JP5748408B2 - Biodiesel fuel - Google Patents

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バイオディーゼル燃料   Biodiesel fuel

バイオディーゼルは、植物油又は動物脂肪から誘導された代替ディーゼル燃料である。アルコール(通常はメタノールであるが、いくつかの場合には、より長鎖のアルコール類)による油又は脂肪のエステル交換が、バイオディーゼルとして知られる脂肪酸メチルエステル類(fatty acid methyl ester, FAME)をもたらす。   Biodiesel is an alternative diesel fuel derived from vegetable oil or animal fat. Transesterification of oils or fats with alcohols (usually methanol, but in some cases, longer chain alcohols) converts fatty acid methyl esters (FAMEs) known as biodiesel. Bring.

バイオディーゼルはそれ自身で使用することができるが、それはまた、従来のディーゼル燃料基剤(ディーゼル燃料ベース)と混合されてバイオディーゼルブレンド物が形成される。しかし、ディーゼル燃料ベースに比較的高い割合でバイオディーゼルを添加することは、劣った低温流動性をもつブレンド物をもたらす。寒冷な気候では、そのような燃料は、粒子、主にワックス結晶によるディーゼル噴射ノズルの閉塞をもたらすおそれがある。このことが、バイオディーゼルブレンド物に添加できる脂肪酸メチルエステル類(FAME)の量と種類に制限を加えている。このことは、大部分が飽和している脂肪酸メチルエステル類について特にあてはまる。低温フィルター閉塞点(目詰まり点、CFPP)添加剤が、CFPP改善のために用いられるが、そのような添加剤はFAME類の存在下及びそのブレンド物ではうまく機能しない。   Biodiesel can be used by itself, but it is also mixed with a conventional diesel fuel base (diesel fuel base) to form a biodiesel blend. However, adding a relatively high proportion of biodiesel to a diesel fuel base results in a blend with poor cold flow properties. In cold climates, such fuels can lead to blockage of diesel injection nozzles with particles, primarily wax crystals. This places a limit on the amount and type of fatty acid methyl esters (FAME) that can be added to the biodiesel blend. This is especially true for fatty acid methyl esters which are mostly saturated. Cold filter plugging point (clogging point, CFPP) additives are used to improve CFPP, but such additives do not work well in the presence of FAMEs and blends thereof.

本発明の目的は上記の問題に対処することである。   The object of the present invention is to address the above problems.

[本発明のまとめ]
本発明によれば、
脂肪酸メチル又はエチルエステル類を典型的には含むバイオディーゼル、
及び
そのバイオディーゼルの生来の成分ではない、添加されたアルコール成分、
を含む代替ディーゼル燃料が提供される。
[Summary of the present invention]
According to the present invention,
Biodiesel typically containing fatty acid methyl or ethyl esters,
And an added alcohol component that is not a natural component of the biodiesel,
An alternative diesel fuel is provided.

このバイオディーゼルは、脂肪酸メチルエステル類、特に、−5℃よりも高い劣った低温流動性をもつ脂肪酸メチルエステル類、例えば、ソヤメチルエステル(大豆油メチルエステル)(−2℃)及び/又はパーム油メチルエステル(10℃)及び/又はヤトロファ(ナンヨウアブラギリ、Jatropa)油メチルエステルを含む。   The biodiesel is composed of fatty acid methyl esters, in particular fatty acid methyl esters having poor low temperature fluidity above -5 ° C, such as soya methyl ester (soybean oil methyl ester) (-2 ° C) and / or palm. Oil methyl ester (10 ° C.) and / or Jatropha oil methyl ester.

上記アルコール成分は、3つ以上の炭素原子を有する、より高級なアルコール類、典型的には3〜15、好ましくは3〜9、最も好ましくは3〜6の炭素原子を有するアルコール類を含むことが好ましい。   The alcohol component includes higher alcohols having 3 or more carbon atoms, typically alcohols having 3 to 15, preferably 3 to 9, and most preferably 3 to 6 carbon atoms. Is preferred.

上記代替ディーゼル燃料は、0.2%〜5%v/vのアルコール成分、最も好ましくは0.5%〜3%v/vのアルコール成分を含むことが好ましい。   The alternative diesel fuel preferably contains 0.2% to 5% v / v alcohol component, most preferably 0.5% to 3% v / v alcohol component.

上記代替ディーゼル燃料は、以下の:
フィッシャー−トロプシュ(FT)反応に由来し、且つ粗製物由来ディーゼル燃料(crude-derived diesel fuel)を含むか又は含有してもよいディーゼル燃料;
脂肪酸メチル又はエチルエステル類を典型的には含むバイオディーゼル;及び
1種のアルコール又は複数のアルコール類、
を含むディーゼル燃料ブレンド物であることができる。
The above alternative diesel fuels are:
A diesel fuel derived from a Fischer-Tropsch (FT) reaction and including or may contain a crude-derived diesel fuel;
Biodiesel typically comprising fatty acid methyl or ethyl esters; and one alcohol or alcohols;
Can be a diesel fuel blend.

典型的には、このディーゼル燃料ブレンド物は、60%〜90%、好ましくは約70%v/vのディーゼル燃料と、10%〜40%、好ましくは約30%v/vのバイオディーゼルとを含む。   Typically, this diesel fuel blend comprises 60% to 90%, preferably about 70% v / v diesel fuel, and 10% to 40%, preferably about 30% v / v biodiesel. Including.

ディーゼル燃料ブレンド物は、GTL由来ディーゼル燃料、例えば、オレフィンの蒸留留分への転化(Conversion of Olefins to Distillate, COD)によるFTディーゼルであってよい。   The diesel fuel blend may be a GTL derived diesel fuel, for example, FT diesel by conversion of olefins to distillate (COD).

本発明は、代替ディーゼル燃料の目詰まり点を改善する方法に関し、この方法ではバイオディーゼル燃料(典型的には脂肪酸メチル又はエチルエステル類を含む)にアルコール成分が添加される。   The present invention relates to a method for improving the plugging point of alternative diesel fuel, in which an alcohol component is added to biodiesel fuel (typically containing fatty acid methyl or ethyl esters).

上記バイオディーゼルは、脂肪メチルエステル類、特に、−5℃よりも高い劣った低温流動特性をもつ脂肪メチルエステル類、例えば、ソヤメチルエステル(大豆油メチルエステル)(−2℃)及び/又はパーム油メチルエステル(10℃)及び/又はヤトロファ(ナンヨウアブラギリ、Jatropa)油メチルエステルを含む。   The biodiesel is composed of fatty methyl esters, in particular fatty methyl esters having poor cold flow properties higher than −5 ° C., such as soya methyl ester (soybean oil methyl ester) (−2 ° C.) and / or palm. Oil methyl ester (10 ° C.) and / or Jatropha oil methyl ester.

上記アルコール成分は、3つ以上の炭素原子を有する高級アルコール(1種又は複数)であるアルコール(1種又は複数)、典型的には3〜15、好ましくは3〜9、最も好ましくは3〜6の炭素原子を有するアルコール類を含むことが好ましい。アルコール成分は、少なくとも20%v/v、好ましくは少なくとも50%v/vが分枝状のアルコール類であることができる。   The alcohol component is an alcohol (s) that is a higher alcohol (s) having 3 or more carbon atoms, typically 3-15, preferably 3-9, most preferably 3-9. It is preferable to include alcohols having 6 carbon atoms. The alcohol component can be at least 20% v / v, preferably at least 50% v / v branched alcohols.

好ましくは、アルコール成分は、上記代替ディーゼル燃料の0.2%〜5%v/v、最も好ましくは0.5%〜3%v/v含まれる。   Preferably, the alcohol component comprises 0.2% to 5% v / v, most preferably 0.5% to 3% v / v of the alternative diesel fuel.

代替ディーゼル燃料は、典型的には、ディーゼル燃料ブレンド物であって、さらにフィッシャー−トロプシュ(FT)反応に由来するディーゼル燃料を含み、且つ粗製物由来ディーゼル燃料を含むか又は含有していてもよい。   The alternative diesel fuel is typically a diesel fuel blend, further comprising a diesel fuel derived from a Fischer-Tropsch (FT) reaction, and may or may contain a crude-derived diesel fuel. .

典型的には、60%〜80%、好ましくは約70%v/vのディーゼル燃料が、20%〜40%、好ましくは約30%v/vのバイオディーゼルとブレンドされる。   Typically, 60% -80%, preferably about 70% v / v diesel fuel is blended with 20-40%, preferably about 30% v / v biodiesel.

ディーゼル燃料は、フィッシャー−トロプシュ(FT)反応に、最も好ましくはGTL FT反応に由来することが好ましい。   The diesel fuel is preferably derived from a Fischer-Tropsch (FT) reaction, most preferably from a GTL FT reaction.

図1は、ディーゼル燃料ブレンド物における目詰まり点(Cold Filter Plugging Point, CFPP)(℃)への高級アルコール類の影響を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the effect of higher alcohols on the Clog Filter Plugging Point (CFPP) (° C.) in a diesel fuel blend. 図2は、ディーゼル燃料ブレンド物の引火点(Flash Point)への高級アルコール類の影響を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the effect of higher alcohols on the flash point of a diesel fuel blend. 図3は、ディーゼル燃料ブレンド物のセタン価(Cetane No)への高級アルコール類の影響を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the effect of higher alcohols on the cetane number of diesel fuel blends. 図4は、ディーゼル燃料ブレンド物のNO車両排出への高級アルコール類の影響を示すグラフである。Figure 4 is a graph showing the effect of higher alcohols to NO x vehicle emissions diesel fuel blends. 図5は、ディーゼル燃料ブレンド物のCO車両排出への高級アルコール類の影響を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the effect of higher alcohols on the CO vehicle emissions of a diesel fuel blend. 図6は、ディーゼル燃料ブレンド物のCO車両排出への高級アルコール類の影響を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the effect of higher alcohols on the CO 2 vehicle emissions of diesel fuel blends. 図7は、ディーゼル燃料ブレンド物のHC+NO排出の両方への高級アルコール類の影響を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the effect of higher alcohols on both HC + NO x emissions of diesel fuel blends. 図8は、ディーゼル燃料ブレンド物のPM車両排出への高級アルコール類の影響を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the effect of higher alcohols on PM vehicle emissions of a diesel fuel blend.

[本発明の詳細な説明]
本発明は代替燃料の製造に関する。代替燃料は、実質的に非粗製物(non-crude)系の燃料、例えば、バイオディーゼル、フィッシャー−トロプシュ合成由来の燃料、CODディーゼル、及びそれらのディーゼル燃料ブレンド物である。
[Detailed Description of the Invention]
The present invention relates to the production of alternative fuels. Alternative fuels are substantially non-crude fuels such as biodiesel, Fischer-Tropsch derived fuel, COD diesel, and their diesel fuel blends.

フィッシャー−トロプシュ(FT)合成には、高級炭化水素生成物への一酸化炭素と水素(合成ガス)の転化が含まれる。   Fischer-Tropsch (FT) synthesis involves the conversion of carbon monoxide and hydrogen (synthesis gas) to higher hydrocarbon products.

低温フィッシャー−トロプシュ(LTFT)合成の場合は、ワックスは最後から2番目の生成物である。ワックスは水素化分解によって高品質輸送燃料、主にディーゼル燃料として用いるための短い鎖へと転化される。高温フィッシャー−トロプシュ(HTFT)合成については、蒸留物及びナフサが製造される。これらはディーゼル燃料及びガソリンへと改質される。両方のFT工程時に、様々な鎖長のアルコール類が生成する。   For low temperature Fischer-Tropsch (LTFT) synthesis, wax is the penultimate product. Waxes are converted by hydrocracking into short chains for use as high quality transportation fuels, primarily diesel fuel. For high temperature Fischer-Tropsch (HTFT) synthesis, distillates and naphtha are produced. These are reformed to diesel fuel and gasoline. During both FT steps, alcohols of various chain lengths are produced.

FT触媒は、典型的には、様々な耐火性担体、例えば、アルミナ、シリカ、チタニアなどの上に担持される。第VIII族の耐火物担持金属が、FT反応を触媒するために用いられる。これらには、コバルト、鉄、及びルテニウムなど、又はそれらの2種以上の混合物が含まれる。促進剤が触媒に添加されてもよく、それには、ルテニウム、パラジウム、白金、レニウム、ランタン、及びジルコニウムが含まれる。   The FT catalyst is typically supported on a variety of refractory supports such as alumina, silica, titania and the like. Group VIII refractory-supported metals are used to catalyze the FT reaction. These include cobalt, iron, ruthenium, etc., or mixtures of two or more thereof. Promoters may be added to the catalyst, including ruthenium, palladium, platinum, rhenium, lanthanum, and zirconium.

合成ガス(Syngas)は、ガス化によって石炭から、リフォーミング又は接触部分酸化によって天然ガスから得ることができる。ガスから液体への(Gas to Liquid, GTL)技術は、天然ガスから生成した合成ガスからのFT反応における液状生成物の形成である。全体としては、そのようなGTL法は、3種の主要要素から構成されると考えることができ、それはすなわち、合成ガスへの天然ガスのリフォーミング、フィッシャー−トロプシュ生成物への合成ガスのさらなる転化、並びに、とりわけ主にFT由来のディーゼル、ガソリン、オレフィン類、及びアルコール類を作るための炭化水素の後処理、である。   Syngas can be obtained from coal by gasification and from natural gas by reforming or catalytic partial oxidation. Gas to Liquid (GTL) technology is the formation of a liquid product in an FT reaction from synthesis gas produced from natural gas. Overall, such a GTL process can be considered to be composed of three main elements, namely, the reforming of natural gas into syngas, the further synthesis gas into Fischer-Tropsch products Conversion, and hydrocarbon post-treatment to produce diesel, gasoline, olefins, and alcohols, mainly derived from FT, among others.

好ましいディーゼル燃料は、国際公開WO06069407号パンフレットに記載されたCOD法に由来する、合成によって誘導されたディーゼル燃料であり、これによれば、軽質オレフィン類(C3〜C10)がゼオライト型触媒上でオリゴマー化される。このCOD生成物から分画された蒸留物は150〜360℃の沸騰範囲であることができ、180〜360℃の沸騰範囲が好ましい。そのような蒸留物は、水素処理され、好ましいディーゼル沸騰範囲に分画される。この炭化水素組成物は、以下の成分から構成されうる:n-パラフィン(<10%)、イソパラフィン(50〜80%)、環状パラフィン(5〜30%)、及びモノ芳香族(3〜15%)。モノ芳香族(1つの環)は、水素化によって環状パラフィンに転化され、ほとんどゼロの芳香族含有量をもたらしうる。CODフィードに応じて、いくらかの酸素化物が存在しうる(<10%)(酸素化物(oxygenate)を含むフィードはこれに影響を及ぼす可能性があるが、水素化はこれらを転化しうる)。このディーゼル燃料は硫黄を含まず、優れた低温流動性(IP309によって試験して、−35℃未満、さらには−45℃未満のCFPP(目詰まり点))を有する。   A preferred diesel fuel is a synthetically derived diesel fuel derived from the COD method described in WO06069407, according to which light olefins (C3 to C10) are oligomerized on a zeolite-type catalyst. It becomes. The distillate fractionated from this COD product can be in the boiling range of 150-360 ° C, with a boiling range of 180-360 ° C being preferred. Such distillate is hydrotreated and fractionated to the preferred diesel boiling range. The hydrocarbon composition may be composed of the following components: n-paraffin (<10%), isoparaffin (50-80%), cyclic paraffin (5-30%), and monoaromatic (3-15% ). Monoaromatics (single ring) can be converted to cyclic paraffins by hydrogenation, resulting in almost zero aromatic content. Depending on the COD feed, some oxygenates may be present (<10%) (feeds containing oxygenates can affect this, but hydrogenation can convert them). This diesel fuel is sulfur free and has excellent low temperature fluidity (CFPP (clogging point) of less than -35 ° C and even less than -45 ° C, as tested by IP309).

本発明者らは、ディーゼルブレンド物中のバイオディーゼルブレンド成分としてパーム油メチルエステルを用いることが有利であり、なぜならそれは容易に入手でき且つその他の植物油よりも1エーカー(4047m)当たり、より多い収量を生み出すからであるという事実を突き止めた。しかし、バイオディーゼル燃料には、−5℃よりも高いCFPPを有する「重い」脂肪酸メチルエステル類(FAME)をバイオディーゼル成分として用いた場合は、低温流動性に関連する問題(流動点、曇り点、及び目詰まり点(Cold Filter Plugging Point、CFPP))がある。バイオ燃料ブレンド成分としてのパーム油メチルエステル(PME)に内在する問題は、それが劣る低温流動性(10℃のCFPP(目詰まり点))を持つことであり、このことは、そのままで燃料として用いた場合は、10℃より低い天候では手軽に使用することができず、したがって厳しく制限された市場の可能性しかないことを意味する。まだましではあるが、ソヤ(大豆)メチルエステルは−2℃のCFPPをもち、これも寒冷な気候では問題がある(ヨーロッパの冬には典型的には−15℃のCFPPが必要であり、一方ヨーロッパの夏には−5℃のCFPPが必要である)。 We advantageously use palm oil methyl ester as a biodiesel blend component in a diesel blend because it is readily available and more per acre (4047 m 2 ) than other vegetable oils. I found out the fact that it produces yield. However, for biodiesel fuel, when “heavy” fatty acid methyl esters (FAME) having CFPP higher than −5 ° C. are used as biodiesel components, problems related to low temperature fluidity (pour point, cloud point) , And clogging points (Cold Filter Plugging Point, CFPP). A problem inherent in palm oil methyl ester (PME) as a biofuel blend component is that it has poor low-temperature fluidity (CFPP (clogging point) at 10 ° C.), which is used as a fuel as it is. When used, it means that it cannot be used easily in weather below 10 ° C. and therefore has only a severely limited market potential. Although still better, soya (soy) methyl ester has a CFPP of -2 ° C, which is also problematic in colder climates (typically -15 ° C CFPP is required in European winters, On the other hand, -5 ° C CFPP is necessary in Europe summer).

本発明にしたがって、本発明者らは、ブレンド物の低温流動性を改善するための成分として高級アルコール類を添加することによって、高いCFPPの問題に対処することができた。「高級アルコール」とは、3つ以上の炭素原子をもつアルコール類を意味する。   In accordance with the present invention, the inventors have been able to address the high CFPP problem by adding higher alcohols as a component to improve the low temperature fluidity of the blend. “Higher alcohol” means an alcohol having 3 or more carbon atoms.

本発明によれば、改良されたディーゼル燃料ブレンド物は、ディーゼル燃料、好ましくはフィッシャー−トロプシュ(FT)反応に由来するディーゼル燃料、脂肪酸メチルエステル類、及びアルコール成分を含む。このアルコール成分は添加されており、バイオディーゼルあるいはディーゼル燃料の生来の成分ではない。   In accordance with the present invention, the improved diesel fuel blend comprises a diesel fuel, preferably a diesel fuel derived from a Fischer-Tropsch (FT) reaction, fatty acid methyl esters, and an alcohol component. This alcohol component is added and is not a natural component of biodiesel or diesel fuel.

ディーゼル燃料(これはGTL由来ディーゼル燃料であってもよい)は、典型的には、ブレンド物の約70%v/vで含まれる。このブレンド物は、粗製物由来のディーゼル燃料(crude-derived diesel fuel)を一部分含んでいてもよい。   Diesel fuel (which may be a GTL derived diesel fuel) is typically included at about 70% v / v of the blend. The blend may include a portion of crude-derived diesel fuel.

脂肪酸メチルエステル類(FAME)は、典型的には、ブレンド物の約30%v/vで含まれ、植物油から誘導されることができ、例えば、パーム油メチルエステル(PME)及び/又は大豆油メチルエステル(SME)などであってよい。   Fatty acid methyl esters (FAME) are typically included at about 30% v / v of the blend and can be derived from vegetable oils such as palm oil methyl ester (PME) and / or soybean oil. It may be methyl ester (SME).

以下の表1は、本発明での使用に適したFAMEを調製するために用いられる植物油のタイプを記載している。   Table 1 below lists the types of vegetable oils used to prepare FAMEs suitable for use in the present invention.

Figure 0005748408
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ブレンド物に添加されるアルコール成分は、典型的には、高級アルコールを含み(「含み」は、アルコール成分の80%v/vより多く、好ましくは90%v/vより多くが高級アルコールから構成されることを意味する)、ブレンド物に低パーセント体積で、例えばブレンド物の0.2%〜5%v/v、典型的には0.5%〜3%v/vでブレンド物に添加される。アルコール成分は、少なくとも20%、好ましくは少なくとも50%が、分岐したアルコール類であることができ、分岐は主に(即ち50%より多くが)メチル分岐である。   The alcohol component added to the blend typically includes a higher alcohol ("include" is greater than 80% v / v, preferably greater than 90% v / v of the alcohol component is composed of a higher alcohol. Added to the blend at a low percent volume, for example 0.2% to 5% v / v of the blend, typically 0.5% to 3% v / v Is done. The alcohol component can be at least 20%, preferably at least 50%, branched alcohols, the branches being predominantly (ie more than 50%) methyl branches.

実施例から明らかなとおり、モスタノール120(Mosstanol(登録商標)120)アルコールの0.5%の添加は、−2℃から−11℃への試験ブレンド物のCFPPの大きな改善をもたらし、この9℃の低下は従来技術で報告されたものよりもはるかに良好である。さらに、これは、その他の必要とされる燃料の仕様を損なうことなく達成される。この高級アルコールは、添加した0.5〜1%のv/v(体積/体積)のアルコール当たり9℃の低下によってブレンド物の低温流動性を改善する。   As is apparent from the examples, the addition of 0.5% of Mostanol 120 120 alcohol resulted in a significant improvement in the CFPP of the test blend from −2 ° C. to −11 ° C., this 9 ° C. The drop in is much better than that reported in the prior art. In addition, this is achieved without compromising other required fuel specifications. This higher alcohol improves the low temperature fluidity of the blend by a 9 ° C. reduction per 0.5-1% v / v (volume / volume) alcohol added.

高級アルコールの添加のその他の利点は、それがディーゼルの泡立ちを低減し、さらにディーゼルのヘーズ(水)も低減することであり、なぜならアルコールはディーゼル中に懸濁した水滴をなくすことができるからである。   Another advantage of adding higher alcohols is that it reduces diesel foaming and also reduces diesel haze (water) because alcohol can eliminate water droplets suspended in the diesel. is there.

図4〜7からは、高級アルコールの添加が以下のことを示すことも明らかである:
ほとんどのディーゼル排出物、例えば、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、及び粒子状物質(PM)などを著しく低減する。バイオ成分(FAME)を燃料に添加した場合に通常は増加する窒素酸化物(NO)排出が逆の効果になる。最終的に一緒にしたNO+HC排出が、0.3g/kg未満のユーロ4自動車排出規格(Euro 4 Vehicle Emission Specification)に適合し、これは最大27%v/vのFAMEを含むブレンド物についてである(9%PME;18%SME;70%GTL、及び3%重質アルコール)。
From FIGS. 4-7 it is also clear that the addition of higher alcohols indicates the following:
Most diesel emissions, such as carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), hydrocarbons (HC), and particulate matter (PM), are significantly reduced. Nitrogen oxide (NO x ) emissions, which normally increase when biocomponents (FAME) are added to the fuel, have the opposite effect. The final combined NO x + HC emissions meet the Euro 4 Vehicle Emission Specification of less than 0.3 g / kg for blends containing up to 27% v / v FAME (9% PME; 18% SME; 70% GTL, and 3% heavy alcohol).

高級アルコール又は高級アルコール類を含む本発明のブレンド物は、この高級アルコール又は高級アルコール類を含まないディーゼル及びFAMEのブレンド物に対して以下の利点を有する:
・改善されたCFPP(より低温での使用)
・改善された曇り点(より低温での使用)
・低減された粒子状物質の排気管からの排出
・わずかに増大したセタン価(より良好な燃焼特性)
・低減したディーゼル泡立ち(より容易なタンク充填)
・水存在下での低減したディーゼルのヘーズ(FAME処理工程から存在しうる水の存在の清澄化)
・高価な低温流動性能添加剤の必要性の低減
The blends of the present invention comprising higher alcohols or higher alcohols have the following advantages over diesel and FAME blends that do not include the higher alcohols or higher alcohols:
-Improved CFPP (for use at lower temperatures)
-Improved cloud point (use at lower temperatures)
-Reduced particulate matter emissions from the exhaust pipe-Slightly increased cetane number (better combustion properties)
-Reduced diesel foaming (easier tank filling)
Reduced diesel haze in the presence of water (clarification of the presence of water that may be present from the FAME process)
Reduce the need for expensive low temperature flow performance additives

上述した本発明はディーゼル燃料ブレンド物に関するものであるが、本発明は代替ディーゼル燃料と、上述したアルコール成分を上述した量で添加することによるバイオディーゼル燃料のCFPPの改善に広く展開される。   Although the present invention described above relates to a diesel fuel blend, the present invention is widely deployed in the improvement of CFPP in biodiesel fuel by adding alternative diesel fuel and the above-described alcohol component in the above-mentioned amounts.

本発明を、以下の非限定的実施例に基づいてより詳細に説明する。   The invention is explained in more detail on the basis of the following non-limiting examples.

一連のバイオディーゼル燃料ブレンド物を、ベース燃料としてフィッシャー−トロプシュ/ガス・トゥー・リキッド(Gas-to-Liquid)由来ディーゼルを用いて調製した。この試験のために、オレフィン転化FTディーゼル(Conversion of Olefins (COD))を用いた。FT−CODディーゼルは、その高いイソパラフィン性によって本質的に良好な低温流動性を有する。FT−CODディーゼルは、FT誘導ワックスをクラッキング及び異性化させることによってディーゼルに性能向上されたその他のFTディーゼルと概ね類似している。   A series of biodiesel fuel blends were prepared using Fischer-Tropsch / Gas-to-Liquid derived diesel as the base fuel. For this test, an olefin conversion FT diesel (Conversion of Olefins (COD)) was used. FT-COD diesel has essentially good cold flow properties due to its high isoparaffinic properties. FT-COD diesel is generally similar to other FT diesels that have been upgraded to diesel by cracking and isomerizing FT derived waxes.

ブレンド物に用いたFAMEは、パーム油メチルエステル(PME)及び大豆油メチルエステル(SME)を含んでいた。   The FAME used in the blend contained palm oil methyl ester (PME) and soybean oil methyl ester (SME).

低体積パーセントの高級アルコール類(炭素数3〜炭素数6)をブレンド物に添加した。   Low volume percent higher alcohols (3 to 6 carbon atoms) were added to the blend.

この目的は、どのようなさらなる変性もなしに、既存の運輸市場で使用されうる代替バイオディーゼル燃料を作り出すことである。さらに、この燃料はPMEの使用を最大化するとともに、優れた運転性能と優れた排気をもたらす。最後になるが、この燃料は粗製物由来ディーゼル(crude derived diesel)とブレンドされうる。   The aim is to create an alternative biodiesel fuel that can be used in the existing transportation market without any further modification. In addition, this fuel maximizes the use of PME and provides excellent operating performance and excellent exhaust. Finally, this fuel can be blended with crude derived diesel.

ブレンド物は以下の表2に示した体積比で調製した。   The blend was prepared in the volume ratio shown in Table 2 below.

Figure 0005748408
Figure 0005748408

下の表3は、Mosstanol P(登録商標)の典型的な組成を提供する。   Table 3 below provides a typical composition of Moststanol P®.

Figure 0005748408
Figure 0005748408

下の表4はMosstanol 120(登録商標)の典型的な組成を示す。   Table 4 below shows a typical composition of Mosstanol 120®.

Figure 0005748408
Figure 0005748408

〔CFPP、引火点、及びセタン価の試験〕
下の表5は、CFPP、引火点、及びセタン価の試験で用いたブレンド物の組成及び燃料特性を記載している。
[CFPP, flash point, and cetane number tests]
Table 5 below lists the composition and fuel properties of the blends used in the CFPP, flash point, and cetane number tests.

Figure 0005748408
Figure 0005748408

燃料ブレンド物A〜Fの組成は、上の表2に示している。   The composition of the fuel blends A-F is shown in Table 2 above.

図1〜3は、本発明のブレンド物B及びD〜Fと比較したベースブレンド物Aの目詰まり点(cold filter plugging point, CFPP)、引火点、及びセタン価をグラフで示している。   Figures 1-3 graphically illustrate the cold filter plugging point (CFPP), flash point, and cetane number of base blend A compared to blends B and D-F of the present invention.

かなりの改善が、高級アルコール類の添加によってCFPPに関して認められた。ベースブレンド物A(PME:SME:GTLディーゼル=9:20:70)のCFPPは、0.5%v/vのMosstanol 120の添加で−2℃から−12℃へ低下した。1%v/vのMosstanol Pの添加は、同じベースブレンド物AのCFPPを−2℃から−11℃に低下させ、さらに、5%v/vの添加はCFPPを−15℃に低下させた。図1を参照されたい。   Significant improvement was observed for CFPP with the addition of higher alcohols. The CFPP of base blend A (PME: SME: GTL diesel = 9: 20: 70) decreased from −2 ° C. to −12 ° C. with the addition of 0.5% v / v Mosstanol 120. The addition of 1% v / v Mosstanol P lowered the CFPP of the same base blend A from -2 ° C to -11 ° C, and the addition of 5% v / v lowered the CFPP to -15 ° C. . Please refer to FIG.

高級アルコール類の添加は、燃料が65℃の規格に適合できないところまで引火点を低下させない。ベースブレンド物への1%v/vのMosstanol P(登録商標)の添加は、89.5℃の引火点をもたらす。図2は、2種の高級アルコールブレンド物の添加について、引火点の影響を示す。   The addition of higher alcohols does not lower the flash point to the point where the fuel cannot meet the 65 ° C standard. Addition of 1% v / v Mosstanol P® to the base blend results in a flash point of 89.5 ° C. FIG. 2 shows the effect of flash point on the addition of two higher alcohol blends.

セタン価は、0.5〜3%v/vのわずかな割合のアルコールの添加によって増加した。高セタン価は、ディーゼル車両性能に関して望ましい。0.5%のMosstanol P(登録商標)(炭素数5のアルコール類)の添加は、セタン価を53.3から54.9に上昇させる一方で、1%のMosstanol P(登録商標)の添加は、53.3から57.4へのセタン価の増加をもたらした。   The cetane number increased with the addition of a small percentage of alcohol between 0.5 and 3% v / v. A high cetane number is desirable for diesel vehicle performance. Addition of 0.5% Mosstanol P® (C5 alcohol) increases the cetane number from 53.3 to 54.9 while adding 1% Mosstanol P® Resulted in an increase in cetane number from 53.3 to 57.4.

ブレンド物Dは全ての現代のディーゼル燃料規格に適合し、以下の追加の利点を有することがわかった。
・ベースとなる場合を上回って報告された改善したCFPP
・低減した、粒子状物質(Particulate Matter)、一酸化炭素、二酸化炭素、粒子状物質の排気口からの排出。Euro4車両排出規格に適合した。
・高級アルコール類を含むブレンド物の窒素酸化物排出は、これらのアルコールが存在しない類似のブレンド物よりも低かった。
・増加したセタン価
・低減したディーゼル泡立ち(容易なタンク充填)
・高価な低温流動性及びその他のディーゼル性能添加剤の添加の必要性の低下。
Blend D has been found to meet all modern diesel fuel standards and has the following additional advantages:
Improved CFPP reported over the base case
・ Reduced particulate matter (Particulate Matter), carbon monoxide, carbon dioxide, particulate matter from the exhaust port. Compliant with Euro4 vehicle emission standards.
• Nitrogen oxide emissions of blends containing higher alcohols were lower than similar blends without these alcohols.
-Increased cetane number-Reduced diesel foaming (easy tank filling)
Reduced need for expensive low temperature fluidity and other diesel performance additives.

〔車両試験結果〕
試験は、南アフリカ・フォルクスワーゲン排気研究室で、Euro3及び4レベルでの制定された排気口からの排出試験法を用いて行った。試験車両は、オートマティックトランスミッションをもつフォルクスワーゲンJetta A5 1.9リットル TDi (77kW)だった。この車両は、Euro4レベルの排出物に準拠して製作された。ステーレンボッシュ自動車工業(Stellenbosch Automotive Engineering)(Pty) Ltd.のスタッフが独自に試験を行なった。
[Vehicle test results]
The tests were conducted at the Volkswagen Exhaust Laboratory, South Africa, using the established exhaust emission test methods at the Euro 3 and 4 levels. The test vehicle was a Volkswagen Jetta A5 1.9 liter TDi (77kW) with an automatic transmission. The vehicle was built according to Euro4 level emissions. The staff of Stellenbosch Automotive Engineering (Pty) Ltd. independently tested.

試験燃料はCEC基準ディーゼルと比較し、この燃料は各バッチの最初と最後に試験した。   The test fuel was compared to CEC standard diesel, which was tested at the beginning and end of each batch.

下の表6は、この車両排出物試験で用いたブレンド物の組成及び燃料特性を示している。   Table 6 below shows the composition and fuel properties of the blends used in this vehicle emissions test.

Figure 0005748408
Figure 0005748408

燃料H−Nの排気試験の結果を図4〜7に示す。図中、排出物の低減を、Euro4タイプの排気試験に対して用いた標準CEC基準ディーゼルに対してのパーセント増/減としてグラフにした。   The results of the exhaust test of the fuel H-N are shown in FIGS. In the figure, the emission reduction is graphed as a percentage increase / decrease relative to the standard CEC standard diesel used for the Euro4 type exhaust test.

各図について、Euro4の制限値とともに、試験したCEC基準ディーゼルの具体的排気についての実際の排出値(g/キロメートル)を示している。
図4:CEC基準燃料に対してNOxは0.253g/kmであった。Euro4の制限値は0.25g/kmである。
図5:CEC基準燃料に対してCOは0.123g/kmであった。Euro4の制限値は0.5g/kmである。
図6:CEC基準燃料に対してCOは167.3g/kmだった。
図7:CEC基準燃料に対してHC+NOxは0.275g/kmだった。Euro4の制限値は0.3g/kmである。
図8:CEC基準燃料に対してPMは0.026g/kmだった。Euro4の制限値は0.025g/kmである。
For each figure, the actual emission values (g / km) for the specific emissions of the tested CEC standard diesel are shown along with the Euro4 limit value.
FIG. 4: NOx was 0.253 g / km against the CEC reference fuel. The limit value for Euro4 is 0.25 g / km.
FIG. 5: CO was 0.123 g / km relative to CEC reference fuel. The limit value for Euro4 is 0.5 g / km.
FIG. 6: CO 2 was 167.3 g / km relative to the CEC reference fuel.
FIG. 7: HC + NOx was 0.275 g / km against the CEC reference fuel. The limit value for Euro4 is 0.3 g / km.
Figure 8: PM was 0.026g / km against CEC reference fuel. The limit value for Euro4 is 0.025 g / km.

図4〜8に見ることができるとおり、顕著な車両排気口排気が、CO、PM、及びCOについて記録された。高級アルコール類を含むブレンド物についてのNO排出は、これらのアルコール類が存在しない類似のブレンド物よりも低かった。CO、PM、CO、HC+NOに対するEuro4排気口排気は、上記所定の燃料ブレンド物について適合していた。 As can be seen in FIGS. 4-8, a remarkable vehicle exhaust port exhaust were recorded CO, PM, and the CO 2. NO x emissions for blends containing higher alcohols were lower than similar blends without these alcohols. Euro 4 exhaust emissions for CO, PM, CO 2 , HC + NO x were compatible with the given fuel blend.

Claims (17)

60%〜85%v/vのフィッシャー−トロプシュ(FT)反応/GTL由来のディーゼル燃料;
ソヤメチルエステル(大豆油メチルエステル)及び/又はパーム油メチルエステル及び/又はヤトロファ(ナンヨウアブラギリ)油メチルエステルを含む脂肪酸メチルエステル類であって、−5℃よりも高い目詰まり点をもつ脂肪酸メチルエステル類を含む10%〜30%v/vのバイオディーゼル燃料;及び
0.2%〜3%v/vの、3〜15の炭素原子を有するアルコール成分
を含み、
65℃以上の引火点を有し、且つ、−11℃以下の目詰まり点を有する、代替ディーゼル燃料ブレンド物。
60% -85% v / v Fischer-Tropsch (FT) reaction / GTL derived diesel fuel;
Fatty acid methyl esters comprising soya methyl ester (soybean oil methyl ester) and / or palm oil methyl ester and / or jatropha (nanyo abragi) oil methyl ester, having a clogging point higher than −5 ° C. 10% ~30% v / v biodiesel fuel containing esters; and of 0.2% ~3% v / v, the alcohol component having 3 to 15 carbon atoms seen including,
An alternative diesel fuel blend having a flash point of 65 ° C or higher and a clogging point of -11 ° C or lower .
前記バイオディーゼル燃料が、パーム油メチルエステルを含む、請求項1に記載の代替ディーゼル燃料ブレンド物。   The alternative diesel fuel blend of claim 1, wherein the biodiesel fuel comprises palm oil methyl ester. 前記アルコール成分が、3〜9の炭素原子を有する高級アルコール(1種又は複数)を含む、請求項又はに記載の代替ディーゼル燃料ブレンド物。 3. An alternative diesel fuel blend according to claim 1 or 2 , wherein the alcohol component comprises higher alcohol (s) having from 3 to 9 carbon atoms. 前記アルコール成分が、3〜6の炭素原子を有するアルコール(1種又は複数)を含む、請求項に記載の代替ディーゼル燃料ブレンド物。 The alternative diesel fuel blend of claim 3 , wherein the alcohol component comprises alcohol (s) having 3 to 6 carbon atoms. アルコール成分が、少なくとも20%v/vのものが分岐しているアルコール類である、請求項1〜のいずれか一項に記載の代替ディーゼル燃料ブレンド物。 The alternative diesel fuel blend according to any one of claims 1 to 4 , wherein the alcohol component is an alcohol which is branched at least 20% v / v. アルコール成分が、少なくとも50%v/vのものが分岐しているアルコール類である、請求項に記載の代替ディーゼル燃料ブレンド物。 6. The alternative diesel fuel blend of claim 5 , wherein the alcohol component is an alcohol that is branched at least 50% v / v. フィッシャー−トロプシュ反応由来のディーゼル燃料が、CODディーゼル燃料である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の代替ディーゼル燃料ブレンド物。 The alternative diesel fuel blend according to any one of claims 1 to 6 , wherein the diesel fuel from the Fischer-Tropsch reaction is a COD diesel fuel. 70%v/vのディーゼル燃料を含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の代替ディーゼル燃料ブレンド物。 Including diesel fuel 70% v / v, alternative diesel fuel blend according to any one of claims 1-7. 脂肪酸メチルエステル類を含有する30%v/vのバイオディーゼル燃料を含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の代替ディーゼル燃料ブレンド物。 Containing biodiesel 30% v / v containing fatty acid methyl esters, alternative diesel fuel blend according to any one of claims 1-8. 60%〜85%v/vのフィッシャー−トロプシュ(FT)反応/GTL由来のディーゼル燃料;及び
ソヤメチルエステル(大豆油メチルエステル)及び/又はパーム油メチルエステル及び/又はヤトロファ(ナンヨウアブラギリ)油メチルエステルを含む脂肪酸メチルエステル類であって、−5℃よりも高い目詰まり点をもつ脂肪酸メチルエステル類を含む10%〜30%v/vのバイオディーゼル燃料
を含み、65℃以上の引火点を有し、且つ、−11℃以下の目詰まり点を有する、代替ディーゼル燃料ブレンド物の目詰まり点を改善する方法であって、
3〜15の炭素原子を有するアルコール成分を前記代替ディーゼル燃料ブレンド物に0.2%〜3%v/vの量で添加する、方法。
60% -85% v / v Fischer-Tropsch (FT) reaction / GTL derived diesel fuel; and
Fatty acid methyl esters comprising soya methyl ester (soybean oil methyl ester) and / or palm oil methyl ester and / or jatropha (nanyo abragi) oil methyl ester, having a clogging point higher than −5 ° C. look containing biodiesel of 10% ~30% v / v containing esters have a flash point above 65 ° C., and, -11 ° C. with the following plugging point, eye alternative diesel fuel blends A method for improving the clogging point,
A method wherein an alcohol component having 3 to 15 carbon atoms is added to the alternative diesel fuel blend in an amount of 0.2% to 3% v / v.
前記バイオディーゼル燃料が、パーム油メチルエステルを含む、請求項10に記載の方法。 The method of claim 10 , wherein the biodiesel fuel comprises palm oil methyl ester. 前記アルコール成分が、3〜9の炭素原子を有するアルコール(1種又は複数)を含む、請求項10又は11に記載の方法。 12. The method according to claim 10 or 11 , wherein the alcohol component comprises alcohol (s) having 3 to 9 carbon atoms. 前記アルコール成分が、3〜6の炭素原子を有するアルコール(1種又は複数)を含む、請求項12に記載の方法。 The method of claim 12 , wherein the alcohol component comprises alcohol (s) having 3 to 6 carbon atoms. 前記アルコール成分が、少なくとも20%v/vのものが分岐しているアルコール類である、請求項1013のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 10 to 13 , wherein the alcohol component is an alcohol having at least 20% v / v branched. 前記アルコール成分が、少なくとも50%v/vのものが分岐しているアルコール類である、請求項14に記載の方法。 15. The method of claim 14 , wherein the alcohol component is an alcohol that is branched at least 50% v / v. 前記ディーゼル燃料がCODディーゼル燃料である、請求項1015のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 10 to 15 , wherein the diesel fuel is a COD diesel fuel. 70%v/vのディーゼル燃料が、脂肪酸メチルエステル類を含む30%v/vのバイオディーゼル燃料とブレンドされる、請求項1016のいずれか一項に記載の方法。 17. A method according to any one of claims 10 to 16 , wherein 70% v / v diesel fuel is blended with 30% v / v biodiesel fuel comprising fatty acid methyl esters.
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