JP2010168537A - Light oil fuel composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジン等に使用される軽油燃料組成物に関するものである。 The present invention relates to a light oil fuel composition used for a diesel engine or the like.
近年、フィッシャー・トロプシュ燃料(以下、FT燃料という)をわが国における自動車燃料として利用するための様々な研究がなされている。なお、FT燃料とは、天然ガス、石炭、バイオマス等の原料を一酸化炭素と水素の合成ガスを経由して、フィッシャー・トロプシュ法により合成して得られる燃料であり、原料に応じた呼び名が使用されることが多い。例えば、天然ガスを原料とするものはGTL、石炭を原料とするものはCTL、バイオマスを原料とするものはBTLと呼ばれることが多い。一方、GTLという語が、フィッシャー・トロプシュ法により得られた燃料の総称として使用される場合もあるが、本発明においては、FT燃料という語を、フィッシャー・トロプシュ法により得られた燃料の総称として使用するものとし、GTL、CTL、BTL等はFT燃料に含まれるものとする。 In recent years, various studies have been conducted to use Fischer-Tropsch fuel (hereinafter referred to as FT fuel) as automobile fuel in Japan. FT fuel is a fuel obtained by synthesizing raw materials such as natural gas, coal and biomass by the Fischer-Tropsch method via carbon monoxide and hydrogen synthesis gas. Often used. For example, natural gas as a raw material is often called GTL, coal as a raw material is called CTL, and biomass as a raw material is often called BTL. On the other hand, the term GTL is sometimes used as a generic term for fuels obtained by the Fischer-Tropsch method. In the present invention, the term FT fuel is used as a generic term for fuels obtained by the Fischer-Tropsch method. It is assumed that GTL, CTL, BTL, etc. are included in the FT fuel.
このFT燃料は、上記のように、天然ガス、石炭、バイオマス等を原料として合成されるため、石油代替燃料としての利用が、また、硫黄や芳香族炭化水素を含まないため、エンジンからの硫黄酸化物や粒子状物質(PM)の排出を抑える環境に優しい軽油燃料としての利用が期待されている。そして、例えば、2001年に発行されたエネルギー経済2001年11月号の中の「天然ガスからの液体燃料(GTL)の市場性について」(非特許文献1)に報告されているように、一部の地域では、既に商業化がなされているところもある。 As described above, since this FT fuel is synthesized using natural gas, coal, biomass or the like as a raw material, it is used as an alternative fuel for petroleum, and since it does not contain sulfur or aromatic hydrocarbons, sulfur from the engine. It is expected to be used as an environment-friendly diesel fuel that suppresses the emission of oxides and particulate matter (PM). For example, as reported in “Regarding marketability of liquid fuel (GTL) from natural gas” (Non-Patent Document 1) in the November 2001 issue of the energy economy issued in 2001, Some areas have already been commercialized.
ところがその一方、FT燃料を軽油燃料として日本国内で利用するにはいくつかの問題も指摘されており、その一つとして、ゴム材料への影響が挙げられている。例えば、上記非特許文献1では、FT軽油(FT燃料のなかで、密度や蒸留性状等の性状が軽油燃料に相当するもの)の問題点としてパラフィン分に富み芳香族分が少ないことからゴム材料等のシールの膨潤性が低いという旨が指摘されているが、シールの設計変更により対応が可能であると提案されている。なお、このシール性の問題については、シールの設計変更無しに解決する方法も考えられており、例えば、特開2006−16541号公報(特許文献1)では、GTL軽油に全芳香族分を配合することで、既存の軽油とゴム材料を膨潤させる機能(以下、ゴム膨潤性という)において遜色のない燃料油組成物が提案されている。また、本発明者らは、特願2007−302892号(特許文献2)で、FT軽油と脂肪酸メチルエステル(FAME)との配合比率を特定の式で決定することにより、FT燃料をベースとする軽油燃料組成物に対しゴム膨潤性を持たせることを提案している。 On the other hand, however, some problems have been pointed out in using FT fuel as light oil fuel in Japan, and one of the problems is the influence on rubber materials. For example, in Non-Patent Document 1 described above, the rubber material is rich in paraffin and has a small aromatic content as a problem of FT light oil (of FT fuel, properties such as density and distillation properties correspond to light oil fuel). It has been pointed out that the swellability of seals such as these is low, but it has been proposed that this can be accommodated by changing the seal design. In addition, a method for solving this sealing problem without changing the design of the seal has been considered. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-16541 (Patent Document 1), a total aromatic content is blended with GTL light oil. Thus, a fuel oil composition that is inferior in the function of swelling existing gas oil and rubber material (hereinafter referred to as rubber swelling property) has been proposed. In addition, in the Japanese Patent Application No. 2007-302892 (Patent Document 2), the inventors of the present invention are based on FT fuel by determining the blending ratio of FT light oil and fatty acid methyl ester (FAME) by a specific formula. It has been proposed to give rubber swelling properties to light oil fuel compositions.
しかしながら、FT軽油の持つ特性の一つとして、芳香族分や硫黄分に関する環境問題を引き起こさない点があるが、その特性は、パラフィンのみで構成されるという特徴に起因するものであり、FT軽油のゴム膨潤性が乏しいという性質に対しFT軽油以外の他の燃料組成物を配合することで対応する従来の技術では、このFT軽油の本来の特性が十分に活かされないという問題があった。 However, one of the characteristics of FT gas oil is that it does not cause environmental problems related to aromatics and sulfur. This characteristic is attributed to the feature of being composed only of paraffin. In the conventional technology which corresponds to the property that the rubber swellability is poor by blending a fuel composition other than FT light oil, there is a problem that the original characteristics of this FT light oil are not fully utilized.
そこで、本発明は、実質的にパラフィンのみで構成しながら、ゴム膨潤性が改良された軽油燃料組成物を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light oil fuel composition having improved rubber swellability while being substantially composed only of paraffin.
本発明に係る軽油燃料組成物は、実質的にパラフィンのみで構成され、炭素数15以下のパラフィン含有量の割合を28容量%以上、且つ、炭素数18以上のノルマルパラフィンの割合を11容量%以下とするものである。炭素数15以下のパラフィン含有量の割合は、好ましくは40容量%以上、更に好ましくは50容量%以上である。炭素数18以上のノルマルパラフィンの割合は、好ましくは8容量%以下、更に好ましくは5容量%以下である。 The light oil fuel composition according to the present invention is substantially composed only of paraffin, and the ratio of the paraffin content having 15 or less carbon atoms is 28% by volume or more, and the ratio of normal paraffins having 18 or more carbon atoms is 11% by volume. It is as follows. The ratio of the content of paraffin having 15 or less carbon atoms is preferably 40% by volume or more, more preferably 50% by volume or more. The ratio of the normal paraffin having 18 or more carbon atoms is preferably 8% by volume or less, more preferably 5% by volume or less.
炭素数15以下のパラフィン、及び炭素数18以上のノルマルパラフィン含有量は、ASTM D 2887「Standard Test Method for Boiling Range Distribution of Petroleum Fraction by Gas Chromatography」に準拠したガスクロマトグラフ法を用い、得られたクロマトグラムから各炭素数毎の炭化水素含有量を算出することによって得ることができる。 The content of paraffin having 15 or less carbon atoms and normal paraffin having 18 or more carbon atoms was determined by ASTM D 2887 “Standard Test Method for Boiling Range Distribution of Petroleum Fractionation by Gas Chromatography”. It can be obtained by calculating the hydrocarbon content for each carbon number from the gram.
また、本発明において実質的にパラフィンのみとは、スチレン化合物類やジエン化合物類、縮合多環芳香族類を主要な構成に含まないことを意味し、パラフィン以外の組成物が不純物として含まれることは許容される。わずかな不純物を除き、イソパラフィン及びノルマルパラフィンの質量或いは容量の合計が全体の99%以上であるFT軽油は、本発明の、実質的にパラフィンのみで構成される軽油燃料組成物である。なお、パラフィンのみで構成される燃料を製造する手法として、上記フィッシャー・トロプシュ法の他に、バイオマス原料である動植物油脂を水素化精製する手法もある。このように生成された燃料のうち軽油に相当するものは、第二世代のバイオディーゼル燃料などと呼ばれているが、この第二世代のバイオディーゼル燃料もまた、本発明の実施的にパラフィンのみで構成させる軽油燃料組成物である。 In the present invention, the term “substantially paraffin only” means that styrene compounds, diene compounds, and condensed polycyclic aromatics are not included in the main components, and a composition other than paraffin is included as an impurity. Is acceptable. FT gas oil in which the total mass or volume of isoparaffin and normal paraffin is 99% or more excluding a slight amount of impurities is a gas oil fuel composition of the present invention composed essentially of paraffin. In addition to the Fischer-Tropsch method, there is also a method for hydrotreating animal and vegetable fats and oils that are biomass raw materials as a method for producing a fuel composed only of paraffin. Among the fuels produced in this way, those corresponding to light oil are called second-generation biodiesel fuels, etc., but this second-generation biodiesel fuel is also only paraffin in the practice of the present invention. It is the light oil fuel composition comprised by these.
添加剤の添加もまた、軽油燃料組成物が実質的にパラフィンのみであることを妨げるものではない。必要に応じて添加剤の添加されたものも、本発明の軽油燃料組成物に含まれる。
例えば、低温でのワックス分の析出による輸送トラブルや車両の燃料系統に設置されるフィルターの閉塞等を防止する点から低温流動性向上剤を添加することができる。低温流動性向上剤としては、パラフィンと相溶性であればどのような公知の低温流動性向上剤でも使用できる。代表的な低温流動性向上剤としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アルキルアクリレート共重合体、アルケニルコハク酸アミド、塩素化ポリエチレン、ポリアルキルアクリレートなどの市販の低温流動性向上剤である。これらの化合物は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。この中でも特に、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびアルケニルコハク酸アミドが好ましい。低温流動性向上剤の含有量としては、例えば軽油のJIS規格であるJIS K 2204に規定された流動点および目詰まり点を満たすように適宜配合することができるが、通常50〜1000ppmである。ここで、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」によって得られる流動点を意味し、目詰まり点は、JIS K 2288「石油製品−軽油−目詰まり点試験方法」によって得られる目詰まり点を意味する。
Addition of additives also does not prevent the diesel fuel composition from being substantially paraffin only. What added the additive as needed is also contained in the light oil fuel composition of this invention.
For example, a low-temperature fluidity improver can be added from the viewpoint of preventing transportation troubles due to precipitation of wax at low temperature and blocking of a filter installed in a fuel system of a vehicle. As the low temperature fluidity improver, any known low temperature fluidity improver can be used as long as it is compatible with paraffin. Typical low-temperature fluidity improvers include commercially available low-temperature fluidity improvers such as ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-alkyl acrylate copolymer, alkenyl succinic acid amide, chlorinated polyethylene, and polyalkyl acrylate. . These compounds can be used alone or in combination of two or more. Among these, ethylene-vinyl acetate copolymer and alkenyl succinic acid amide are particularly preferable. The content of the low temperature fluidity improver can be appropriately blended so as to satisfy the pour point and clogging point specified in JIS K 2204, which is a JIS standard for light oil, for example, but is usually 50 to 1000 ppm. Here, the pour point means the pour point obtained by JIS K 2269 “Pour point of crude oil and petroleum products and the cloud point test of petroleum products”, and the clogging point is JIS K 2288 “Petroleum products—light oil—mesh”. It means the clogging point obtained by the “clogging point test method”.
更に、燃料供給ポンプ部品等の磨耗を防止するため潤滑性向上剤を添加することもできる。潤滑性向上剤としては、FT軽油と相溶性であればどのような公知の潤滑性向上剤でも使用できる。代表的な潤滑性向上剤としては、脂肪酸を主成分とする酸系およびグリセリンモノ脂肪酸エステルを主成分とするエステル系などの市販の潤滑性向上剤である。これらの化合物は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。これら潤滑性向上剤に用いられる脂肪酸としては、炭素数が12〜22程度、好ましくは炭素数が18程度の不飽和脂肪酸、即ちオレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の混合物を主成分とするのが好ましい。潤滑性向上剤は、潤滑性向上剤の添加後の軽油燃料組成物のHFRR(High Frequency Reciprocating Rig)におけるWS1.4値の磨耗痕跡が500μm以下、好ましくは460μm以下となるように添加すれば良く、その濃度は通常50〜1000ppmである。ここで、HFRRにおけるWS1.4値は、石油学会規格JPI−5S−50−98「軽油−潤滑性試験方法」により得られる値を意味する。 Further, a lubricity improver can be added to prevent wear of fuel supply pump parts and the like. As the lubricity improver, any known lubricity improver can be used as long as it is compatible with FT gas oil. Typical lubricity improvers include commercially available lubricity improvers such as acid-based fatty acid-based and glycerin mono-fatty acid ester-based ester-based compounds. These compounds can be used alone or in combination of two or more. The fatty acid used in these lubricity improvers is mainly composed of a mixture of unsaturated fatty acids having about 12 to 22 carbon atoms, preferably about 18 carbon atoms, that is, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and the like. Is preferred. The lubricity improver may be added so that the wear trace of WS1.4 value in HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) of the light oil fuel composition after addition of the lubricity improver is 500 μm or less, preferably 460 μm or less. The concentration is usually 50 to 1000 ppm. Here, WS1.4 value in HFRR means a value obtained by Petroleum Institute Standard JPI-5S-50-98 “Light Oil-Lubricity Test Method”.
また、本発明に係る軽油燃料組成物は、蒸留10%留出温度が250℃以下および蒸留50%留出温度が300℃以下で、プロトン核磁気共鳴スペクトルにおいて、化学シフトが1.00〜1.45ppmにおけるピーク群のピーク総面積に対する、化学シフトが1.45〜2.25ppmにおけるピーク群のピーク総面積の割合が2.5以上であることが好ましく、さらに、蒸留10%留出温度が200℃以下および蒸留50%留出温度が250℃以下であることがより好ましい。 The light oil fuel composition according to the present invention has a distillation 10% distillation temperature of 250 ° C. or lower and a distillation 50% distillation temperature of 300 ° C. or lower, and a chemical shift of 1.00 to 1 in the proton nuclear magnetic resonance spectrum. The ratio of the peak total area of the peak group at a chemical shift of 1.45 to 2.25 ppm relative to the total peak area of the peak group at .45 ppm is preferably 2.5 or more, and the distillation 10% distillation temperature is More preferably, it is 200 ° C. or lower and the distillation 50% distillation temperature is 250 ° C. or lower.
また、本発明に係る軽油燃料組成物は、次式(1)で表される値Zが−3.5より大きくなることが好ましく、さらに−1.5よりも大きくなることがより好ましい。
本発明によれば、炭素数15以下のパラフィン含有量の割合を28容量%以上、且つ、炭素数18以上のノルマルパラフィンの割合を11容量%以下とすることで、実質的にパラフィンのみで構成されながら、ゴム膨潤性が改良された軽油燃料組成物を得ることができる。従来、パラフィンはゴム膨潤性が劣るという性質を有するものと考えられていたところ、本発明者の実験により、ゴム膨潤性が劣るという性質はノルマルパラフィンの特性であり、イソパラフィンはむしろゴム膨潤性が高い傾向にある事実、そして、イソパラフィンのゴムを膨潤させる傾向は炭素数で異なる事実が見出された。本発明は、本発明者によるこの新たな知見に基づくものである。 According to the present invention, the ratio of the paraffin content having 15 or less carbon atoms is 28% by volume or more, and the ratio of the normal paraffin having 18 or more carbon atoms is 11% by volume or less, so that it is substantially composed of only paraffin. However, a light oil fuel composition having improved rubber swellability can be obtained. Conventionally, paraffin was considered to have a property of inferior rubber swellability. According to experiments by the present inventors, the property of inferior rubber swellability is a characteristic of normal paraffin, and isoparaffin has rather rubber swellability. It was found that the tendency to be high and the tendency to swell isoparaffin rubber differed in carbon number. The present invention is based on this new finding by the present inventor.
また、本発明者の実験によれば、実質的にパラフィンのみで構成される軽油燃料組成物のゴム膨潤性は、イソパラフィンの割合と蒸留性状に影響される事実が見出された。そして、パラフィン中の水素原子同位体種を示すプロトン核磁気共鳴スペクトルにおいて、化学シフトが1.00〜1.45ppmにおけるピーク群のピーク総面積に対する、化学シフトが1.45〜2.25ppmにおけるピーク群のピーク総面積の割合と蒸留性状(10%、50%、90%各留出温度)が所定の範囲であれば、実質的にパラフィンのみで構成される軽油燃料組成物のゴム膨潤性が更に優れたものになること、及び上記ピーク総面積の割合と蒸留性状とを変数とする所定の式で求められる値が、実質的にパラフィンのみで構成される軽油燃料組成物のゴム膨潤性の指標になる事実が見出された。本発明は、これらの新たな知見にも基づくものである。 Further, according to the experiments by the present inventors, it has been found that the rubber swellability of the light oil fuel composition substantially composed only of paraffin is influenced by the ratio of isoparaffin and the distillation properties. In the proton nuclear magnetic resonance spectrum showing the hydrogen atom isotope species in paraffin, the peak at a chemical shift of 1.45 to 2.25 ppm relative to the total peak area of the peak group at a chemical shift of 1.00 to 1.45 ppm If the ratio of the total peak area of the group and the distillation properties (10%, 50%, 90%, each distillation temperature) are within a predetermined range, the rubber swellability of the light oil fuel composition substantially composed only of paraffin is increased. Further, the rubber swellability of the light oil fuel composition that is substantially composed only of paraffin is a value obtained by a predetermined formula using the ratio of the total peak area and the distillation property as variables. The fact that becomes an index was found. The present invention is also based on these new findings.
本発明に係る軽油燃料組成物の実施例の説明に先立ち、まず、イソパラフィンのゴム膨潤性が高いという事実を示す実験(以下、確認実験という)の結果について説明する。 Prior to the description of the examples of the light oil fuel composition according to the present invention, first, the results of an experiment (hereinafter referred to as a confirmation experiment) showing the fact that isoparaffin has a high rubber swellability will be described.
この確認実験では、表1に示す、蒸留範囲の異なる3種類のイソパラフィン溶剤A、B、C及び比較用として蒸留範囲の異なる2種類のノルマルパラフィン溶剤D、Eを使用した。
なお、表1に示す性状は以下の測定法によるものである。
<密度(@15℃)>
JIS K 2249「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」により測定される15℃における密度である。
<蒸留性状>
JIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法」により得られる蒸留性状。
<ノルマルパラフィン及びイソパラフィンの含有量>
ASTM D 2887「Standard Test Method for Boiling Range Distribution of Petroleum Fraction by Gas Chromatography」に準拠したガスクロマトグラフ法を用い、得られたクロマトグラムから各炭素数毎の炭化水素含有量を算出することによって得た。すなわち、炭素数の異なるノルマルパラフィンの混合物を標準物としてリテンションタイムを調べておき、ノルマルパラフィンのピーク面積値からノルマルパラフィンの含有量を求め、炭素数N−1のノルマルパラフィンによるピーク〜炭素数Nのノルマルパラフィンによるピークの間にあるピークのクロマトグラム面積値の総和を炭素数Nのイソパラフィン含有量として求めた。ガスクロマトグラフィの検知器は水素炎イオン化型検出器(FID)であることから、測定感度はパラフィンの炭素数に比例する。そこで、この感度を考慮して面積値から含有モル比を求め、最終的に各質量比を求めた。
なお、ガスクロマトグラフ法におけるカラムの種類は、HP5(長さ:30m,内径:0.32mm,液層厚さ:0.25μm)であり、各分析条件は以下のとおりである。
カラム槽昇温条件:35℃(5分)→10℃/分(昇温)→320℃(11.5分)
試料気化室条件:320℃一定 スプリット比150:1
検出器部:320℃
The properties shown in Table 1 are based on the following measurement method.
<Density (@ 15 ℃)>
It is a density at 15 ° C. measured by JIS K 2249 “Crude oil and petroleum products—density test method and density / mass / volume conversion table”.
<Distillation properties>
Distillation properties obtained by JIS K 2254 "Petroleum products-Distillation test method".
<Content of normal paraffin and isoparaffin>
Using a gas chromatographic method in accordance with ASTM D 2887 “Standard Test Method for Boiling Range Distribution of Petroleum Fraction by Gas Chromatography”, the carbon content obtained from each carbon content was determined from the carbon content obtained by carbon chromatography. That is, the retention time was examined using a mixture of normal paraffins having different carbon numbers as a standard, and the content of normal paraffins was determined from the peak area value of normal paraffins. The sum of the chromatogram area values of the peaks between the normal paraffin peaks was determined as the content of isoparaffin having N carbon atoms. Since the gas chromatography detector is a flame ionization detector (FID), the measurement sensitivity is proportional to the carbon number of paraffin. Therefore, taking this sensitivity into consideration, the content molar ratio was determined from the area value, and finally each mass ratio was determined.
The type of column in the gas chromatograph method is HP5 (length: 30 m, inner diameter: 0.32 mm, liquid layer thickness: 0.25 μm), and each analysis condition is as follows.
Column tank temperature rising condition: 35 ° C. (5 minutes) → 10 ° C./minute (temperature rising) → 320 ° C. (11.5 minutes)
Sample vaporization chamber condition: constant 320 ° C. split ratio 150: 1
Detector section: 320 ° C
そして、これらの溶剤A〜Eに、に水素化ニトリル・ブタジエン・ラバー(HNBR)の試験片を浸漬させ、その体積変化率を測定した。なお、浸漬条件は表2に示す通りである。この条件設定は、財団法人 日本自動車研究所が独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構から委託を受けて実施した「高効率クリーンエネルギー自動車の研究開発」における合成軽油の材料適合性評価試験(新エネルギー・産業技術総合開発機構:平成11年度高効率クリーンエネルギー自動車の研究開発成果報告書、財団法人 日本自動車研究所(2000年3月))の方法をベースに行った。
表3に示すように、ノルマルパラフィンで構成される溶剤D及び溶剤Eに浸漬させた試験片はその体積が減少しているのに対し、イソパラフィンで構成される溶剤A及び溶剤Bに浸漬させた試験片は体積が増加している。なお、同じイソパラフィンで構成される溶剤Cに浸漬させた試験片は、その体積がわずかながらに減少しているがその変化量は極めて小さく、むしろ収縮傾向を示すものではないといえる。この結果から、ゴム膨潤性が劣るという性質はノルマルパラフィンの特性であり、イソパラフィンはむしろゴム膨潤性が高い傾向にあることが確認された。また、これらの溶剤は同じイソパラフィン、または、ノルマルパラフィンで構成されながらもその結果が異なることから、ゴム材料へ与える影響は炭素数で異なることも確認された。つまり、ノルマルパラフィン及びイソパラフィンは低分子量であるほど、ゴム膨潤性が優れることがわかった。 As shown in Table 3, the test pieces immersed in solvent D and solvent E composed of normal paraffin had a reduced volume, whereas they were immersed in solvent A and solvent B composed of isoparaffin. The specimen is increasing in volume. In addition, although the test piece immersed in the solvent C comprised with the same isoparaffin has the volume reduced slightly, the amount of change is very small, and it can be said that it does not show a contraction tendency rather. From this result, it was confirmed that the property of poor rubber swellability is a characteristic of normal paraffin, and that isoparaffin tends to have high rubber swellability. In addition, these solvents were composed of the same isoparaffin or normal paraffin, but the results were different, so it was also confirmed that the influence on the rubber material was different depending on the carbon number. That is, it has been found that the normal paraffin and isoparaffin have better rubber swellability as the molecular weight is lower.
次に、SMDS(Shell Middle Distillate Synthesis)プロセスにより製造したノルマルパラフィンとイソパラフィンの混合油、及び、イソパラフィン溶剤とノルマルパラフィン溶剤を用いて蒸留性状、組成などを調整した調整混合油からなる軽油燃料組成物を得た。得られた軽油燃料組成物の性状及び組成を表4〜6に示す。なお、SMDSプロセスとは、天然ガスを部分酸化し、フィッシャー・トロプシュ合成により重質パラフィンを合成し、得られた重質パラフィン油を水素化分解・蒸留し、ナフサ、灯油、軽油留分を得るプロセスである。また、表4には海外で既に商業化されているFT軽油の性状を参考例として併せて示す。ただし、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。 Next, a light oil fuel composition comprising a mixed oil of normal paraffin and isoparaffin produced by a SMDS (Shell Middle Distillate Synthesis) process, and an adjusted mixed oil whose distillation properties and composition are adjusted using an isoparaffin solvent and a normal paraffin solvent. Got. Properties and composition of the obtained light oil fuel composition are shown in Tables 4-6. The SMDS process means partial oxidation of natural gas, synthesis of heavy paraffin by Fischer-Tropsch synthesis, and hydrocracking and distillation of the resulting heavy paraffin oil to obtain naphtha, kerosene, and light oil fractions. Is a process. Table 4 also shows the properties of FT gas oil already commercialized overseas as a reference example. However, the present invention is not limited to these examples.
なお、表4〜6に示す性状のうち、密度及び蒸留性状は表1と同じであるが、それ以外の性状は以下の測定法によるものである。
<セタン指数>
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 8. 4変数方程式を用いたセタン指数の算出方法」により測定されるセタン指数を意味する。ただし、FT軽油についてはセタン指数算出の推奨適用範囲外となるため、参考値として記す。
<硫黄分>
JIS K 2541−2「原油及び石油製品−硫黄分試験方法 第2部:微量電量滴定式酸化法」により得られる硫黄分。
<パラフィン分>
JPI−5S−49−97「石油製品−炭化水素タイプ試験方法−高速液体クロマトグラフ法」により測定されるパラフィン分。
<芳香族分>
JPI−5S−49−97「石油製品−炭化水素タイプ試験方法−高速液体クロマトグラフ法」により測定される1環芳香族分と2環芳香族分と3環以上芳香族炭化水素分との総和。
<ピーク総面積割合>
プロトン核磁気共鳴(1H−NMR)スペクトル分析を行い、得られたスペクトルについて、化学シフトが1.00〜1.45ppmにおけるピーク群のピーク総面積に対する、化学シフトが1.45〜2.25ppmにおけるピーク群のピーク総面積の割合。
In addition, among the properties shown in Tables 4 to 6, the density and distillation properties are the same as those in Table 1, but other properties are based on the following measurement methods.
<Cetane index>
It means a cetane index measured according to JIS K 2280 “Petroleum products—fuel oil—octane number and cetane number test method and cetane index calculation method 8. Method for calculating cetane index using 4-variable equation”. However, FT gas oil is outside the recommended application range for cetane index calculation, so it is shown as a reference value.
<Sulfur content>
Sulfur content obtained by JIS K 2541-2 "Crude oil and petroleum products-Sulfur content test method Part 2: Micro coulometric titration method".
<Paraffin content>
Paraffin content measured by JPI-5S-49-97 "Petroleum products-Hydrocarbon type test method-High performance liquid chromatograph method".
<Aromatic content>
Sum of 1-ring aromatics, 2-rings aromatics and 3 or more-rings aromatic hydrocarbons measured by JPI-5S-49-97 "Petroleum products-Hydrocarbon type test method-High performance liquid chromatograph method" .
<Peak total area ratio>
Proton nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR) spectrum analysis is performed, and the obtained spectrum has a chemical shift of 1.45 to 2.25 ppm relative to the peak total area of the peak group at a chemical shift of 1.00 to 1.45 ppm. Percentage of the total peak area of the peak group at.
次に、これら軽油燃料組成物について、上記確認実験と同じ条件でゴム材料に与える影響を調べた。各軽油燃料組成物におけるゴム材料の浸漬試験後の体積変化率と参考例の体積変化率との差(Δ体積変化率)を、上記式(1)で得られた値Zと併せて表7及び表8に示す。
表7及び表8に示すように、実施例1〜12は、何れも従来のFT軽油である参考例と比較し、体積変化率が増加している。従って、表4〜6とこれらの結果から、炭素数15以下のパラフィン含有量の割合を28容量%以上、且つ、炭素数18以上のノルマルパラフィンの割合を11容量%以下とすることで、実質的にパラフィンのみで構成される軽油燃料組成物であっても、ゴム膨潤性を改良できることが確認できた。なお、実施例2、実施例3及び実施例12のピーク総面積の割合は、比較例或いは参考例よりも低くなっているが、炭素数15以下のパラフィン含有量、炭素数18以上のノルマルパラフィン含有量が本発明の条件を満たすため、体積変化率は比較例或いは参考例よりも増加している。すなわち、体積変化率の増加の観点からイソパラフィンの割合の高いことが好ましい点は上記のとおりであるが、たとえパラフィンのプロトン核磁気共鳴スペクトルにおけるピーク総面積の割合が比較例や参考例よりも低くても、炭素数15以下のパラフィン含有量の割合と炭素数18以上のノルマルパラフィンの割合が本発明の条件を満たしていれば、体積変化率の増加を図ることが確認できた。 As shown in Table 7 and Table 8, in Examples 1 to 12, the volume change rate is increased as compared with the reference example which is a conventional FT light oil. Therefore, from Tables 4 to 6 and these results, the ratio of the paraffin content having 15 or less carbon atoms is 28% by volume or more, and the ratio of the normal paraffin having 18 or more carbon atoms is 11% by volume or less. In particular, it was confirmed that even a light oil fuel composition composed only of paraffin can improve rubber swellability. In addition, although the ratio of the peak total area of Example 2, Example 3, and Example 12 is lower than a comparative example or a reference example, carbon number 15 or less paraffin content, carbon number 18 or more normal paraffin Since the content satisfies the conditions of the present invention, the volume change rate is higher than that of the comparative example or the reference example. That is, from the viewpoint of increasing the volume change rate, it is preferable that the ratio of isoparaffin is high as described above, but the ratio of the total peak area in the proton nuclear magnetic resonance spectrum of paraffin is lower than that of the comparative example or the reference example. However, if the ratio of the paraffin content having 15 or less carbon atoms and the ratio of the normal paraffin having 18 or more carbon atoms satisfy the conditions of the present invention, it was confirmed that the volume change rate was increased.
また、蒸留10%留出温度が200℃以下および蒸留50%留出温度が250℃以下である実施例2〜5は、体積変化率の増加が大きく、より好ましいことが確認された。 In addition, it was confirmed that Examples 2 to 5 having a distillation 10% distillation temperature of 200 ° C. or less and a distillation 50% distillation temperature of 250 ° C. or less have a large increase in volume change rate and are more preferable.
更に、表9及び表10に示すように、蒸留性状およびプロトン核磁気共鳴スペクトルにおけるピーク総面積の割合の関係が、上記式(1)で得られるZ値が−3.5より大きいことを満たすものであれば、従来のFT軽油よりも体積変化率の改善が図られることが確認できた。 Furthermore, as shown in Table 9 and Table 10, the relationship between the distillation property and the ratio of the total peak area in the proton nuclear magnetic resonance spectrum satisfies that the Z value obtained by the above formula (1) is larger than −3.5. It can be confirmed that the volume change rate can be improved as compared with the conventional FT light oil.
Claims (5)
The light oil fuel composition according to claim 4, wherein the value Z represented by the formula (1) is greater than -1.5.
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