JP3886549B2

JP3886549B2 - Fuel composition

Info

Publication number: JP3886549B2
Application number: JP30359794A
Authority: JP
Inventors: 聡勝又; 茂夫仙北屋
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JPH08157839A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料油組成物に関し、更に詳しくは、自動車，船舶，発電機等に用いられるディーゼルエンジン用燃料油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽油はＪＩＳＫ２２０４「軽油」の規格により、５種類に分類されており、この中で流動点が低い３号又は特３号が一般に寒冷地用として用いられている。このような軽油は通常、寒冷地用に供するべく流動点，曇り点等を下げ、その規格値を満足するため、軽油留分に４０〜８０容量％程度の灯油留分を混合して調製されている。
しかしながら、かかる灯油留分を軽油に添加することにより軽油の密度が低下し、結果としてこれを燃料油として用いた場合、ディーゼル車の出力低下を引起し、更に燃料消費量が増加するため燃費が低くなるという問題が生じていた。
このような問題を解決するため、例えば軽油に流動性向上剤等の添加剤を加えて流動点を下げる方法が提案されており、また特開昭６３−３５６８７号公報には、ナフサ留分を改質していわゆるＢＴＸ留分を蒸留分離した後の残油を脱ノルマルパラフィン油に添加して流動点及びセタン価の低下を図る方法が開示されている。しかしながら、このような方法によっても得られる燃料油は低密度であり流動性の向上も十分でなく、またコストの増大を引き起こすという欠点があり、実用上十分な対応とはいえなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情下で、寒冷地においても使用可能であり、高密度で流動点が十分低く、かつディーゼルエンジン用燃料油として極めて高い出力を与えることが出来る燃料組成物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の軽油基材、特に軽油基材からワックス及び硫黄を除いた脱ろう脱硫基材を使用することにより、従来４０〜８０容量％の灯油留分の添加が必要であった寒冷地用軽油（ＪＩＳＫ２２０４の３号又は特３号）への灯油留分の添加を４０容量％以下に抑えることが可能となることを見出し、結果として高密度で、流動点が十分に低い軽油を得ることができたものである。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００５】
すなわち、本発明は、
ノルマルパラフィン成分を１５重量％以下及び炭素数２０以上のノルマルパラフィン成分を１.２重量％以下含有し、かつ硫黄濃度が０.１５重量％以下であり、蒸留性状として１０容量％留出点（Ｔ１０）が２００℃以上である軽油基材を８３〜４０容量％、灯油留分を０〜４０容量％、及び直留軽油（ＬＧＯ），水添脱硫軽油（ＤＧＯ），分解軽油（ＬＣＯ），水素化分解軽油（ＨＣＧＯ）及び直接脱硫軽油（ＤＳＧＯ）から選ばれる少なくとも一種の軽油留分を０〜６０容量％含有する燃料組成物であって、３０℃における密度が０．８２５〜０．８７０ｇ／ｃｍ³、流動点が−１５℃以下、曇り点が−８℃以下、ノルマルパラフィン成分が１８重量％以下、炭素数２０以上のノルマルパラフィン成分が２.５重量％以下、及び硫黄濃度が０.０５重量％以下である燃料組成物、
を提供するものである。
【０００６】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明においては、軽油基材として脱ろう脱硫基材（ＤＷＤＧＯ）を用いることが好ましい。具体的にはノルマルパラフィン成分、炭素数２０以上のノルマルパラフィン成分（以下、「ｎＣ₂₀以上の成分」と記すことがある）、及び硫黄成分の含有量が特定の量以下のものが使用される。即ち、上記ノルマルパラフィン成分は１５重量％以下、更には１２重量％以下、特に１０重量％以下であることが好ましい。ノルマルパラフィン成分が上記範囲を超える場合は、脱ろうが不十分であり曇り点や流動点が十分低下しないこととなる。また、炭素数２０以上のノルマルパラフィン成分は1.２重量％以下、更には1.０重量％以下、特に0.８重量％以下であることが好ましい。炭素数２０以上のノルマルパラフィン成分が上記範囲を超える場合は、脱ろうが不十分であり曇り点や流動点が十分低下しないこととなる。更に、本発明においては硫黄成分は0.１５重量％以下、更には0.１２５重量％以下、特に法規制を考慮すると燃料油組成物とした場合に0.０５重量％以下となるように調整することが好ましい。硫黄成分が0.１５重量％を超える場合は脱硫が不十分となり、排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）及びＳＯｘ（ＳＯ，ＳＯ₂）が増加する。
【０００７】
また、上記軽油基材はその蒸留性状において、１０容量％留出点（Ｔ１０）が１８０℃以上、更には２００℃以上であることが好ましい。上記留出点（Ｔ１０）が上記範囲を逸脱する場合は、密度が低下しディーゼルエンジンの燃費が十分向上せず、十分な出力の向上が得られない。
本発明において、上記脱ろう脱硫軽油は、直留軽油（ＬＧＯ）に水添脱硫処理及び水添脱ろう処理を施して得られるものであり、例えば各々ゼオライト系等の脱硫触媒、ゼオライト系等の脱ろう触媒の存在下、３３５〜３９０℃、３１０〜３４５℃の温度において、いずれも３５〜６０ｂａｒの圧力下、1.０〜2.０ｈｒ^-1の液空間速度（ＬＨＳＶ）で行うことにより得ることができる。
本発明においては、ノルマルパラフィン成分が１０重量％以下、炭素数２０以上のノルマルパラフィン成分が0.８重量％以下、かつ硫黄濃度が0.１２５重量％以下の軽油基材を含有する燃料組成物が特に好ましく使用できる。
【０００８】
また、本発明の燃料組成物は、上記軽油基材を８３〜４０容量％、灯油留分を０〜４０容量％、及び直留軽油（ＬＧＯ），水添脱硫軽油（ＤＧＯ），分解軽油（ＬＣＯ），水素化分解軽油（ＨＣＧＯ）及び直留脱硫軽油（ＤＳＧＯ）から選ばれる少なくとも一種の軽油留分を０〜６０容量％含有することが好ましい。更に好ましくは、上記軽油基材を８３〜４２容量％、灯油留分を０〜３８容量％、及び直留軽油，水添脱硫軽油，分解軽油，水素化分解軽油及び直留脱硫軽油から選ばれる少なくとも一種の軽油留分を０〜６０容量％、特に好ましくは、上記軽油基材を８３〜６０容量％含有する。上記軽油基材が４０容量％未満の場合は曇り点及び流動点が上昇する。また、灯油留分が４０容量％を超える場合は密度が低下し、出力低下を招く。
【０００９】
上記灯油留分としては種々のものが特に制限なく使用されるが、燃料油の硫黄濃度を考慮して脱硫灯油が好ましく使用される。
尚、上記軽油留分としての直留軽油，水添脱硫軽油，分解軽油，水素化分解軽油又は直留脱硫軽油は、例えば添付図１の概略工程図に示すように一般に行われる方法で調製される。
本発明の燃料組成物には、必要に応じてセタン価向上剤，酸化防止剤，金属不活性剤，低温流動向上剤，氷結防止剤，腐食防止剤，微生物殺菌剤，助燃剤，帯電防止剤，潤滑性付与剤，着色剤等の添加剤を適宜加えることができる。
【００１０】
本発明の燃料組成物は上記軽油基材を用い、各種留分と上記割合で調製したものであるが、その性状はノルマルパラフィン成分が１８重量％以下、好ましくは１５重量％以下で、炭素数２０以上のノルマルパラフィン成分が2.５重量％以下、好ましくは2.０重量％以下で、かつ硫黄濃度が0.０５重量％以下である。上記ノルマルパラフィン成分が１８重量％を超える場合は曇り点や流動点が高くなる。また、炭素数２０以上のノルマルパラフィン成分が2.５重量％を超える場合にも曇り点や流動点が高くなる
また、本発明の燃料組成物はディーセルエンジンの出力向上の観点から３０℃における密度が0.８２５〜0.８７０ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、更に0.８３０〜0.８６５ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。また、同様の点からその流動点は好ましくは−１５℃以下、更に好ましくは−２０以下であり、曇り点は−８℃以下であることが好ましい。
【００１１】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜３及び比較例１及び２
第１表に示す性状の軽油基材を第２表に示す割合で混合して燃料油を調製し、その性状及び性能を評価した。その結果を第２表に示した。尚、燃料油の性状及び性能は次の方法によって求めた。
【００１２】
＊１密度：ＪＩＳＫ２２４９に準拠して測定した。
＊２蒸留性状：ＪＩＳＫ２２５４に準拠して測定した。
＊３セタン指数：ＪＩＳＫ２２０４により測定した。
＊４硫黄成分：ＪＩＳＫ２５４１に準拠して測定した。
＊５ｎＣ₂₀以上の成分：ガスクロマトグラフィーを用いて測定した。
＊６ノルマルパラフィン成分：ガスクロマトグラフィーを用いて測定した。
＊７流動点：ＪＩＳＫ２２６９に準拠して測定した。
＊８曇り点：ＪＩＳＫ２２６９に準拠して測定した。
＊９実用性試験：実機試験として、ディーゼルエンジン車（排気量4.３リットル、最高出力＝１３５ＰＳ／３２００ｒｐｍ、最高トルク＝３２ｋｇ／１７００ｒｐｍ、圧縮比＝１8.５）を用いて、加速試験による加速性能と一定速度による燃費を調べた。ここで、加速性試験は４０ｋｍ／時から８０ｋｍ／時迄のフルスロットルによる加速時間を測定し、燃費は６０ｋｍ／時での平坦路走行により測定した。尚、各試験は気温０℃で行った。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば．特定の組成を有する脱ろう脱硫基材を用いることにより灯油留分の添加量を低減せしめ、高密度の燃料組成物が得られ、この結果加速性能や燃費に優れ、また流動性向上剤を添加しなくても流動点が低く、曇り点も低く、寒冷地においても十分実用に耐えうる燃料組成物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料組成物に用いられる分解軽油の製造方法を示す概略工程図である。
【符号の説明】
ＴＯＰ：常圧蒸留装置
ＤＨ／ＤＷ：脱硫脱ろう装置
ＶＨ：減圧軽油脱硫装置
ＶＡＣ：減圧蒸留装置
ＨＹＣ：水素化分解装置
ＦＣＣ：流動接触分解装置
ＲＨ：直接脱硫装置
ＲＦＣＣ：残油流動接触分解装置
ＬＧＯ：直留軽油
ＨＧＯ：重質軽油
ＶＧＯ：減圧軽油
ＶＨＨＧＯ：脱硫重質軽油
ＲＣ：常圧残渣油
ＤＳＲＣ：脱硫残渣油
ＤＷＤＧＯ：脱ろう脱硫軽油
ＶＨＬＧＯ：脱硫軽質軽油
ＬＣＯ：分解軽油
ＨＣＧＯ：水素化分解軽油
ＤＳＧＯ：直接脱硫軽油
ＤＨ：水添脱硫装置
ＤＫ：水添脱硫灯油
ＤＧＯ：水添脱硫軽油[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a fuel oil composition, and more particularly to a fuel oil composition for diesel engines used in automobiles, ships, generators and the like.
[0002]
[Prior art]
Light oil is classified into five types according to the standard of JIS K2204 “light oil”. Among them, No. 3 or No. 3 having a low pour point is generally used for cold districts. Such a light oil is usually prepared by mixing a kerosene fraction of about 40 to 80% by volume with a light oil fraction in order to lower its pour point, cloud point, etc. and satisfy the standard values for use in cold districts. ing.
However, by adding such kerosene fraction to light oil, the density of the light oil is reduced. As a result, when it is used as fuel oil, the output of the diesel vehicle is reduced, and the fuel consumption is further increased. There was a problem of being lowered.
In order to solve such a problem, for example, a method of lowering the pour point by adding an additive such as a fluidity improver to light oil has been proposed, and JP-A-63-35687 discloses a naphtha fraction. A method of reducing the pour point and the cetane number by adding the residual oil after reforming and distilling and separating the so-called BTX fraction to denormalized paraffin oil is disclosed. However, the fuel oil obtained by such a method has a low density, an insufficient improvement in fluidity, and a disadvantage of causing an increase in cost.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Under such circumstances, the present invention provides a fuel composition that can be used even in cold regions, has a high density, a sufficiently low pour point, and can provide an extremely high output as a fuel oil for diesel engines. Objective.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have conventionally used a specific light oil base material, in particular, a dewaxing desulfurization base material obtained by removing wax and sulfur from the light oil base material. Addition of kerosene fraction to light oil for cold districts (JIS K2204 No. 3 or No. 3), which required addition of -80 vol% kerosene fraction, can be suppressed to 40 vol% or less. As a result, it was possible to obtain a light oil having a high density and a sufficiently low pour point. The present invention has been completed based on such findings.
[0005]
That is, the present invention
It contains 15% by weight or less of normal paraffin components and 1.2% by weight or less of normal paraffin components having 20 or more carbon atoms, has a sulfur concentration of 0.15% by weight or less, and has a distillation volume of 10% by volume (still point). 83 to 40% by volume of a light oil base material having a T10) of 200 ° C. or higher, 0 to 40% by volume of a kerosene fraction, straight gas oil (LGO), hydrodesulfurized gas oil (DGO), cracked gas oil (LCO), A fuel composition containing 0 to 60% by volume of at least one gas oil fraction selected from hydrocracked gas oil (HCGO) and direct desulfurized gas oil (DSGO), and a density at 30 ° C. of 0.825 to 0.870 g / Cm ³ , pour point is −15 ° C. or less, cloud point is −8 ° C. or less, normal paraffin component is 18% by weight or less, normal paraffin component having 20 or more carbon atoms is 2.5% by weight or less, and sulfur concentration is A fuel composition that is 0.05% by weight or less,
Is to provide.
[0006]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
In the present invention, it is preferable to use a dewaxing desulfurization base material (DWDGO) as the light oil base material. Specifically, normal paraffin components, normal paraffin components having 20 or more carbon atoms (hereinafter sometimes referred to as “components having nC ₂₀ or more”), and sulfur components having a specific content or less are used. . That is, the normal paraffin component is preferably 15% by weight or less, more preferably 12% by weight or less, and particularly preferably 10% by weight or less. When the normal paraffin component exceeds the above range, dewaxing is insufficient and the cloud point and pour point are not sufficiently lowered. Further, the normal paraffin component having 20 or more carbon atoms is preferably 1.2% by weight or less, more preferably 1.0% by weight or less, and particularly preferably 0.8% by weight or less. When the normal paraffin component having 20 or more carbon atoms exceeds the above range, dewaxing is insufficient, and the cloud point and pour point are not sufficiently lowered. Further, in the present invention, the sulfur component is adjusted to 0.15% by weight or less, more preferably 0.125% by weight or less, and 0.05% by weight or less when a fuel oil composition is taken into account, especially considering legal regulations. It is preferable to do. When the sulfur component exceeds 0.15% by weight, desulfurization becomes insufficient, and particulate matter (PM) and SOx (SO, SO ₂ ) in the exhaust gas increase.
[0007]
Further, the light oil base material has a 10 vol% distillation point (T10) of 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, in the distillation property. When the distilling point (T10) deviates from the above range, the density is lowered, the fuel consumption of the diesel engine is not sufficiently improved, and the sufficient output cannot be improved.
In the present invention, the dewaxed desulfurized gas oil is obtained by subjecting straight run gas oil (LGO) to hydrodesulfurization treatment and hydrodewaxing treatment. Obtained in the presence of a dewaxing catalyst at temperatures of 335 to 390 ° C. and 310 to 345 ° C. under a pressure of 35 to 60 bar and a liquid space velocity (LHSV) of 1.0 to 2.0 hr ^−1. be able to.
In the present invention, a fuel composition comprising a light oil base material having a normal paraffin component of 10% by weight or less, a normal paraffin component having 20 or more carbon atoms of 0.8% by weight or less, and a sulfur concentration of 0.125% by weight or less. Can be particularly preferably used.
[0008]
The fuel composition of the present invention comprises 83 to 40% by volume of the light oil base, 0 to 40% by volume of kerosene fraction, straight-run gas oil (LGO), hydrodesulfurized gas oil (DGO), cracked gas oil ( It is preferable to contain 0 to 60% by volume of at least one gas oil fraction selected from LCO), hydrocracked gas oil (HCGO), and straight-run desulfurized gas oil (DSGO). More preferably, the gas oil base is selected from 83 to 42% by volume, the kerosene fraction is 0 to 38% by volume, and straight-run gas oil, hydrodesulfurized gas oil, cracked gas oil, hydrocracked gas oil, and straight-run desulfurized gas oil. At least one kind of gas oil fraction is contained in an amount of 0 to 60% by volume, and particularly preferably 83 to 60% by volume of the gas oil base. When the said light oil base material is less than 40 volume%, a cloud point and a pour point will rise. Moreover, when a kerosene fraction exceeds 40 volume%, a density will fall and it will cause an output fall.
[0009]
Various kinds of the kerosene fraction are used without particular limitation, but desulfurized kerosene is preferably used in consideration of the sulfur concentration of the fuel oil.
The straight oil, hydrodesulfurized light oil, cracked light oil, hydrocracked light oil or straight-run desulfurized light oil as the light oil fraction is prepared by, for example, a generally performed method as shown in the schematic process diagram of FIG. The
The fuel composition of the present invention includes a cetane number improver, an antioxidant, a metal deactivator, a low-temperature flow improver, an antifreezing agent, a corrosion inhibitor, a microbial disinfectant, an auxiliary agent, and an antistatic agent as necessary. Additives such as a lubricity-imparting agent and a colorant can be added as appropriate.
[0010]
The fuel composition of the present invention is prepared using the above light oil base material in various fractions and the above proportions, and its properties are 18% by weight or less, preferably 15% by weight or less of normal paraffin components, and the number of carbon atoms. The normal paraffin component of 20 or more is 2.5% by weight or less, preferably 2.0% by weight or less, and the sulfur concentration is 0.05% by weight or less. When the said normal paraffin component exceeds 18 weight%, a cloud point and a pour point become high. Further, even when the normal paraffin component having 20 or more carbon atoms exceeds 2.5% by weight, the cloud point and the pour point become high. The fuel composition of the present invention has a density at 30 ° C. from the viewpoint of improving the output of the diesel engine. Is preferably 0.825 to 0.870 g / cm ³ , more preferably 0.830 to 0.865 g / cm ³ . From the same point, the pour point is preferably −15 ° C. or lower, more preferably −20 or lower, and the cloud point is preferably −8 ° C. or lower.
[0011]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2
Fuel oil was prepared by mixing light oil base materials having the properties shown in Table 1 in the proportions shown in Table 2, and the properties and performance were evaluated. The results are shown in Table 2. The properties and performance of the fuel oil were determined by the following method.
[0012]
* 1 Density: Measured according to JIS K 2249.
* 2 Distillation property: Measured according to JIS K 2254.
* 3 Cetane index: Measured according to JIS K 2204.
* 4 Sulfur component: Measured according to JIS K2541.
* 5 nC ₂₀ or higher component: Measured using gas chromatography.
* 6 Normal paraffin component: Measured using gas chromatography.
* 7 Pour point: Measured according to JIS K 2269.
* 8 Cloud point: Measured according to JIS K 2269.
* 9 Practicality test: Acceleration by acceleration test using a diesel engine vehicle (displacement 4.3 liters, maximum output = 135 PS / 3200 rpm, maximum torque = 32 kg / 1700 rpm, compression ratio = 18.5) as an actual machine test The performance and fuel consumption due to constant speed were investigated. Here, in the acceleration test, acceleration time by full throttle from 40 km / hour to 80 km / hour was measured, and fuel consumption was measured by running on a flat road at 60 km / hour. Each test was conducted at an air temperature of 0 ° C.
[0013]
[Table 1]

[0014]
[Table 2]

[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention. By using a dewaxing desulfurization base material with a specific composition, the amount of kerosene fraction added can be reduced, resulting in a high-density fuel composition. As a result, acceleration performance and fuel efficiency are excellent, and a fluidity improver is added. Even if it does not, a pour point is low, a cloud point is also low, and the fuel composition which can fully be practically used also in a cold region is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic process diagram showing a method for producing cracked light oil used in a fuel composition of the present invention.
[Explanation of symbols]
TOP: Atmospheric distillation unit DH / DW: Desulfurization dewaxing device VH: Vacuum gas oil desulfurization device VAC: Vacuum distillation device HYC: Hydrocracking device FCC: Fluid catalytic cracking device RH: Direct desulfurization device RFCC: Residual fluid fluid catalytic cracking device LGO: straight run gas oil HGO: heavy gas oil VGO: vacuum gas oil VHHGO: desulfurized heavy gas oil RC: atmospheric residue oil DSRC: desulfurized residue oil DWDGO: dewaxed desulfurized gas oil VHLGO: desulfurized gas oil LCO: cracked gas oil HGO Cracked diesel oil DSGO: Direct desulfurized diesel oil DH: Hydrodesulfurization equipment DK: Hydrodesulfurized kerosene DGO: Hydrodesulfurized diesel oil

Claims

It contains 15% by weight or less of normal paraffin components and 1.2% by weight or less of normal paraffin components having 20 or more carbon atoms, has a sulfur concentration of 0.15% by weight or less, and has a distillation volume of 10% by volume (still point). 83 to 40% by volume of a light oil base having a T10) of 200 ° C. or higher, 0 to 40% by volume of a kerosene fraction, A fuel composition containing 0 to 60% by volume of at least one gas oil fraction selected from hydrocracked gas oil (HCGO) and direct desulfurized gas oil (DSGO), and a density at 30 ° C. of 0.825 to 0.870 g / Cm ³ , pour point is −15 ° C. or less, cloud point is −8 ° C. or less, normal paraffin component is 18% by weight or less, normal paraffin component having 20 or more carbon atoms is 2.5% by weight or less, and sulfur concentration is A fuel composition that is 0.05% by weight or less.