JP5227626B2 - Fuel composition containing a fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis - Google Patents

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Description

本発明は、フィッシャートロプシュ合成により製造された燃料油基材を含有する燃料組成物に関し、とりわけディーゼルエンジンなどの内燃機関の燃料となる低硫黄燃料組成物に関する。   The present invention relates to a fuel composition containing a fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis, and more particularly to a low-sulfur fuel composition used as a fuel for an internal combustion engine such as a diesel engine.

軽油、ガソリン、灯油、重油等の石油製品はディーゼルエンジンやガソリンエンジン用燃料及び暖房用燃料等として使用されている。これらの石油製品は酸化すると変色、沈澱性の重合物(スラッジ)の生成、粘度上昇等が認められ、また、酸化によって生じた過酸化物(ペルオキシド)は燃料系統の部材(ゴム等)を劣化させることが知られている。そのため、酸化安定性は石油製品の品質安定性を評価する上で重要な指標の一つとなっており、高い酸化安定性を有するのが望ましい。   Petroleum products such as light oil, gasoline, kerosene, and heavy oil are used as fuel for diesel engines and gasoline engines, fuel for heating, and the like. When these petroleum products are oxidized, discoloration, formation of precipitateable polymer (sludge), increase in viscosity, etc. are observed, and peroxides (peroxide) generated by oxidation deteriorate the members of the fuel system (rubber, etc.). It is known to let Therefore, oxidation stability is one of the important indexes for evaluating the quality stability of petroleum products, and it is desirable to have high oxidation stability.

また、排気ガス浄化触媒の被毒防止から硫黄分が殆どない、いわゆるサルファーフリーの燃料油が2005年1月から市場に投入されている。また、燃費規制や二酸化炭素排出量低減、排ガス中の有毒物低減を背景に、ガソリン及び軽油の硫黄分は10質量ppmよりもさらに低下することが要求されている。   In addition, so-called sulfur-free fuel oil, which has almost no sulfur content to prevent poisoning of the exhaust gas purification catalyst, has been put on the market since January 2005. Moreover, the sulfur content of gasoline and light oil is required to be further reduced to less than 10 mass ppm against the background of fuel consumption regulations, reduction of carbon dioxide emissions, and reduction of toxic substances in exhaust gas.

このようなサルファーフリーの燃料油基材としては、いわゆるGTL燃料油が注目されている(特許文献1参照)。これは、バイオマス、天然ガス、製鉄所等から発生する水素や一酸化炭素を原料としたフィッシャートロプシュ(Fischer-Tropsch)合成により得られたワックスを、水素化分解や骨格異性化することにより製造した炭化水素油であり、実質的に硫黄分が含まれない。
特表2004−500977号公報
As such a sulfur-free fuel oil base material, so-called GTL fuel oil has attracted attention (see Patent Document 1). It was produced by hydrocracking and skeletal isomerization of wax obtained by Fischer-Tropsch synthesis using hydrogen and carbon monoxide generated from biomass, natural gas, steelworks, etc. It is a hydrocarbon oil and is substantially free of sulfur.
JP-T-2004-500977

しかしながら、フィッシャートロプシュ合成により製造された炭化水素油は、酸化安定性が悪いことが問題であった。   However, the hydrocarbon oil produced by Fischer-Tropsch synthesis has a problem of poor oxidation stability.

そこで本発明は、フィッシャートロプシュ合成により製造された炭化水素油を用いた燃料組成物の酸化安定性を向上させることを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to improve the oxidation stability of the fuel composition using the hydrocarbon oil manufactured by the Fischer-Tropsch synthesis.

本発明者は、鋭意研究を進めた結果、フィッシャートロプシュ合成により製造された炭化水素油に対して特定の分子構造を有する芳香族化合物が特に高い酸化防止能を有することを見出した。   As a result of diligent research, the present inventor has found that an aromatic compound having a specific molecular structure has a particularly high antioxidant ability with respect to a hydrocarbon oil produced by Fischer-Tropsch synthesis.

本発明者の研究成果によれば、芳香環同士が縮合した化合物に酸化安定性の向上効果が大きく見られ、縮合していない場合(例:ビフェニル)にはほとんど見られない。ナフタレン類であってもその分子構造によって向上効果に顕著に差が生じる。ナフタレン類のような2環芳香族化合物よりもアントラセン類のような3環芳香族化合物の方がより高い酸化安定性を示す傾向にある。そして、アントラセン類の中でもアントラセンが最も効果的である。但し、ジメチルナフタレンに代表されるジアルキルナフタレンはナフタレン類の中でも格別の酸化安定性向上効果を示し、その効果はアントラセン類と遜色ないものである。   According to the research result of the present inventor, the effect of improving the oxidative stability is greatly seen in a compound in which aromatic rings are condensed with each other, and it is hardly seen when the compound is not condensed (for example, biphenyl). Even in the case of naphthalenes, there is a significant difference in the improvement effect depending on the molecular structure. A tricyclic aromatic compound such as anthracene tends to exhibit higher oxidative stability than a bicyclic aromatic compound such as naphthalene. And among anthracene, anthracene is the most effective. However, dialkylnaphthalene typified by dimethylnaphthalene exhibits a remarkable effect of improving oxidative stability among naphthalenes, and the effect is comparable to anthracene.

以上を基礎として完成した本発明は以下のように特定することができる。   The present invention completed on the basis of the above can be specified as follows.

本発明は一側面において、アントラセン類及びジアルキルナフタレンよりなる群から選択される1種以上の多環芳香族化合物、及び、フィッシャートロプシュ合成により製造される燃料油基材を含む燃料組成物である。   In one aspect, the present invention is a fuel composition comprising one or more polycyclic aromatic compounds selected from the group consisting of anthracenes and dialkylnaphthalenes, and a fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis.

本発明に係る燃料組成物の一実施形態においては、上記多環芳香族化合物の含有量が合計で0.05質量%以上である。   In one embodiment of the fuel composition according to the present invention, the total content of the polycyclic aromatic compound is 0.05% by mass or more.

本発明に係る燃料組成物は別の一実施形態において、上記多環芳香族化合物以外の多環芳香族化合物の含有量が合計で5容量%以下であり、単環芳香族化合物の含有量が合計で15容量%以下である。   In another embodiment of the fuel composition according to the present invention, the total content of polycyclic aromatic compounds other than the above polycyclic aromatic compounds is 5% by volume or less, and the content of monocyclic aromatic compounds is The total is 15% by volume or less.

本発明に係る燃料組成物は更に別の一実施形態において、ISO12205の酸化安定性試験において、試料温度を115℃とし、試料300mL中に、酸素を供給量3L/h、供給圧98kPaにて、16時間供給して試料を酸化した後の全酸価と酸化前の全酸価の差が0.5mgKOH/g以下である。   In yet another embodiment of the fuel composition according to the present invention, in the oxidation stability test of ISO12205, the sample temperature is 115 ° C., the oxygen is supplied in 3 mL / h, and the supply pressure is 98 kPa in 300 mL of the sample. The difference between the total acid value after oxidizing the sample by supplying for 16 hours and the total acid value before oxidation is 0.5 mgKOH / g or less.

本発明に係る燃料組成物は更に別の一実施形態において、フィッシャートロプシュ合成により製造された燃料油基材に、アントラセン類及びジアルキルナフタレンよりなる群から選択される1種以上の多環芳香族化合物を配合することを含む燃料組成物の製造方法である。   In another embodiment of the fuel composition according to the present invention, one or more polycyclic aromatic compounds selected from the group consisting of anthracenes and dialkylnaphthalenes on a fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis Is a method for producing a fuel composition, comprising blending.

フィッシャートロプシュ合成により製造された燃料油基材に対し、アントラセン類及びジアルキルナフタレンは、酸化安定性向上効果が高く、微量の添加で所望の酸化安定性を達成することができる。そのため、フィッシャートロプシュ合成により製造された燃料油基材を用いた燃料油の安定性を高めることが可能となり、同時に、燃料油中に芳香族成分を含有することによる燃焼性の悪化を最小限に抑えながら優れた酸化防止効果を得ることが可能となる。   Anthracenes and dialkylnaphthalenes are highly effective in improving oxidative stability against fuel oil bases produced by Fischer-Tropsch synthesis, and can achieve desired oxidative stability with a small amount of addition. Therefore, it becomes possible to improve the stability of fuel oil using the fuel oil base material produced by Fischer-Tropsch synthesis, and at the same time minimize the deterioration of combustibility due to the inclusion of aromatic components in the fuel oil. It is possible to obtain an excellent antioxidant effect while suppressing.

(多環芳香族化合物)
本発明に係る燃料組成物は、酸化防止剤として作用するアントラセン類及びジアルキルナフタレンよりなる群から選択される1種以上の多環芳香族化合物を含有する。
(Polycyclic aromatic compounds)
The fuel composition according to the present invention contains one or more polycyclic aromatic compounds selected from the group consisting of anthracenes acting as an antioxidant and dialkylnaphthalene.

本発明において、アントラセン類とはアントラセン核を有する炭化水素のことを指し、例えばアントラセンの他、アルキル置換アントラセンが挙げられる。アルキル置換アントラセンとは、1個以上のアルキル基で置換されたアントラセンである。置換基の数には特に制限はないが、典型的には1〜4個、より典型的には1〜2個である。アルキル基の種類には特に制限はないが、典型的には1〜8個の炭素原子をもつ直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基が挙げられ、具体的にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、ヘキシル及びオクチル基等が挙げられる。   In the present invention, anthracene refers to a hydrocarbon having an anthracene nucleus, and examples include anthracene and alkyl-substituted anthracene. Alkyl substituted anthracene is an anthracene substituted with one or more alkyl groups. The number of substituents is not particularly limited, but is typically 1 to 4, more typically 1 to 2. The type of the alkyl group is not particularly limited, but typically includes a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl, ethyl, propyl, Examples include isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl and octyl groups.

より典型的には、アルキル置換アントラセンとしてメチル置換アントラセンが使用される。メチル置換アントラセンには、限定的ではないが、1-メチルアントラセン、2-メチルアントラセン、9-メチルアントラセンのようなメチルアントラセン;2,3-ジメチルアントラセン、9,10-ジメチルアントラセン、1,5-ジメチルアントラセンのようなジメチルアントラセン;及び1,4,9-トリメチルアントラセン、2,7,9-トリメチルアントラセンのようなトリメチルアントラセンが挙げられる。   More typically, methyl substituted anthracene is used as the alkyl substituted anthracene. Examples of methyl-substituted anthracene include, but are not limited to, 1-methylanthracene, 2-methylanthracene, methylanthracene such as 9-methylanthracene; 2,3-dimethylanthracene, 9,10-dimethylanthracene, 1,5- And dimethylanthracene such as dimethylanthracene; and trimethylanthracene such as 1,4,9-trimethylanthracene and 2,7,9-trimethylanthracene.

アントラセン類の中でもアントラセンが特に好ましい。アントラセンは特に優れた酸化安定性向上効果を奏する。   Of the anthracenes, anthracene is particularly preferable. Anthracene has a particularly excellent oxidation stability improving effect.

アントラセン類は任意の公知の製造方法によって製造することができる。例えば、アントラセンは、コールタールからとれるアントラセン油を分離・精製することで得ることができる。アルキル置換アントラセンは、無水塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素、酸化鉄等を触媒として液晶反応によりアルキル化するフリーデルクラフツ反応や、固体シリカ・アルミナ触媒を使用する気相反応により得ることができる。
アントラセン類は市販されているのでそれを使用してもよい。
Anthracene can be produced by any known production method. For example, anthracene can be obtained by separating and refining anthracene oil taken from coal tar. The alkyl-substituted anthracene can be obtained by a Friedel-Crafts reaction in which alkylation is performed by a liquid crystal reaction using anhydrous aluminum chloride, boron trifluoride, iron oxide or the like as a catalyst, or a gas phase reaction using a solid silica / alumina catalyst.
Anthracenes are commercially available and may be used.

ジアルキルナフタレンは、ナフタレン類の1種ではあるが、アントラセン類と遜色ない酸化安定性向上効果を奏する。2個のアルキル基の配置は特に制限はない。アルキル基の種類には特に制限はないが、典型的には1〜8個の炭素原子をもつ直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基が挙げられ、具体的にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、ヘキシル及びオクチル基等が挙げられる。アルキル基としては、メチル基が好ましく、このようなジメチルナフタレンとしては、1,2-ジメチルナフタレン、1,3-ジメチルナフタレン、1,6-ジメチルナフタレン、1,4-ジメチルナフタレン、1,5-ジメチルナフタレン、1,7-ジメチルナフタレン、1,8-ジメチルナフタレン、2,3-ジメチルナフタレン、2,6-ジメチルナフタレン、2,7-ジメチルナフタレンが挙げられ、これらは単独で又は混合して使用することができる。典型的には、ジメチルナフタレンはこれらの混合物として与えられる。   Although dialkylnaphthalene is a kind of naphthalene, it has an effect of improving oxidative stability comparable to anthracene. The arrangement of the two alkyl groups is not particularly limited. The type of the alkyl group is not particularly limited, but typically includes a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl, ethyl, propyl, Examples include isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl and octyl groups. As the alkyl group, a methyl group is preferable, and as such dimethylnaphthalene, 1,2-dimethylnaphthalene, 1,3-dimethylnaphthalene, 1,6-dimethylnaphthalene, 1,4-dimethylnaphthalene, 1,5- Examples include dimethylnaphthalene, 1,7-dimethylnaphthalene, 1,8-dimethylnaphthalene, 2,3-dimethylnaphthalene, 2,6-dimethylnaphthalene, and 2,7-dimethylnaphthalene. These may be used alone or in combination. can do. Typically, dimethylnaphthalene is provided as a mixture of these.

ジメチルナフタレンの混合物は液体であるが、アントラセン類は常温で固体であるため、アントラセン類を使用する場合には予めトルエンやキシレン等の溶剤に溶解させてから燃料組成物に添加してもよい。溶剤としては、トルエンやキシレン等の単化合物のみではなく、石油精製工程で得られる石油留分のような複数の化合物の混合物を用いることもできる。   The mixture of dimethylnaphthalene is a liquid, but anthracenes are solid at room temperature. Therefore, when anthracenes are used, they may be dissolved in a solvent such as toluene or xylene before being added to the fuel composition. As the solvent, not only a single compound such as toluene or xylene, but also a mixture of a plurality of compounds such as petroleum fraction obtained in the petroleum refining process can be used.

燃料組成物中に含まれるアントラセン類及びジアルキルナフタレンはガスクロマトグラフィーやガスクロマトグラフ-質量分析等の方法によって定量分析することができる。   Anthracene and dialkylnaphthalene contained in the fuel composition can be quantitatively analyzed by a method such as gas chromatography or gas chromatography-mass spectrometry.

(燃料組成物)
本発明に係る燃料組成物は、フィッシャートロプシュ合成により製造される燃料油基材に上述の多環芳香族化合物を配合したものである。フィッシャートロプシュ合成により製造される燃料油基材の含有量は、特に限定されるものではないが、5容量%以上、特には10容量%以上、更には50容量%以上が好ましい。上述した本発明に係る多環芳香族化合物をフィッシャートロプシュ合成により製造される燃料油基材に添加することで、該燃料油基材の安定性を向上することができる。添加量は微量でよく、燃料組成物の全重量に対して合計で0.05質量%程度添加すれば充分な酸化安定性向上効果が得られる。従って、本発明に係る燃料組成物は一実施形態において、フィッシャートロプシュ合成により製造される燃料油基材を含み、アントラセン類及びジアルキルナフタレンよりなる群から選択される1種以上の多環芳香族化合物を合計で0.05質量%以上含有する燃料組成物である。
(Fuel composition)
The fuel composition according to the present invention is obtained by blending the above-mentioned polycyclic aromatic compound with a fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis. The content of the fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis is not particularly limited, but is preferably 5% by volume or more, particularly 10% by volume or more, and more preferably 50% by volume or more. By adding the above-mentioned polycyclic aromatic compound according to the present invention to a fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis, the stability of the fuel oil base can be improved. The addition amount may be a very small amount, and if it is added in a total amount of about 0.05 mass% with respect to the total weight of the fuel composition, a sufficient oxidation stability improving effect can be obtained. Therefore, in one embodiment, the fuel composition according to the present invention includes a fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis, and one or more polycyclic aromatic compounds selected from the group consisting of anthracenes and dialkylnaphthalenes Is a fuel composition containing 0.05% by mass or more in total.

燃料組成物中に含まれる該多環芳香族化合物の量が多くなるほど酸化安定性向上効果も上昇するが、やがて向上効果が飽和し、また、多量添加は燃焼時のスス生成、着火性低下、揮発性悪化につながる。
従って、本発明に係る燃料組成物は該多環芳香族化合物を合計で0.05質量%〜5質量%含有するのが好ましく、合計で0.1質量%〜3質量%含有するのがより好ましく、合計で0.2質量%〜2質量%含有するのが最も好ましい。
As the amount of the polycyclic aromatic compound contained in the fuel composition increases, the oxidation stability improvement effect also increases, but the improvement effect eventually saturates, and addition of a large amount results in soot formation during combustion, ignitability reduction, It leads to deterioration of volatility.
Accordingly, the fuel composition according to the present invention preferably contains 0.05 to 5% by mass of the polycyclic aromatic compound, more preferably 0.1 to 3% by mass in total. The total content is preferably 0.2% by mass to 2% by mass.

芳香族化合物の中には、上述した本発明に係る多環芳香族化合物以外にも、燃料組成物の酸化安定性を向上する効果を有するものもある。しかしながら、4環、5環と環数が増加するにつれて燃料油への溶解性が低下するため、低温で析出し易い等の問題が生じ、実用性に劣る。このため、上述の該多環芳香族化合物以外の多環芳香族化合物の含有量が合計で5容量%以下、特には3容量%以下であることが好ましい。   Some aromatic compounds have the effect of improving the oxidative stability of the fuel composition in addition to the polycyclic aromatic compound according to the present invention described above. However, since the solubility in fuel oil decreases as the number of rings increases, such as four rings and five rings, problems such as easy precipitation at low temperatures occur, resulting in poor practicality. For this reason, it is preferable that content of polycyclic aromatic compounds other than the said polycyclic aromatic compound is 5 volume% or less in total, and especially 3 volume% or less.

燃料組成物中の芳香族化合物、特に多環芳香族の増加は着火性や揮発性の悪化につながるため、ディーゼル燃料への適用には適さない。
そこで、本発明に係る多環芳香族化合物以外の芳香族化合物を可能な限り燃料組成物から排除し、燃料組成物中に含まれる芳香族化合物のほとんどを本発明に係る多環芳香族化合物で占めることによって、燃料組成物中には所望の酸化安定性向上効果を発揮するための必要最小限の芳香族化合物しか含まない状態となる。その結果、芳香族化合物全体の含有量も抑えられることとなり、燃料組成物の着火性や揮発性の悪化も最小限に抑えられる。
An increase in aromatic compounds, particularly polycyclic aromatics, in the fuel composition leads to deterioration in ignitability and volatility, and is not suitable for application to diesel fuel.
Therefore, aromatic compounds other than the polycyclic aromatic compound according to the present invention are excluded from the fuel composition as much as possible, and most of the aromatic compounds contained in the fuel composition are the polycyclic aromatic compound according to the present invention. By occupying the fuel composition, the fuel composition is in a state of containing only a minimum amount of an aromatic compound necessary for exhibiting a desired oxidation stability improving effect. As a result, the content of the entire aromatic compound can be suppressed, and deterioration of the ignitability and volatility of the fuel composition can be minimized.

従って、本発明に係る燃料組成物は一実施形態において、本発明に係る多環芳香族化合物以外の多環芳香族化合物の含有量が合計で1容量%以下であり、好ましくは0.1容量%以下であり、さらに好ましくは0.01容量%以下、もっとも好ましくは0.001容量%以下である。本発明においては多環芳香族化合物とは石油学会の定める高速液体クロマトグラフ法(JPI-5S-49-97)に従って分析される多環芳香族化合物をいう。
これにより検出される多環芳香族化合物としては、例えば、ペンタレン、テトラリン、ナフタレン、インデン、フルオレン、アントラセン、フェナントン、及びピレン並びにこれらの誘導体が挙げられる。
Therefore, in one embodiment of the fuel composition according to the present invention, the total content of polycyclic aromatic compounds other than the polycyclic aromatic compound according to the present invention is 1% by volume or less, preferably 0.1 volume. % Or less, more preferably 0.01% by volume or less, and most preferably 0.001% by volume or less. In the present invention, the polycyclic aromatic compound refers to a polycyclic aromatic compound analyzed according to a high performance liquid chromatography method (JPI-5S-49-97) defined by the Petroleum Institute of Japan.
Examples of the polycyclic aromatic compound thus detected include pentalene, tetralin, naphthalene, indene, fluorene, anthracene, phenanthone, pyrene, and derivatives thereof.

また、本発明に係る燃料組成物は別の一実施形態において、単環芳香族化合物の含有量が合計で15容量%以下であり、好ましくは10容量%以下であり、より好ましくは1容量%以下であり、更により好ましくは0.1容量%以下であり、もっとも好ましくは0.01容量%以下である。本発明においては単環芳香族化合物とは石油学会の定める高速液体クロマトグラフ法(JPI-5S-49-97)に従って分析される単環芳香族化合物をいう。
これにより検出される単環芳香族化合物としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン及びクメンが挙げられる。
In another embodiment of the fuel composition according to the present invention, the total content of monocyclic aromatic compounds is 15% by volume or less, preferably 10% by volume or less, more preferably 1% by volume. Or less, still more preferably 0.1% by volume or less, and most preferably 0.01% by volume or less. In the present invention, the monocyclic aromatic compound refers to a monocyclic aromatic compound analyzed according to a high performance liquid chromatography method (JPI-5S-49-97) defined by the Petroleum Institute of Japan.
As a monocyclic aromatic compound detected by this, benzene, toluene, xylene, and cumene are mentioned, for example.

本発明に用いるフィッシャートロプシュ合成により製造された燃料油基材は、天然ガス、石炭、バイオマスといったエネルギー資源からFT(フィッシャートロプシュ)合成により製造される炭化水素化合物、またこれに更に水素化分解などの分解や骨格異性化などの工程を経て製造される燃料油基材である。本発明の燃料組成物には、このような燃料油基材以外の燃料油基材、例えば、原油を精製して得られる石油系燃料油基材や、大豆油などの植物油を原料として得られるバイオ系燃料油基材を配合しても良い。   The fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis used in the present invention is composed of hydrocarbon compounds produced by FT (Fischer-Tropsch) synthesis from energy resources such as natural gas, coal, and biomass, and further hydrocracking, etc. It is a fuel oil base produced through processes such as decomposition and skeletal isomerization. The fuel composition of the present invention can be obtained using a fuel oil base other than such a fuel oil base, for example, a petroleum fuel base obtained by refining crude oil, or a vegetable oil such as soybean oil as a raw material. A bio-based fuel oil base material may be blended.

本発明の燃料組成物においては、硫黄分はディーゼルエンジンの燃費及び排ガス浄化の観点から10質量ppm以下であることが好ましい。硫黄分は5質量ppm以下であることがより好ましく、1質量ppm以下であることが特に好ましい。硫黄分の除去は水素化脱硫、アルカリ洗浄、溶剤脱硫、ガス化脱硫等の公知の脱硫方法を使用して構わない。また、フィッシャートロプシュ合成により製造された燃料油基材には、硫黄分は本来的にほとんど含まれない。   In the fuel composition of the present invention, the sulfur content is preferably 10 ppm by mass or less from the viewpoint of diesel engine fuel efficiency and exhaust gas purification. The sulfur content is more preferably 5 ppm by mass or less, and particularly preferably 1 ppm by mass or less. The removal of the sulfur content may use a known desulfurization method such as hydrodesulfurization, alkali cleaning, solvent desulfurization, gasification desulfurization and the like. In addition, the fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis essentially does not contain sulfur.

本発明の燃料組成物は、飽和炭化水素の含有量が80容量%以上であること、また、鎖状パラフィン(鎖状飽和炭化水素)の含有量が15容量%以上であることが好ましい。鎖状パラフィンは、燃料の燃焼性指標の一つであるセタン価を維持するために必要な成分であり、好ましくは20容量%以上、より好ましくは25容量%以上、さらにより好ましくは50容量%以上、最も好ましくは90容量%以上含有することが望ましい。15容量%未満では、燃焼させる際の良好な着火性を維持することが困難となる可能性がある。   The fuel composition of the present invention preferably has a saturated hydrocarbon content of 80% by volume or more, and a chain paraffin (chain saturated hydrocarbon) content of 15% by volume or more. The chain paraffin is a component necessary for maintaining the cetane number, which is one of the fuel combustibility indicators, and is preferably 20% by volume or more, more preferably 25% by volume or more, and even more preferably 50% by volume. As mentioned above, it is desirable to contain 90% by volume or more most preferably. If it is less than 15% by volume, it may be difficult to maintain good ignitability during combustion.

本発明の燃料組成物は、通常の軽油、灯油に相当することが好ましい。具体的な好ましい範囲は、90%留出温度が250℃〜350℃、特には260℃〜340℃であり、10%留出温度が180℃〜270℃、特には200℃〜260℃であり、また、セタン指数は40〜90、特には50〜80である。   The fuel composition of the present invention preferably corresponds to ordinary light oil and kerosene. Specific preferred ranges are 90% distillation temperature of 250 ° C. to 350 ° C., particularly 260 ° C. to 340 ° C., 10% distillation temperature of 180 ° C. to 270 ° C., particularly 200 ° C. to 260 ° C. The cetane index is 40 to 90, particularly 50 to 80.

また、本発明の燃料組成物は一実施形態において、充分に酸化した後の全酸価と酸化前の全酸価の差が0.5mgKOH/g以下である。酸化前後の全酸価の差は、車両部品の腐食性低減から好ましくは0.4mgKOH/g以下、更に好ましくは0.3mgKOH/g以下、更により好ましくは0.2mgKOH/g以下、最も好ましくは0.1mgKOH/g以下である。また、燃料組成物の全酸価は、酸化処理する前の全酸価が0.05mgKOH/g以下、より好ましくは0.03mgKOH/g以下、更に好ましくは0.01mgKOH/g以下であり、充分に酸化した後の全酸価が0.5mgKOH/g以下、好ましくは0.4mgKOH/g以下、更に好ましくは0.3mgKOH/g以下、更により好ましくは0.2mgKOH/g以下、特には0.1mgKOH/g以下であることが望ましい。   In one embodiment of the fuel composition of the present invention, the difference between the total acid value after sufficient oxidation and the total acid value before oxidation is 0.5 mgKOH / g or less. The difference between the total acid values before and after oxidation is preferably 0.4 mgKOH / g or less, more preferably 0.3 mgKOH / g or less, still more preferably 0.2 mgKOH / g or less, most preferably from the viewpoint of reducing the corrosiveness of vehicle parts. It is 0.1 mgKOH / g or less. The total acid value of the fuel composition is 0.05 mgKOH / g or less, more preferably 0.03 mgKOH / g or less, and still more preferably 0.01 mgKOH / g or less. The total acid value after oxidation to 0.5 mgKOH / g or less, preferably 0.4 mgKOH / g or less, more preferably 0.3 mgKOH / g or less, still more preferably 0.2 mgKOH / g or less, particularly preferably 0. 1 mgKOH / g or less is desirable.

ここでいう「充分に酸化した」とは、ISO12205の酸化安定性試験において、試験温度を95℃から115℃に変更し、試料300mL中に、酸素を供給量3L/h、供給圧98kPaにて、16時間供給する酸化試験を実施したことを指す。酸化試験終了後は、高温での保持時間による酸化が進行することを防止するために氷にて急冷する。   The term “sufficiently oxidized” as used herein means that the test temperature is changed from 95 ° C. to 115 ° C. in an oxidation stability test of ISO12205, and oxygen is supplied into a 300 mL sample at a supply amount of 3 L / h and a supply pressure of 98 kPa. , Indicates that an oxidation test was performed for 16 hours. After the oxidation test is completed, the sample is quenched with ice in order to prevent the oxidation due to the holding time at a high temperature from proceeding.

また、本発明中の燃料用添加剤又は燃料組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、通常の液体炭化水素のほかに炭素数5以上の脂肪酸エステル、高級アルコールを含有することもできる。また、所望により流動性向上剤、潤滑性向上剤、流動点降下剤、セタン価向上剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、清浄剤、腐食防止剤、氷結防止剤、微生物殺菌剤、助燃剤、耐電防止剤、着色剤等の他の燃料用添加剤を含有しても良い。その種類、添加量に関して特に制限は無いが、効果及び経済性のバランスなどの面から通常1〜3000質量ppmの範囲であることが好ましい。   In addition, the fuel additive or fuel composition in the present invention contains a fatty acid ester having 5 or more carbon atoms and a higher alcohol in addition to the usual liquid hydrocarbon, as long as the object of the present invention is not impaired. You can also. In addition, fluidity improvers, lubricity improvers, pour point depressants, cetane number improvers, antioxidants, metal deactivators, detergents, corrosion inhibitors, antifreeze agents, microbial disinfectants, assistants, if desired. You may contain other fuel additives, such as a flame retardant, an antistatic agent, and a coloring agent. Although there is no restriction | limiting in particular regarding the kind and addition amount, Usually, it is preferable that it is the range of 1-3000 mass ppm from surfaces, such as a balance of an effect and economical efficiency.

なお、本発明に用いる物性測定方法及び評価方法は、次に示した方法で測定されるものである。
1)密度:JIS K2249「原油及び石油製品密度試験方法」に規定された方法により、15℃で測定した。
2)蒸留性状:JIS K2254「蒸留試験方法」に規定された方法。
3)動粘度:JIS K2283「動粘度試験方法」に規定された方法により、30℃で測定した。
4)硫黄分:JIS K2541-6「硫黄分試験方法(紫外蛍光法)」に規定された方法。
5)窒素分:JIS K2609「窒素分試験方法(化学発光法)」に規定された方法。
6)セタン指数:JIS K2280「セタン指数算出方法」に規定された方法により算出した。
7)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。
8)全酸価:JIS K2501「石油製品及び潤滑油−中和価試験方法」に規定された方法。
9)酸化試験:ISO12205の酸化安定性試験において、試料温度を95℃から115℃に変更し、試料350mL中に、酸素を供給量3L/h、供給圧98kPaにて、16時間供給した後、試料を氷で冷却して室温に戻す方法。
The physical property measurement method and evaluation method used in the present invention are measured by the following methods.
1) Density: Measured at 15 ° C. by the method defined in JIS K2249 “Crude oil and petroleum product density test method”.
2) Distillation property: A method defined in JIS K2254 “Distillation Test Method”.
3) Kinematic viscosity: Measured at 30 ° C. by the method defined in JIS K2283 “Kinematic viscosity test method”.
4) Sulfur content: A method defined in JIS K2541-6 “Sulfur content test method (ultraviolet fluorescence method)”.
5) Nitrogen content: A method defined in JIS K2609 “Nitrogen content test method (chemiluminescence method)”.
6) Cetane index: Calculated by the method defined in JIS K2280 “Method for calculating cetane index”.
7) Aromatic content: The method specified in JPI-5S-49-97 "Petroleum products-Hydrocarbon type test method-High performance liquid chromatograph method".
8) Total acid value: A method defined in JIS K2501 “Petroleum products and lubricants—neutralization number test method”.
9) Oxidation test: In the oxidation stability test of ISO12205, the sample temperature was changed from 95 ° C. to 115 ° C., and oxygen was supplied to 350 mL of the sample at a supply amount of 3 L / h and a supply pressure of 98 kPa for 16 hours. A method in which the sample is cooled to ice and returned to room temperature.

以下に本発明の内容を実施例及び比較例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。   The content of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples below, but the present invention is not limited thereto.

(ベース燃料)
ベース燃料として、表1に記載の性状を有する市販軽油1(MOSSGAS製GTL軽油)を使用した。
(Base fuel)
As the base fuel, commercially available light oil 1 (GTL light oil manufactured by MOSSGAS) having the properties shown in Table 1 was used.

Figure 0005227626
Figure 0005227626

例1
上記ベース燃料に、酸化防止剤としてアントラセン又はジメチルナフタレンを0〜0.4質量%添加し、表2に記載の10種類の燃料組成物を調製した。これらの燃料組成物について前記酸化試験方法にて酸化試験を実施し、試験前後での全酸価を測定した。表2の結果から、上記酸化防止剤を添加することによって燃料の酸化が有意に抑制されたことが分かる。また、アントラセンとジメチルナフタレンはその効果が拮抗していることも分かる。例えば、アントラセンを0.10質量%添加しただけで、全酸価の上昇を約90%抑制することが可能であった。
Example 1
Ten types of fuel compositions described in Table 2 were prepared by adding 0 to 0.4 mass% of anthracene or dimethylnaphthalene as an antioxidant to the base fuel. These fuel compositions were subjected to an oxidation test by the oxidation test method, and the total acid value before and after the test was measured. From the results in Table 2, it can be seen that the oxidation of the fuel was significantly suppressed by adding the antioxidant. It can also be seen that anthracene and dimethylnaphthalene have antagonistic effects. For example, the addition of 0.10% by mass of anthracene can suppress the increase in total acid value by about 90%.

Figure 0005227626
Figure 0005227626

例2
芳香族化合物の分子構造によって燃料の酸化安定性に与える効果が有意に異なることを示すための実験を行った。上記ベース燃料に表3に記載の各化合物を0.1質量%添加し、酸化試験後の全酸価を測定した。表3の結果から、3環芳香族化合物であるアントラセン類は燃料の酸化安定性効果が2環芳香族化合物であるナフタレン類よりも高い傾向にあることが分かる。また、アントラセン類においては、側鎖の違いによって酸化防止効果に大きな差は見られないが、ナフタレン類においては酸化防止効果にかなり差が見られる。
2-メチルナフタレンや1-エチルナフタレンは酸化防止効果がほとんど見られない一方で、ジメチルナフタレンの酸化防止効果は顕著である。
Example 2
An experiment was conducted to show that the effect on the oxidative stability of the fuel differs significantly depending on the molecular structure of the aromatic compound. 0.1% by mass of each compound shown in Table 3 was added to the base fuel, and the total acid value after the oxidation test was measured. From the results in Table 3, it can be seen that anthracenes, which are tricyclic aromatic compounds, tend to have a higher oxidative stability effect of fuel than naphthalenes, which are bicyclic aromatic compounds. In anthracenes, there is no significant difference in the antioxidant effect due to the difference in side chains, but in the naphthalenes, a considerable difference is observed in the antioxidant effect.
While 2-methylnaphthalene and 1-ethylnaphthalene have almost no antioxidant effect, dimethylnaphthalene has a remarkable antioxidant effect.

Figure 0005227626
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Claims (5)

アントラセン類及びジメチルナフタレンよりなる群から選択される1種以上の多環芳香族化合物を合計で0.05質量%〜2質量%、単環芳香族化合物を合計で15容量%以下、及び、フィッシャートロプシュ合成により製造された燃料油基材を含む、10%留出温度が180℃〜270℃、90%留出温度が250℃〜350℃である燃料組成物。 Anthracenes and di methylation naphthalene 0.05% to 2% by weight of one or more polycyclic aromatic compounds selected in total from the group consisting of, 15% by volume single-ring aromatic compounds in total, and A fuel composition having a 10% distillation temperature of 180 ° C. to 270 ° C. and a 90% distillation temperature of 250 ° C. to 350 ° C., comprising a fuel oil base produced by Fischer-Tropsch synthesis. 請求項1に記載の多環芳香族化合物以外の多環芳香族化合物の含有量が合計で5容量%以下である請求項1に記載の燃料組成物。 The fuel composition according to claim 1, wherein the total content of polycyclic aromatic compounds other than the polycyclic aromatic compound according to claim 1 is 5% by volume or less. ISO12205の酸化安定性試験において、試料温度を115℃とし、試料300mL中に、酸素を供給量3L/h、供給圧98kPaにて、16時間供給して試料を酸化した後の全酸価と酸化前の全酸価の差が0.5mgKOH/g以下である請求項1又は2に記載の燃料組成物。 In the oxidation stability test of ISO12205, the sample temperature was set to 115 ° C., and the total acid number and oxidation after oxidation of the sample by supplying oxygen into 300 mL of the sample at a supply amount of 3 L / h and a supply pressure of 98 kPa for 16 hours. The fuel composition according to claim 1 or 2 , wherein the difference in the previous total acid number is 0.5 mgKOH / g or less. 硫黄分が10質量ppm以下である請求項1〜の何れか一項に記載の燃料組成物。 The fuel composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein the sulfur content is 10 ppm by mass or less. フィッシャートロプシュ合成により製造された燃料油基材に、アントラセン類及びジメチルナフタレンよりなる群から選択される1種以上の多環芳香族化合物を合計で0.05質量%〜2質量%配合することを含む燃料組成物の製造方法。 The Fischer-Tropsch fuel oil base material produced by synthesis, anthracenes, and 0.05 wt% to 2 wt% of one or more polycyclic aromatic compounds in total selected from the group consisting of di-methylation naphthalene blend The manufacturing method of the fuel composition containing this.
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