JP2011063780A - Gas oil composition and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a gas oil composition which is effective for reduction of exhaust gas (especially particulate matter), with which particular enhancement of moisture control in a flow system is not necessary, and which prevents lowering of flash point observed in ethanol-mixed gas oil and does not deteriorate combustion efficiency. <P>SOLUTION: The gas oil composition has density at 15°C of 0.810-0.900 g/cm<SP>3</SP>, a sulfur content of 10 mass ppm or less, a cetane number of 42-65, a moisture content of equal to or more than 1 vol.% and less than 10 vol.%, and an ethanol content of 1-20 vol.%. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジン用の軽油組成物及びその製造方法、特には、エタノール水溶液と軽油基材とのエマルジョンを含む軽油組成物に関するものである。   The present invention relates to a diesel oil composition for a diesel engine and a method for producing the diesel oil composition, and more particularly to a diesel oil composition containing an emulsion of an aqueous ethanol solution and a diesel oil base.

大気環境の改善は緊急且つ極めて重要な世界的な課題であり、自動車には「CO2と有害排出ガスの同時削減」が強く求められている。自動車業界はこの社会的要求に答えるためにエンジンや排出ガス浄化触媒の改良、車体の改造(軽量化など)、ハイブリッド車の導入などを行っている。また、石油業界では燃料品質の向上(例えば、燃料中の硫黄分の削減など)、バイオ燃料の導入などによるCO2と有害排出ガスの削減を行っている。特に、カーボンニュートラルである植物油由来のバイオ燃料は、大気環境の改善に加えて、非石油系燃料の導入によるエネルギーセキュリティーの観点からも重要であると認識されている。 Improving the air environment is an urgent and extremely important global issue, and automobiles are strongly required to “simultaneously reduce CO 2 and harmful emissions”. The automotive industry is responding to this social demand by improving engines and exhaust gas purification catalysts, remodeling the body (lightening, etc.), and introducing hybrid vehicles. In the petroleum industry, CO 2 and harmful emissions are reduced by improving fuel quality (for example, reducing sulfur content in fuel) and introducing biofuel. In particular, biofuel derived from vegetable oil, which is carbon neutral, is recognized as important from the viewpoint of energy security through the introduction of non-petroleum fuel in addition to the improvement of the atmospheric environment.

そこで、ガソリンとしては、バイオマス由来の無水エタノールを直接混合したエタノール混合ガソリンや、エタノールからエチルターシャリーブチルエーテル(ETBE)を製造して該ETBEを混合したETBE混合ガソリンが実用化されている。一方、軽油としては、植物油脂から脂肪酸メチルエステル(FAME)を製造して軽油に混合したFAME混合軽油が実用化されている。また、植物油からFT合成や水素化分解で製造したパラフィン系軽油も商業化が計画されている。さらに、エタノールの利用拡大に加えて、ディーゼルエンジンの欠点である粒子状物質(PM)を低減するために、軽油にエタノールを混合することも注目されている。しかしながら、エタノールの軽油への混合は、大気環境の改善や燃料の多様化の観点では効果的であるが、以下の欠点を有しており、実用化のためには、その解決が強く望まれている。
(1)エタノールは軽油に溶解しない。
(2)混合物の引火点が低下する。
(3)燃費が悪化する。
(4)セタン価が低下する。
Therefore, as gasoline, ethanol-mixed gasoline obtained by directly mixing biomass-derived absolute ethanol, and ETBE-mixed gasoline produced by producing ethyl tertiary butyl ether (ETBE) from ethanol and mixing the ETBE are put into practical use. On the other hand, as a light oil, a FAME mixed light oil obtained by producing a fatty acid methyl ester (FAME) from a vegetable oil and mixed with the light oil has been put into practical use. Further, commercialization of paraffinic light oil produced from vegetable oil by FT synthesis or hydrocracking is also planned. Furthermore, in addition to expanding the use of ethanol, in order to reduce particulate matter (PM), which is a drawback of diesel engines, mixing ethanol with light oil has attracted attention. However, mixing ethanol with light oil is effective in terms of improving the air environment and diversifying fuels, but has the following drawbacks. ing.
(1) Ethanol does not dissolve in light oil.
(2) The flash point of the mixture decreases.
(3) The fuel consumption deteriorates.
(4) The cetane number decreases.

特に、上述の(1)の解決は、実用化のために重要である。そこで、相溶剤を利用することになるが、相溶剤としては、バイオ燃料導入の観点からFAMEの利用が提案されており、すなわち、軽油/エタノール/FAMEの混合物が効果的であるとの報告がなされている。しかしながら、FAMEを利用しても僅かな水分の混入で、例えば0.1wt%の水分で、相分離が起こってしまう(非特許文献1)。したがって、利用するエタノールは極めて水分含有量の少ない製品が必要であると同時に、同混合物の流通系での厳しい水分管理が必要であり、実用上や経済性の観点から大きな障害になっている。   In particular, the above solution (1) is important for practical use. Therefore, a compatibilizer is used, but as a compatibilizer, the use of FAME has been proposed from the viewpoint of biofuel introduction, that is, a mixture of light oil / ethanol / FAME is reported to be effective. Has been made. However, even if FAME is used, phase separation occurs with a slight water content, for example, 0.1 wt% water (Non-Patent Document 1). Therefore, the ethanol to be used requires a product with a very low water content, and at the same time, requires strict water management in the distribution system of the mixture, which is a big obstacle from the viewpoint of practicality and economy.

一方、エタノールの脱水は、バイオエタノール製造に係わるCO2削減の観点からも、課題になっている。ある試算によると、バイオエタノールの精製のための蒸留には、エタノール製造に伴う総CO2排出量の23%が費やされ、また、脱水のためには14%が費やされているので、含水エタノールを直接予混合圧縮着火(HCCI)エンジンに投入する研究も見られる(非特許文献2)。しかしながら、HCCIエンジンは、優れた特性を有する将来型エンジンではあるが、実用化には至っていない。また、CO2削減の観点から、ガソリンエンジンよりも燃費特性が優れているディーゼルエンジンの普及・拡大が望まれている現状では、ディーゼルエンジンに対して含水エタノール(すなわち、製造時のCO2削減、水分の混入による相分離の回避が可能なエタノール)の使用が可能になれば、大気環境の改善に加えて、エネルギーセキュリティーの観点からも極めて有益である。さらに、エタノール混合軽油の引火点が常温以下にまで低下することは、組成物のハンドリングに伴う安全性の観点からの懸念事項となるので、実用上の解決すべき課題である。 On the other hand, dehydration of ethanol is a problem from the viewpoint of CO 2 reduction related to bioethanol production. According to one estimate, distillation for bioethanol purification consumes 23% of total CO 2 emissions from ethanol production and 14% for dehydration. There is also a study of putting hydrous ethanol directly into a premixed compression ignition (HCCI) engine (Non-patent Document 2). However, the HCCI engine is a future engine having excellent characteristics, but has not yet been put into practical use. In addition, from the viewpoint of CO 2 reduction, in the present situation where it is desired to spread and expand a diesel engine having better fuel efficiency characteristics than a gasoline engine, water-containing ethanol (that is, CO 2 reduction during production, If it is possible to use ethanol that can avoid phase separation due to water contamination, it is extremely beneficial from the viewpoint of energy security in addition to the improvement of the atmospheric environment. Furthermore, since the flash point of ethanol-mixed light oil is lowered to room temperature or lower, which is a concern from the viewpoint of safety associated with handling of the composition, it is a problem to be solved practically.

一方、軽油と水のエマルジョンは、排出ガスの低減に加えて燃費の向上効果があり、欧州の都市部では、PMを低減するクリーン軽油としてバスなどのディーゼル車に供給され、一時期ではあるが、実用に供されている。しかしながら、エマルジョン製造方法や界面活性剤の開発が行われ、技術的な進歩があったにも拘わらず、エマルジョンのPM低減効果は比較的小さく、PM低減に着目した費用対効果の観点などから、軽油と水のエマルジョンは、現在では実用化されていない(非特許文献3)。   On the other hand, diesel oil and water emulsions have the effect of improving fuel economy in addition to reducing emissions, and in urban areas in Europe, they are supplied to diesel vehicles such as buses as clean diesel oil to reduce PM. It is used for practical use. However, despite the development of emulsion manufacturing methods and surfactants and technical advances, the emulsion PM reduction effect is relatively small, from the viewpoint of cost-effectiveness focusing on PM reduction, etc. Light oil and water emulsions have not been put into practical use at present (Non-patent Document 3).

Ludivine Pidol, “Ethanol as a Diesel Base Fuel: Managing the Flash Point Issue - Consequences on Engine Behavior”, SAE Paper 2009-01-1807 (2009)Ludivine Pidol, “Ethanol as a Diesel Base Fuel: Managing the Flash Point Issue-Consequences on Engine Behavior”, SAE Paper 2009-01-1807 (2009) Daniel L. Flowers, “Improving Ethanol Life Cycle Energy Efficiency by Direct Utilization of Wet Ethanol in HCCI Engines”, SAE Paper 2009-01-1867 (2009)Daniel L. Flowers, “Improving Ethanol Life Cycle Energy Efficiency by Direct Utilization of Wet Ethanol in HCCI Engines”, SAE Paper 2009-01-1867 (2009) E. Tzirakis, “Diesel-water Emulsion Emissions and Performance Evaluation in Public Buses in Attica Basin”, SAE Paper 2006-01-3398 (2006)E. Tzirakis, “Diesel-water Emulsion Emission and Performance Evaluation in Public Buses in Attica Basin”, SAE Paper 2006-01-3398 (2006)

上述のように、軽油と水のエマルジョンは、現在では実用化されていないが、該エマルジョンは以下の特徴を有している。
1)排出ガス(特に、PM)が低減する。
2)引火点が高くなる。
3)燃費が向上する。
4)厳密な水分管理は不要である。
As described above, the light oil and water emulsion is not practically used at present, but the emulsion has the following characteristics.
1) Exhaust gas (especially PM) is reduced.
2) The flash point becomes high.
3) Fuel economy is improved.
4) Strict moisture management is not required.

本発明者らは、上記エマルジョンの特徴から、該エマルジョンをエタノール混合軽油と組み合わせることで、エタノール混合軽油の欠点を補完することを想到し、大気環境の改善とエネルギーセキュリティーの向上を両技術の組み合わせで、解決することを鋭意検討した。すなわち、本発明の目的は、大気環境の改善とエネルギーセキュリティーの向上を「含水エタノールを利用する軽油エマルジョン」で達成することであり、より詳しくは、「エタノール製造時のCO2削減のために含水率5%以上のバイオエタノールの利用」を前提に、「排出ガス(特に、PM)の低減に効果があり」、「流通系での水分管理を特別に強化する必要がなく」、「エタノール混合軽油に見られる引火点の低下を防止でき」、且つ「燃焼効率が悪化しない」軽油組成物及びその製造方法を開発することである。 Based on the characteristics of the emulsion, the present inventors have conceived that the emulsion is combined with ethanol-mixed light oil to complement the shortcomings of ethanol-mixed light oil, and a combination of both technologies for improving the air environment and energy security. Then, I studied diligently to solve it. That is, an object of the present invention is to achieve improvement of the air environment and energy security by “light oil emulsion using hydrous ethanol”, and more specifically, “wet water to reduce CO 2 during ethanol production”. “Effective in reducing exhaust gas (especially PM)”, “No need to specially strengthen water management in distribution system”, “Ethanol mixing” It is to develop a light oil composition that can prevent the reduction in flash point seen in light oil and that does not deteriorate combustion efficiency, and a method for producing the same.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、含水エタノール(製造時に水分を5容量%以上含むエタノール)に水を加えて水分量を20〜80容量%にしたエタノール水溶液を、0.5〜3質量%の界面活性剤を溶解させた市販の軽油に混合して、エマルジョンとした燃料をディーゼルエンジン車に供給することで、流通系での水分管理を特別に強化する必要がない上、燃焼効率を悪化させることなく排出ガス(特に、PM)を低減でき、また、エタノール混合軽油に見られる引火点の低下も防止できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found an ethanol aqueous solution in which water is added to water-containing ethanol (ethanol containing 5% by volume or more of water at the time of production) to make the water content 20-80% by volume. , It is necessary to specially strengthen the water management in the distribution system by supplying the diesel fuel to the diesel engine vehicle by mixing it with commercially available diesel oil in which 0.5 to 3 mass% surfactant is dissolved In addition, the inventors have found that exhaust gas (particularly PM) can be reduced without deteriorating combustion efficiency, and that the reduction in flash point seen in ethanol-mixed light oil can be prevented, thereby completing the present invention.

即ち、本発明の軽油組成物は、15℃での密度が0.810〜0.900g/cm3、硫黄分が10質量ppm以下、セタン価が44〜65、水分が1容量%以上10容量%未満、エタノールの含有量が1〜20容量%であることを特徴とする。 That is, the light oil composition of the present invention has a density of 0.810 to 0.900 g / cm 3 at 15 ° C., a sulfur content of 10 mass ppm or less, a cetane number of 44 to 65, and a water content of 1% by volume or more and 10 volumes. %, And the ethanol content is 1 to 20% by volume.

また、本発明の軽油組成物の製造方法は、初留点が130〜200℃、終点が330〜400℃、全芳香族分が40容量%以下の軽油基材に界面活性剤を0.3〜5質量%添加し、該軽油基材と界面活性剤の混合物を75〜97容量%、エタノールを1〜20容量%、水を1容量%以上10容量%未満配合してエマルジョンとすることを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the light oil composition of this invention is 0.3-surfactant on the light oil base material whose initial boiling point is 130-200 degreeC, an end point is 330-400 degreeC, and a total aromatic content is 40 volume% or less. ~ 5% by mass, 75 to 97% by volume of the mixture of the light oil base and the surfactant, 1 to 20% by volume of ethanol, and 1 to less than 10% by volume of water to make an emulsion Features.

本発明の軽油組成物は、エネルギーセキュリティーや地球温暖化防止に貢献し、且つ排気ガス中の粒子状物質(PM)を低減する効果を奏し、さらには、流通系での水分管理を特別に強化する必要がなく、また、エタノール混合軽油に見られる引火点の低下を抑制でき、加えて、燃焼効率が良好であるという格別な効果を奏する。   The light oil composition of the present invention contributes to energy security and prevention of global warming, and has the effect of reducing particulate matter (PM) in the exhaust gas. Furthermore, water management in the distribution system is specially strengthened. In addition, it is possible to suppress a decrease in flash point seen in ethanol-mixed light oil, and in addition, there is a special effect that combustion efficiency is good.

以下に、本発明の詳細を説明する。本発明の軽油組成物は、エタノール、水、及び軽油基材を混合してエマルジョンにした軽油組成物であって、品質が以下の性状を有するディーゼルエンジン用の燃料である。   Details of the present invention will be described below. The light oil composition of the present invention is a light oil composition obtained by mixing ethanol, water, and a light oil base material into an emulsion, and is a fuel for a diesel engine having the following properties.

<密度>
本発明の軽油組成物は、15℃での密度が0.810〜0.900g/cm3である。軽油組成物の密度が0.900g/cm3を超えると、エマルジョンによる粒子状物質(PM)の削減効果が低下し、大気環境の改善に貢献できないので、密度は0.900g/cm3以下、好ましくは0.880g/cm3以下、更に好ましくは0.860g/cm3以下である。一方、密度が0.810g/cm3未満では、容量基準の発熱量が低下して燃費や出力の低下が顕著になるので、密度は0.810g/cm3以上、好ましくは0.820g/cm3以上、更に好ましくは0.830g/cm3以上である。
<Density>
The light oil composition of the present invention has a density at 15 ° C. of 0.810 to 0.900 g / cm 3 . When the density of the light oil composition exceeds 0.900 g / cm 3 , the effect of reducing particulate matter (PM) due to the emulsion is reduced and cannot contribute to the improvement of the atmospheric environment. Therefore, the density is 0.900 g / cm 3 or less, Preferably it is 0.880 g / cm < 3 > or less, More preferably, it is 0.860 g / cm < 3 > or less. On the other hand, if the density is less than 0.810 g / cm 3 , the calorific value based on the capacity is lowered and the fuel consumption and output are significantly reduced. Therefore, the density is 0.810 g / cm 3 or more, preferably 0.820 g / cm 3. 3 or more, more preferably 0.830 g / cm 3 or more.

<硫黄分>
本発明の軽油組成物は、硫黄分が10質量ppm以下、好ましくは9質量ppm以下、更に好ましくは7質量ppm以下である。本発明の軽油組成物は、硫黄分が10質量ppm以下であるため、燃焼生成物である硫黄酸化物が少なく、環境負荷の低減に寄与できる。また、硫黄分は、PMを酸化・除去するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルター)触媒を被毒するので、硫黄分の低減は、PMの浄化率を維持するために極めて重要である。更に、NOx吸蔵還元触媒を装着した車輌においては、該触媒の硫黄被毒の再生に燃料を使用するので、硫黄分の低減は、燃費の向上にも寄与する。そして、これらの効果は、硫黄分が低い程顕著であるため、本発明の軽油組成物中の硫黄分は、好ましくは9質量ppm以下、更に好ましくは7質量ppm以下である。
<Sulfur content>
The gas oil composition of the present invention has a sulfur content of 10 mass ppm or less, preferably 9 mass ppm or less, more preferably 7 mass ppm or less. Since the light oil composition of the present invention has a sulfur content of 10 ppm by mass or less, there are few sulfur oxides as combustion products, which can contribute to reduction of environmental burden. Further, since the sulfur content poisons a DPF (diesel particulate filter) catalyst that oxidizes and removes PM, reduction of the sulfur content is extremely important in order to maintain the PM purification rate. Furthermore, in a vehicle equipped with a NOx occlusion reduction catalyst, fuel is used for regeneration of sulfur poisoning of the catalyst. Therefore, reduction of the sulfur content also contributes to improvement of fuel consumption. And since these effects are so remarkable that a sulfur content is low, the sulfur content in the light oil composition of this invention becomes like this. Preferably it is 9 mass ppm or less, More preferably, it is 7 mass ppm or less.

<蒸留性状>
本発明の軽油組成物の蒸留性状は、エマルジョンを製造するために用いたベース軽油(以下、軽油基材という)の性状で規定する(エマルジョンを蒸留するとエマルジョンが破壊され、正確な蒸留性状を得ることができない)。本発明の軽油組成物の製造に用いる軽油基材は、初留点(IBP)が130〜200℃であり、好ましくは140〜180℃、更に好ましくは160〜180℃である。初留点が130℃を下回ると、高温条件下では燃料の噴射系に燃料蒸気が発生し、必要な燃料噴射量を確保できなくなることが懸念される。また、初留点が低過ぎると、燃料の流通系における取り扱いに伴う危険性が増すことからも、初留点は130℃以上であることが必要である。また、初留点が200℃を超えると、軽油の霧化や気化特性が悪化するので、低温条件下でのエンジン運転性の悪化が懸念される。更に、初留点が高過ぎる軽油は、軽油基材中の軽質留分を軽油として利用していない事となり石油のノーブルユースの観点からも好ましくない。
<Distillation properties>
The distillation property of the light oil composition of the present invention is defined by the property of the base light oil (hereinafter referred to as a light oil base) used to produce the emulsion (distilling the emulsion destroys the emulsion and obtains an accurate distillation property. Can't). The light oil base used in the production of the light oil composition of the present invention has an initial boiling point (IBP) of 130 to 200 ° C, preferably 140 to 180 ° C, more preferably 160 to 180 ° C. When the initial boiling point is lower than 130 ° C., there is a concern that fuel vapor is generated in the fuel injection system under high temperature conditions, and a necessary fuel injection amount cannot be secured. In addition, if the initial boiling point is too low, the danger associated with handling in the fuel distribution system increases, so the initial boiling point must be 130 ° C. or higher. Further, when the initial boiling point exceeds 200 ° C., the atomization and vaporization characteristics of the light oil deteriorate, so there is a concern that the engine operability deteriorates under low temperature conditions. Furthermore, light oil having an excessively high initial boiling point is not preferable from the viewpoint of noble use of oil because the light fraction in the light oil base is not used as light oil.

一方、上記軽油基材の終点(EP)は330〜400℃、好ましくは350〜370℃、更に好ましくは350〜360℃である。終点が400℃を超えると、粒子状物質(PM)の排出量増加が顕著になり、環境負荷を十分に低減できない。また、終点が低下すると、PM排出量は削減されるが、軽油基材中の重質留分を利用しないことになるので、石油のノーブルユースの観点からも好ましくない。更に、終点が低過ぎると発熱量が顕著に低下するので、容量燃費が悪化することからも、終点は330℃以上である。   On the other hand, the end point (EP) of the light oil base is 330 to 400 ° C, preferably 350 to 370 ° C, more preferably 350 to 360 ° C. When the end point exceeds 400 ° C., the increase in particulate matter (PM) emission becomes significant, and the environmental load cannot be reduced sufficiently. Further, when the end point is lowered, the PM emission amount is reduced, but the heavy fraction in the light oil base material is not used, which is not preferable from the viewpoint of noble use of petroleum. Furthermore, if the end point is too low, the calorific value is remarkably lowered, and the end point is 330 ° C. or more because the capacity fuel consumption is deteriorated.

<セタン価>
本発明の軽油組成物は、セタン価が42〜65であり、好ましくは44〜60、更に好ましくは45〜50である。セタン価が42未満では、ディーゼルエンジンの低温始動条件下での着火性の悪化によって、排出ガスの悪化や運転性の悪化を起こすので、セタン価は42以上、好ましくは44以上、更に好ましくは45以上である。一方、セタン価がある値以上になると、セタン価の向上に伴う着火遅れの短縮が得られないので、必要以上に高くすることは、エンジン性能上からは無意味である。また、セタン価を高めるためには、軽油基材のセタン価を高める必要があるので、製造時のCO2排出量が増加するばかりではなく、燃料の製造価格が高くなる。そのため、経済性の観点からも、エンジンが要求する最低のセタン価に設定する必要があるので、本発明の軽油組成物のセタン価は65以下であり、好ましくは60以下、更に好ましくは50以下である。
<Cetane number>
The light oil composition of the present invention has a cetane number of 42 to 65, preferably 44 to 60, and more preferably 45 to 50. If the cetane number is less than 42, the deterioration of ignitability under low temperature starting conditions of the diesel engine causes deterioration of exhaust gas and operability. Therefore, the cetane number is 42 or more, preferably 44 or more, more preferably 45. That's it. On the other hand, if the cetane number exceeds a certain value, the ignition delay accompanying the improvement of the cetane number cannot be shortened. Therefore, it is meaningless from the standpoint of engine performance to increase it higher than necessary. Further, in order to increase the cetane number, it is necessary to increase the cetane number of the light oil base material. Therefore, not only the CO 2 emission amount during production increases but also the fuel production price increases. Therefore, since it is necessary to set the minimum cetane number required by the engine from the viewpoint of economy, the cetane number of the light oil composition of the present invention is 65 or less, preferably 60 or less, more preferably 50 or less. It is.

<芳香族分>
本発明の軽油組成物の製造に用いる軽油基材は、全芳香族分が40容量%以下、好ましくは30容量%以下、更に好ましくは25容量%以下である。軽油基材中の芳香族の含有量が増大し過ぎると、粒子状物質(PM)の排出量が増加するので、エマルジョンによるPM低減効果が相殺されるため、軽油基材の全芳香族分は40容量%以下である。また、特に限定されるものではないが、2環以上の芳香族が1環芳香族よりもPM排出量への影響が大きいので、軽油基材中の2環以上の芳香族の含有量は、好ましくは5容量%以下、更に好ましくは2容量%以下である。
<Aromatic content>
The light oil base used in the production of the light oil composition of the present invention has a total aromatic content of 40% by volume or less, preferably 30% by volume or less, and more preferably 25% by volume or less. If the aromatic content in the light oil base increases too much, the amount of particulate matter (PM) discharged increases, so the PM reduction effect by the emulsion is offset, so the total aromatic content of the light oil base is 40% by volume or less. Although not particularly limited, since aromatics having two or more rings have a greater effect on PM emissions than single-ring aromatics, the content of aromatics having two or more rings in the light oil base is as follows: Preferably it is 5 volume% or less, More preferably, it is 2 volume% or less.

<元素分析>
本発明の軽油組成物は、特に限定されるものではないが、水素/炭素のモル比(H/C)が好ましくは1.85以上、更に好ましくは1.87以上、特に好ましくは1.89以上である。軽油組成物のH/C比が小さくなると、粒子状物質(PM)の排出量が増加することに加えて、燃料の単位発熱量当たりCO2排出量が増すので、エンジンから排出されるCO2が増大する。
<Elemental analysis>
The gas oil composition of the present invention is not particularly limited, but the hydrogen / carbon molar ratio (H / C) is preferably 1.85 or more, more preferably 1.87 or more, and particularly preferably 1.89. That's it. When the H / C ratio of the light oil composition is reduced, the emission amount of particulate matter (PM) is increased, and in addition, the CO 2 emission amount per unit calorific value of the fuel is increased, so that the CO 2 emitted from the engine is increased. Will increase.

<引火点>
引火点は軽油組成物の取り扱い上の安全性を左右する重要な性状であり、引火点が常温以下では、極めて注意深く扱う必用がある。そのため、本発明の軽油組成物の引火点は、好ましくは20℃以上であり、更に好ましくは25℃、特に好ましくは27℃以上である。
<Flash point>
The flash point is an important property that affects the safety of handling the light oil composition, and it is necessary to handle it with extreme caution when the flash point is below room temperature. Therefore, the flash point of the light oil composition of the present invention is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 25 ° C., and particularly preferably 27 ° C. or higher.

<水分>
本発明の軽油組成物は、安定したエマルジョンを生産するために、エタノールと水の合計(以下、エタノール水溶液という)に含まれる水分が好ましくは20〜80容量%であり、更に好ましくは30〜70容量%である。本発明が目的とするエタノール生産時のCO2排出量削減のためには、エタノール水溶液の含水量は5容量%以上であることが好ましいが、更に、長期に渡って安定なエマルジョンを製造するためには、エタノール水溶液中の水分が20〜80容量%であることが好ましい。すなわち、この含水量の範囲を超えると、界面活性剤を用いても安定なエマルジョンを経済的に生産することが困難であり、「エマルジョンを維持するために該軽油組成物の攪拌装置をオンサイトに装着する」か「短期間に使用する」などの制約が生じる。さらに、含水量が多すぎる(エタノール含有量が少なすぎる)と、バイオ燃料の使用量が少なくなりすぎるので、本発明の目的を達成できなく実用的ではないので、エタノール水溶液中の水分は20〜80容量%が好ましい。
<Moisture>
In order to produce a stable emulsion, the light oil composition of the present invention preferably contains 20 to 80% by volume of water in the total of ethanol and water (hereinafter referred to as an ethanol aqueous solution), more preferably 30 to 70%. It is volume%. In order to reduce the amount of CO 2 emission during ethanol production, which is the object of the present invention, the water content of the aqueous ethanol solution is preferably 5% by volume or more. Further, in order to produce a stable emulsion over a long period of time. It is preferable that the water | moisture content in ethanol aqueous solution is 20-80 volume%. That is, when the water content exceeds this range, it is difficult to economically produce a stable emulsion even when a surfactant is used. “To maintain the emulsion, the stirrer for the light oil composition is on-site. Restrictions such as “wear on” or “use for a short time” occur. Furthermore, if the water content is too high (the ethanol content is too low), the amount of biofuel used becomes too small, so that the object of the present invention cannot be achieved and is not practical. 80% by volume is preferred.

また、本発明の軽油組成物の水分は、1容量%以上10容量%未満であり、好ましくは2容量%以上10容量%未満である。安定なエマルジョンを経済的及び実用的に生産するためには、軽油組成物の水分は10容量%未満であることが必要である。また、軽油組成物の水分が1容量%未満では、エタノール生産時のCO2排出量が増加したり、長期に渡って安定なエマルジョンを製造することが難しくなる。 Moreover, the water | moisture content of the light oil composition of this invention is 1 volume% or more and less than 10 volume%, Preferably it is 2 volume% or more and less than 10 volume%. In order to economically and practically produce a stable emulsion, the water content of the light oil composition needs to be less than 10% by volume. Further, in the water is less than one volume percent of the gas oil composition, or increase CO 2 Emissions during ethanol production, is possible to produce stable emulsions over a long period of time becomes difficult.

<エタノール>
本発明の軽油組成物は、エタノールの含有量が1〜20容量%であり、好ましくは3〜20容量%であり、更に好ましくは3〜15容量%である。エタノールの含有量が1容量%未満では、エタノールを添加したことによる本発明の効果が得られず、一方、20容量%を超えると、軽油組成物の着火性の悪化が顕著になるので、エタノールの含有量は1〜20容量%である。なお、使用するエタノールは、脱水工程を省略した含水エタノールでもよいし、脱水された無水エタノールでもよい。また、軽油組成物をディーゼルエンジンで燃焼させた時に発生するCO2を削減する観点から、使用するエタノールはバイオマス由来であることが好ましい。
<Ethanol>
The light oil composition of the present invention has an ethanol content of 1 to 20% by volume, preferably 3 to 20% by volume, and more preferably 3 to 15% by volume. If the content of ethanol is less than 1% by volume, the effect of the present invention due to the addition of ethanol cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 20% by volume, the ignitability of the light oil composition is significantly deteriorated. The content of is 1 to 20% by volume. The ethanol used may be water-containing ethanol in which the dehydration step is omitted or dehydrated absolute ethanol. Moreover, it is preferable that the ethanol to be used is derived from biomass from the viewpoint of reducing CO 2 generated when the light oil composition is burned by a diesel engine.

また、本発明の軽油組成物は、エタノール水溶液の混合量が3〜25容量%であることが好ましく、更に好ましくは3〜20容量%、特には5〜20容量%である。エタノール水溶液の混合量が25容量%を超えると、含水エタノールは着火性が極めて低いので、軽油組成物に必要な42以上のセタン価を確保するためには、使用する軽油基材のセタン価を顕著に高くする必要があり、セタン価向上剤を用いても製造時のCO2排出量が増大するばかりではなく、経済性の観点からも不適切である。一方、CO2削減のためには、本発明の軽油組成物は、出来るだけ多量のエタノールを含有することが好ましい。また、エタノールによるより大きなPM低減効果を得るためにも、多量のエタノールの混合が望まれるため、本発明の軽油組成物のエタノールの含有量は1容量%以上、好ましくは3容量%以上である。また、軽油組成物中のエタノール含有量とエタノール水溶液中の水分含有量の好適範囲を同時に満たす観点から、エタノール水溶液の混合量は、3容量%以上が好ましく、5容量%以上が更に好ましい。 In the light oil composition of the present invention, the mixing amount of the aqueous ethanol solution is preferably 3 to 25% by volume, more preferably 3 to 20% by volume, particularly 5 to 20% by volume. When the mixing amount of the ethanol aqueous solution exceeds 25% by volume, water-containing ethanol has extremely low ignitability. Therefore, in order to secure the cetane number of 42 or more necessary for the light oil composition, the cetane number of the light oil base to be used is set. The use of a cetane number improver not only increases CO 2 emissions during production, but is also inappropriate from the viewpoint of economy. On the other hand, in order to reduce CO 2 , the light oil composition of the present invention preferably contains as much ethanol as possible. Also, in order to obtain a larger PM reduction effect by ethanol, since a large amount of ethanol is desired to be mixed, the ethanol content of the light oil composition of the present invention is 1% by volume or more, preferably 3% by volume or more. . From the viewpoint of simultaneously satisfying the suitable range of the ethanol content in the light oil composition and the water content in the aqueous ethanol solution, the mixed amount of the aqueous ethanol solution is preferably 3% by volume or more, and more preferably 5% by volume or more.

<添加剤>
(界面活性剤)
本発明の軽油組成物には、貯蔵安定性を確保するための界面活性剤の利用が効果的である。界面活性剤としてはノニオン系界面活性剤であるエトキシアミンなどが効果的である。また、該界面活性剤の添加量は、上記軽油基材に対して0.3〜5質量%が好ましく、更に好ましくは0.5〜3質量%である。界面活性剤の添加量が0.3質量%未満では、エマルジョン(軽油組成物)の貯蔵安定性を十分確保することが難しく、一方、5質量%を超えても、貯蔵安定性の向上効果が更に向上せず、製造コストが上昇してしまう。
<Additives>
(Surfactant)
In the light oil composition of the present invention, use of a surfactant for ensuring storage stability is effective. As the surfactant, ethoxyamine, which is a nonionic surfactant, is effective. Moreover, 0.3-5 mass% is preferable with respect to the said light oil base material, and, as for the addition amount of this surfactant, More preferably, it is 0.5-3 mass%. If the addition amount of the surfactant is less than 0.3% by mass, it is difficult to ensure sufficient storage stability of the emulsion (light oil composition). On the other hand, if it exceeds 5% by mass, the effect of improving the storage stability is obtained. Further improvement is not achieved and the manufacturing cost increases.

(セタン価向上剤)
本発明の軽油組成物には、必要に応じてセタン価向上剤を添加しても良く、該セタン価向上剤としては、アルキルナイトレート系セタン価向上剤や、有機過酸化物系セタン価向上剤が挙げられる。ここで、上記アルキルナイトレート系セタン価向上剤としては、炭素数6〜12のアルキルナイトレートが好ましく、2−メチルヘキシルナイトレートが特に好ましい。また、上記有機過酸化物系セタン価向上剤としては、炭素数6〜12のジアルキルパーオキサイドが好ましく、ジ−t−ブチルパーオキサイドが特に好ましい。そして、これらセタン価向上剤の添加量は、0.5質量%以下が好ましく、0.1質量%以下が更に好ましい。セタン価向上剤の添加量を増すとセタン価は高くなるが、その増加の割合は、添加量が0.5質量%を超えると極めて小さくなるので、セタン価向上剤添加の費用対効果の観点から添加量は0.5質量%以下とすることが好ましい。
(Cetane improver)
A cetane number improver may be added to the light oil composition of the present invention as necessary, and as the cetane number improver, an alkyl nitrate cetane number improver or an organic peroxide cetane number improve Agents. Here, as said alkyl nitrate type | system | group cetane number improver, a C6-C12 alkyl nitrate is preferable and 2-methylhexyl nitrate is especially preferable. Moreover, as said organic peroxide type | system | group cetane number improver, a C6-C12 dialkyl peroxide is preferable and di-t-butyl peroxide is especially preferable. And the addition amount of these cetane improvers is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less. Increasing the amount of cetane number improver increases the cetane number, but the rate of increase becomes extremely small when the amount added exceeds 0.5% by mass. Therefore, the addition amount is preferably 0.5% by mass or less.

(その他の添加剤)
また、本発明の軽油組成物には、任意に、軽油組成物の安定性を確保するための酸化防止剤、軽油組成物の低温流動性を確保するための低温流動性向上剤、軽油組成物の潤滑性を確保するための潤滑性向上剤、エンジンの清浄性を確保するための清浄剤等を適宜添加することができる。
(Other additives)
Further, the light oil composition of the present invention optionally includes an antioxidant for ensuring the stability of the light oil composition, a low temperature fluidity improver for ensuring the low temperature fluidity of the light oil composition, and a light oil composition. It is possible to appropriately add a lubricity improver for ensuring the lubricity and a detergent for ensuring the cleanliness of the engine.

ここで、上記酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、2,4,6−トリ−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−4,6−ジメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤や、N,N'−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン等のアミン系酸化防止剤、およびこれらの混合物が挙げられる。ここで、これら酸化防止剤の添加量は、0.001〜0.10質量%の範囲が好ましい。酸化防止剤の添加効果は大きいので、実用的には0.10質量%の添加で十分な効果が得られるからである。   Here, as the antioxidant, 2,6-di-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,4-dimethyl-6-t-butylphenol, 2,4 , 6-tri-t-butylphenol, 2-t-butyl-4,6-dimethylphenol, 2-t-butylphenol, and other phenolic antioxidants, N, N′-diisopropyl-p-phenylenediamine, N, Examples thereof include amine antioxidants such as N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, and mixtures thereof. Here, the addition amount of these antioxidants is preferably in the range of 0.001 to 0.10% by mass. This is because the effect of addition of the antioxidant is great, so that practically sufficient effect can be obtained by adding 0.10% by mass.

上記低温流動性向上剤としては、公知のエチレン共重合体等が挙げられ、特に、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等の飽和脂肪酸のビニルエステルが好ましい。これら低温流動性向上剤の添加量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。   Examples of the low temperature fluidity improver include known ethylene copolymers, and vinyl esters of saturated fatty acids such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl butyrate are particularly preferable. The addition amount of these low-temperature fluidity improvers is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.

上記潤滑性向上剤としては、長鎖(例えば、炭素数12〜24)の脂肪酸またはその脂肪酸エステルが挙げられる。そして、軽油組成物に対し該潤滑性向上剤を10〜500質量ppm、好ましくは50〜100質量ppm添加することにより、軽油組成物の潤滑性を向上して燃料噴射器の摩耗を抑制することができる。   Examples of the lubricity improver include long-chain (for example, having 12 to 24 carbon atoms) fatty acids or fatty acid esters thereof. And by adding 10 to 500 mass ppm, preferably 50 to 100 mass ppm of the lubricity improver to the light oil composition, the lubricity of the light oil composition is improved and the wear of the fuel injector is suppressed. Can do.

上記清浄剤としては、コハク酸イミド、ポリアルキルアミン、ポリエーテルアミン等が挙げられる。これら清浄剤の添加量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。   Examples of the detergent include succinimide, polyalkylamine, and polyetheramine. The addition amount of these detergents is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.

(軽油基材の調製)
本発明で用いる軽油基材は、原料油として、例えば、常圧蒸留装置、接触分解装置、熱分解装置等から得られる各種の軽油留分、すなわち初留点から終点までの沸点範囲(以下、沸点範囲という)が140〜400℃の範囲で留出する留分を用いて、適宜混合して水素化脱硫するか、水素化脱硫後に適宜混合することにより得られるが、芳香族を多く含む原料油を処理する場合は、製品の硫黄分や芳香族を所定範囲にするために、反応温度や水素分圧を高くし、また水素/オイル比を高くすることが有効である。なお、芳香族を多く含む原料油は難脱硫成分も多く含むことから、水素化脱硫にあたっては硫黄分を選択的に除去する触媒を用いる必要がある。
(Preparation of light oil base)
The light oil base material used in the present invention is, as a raw material oil, various gas oil fractions obtained from, for example, an atmospheric distillation apparatus, a catalytic cracking apparatus, a thermal cracking apparatus, etc., that is, a boiling point range from an initial boiling point to an end point (hereinafter, It is obtained by appropriately mixing and hydrodesulfurizing using a fraction distilled in a range of 140 to 400 ° C. (boiling point range), or by mixing appropriately after hydrodesulfurization, but is a raw material rich in aromatics When processing oil, it is effective to increase the reaction temperature and hydrogen partial pressure and to increase the hydrogen / oil ratio in order to keep the sulfur content and aromatics of the product within predetermined ranges. In addition, since the raw material oil containing a lot of aromatics contains a lot of difficult desulfurization components, it is necessary to use a catalyst that selectively removes sulfur in hydrodesulfurization.

上記水素化脱硫は、Co、Mo及びNiの1種以上を含有し、又所望によりPを担持した水素化触媒を用い、反応温度270〜380℃、好ましくは295〜360℃、反応圧力2.5〜8.5MPa、好ましくは2.7〜7.0MPa、LHSV0.9〜6.0h-1、好ましくは0.9〜5.4h-1、水素/オイル比130〜300Nm3/kLの条件から適宜選択して、上述の軽油基材が得られる様にするとよい。 The hydrodesulfurization uses a hydrogenation catalyst containing one or more of Co, Mo and Ni, and optionally carrying P, with a reaction temperature of 270 to 380 ° C., preferably 295 to 360 ° C., a reaction pressure of 2. Conditions of 5-8.5 MPa, preferably 2.7-7.0 MPa, LHSV 0.9-6.0 h −1 , preferably 0.9-5.4 h −1 , hydrogen / oil ratio 130-300 Nm 3 / kL It is good to select suitably from above so that the above-mentioned light oil base material may be obtained.

本発明では、上記水素化脱硫した軽油留分に、灯油留分、GTL、BTXを製造する際の副生成留分、潤滑油を製造する際の副生成留分、ノルマルパラフィン化合物、ノルマルパラフィン系溶剤、イソパラフィン化合物、イソパラフィン系溶剤、芳香族化合物、芳香族系溶剤、バイオマス由来の燃料基材、ナフテン化合物、ナフテン系溶剤等を適宜配合して、上述の性状、品質に合った軽油基材を調製することができる。   In the present invention, the hydrodesulfurized gas oil fraction is a kerosene fraction, a by-product fraction when producing GTL, BTX, a by-product fraction when producing a lubricating oil, a normal paraffin compound, a normal paraffin series. Solvent, isoparaffin compound, isoparaffin solvent, aromatic compound, aromatic solvent, biomass-derived fuel substrate, naphthene compound, naphthenic solvent, etc. are appropriately blended to prepare a light oil substrate suitable for the above properties and quality. Can be prepared.

(軽油組成物の調製)
本発明の軽油組成物は、エタノール水溶液と上記軽油基材とのエマルジョンを生成させることで得られる。本発明の軽油組成物は、上記の軽油基材に、上記の界面活性剤を所定量溶解させた後さらに上記のエタノール水溶液を所定量混合して得た溶液を、エマルジョン状態になるまで攪拌することで得られる。該攪拌は、例えば真空攪拌機を用いて3〜10分間攪拌すればよい。エマルジョン状態は、上記の攪拌後の溶液が常温常圧で相分離していないことを目視で確認する。なお、エマルジョン状態が安定していれば、例えば、攪拌後1週間常温常圧で静置しても相分離は認められない。
(Preparation of light oil composition)
The light oil composition of the present invention is obtained by forming an emulsion of an aqueous ethanol solution and the light oil base material. In the light oil composition of the present invention, a solution obtained by dissolving a predetermined amount of the above surfactant in the above light oil base and further mixing a predetermined amount of the above aqueous ethanol solution is stirred until an emulsion state is obtained. Can be obtained. What is necessary is just to stir for 3 to 10 minutes, for example using a vacuum stirrer. The emulsion state is visually confirmed that the solution after stirring is not phase-separated at normal temperature and pressure. In addition, if the emulsion state is stable, for example, phase separation is not recognized even if it is allowed to stand at room temperature and normal pressure for 1 week after stirring.

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

<軽油組成物の調製>
以下のように調製した軽油組成物(燃料−1〜燃料−7)を評価した。これらの燃料の分析結果を表1に示す。
<Preparation of light oil composition>
Light oil compositions (Fuel-1 to Fuel-7) prepared as follows were evaluated. Table 1 shows the analysis results of these fuels.

・燃料−1:市販JIS 2号軽油
・燃料−2:燃料−1に無水エタノールを10容量%混合したエタノール含有軽油
・燃料−3:界面活性剤を添加した燃料−1に蒸留水を5容量%混合したエマルジョン軽油
・燃料−4:界面活性剤を添加した燃料−1に無水エタノールを5容量%、蒸留水を5容量%混合したエタノール含有エマルジョン軽油
・燃料−5:界面活性剤を添加した燃料−1に無水エタノールを10容量%、蒸留水を5容量%混合したエタノール含有エマルジョン軽油
・燃料−6:界面活性剤を添加した燃料−1に無水エタノールを20容量%、蒸留水を10容量%混合した高濃度エタノール含有エマルジョン軽油
・燃料−7:無水エタノール
・ Fuel-1: Commercial JIS No. 2 diesel oil ・ Fuel-2: Ethanol-containing diesel oil in which 10% by volume of absolute ethanol is mixed with fuel-1 ・ Fuel-3: Five volumes of distilled water to fuel-1 with added surfactant Emulsified diesel oil / fuel-4%: Surfactant added to fuel-1 Emulsion-containing emulsion gas oil / fuel-5: Surfactant added with 5% by volume absolute ethanol and 5% by volume distilled water Ethanol-containing emulsion gas oil / fuel-6 with 10% by volume of absolute ethanol and 5% by volume of distilled water mixed with fuel-1: 20% by volume of absolute ethanol and 10 volumes of distilled water to fuel-1 with added surfactant % High-concentration ethanol-containing emulsion gas oil and fuel-7: absolute ethanol

<エマルジョンの調製>
なお、エマルジョンは以下の方法で製造した。
ベース軽油(軽油基材、燃料−1)に界面活性剤であるルブリゾール社製のLUBRIZOL 1002(商品名)を、燃料−3〜燃料−5の調製においては2質量%、燃料−6の調製においては4質量%添加して、手動で攪拌し溶解させた。この連続相に、試薬特級無水エタノールと蒸留水を規定の比率で混合した含水エタノール(エタノール水溶液)を混合し、EME社製真空攪拌機V−MINI 300を、自転速度600rpm、公転速度300rpmで4分間攪拌してエマルジョンとした。更に、該エマルジョンを、常温常圧で1週間静置しても相分離しないことを確認した。
<Preparation of emulsion>
The emulsion was produced by the following method.
Lubrizol 1002 (trade name) manufactured by Lubrizol, a surfactant, was added to the base light oil (light oil base material, fuel-1) in the preparation of fuel-3 to fuel-5, and 2% by weight in the preparation of fuel-6. Was added by 4% by mass and dissolved by stirring manually. This continuous phase is mixed with water-containing ethanol (ethanol aqueous solution) in which reagent-grade absolute ethanol and distilled water are mixed at a specified ratio, and an EME vacuum stirrer V-MINI 300 is rotated at a rotation speed of 600 rpm and a revolution speed of 300 rpm for 4 minutes. Stir to make an emulsion. Furthermore, it was confirmed that the emulsion did not phase separate even when allowed to stand at room temperature and normal pressure for 1 week.

<燃料の性状分析>
・密度:JIS K2249「原油及び石油製品の密度試験法」
・蒸留性状:JIS K2254「蒸留試験法」
・硫黄分:JIS K2541−6「硫黄分試験法(紫外蛍光法)」
・全芳香族分、2環以上の芳香族分:石油学会法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」
・セタン価:JIS K2280「石油製品−燃料油−オクタン価およびセタン価試験方法並びにセタン指数算出法」
・引火点:JIS K2265−1「引火点の求め方−第1部:タグ密閉法」
・H分、C分、O分:有機元素分析装置(LECO社製CHN−1000型)を用いて測定した。
<Fuel property analysis>
・ Density: JIS K2249 “Density test method for crude oil and petroleum products”
・ Distillation properties: JIS K2254 "Distillation test method"
・ Sulfur content: JIS K2541-6 “Sulfur content test method (ultraviolet fluorescence method)”
-Total aromatic content, aromatic content of 2 or more rings: Petroleum Society method JPI-5S-49-97 "Petroleum products-Hydrocarbon type test method-High performance liquid chromatographic method"
-Cetane number: JIS K2280 "Petroleum products-Fuel oil-Octane number and cetane number test method and cetane index calculation method"
-Flash point: JIS K2265-1 "How to find the flash point-Part 1: Tag sealing method"
-H component, C component, O component: Measured using an organic element analyzer (CHN-1000 type manufactured by LECO).

・ナフテン分:Agilent Technologies社製HP−6890N型FID検出器付きGC及び日本電子社製AccuTOF JMS−T100GC飛行時間型質量分析計からなるGCシステムを用いて測定した。詳細な分析条件は次の通りである。
1次カラム:微極性カラム(Supelco社製PTE−5、長さ30m、内径0.25mm、フィルム厚0.25μm)、モジュレータ中空カラム:長さ2m、内径0.1mm
2次カラム:高極性カラム(Supelco社製SpelcoWAX10、長さ2m、内径0.25mm、フィルム厚0.25μm)
昇温条件:10℃/分(50℃(5分保持)から280℃(27分保持))
注入口温度:280℃
注入量:1.0μl
スプリット比:100:1
キャリアガス:ヘリウム(He)、1.0ml/分
モジュレータ温度:下記のコールド温度、ホット温度を繰り返す。
ホットジェットガス温度:150℃(5分保持)から320℃(33分保持)に10℃/分で昇温。
コールドジェットガス温度:約−140℃
モジュレータ頻度:6秒間で0.3秒間ホット温度、その後5.7秒間コールド温度。
インターフェイス中空カラム:長さ0.5m、内径0.25mm
FIDガス条件:水素(45mL/分)、空気(450mL/分)、メークアップヘリウム(25mL/分)
ここで、上記GCシステムは、炭素数7〜44の化合物を測定することが可能であり、測定したピーク(山形)の溶出時間とマススペクトルから、それぞれのピーク(山形)に対応する化合物を同定する。同定された全ピーク(山形)の合計を含有量合計(100ピーク体積%)とし、それぞれのピーク(山形)から対応するそれぞれの化合物の含有量をピーク体積%として算出し、これを容量%とする。
-Naphthene content: It measured using GC system which consists of GC-6 with the HP-6890N type FID detector by Agilent Technologies, and AccuTOF JMS-T100GC time-of-flight mass spectrometer made by JEOL. Detailed analysis conditions are as follows.
Primary column: Micropolar column (PTE-5 manufactured by Supelco, length 30 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm), modulator hollow column: length 2 m, inner diameter 0.1 mm
Secondary column: High-polarity column (SpelcoWAX10 from Supelco, length 2 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm)
Temperature rising condition: 10 ° C./min (from 50 ° C. (5 min hold) to 280 ° C. (27 min hold))
Inlet temperature: 280 ° C
Injection volume: 1.0 μl
Split ratio: 100: 1
Carrier gas: helium (He), 1.0 ml / min Modulator temperature: The following cold temperature and hot temperature are repeated.
Hot jet gas temperature: The temperature was raised from 150 ° C. (5 minutes hold) to 320 ° C. (33 minutes hold) at 10 ° C./min.
Cold jet gas temperature: about -140 ° C
Modulator frequency: 6 seconds for 0.3 seconds hot temperature, then 5.7 seconds for cold temperature.
Interface hollow column: 0.5m length, 0.25mm inner diameter
FID gas conditions: hydrogen (45 mL / min), air (450 mL / min), make-up helium (25 mL / min)
Here, the GC system can measure a compound having 7 to 44 carbon atoms, and the compound corresponding to each peak (yamagata) is identified from the elution time and mass spectrum of the measured peak (yamagata). To do. The sum of all identified peaks (yamagata) is defined as the total content (100 peak volume%), and the content of each corresponding compound is calculated as the peak volume% from each peak (yamagata). To do.

<供試機関諸元と運転条件>
直噴ディーゼルエンジン
気筒数:1
排気量:1007(cm3
圧縮比:20
燃料噴射系:コモンレール、高圧噴射
<Test engine specifications and operating conditions>
Direct injection diesel engine Number of cylinders: 1
Displacement: 1007 (cm 3 )
Compression ratio: 20
Fuel injection system: common rail, high pressure injection

エンジン回転速度を1300(rpm)に固定し、20(%)及び80(%)負荷条件での排出ガス、燃焼効率を測定した。   The engine rotation speed was fixed at 1300 (rpm), and the exhaust gas and combustion efficiency were measured under 20 (%) and 80 (%) load conditions.

<エンジン性能評価方法>
燃焼解析:圧力センサーで燃焼室内圧力を検出して司測研製燃焼装置で、図示平均有効圧力、燃焼変動などの燃焼挙動を解析した。
排出ガス:堀場製排出ガス分析装置を用いて、排出ガス中のPM、NOx、HC、CO、CO2を分析した。
燃焼効率:司測研製燃料流量計で燃料消費速度(ml/分)を測定し、上述の燃焼解析で得た図示平均有効圧力(kg/cm2)から、効率を算出した。
<Engine performance evaluation method>
Combustion analysis: The pressure in the combustion chamber was detected with a pressure sensor, and the combustion behavior such as the indicated mean effective pressure and combustion fluctuation was analyzed with a combustion device manufactured by Shikenken.
Exhaust gas: PM, NOx, HC, CO and CO 2 in the exhaust gas were analyzed using an exhaust gas analyzer manufactured by Horiba.
Combustion efficiency: The fuel consumption rate (ml / min) was measured with a fuel flow meter manufactured by SHIKENKEN, and the efficiency was calculated from the indicated mean effective pressure (kg / cm 2 ) obtained by the combustion analysis described above.

<エンジン性能の評価・判定方法>
エンジン試験で各燃料からの排出ガスは、市販軽油JIS 2号軽油(燃料−1)を基準に、これよりも排出ガスが多い燃料を(×)、同等な燃料を(△)、少ない燃料を(○)、顕著に少ない燃料を(◎)として表した。また、燃焼効率も同様に、燃料−1との比較で相対評価し、燃焼効率が悪い燃料を(×)、同等な燃料を(△)、良好な燃料を(○)として表した。これらの結果を表1に示す。
<Method for evaluating and judging engine performance>
Emissions from each fuel in engine tests are based on commercial diesel oil JIS No. 2 diesel oil (fuel-1) as a standard (x) for fuel with more exhaust gas, (△) for equivalent fuel, and fuel for less (○), markedly less fuel is represented by (◎). Similarly, the combustion efficiency was also relatively evaluated by comparison with fuel-1, and the fuel with poor combustion efficiency was represented as (x), the equivalent fuel (Δ), and the good fuel (◯). These results are shown in Table 1.

Figure 2011063780
Figure 2011063780

<燃料評価結果>
表1に示したように、各燃料の評価結果は、以下の通りである。
燃料−2:エタノールの含酸素効果で粒子状物質(PM)の排出量は低減されたが、燃焼効率の改善はなく、また引火点も13℃と低下した。また、エタノールを軽油に溶解させるためには、無水エタノールが必要である。
<Fuel evaluation results>
As shown in Table 1, the evaluation results of each fuel are as follows.
Fuel-2: Emissions of particulate matter (PM) were reduced by the oxygen-containing effect of ethanol, but there was no improvement in combustion efficiency, and the flash point was lowered to 13 ° C. Moreover, in order to dissolve ethanol in light oil, absolute ethanol is required.

燃料−3:エマルジョンの効果でPM排出量の低減、燃焼効率の向上が見られたが、CO2削減やエネルギーセキュリティー向上に寄与するバイオエタノールは、利用されていない。 Fuel -3: reduction of PM emissions emulsions effect was seen to improve the combustion efficiency, bioethanol contributes to CO 2 reduction and energy security improvement is not utilized.

燃料−4:含水エタノールを添加したエマルジョンは、顕著なPM排出量の低減と燃焼効率の向上が見られ、本発明の目的を達成できている。また、エマルジョンの貯蔵安定性にも問題はない。
燃料−5:含水エタノールを添加したエマルジョンは、顕著なPM排出量の低減と燃焼効率の向上が見られ、本発明の目的を達成できている。また、エマルジョンの貯蔵安定性にも問題はない。
Fuel-4: An emulsion to which water-containing ethanol is added exhibits a remarkable reduction in PM emission and improvement in combustion efficiency, and achieves the object of the present invention. There is no problem in the storage stability of the emulsion.
Fuel-5: An emulsion to which water-containing ethanol has been added shows a remarkable reduction in PM emission and an improvement in combustion efficiency, thus achieving the object of the present invention. There is no problem in the storage stability of the emulsion.

燃料−6:高濃度含水エタノール添加エマルジョンは、着火性の悪化によると推定される燃焼変動の悪化あり、排出ガス(特に、未燃炭化水素、一酸化炭素)の顕著な悪化あり、燃焼効率は測定できなかった。   Fuel-6: High-concentration water-containing ethanol-added emulsion has a worsening of combustion fluctuations estimated to be due to a worsening of ignitability, a significant deterioration of exhaust gases (especially unburned hydrocarbons, carbon monoxide), and combustion efficiency is It was not possible to measure.

Claims (2)

15℃での密度が0.810〜0.900g/cm3、硫黄分が10質量ppm以下、セタン価が42〜65、水分が1容量%以上10容量%未満、エタノールの含有量が1〜20容量%であることを特徴とする軽油組成物。 The density at 15 ° C. is 0.810 to 0.900 g / cm 3 , the sulfur content is 10 mass ppm or less, the cetane number is 42 to 65, the water content is 1 volume% or more and less than 10 volume%, and the ethanol content is 1 to 1. A gas oil composition characterized by being 20% by volume. 初留点が130〜200℃、終点が330〜400℃、全芳香族分が40容量%以下の軽油基材に界面活性剤を0.3〜5質量%添加し、
該軽油基材と界面活性剤の混合物を75〜97容量%、エタノールを1〜20容量%、水を1容量%以上10容量%未満配合してエマルジョンとする
ことを特徴とする請求項1記載の軽油組成物の製造方法。
A surfactant is added to a light oil base having an initial boiling point of 130 to 200 ° C., an end point of 330 to 400 ° C., and a total aromatic content of 40% by volume or less, and 0.3 to 5% by mass of a surfactant.
2. The emulsion comprising 75 to 97% by volume of a mixture of the light oil base and a surfactant, 1 to 20% by volume of ethanol, and 1 to 10% by volume of water. A process for producing a diesel oil composition.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016505683A (en) * 2012-12-27 2016-02-25 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイShell Internationale Research Maatschappij Beslotenvennootshap Composition
US9944882B2 (en) 2013-09-17 2018-04-17 Fuchs Petrolub Se Working fluid for a steam cycle process

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