according to the present invention is a kerosene oil fraction obtained by hydrorefining a predetermined feedstock and further hydrotreating it. As raw material oil, straight-run kerosene oil obtained from atmospheric distillation equipment, straight-run heavy oil obtained from atmospheric distillation equipment and residual oil obtained by processing with vacuum distillation equipment, desulfurization Examples thereof include hydrodesulfurized kerosene oil and hydrodesulfurized kerosene oil obtained by hydrotreating undesulfurized vacuum kerosene oil, depressurized heavy gas oil, or catalytic cracked kerosene obtained by catalytic cracking of desulfurized heavy oil.
原料油が軽油留分である場合の水素化精製条件は石油精製において一般的な水素化脱硫装置を用いて処理されたものでよい。一般的には反応温度300〜380℃、水素圧力3〜8MPa、LHSV0.3〜2h−1、水素/油比100〜500NL/Lといった条件で行われる。原料油が灯油留分である場合の水素化精製条件は石油精製において一般的な水素化脱硫装置を用いて処理されたものでよい。一般的には反応温度220〜350℃、水素圧力1〜6MPa、LHSV0.1〜10h−1、水素/油比10〜300NL/Lである。好ましくは反応温度250℃〜340℃、水素圧力2〜5MPa、LHSV1〜10h−1、水素/油比30〜200NL/Lであり、さらに好ましくは反応度270℃〜330℃、水素圧力2〜4MPa、LHSV2〜10h−1、水素/油比50〜200NL/Lである。
反応温度は低温ほど水素化反応には有利であるが、脱硫反応には好ましくない。水素圧力、水素/油比は高いほど脱硫、水素化反応とも促進されるが、経済的に最適点が存在する。LHSVは低いほど反応に有利であるが、低すぎる場合には極めて大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となるので不味である。
The hydrorefining conditions when the feedstock is a light oil fraction may be those that have been processed using a hydrodesulfurization apparatus common in petroleum refining. In general, the reaction is performed under the conditions of a reaction temperature of 300 to 380 ° C., a hydrogen pressure of 3 to 8 MPa, an LHSV of 0.3 to 2 h −1 , and a hydrogen / oil ratio of 100 to 500 NL / L. The hydrorefining conditions when the feedstock is a kerosene fraction may be those that have been processed using a hydrodesulfurization apparatus common in petroleum refining. In general, the reaction temperature is 220 to 350 ° C., the hydrogen pressure is 1 to 6 MPa, the LHSV is 0.1 to 10 h −1 , and the hydrogen / oil ratio is 10 to 300 NL / L. Preferably, the reaction temperature is 250 ° C. to 340 ° C., the hydrogen pressure is 2 to 5 MPa, the LHSV is 1 to 10 h −1 , and the hydrogen / oil ratio is 30 to 200 NL / L, more preferably the reactivity is 270 ° C. to 330 ° C., the hydrogen pressure is 2 to 4 MPa. , LHSV 2 to 10 h −1 , hydrogen / oil ratio 50 to 200 NL / L.
The lower the reaction temperature, the more advantageous for the hydrogenation reaction, but not for the desulfurization reaction. The higher the hydrogen pressure and the hydrogen / oil ratio, the more the desulfurization and hydrogenation reactions are promoted, but there is an optimal point economically. The lower the LHSV is, the more advantageous the reaction is. However, when the LHSV is too low, a very large reaction tower volume is required, resulting in excessive capital investment.
これらの水素化精製に用いられる触媒は一般的な水素化脱硫用触媒を適用できる。活性金属としては、通常周期律表第6A族および第8族金属の硫化物であり、例えばCo−Mo、Ni−Mo、Co−W、Ni−Wが挙げられる。担体としてはアルミナを主成分とした多孔質無機酸化物が用いられる。これらの条件、触媒は原料油の性状を満たす限りにおいて特に限定されるものではない。
本発明にかかる原料油は、上述の水素化精製処理により得られ、硫黄分含有量5質量ppm以上10質量ppm以下、沸点範囲130℃以上380℃以下であることが好ましい。原料油の硫黄分、沸点範囲が前記の範囲内であると、以下の高度な水素化処理において規定される性状を容易に且つ確実に達成することができる。
The catalyst used for these hydrorefining can apply the general catalyst for hydrodesulfurization. The active metal is usually a sulfide of Group 6A and Group 8 metals of the periodic table, and examples thereof include Co—Mo, Ni—Mo, Co—W, and Ni—W. As the carrier, a porous inorganic oxide mainly composed of alumina is used. These conditions and the catalyst are not particularly limited as long as the properties of the raw material oil are satisfied.
The feedstock according to the present invention is obtained by the above-described hydrorefining treatment, and preferably has a sulfur content of 5 ppm to 10 ppm and a boiling point range of 130 ° C to 380 ° C. When the sulfur content and boiling point range of the feedstock oil are within the above ranges, the properties defined in the following advanced hydroprocessing can be achieved easily and reliably.
高度な水素化処理は上述の水素化精製灯軽油を原料とし、さらに水素化触媒の存在下で水素化処理することによって得られる。
高度な水素化処理条件は反応温度170〜320℃、水素圧力2〜10MPa、LHSV0.1〜2h−1、水素/油比100〜800NL/Lである。好ましくは反応温度175℃〜300℃、水素圧力2.5〜8MPa、LHSV0.2〜1.5h−1、水素/油比150〜600NL/Lであり、さらに好ましくは反応温度180℃〜280℃、水素圧力3〜7MPa、LHSV0.3〜1.2h−1、水素/油比150〜500NL/Lである。反応温度は低温ほど水素化反応には有利であるが、脱硫反応には好ましくない。水素圧力、水素/油比は高いほど脱硫、水素化反応とも促進されるが、経済的に最適点が存在する。LHSVは低いほど反応に有利であるが、低すぎる場合には極めて大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となるので不味である
The advanced hydrogenation treatment can be obtained by using the above-described hydrorefined kerosene as a raw material and further hydrotreating in the presence of a hydrogenation catalyst.
Advanced hydrotreating conditions are a reaction temperature of 170 to 320 ° C., a hydrogen pressure of 2 to 10 MPa, an LHSV of 0.1 to 2 h −1 , and a hydrogen / oil ratio of 100 to 800 NL / L. Preferably, the reaction temperature is 175 ° C to 300 ° C, the hydrogen pressure is 2.5 to 8 MPa, the LHSV is 0.2 to 1.5 h -1 , and the hydrogen / oil ratio is 150 to 600 NL / L, more preferably the reaction temperature is 180 ° C to 280 ° C. The hydrogen pressure is 3 to 7 MPa, the LHSV is 0.3 to 1.2 h −1 , and the hydrogen / oil ratio is 150 to 500 NL / L. The lower the reaction temperature, the more advantageous for the hydrogenation reaction, but not for the desulfurization reaction. The higher the hydrogen pressure and the hydrogen / oil ratio, the more the desulfurization and hydrogenation reactions are promoted, but there is an optimal point economically. The lower the LHSV, the more advantageous for the reaction, but if it is too low, a very large reaction tower volume is required, resulting in excessive capital investment.
水素化精製された原料油を水素化処理する装置はいかなる構成でもよく、反応塔は単独または複数を組み合わせてもよく、複数の反応塔の間に水素を追加注入してもよく、気液分離操作や硫化水素除去設備を有していてもよい。
本発明の水素化処理装置の反応形式は、固定床方式をとりうる。水素は原料油に対して、向流または並流のいずれの形式をとることもでき、また、複数の反応塔を有し向流、並流を組み合わせた形式のものでもよい。一般的な形式としてはダウンフローであり、気液双並流形式がある。反応塔の中段には反応熱の除去、あるいは水素分圧を上げる目的で水素ガスをクエンチとして注入してもよい。
水素化処理に用いる触媒は水素化活性金属を多孔質担体に担持したものである。多孔質
The apparatus for hydrotreating hydrorefined feedstock may be of any configuration, the reaction towers may be used alone or in combination, more hydrogen may be injected between the reaction towers, and gas-liquid separation You may have operation and hydrogen sulfide removal equipment.
The reaction format of the hydrotreating apparatus of the present invention can be a fixed bed system. Hydrogen can take either a countercurrent or a cocurrent flow with respect to the feedstock, and may have a plurality of reaction towers and a combination of countercurrent and cocurrent flow. The general format is downflow, and there is a gas-liquid twin parallel flow format. Hydrogen gas may be injected into the middle stage of the reaction tower as a quench for the purpose of removing reaction heat or increasing the hydrogen partial pressure.
The catalyst used for the hydrotreatment is a catalyst in which a hydrogenation active metal is supported on a porous carrier. Porous
担体としてはアルミナなどの無機酸化物が挙げられる。具体的な無機酸化物としてはアルミナ、チタニア、ジルコニア、ボリア、シリカ、あるいはゼオライトがあり、本発明ではこのうちチタニア、ジルコニア、ボリア、シリカ、ゼオライトのうち少なくとも1種類とアルミナによって構成されているものがよい。その製造法は特に限定されないが、各元素に対応した各種ゾル、塩化合物などの状態の原料を用いて任意の調製法を採用することができる。さらには一旦シリカアルミナ、シリカジルコニア、アルミナチタニア、シリカチタニア、アルミナボリアなどの複合水酸化物あるいは複合酸化物を調製した後に、アルミナゲルやその他水酸化物の状態あるいは適当な溶液の状態で調製工程の任意の工程で添加して調製してもよい。アルミナと他の酸化物との比率は多孔質担体に対して任意の割合を取りうるが、好ましくはアルミナが90%以下、さらに好ましくは60%以下、より好ましくは40%以下である。 Examples of the carrier include inorganic oxides such as alumina. Specific inorganic oxides include alumina, titania, zirconia, boria, silica, or zeolite. In the present invention, at least one of titania, zirconia, boria, silica, and zeolite is composed of alumina. Is good. The production method is not particularly limited, but any preparation method can be employed using raw materials in various sols, salt compounds, and the like corresponding to each element. Furthermore, once the composite hydroxide or composite oxide such as silica alumina, silica zirconia, alumina titania, silica titania, and alumina boria is prepared, the preparation process in the state of alumina gel and other hydroxides or in an appropriate solution state It may be prepared by adding at any step. The ratio of alumina to other oxides can be any ratio with respect to the porous carrier, but preferably alumina is 90% or less, more preferably 60% or less, more preferably 40% or less.
ゼオライトは結晶性アルミノシリケートであり、フォージャサイト、ペンタシル、モルデナイトなどが挙げられ、所定の水熱処理および/または酸処理によって超安定化したもの、あるいはゼオライト中のアルミナ含有量を調整したものを用いることができる。好ましくはフォージャサイト、ベータ、モルデナイト、特に好ましくはY型、ベータ型が用いられる。Y型は超安定化したものが好ましく、水熱処理により超安定化したゼオライトは本来の20Å以下のミクロ細孔と呼ばれる細孔構造に加え、20〜100Åの範囲に新たな細孔が形成される。水熱処理条件は公知の条件を用いることができる。 Zeolite is a crystalline aluminosilicate, such as faujasite, pentasil, mordenite, etc., which is ultra-stabilized by a predetermined hydrothermal treatment and / or acid treatment, or one whose alumina content in the zeolite is adjusted is used. be able to. Preferably, faujasite, beta, and mordenite are used, particularly preferably Y type and beta type. The Y-type is preferably ultra-stabilized, and the ultra-stabilized zeolite by hydrothermal treatment forms new pores in the range of 20 to 100% in addition to the original pore structure called micropores of 20 cm or less. . Known conditions can be used for the hydrothermal treatment conditions.
水素化処理に用いる触媒の活性金属としては第8族金属から選ばれる少なくとも1種類の金属である。好ましくはRu、Rd、Ir、Pd、Ptから選ばれる少なくとも1種類であり、さらに好ましくはPdまたは/およびPtである。活性金属としてはこれらの金属を組み合わせたものでよく、例えばPt−Pd、Pt−Rh、Pt−Ru、Ir−Pd、Ir−Rh、Ir−Ru、Pt−Pd−Rh、Pt−Rh−Ru、Ir−Pd−Rh、Ir−Rh−Ruなどの組み合わせを採用することができる。金属源としては一般的な無機塩、錯塩化合物を用いることができ、担持方法としては含浸法、イオン交換法など通常の水素化触媒で用いられる担持方法のいずれの方法も用いることができる。また、複数の金属を担持する場合には混合溶液を用いて同時に担持してもよく、または単独溶液を用いて逐次担持してもよい。金属溶液は水溶液でもよく有機溶剤を用いてもよい。 The active metal of the catalyst used for the hydrotreatment is at least one metal selected from Group 8 metals. Preferably, it is at least one selected from Ru, Rd, Ir, Pd, and Pt, and more preferably Pd or / and Pt. The active metal may be a combination of these metals, for example, Pt-Pd, Pt-Rh, Pt-Ru, Ir-Pd, Ir-Rh, Ir-Ru, Pt-Pd-Rh, Pt-Rh-Ru. , Ir-Pd-Rh, Ir-Rh-Ru, and the like can be used. As the metal source, a general inorganic salt or a complex salt compound can be used, and as a supporting method, any method of a supporting method used in an ordinary hydrogenation catalyst such as an impregnation method or an ion exchange method can be used. When a plurality of metals are supported, they may be supported simultaneously using a mixed solution, or may be sequentially supported using a single solution. The metal solution may be an aqueous solution or an organic solvent.
金属担持は、構成されている多孔質担体の調製全工程終了後に行ってもよく、多孔質担体調製中間工程における適当な酸化物、複合酸化物、ゼオライトに予め担持した後に更なるゲル調合工程あるいは加熱濃縮、混練をおこなってもよい。
活性金属の担持量は特に限定されないが、触媒質量に対し金属量合計で0.1〜10質量%、好ましくは0.15〜5質量%、さらに好ましくは0.2〜3質量%である。
本発明にある触媒は、水素気流下において予備還元処理を施した後に用いる。一般的には水素を含むガスを流通し、200℃以上の熱を所定の手順に従って与えることにより触媒上の活性金属が還元され、水素化活性を発現することになる。
Metal loading may be performed after the completion of the entire preparation process of the porous support, or after further preloading on an appropriate oxide, composite oxide, zeolite in the intermediate process of porous support preparation, Heat concentration and kneading may be performed.
The amount of the active metal supported is not particularly limited, but is 0.1 to 10% by mass, preferably 0.15 to 5% by mass, and more preferably 0.2 to 3% by mass with respect to the catalyst mass.
The catalyst according to the present invention is used after a preliminary reduction treatment in a hydrogen stream. In general, when a gas containing hydrogen is circulated and heat of 200 ° C. or higher is applied according to a predetermined procedure, the active metal on the catalyst is reduced, and hydrogenation activity is exhibited.
動植物由来の処理油とは、上述の石油系基材を得る際に適用する化学反応処理を動植物原料から産出、生成される油及び油脂に対して適用することで得られる炭化水素で構成された基材である。より具体的には、動植物油脂および動物油脂由来成分を含有した炭化水素留分を原料油として、周期律表第6A族および第8族から選ばれる少なくとも一種類以上の金属と酸性質を有する無機酸化物を含有する水素化分解触媒と水素加圧下で接触させることを特徴とする含炭化水素混合基材である。動植物由来の処理油の原料油としては、動植物油脂および動物油脂由来成分であることが必要である。本発明における動植物油脂および動植物油脂由来成分とは、天然もしくは人工的に生産、製造される動植物油脂および動植物油脂由来成分を示している。動物油脂および動物油の原料としては、牛脂、牛乳脂質(バター)、豚脂、羊脂、鯨油、魚油、肝油等、植物油脂および植物油原料としては、ココヤシ、パームヤシ、オリーブ、べにばな、菜種(菜の花)、米ぬか、ひまわり、綿実、とうもろこし、大豆、ごま、アマニ等の種子部及びその他の部分が挙げられるが、これ以外の油脂、油であっても使用に問題はない。これらの原料油に関してはその状態が固体、液体であることは問わないが、取り扱いの容易さおよび二酸化炭素吸収能や生産性の高さから植物油脂、植物油を原料とする方が好ましい。また、本発明においては、これらの動物油、植物油を民生用、産業用、食用等で使用した廃油も雑物等の除去工程を加えた後に原料とすることができる。 The treatment oil derived from animals and plants is composed of hydrocarbons obtained by applying the chemical reaction treatment applied when obtaining the above-mentioned petroleum-based base material to the oils and fats produced and produced from the animal and plant raw materials. It is a substrate. More specifically, an inorganic material having at least one metal selected from Group 6A and Group 8 of the periodic table and acid properties using a hydrocarbon fraction containing components derived from animal and plant oils and animal fats as raw material oils. A hydrocarbon-containing mixed base material which is brought into contact with a hydrocracking catalyst containing an oxide under hydrogen pressure. The raw material oil for the processed oil derived from animals and plants needs to be a component derived from animal and vegetable oils and fats. The animal and vegetable oils and fats and components derived from animal and vegetable oils and fats in the present invention refer to animal and vegetable oils and fats and components derived from animal and vegetable oils and fats that are produced or manufactured naturally or artificially. Animal fats and oils are made from beef tallow, milk fat (butter), pork tallow, sheep fat, whale oil, fish oil, liver oil, etc. (Rapeseed flowers), rice bran, sunflower, cottonseed, corn, soybean, sesame, linseed and other seeds and other parts can be mentioned, but other fats and oils can be used without problems. These raw oils may be solid or liquid, but it is preferable to use vegetable oils and vegetable oils as raw materials because of ease of handling, high carbon dioxide absorption capacity and high productivity. Moreover, in this invention, the waste oil which used these animal oils and vegetable oils for consumer use, industrial use, food use etc. can also be used as a raw material after adding the removal process of miscellaneous matters.
これらの原料中に含有されるグリセライド化合物の脂肪酸部分の代表的な組成としては、飽和脂肪酸と称する分子構造中に不飽和結合を有しない脂肪酸である酪酸(C3H7COOH)、カプロン酸(C5H11COOH)、カプリル酸(C7H15COOH)、カプリン酸(C9H19COOH)、ラウリン酸(C11H23COOH)、ミリスチン酸(C13H27COOH)、パルミチン酸(C15H31COOH)、ステアリン酸(C17H35COOH)、及び不飽和結合を1つもしくは複数有する不飽和脂肪酸であるオレイン酸(C17H33COOH)、リノール酸(C17H31COOH)、リノレン酸(C17H29COOH)、リシノレン酸(C17H32(OH)COOH)等が挙げられる。自然界の物質におけるこれら脂肪酸の炭化水素部は一般に直鎖であることが多いが、本発明において本発明で規定する性状を満たす限りで、側鎖を有する構造、すなわち異性体であっても使用することができる。また、不飽和脂肪酸における分子中の不飽和結合の位置も、本発明において本発明で規定する性状を満たす限りで、自然界で一般に存在確認されているものだけでなく、化学合成によって任意の位置に設定されたものも使用することができる。
上述の原料油(動植物油脂および動植物油脂由来成分)はこれらの脂肪酸を1種または複数種有しており、原料によってその有する脂肪酸類は異なっている。例えば、ココヤシ油はラウリン酸、ミリスチン酸等の飽和脂肪酸を比較的多く有しているが、大豆油はオレイン酸、リノール酸等の不飽和脂肪酸を多く有している。
As a typical composition of the fatty acid portion of the glyceride compound contained in these raw materials, butyric acid (C 3 H 7 COOH), which is a fatty acid having no unsaturated bond in the molecular structure called saturated fatty acid, caproic acid ( C 5 H 11 COOH), caprylic acid (C 7 H 15 COOH), capric acid (C 9 H 19 COOH), lauric acid (C 11 H 23 COOH), myristic acid (C 13 H 27 COOH), palmitic acid ( C 15 H 31 COOH), stearic acid (C 17 H 35 COOH), and oleic acid (C 17 H 33 COOH), which is an unsaturated fatty acid having one or more unsaturated bonds, linoleic acid (C 17 H 31 COOH) ), linolenic acid (C 17 H 29 COOH), ricinoleic acid (C 17 H 32 (OH) COOH) Hitoshigakyo It is. The hydrocarbon part of these fatty acids in natural substances is generally linear, but it is used in the present invention even if it has a structure having a side chain, that is, an isomer, as long as the properties defined in the present invention are satisfied. be able to. Further, the position of the unsaturated bond in the molecule of the unsaturated fatty acid is not limited to those generally found in nature as long as the properties defined in the present invention are satisfied in the present invention. The set one can also be used.
The above-mentioned raw material oils (animal and vegetable oils and fats and components derived from animal and vegetable oils and fats) have one or more of these fatty acids, and the fatty acids they have differ depending on the raw materials. For example, coconut oil has a relatively large amount of saturated fatty acids such as lauric acid and myristic acid, while soybean oil has a large amount of unsaturated fatty acids such as oleic acid and linoleic acid.
また、原料油としては250℃以上の留分を含有していることが好ましく、300℃以上の留分を含有していることがより好ましく、360℃以上の留分を含有していることが更に好ましい。沸点が230℃以上の留分を含有していない場合には、製造時にガス分の生成が増加するため液生成物の収率が減少し、ライフサイクル二酸化炭素が増加する恐れがある。 The feedstock oil preferably contains a fraction of 250 ° C or higher, more preferably contains a fraction of 300 ° C or higher, and contains a fraction of 360 ° C or higher. Further preferred. When the fraction having a boiling point of 230 ° C. or higher is not contained, the production of gas is increased during production, so that the yield of the liquid product is decreased, and the life cycle carbon dioxide may be increased.
また、動植物由来の処理油の原料油としては、動植物油脂および動植物油脂由来成分に石油系炭化水素留分を混合しているものを用いてもよい。この場合、石油系炭化水素留分の比率は原料油全体の容量に対して10〜99容量%が望ましく、30〜99容量%がより望ましく、60〜98容量%がさらにより望ましい。石油系炭化水素留分の比率が前記下限値に満たない場合には、副生する水の処理に要する設備が必要となる可能性があり、石油系炭化水素留分の比率が前記上限値を超える場合にはライフサイクル二酸化炭素削減の観点からは好ましくない。 Moreover, as raw material oil of the process oil derived from animals and plants, what mixed the petroleum hydrocarbon fraction with the animal and plant oils and fats and animal fats and oils-derived components may be used. In this case, the ratio of the petroleum hydrocarbon fraction is preferably 10 to 99% by volume, more preferably 30 to 99% by volume, and still more preferably 60 to 98% by volume based on the total volume of the feedstock. When the ratio of petroleum hydrocarbon fraction is less than the lower limit, equipment required for treatment of by-product water may be required, and the ratio of petroleum hydrocarbon fraction exceeds the upper limit. When exceeding, it is not preferable from a viewpoint of life-cycle carbon dioxide reduction.
原料油の水素化処理における水素化分解条件としては、水素圧力6〜20MPa、液空間速度(LHSV)0.1〜1.5h−1、水素/油比200〜2000NL/Lといった条件で行われることが望ましく、水素圧力8〜17MPa、液空間速度0.2〜1.1h−1、水素/油比300〜1800NL/Lといった条件がより望ましく、水素圧力10〜16MPa、液空間速度0.3〜0.9h−1、水素/油比350〜1600NL/Lといった条件がさらにより望ましい。これらの条件はいずれも反応活性を左右する因子であり、例えば、水素圧力および水素油比が前記下限値に満たない場合には反応性の低下や急速な活性低下を招く恐れがあり、水素圧力および水素油比が前記上限値を超える場合には圧縮機等の過大な設備投資を要する恐れがある。液空間速度は低いほど反応に有利な傾向にあるが、0.1h−1未満の場合は極めて大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となる傾向にあり、他方、1.5h−1を超えている場合は反応が十分進行しなくなる傾向にある。 The hydrocracking conditions in the hydrotreating of the feedstock oil are performed under conditions such as a hydrogen pressure of 6 to 20 MPa, a liquid space velocity (LHSV) of 0.1 to 1.5 h −1 , and a hydrogen / oil ratio of 200 to 2000 NL / L. More desirable are conditions such as a hydrogen pressure of 8 to 17 MPa, a liquid space velocity of 0.2 to 1.1 h −1 , a hydrogen / oil ratio of 300 to 1800 NL / L, a hydrogen pressure of 10 to 16 MPa, and a liquid space velocity of 0.3. Conditions such as ~ 0.9h -1 and hydrogen / oil ratio 350-1600NL / L are even more desirable. These conditions are all factors that influence the reaction activity. For example, when the hydrogen pressure and the hydrogen oil ratio are less than the lower limit values, there is a risk of causing a decrease in reactivity or a rapid decrease in activity. If the hydrogen oil ratio exceeds the upper limit, excessive equipment investment such as a compressor may be required. Liquid hourly space velocity tends to be more advantageous for the lower the reaction, if it is less than 0.1 h -1 tend to be extremely large reactor volume is required excessive capital investment, while the 1.5 h -1 If it exceeds, the reaction will not proceed sufficiently.
本発明の軽油組成物は、幾何的圧縮比が16以下の過給器及びEGR付きディーゼルエンジンで使用される燃料であって、FT合成基材を配合し以下の特定の性状を有することが必要である。 The light oil composition of the present invention is a fuel used in a turbocharger having a geometric compression ratio of 16 or less and a diesel engine with EGR, and needs to have the following specific properties by blending an FT synthetic base material. It is.
本発明の軽油組成物は、幾何的圧縮比が16以下の過給器及びEGR付きディーゼルエンジンで使用される必要がある。本発明の軽油組成物はJIS特3号規格を満たしているので、幾何的圧縮比が16を越え、過給器及びEGR設備を装着していないディーゼルエンジンにおいても使用することは可能であるが、本発明の軽油組成物の目的である環境負荷低減効果を期待できなくなるため好ましくない。
幾何的圧縮比とはエンジンの物理的諸元から算出される圧縮比のことである。一般にはピストンが最も下に位置する状態でのシリンダー内容積Aをピストンが最も上に位置する状態でのシリンダー内容積Bで除した値のことを示し、ディーゼルエンジンにおいては通常12から22くらいの値となっていることが多い。なお、現在の電子制御式ディーゼルエンジンにおいては、吸排気バルブや過給圧の制御によって実質的な圧縮比を変化させることができるが、本発明においては実質的な圧縮比の影響も加味した上で適用範囲を幾何的圧縮比で制限している。
The light oil composition of the present invention needs to be used in a turbocharger having a geometric compression ratio of 16 or less and a diesel engine with EGR. Since the light oil composition of the present invention satisfies the JIS No. 3 standard, it can be used in a diesel engine having a geometric compression ratio exceeding 16, and not equipped with a supercharger and EGR equipment. The environmental impact reduction effect that is the object of the light oil composition of the present invention cannot be expected, which is not preferable.
The geometric compression ratio is a compression ratio calculated from the physical specifications of the engine. In general, it indicates the value obtained by dividing the cylinder internal volume A with the piston in the lowest position by the cylinder internal volume B with the piston in the uppermost position. It is often a value. In the present electronically controlled diesel engine, the substantial compression ratio can be changed by controlling the intake and exhaust valves and the supercharging pressure. However, in the present invention, the influence of the substantial compression ratio is also taken into account. The application range is limited by the geometric compression ratio.
また、本発明の軽油組成物が使用対象とするディーゼルエンジンは過給器及びEGR(排ガス再循環)の装備が適用されていることが必要である。いずれも排出ガス性能及び燃費、出力性能改善のために使用される装備であるが。特に予混合圧縮着火燃焼においては、着火制御の用途として用いられる場合が多く、本発明の軽油組成物もその条件を前提として設計されている。
なお、本発明の軽油組成物を適用するディーゼルエンジンのその他の諸元、用途、使用環境に関しては、本発明は何ら制限を加えるものではない。
Moreover, the diesel engine which the light oil composition of this invention uses is equipped with the equipment of a supercharger and EGR (exhaust gas recirculation). Both are equipment used to improve exhaust gas performance, fuel consumption, and output performance. In particular, premixed compression ignition combustion is often used as an application for ignition control, and the light oil composition of the present invention is also designed on the premise thereof.
In addition, this invention does not add a restriction | limiting regarding the other specification of the diesel engine to which the light oil composition of this invention is applied, a use, and a use environment.
本発明の軽油組成物とはFT合成基材を配合した、硫黄分含有量が5質量ppm以下、酸素含有量100質量ppm以下、体積弾性率が1250MPa以上1450MPa以下、セーボルト色が+22以上、潤滑性能が400μm以下、蒸留性状の初留点が140℃以上、終点が350℃以下であり、かつ各留分範囲に下記(1)〜(3)の特徴を有する、幾何的圧縮比が16以下の過給器及びEGR付きディーゼルエンジンで使用される硫黄分以外の品質項目性状がJIS特3号軽油規格を満たす軽油組成物である。
(1)200℃未満の留分範囲におけるセタン価が40以上60未満であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が40容量%以上70容量%以下。
(2)200℃以上280℃未満の留分範囲におけるセタン価が60以上80未満であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が20容量%以上59容量%以下。
(3)280℃以上の留分範囲におけるセタン価が50以上であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が1容量%以上30容量%以下。
The light oil composition of the present invention is blended with an FT synthetic base material, the sulfur content is 5 mass ppm or less, the oxygen content is 100 mass ppm or less, the volume modulus is 1250 MPa to 1450 MPa, Saybolt color is +22 or more, lubrication The performance is 400 μm or less, the initial distillation point of distillation property is 140 ° C. or more, the end point is 350 ° C. or less, and each fraction range has the following characteristics (1) to (3), and the geometric compression ratio is 16 or less. This is a diesel oil composition that satisfies the JIS No. 3 diesel oil standard in terms of quality items other than the sulfur content used in the turbocharger and diesel engine with EGR.
(1) The cetane number in the fraction range of less than 200 ° C. is 40 or more and less than 60, and the constituent ratio per volume in the whole fraction is 40 volume% or more and 70 volume% or less.
(2) The cetane number in the fraction range of 200 ° C. or more and less than 280 ° C. is 60 or more and less than 80, and the constituent ratio per volume in the whole fraction is 20% by volume or more and 59% by volume or less.
(3) The cetane number in the fraction range of 280 ° C. or higher is 50 or more, and the composition ratio per volume in the whole fraction is 1 volume% or more and 30 volume% or less.
本発明の軽油組成物は、別途制約を加えている硫黄分以外の品質項目性状がJIS特3号軽油規格を満たすものであることが必要である。JIS特3号軽油規格とは、JIS K 2204「軽油」に規定された「種類特3号」を満足させる規格であり、具体的には引火点45℃以上、90%留出温度330℃以下、流動点−30℃以下、目詰まり点(CFPP)−19℃以下、10%残油の残留炭素分0.1質量%以下、セタン指数45以上、30℃における動粘度1.7mm2/s以上、硫黄分0.05質量%以下であることが必要である。また、あわせて本発明における軽油組成物はJIS K 2204−1996解説に示された「軽油使用ガイドライン」で示される特3号軽油使用ガイドラインに準じて使用されることが好ましい。 In the light oil composition of the present invention, it is necessary that the quality item properties other than the sulfur content, which are separately restricted, satisfy JIS No. 3 light oil standards. The JIS No. 3 diesel oil standard is a standard that satisfies the “Class No. 3” specified in JIS K 2204 “Diesel”. Specifically, the flash point is 45 ° C. or higher and the 90% distillation temperature is 330 ° C. or lower. , Pour point -30 ° C or lower, clogging point (CFPP) -19 ° C or lower, residual carbon content of 10% residual oil 0.1 mass% or lower, cetane index 45 or higher, kinematic viscosity at 30 ° C 1.7 mm 2 / s As described above, the sulfur content must be 0.05% by mass or less. In addition, it is preferable that the light oil composition in the present invention is used according to the No. 3 light oil usage guidelines shown in the “Guide oil usage guidelines” shown in the explanation of JIS K 2204-1996.
本発明の軽油組成物の硫黄含有量は、エンジンから排出される有害排気成分低減と排ガス後処理装置の性能向上の点から5質量ppm以下を満たす必要があり、好ましくは3質量ppm以下、より好ましくは1質量ppm以下である。なお、ここでいう硫黄含有量とは、JIS K 2541「硫黄分試験方法」により測定される軽油組成物全量基準の硫黄分の質量含有量を意味する。 The sulfur content of the light oil composition of the present invention must satisfy 5 ppm by mass or less, preferably 3 ppm by mass or less, from the viewpoint of reducing harmful exhaust components discharged from the engine and improving the performance of the exhaust gas aftertreatment device. Preferably it is 1 mass ppm or less. In addition, the sulfur content here means the mass content of the sulfur content based on the total amount of the light oil composition measured by JIS K2541 “Sulfur content test method”.
本発明の軽油組成物の酸素分含有量は、酸化安定性向上の観点から100質量ppm以下である必要があり、好ましくは80質量ppm以下、より好ましくは60質量ppm以下である。なお、酸素分含有量は一般的な元素分析装置で測定することができ、例えば、試料を白金炭素上でCOに転換し、あるいはさらにCO2に転換した後に熱伝導度検出器を用いて測定することもできる。 The oxygen content of the light oil composition of the present invention needs to be 100 mass ppm or less, preferably 80 mass ppm or less, more preferably 60 mass ppm or less from the viewpoint of improving oxidation stability. The oxygen content can be measured with a general elemental analyzer. For example, the sample is converted to CO on platinum carbon, or further converted to CO 2 and then measured using a thermal conductivity detector. You can also
本発明の軽油組成物において、体積弾性率は1250MPa以上1450MPa以下である必要がある。一般に軽油のような圧縮性のある流体に高い圧力を加えた場合、その場の温度、圧力に応じて流体自身が圧縮し、密度(流量あたりの体積)が変化する性質を持つ。この物体の圧縮弾性率を体積弾性率(単位はMPa)と定義している。ディーゼル燃料噴射を想定した場合、燃料流体に対する体積弾性率は、燃料がおかれている雰囲気の温度、圧力と同時に燃料自身の物理特性、組成に応じた一定の割合で変化する。従って、電子制御式燃料噴射ポンプのように、高圧で高精度な噴射特性を持つ噴射系において、設定通りの燃料噴射量や噴射率を維持するためには、体積弾性率が安定した数値を示す燃料が望ましい。従って、本発明の軽油組成物では、その体積弾性率は1250MPa以上1450MPa以下であることが必要であり、1270MPa以上1420MPa以下であることが好ましく、1300MPa以上1400MPa以下であることがより好ましい。なお、体積弾性率は単一の燃料物理特性、組成によって支配されるものではなく、複数の物理特性、組成の影響を複合的に受けた結果として定義されるものであるため、他の物理特性、組成と並行して捉えるべき燃料特性と考えることが、技術的見地から妥当である。 In the light oil composition of the present invention, the bulk modulus needs to be 1250 MPa or more and 1450 MPa or less. In general, when a high pressure is applied to a compressible fluid such as light oil, the fluid itself is compressed according to the temperature and pressure at that place, and the density (volume per flow rate) changes. The compression elastic modulus of this object is defined as the bulk elastic modulus (unit: MPa). Assuming diesel fuel injection, the volume modulus of elasticity for the fuel fluid changes at a constant rate according to the physical characteristics and composition of the fuel itself as well as the temperature and pressure of the atmosphere in which the fuel is placed. Therefore, in an injection system having high-pressure and high-precision injection characteristics, such as an electronically controlled fuel injection pump, in order to maintain the fuel injection amount and injection rate as set, the volume elastic modulus shows a stable value. Fuel is desirable. Therefore, in the light oil composition of the present invention, the volume modulus of elasticity needs to be 1250 MPa or more and 1450 MPa or less, preferably 1270 MPa or more and 1420 MPa or less, and more preferably 1300 MPa or more and 1400 MPa or less. Note that the bulk modulus is not governed by a single fuel physical property or composition, but is defined as a result of multiple effects of multiple physical properties and compositions. From the technical point of view, it is reasonable to think of it as a fuel characteristic that should be considered in parallel with the composition.
体積弾性率の測定方法には、現時点において決まった公定方法は存在していないが、図1に概要を説明する。温度、圧力変化に伴う容器自体の容積変化が、同じ環境の変化における燃料の容積変化に対して十分小さいことが実証できる材料および構造からなる定容容器の中に測定対象となる燃料を封入する。このとき容器内は測定対象燃料だけで満たされている必要がある。この定容容器に、温度、圧力変化に伴うピストン自体の容積変化が、同じ環境の変化における燃料の容積変化に対して十分小さいことが実証できる材料および構造からなる定容積のピストンを挿入し、容器内容積を変化させる。測定対象の燃料はその圧縮弾性特性に従い圧縮されるため、結果として容器内の圧力が変化することになる。この圧力を測定することにより、体積弾性率を算出している。 There is no officially determined method for measuring the bulk modulus at this time, but the outline will be described with reference to FIG. The fuel to be measured is sealed in a constant volume container made of a material and structure that can prove that the volume change of the container itself due to temperature and pressure changes is sufficiently small with respect to the fuel volume change in the same environmental change. . At this time, the container needs to be filled only with the fuel to be measured. A constant volume piston made of a material and a structure capable of demonstrating that the volume change of the piston itself due to changes in temperature and pressure is sufficiently small with respect to the volume change of the fuel in the same environmental change is inserted into this constant volume container, Change the container volume. Since the fuel to be measured is compressed according to its compression elastic characteristic, the pressure in the container changes as a result. By measuring this pressure, the bulk modulus is calculated.
本発明の軽油組成物のセーボルト色は上述の通り、+22以上が必要であり、酸化安定性阻害物質除去の点から、+25以上であることが好ましく、+27以上であることがさらに好ましい。なお、ここでいうセーボルト色とは、JIS K 2580「石油製品−色試験方法−セーボルト色試験方法」により測定される値を意味する。 As described above, the Saybolt color of the light oil composition of the present invention needs to be +22 or more, preferably +25 or more, and more preferably +27 or more from the viewpoint of removing the oxidation stability inhibitor. The Saebold color here means a value measured according to JIS K 2580 “Petroleum products—color test method—Saebold color test method”.
本発明の軽油組成物は、その潤滑性能についてHFRR摩耗痕径(WS1.4)が400μm以下であることが必要である。潤滑性能が低い場合は、特に分配型噴射ポンプを搭載したディーゼルエンジンにおいて、運転中のポンプの駆動トルク増、ポンプ各部の摩耗増を引き起こし、排ガス性能の悪化のみならずエンジン自体が破壊される恐れがある。また、高圧噴射が可能な電子制御式燃料噴射ポンプにおいても、摺動面等の摩耗が懸念されている。従って、本発明の軽油組成物は、その潤滑性能についてHFRR摩耗痕径(WS1.4)が400μm以下であることが必要であり、380μm以下であることが好ましく、360μm以下であることがより好ましい。
ここで潤滑性能およびHFRR摩耗痕径とは、社団法人石油学会から発行されている石油学会規格JPI−5S−50−98「軽油−潤滑性試験方法」により測定される潤滑性能を指す。
The light oil composition of the present invention is required to have an HFRR wear scar diameter (WS1.4) of 400 μm or less with respect to its lubricating performance. If the lubrication performance is low, especially in a diesel engine equipped with a distributed injection pump, the driving torque of the pump during operation and the wear of each part of the pump will increase, and the engine itself may be destroyed as well as the exhaust gas performance deteriorates. There is. Further, even in an electronically controlled fuel injection pump capable of high pressure injection, there is a concern about wear on the sliding surface and the like. Therefore, the light oil composition of the present invention needs to have a HFRR wear scar diameter (WS1.4) of 400 μm or less, preferably 380 μm or less, and more preferably 360 μm or less in terms of its lubricating performance. .
Here, the lubrication performance and the HFRR wear scar diameter refer to the lubrication performance measured by the Petroleum Institute Standard JPI-5S-50-98 “Light Oil—Lubricity Test Method” issued by the Japan Petroleum Institute.
本発明の軽油組成物は留分の構成比率とそのセタン価に対して制約が必要である。それぞれの留分が受け持つ役割とその制約事項を以下に記す。 The gas oil composition of the present invention needs to be constrained with respect to the fractional fraction and its cetane number. The roles and restrictions of each fraction are described below.
本発明の軽油組成物は冬季での使用を前提としているため、(蒸留性状が200℃未満の留分)が多すぎると燃料の発熱量が低下し燃費が悪化してしまう。しかしながらある程度の軽質留分を含有していないと蒸発特性が悪化してしまう。また、蒸発しやすい軽質留分のセタン価が高すぎる場合は空気との十分な混合を経ないうちに自己着火が始まってしまい、予混合燃焼を実現することができない。しかしながら、セタン価が低すぎると自己着火が大幅に遅れる傾向にある。
以上の傾向を鑑み種々の検討を行った結果、蒸留性状が200℃未満の留分範囲におけるセタン価が40以上60未満であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が40容量%以上70容量%以下であることが必要である。また、当該留分はセタン価が42以上58以下であることが好ましく、44以上56以下であることがより好ましい。全留分に対する構成比率は41容量%以上69.5容量%以下であることが好ましく、42容量%以上69容量%以下であることがより好ましい。
Since the light oil composition of the present invention is premised on use in winter, if too much (distillation property is a fraction having a temperature of less than 200 ° C.) is too much, the calorific value of the fuel is lowered and the fuel consumption is deteriorated. However, if some light fraction is not contained, the evaporation characteristics are deteriorated. In addition, when the cetane number of the light fraction that easily evaporates is too high, self-ignition begins before sufficient mixing with air, and premixed combustion cannot be realized. However, if the cetane number is too low, self-ignition tends to be greatly delayed.
As a result of various investigations in view of the above tendency, the cetane number in the fraction range where the distillation property is less than 200 ° C. is 40 or more and less than 60, and the composition ratio per volume in the whole fraction is 40% by volume. It is necessary to be 70% by volume or more. The fraction has a cetane number of preferably 42 or more and 58 or less, more preferably 44 or more and 56 or less. The composition ratio with respect to the total fraction is preferably 41% by volume or more and 69.5% by volume or less, and more preferably 42% by volume or more and 69% by volume or less.
本発明の軽油組成物は中質留分(蒸留性状が200℃以上280℃未満の留分)が中心組成となる。すなわち、上述の通り軽質留分配合量を限定し、燃費の悪化を抑制しつつ蒸発特性を維持するためには当該留分を適当量に制御する必要がある。同様に着火に関しても本留分が支配的であるため、積極的に自己着火させるべく本留分のセタン価はやや高めの設定が好ましい。
以上の傾向を鑑み種々の検討を行った結果、200℃以上280℃未満の留分範囲におけるセタン価が60以上80未満であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が20容量%以上59容量%以下であることが必要である。また、当該留分はセタン価が62以上78以下であることが好ましく、64以上76以下であることがより好ましい。全留分に対する構成比率は22容量%以上57容量%以下であることが好ましく、25容量%以上55容量%以下であることがより好ましい。
The light oil composition of the present invention has a middle fraction (a fraction having a distillation property of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C.) as a central composition. That is, as described above, the blending amount of the light fraction is limited, and in order to maintain the evaporation characteristics while suppressing the deterioration of fuel consumption, it is necessary to control the fraction to an appropriate amount. Similarly, since the main fraction is dominant in terms of ignition, it is preferable that the cetane number of the main fraction is set to be slightly higher in order to positively self-ignite.
As a result of various studies in view of the above tendency, the cetane number in the fraction range of 200 ° C. or more and less than 280 ° C. is 60 or more and less than 80, and the composition ratio per volume in the whole fraction is 20% by volume. It is necessary that it is 59 volume% or less. Further, the fraction has a cetane number of preferably 62 or more and 78 or less, and more preferably 64 or more and 76 or less. The composition ratio with respect to the total fraction is preferably 22 volume% or more and 57 volume% or less, and more preferably 25 volume% or more and 55 volume% or less.
本発明の軽油組成物において重質留分(蒸留性状が280℃以上の留分)は容量あたりの発熱量が大きい留分であるため、出力や燃費を向上させる意味で重要である。ただし、当該留分は燃焼雰囲気条件(温度、圧力、空気との比率等)が適していない場合にすす等を生成してしまう可能性を有している。また、本発明の軽油組成物は冬季での使用を前提としているため、当該留分が多すぎる場合は低温流動性に懸念が生じる可能性がある。上述の軽質、中質留分とのバランスを配慮して配合比を決定する必要がある。また、当該留分は蒸発速度がやや遅く空気との混合時間を十分にとる必要があるため、多くの量を配合することができないものの、その分自己着火性に優れた構成である必要がある。
以上の傾向を鑑み種々の検討を行った結果、280℃以上の留分範囲におけるセタン価が50以上であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が1容量%以上30容量%以下であることが必要である。また、当該留分はセタン価が52以上であることが好ましく、54以上であることがより好ましい。全留分に対する構成比率は1.5容量%以上28容量%以下であることが好ましく、2容量%以上26容量%以下であることがより好ましい。
In the light oil composition of the present invention, a heavy fraction (a fraction having a distillation property of 280 ° C. or higher) is a fraction having a large calorific value per capacity, and is important in terms of improving output and fuel consumption. However, the fraction has a possibility of generating soot or the like when the combustion atmosphere conditions (temperature, pressure, ratio with air, etc.) are not suitable. Moreover, since the light oil composition of this invention presupposes use in winter, when there is too much the said fraction, a concern may arise about low-temperature fluidity | liquidity. It is necessary to determine the blending ratio in consideration of the balance with the above-mentioned light and medium fractions. In addition, since the fraction has a slightly slow evaporation rate and needs to have a sufficient mixing time with air, a large amount cannot be blended, but it is necessary to have a structure excellent in self-ignitability. .
As a result of various studies in view of the above tendency, the cetane number in the fraction range of 280 ° C. or higher is 50 or more, and the composition ratio per volume in the whole fraction is 1 volume% or more and 30 volume% or less. It is necessary to be. The fraction has a cetane number of preferably 52 or more, and more preferably 54 or more. The composition ratio with respect to the total fraction is preferably 1.5 volume% or more and 28 volume% or less, and more preferably 2 volume% or more and 26 volume% or less.
なお、各留分の構成比率及びセタン価の測定は、以下の2通りの方法で実施することができる。
(1)分留精度が目標温度に対して±1℃、残油率1容量%以内である比較的精度の高い分留装置を用いて、当該軽油組成物を初留点〜200℃、200℃〜280℃、280℃〜終点の留分に分割し、各留分の構成比率及びセタン価を測定する。
(2)混合する基材を予め上述の分留装置で各留分に分留しておき、その際に構成比率及びセタン価を測定する。
試験法はJIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」により蒸留性状を、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「7.セタン価試験方法」によりセタン価を測定する。
In addition, the composition ratio and cetane number of each fraction can be measured by the following two methods.
(1) Using a relatively high-precision fractionation apparatus having a fractionation accuracy of ± 1 ° C. with respect to the target temperature and a residual oil ratio of 1% by volume or less, the gas oil composition is treated at the initial boiling point to 200 ° C., 200 C. to 280.degree. C., divided into 280.degree. C. to end point fractions, and the constituent ratio and cetane number of each fraction are measured.
(2) The base material to be mixed is fractionated in advance into the fractions using the above fractionator, and the composition ratio and cetane number are measured at that time.
The test method is JIS K 2254 "Petroleum products-Distillation test method-Atmospheric pressure method". The distillation properties are determined according to JIS K 2280 "Petroleum products-Fuel oil-Octane number and cetane number test method and cetane index calculation method". The cetane number is measured by “Test method”.
本発明の軽油組成物における蒸留性状としては、上述の各留分における特徴を満たしかつ初留点が140℃以上、終点が350℃以下、JIS特3号軽油規格である90%留出温度が330℃以下であることが必要である。
90%留出温度が前記上限値を超えるとPMや微小粒子の排出量が増加する傾向にあるため、好ましくは325℃以下、より好ましくは320℃以下、さらに好ましくは315℃以下である。また、90%留出温度には下限値の制約はないものの、大幅に低い場合は燃費の悪化や、エンジン出力の低下を誘引してしまうため、好ましくは240℃以上、より好ましくは250℃以上、さらに好ましくは260℃以上である。
また、初留点は140℃以上であることが必要である。初留点が140℃に満たないとエンジン出力や高温時の始動性の悪化を招く可能性がある。そのため、初留点は145℃以上が好ましく、150℃以上がさらに好ましい。終点は350℃以下であることが必要である。終点が350℃を越えるとPMや微小粒子の排出量が増加する傾向にある。そのため、終点は348℃以下が好ましく、346℃以下がより好ましい。
10%留出温度に対する制約はないものの、下限値に関してはエンジン出力や燃費の悪化を抑制するため、好ましくは160℃以上、より好ましくは170℃以上、さらに好ましくは180℃以上である。一方、上限値に関しては排ガス性能が悪化を抑制する目的から、好ましくは250℃以下、より好ましくは245℃以下、さらに好ましくは230℃以下である。
なお、ここでいう初留点、10%留出温度、90%留出温度、終点とは、全てJIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」により測定される値を意味する。
As the distillation properties in the light oil composition of the present invention, the 90% distillation temperature that satisfies the characteristics of each fraction and has an initial boiling point of 140 ° C. or higher, an end point of 350 ° C. or lower, and a JIS No. 3 diesel oil standard. It must be 330 ° C. or lower.
When the 90% distillation temperature exceeds the above upper limit, the amount of PM and fine particles discharged tends to increase. Therefore, it is preferably 325 ° C. or lower, more preferably 320 ° C. or lower, and further preferably 315 ° C. or lower. Although there is no lower limit on the 90% distillation temperature, it is preferably 240 ° C. or more, more preferably 250 ° C. or more, because if it is significantly low, it leads to deterioration of fuel consumption and reduction of engine output. More preferably, it is 260 ° C. or higher.
The initial boiling point must be 140 ° C. or higher. If the initial boiling point is less than 140 ° C., engine output and startability at high temperatures may be deteriorated. Therefore, the initial boiling point is preferably 145 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher. The end point needs to be 350 ° C. or lower. When the end point exceeds 350 ° C., the discharge amount of PM and fine particles tends to increase. Therefore, the end point is preferably 348 ° C. or lower, and more preferably 346 ° C. or lower.
Although there is no restriction on the 10% distillation temperature, the lower limit is preferably 160 ° C. or higher, more preferably 170 ° C. or higher, and further preferably 180 ° C. or higher in order to suppress deterioration of engine output and fuel consumption. On the other hand, the upper limit is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 245 ° C. or lower, and further preferably 230 ° C. or lower for the purpose of suppressing deterioration of exhaust gas performance.
Here, the initial boiling point, 10% distillation temperature, 90% distillation temperature, and end point all mean values measured by JIS K 2254 “Petroleum products—Distillation test method—Atmospheric pressure method”.
本発明の軽油組成物のセタン指数はJIS特3号軽油規格である45以上を満たす必要がある。セタン指数が45に満たない場合には、排出ガス中のPM、アルデヒド類、あるいはさらにNOxの濃度が高くなる傾向にある。同様の理由により、セタン指数は47以上であることが好ましく、50以上であることがより好ましい。また、セタン指数の上限には制約がないものの75を越える場合、加速時におけるすすの排出が悪化する傾向が見られるため、セタン指数は75以下が好ましく、74以下がより好ましく、73以下がさらに好ましい。なお、本発明でいうセタン指数とは、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「8.4変数方程式を用いたセタン指数の算出方法」によって算出される価を意味する。ここで、上記JIS規格におけるセタン指数は、一般的にはセタン価向上剤を添加していない軽油に対して適用されるが、本発明ではセタン価向上剤を添加した軽油組成物についても上記「8.4変数方程式を用いたセタン指数の算出方法」を適用し、当該算出方法により算出される値をセタン指数として表す。 The cetane index of the light oil composition of the present invention needs to satisfy JIS No. 3 light oil standard of 45 or more. When the cetane index is less than 45, the concentration of PM, aldehydes, or NOx in the exhaust gas tends to increase. For the same reason, the cetane index is preferably 47 or more, and more preferably 50 or more. Further, although there is no restriction on the upper limit of the cetane index, when it exceeds 75, soot emission during acceleration tends to deteriorate, so the cetane index is preferably 75 or less, more preferably 74 or less, and further 73 or less. preferable. The cetane index referred to in the present invention is defined by “Calculation method of cetane index using 8.4 variable equations” in JIS K 2280 “Petroleum products-fuel oil-octane number and cetane number test method and cetane index calculation method”. It means the calculated value. Here, the cetane index in the JIS standard is generally applied to light oil to which a cetane number improver is not added, but in the present invention, the above-mentioned " Applying “8.4 Calculation Method of Cetane Index Using Variable Equation”, a value calculated by the calculation method is expressed as a cetane index.
本発明の軽油組成物におけるセタン価に関しては上述の各留分における特徴を満たす範囲において特に制約はないが、ディーゼル燃焼時のノック防止、排出ガス中のNOx、PM及びアルデヒド類の排出量抑制の観点から、好ましくは30以上であり、より好ましくは35以上であり、さらに好ましいのは40以上である。また、排ガス中の黒煙低減の観点から、セタン価は70以下であることが好ましく、68以下であることがより好ましく、66以下であることがさらに好ましい。なお、ここでいうセタン価とは、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「7.セタン価試験方法」に準拠して測定されるセタン価を意味する。 The cetane number in the light oil composition of the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the characteristics of each fraction described above. However, it prevents knocking during diesel combustion, and suppresses NOx, PM and aldehyde emissions in exhaust gas. From a viewpoint, Preferably it is 30 or more, More preferably, it is 35 or more, More preferably, it is 40 or more. Further, from the viewpoint of reducing black smoke in the exhaust gas, the cetane number is preferably 70 or less, more preferably 68 or less, and further preferably 66 or less. The cetane number referred to here is a cetane number measured in accordance with “7. Cetane number test method” in JIS K 2280 “Petroleum products—Fuel oil—Octane number and cetane number test method and cetane index calculation method”. Means.
本発明の軽油組成物の引火点はJIS特3号軽油規格である45℃以上を満たす必要がある。引火点が45℃に満たない場合には、安全上の観点から好ましくないため、引火点は47℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましい。なお、本発明でいう引火点はJIS K 2265「原油及び石油製品引火点試験方法」で測定される値を示す。 The flash point of the light oil composition of the present invention must satisfy 45 ° C. or higher, which is the JIS No. 3 light oil standard. When the flash point is less than 45 ° C., it is not preferable from the viewpoint of safety. Therefore, the flash point is preferably 47 ° C. or more, and more preferably 50 ° C. or more. The flash point in the present invention is a value measured by JIS K 2265 “Crude oil and petroleum product flash point test method”.
本発明の軽油組成物の目詰まり点はJIS特3号軽油規格である−19℃以下を満たす必要がある。さらに、ディーゼル車のプレフィルタ閉塞防止の点、並びに電子制御式燃料噴射ポンプにおける噴射性能維持の観点から、−22℃以下であることが好ましく、−25℃以下であることがより好ましい。ここで目詰まり点とはJIS K 2288「軽油−目詰まり点試験方法」により測定される目詰まり点を意味する。 The clogging point of the light oil composition of the present invention needs to satisfy −19 ° C. or less which is JIS No. 3 light oil standard. Furthermore, it is preferably −22 ° C. or less, and more preferably −25 ° C. or less, from the viewpoint of preventing the prefilter blockage of the diesel vehicle and maintaining the injection performance of the electronically controlled fuel injection pump. Here, the clogging point means a clogging point measured by JIS K 2288 “Light oil—clogging point test method”.
本発明の軽油組成物の流動点はJIS特3号軽油規格である−30℃以下を満たす必要がある。さらに、低温始動性確保ないしは低温運転性確保の観点、並びに電子制御式燃料噴射ポンプにおける噴射性能維持の観点から、−32.5℃以下であることが好ましく、−35℃以下であることがより好ましい。ここで流動点とは、JIS K 2269「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」に準じて測定される流動点を意味する。 The pour point of the light oil composition of the present invention needs to satisfy −30 ° C. or less, which is JIS No. 3 light oil standard. Furthermore, from the viewpoint of ensuring low temperature startability or low temperature drivability, and maintaining the injection performance of the electronically controlled fuel injection pump, it is preferably −32.5 ° C. or lower, more preferably −35 ° C. or lower. preferable. Here, the pour point means a pour point measured according to JIS K 2269 “Pour point of crude oil and petroleum products and cloud point test method of petroleum products”.
本発明の軽油組成物の30℃における動粘度はJIS特3号軽油規格である1.7mm2/s以上であることが必要であり、1.75mm2/s以上であることが好ましく、1.8mm2/s以上であることがより好ましい。当該動粘度が1.7mm2/sに満たない場合は、燃料噴射ポンプ側の燃料噴射時期制御が困難となる傾向にあり、またエンジンに搭載された燃料噴射ポンプの各部における潤滑性が損なわれるおそれがある。一方、30℃における動粘度の上限には制限はないが、燃料噴射システム内部の抵抗が増加して噴射系が不安定化し、排出ガス中のNOx、PMの濃度が高くなることを抑制する観点から、5mm2/s以下であることが好ましく、4.8mm2/s以下であることがより好ましく、4.5mm2/s以下であることがさら好ましい。なお、ここでいう動粘度とは、JIS K 2283「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」により測定される動粘度を意味する。 The kinematic viscosity at 30 ° C. of the light oil composition of the present invention is required to be 1.7 mm 2 / s or more, which is JIS No. 3 light oil standard, and preferably 1.75 mm 2 / s or more. More preferably, it is 8 mm 2 / s or more. When the kinematic viscosity is less than 1.7 mm 2 / s, it tends to be difficult to control the fuel injection timing on the fuel injection pump side, and the lubricity of each part of the fuel injection pump mounted on the engine is impaired. There is a fear. On the other hand, the upper limit of the kinematic viscosity at 30 ° C. is not limited, but the viewpoint of suppressing the increase in the NOx and PM concentrations in the exhaust gas by increasing the resistance in the fuel injection system and destabilizing the injection system. Therefore, it is preferably 5 mm 2 / s or less, more preferably 4.8 mm 2 / s or less, and even more preferably 4.5 mm 2 / s or less. In addition, kinematic viscosity here means kinematic viscosity measured by JISK2283 "crude oil and petroleum products-kinematic viscosity test method and viscosity index calculation method".
本発明の軽油組成物の10%残留炭素分はJIS特3号軽油規格である0.1質量%以下であることが必要である。さらに、微小粒子やPM低減の観点、並びにエンジンに搭載される排ガス後処理装置の性能維持、スラッジによるフィルター目詰まり防止の点から、0.08質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がより好ましい。なお、ここでいう10%残留炭素分とは、JIS K 2270「原油及び石油製品−残留炭素分試験方法」により測定される値を意味する。 The 10% residual carbon content of the gas oil composition of the present invention is required to be not more than 0.1% by mass, which is JIS No. 3 gas oil standard. Furthermore, 0.08% by mass or less is preferable, and 0.05% by mass or less is preferable from the viewpoint of reducing fine particles and PM, maintaining the performance of the exhaust gas aftertreatment device mounted on the engine, and preventing filter clogging by sludge. More preferred. Here, the 10% residual carbon content means a value measured by JIS K 2270 “Crude oil and petroleum products—residual carbon content test method”.
本発明の軽油組成物の加速酸化試験(酸化安定性試験)後の過酸化物価は、貯蔵安定性、部材への適合性の点から、50質量ppm以下であることが好ましく、40質量ppm以あることがより好ましく、30質量ppm以下であることがさらにより好ましい。なお、ここでいう加速酸化試験後の過酸化物価とは、ASTM D2274−94に準拠して、95℃、酸素バブリング下、16時間の条件で加速酸化試験を実施した後、石油学会規格JPI−5S−46−96に準拠して測定した過酸化物価の値を意味する。本発明の軽油組成物には、過酸化物価を低減するために、酸化防止剤や金属不活性剤等の添加剤を適宜添加することができる。 The peroxide value after the accelerated oxidation test (oxidation stability test) of the light oil composition of the present invention is preferably 50 ppm by mass or less, and preferably 40 ppm by mass or less from the viewpoint of storage stability and compatibility with members. More preferably, it is still more preferably 30 ppm by mass or less. The peroxide value after the accelerated oxidation test referred to here is the Petroleum Institute Standard JPI- after conducting the accelerated oxidation test under conditions of 95 ° C. and oxygen bubbling for 16 hours in accordance with ASTM D2274-94. It means the value of peroxide value measured according to 5S-46-96. In order to reduce the peroxide value, additives such as an antioxidant and a metal deactivator can be appropriately added to the light oil composition of the present invention.
本発明の軽油組成物の芳香族分含有量は、15容量%以下であることが好ましく、14容量%以下であることがより好ましく、13容量%以下であることがさらに好ましく、12容量%以下であることがさらにより好ましい。芳香族分含有量が前記の範囲内であると、PM等の生成を抑制しディーゼル燃焼及び予混合圧縮着火燃焼においても環境対応性能を発揮することができ、また本発明の軽油組成物において規定される性状をより容易に且つ確実に達成することができる。なお、ここでいう芳香族分含有量は、社団法人石油学会により発行されている石油学会誌JPI−5S−49−97「炭化水素タイプ試験法−高速液体クロマトグラフ法」に準拠され測定された、芳香族分含有量の容量百分率(容量%)を意味する。 The aromatic content of the gas oil composition of the present invention is preferably 15% by volume or less, more preferably 14% by volume or less, further preferably 13% by volume or less, and 12% by volume or less. Even more preferably. When the aromatic content is within the above range, the production of PM and the like can be suppressed, and environmental performance can be exhibited even in diesel combustion and premixed compression ignition combustion. Further, it is specified in the light oil composition of the present invention. The properties to be achieved can be achieved more easily and reliably. The aromatic content here was measured in accordance with JPI-5S-49-97 “Hydrocarbon Type Test Method—High Performance Liquid Chromatograph Method” published by the Japan Petroleum Institute. Means the volume percentage (volume%) of the aromatic content.
本発明の軽油組成物のナフテン分含有量に関しては特に制約はないが、50質量%以下であることが好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。ナフテン分含有量が前記の範囲内であると、PM等の生成を抑制しディーゼル燃焼及び予混合圧縮着火燃焼においても環境対応性能を発揮することができ、また本発明の軽油組成物において規定される性状をより容易に且つ確実に達成することができる。なお、ここでいうナフテン分含有量は、ASTM D2425「Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Middle Distillates by Mass Spectrometry」に準拠して測定されるナフテン分の質量百分率(質量%)を意味する。
本発明の軽油組成物のノルマルパラフィン含有量(ノルマルパラフィン分)に関しては特に制約はないが、予混合圧縮着火燃焼の着火制御性を容易にする理由から、20質量%以上であることが好ましく、22質量%以上がより好ましく、25質量%以上がさらに好ましい。GC−FIDを用いて測定される値(質量%)である。すなわち、カラムにはメチルシリコンのキャピラリーカラム(ULTRAALLOY−1)、キャリアガスにはヘリウムを、検出器には水素イオン検出器(FID)を用い、カラム長30m、キャリアガス流量1.0mL/min、分割比1:79、試料注入温度360℃、カラム昇温条件140℃→(8℃/min)→355℃、検出器温度360℃の条件で測定された値である。
Although there is no restriction | limiting in particular regarding the naphthene content of the light oil composition of this invention, It is preferable that it is 50 mass% or less, 45 mass% or less is more preferable, and 40 mass% or less is further more preferable. When the naphthene content is within the above-mentioned range, the production of PM and the like can be suppressed, and the environment-responsive performance can be exhibited even in diesel combustion and premixed compression ignition combustion, and is specified in the light oil composition of the present invention. Can be achieved more easily and reliably. The naphthene content referred to here is a mass percentage (mass percentage of naphthene measured in accordance with ASTM D 2425 “Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Middle Distillates by Mass Spectrometry”).
The normal paraffin content (normal paraffin content) of the light oil composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 20% by mass or more for the reason of facilitating the ignition controllability of the premixed compression ignition combustion. 22 mass% or more is more preferable, and 25 mass% or more is further more preferable. It is a value (mass%) measured using GC-FID. That is, a capillary column of methyl silicon (ULTRAALLOY-1) is used for the column, helium is used for the carrier gas, a hydrogen ion detector (FID) is used for the detector, a column length of 30 m, a carrier gas flow rate of 1.0 mL / min, and a splitting. It is a value measured under the conditions of ratio 1:79, sample injection temperature 360 ° C., column temperature rising condition 140 ° C. → (8 ° C./min)→355° C., detector temperature 360 ° C.
本発明の軽油組成物の15℃における密度に関しては特に制約はないが、発熱量確保の点から、750kg/m3以上であることが好ましく、755kg/m3以上がより好ましく、760kg/m3以上がさらに好ましい。また、当該密度は、NOx、PMの排出量を低減する点から、840kg/m3以下であることが好ましく、835kg/m3以下がより好ましく、830kg/m3以下がさらに好ましい。なお、ここでいう密度とは、JIS K 2249「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される密度を意味する。 There is no particular limitation with respect to density at 15 ℃ of the gas oil composition of the present invention, in terms of calorific value ensuring, is preferably 750 kg / m 3 or more, 755kg / m 3 or more, more preferably, 760 kg / m 3 The above is more preferable. Further, the density, NOx, from the viewpoint of reducing the emission of PM, it is preferably 840 kg / m 3 or less, more preferably 835 kg / m 3 or less, more preferably 830 kg / m 3 or less. In addition, the density here means the density measured by JIS K 2249 “Density test method and density / mass / capacity conversion table of crude oil and petroleum products”.
本発明の軽油組成物のくもり点に関して特に制約はないが、低温始動性確保ないしは低温運転性確保の観点、並びに電子制御式燃料噴射ポンプにおける噴射性能維持の観点から−15℃以下を満たすことが好ましく、−16℃以下であることがより好ましく、−17℃以下であることがさらにより好ましい。ここでくもり点とは、JIS K 2269「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」に準じて測定される流動点を意味する。 The cloud point of the light oil composition of the present invention is not particularly limited, but it should satisfy −15 ° C. or less from the viewpoint of ensuring low temperature startability or low temperature operability and maintaining the injection performance of the electronically controlled fuel injection pump. Preferably, it is −16 ° C. or lower, and more preferably −17 ° C. or lower. The cloud point here means a pour point measured according to JIS K 2269 “Pour point of crude oil and petroleum products and cloud point test method of petroleum products”.
本発明の軽油組成物の水分含有量に関しては特に制約はないが、低温下での凍結防止やエンジン内部での腐食防止の観点から、100容量ppm以下であることが好ましく、より好ましくは50容量ppm以下、さらにより好ましくは20容量ppm以下である。なお、ここでいう水分含有量とは、JIS K 2275「原油及び石油製品−水分試験方法−カールフィッシャー式電量滴定法」により測定される値を意味する。 Although there is no restriction | limiting in particular regarding the water content of the light oil composition of this invention, it is preferable that it is 100 volume ppm or less from a viewpoint of the freezing prevention under low temperature and the corrosion prevention inside an engine, More preferably, it is 50 volume. ppm or less, still more preferably 20 ppm by volume or less. The water content here means a value measured by JIS K 2275 “Crude oil and petroleum products—moisture test method—Karl Fischer coulometric titration method”.
本発明の軽油組成物においては、貯蔵安定性の点から、酸化安定性試験後の全不溶解分が2.0mg/100mL以下であることが好ましく、1.5mg/100mL以下であることがより好ましく、1.0mg/100mL以下であることがさらに好ましく、0.5mg/100mL以下であることがさらにより好ましい。なお、ここでいう酸化安定性試験とは、ASTM D2274−94に準拠して、95℃、酸素バブリング下、16時間の条件で実施するものである。また、ここでいう酸化安定性試験後の全不溶解分とは、前記酸化安定性試験に準拠して測定される値を意味する。 In the light oil composition of the present invention, from the viewpoint of storage stability, the total insoluble content after the oxidation stability test is preferably 2.0 mg / 100 mL or less, more preferably 1.5 mg / 100 mL or less. Preferably, it is 1.0 mg / 100 mL or less, more preferably 0.5 mg / 100 mL or less. The oxidation stability test here is conducted under conditions of 95 ° C. and oxygen bubbling for 16 hours in accordance with ASTM D2274-94. The total insoluble matter after the oxidation stability test here means a value measured in accordance with the oxidation stability test.
本発明の軽油組成物においては、必要に応じて低温流動性向上剤、潤滑性向上剤、セタン価向上剤、清浄剤等の添加剤を適量配合することができる。 In the light oil composition of the present invention, an appropriate amount of additives such as a low temperature fluidity improver, a lubricity improver, a cetane number improver, and a detergent can be blended as necessary.
本発明の軽油組成物には、ディーゼル自動車のフィルター閉塞防止の点から低温流動性向上剤を添加することができる。また、その添加量は活性分濃度で200mg/L以上、1000mg/L以下であることが好ましく、300mg/L以上、800mg/L以下であることがより好ましい。
低温流動性向上剤の種類は特に限定されるものではないが、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体に代表されるエチレン−不飽和エステル共重合体、アルケニル琥珀酸アミド、ポリエチレングリコールのジベヘン酸エステルなどの線状の化合物、フタル酸、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ酢酸などの酸又はその酸無水物などとヒドロカルビル置換アミンの反応生成物からなる極性窒素化合物、アルキルフマレートまたはアルキルイタコネート−不飽和エステル共重合体などからなるくし形ポリマーなどの低温流動性向上剤の1種または2種以上が使用できる。また、エチレンとメタクリル酸メチルとの共重合体、エチレンとα−オレフィンとの共重合体、塩素化メチレン−酢酸ビニル共重合体、不飽和カルボン酸のアルキルエステル重合体、水酸基を有する含窒素化合物と飽和脂肪酸から合成されるエステルもしくはその塩、多価アルコールと飽和脂肪酸から合成されるエステル及びアミド誘導体、ポリオキシアルキレングリコールと飽和脂肪酸から合成されるエステル、多価アルコールまたはその部分エステルのアルキレンオキサイド付加物と飽和脂肪酸から合成されるエステル、塩素化パラフィン/ナフタレン縮合物、アルケニルコハク酸アミド、スルホ安息香酸のアミン塩などから選ばれる1種または2種以上を組み合わせた低温流動性向上剤も使用することができる。この中でも汎用性の点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体系添加剤を好ましく使用することができる。なお、低温流動性向上剤と称して市販されている商品は、低温流動性に寄与する有効成分(活性分)が適当な溶剤で希釈されていることがあるため、こうした市販品を本発明の軽油組成物に添加する場合にあたっては、上記の添加量は、有効成分としての添加量(活性分濃度)を意味している。
A low temperature fluidity improver can be added to the diesel oil composition of the present invention from the viewpoint of prevention of filter blockage in a diesel vehicle. Moreover, the addition amount is preferably 200 mg / L or more and 1000 mg / L or less, more preferably 300 mg / L or more and 800 mg / L or less in terms of active ingredient concentration.
The type of the low-temperature fluidity improver is not particularly limited. For example, ethylene-unsaturated ester copolymer represented by ethylene-vinyl acetate copolymer, alkenyl succinic acid amide, dibehenate ester of polyethylene glycol Linear compounds such as phthalic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, nitriloacetic acid and the like, or polar nitrogen compounds consisting of reaction products of hydrocarbyl-substituted amines, alkyl fumarate or alkyl itaconate-unsaturated esters One kind or two or more kinds of low-temperature fluidity improvers such as a comb polymer made of a copolymer can be used. Further, a copolymer of ethylene and methyl methacrylate, a copolymer of ethylene and α-olefin, a chlorinated methylene-vinyl acetate copolymer, an alkyl ester polymer of unsaturated carboxylic acid, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group And esters synthesized from saturates and saturated fatty acids, esters and amide derivatives synthesized from polyhydric alcohols and saturated fatty acids, esters synthesized from polyoxyalkylene glycols and saturated fatty acids, alkylene oxides of polyhydric alcohols or partial esters thereof Low temperature fluidity improver combining one or more selected from esters synthesized from adducts and saturated fatty acids, chlorinated paraffin / naphthalene condensates, alkenyl succinic acid amides, amine salts of sulfobenzoic acid, etc. can do. Among these, from the viewpoint of versatility, an ethylene-vinyl acetate copolymer additive can be preferably used. In addition, since a commercial product referred to as a low temperature fluidity improver may be diluted with an appropriate solvent for an active ingredient (active ingredient) that contributes to low temperature fluidity, such a commercial product may be used in the present invention. In the case of adding to a light oil composition, the above-mentioned addition amount means the addition amount (active ingredient concentration) as an active ingredient.
本発明の軽油組成物への潤滑性向上剤の添加は、潤滑性能が上述の好ましい範囲に入れば特に制約を受けないが、燃料噴射ポンプの摩耗防止の理由から、添加することが好ましい。また、その添加量は、活性分濃度で20mg/L以上、200mg/L以下であることが好ましく、50mg/L以上、180mg/L以下であることがより好ましい。潤滑性向上剤の添加量が前記の範囲内であると、添加された潤滑性向上剤の効能を有効に引き出すことができ、例えば分配型噴射ポンプを搭載したディーゼルエンジンにおいて、運転中のポンプの駆動トルク増を抑制し、ポンプの摩耗を低減させることができる。
潤滑性向上剤の種類は特に限定されるものではないが、例えば、カルボン酸系、エステル系、アルコール系およびフェノール系の各潤滑性向上剤の1種又は2種以上が任意に使用可能である。これらの中でも、カルボン酸系及びエステル系の潤滑性向上剤が好ましい。カルボン酸系の潤滑性向上剤としては、例えば、リノ−ル酸、オレイン酸、サリチル酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ヘキサデセン酸及び上記カルボン酸の2種以上の混合物が例示できる。エステル系の潤滑性向上剤としては、グリセリンのカルボン酸エステルが挙げられる。カルボン酸エステルを構成するカルボン酸は、1種であっても2種以上であってもよく、その具体例としては、リノ−ル酸、オレイン酸、サリチル酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ヘキサデセン酸等がある。
The addition of the lubricity improver to the light oil composition of the present invention is not particularly limited as long as the lubricating performance falls within the above-mentioned preferred range, but is preferably added for the reason of preventing wear of the fuel injection pump. Moreover, the addition amount is preferably 20 mg / L or more and 200 mg / L or less, more preferably 50 mg / L or more and 180 mg / L or less in terms of active ingredient concentration. When the addition amount of the lubricity improver is within the above range, the effect of the added lubricity improver can be effectively extracted. For example, in a diesel engine equipped with a distributed injection pump, An increase in driving torque can be suppressed and pump wear can be reduced.
The type of the lubricity improver is not particularly limited. For example, one or more of carboxylic acid-based, ester-based, alcohol-based and phenol-based lubricity improvers can be used arbitrarily. . Among these, carboxylic acid-based and ester-based lubricity improvers are preferable. Examples of the carboxylic acid-based lubricity improver include linoleic acid, oleic acid, salicylic acid, palmitic acid, myristic acid, hexadecenoic acid and a mixture of two or more of the above carboxylic acids. Examples of ester-based lubricity improvers include carboxylic acid esters of glycerin. The carboxylic acid constituting the carboxylic acid ester may be one kind or two or more kinds, and specific examples thereof include linoleic acid, oleic acid, salicylic acid, palmitic acid, myristic acid, hexadecenoic acid and the like. There is.
本発明の軽油組成物においては、必要に応じてセタン価向上剤を適量配合し、得られる軽油組成物のセタン価を向上させることができる。
セタン価向上剤としては、軽油のセタン価向上剤として知られる各種の化合物を任意に使用することができ、例えば、硝酸エステルや有機過酸化物等が挙げられる。これらのセタン価向上剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いても良いが、上述のセタン価向上剤の中では硝酸エステルを用いることが好ましい。かかる硝酸エステルには、2−クロロエチルナイトレート、2−エトキシエチルナイトレート、イソプロピルナイトレート、ブチルナイトレート、第一アミルナイトレート、第二アミルナイトレート、イソアミルナイトレート、第一ヘキシルナイトレート、第二ヘキシルナイトレート、n−ヘプチルナイトレート、n−オクチルナイトレート、2−エチルヘキシルナイトレート、シクロヘキシルナイトレート、エチレングリコールジナイトレートなどの種々のナイトレート等が包含されるが、特に、炭素数6〜8のアルキルナイトレートが好ましい。
セタン価向上剤の含有量は、組成物全量基準で500mg/L以上であることが好ましく、600mg/L以上であることがより好ましく、700mg/L以上であることがさらに好ましく、800mg/L以上であることがさらにより好ましく、900mg/L以上であることが最も好ましい。セタン価向上剤の含有量が500mg/Lに満たない場合は、十分なセタン価向上効果が得られず、ディーゼルエンジン排出ガスのPM、アルデヒド類、さらにはNOxが十分に低減されない傾向にある。また、セタン価向上剤の含有量の上限値は特に限定されないが、軽油組成物全量基準で、1400mg/L以下であることが好ましく、1250mg/L以下であることがより好ましく、1100mg/L以下であることがさらに好ましく、1000mg/L以下であることが最も好ましい。
セタン価向上剤は、常法に従い合成したものを用いてもよく、また、市販品を用いてもよい。なお、セタン価向上剤と称して市販されているものは、セタン価向上に寄与する有効成分(すなわちセタン価向上剤自体)を適当な溶剤で希釈した状態で入手されるのが通例である。このような市販品を使用して本発明の軽油組成物を調製する場合には、軽油組成物中の当該有効成分の含有量が上述の範囲内となることが好ましい。
In the light oil composition of the present invention, if necessary, an appropriate amount of a cetane number improver can be blended to improve the cetane number of the resulting light oil composition.
As the cetane number improver, various compounds known as light oil cetane number improvers can be arbitrarily used, and examples thereof include nitrate esters and organic peroxides. These cetane number improvers may be used alone or in combination of two or more. Among the above cetane number improvers, it is preferable to use a nitrate ester. Such nitrate esters include 2-chloroethyl nitrate, 2-ethoxyethyl nitrate, isopropyl nitrate, butyl nitrate, primary amyl nitrate, secondary amyl nitrate, isoamyl nitrate, primary hexyl nitrate, Various nitrates such as secondary hexyl nitrate, n-heptyl nitrate, n-octyl nitrate, 2-ethylhexyl nitrate, cyclohexyl nitrate, and ethylene glycol dinitrate are included. An alkyl nitrate of 6-8 is preferred.
The content of the cetane improver is preferably 500 mg / L or more, more preferably 600 mg / L or more, further preferably 700 mg / L or more, and more preferably 800 mg / L or more based on the total amount of the composition. Even more preferably, it is most preferably 900 mg / L or more. When the content of the cetane number improver is less than 500 mg / L, a sufficient cetane number improving effect cannot be obtained, and PM, aldehydes, and NOx in diesel engine exhaust gas tend not to be sufficiently reduced. Further, the upper limit of the content of the cetane number improver is not particularly limited, but is preferably 1400 mg / L or less, more preferably 1250 mg / L or less, based on the total amount of the light oil composition, and 1100 mg / L or less. More preferably, it is most preferably 1000 mg / L or less.
As the cetane number improver, one synthesized according to a conventional method may be used, or a commercially available product may be used. In addition, what is marketed as a cetane number improver is usually obtained in a state where an active ingredient contributing to cetane number improvement (that is, cetane number improver itself) is diluted with an appropriate solvent. When preparing the light oil composition of this invention using such a commercial item, it is preferable that content of the said active ingredient in a light oil composition becomes in the above-mentioned range.
本発明の軽油組成物には必要に応じて清浄剤を添加することができる。清浄剤の成分は特に限定されるものではないが、例えば、イミド系化合物;ポリブテニルコハク酸無水物とエチレンポリアミン類とから合成されるポリブテニルコハク酸イミドなどのアルケニルコハク酸イミド;ペンタエリスリトールなどの多価アルコールとポリブテニルコハク酸無水物から合成されるポリブテニルコハク酸エステルなどのコハク酸エステル;ジアルキルアミノエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ビニルピロリドンなどとアルキルメタクリレートとのコポリマーなどの共重合系ポリマー、カルボン酸とアミンの反応生成物等の無灰清浄剤等が挙げられ、中でもアルケニルコハク酸イミド及びカルボン酸とアミンとの反応生成物が好ましい。これらの清浄剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。アルケニルコハク酸イミドを使用する例としては、分子量1000〜3000程度のアルケニルコハク酸イミドを単独使用する場合と、分子量700〜2000程度のアルケニルコハク酸イミドと分子量10000〜20000程度のアルケニルコハク酸イミドとを混合して使用する場合とがある。カルボン酸とアミンとの反応生成物を構成するカルボン酸は1種であっても2種以上であってもよく、その具体例としては、炭素数12〜24の脂肪酸および炭素数7〜24の芳香族カルボン酸等が挙げられる。炭素数12〜24の脂肪酸としては、リノール酸、オレイン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、炭素数7〜24の芳香族カルボン酸としては、安息香酸、サリチル酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、カルボン酸とアミンとの反応生成物を構成するアミンは、1種であっても2種以上であってもよい。ここで用いられるアミンとしては、オレイルアミンが代表的であるが、これに限定されるものではなく、各種アミンが使用可能である。 A detergent can be added to the light oil composition of the present invention as necessary. The component of the detergent is not particularly limited, but examples thereof include imide compounds; alkenyl succinimides such as polybutenyl succinimide synthesized from polybutenyl succinic anhydride and ethylene polyamines; penta Succinic acid esters such as polybutenyl succinic acid ester synthesized from polyhydric alcohols such as erythritol and polybutenyl succinic anhydride; such as copolymers of dialkylaminoethyl methacrylate, polyethylene glycol methacrylate, vinyl pyrrolidone and alkyl methacrylate Examples thereof include ashless detergents such as copolymerized polymers and reaction products of carboxylic acids and amines, among which alkenyl succinimides and reaction products of carboxylic acids and amines are preferred. These detergents can be used alone or in combination of two or more. Examples of using an alkenyl succinimide include a case where an alkenyl succinimide having a molecular weight of about 1000 to 3000 is used alone, an alkenyl succinimide having a molecular weight of about 700 to 2000, and an alkenyl succinimide having a molecular weight of about 10,000 to 20000. May be used in combination. The carboxylic acid constituting the reaction product of the carboxylic acid and the amine may be one type or two or more types, and specific examples thereof include fatty acids having 12 to 24 carbon atoms and carbon atoms having 7 to 24 carbon atoms. An aromatic carboxylic acid etc. are mentioned. Examples of the fatty acid having 12 to 24 carbon atoms include linoleic acid, oleic acid, palmitic acid, myristic acid, and the like, but are not limited thereto. In addition, examples of the aromatic carboxylic acid having 7 to 24 carbon atoms include benzoic acid and salicylic acid, but are not limited thereto. Moreover, the amine which comprises the reaction product of carboxylic acid and an amine may be 1 type, or may be 2 or more types. The amine used here is typically oleylamine, but is not limited thereto, and various amines can be used.
清浄剤の配合量は特に制限されないが、清浄剤を配合した効果、具体的には、燃料噴射ノズルの閉塞抑制効果を引き出すためには、清浄剤の配合量を組成物全量基準で30mg/L以上とすることが好ましく、60mg/L以上とすることがより好ましく、80mg/L以上とすることがさらに好ましい。30mg/Lに満たない量を添加しても効果が現れない可能性がある。一方、配合量が多すぎても、それに見合う効果が期待できず、逆にディーゼルエンジン排出ガス中のNOx、PM、アルデヒド類等を増加させる恐れがあることから、清浄剤の配合量は300mg/L以下であることが好ましく、180mg/L以下であることがより好ましい。なお、市販の清浄剤は清浄に寄与する有効成分が適当な溶剤で希釈された状態で入手されるのが通例である。このような市販品を本発明の軽油組成物に配合する際には、軽油組成物中の当該有効成分の含有量が上述の範囲内となることが好ましい。 The blending amount of the cleaning agent is not particularly limited, but in order to bring out the effect of blending the cleaning agent, specifically, the effect of suppressing the clogging of the fuel injection nozzle, the blending amount of the cleaning agent is 30 mg / L based on the total amount of the composition. It is preferable to set it above, more preferably 60 mg / L or more, and further preferably 80 mg / L or more. Even if an amount less than 30 mg / L is added, the effect may not appear. On the other hand, if the blending amount is too large, an effect commensurate with it cannot be expected, and conversely there is a risk of increasing NOx, PM, aldehydes, etc. in the exhaust gas of the diesel engine. L or less is preferable, and 180 mg / L or less is more preferable. In general, commercially available detergents are obtained in a state where an active ingredient contributing to cleaning is diluted with an appropriate solvent. When such a commercial product is blended in the light oil composition of the present invention, the content of the active ingredient in the light oil composition is preferably within the above range.
また、本発明における軽油組成物の性能をさらに高める目的で、後述するその他の公知の燃料油添加剤(以下、便宜上「その他の添加剤」という)を単独で、または数種類組み合わせて添加することもできる。その他の添加剤としては、例えば、フェノール系、アミン系などの酸化防止剤;サリチリデン誘導体などの金属不活性化剤;脂肪族アミン、アルケニルコハク酸エステルなどの腐食防止剤;アニオン系、カチオン系、両性系界面活性剤などの帯電防止剤;アゾ染料などの着色剤;シリコン系などの消泡剤;2−メトキシエタノール、イソプロピルアルコール、ポリグリコールエーテルなどの凍結防止剤等が挙げられる。
その他の添加剤の添加量は任意に決めることができるが、添加剤個々の添加量は、軽油組成物全量基準でそれぞれ好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.2質量%以下である。
Further, for the purpose of further improving the performance of the light oil composition in the present invention, other known fuel oil additives (hereinafter referred to as “other additives” for convenience) described later may be added alone or in combination of several kinds. it can. Other additives include, for example, phenol-based and amine-based antioxidants; metal deactivators such as salicylidene derivatives; corrosion inhibitors such as aliphatic amines and alkenyl succinic acid esters; anionic-based, cationic-based, Antistatic agents such as amphoteric surfactants; coloring agents such as azo dyes; antifoaming agents such as silicones; antifreezing agents such as 2-methoxyethanol, isopropyl alcohol, and polyglycol ether.
The addition amount of other additives can be arbitrarily determined, but the addition amount of each additive is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less, based on the total amount of the light oil composition. is there.
以上のように、本発明によれば、上記の製造方法、留分規定等により製造された軽油組成物を使用することにより、従来の軽油組成物では実現が困難であった冬季環境下での実用性能と予混合圧縮着火燃焼にも適用できる環境対応性能とを高水準で同時に達成できる高品質の軽油を提供することができる。 As described above, according to the present invention, by using the light oil composition produced by the above production method, fraction regulation, etc., it is difficult to realize with a conventional light oil composition in a winter environment. It is possible to provide high-quality diesel oil that can simultaneously achieve practical performance and environmentally compatible performance that can be applied to premixed compression ignition combustion at a high level.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples at all.
(実施例1〜3および比較例1〜3)
表1に示す性状を有する基材を調合して表2に示す軽油組成物を調製した(実施例1〜3および比較例1〜3)。FT合成基材1〜3は天然ガスをFT反応によりワックス及び中間留分化し、これに水素化処理を施して得られた炭化水素混合物であるが、それぞれの反応条件(異性化度)は異なるため、飽和炭化水素含有率が異なる基材となっている。高度水素化処理基材は軽油基材に更に水素化処理を施し、更なる低硫黄化と低芳香族化をはかった炭化水素基材である。動植物由来の処理油はパーム油(ホール成分)を原料として水素化処理を行い、雑成分を取り除いたものである。水素化精製軽油は冬季に使用されている市販の軽油に相当する。高圧縮比用燃料はFT合成基材、水素化精製基材、高度な水素化処理基材等を適切量配合して、高圧縮比ディーゼルエンジン向けに配合したものである。従って、各留分の混合比率及び各留分のセタン価を除けば、他の仕様は本発明の軽油組成物に必要とされる項目を満足している。これらを適量配合または全量使用して、実施例1〜3と比較例1〜3を製造した。
なお、本例で使用した添加剤は以下の通りである。
潤滑性向上剤:リノ−ル酸を主成分とするカルボン酸混合物
清浄剤:アルケニルコハク酸イミド混合物
低温流動性向上剤:エチレン−酢酸ビニル共重合体混合物
(Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3)
The light oil composition shown in Table 2 was prepared by preparing a base material having the properties shown in Table 1 (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3). The FT synthesis substrates 1 to 3 are hydrocarbon mixtures obtained by subjecting natural gas to wax and middle distillation by FT reaction and hydrotreating it, but the reaction conditions (degrees of isomerization) are different. Therefore, it is a base material with different saturated hydrocarbon contents. The advanced hydrotreatment base material is a hydrocarbon base material obtained by further subjecting a light oil base material to hydrogenation treatment to further reduce sulfur and aroma. Processed oil derived from animals and plants is obtained by performing hydrogenation using palm oil (hole component) as a raw material and removing miscellaneous components. Hydrorefined diesel oil is equivalent to commercially available diesel oil used in winter. The high compression ratio fuel is prepared for a high compression ratio diesel engine by blending an appropriate amount of an FT synthesis base material, a hydrorefining base material, an advanced hydroprocessing base material, and the like. Therefore, except for the mixing ratio of each fraction and the cetane number of each fraction, the other specifications satisfy the items required for the light oil composition of the present invention. Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were produced using appropriate amounts or all of these.
In addition, the additive used by this example is as follows.
Lubricant improver: Carboxylic acid mixture based on linoleic acid Detergent: Alkenyl succinimide mixture Low temperature fluidity improver: Ethylene-vinyl acetate copolymer mixture
調合した軽油組成物の調合比率、及びこの調合した軽油組成物に対して、15℃における密度、30℃における動粘度、引火点、硫黄分含有量、酸素分含有量、蒸留性状、セタン指数、セタン価、芳香族分含有量、ナフテン化合物含有量、体積弾性率、くもり点、目詰まり点、流動点、色相、10%残油の残留炭素分、酸化安定性試験後の全不溶解分および過酸化物価、摩耗痕径、水分を測定した結果を表2に示す。 The blending ratio of the blended diesel oil composition, and the blended diesel oil composition, density at 15 ° C., kinematic viscosity at 30 ° C., flash point, sulfur content, oxygen content, distillation properties, cetane index, Cetane number, aromatic content, naphthene compound content, bulk modulus, cloudiness point, clogging point, pour point, hue, residual carbon content of 10% residual oil, total insoluble content after oxidation stability test and Table 2 shows the results of measuring the peroxide value, wear scar diameter, and moisture.
なお、軽油組成物の性状は以下の方法により測定した。なお、各留分の構成比率及びセタン価に関しては基材調合後に分留し、測定を行っている。
密度は、JIS K 2249「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される密度を指す。
動粘度は、JIS K 2283「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」により測定される動粘度を指す。
引火点はJIS K 2265「原油及び石油製品引火点試験方法」で測定される値を示す。
硫黄分含有量(硫黄分)は、JIS K 2541「硫黄分試験方法」により測定される軽油組成物全量基準の硫黄分の質量含有量を指す。
酸素分含有量(酸素分)は、試料を白金炭素上でCOに転換し、あるいはさらにCO2に転換した後に熱伝導度検出器を用いて測定した値を示す。
蒸留性状は、全てJIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法」によって測定される値である。E200−Eibp、E280−E200、Eep−E280は、それぞれ蒸留初留点から200℃までの留分の留出量(容量%)、蒸留200℃から280℃まで留分の留出量(容量%)、蒸留280℃から終点までの留分の留出量(容量%)を意味する。
ノルマルパラフィン分は、前述のGC−FIDを用いて測定される値(質量%)を意味する。
芳香族分含有量は、社団法人石油学会により発行されている石油学会法JPI−5S−49−97「炭化水素タイプ試験方法−高速液体クロマトグラフ法」に準拠され測定された芳香族分含有量の容量百分率(容量%)を意味する。
ナフテン化合物含有量は、ASTM D2524「Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Middle Distillates by Mass Spectrometry」に準拠して測定されるナフテン含有量の質量百百分率(質量%)を意味する。
The properties of the light oil composition were measured by the following method. In addition, about the component ratio and cetane number of each fraction, it fractionates after base-material preparation and is measuring.
The density refers to a density measured according to JIS K 2249 “Determination method of density of crude oil and petroleum products and density / mass / capacity conversion table”.
The kinematic viscosity refers to a kinematic viscosity measured according to JIS K 2283 “Crude oil and petroleum products—Kinematic viscosity test method and viscosity index calculation method”.
The flash point indicates a value measured according to JIS K 2265 “Crude oil and petroleum product flash point test method”.
The sulfur content (sulfur content) refers to the mass content of the sulfur content based on the total amount of the light oil composition measured by JIS K2541 “Sulfur content test method”.
Oxygen partial content (oxygen content), a value measured using a thermal conductivity detector after the samples were converted to CO on platinum carbon, or which was further converted to CO 2.
All the distillation properties are values measured by JIS K 2254 "Petroleum products-Distillation test method". E200-Eibp, E280-E200, and Eep-E280 are the distillate volume (volume%) from the distillation initial distillation point to 200 ° C., and the distillate volume (volume%) from distillation 200 ° C. to 280 ° C., respectively. ), Distillation amount of distillate from 280 ° C. to end point (volume%).
The normal paraffin content means a value (% by mass) measured using the above-mentioned GC-FID.
The aromatic content is measured according to the Japan Petroleum Institute method JPI-5S-49-97 “Hydrocarbon Type Test Method—High Performance Liquid Chromatograph Method” published by the Japan Petroleum Institute. Means the capacity percentage (volume%).
Naphthenic compound content refers to mass percentage (%) of naphthene content measured according to ASTM D2524 “Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Middle Distilates by Mass Spectrometry”.
体積弾性率は、上述の通り、定容容器の中に測定対象となる燃料を封入し、そこに定容積のピストンを挿入した際の容器内の圧力が変化を元に算出した。
くもり点は、JIS K 2269「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」に準じて測定されるくもり点を意味する。
目詰まり点は、JIS K 2288「軽油−目詰まり点試験方法」により測定される目詰まり点を意味する。
流動点は、JIS K 2269「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」に準じて測定される流動点を意味する。
セタン指数は、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「8.4変数方程式を用いたセタン指数の算出方法」によって算出した価を指す。なお、上記JIS規格におけるセタン指数は、セタン価向上剤を添加したものに対しては適用されないが、本発明ではセタン価向上剤を添加したもののセタン指数も、上記「8.4変数方程式を用いたセタン指数の算出方法」によって算出した値を表すものとする。
セタン価は、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「7.セタン価試験方法」に準拠して測定されるセタン価を意味する。
As described above, the volume elastic modulus was calculated based on the change in the pressure in the container when the fuel to be measured was sealed in the constant volume container and the constant volume piston was inserted therein.
The cloud point means the cloud point measured according to JIS K 2269 “Pour point of crude oil and petroleum products and cloud point test method of petroleum products”.
The clogging point means a clogging point measured by JIS K 2288 “Light oil—clogging point test method”.
The pour point means a pour point measured in accordance with JIS K 2269 “Pour point of crude oil and petroleum products and cloud point test method of petroleum products”.
The cetane index refers to a value calculated according to “Method for calculating cetane index using 8.4 variable equation” in JIS K 2280 “Petroleum products—fuel oil—octane number and cetane number test method and cetane index calculation method”. The cetane index in the JIS standard is not applied to the cetane number improver added, but the cetane index of the cetane index added with the cetane number improver also uses the above “8.4 variable equation”. It shall represent the value calculated by “Calculating method of cetane index”.
The cetane number means a cetane number measured according to “7. Cetane number test method” of JIS K 2280 “Petroleum products—fuel oil—octane number and cetane number test method and cetane index calculation method”.
色相(セーボルト)は、JIS K 2580「石油製品−色試験法」に記載されたセーボルト色試験法に準拠して測定されるセーボルト色を意味する。
10%残油の残留炭素分とは、JIS K 2270「原油及び石油製品−残留炭素分試験方法」により測定される10%残油の残留炭素分を意味する。
酸化安定性試験後の過酸化物価(過酸化物価)とは、ASTM D2274−94に準拠して、95℃、酸素バブリング下、16時間の条件で加速酸化した後、石油学会規格JPI−5S−46−96に準拠して測定される値を意味する。
酸化安定性試験後の全不溶解分(全不溶解分)とは、ASTM D2274−94に準拠して、95℃、酸素バブリング下、16時間の条件で加速酸化した後に測定する値を意味する。
潤滑性能およびHFRR摩耗痕径(WS1.4)は、社団法人石油学会から発行されている石油学会規格JPI−5S−50−98「軽油−潤滑性試験方法」により測定した潤滑性能を指す。
水分は、JIS K 2275「原油及び石油製品−水分試験方法」に記載のカールフィッシャー式電量滴定法により測定される水分を指す。
Hue (Saebold) means the Saebold color measured according to the Saebold color test method described in JIS K 2580 “Petroleum products—color test method”.
The residual carbon content of 10% residual oil means the residual carbon content of 10% residual oil as measured by JIS K 2270 “Crude oil and petroleum products—residual carbon content test method”.
The peroxide value (peroxide value) after the oxidation stability test is accelerating oxidation under conditions of 95 ° C. and oxygen bubbling for 16 hours in accordance with ASTM D2274-94, and then the Petroleum Institute Standard JPI-5S- It means a value measured according to 46-96.
The total insoluble content after the oxidation stability test (total insoluble content) means a value measured after accelerated oxidation under conditions of 95 ° C. and oxygen bubbling for 16 hours in accordance with ASTM D2274-94. .
The lubrication performance and the HFRR wear scar diameter (WS1.4) refer to the lubrication performance measured by the Petroleum Institute Standard JPI-5S-50-98 “Diesel Oil-Lubricity Test Method” issued by the Japan Petroleum Institute.
Moisture refers to moisture measured by the Karl Fischer coulometric titration method described in JIS K 2275 “Crude oil and petroleum products—moisture test method”.
実施例で使用した軽油組成物は、表1、2に示すとおり、FT合成基材を20容量%以上配合して製造されたものである。また、表2から明らかなように、FT合成基材を本発明で規定される範囲内で配合した実施例1〜3においては、規定した性状を満足した軽油組成物を容易にかつ確実に得ることができた。一方、上記特定の燃料基材を用いずに軽油組成物を調製した比較例2、及び比較例1のように特定の基材は用いているものの留分構成比率等が規定性状を満足していない場合には、本発明の目的とする軽油組成物は必ずしも得られない。 As shown in Tables 1 and 2, the light oil composition used in the examples is produced by blending 20% by volume or more of the FT synthetic base material. Further, as apparent from Table 2, in Examples 1 to 3 in which the FT synthetic base material was blended within the range defined in the present invention, a light oil composition satisfying the defined properties was easily and reliably obtained. I was able to. On the other hand, although the specific base material is used as in Comparative Example 2 and Comparative Example 1 in which the light oil composition was prepared without using the specific fuel base material, the fractional composition ratio and the like satisfied the specified properties. If not, the light oil composition targeted by the present invention is not necessarily obtained.
次に実施例1〜3及び比較例1〜2の各軽油組成物を用いて、以下に示す各種試験を行った。全ての試験結果を表3に示す。表3の結果からわかるように、実施例1〜3の軽油組成物は、比較例1〜2の軽油組成物に比べ、予混合圧縮着火燃焼時のNOx、Smoke、燃費性能及び有効着火遅れ期間、通常燃焼時のNOx、Smoke、燃費性能、低温始動性で良好な結果が得られており、従来の軽油組成物では実現が困難であった優れた冬季環境下での実用性能と予混合圧縮着火燃焼にも適用できる環境対応性能とを高水準で同時に達成できる高品質の軽油を提供することができる。 Next, various tests shown below were performed using the light oil compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. All test results are shown in Table 3. As can be seen from the results in Table 3, the light oil compositions of Examples 1 to 3 are more NOx, Smoke, fuel efficiency, and effective ignition delay period during premixed compression ignition combustion than the light oil compositions of Comparative Examples 1 and 2. , NOx, smoke, fuel efficiency, and low temperature startability during normal combustion have yielded good results, and practical performance and premixed compression in an excellent winter environment that was difficult to achieve with conventional light oil compositions It is possible to provide high-quality diesel oil that can simultaneously achieve a high level of environmental performance that can also be applied to ignition and combustion.
(予混合圧縮着火燃焼試験)
下記に示す市販エンジン1をベースとし、その全気筒のピストン形状を変えることで圧縮比を16に改造し、また電子制御コモンレール式燃料噴射ポンプの制御部を一部改良して、噴射時期の制御を可能とした実験用エンジンにて試験を行った。試験は定常条件(1200rpm、25%負荷相当条件(燃料間の投入熱量は一定)、燃料噴射時期:上死点前30゜CA、吸気条件:常温一定)で行い、NOx、Smoke、燃費測定と共に、有効着火遅れ期間の計測を行った。有効着火遅れ期間とは、燃料噴射終了時期から着火開始時期を引いた値であり、この値が正であれば噴射した燃料のほぼ全てが空気と混合する時間を有することになり、予混合燃焼がより効果的に進むことになる。逆に、この値が負になると燃料噴射終了以前に燃焼が開始したことになるため、著しいSmoke発生を伴うような十分な予混合化を経ない燃焼を行ったことになる。燃費は比較例1を100として、各燃料での測定結果を相対値で表記した(数値が小さい方がよい結果を示す)。
なお、エンジン試験に係わる試験方法は、旧運輸省監修新型自動車審査関係基準集別添29「ディーゼル自動車13モード排出ガス測定の技術規準」に準拠している。
(Premixed compression ignition combustion test)
Based on the commercially available engine 1 shown below, the compression ratio is remodeled to 16 by changing the piston shape of all cylinders, and the control part of the electronically controlled common rail fuel injection pump is partially improved to control the injection timing. The test was conducted with an experimental engine that made it possible. The test is performed under steady conditions (1200 rpm, 25% load equivalent condition (the amount of heat input between fuels is constant), fuel injection timing: 30 ° CA before top dead center, intake conditions: constant room temperature), along with NOx, smoke, and fuel consumption measurements. The effective ignition delay period was measured. The effective ignition delay period is a value obtained by subtracting the ignition start timing from the fuel injection end timing. If this value is positive, it means that almost all of the injected fuel has time to mix with air, and premix combustion Will proceed more effectively. On the other hand, if this value becomes negative, combustion has started before the end of fuel injection, and therefore combustion has been performed without sufficient premixing with significant Smoke generation. The fuel consumption was expressed as a relative value for each fuel, with Comparative Example 1 set to 100 (smaller values indicate better results).
The test method related to the engine test is in accordance with Annex 29 “Technical Standards for Diesel Vehicle 13 Mode Emission Measurement” supervised by the former Ministry of Transport.
(エンジン諸元):市販エンジン1
エンジン種類:過給EGR付き直列6気筒ディ−ゼル
排気量 :1.4L
内径×工程 :73mm×81.4mm
圧縮比 :18.5(着火燃焼試験時に16.0へ改良)
最高出力 :72kW/4000rpm
規制適合 :2002年排ガス規制適合
排出ガス後処理装置:なし
(Engine specifications): Commercial engine 1
Engine type: Inline 6-cylinder diesel engine with supercharged EGR Displacement: 1.4L
Inner diameter x process: 73 mm x 81.4 mm
Compression ratio: 18.5 (Improved to 16.0 during ignition combustion test)
Maximum output: 72kW / 4000rpm
Regulatory compliance: 2002 exhaust gas regulatory compliance Exhaust gas aftertreatment device: None
(ディーゼル燃焼試験)
市販エンジン1を圧縮比及び噴射系等の改良無しの状態で使用して、3200rpm80%負荷相当条件(燃料間の投入熱量は一定)で運転を行い、NOx、Smoke、燃費を測定した。結果は、比較例1の燃料を供試した場合の結果を100として、各結果を相対的に比較して評価した(数値が小さい方がよい結果を示す)。
(Diesel combustion test)
Using a commercially available engine 1 with no improvement in compression ratio, injection system, etc., it was operated under conditions equivalent to a load of 3200 rpm 80% load (the amount of heat input between the fuels was constant), and NOx, smoke, and fuel consumption were measured. The results were evaluated by relatively comparing each result with the result obtained when the fuel of Comparative Example 1 was used as 100 (a smaller value indicates a better result).
(低温始動性試験)
上述のエンジン1と同様の圧縮比の改造を施したエンジンを下記車両1に搭載し、環境温度の制御が可能なシャーシダイナモメータ上で、室温で、(1)供試ディーゼル自動車の燃料系統を評価燃料でフラッシング(洗浄)、(2)フラッシング燃料の抜き出し、(3)メインフィルタの新品への交換、(4)燃料タンクに評価燃料の規定量(供試車両の燃料タンク容量の1/2)の張り込みを行う。その後、(5)環境温度を室温から−15℃まで急冷し、(6)−15℃で1時間保持した後、(7)1℃/hの冷却速度で所定の温度(−25℃)に達するまで徐冷し、(8)所定の温度で1時間保持した後、エンジンを始動させる。10秒間のクランキングを30秒間隔で2回繰り返しても始動しない場合はこの時点で不可(×)とした。また、クランキングを2回繰り返す間でエンジンが始動した場合はそのままアイドリングで3分間保持し、その後15秒かけて車速を60km/hに移行し、そのまま低速運転を行う。速度移行時及び60km/h低速走行を20分継続する際に動作不良(ハンチング、スタンブル、車速低下、エンジン停止等)が見られた場合はその時点で不可(×)とし、最後まで支障なく走行した場合は可(○)とした。
(Low temperature startability test)
The engine with the same compression ratio as the engine 1 described above is installed in the following vehicle 1, and on a chassis dynamometer capable of controlling the environmental temperature, at room temperature, (1) the fuel system of the test diesel vehicle (2) Extraction of flushing fuel, (3) Replacement of main filter with new one, (4) Specified amount of evaluation fuel in fuel tank (1/2 of fuel tank capacity of test vehicle) ). Thereafter, (5) the ambient temperature is rapidly cooled from room temperature to −15 ° C., (6) held at −15 ° C. for 1 hour, and (7) at a predetermined temperature (−25 ° C.) at a cooling rate of 1 ° C./h (8) Hold the engine at a predetermined temperature for 1 hour, and then start the engine. If the engine does not start even after 10 seconds of cranking is repeated twice at 30-second intervals, it is determined as impossible (x) at this time. If the engine is started while cranking is repeated twice, the engine is kept idle for 3 minutes, and then the vehicle speed is shifted to 60 km / h over 15 seconds, and the vehicle is operated at a low speed. If a malfunction (hunting, stumble, vehicle speed reduction, engine stop, etc.) is observed when the vehicle is traveling at a speed of 60 km / h for 20 minutes, it will be disabled (x) at that time, and it will run without any problems until the end. If yes, it was determined to be acceptable (O).
(車両諸元):車両1
エンジン種類:インタークーラー付過給EGR付直列4気筒ディ−ゼル
排気量 :1.4L
内径×工程 :73mm×81.4mm
圧縮比 :18.5(16.0に改良)
最高出力 :72kW/4000rpm
規制適合 :2002年排ガス規制適合
車両重量 :排出ガス
ミッション :5MT
後処理装置 :酸化触媒
(Vehicle specifications): Vehicle 1
Engine type: In-line 4-cylinder diesel engine with supercharged EGR with intercooler Displacement: 1.4L
Inner diameter x process: 73 mm x 81.4 mm
Compression ratio: 18.5 (improved to 16.0)
Maximum output: 72kW / 4000rpm
Regulatory compliance: 2002 exhaust gas regulatory compliance Vehicle weight: exhaust emissions Mission: 5MT
Post-processing equipment: oxidation catalyst
1 定容容器
2 供給弁
3 排出弁
4 温度センサ
5 圧力センサ
6 ピストン
100 軽油組成物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Constant volume container 2 Supply valve 3 Discharge valve 4 Temperature sensor 5 Pressure sensor 6 Piston 100 Light oil composition
Claims (3)
(1)200℃未満の留分範囲におけるセタン価が40以上60未満であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が40容量%以上70容量%以下。
(2)200℃以上280℃未満の留分範囲におけるセタン価が60以上80未満であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が20容量%以上59容量%以下。
(3)280℃以上の留分範囲におけるセタン価が50以上であり、かつ当該留分の全体における容積あたりの構成比率が1容量%以上30容量%以下。 Formulated with FT synthetic substrate, sulfur content is 5 mass ppm or less, oxygen content is 100 mass ppm or less, volume modulus is 1250 MPa to 1450 MPa, Saebold color is +22 or more, lubrication performance is 400 μm or less, distillation property With a supercharger having an initial compression point of 140 ° C. or more and an end point of 350 ° C. or less, and having the following characteristics (1) to (3) in each fraction range and a geometric compression ratio of 16 or less, and EGR A light oil composition that satisfies the JIS No. 3 diesel oil standard in terms of quality items other than sulfur used in diesel engines.
(1) The cetane number in the fraction range of less than 200 ° C. is 40 or more and less than 60, and the constituent ratio per volume in the whole fraction is 40 volume% or more and 70 volume% or less.
(2) The cetane number in the fraction range of 200 ° C. or more and less than 280 ° C. is 60 or more and less than 80, and the constituent ratio per volume in the whole fraction is 20% by volume or more and 59% by volume or less.
(3) The cetane number in the fraction range of 280 ° C. or higher is 50 or more, and the composition ratio per volume in the whole fraction is 1 volume% or more and 30 volume% or less.
The gas oil composition according to claim 1, wherein the blending ratio of the FT synthetic base material is 20% by volume or more.
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