JP2011184672A - 軽油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
15℃での密度が0.81〜0.86g/cm3、硫黄分が10質量ppm以下、90%留出温度が280〜355℃、1環ナフテン分が15容量%以下、2環ナフテン分が6.0容量%以下、ナフテンベンゼン分が6容量%以下、1環ナフテン分と2環ナフテン分とナフテンベンゼン分との合計が12〜23容量%、2環芳香族分と3環以上の芳香族分との合計が0.1〜0.6容量%であることを特徴とする軽油組成物である。
【選択図】なし
Description
本発明の軽油組成物は、15℃での密度が0.81〜0.86g/cm3である。粒子状物質(PM)を低減する観点から、15℃での密度は0.86g/cm3以下であり、好ましくは0.85g/cm3以下、更に好ましくは0.840g/cm3以下である。一方、容量基準の発熱量を維持して燃費や出力を良好にするため、15℃での密度は0.81g/cm3以上であり、好ましくは0.82g/cm3以上、更に好ましくは0.825g/cm3以上である
本発明の軽油組成物は、硫黄分が10質量ppm以下である。燃焼によって生ずる亜硫酸ガス等に基づく悪臭や環境負荷を低減するため、硫黄分は10質量ppm以下であり、好ましくは5質量ppm以下、更に好ましくは1質量ppm以下である。
本発明の軽油組成物においては、燃費を良好に維持する観点から、90%留出温度を280〜355℃の範囲にする必要がある。なお、該90%留出温度は、更なる燃費の向上の観点から、300〜355℃の範囲が好ましく、340〜355℃の範囲が特に好ましい。また、本発明の軽油組成物は、燃焼及び排気ガスの性状を良好に維持する観点から、50%留出温度を好ましくは200〜300℃、更に好ましくは250〜300℃、特に好ましくは280〜300℃の範囲とする。
本発明の軽油組成物は、1環ナフテン分が15容量%以下であることが必要である。酸化安定性を良好にするため、1環ナフテン分は15容量%以下であり、好ましくは13容量%、更に好ましくは12容量%以下である。なお、1環ナフテン分とは、シクロヘキサンを骨格とした炭化水素化合物群であり、該シクロヘキサンが置換基を持つ場合、該置換基の炭素数は1〜30である。また、本発明の軽油組成物は、酸化安定性をより良好にする観点から、炭素数15〜26の1環ナフテン分が10容量%以下であることが好ましく、9.5容量%以下が更に好ましく、7容量%以下が特に好ましい。
本発明の軽油組成物は、ナフテンベンゼン分が6容量%以下である。酸化安定性を良好にするため、ナフテンベンゼン分は6容量%以下であり、好ましくは5容量%以下、特に好ましくは4.8容量%以下である。なお、ナフテンベンゼン分とは、テトラリンを骨格とした炭化水素化合物群であり、該テトラリンが置換基を持つ場合、該置換基の炭素数は1〜25である。また、本発明の軽油組成物は、酸化安定性をより良好にする観点から、炭素数11〜20のナフテンベンゼン分が6容量%以下であることが好ましく、5容量%以下が更に好ましく、4.5容量%以下が特に好ましい。なお、ナフテンベンゼン分は、その炭素数が大き過ぎると、酸化安定性を低下させるおそれがあることから、本発明の軽油組成物において、ナフテンベンゼン分の炭素数は、35以下が好ましく、30以下が更に好ましい。
上述のように、1環ナフテン分、2環ナフテン分及びナフテンベンゼン分は、いずれも酸化安定性を阻害する成分であるため、本発明の軽油組成物においては、1環ナフテン分と2環ナフテン分とナフテンベンゼン分との合計を23容量%以下に抑える必要がある。一方、軽油中の密度、動粘度が下がる事により、エンジン駆動力の低下、加速性の悪化、さらには潤滑性の悪化の懸念が考えられ、当該観点から、1環ナフテン分、2環ナフテン分及びナフテンベンゼン分の合計をある程度確保する必要もあり、本発明の軽油組成物は、1環ナフテン分と2環ナフテン分とナフテンベンゼン分との合計が12〜23容量%である。なお、酸化安定性の向上効果と、エンジン駆動力、加速性及び潤滑性の維持の観点から、本発明の軽油組成物は、1環ナフテン分と2環ナフテン分とナフテンベンゼン分との合計が、好ましくは12〜22容量%、特に好ましくは18〜22容量%である。
モジュレータ中空カラム:長さ2m、内径0.25mm
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)
上述のように、2環芳香族分及び3環以上の芳香族分は、酸化安定性が良好な成分であるため、本発明の軽油組成物においては、2環芳香族分と3環以上の芳香族分との合計を0.1〜0.6容量%の範囲にする必要がある。つまり、酸化安定性が良好な成分である2環芳香族分及び3環以上の芳香族分が少なすぎると、酸化安定性を悪化させることから、2環芳香族分と3環以上の芳香族分との合計は、0.1%以上であり、好ましくは0.3容量%以上、更に好ましくは0.4容量%以上である。一方、2環芳香族分と3環以上の芳香族分との合計が多すぎると、これら化合物が酸化活性種と反応して該酸化活性種を安定化させた後に、2環芳香族分や3環以上の芳香族分を構成する分子同士の結合によって、分子量が大きいスラッジ状物質が生成し易くなり、更にはディーゼルエンジンでの燃焼時に煤が発生し易くなり、窒素酸化物排出量も増加し易くなることから、2環芳香族分と3環以上の芳香族分との合計は、0.6容量%以下であり、好ましくは0.5容量%以下、更に好ましくは0.45容量%以下である。
本発明の軽油組成物は、酸化防止剤を必要に応じて添加してもよい。この場合、当業者であれば、目的とする酸化安定性に応じて、酸化防止剤の添加量を適宜調整することができ、例えば、酸化防止剤の添加量は、1〜10質量ppmであるが、必要に応じて10質量ppmを超えてもよい。
本発明の軽油組成物は、1環ナフテン分、2環ナフテン分及びナフテンベンゼン分の含有量が高い軽油基材を活性白土と15〜50℃の温度にて接触させることにより得られる。例えば、活性白土が充填されたカラムに軽油基材を通すことで、該軽油基材中に含まれる1環ナフテン分、2環ナフテン分及びナフテンベンゼン分を低減することができる。なお、活性白土による処理温度は、低すぎると反応が遅く、また、高すぎても脱離反応が進んで1環ナフテン及び2環ナフテンを除去し難くなるため、該処理温度は、15〜50℃であり、20〜40℃が好ましい。また、特に制限されるものではないが、軽油基材を常圧で活性白土に接触させることが好ましく、LHSVは、0.5〜20h−1が好ましく、1〜10h−1が更に好ましい。
本発明で用いる活性白土は、特に限定されるものではなく、市販品を好適に使用できる。なお、活性白土とは、酸性白土を酸処理することによりその吸着性能を向上させた粘土の一種であり、吸着剤や石油精製工程での触媒などに用いられる。
本発明で用いる軽油基材は、15℃での密度が0.81〜0.86g/cm3であり、好ましくは0.82〜0.85g/cm3である。また、上記軽油基材の硫黄分は、10質量ppm以下であり、好ましくは5質量ppm以下である。更に、上記軽油基材の90%留出温度は、280〜355℃であり、好ましくは300〜355℃である。また更に、上記軽油基材において、1環ナフテン分は、15容量%を超え30容量%以下、好ましくは17〜25容量%の範囲であり、2環ナフテン分は、6.0容量%を超え20容量%以下、好ましくは6.0を超え15容量%以下の範囲であり、ナフテンベンゼン分は、6容量%を超え20容量%以下、好ましくは8〜15容量%の範囲であり、1環ナフテン分と2環ナフテン分とナフテンベンゼン分との合計は、27容量%を超え50容量%以下、好ましくは30〜50容量%の範囲である。更にまた、上記軽油基材において、2環芳香族分と3環以上の芳香族分との合計は、0.1〜0.6容量%、好ましくは0.3〜0.5容量%の範囲である。
1)密度:JIS K2249「原油及び石油製品−密度試験方法」に規定された方法。
2)蒸留性状:JIS K2254「石油製品−蒸留試験方法」に規定された方法。
3)硫黄分:JIS K2541−6「原油及び石油製品−硫黄分試験方法(紫外蛍光法)」に規定された方法。
4)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」に規定された方法。
5)全酸価(TAN):JIS K2276「石油製品−航空燃料油試験方法」に規定された方法で、試料1g中に含まれる全酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数。
6)酸価増加量(ΔTAN):JIS K2290に規定されたB5軽油の酸化安定性試験方法で、軽油を酸化劣化させた前後における全酸価の差。
7)過酸化物価(POV):JPI−5S−46−96「灯油の過酸化物価試験方法」に記載された方法。
8)過酸化物価増加量(ΔPOV):JIS K2290に規定されたB5軽油の酸化安定性試験方法で、軽油を酸化劣化させた前後における過酸化物価の差。
9)セタン指数及びセタン価:JIS K2280「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」に規定された方法。
以下のように調製した軽油組成物(供試軽油1〜6)を評価した。これら軽油組成物の分析結果を表1に示す。
・供試軽油1:常圧蒸留装置から留出した沸点範囲220〜370℃の留分を、Co、Mo、Pを担持した市販触媒を用い、反応温度350℃、反応圧力5.9MPa、水素/オイル比250±5Nm3/kL、LHSV0.8h−1、水素純度94%の条件下で水素化精製して得た。
・供試軽油2:ガラスカラムに活性白土(ENGELAHRD製 Grade f−24)50gを充填し、500mlの上記供試軽油1を25℃、LHSV4.0h−1にて通油して、1環ナフテン分、2環ナフテン分、ナフテンベンゼン分を除去した。
・供試軽油3:常圧蒸留装置から留出した沸点範囲220〜370℃の留分を、Co、Mo、Pを担持した市販触媒を用い、反応温度370℃、反応圧力5.9MPa、水素/オイル比250±5Nm3/kL、LHSV0.36h−1、水素純度94%の条件下で水素化精製して得た。
・供試軽油4:ガラスカラムに活性白土(ENGELAHRD製 Grade f−24)50gを充填し、500mlの上記供試軽油3を25℃、LHSV4.0h−1にて通油して、1環ナフテン分、2環ナフテン分、ナフテンベンゼン分を除去した。
・供試軽油5:常圧蒸留装置から留出した沸点範囲140〜370℃の留分を、Co、Mo、Pを担持した市販触媒を用い、反応温度350℃、反応圧力7.2MPa、水素/オイル比300±5Nm3/kL、LHSV1.0h−1、水素純度94%の条件下で水素化精製して得た。
・供試軽油6:常圧蒸留装置から留出した沸点範囲220〜370℃の留分を、Ni、Mo、Pを担持した市販触媒を用い、反応温度350℃、反応圧力16.5MPa、水素/オイル比500±5Nm3/kL、LHSV0.5h−1、水素純度94%の条件下で水素化精製して得た。
Claims (3)
- 15℃での密度が0.81〜0.86g/cm3、硫黄分が10質量ppm以下、90%留出温度が280〜355℃、1環ナフテン分が15容量%以下、2環ナフテン分が6.0容量%以下、ナフテンベンゼン分が6容量%以下、1環ナフテン分と2環ナフテン分とナフテンベンゼン分との合計が12〜23容量%、2環芳香族分と3環以上の芳香族分との合計が0.1〜0.6容量%であることを特徴とする軽油組成物。
- 炭素数15〜26の1環ナフテン分が10容量%以下、炭素数11〜20の2環ナフテン分が5容量%以下、炭素数11〜20のナフテンベンゼン分が6容量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の軽油組成物。
- 15℃での密度が0.81〜0.86g/cm3、硫黄分が10質量ppm以下、90%留出温度が280〜355℃、1環ナフテン分が15容量%を超え30容量%以下、2環ナフテン分が6.0容量%を超え20容量%以下、ナフテンベンゼン分が6容量%を超え20容量%以下、1環ナフテン分と2環ナフテン分とナフテンベンゼン分との合計が27容量%を超え50容量%以下、2環芳香族分と3環以上の芳香族分との合計が0.1〜0.6容量%の軽油基材を活性白土と15〜50℃の温度にて接触させることを特徴とする請求項1又は2に記載の軽油組成物の製造方法。
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