JP2016539195A

JP2016539195A - フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション

Info

Publication number: JP2016539195A
Application number: JP2016518680A
Authority: JP
Inventors: ワイズマ，レンダルト・ヤン; トゥルフブール，ヨハンネス; リエマーズマ，ロベルト; モーシンク，ヨハンネス・ベルナルデュス・ヴィルヘルムス
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-12-15
Also published as: KR20160064214A; EP3052595A1; US20160208184A1; WO2015044287A1; BR112016006767A2; AR097827A1; CN105593350A

Abstract

本発明は、少なくとも２７０℃の初留点及び最高で３０５℃の終点を有するフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションを提供する。他の形態においては、本発明は、少なくとも２７０℃の初留点及び最高で３０５℃の終点を有するフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションを含む機能性流体配合物を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、分留されたフィッシャー・トロプシュ誘導軽油、及びそれを含む機能性流体配合物に関する。

フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは種々のプロセスによって得ることができる。フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、所謂フィッシャー・トロプシュプロセスを用いて得られる。かかるプロセスの例は、ＷＯ−０２／０７０６２８において開示されている。

ＷＯ−０２／０７０６２８

ここで驚くべきことに、特定のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、溶媒及び機能性流体用途において有利に用いることができることが見出された。

この目的のために、本発明は、少なくとも２７０℃の初留点及び最高で３０５℃の終点を有するフィッシャー・トロプシュ軽油を提供する。

本発明の有利性は、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションが、驚くべきことに、高い引火点を有すると同時に、低い粘度、低い流動点を有することであり、この複数の特性の組合せによって、低い粘度が要求される溶媒及び機能性流体用途における有利性が与えられる。

通常は、本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、芳香族化合物、ナフテン系化合物、及び不純物の非常に低いレベルを有する。

而して、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションを使用することによって、溶媒及び／又は機能性流体用途において生分解性が向上し、及びより低い毒性が与えられる。

本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油は、フィッシャー・トロプシュプロセスから誘導される。フィッシャー・トロプシュ誘導軽油は当該技術において公知である。「フィッシャー・トロプシュ誘導」という用語は、軽油が、フィッシャー・トロプシュプロセスの合成生成物であるか、又はそれから誘導されることを意味する。フィッシャー・トロプシュプロセスにおいては、合成ガスを合成生成物に転化させる。合成ガス又はシンガスは、炭化水素質供給材料の転化によって得られる水素及び一酸化炭素の混合物である。好適な供給材料としては、天然ガス、原油、重質油フラクション、石炭、バイオマス、及び褐炭が挙げられる。フィッシャー・トロプシュ誘導軽油はまた、ＧＴＬ（ガス・トゥー・リキッド）軽油とも呼ぶことができる。

フィッシャー・トロプシュ誘導軽油は、主としてイソパラフィンである。好ましくは、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油は、７５重量％より多く、好ましくは８０重量％より多く、より好ましくは８５重量％より多いイソパラフィンを含む。

フィッシャー・トロプシュ軽油のフラクションは、フィッシャー・トロプシュ軽油のより狭い沸点範囲の蒸留留分であり、フィッシャー・トロプシュ軽油から留出するＧＴＬ誘導溶媒としてとらえることもできる。本発明によれば、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、大気条件において、少なくとも２７０℃の初留点及び最高で３０５℃の終点を有する。好適には、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油は、大気条件において少なくとも２７４℃の初留点を有する。更に、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、好ましくは少なくとも２７２℃の初留点を有する。

本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油は、好ましくは大気条件において最高で３０３℃の終点を有する。更に、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、好ましくは大気条件において少なくとも３０１℃の終点を有する。

大気条件における留出点とは大気圧留出点を意味し、この留出点はＡＳＴＭ−Ｄ８６によって求められる。

好ましくは、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、２７０〜２８８℃、より好ましくは２７３〜２８５℃、最も好ましくは２９６〜２８２℃のＴ１０体積％留出点、及び２８２〜３００℃、好ましくは２８５〜２９７℃、より好ましくは２８８〜２９４℃のＴ９０体積％留出点を有する。

Ｔ１０体積％は、総量で生成物の１０体積が回収される大気圧留出点に相当する温度である。同様に、Ｔ９０体積％は、総量で生成物の９０体積％が回収される大気圧留出点に相当する温度である。回収率のレベルを求めるために、大気圧蒸留法ＡＳＴＭ−Ｄ８６、或いは同様の結果を与えるように調整したＡＳＴＭ−Ｄ２８８７のようなガスクロマトグラフ法を用いることができる。

本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、好ましくは１３〜１９個の炭素原子を有するパラフィンを含み；本フィッシャー・トロプシュ誘導パラフィン軽油フラクションは、好ましくは、フィッシャー・トロプシュ誘導パラフィンの全量を基準として、好ましくは１２〜２０個の炭素原子を有するフィッシャー・トロプシュ誘導パラフィンの量を基準として少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも８５重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％、より好ましくは少なくとも９５重量％、最も好ましくは少なくとも９８重量％の、１３〜１９個の炭素原子を有するフィッシャー・トロプシュ誘導パラフィンを含む。

更に、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油は、好ましくは、ＡＳＴＭ−Ｄ４０５２にしたがって１５℃において７８２ｋｇ／ｍ^３〜７８８ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは７８３ｋｇ／ｍ^３〜７８７ｋｇ／ｍ^３、最も好ましくは７８４ｋｇ／ｍ^３〜７８６ｋｇ／ｍ^３の密度を有する。

好適には、ＡＳＴＭ−Ｄ４４５にしたがう２５℃における動粘度は、４．４〜５．０ｃＳｔ、好ましくは４．５ｃＳｔ〜４．９ｃＳｔ、より好ましくは４．６ｃＳｔ〜４．８ｃＳｔである。

好ましくは、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、ＡＳＴＭ−Ｄ９３にしたがって１２５〜１３５℃、より好ましくは１２７〜１３３℃、最も好ましくは１２９〜１３１℃の引火点を有する。

本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、ＡＳＴＭ−Ｄ１３２２にしたがって５０ｍｍより大きい煙点を有する。

通常は、本発明によるフィッシャー・トロプシュ軽油フラクションは、５００ｐｐｍ未満の芳香族化合物、好ましくは２００ｐｐｍ未満の芳香族化合物、３ｐｐｍ未満のイオウ、好ましくは１ｐｐｍ未満のイオウ、より好ましくは０．２ｐｐｍ未満のイオウ、１ｐｐｍ未満の窒素、及び４重量％未満、好ましくは３重量％未満、より好ましくは２重量％未満のナフテン系化合物を含む。

更に、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、好ましくは、０．１重量％未満の多環式芳香族炭化水素、より好ましくは２５ｐｐｍ未満の多環式芳香族炭化水素、最も好ましくは１ｐｐｍ未満の多環式芳香族炭化水素を含む。

イソパラフィンの量は、好適には、１３〜１９個の炭素原子を有するパラフィンの全量を基準として７５重量％より多く、好ましくは８０重量％より多い。

更に、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、ｎ−パラフィン及びシクロアルカンを含んでいてよい。

少なくとも２７０℃の初留点及び最高で３０５℃の終点を有するフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションの製造は、例えばＷＯ−０２／０７０６２８に記載されている。

更なる形態においては、本発明は、本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションを含み、添加剤化合物を更に含む機能性流体配合物を提供する。通常は、本機能性流体配合物は、多くの分野、例えば石油及びガスの探査及び生産、建設産業、食品産業及び関連産業、紙、編織布及び皮革、並びに種々の家庭用品及び消費者製品において用いることができる。更に、本発明による機能性流体配合物において用いる添加剤のタイプは、流体配合物のタイプによって定まる。機能性流体配合物のための添加剤としては、腐食及び流動制御製品、乳化剤及び湿潤剤、坑井安定剤、高圧及び耐摩耗添加剤、脱泡及び消泡剤、流動点降下剤、及び酸化防止剤が挙げられるが、これらに限定されない。

機能性流体配合物中において本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションを用いることの有利性は、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションが、高い引火点を有すると同時に、低い粘度、低い流動点を有することである。好ましくは、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションのこの複数の物理特性の組合せは、低い粘度が要求される機能性流体配合物において用いるのに非常に望ましい。

例えば、掘削流体用途においては、使用中に掘削流体の温度は低下する可能性があり、これにより掘削流体の粘度が上昇する可能性がある。高い粘度は、掘削流体の有益な使用のために有害である可能性がある。したがって、低い粘度及び高い引火点を有する本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションは、掘削流体用途において用いるのに非常に望ましい。

他の形態においては、本発明は、溶媒及び／又は機能性流体用途のための希釈油又は基油としての、本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションの使用を提供する。

希釈油という用語は、溶媒及び機能性流体配合物の粘度を低下させ、及び／又は他の特性を向上させるために用いるオイルを意味する。

基油という用語は、溶媒又は機能性流体配合物を製造するためにそれに他のオイル、溶媒、又は物質を加えるオイルを意味する。

溶媒及び／又は機能性流体配合物のための希釈油又は基油として本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションを用いることの有利性は、本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションを含み、添加剤化合物を更に含む機能性流体配合物に関して上記に記載したものと同じである。

希釈油又は基油として本発明によるフィッシャー・トロプシュ軽油フラクションを用いる好ましい溶媒及び／又は機能性流体用途としては、掘削流体、破砕流体、加熱燃料、灯火油、バーベキュー用点火剤、コンクリート離型剤、農薬噴霧油、水処理、洗浄剤、光沢剤、自動車用ワックス除去剤、放電加工、変圧器油、シリコーンマスチック、２ストロークオートバイ用オイル、金属洗浄、ドライクリーニング、潤滑剤、金属作動流体、アルミニウム圧延油、成形油、爆薬、塩素化パラフィン、熱硬化型印刷インク、材木処理、ポリマー加工油、化粧品及びパーソナルケア製品、防錆剤、並びに燃料添加剤配合物、塗料及び被覆、接着剤、シーラント、及び空気清浄剤が挙げられるが、これらに限定されない。

通常の溶媒及び機能性流体用途は、例えば、"The Index of Solvents", Michael Ash, Irene Ash, Gower publishing Ltd., 1996, ISBN 0-566-07884-8、及び"Handbook of Solvents", George Wypych, Willem Andrew publishing, 2001, ISBN 0-8155-1458-1に記載されている。更なる形態においては、本発明は、溶媒及び／又は機能性流体用途において生分解性を向上させ、及び毒性を低下させるための、本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションの使用を提供する。

上記に記載したように、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油は、好ましくは、芳香族化合物、イオウ、窒素化合物の非常に低いレベルを有し、好ましくは多環式芳香族炭化水素を含まない。これらの低いレベルは、フィッシャー・トロプシュ誘導軽油の低い水生毒性、低い底生生物毒性、及び低い陸生生態毒性（しかしながら、これらに限定されない）をもたらすことができる。本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油の分子構造によって、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションの易生分解性をもたらすことができる。

下記において、以下の実施例を参照して本発明を記載するが、これらはいかなるようにも本発明の範囲を限定することは意図しない。

実施例１：
少なくとも２７０℃の初留点及び最高で３０５℃の終点を有するフィッシャー・トロプシュ誘導軽油の製造：
ＷＯ−Ａ−９９３４９１７の実施例ＶＩＩに記載されている方法と同様の方法で、ＷＯ−Ａ−９９３４９１７の実施例ＩＩＩの触媒を用いてフィッシャー・トロプシュ生成物を調製した。かくして得られた生成物のＣ_５＋フラクション（周囲条件において液体）を、水素化分解工程（工程（ａ））に連続的に供給した。Ｃ_５＋フラクションは、約６０重量％のＣ_３０＋生成物を含んでいた。Ｃ_６０＋／Ｃ_３０＋の比は約０．５５であった。水素化分解工程においては、フラクションをＥＰ−Ａ−５３２１１８の実施例１の水素化分解触媒と接触させた。工程（ａ）の流出物を真空下で連続的に蒸留して、軽質生成物、燃料、及び３７０℃以上の沸点の残渣「Ｒ」を与えた。３７０℃より高い沸点の生成物の３７０℃より低い沸点の生成物への転化率は、４５〜５５重量％の間であった。残渣「Ｒ」は工程（ａ）に再循環した。水素化分解工程（ａ）における条件は、０．８ｋｇ／Ｌ・時の新しい供給流の重量空間速度（ＷＨＳＶ）、０．４ｋｇ／Ｌ・時の再循環供給流のＷＨＳＶ、水素ガス速度＝１０００ＮＬ／ｋｇ、全圧＝４０ｂａｒ、及び３３０℃〜３４０℃の範囲の反応器温度であった。

得られた燃料フラクション（Ｃ_５＋−３７０℃）を、表１に与える条件において連続的に蒸留して、軽油フラクションを塔底生成物として与えた。

物理特性を表１及び２に与える。

実施例２：
溶媒及び／又は機能性流体用途のための希釈油／基油としてのフィッシャー・トロプシュ誘導軽油の使用：
表１〜３に与えるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油の特性は、掘削流体、破砕流体、加熱燃料、灯火油、バーベキュー用点火剤、コンクリート離型剤、農薬噴霧油、水処理、洗浄剤、光沢剤、自動車用ワックス除去剤、放電加工、変圧器油、シリコーンマスチック、２ストロークオートバイ用オイル、金属洗浄、ドライクリーニング、潤滑剤、金属作動流体、アルミニウム圧延油、成形油、爆薬、化粧品及びパーソナルケア製品、防錆剤、塩素化パラフィン、熱硬化型印刷インク、材木処理、ポリマー加工油、並びに燃料添加剤配合物、塗料及び被覆、接着剤、シーラント、及び空気清浄剤においてフィッシャー・トロプシュ誘導軽油を有利に使用するために重要な特性である。

実施例３：
表４において、本発明によるフィッシャー・トロプシュ誘導軽油の特性を、Isopar（登録商標）Vの特性と比較した。

議論：
表１〜３における結果は、低い粘度及び高い引火点を有するフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションが得られたことを示す。

表４における結果は、本フィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションが、匹敵する初留点及び引火点のIsopar（登録商標）Vよりも低い動粘度を有することを示す。

これは、このフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションが、同じ配合のIsopar（登録商標）Vの使用と比べて、低い粘度が要求される溶媒及び機能性流体配合物において用いるのにより望ましいことを示す。

Claims

少なくとも２７０℃の初留点及び最高で３０５℃の終点を有するフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション。
少なくとも２７４℃の初留点を有する、請求項１に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション。
少なくとも３０１℃で最高で３０３℃の終点を有する、請求項１又は２に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション。
２７０〜２８８℃、好ましくは２７３〜２８５℃、より好ましくは２９６〜２８２℃の１０体積％留出点、及び２８２〜３００℃、好ましくは２８５〜２９７℃、より好ましくは２８８〜２９４℃のＴ９０体積％留出点を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション。
ＡＳＴＭ−Ｄ４０５２にしたがって１５℃において７８２〜７８８ｋｇ／ｍ^３、好ましくは７８３〜７８７ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは７８４〜７８６ｋｇ／ｍ^３の密度を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション。
ＡＳＴＭ−Ｄ４４５にしたがって２５℃において４．４〜５．０ｃＳｔ、好ましくは４．５〜４．９ｃＳｔ、より好ましくは４．６〜４．８ｃＳｔの動粘度を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション。
ＡＳＴＭ−Ｄ９３にしたがって１２５〜１３５℃、好ましくは１２７〜１３３℃、より好ましくは１２９〜１３１℃の引火点を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション。
ＡＳＴＭ−Ｄ１３２２にしたがって５０ｍｍより大きい煙点を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクション。
請求項１〜８のいずれか１項に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションを含み、添加剤化合物を更に含む機能性流体配合物。
溶媒及び／又は機能性流体配合物のための希釈油又は基油としての、請求項１〜９のいずれか１項に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションの使用。
溶媒及び／又は機能性流体用途において生分解性を向上させ、及び毒性を低下させるための、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフィッシャー・トロプシュ誘導軽油フラクションの使用。