WO2009020055A1 - 軽油組成物 - Google Patents

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WO2009020055A1
WO2009020055A1 PCT/JP2008/063811 JP2008063811W WO2009020055A1 WO 2009020055 A1 WO2009020055 A1 WO 2009020055A1 JP 2008063811 W JP2008063811 W JP 2008063811W WO 2009020055 A1 WO2009020055 A1 WO 2009020055A1
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Yasutoshi Iguchi
Akira Koyama
Hideshi Iki
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Nippon Oil Corporation
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Definitions

  • the present invention includes an environmentally low load type diesel fuel base material produced from animal and vegetable fats and / or triglyceride-containing hydrocarbons derived from animal and vegetable fats and oils, and hydrogen gas fractions obtained from catalytic cracking equipment.
  • the catalytically cracked diesel oil base material is produced from animal and vegetable fats and / or triglyceride-containing hydrocarbons derived from animal and vegetable fats and oils, and hydrogen gas fractions obtained from catalytic cracking equipment.
  • Conventional gas oil base materials include straight-run gas oil obtained from crude oil atmospheric distillation equipment, hydrorefining and hydrodesulfurization, and straight kerosene obtained from crude oil distillation equipment using hydrogen. Those subjected to hydrorefining treatment or hydrodesulfurization treatment are known.
  • Conventional gas oil compositions are produced by blending one or more of the above light oil base and kerosene base. In addition, these light oil compositions may contain additives such as cetane improvers and detergents as necessary (for example, Non-Patent Document 1 (Sonichi Konishi, “Introduction to Fuel Engineering”, ⁇ (Refer to Huafusa, March 19 1 1 ⁇ ⁇ 1 3 6— 1 4 4).
  • the fuel currently referred to as BDF is a mixture of fatty acid alkyl esters mainly made from natural animal and vegetable fats and oils, and is used for aromatic compounds and exhaust gas aftertreatment catalysts that are considered to have a large contribution to the production of soot in exhaust gas. Because it contains almost no sulfur content, which is said to be greatly affected by poisoning, and it itself is an oxygen-containing compound with oxygen in the molecule, it is attracting attention as a promising candidate for alternative fuels. Also derived from plants Therefore, in the international CO2 reduction protocol concluded in 1997, the so-called Kyoto Protocol does not count BDF-derived carbon dioxide as an emission amount. There is also a point that BDF has as a policy merit (see, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-08888)).
  • fatty acid alkyl esters made from natural animal and vegetable oils and fats are inherently heavy components, and the burn-off property of engine combustion and the like deteriorates, and there is a concern of increasing unburned hydrocarbon emissions during combustion.
  • fatty acid alkyl esters have a structure containing oxygen in the molecule.Furthermore, fatty acid alkyl esters containing a large number of unsaturated fatty acid groups in the structure are inferior in oxidative stability due to their chemical composition. There is concern about the generation of sludge and adverse effects on engine components.
  • the fatty acid glyceride, the alkyl alcohol, and the by-product glycerin mixture which are raw materials for purifying the fatty acid alkyl ester, are difficult to remove sufficiently in the step after the transesterification reaction.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to provide animal and vegetable oils and fats.
  • -And catalytic cracking obtained by hydrotreating a diesel oil fraction obtained from a catalytic cracking unit, which contains a low-environmental diesel fuel base material produced from a hydrocarbon containing triglyceride, a component derived from animal and vegetable fats and oils life-Ikuru C Omicron 2 emissions characteristics and fuel consumption containing a base gas oil 5-30 wt%, in the child provides excellent gas oil composition member effects.
  • the present invention is a porous material comprising raw material oils containing animal and vegetable fats and / or animal and vegetable fats and oils and two or more elements selected from aluminum, silicon, zirconium, boron, titanium and magnesium. And a catalyst containing one or more metals selected from Group 6 and Group 8 elements of the periodic table supported on the porous inorganic oxide, a hydrogen pressure of 2 to 13 MPa, Chain saturated hydrocarbons produced by contact under conditions of liquid space velocity of 0.1 to 3.0 h 1 , hydrogen oil ratio 1 50 to 1 500 NL / L, reaction temperature 1 50 to 480 ° C A cetane index of 54 or more, containing 5 to 50% by mass, and containing 5 to 30% by mass of a catalytic cracking gas oil base material obtained by hydrotreating a gas oil fraction obtained from a catalytic cracking unit
  • the present invention relates to a gas oil composition having a content of 17% by mass or more.
  • the present invention is also characterized in that the sulfur content is 10 mass ppm or less, the acid value is 0.1 l OmgKOH Zg or less, and the 90% distillation temperature of the distillation property is 280 ° C or more and 350 ° C or less. It relates to the gas oil composition described.
  • the chain saturated hydrocarbon contains 50% by mass or more of a chain saturated hydrocarbon having 15 to 18 carbon atoms, the fatty acid alkyl ester content is 2% by mass or less, and the free fatty acid content is 1 Less than mass%, sodium, potassium, calcium, magnesium total metal content is less than 10 mass p pm, sulfur content is less than 3 mass p pm, oxygen content is less than 1 mass%, moisture is less than 500 volume p pm It is related with the said diesel oil composition characterized by being a mixed hydrocarbon-containing fraction.
  • the present invention contains an environmentally low load gas oil base material produced from a triglyceride-containing hydrocarbon which is a component derived from animal and vegetable oils and fats and plants and oils, and is contacted.
  • a gas oil fraction obtained from the cracking unit it has excellent life cycle CO 2 emission characteristics, fuel consumption, oxidation stability, and component stability, which were difficult to realize with conventional gas oil compositions.
  • a light oil composition can be provided.
  • a raw material oil containing animal and vegetable fats and / or components derived from animal and vegetable fats and two or more elements selected from aluminum, silicon, zirconium, boron, titanium and magnesium are included.
  • a porous inorganic oxide comprising a catalyst containing one or more metals selected from Group A and Group 8 elements of the periodic table supported on the porous inorganic oxide, and hydrogen pressure 2 ⁇ 1 3 MPa, liquid space velocity 0.:! ⁇ 3.0 h _ 1 , hydrogen oil ratio 1 5 0 ⁇ 1 5 0 0 NL // L, reaction temperature 1 5 0 ⁇ 4 80 ° C Carbonization produced by hydrotreating diesel oil fractions obtained from environmentally low load diesel oil bases and catalytic cracking equipment consisting of chain saturated hydrocarbon fractions produced by contacting under conditions Catalytic cracking gas oil base material of hydrogen mixed fraction is used.
  • the environment-friendly light oil base material according to the present invention is a low sulfur gas oil fraction, a kerosene fraction, or a mixture thereof obtained by hydrotreating a predetermined raw material oil.
  • the raw material oil must be a raw material oil containing animal and vegetable oils and / or components derived from animal and vegetable oils.
  • animal and vegetable oils and fats or raw material oils containing components derived from animal and vegetable oils are produced naturally or artificially, and are produced from animal and vegetable oils and fats, animal and vegetable oil components and / or these fats and oils that are produced.
  • animal fats and animal oils include beef tallow, milk lipid (butter), pork tallow, sheep fat, whale oil, fish oil, liver oil, and the like.
  • Vegetable oil and vegetable oil raw materials include coconut palm, olive palm, olive, There are seeds such as banana, rapeseed (rapeseed), rice bran, sunflower, cottonseed, corn, soybeans, sesame, Amani, and chatolfa, and other parts, but other fats and oils. There is no problem in use. These feedstock oils do not have to be solid or liquid, but they can be used for vegetable oils and fats because of their ease of handling, high carbon dioxide absorption capacity and high productivity. It is preferable to use vegetable oil as a raw material. In the present invention, waste oils using these animal oils and vegetable oils for consumer use, industrial use, food use, etc. can also be used as raw materials after adding a step of removing impurities. In addition, chemical-derived components such as plastics and solvents can also be used as raw materials after the removal process of impurities.
  • the typical composition of the fatty acid group part of the glyceride compound contained in these feedstocks is butyric acid (C 3 H 7 COOH) which is a fatty acid having no unsaturated bond in the molecular structure called saturated fatty acid, Caproic acid (CsH COOH), Forced prillic acid (C 7 H 15 COOH), Forced puric acid (C 9 H 19 COOH), Lauric acid (CnHg 3COOH), Myristic acid (C 13 H 27 COOH), Palmitic acid ( C 15 H 31 COOH), stearic acid (C 17 H 35 COOH), and oleic acid (C 17 H 33 COOH), linoleic acid (C 17 H 31 ), an unsaturated fatty acid having one or more unsaturated bonds COOH), Li Nolen acid (C 17 H 29 COOH), ricinoleic acid (Ji 7 H 32 (OH) COOH) and the like.
  • C 3 H 7 COOH is a fatty acid having no unsaturated bond in the
  • the hydrocarbon part of these fatty acid groups in natural substances is generally linear, but as long as the properties defined in the present invention are satisfied in the present invention, structures having side chains, that is, even isomers are used. can do.
  • the position of the unsaturated bond in the molecule of the unsaturated fatty acid group is not limited to those generally found in nature as long as the properties defined in the present invention are satisfied in the present invention, but also at any position by chemical synthesis. Those set to can also be used.
  • Animal and vegetable oils and fats and components derived from animal and vegetable oils have one or more of these fatty acid groups, and the fatty acid groups possessed by the raw materials differ.
  • coconut oil has a relatively large number of saturated fatty acid groups such as lauric acid and myristic acid
  • soybean oil has a large number of unsaturated fatty acid groups such as oleic acid and linoleic acid.
  • raw oils mainly contain glycerides having the fatty acid groups of oleic acid and linoleic acid, mainly from animal and vegetable oils and / or components derived from animal and vegetable oils, and the total of these glycerides is 40 mass.
  • / Is preferably 0 or more
  • animal and vegetable fats and or animal and vegetable fats and oils derived component mainly Orein acid is one containing a glyceride having a fatty acid group of linoleic acid Oyo Pi palmitic acid, the sum of their glycerides 80 It is preferable that it is raw material oil which is the mass% or more. If the feedstock is in this range, the ability to reduce life cycle carbon dioxide will improve. In both cases, it is possible to more easily produce an environmentally low load type light oil base material.
  • Representative vegetable oils having such properties include palm oil, rapeseed oil, soybean oil and the like.
  • the feed oil preferably contains a fraction of 25 ° C. or higher, more preferably contains a fraction of 300 ° C. or higher, and more than 360 ° C. It is further preferable to contain the following fraction. If it does not contain a fraction with a boiling point of 2500 ° C or higher, the production of gas will increase during production, which may reduce the yield of liquid product and increase life cycle carbon dioxide. .
  • the environment-friendly light oil base material in the present invention includes two or more kinds of oils and / or fats and / or raw material oils containing components derived from animal and vegetable oils and selected from aluminum, silicon, zirconium, boron, titanium and magnesium.
  • the hydrotreating catalyst is supported on a porous inorganic oxide comprising two or more elements selected from aluminum, silicon, zirconium, boron, titanium and magnesium, and the porous inorganic oxide.
  • a catalyst containing one or more metals selected from Group 6A and Group 8 elements of the periodic table is used.
  • a porous inorganic oxide composed of two or more elements selected from aluminum, silicon, zirconium, boron, titanium and magnesium is used.
  • it is a porous inorganic oxide containing alumina, and other carrier constituents include silica, titania, zircoure, polya, magnesia and the like.
  • it is a composite oxide containing at least one selected from alumina and other constituent components.
  • phosphorus may be included as another component.
  • the total content of components other than alumina is preferably from 1 to 2 0 wt%, and more desirably 2 to 5 mass 0/0.
  • the content is less than 1% by mass, a sufficient catalyst surface area cannot be obtained and the activity may be lowered. If the content exceeds 20% by mass, the acidity of the support will increase. Cork student There is a risk of reducing the activity due to the formation.
  • phosphorus is included as a carrier constituent, its content is 1 to 5 mass in terms of oxide. / 0 is desirable, and 2 to 3.5 mass% is even more desirable.
  • the raw materials that will be the precursors of silica, titania, zirconium, polya, and magnesia, which are carrier constituents other than alumina, and use a solution containing general silicon, titanium, zirconium, boron, and magnesium.
  • a solution containing general silicon, titanium, zirconium, boron, and magnesium can do.
  • key substances such as key acid, water glass, and silica sol
  • titanium, titanium sulfate, titanium tetrachloride, and various alkoxide salts for zirconium, zirconium sulfate, various alkoxide salts, for boron, boric acid, etc.
  • magnesium magnesium nitrate can be used.
  • phosphorus phosphoric acid or an alkali metal salt of phosphoric acid can be used.
  • the raw materials for the carrier component other than alumina be added in any step prior to the firing of the carrier.
  • it may be added to an aqueous aluminum solution in advance and then an aluminum hydroxide gel containing these components, or may be added to a prepared aluminum hydroxide gel, or water may be added to a commercially available alumina intermediate or base powder.
  • an acidic aqueous solution may be added to the kneading step, but a method of coexisting at the stage of preparing aluminum hydroxide gel is more desirable.
  • the mechanism of the effect of these carrier constituents other than alumina has not been elucidated, it seems to form a complex oxide state with aluminum, which increases the surface area of the carrier and increases the activity. It is considered that the activity is affected by some interaction with the metal.
  • At least one metal selected from Group 6A and Group 8 metals of the periodic table is used.
  • Group 6A metals include Mo and W
  • Group 8 metals include Ni, Co, Pd, Pt, Rh, Ir, and Au.
  • hydrotreating catalyst those containing two or more metals selected from Group 6A and Group 8 are particularly preferred.
  • Examples of combinations of Group 6 A metals and Group 8 metals include C o—M o, N i — Mo, N i—C o—M o, N i— W, C o— W, C o — N i— W and other combinations Can be mentioned. Of these, the combination of Co-Mo, Ni-Mo, Ni-Co, Mo, Ni, and W is more preferable. In the hydrogenation treatment, it is preferable to use these metals by converting them to a sulfided state.
  • the method for supporting the active metal on the carrier is not particularly limited, and a known method applied when producing a normal hydrogenation catalyst can be used. Usually, a method of impregnating a catalyst carrier with a solution containing an active metal salt is preferably employed.
  • the equilibrium adsorption method the Por-ri11i ng method, the Incpi-pi nt-we ts s s fe, etc. are preferably employed.
  • the Pore-fi 1 1 ing method is a method in which the pore volume of a support is measured in advance and impregnated with a metal salt solution of the same volume, but the impregnation method is particularly limited. Instead, it can be impregnated by an appropriate method depending on the amount of metal supported and the physical properties of the catalyst carrier.
  • a plurality of metals when a plurality of metals are supported, they may be supported simultaneously using a mixed solution, or may be sequentially supported using a single solution.
  • the metal solution may be an aqueous solution or an organic solvent.
  • Metal loading may be performed after the completion of the entire preparation process of the porous support, or after the pre-supporting on an appropriate oxide or composite oxide in the porous support preparation intermediate process, further gel preparation process or heat concentration Kneading may be performed.
  • the amount of active metal supported is not particularly limited, but the total amount of metals is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, and even more preferably 0 to the catalyst mass. . 2 to 3 mass 0/0.
  • the catalyst is preferably used after a preliminary reduction treatment in a hydrogen stream.
  • a gas containing hydrogen is circulated and heat of 200 ° C. or higher is given in accordance with a predetermined procedure, the active metal on the catalyst is reduced and hydrogenation activity is expressed.
  • the hydrotreating conditions of the feedstock are as follows: hydrogen pressure 2 to 13 MPa, liquid space velocity 0.1 to 3.0 h to hydrogen oil ratio 15 0 to 15 500 NLZL It is desirable to have conditions such as hydrogen pressure 3 to 12 MPa, liquid space velocity 0.2 to 2.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 150-480 ° C, and preferably 220-400 ° C in order to obtain the decomposition rate of the desired raw material heavy oil fraction or the desired fraction yield. C, and more preferably in the range of 2600 to 3600 ° C. If the reaction temperature does not reach the lower limit, the reaction may not proceed sufficiently. If the reaction temperature exceeds the upper limit, decomposition proceeds excessively, and the liquid product fraction tends to decrease. It is in.
  • the reactor type may be a fixed bed system. That is, hydrogen can take either a countercurrent or a cocurrent flow with respect to the feedstock, or it can have a plurality of reaction towers and a combination of countercurrent and cocurrent flow.
  • the general format is downflow, and a gas-liquid twin-cocurrent format can be adopted.
  • the reactors may be used alone or in combination, and a structure in which one reactor is divided into a plurality of catalyst beds may be adopted.
  • the distillate hydrorefined in the reactor is fractionated into predetermined fractions through a gas-liquid separation step, a rectification step, and the like. At this time, hydrogen sulfide may be generated if the moisture or feedstock produced during the reaction contains sulfur, but gas-liquid separation may occur between reactors or in the product recovery process. Equipment and other by-product gas removal equipment may be installed.
  • hydrogen gas is introduced from the inlet of the first reactor before or after passing through the heating furnace, but separately from this, the temperature in the reactor is controlled and reaction is possible as much as possible.
  • the hydrogen thus introduced is referred to as Taenti hydrogen.
  • the ratio of quench hydrogen to hydrogen introduced along with the feedstock is preferably 10 to 60% by volume, more preferably 15 to 50% by volume. / 0 . If the ratio of Taenti hydrogen is lower than the lower limit, the reaction at the subsequent reaction site may not proceed sufficiently, and if it exceeds the upper limit, the reaction near the reactor inlet may not proceed sufficiently. .
  • hydrotreating catalyst in order to trap the scale that flows in along with the oil to be treated and to support the hydrotreating catalyst at the partition of the catalyst bed, if necessary.
  • a guard catalyst, a metal removal catalyst, or an inert packing may be used. These can be used alone or in combination.
  • the catalytic cracking gas oil base according to the present invention is a low sulfur gas oil fraction, a kerosene fraction, or a mixture thereof obtained by hydrotreating a predetermined raw material oil.
  • the feedstock oil must be a light oil fraction obtained from a catalytic cracker.
  • the light oil fraction obtained from the catalytic cracking unit used as the raw material oil is the normal pressure residual oil obtained from the atmospheric distillation unit or the vacuum residual oil obtained from the vacuum distillation unit as a raw material.
  • the outlet temperature of the reaction zone is 4 80 to 50 ° C.
  • the catalyst oil ratio is 4 to 12 wt / wt
  • the reaction oil pressure is 1 to 3 kgcm 2 G, and it is a light oil fraction obtained by processing under conditions of a contact time between the feedstock and the catalyst of 1 to 3 seconds.
  • the raw oil may be a mixture of a light oil fraction obtained from a catalytic cracker and other petroleum hydrocarbon fractions.
  • the proportion of petroleum-based hydrocarbon fraction is preferably 10 to 99% by volume, and 30 to 99% by volume with respect to the total volume of the feedstock. / 0 is more desirable, 6 0-9 8 capacity. / 0 is even more desirable. If the proportion of petroleum hydrocarbon fraction is less than the lower limit, equipment necessary for treating by-product water may be required, and the proportion of petroleum hydrocarbon fraction will exceed the upper limit. If it exceeds, it is not preferable from the viewpoint of reducing the life cycle carbon dioxide.
  • the petroleum hydrocarbon fraction can be obtained by treating straight-run gas oil obtained from a crude oil atmospheric distillation apparatus, straight-run heavy oil or residue oil obtained from an atmospheric distillation apparatus with a vacuum distillation apparatus.
  • Hydrogenated components obtained by hydrocracking vacuum gas oil, vacuum heavy gas oil or desulfurized fuel oil
  • Dehydro diesel oil, hydrorefined diesel oil obtained by hydrorefining these petroleum hydrocarbons, hydrodesulfurized diesel oil, etc. are listed, but heavy straight run diesel oil and Vacuum gas oil is preferred.
  • the hydrotreating conditions of the feedstock oil are: hydrogen pressure 2 to 13 MPa, liquid space velocity (LHSV) 0:! To 3.0 h 1 , hydrogen oil ratio 1 5 0 to 2 0 0 0 NLZL It is desirable to carry out the following conditions: hydrogen pressure 3 to 12 MPa, liquid space velocity 0.2 to 2.8 h to hydrogen oil ratio 2 00 to: 1800 0 NL / L More desirably, conditions such as hydrogen pressure 4 to: LIMP a, liquid space velocity 0.3 to 2.7 h 1 , hydrogen oil ratio 3300 to 1600 NLZL are even more desirable.
  • the feedstock oil can be treated with a single hydrotreating catalyst or a hydrotreating catalyst (a pre-stage catalyst and a post-stage catalyst) configured in two stages.
  • a hydrotreating catalyst a pre-stage catalyst and a post-stage catalyst
  • the purpose is to reduce the oxygen and sulfur contained in the distillate with the pre-stage catalyst, and to obtain an optional fraction by the decomposition reaction with the post-stage catalyst.
  • the capacity and the downstream catalyst capacity can be set arbitrarily.
  • the ratio of the pre-stage catalyst capacity to the total hydrotreatment catalyst capacity is 10 to 90 capacity. / 0 is desirable and 25-75% by volume is more desirable.
  • the ratio of the pre-stage catalyst capacity is less than the lower limit, the oxygen content in the distillate treated with the pre-stage catalyst cannot be sufficiently reduced, and when the upper limit is exceeded, The reaction may not proceed sufficiently.
  • the oxygen content in the distillate treated by the pre-stage catalyst is reduced to 40% by weight or less with respect to the oxygen content in the feedstock, more preferably 30% by weight or less. desirable. Since the oxygen content in the distillate that comes into contact with the hydrotreating catalyst poisons the catalytic activity point, sufficient activity is obtained when the oxygen content in the distillate after contact with the pre-stage catalyst exceeds 40% by weight. There is a tendency not to be obtained.
  • the sulfur content of the feedstock can be controlled to 10 mass ppm or less, at least one metal selected from Group 8 metals of the periodic table can be used. Preferable is at least one selected from Ru, Rd, Ir, Pd and Pt, and more preferable is Pd and / or Pt.
  • the active metal may be a combination of these metals.
  • P t— P d, P t— R h, P t—R u, I r—P d, I r—R h, I r—R Combinations such as u, Pt—Pd—Rh, Pt—Rh—Ru, Ir—Pd—Rh, and Ir—Rh—Ru can be adopted.
  • Porous inorganic oxides are used as the support for the hydrotreating catalyst and the pretreatment hydrotreating catalyst.
  • it is a porous inorganic oxide containing alumina, and examples of other carrier constituents include silica, titania, zirconia, polya, silicon, and magnesium.
  • it is a composite oxide containing at least one kind selected from alumina and other constituent components.
  • phosphorus may be included as another component.
  • the total content of components other than alumina is preferably 1 to 20% by weight, and more preferably 2 to 15% by weight. If the content is less than 1% by weight, a sufficient catalyst surface area cannot be obtained and the activity may be lowered.
  • the content exceeds 20% by weight, the acidity of the support will increase, and There is a risk of reducing activity due to formation.
  • phosphorus is included as a carrier constituent, its content is preferably 1 to 5% by weight, more preferably 2 to 3.5% by weight in terms of oxide.
  • the raw materials that are precursors of silica, titania, zirconium, polya, and magnesia, which are carrier constituents other than alumina, and use a solution containing general silicon, titanium, zirconium, boron, and magnesium.
  • a solution containing general silicon, titanium, zirconium, boron, and magnesium can do.
  • key substances such as key acid, water glass, and silica sol
  • titanium, titanium sulfate, titanium tetrachloride, and various alkoxide salts for zirconium, zirconium sulfate, various alkoxide salts, for boron, boric acid, etc.
  • magnesium magnesium nitrate can be used.
  • phosphorus phosphoric acid or an alkali metal salt of phosphoric acid can be used.
  • the raw materials for the carrier component other than alumina be added in any step prior to the firing of the carrier.
  • pre-added aluminum solution After addition, it may be an aluminum hydroxide gel containing these components, or may be added to the prepared aluminum hydroxide gel, or kneaded by adding water or an acidic aqueous solution to a commercially available alumina intermediate or bermite powder. It may be added to the process, but a method of coexisting at the stage of preparing aluminum hydroxide gel is more desirable.
  • these carrier constituents other than alumina has not been elucidated, it is thought that they form a complex oxide state with aluminum, which increases the surface area of the carrier, and some sort of active metal. It is considered that the activity is affected by the interaction.
  • the active metal of the hydrotreating catalyst and hydrotreating pre-stage catalyst contains at least one metal selected from Group 6A and Group 8 metal of the periodic table, preferably Group 6A Op. Contains two or more metals selected from Group 8. For example, Co-Mo, Ni-Mo, Ni-Co-Mo, Ni-W, etc. are used, and these metals are used by converting them to sulfide during pretreatment of hydration. .
  • the active metal content is, for example, the total supported amount of W and Mo is preferably 12 to 35% by weight, more preferably 15 to 30% by weight based on the catalyst weight in terms of oxide conversion. . If the total supported amount of W and Mo is less than the lower limit, the activity may decrease due to a decrease in the number of active points.
  • the total supported amount of Co and Ni is preferably 1.5 to 10% by weight, more preferably 2 to 8% by weight based on the catalyst weight in terms of oxide.
  • the total loading of cobalt and nickel is 1.5 weight. If the ratio is less than 0 , a sufficient promoter effect may not be obtained and the activity may be reduced. there is a possibility.
  • the post-hydrotreating catalyst contains at least one metal selected from Group 6A and Group 8 metals of the periodic table, and preferably two or more metals from Group 6A and Group 8 Contains.
  • metals selected from Group 6A and Group 8 metals of the periodic table, and preferably two or more metals from Group 6A and Group 8 Contains.
  • Co-Mo, Ni-Mo, Ni-Co-Mo, Ni-W, etc. are preferable, and Ni-Mo, Ni-Co-Mo, and Ni-one W are preferable. It is.
  • these metals are converted into sulfides before use.
  • oi-ui contains at least two of silica, alumina, boria, zirconia, magnesia, and zeolite.
  • silica-alumina, poly-alumina, zirconium-alumina, titania-zirconia-alumina, silica-polyalumina, silica-zirconia-lumina, silica-tita-alumina, silica-alumina, silica-zirconia Alumina is even more desirable.
  • these composite oxides contain zeolite.
  • the ratio of alumina to other components can be any ratio with respect to the support, but the content of alumina is preferably 96% by weight or less of the support weight. weight. It is more desirable that the value is 0 or less. When the alumina content exceeds 96% by weight, sufficient acidity cannot be obtained and it tends to be difficult to exhibit a predetermined hydrocracking activity.
  • zeolite containing silica and alumina that is, an aluminosilicate
  • Many types of crystal structures of zeolite have been reported, such as faujasite type, beta type, mordenite type, and pentasil type.
  • the faujasite type, the beta type, and the pentacil type are more preferable in view of exhibiting sufficient hydrocracking activity, and the faujasite type and the beta type are even more desirable.
  • ultra-stabilized Y type that is super-stabilized by hydrothermal treatment and / or acid treatment is most desirable.
  • This ultra-stabilized Y-type has a fine pore structure called zeolite's original micro-pores of 2 OA or less, and new pores are formed in the range of 20 to 100 A.
  • the volume of the pores having the pore diameter is desirably 0.03 ml / g or more, and 0.04 m 1 Z g is more desirable.
  • the pore volume mentioned here can be generally determined by mercury porosimetry.
  • Hydrothermal treatment conditions Known conditions can be used.
  • the physical property of the ultra-stabilized Y type is preferably 10 to 120, more preferably 15 to 70, and even more preferably 20 to 50, as the molar ratio of siliform no alumina. When the molar ratio of silica-alumina is higher than 120, the acidity is low, and there is a possibility that sufficient hydrocracking activity cannot be exhibited.
  • the silica / alumina molar ratio is lower than 10, the acidity is too strong, and there is a possibility that the activity is rapidly lowered by promoting the coking reaction.
  • the content of zeolite is preferably 2 to 80% by weight, more preferably 4 to 75% by weight, based on the weight of the carrier. If the zeolite content is less than the lower limit, the hydrocracking activity may not be exhibited. If the zeolite content exceeds the upper limit, the acidity is too strong and promotes coke formation reaction. There is a fear.
  • the method of incorporating the active metal into the catalyst is not particularly limited, and is a known method applied when producing a normal hydrotreating catalyst.
  • the method can be used.
  • a method of impregnating a catalyst support with a solution containing an active metal salt is preferably used.
  • the equilibrium adsorption method, the Por-f i 1 1 i ng method, and the Inc i p i e nt-w nt nes ss method are preferably employed.
  • the pore-fi 11 ing method is a method in which the pore volume of the support is measured in advance and impregnated with the same volume of metal salt solution, but the impregnation method is not particularly limited. However, it can be impregnated by an appropriate method depending on the amount of metal supported and the physical properties of the catalyst carrier.
  • a method for supplying sulfur compounds necessary for the conversion to sulfides a method for supplying sulfur-containing hydrocarbon compounds contained in feedstock from a gas oil base material containing a relatively high concentration, and sulfur-containing
  • a method in which a hydrocarbon compound is mixed with a raw material oil and a method in which hydrogen sulfide gas is recycled into a raw material oil can be considered, but the present invention can be used regardless of this method.
  • Specific examples of the sulfur-containing hydrocarbon compound shown here include sulfido, disulfide, polysulfide, thiol, thiophene, benzothiophene, dibenzothiophene, and derivatives thereof.
  • These sulfur-containing hydrocarbon compounds may be a single compound or a mixture of two or more.
  • the light oil composition of the present invention comprises 5 to 50% by mass of the environmentally low load light oil base material obtained as described above, and 5 to 30% of the catalytic cracked light oil base material obtained as described above. quality amount. Contains 0 .
  • the content of the environmentally low load type light oil base is preferably 5 to 30% by mass, and the content of the catalytic cracking light oil base is preferably 5 to 20% by mass.
  • the petroleum-based hydrotreated oil refined from crude oil or the like was mixed in addition to the environmentally low load light oil base and the catalytic cracking light oil base produced as described above to satisfy the predetermined performance.
  • a light oil composition can be produced.
  • the content ratio of the petroleum hydrotreated oil in the light oil composition of the present invention is 20 to 90% by mass, preferably 30 to 80% by mass.
  • Petroleum hydrotreated oil refined from crude oil, etc. includes straight-run light oil obtained from crude oil distillation equipment, straight-run heavy oil obtained from atmospheric distillation equipment, and residual oil obtained under reduced pressure.
  • Gasoline oil obtained by treating with hydrogen hydrocracked gas oil obtained by hydrocracking decompressed heavy gas oil or desulfurized heavy oil, hydrotreated gas oil or hydrogen obtained by hydrotreating these petroleum hydrocarbons Examples include hydrodesulfurized gas oil.
  • These petroleum-based hydrotreated oils can be constituted by blending a plurality of light oil fraction base materials and kerosene fraction base materials in a category that satisfies predetermined conditions. It is also possible to use synthetic light oils synthesized from natural gas, wax, coal, biomass, etc. as raw materials.
  • the hydrotreating of the petroleum hydrotreated oil can be performed using a general hydrodesulfurization apparatus in the petroleum refining process.
  • the reaction temperature is 300 to 380 ° C
  • the hydrogen pressure is 3 to 8 MPa
  • the LHSVO. 3 to 2 h hydrogen / oil ratio is 100 to 500 NLZL.
  • a general hydrodesulfurization catalyst can be applied to the catalyst used in the petroleum hydroprocessing.
  • the active metal normally, Group 6A and Group 8 metals of the periodic table are preferably used, and examples thereof include Co—Mo, Ni—Mo, Co—W, and Ni—W.
  • the carrier a porous inorganic oxide mainly composed of alumina is used. These conditions and the catalyst are not particularly limited as long as the properties of the feedstock are satisfied.
  • oil-based hydrotreated oils obtained by hydrotreating the above-described petroleum-based feedstock in the presence of a hydrogenation catalyst can also be used.
  • the hydrotreating conditions are usually a reaction temperature of 170 to 320 ° C., a hydrogen pressure of 2 to 10 MPa, LHSVO. L to 2 h, a hydrogen oil ratio of 100 to 800 NLZL.
  • Hydrogen / oil ratio 150 to 60 ONL / L more preferably reaction temperature 180 ° C to 280 ° C, hydrogen pressure 3 to 7MPa, LHSVO. 3 ⁇ 1.2h— Hydrogen oil ratio 150 ⁇ 500NL / L.
  • the catalyst used for hydrotreating petroleum-based feedstock is a porous carrier carrying a hydrogenation active metal.
  • An inorganic oxide is mentioned as a porous support
  • Specific examples of the inorganic oxide include alumina, titania, zircoure, polya, silica, or zeolite.
  • at least one of titania, zircoair, polya, silica, and zeolite is composed of alumina. What you have is good.
  • the production method is not particularly limited, but any preparation method can be employed using raw materials in a state such as various sols and salt compounds corresponding to each element.
  • a composite hydroxide or composite oxide such as silica alumina, silica zircoair, alumina titania, silica titania, aluminum naboria, etc.
  • alumina gel or other permanent oxide or in the state of an appropriate solution. It may be prepared by adding in any step of the preparation step.
  • the ratio of alumina to other oxides can be any ratio with respect to the porous carrier, but preferably alumina is 90% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and more preferably 40% by mass. / 0 or less.
  • the active metal of the catalyst used for hydrotreating petroleum-based feedstock is at least one metal selected from Group 8 metal of the periodic table. Preferably, it is at least one selected from Ru, Rd, Ir, Pd and Pt, more preferably Pd or and Pt.
  • the active metal may be a combination of these metals. For example, P t— P d, P t—Rh, P t— Ru, I r—P d, I r— Rh, I r I Ru, P t— A combination of P d — Rh, P t — Rh_Ru, I r, P d — Rh, I r ⁇ R h — Ru, etc. can be adopted.
  • the amount of active metal supported is not particularly limited, but the total amount of metal is 0.1 to 10% by mass, preferably 0.15 to 5% by mass, more preferably 0.2 to 3% by mass with respect to the catalyst mass. .
  • the catalyst is preferably used after a preliminary reduction treatment in a hydrogen stream.
  • a gas containing hydrogen is circulated and heat of 200 ° C. or higher is given in accordance with a predetermined procedure, the active metal on the catalyst is reduced and hydrogenation activity is expressed.
  • hydrotreated oil of the kerosene fraction in addition to the hydrotreated oil of the light oil fraction, hydrotreated oil of the kerosene fraction can be used.
  • a kerosene fraction can be a kerosene fraction obtained by hydrotreating a predetermined feedstock.
  • the feedstock is mainly straight-run kerosene obtained by atmospheric distillation of crude oil, but hydrocracked kerosene produced together with hydrocracked light oil, hydrogen obtained by hydrotreating the above kerosene fraction.
  • Chemical treatment kerosene can be used. It is also possible to use synthetic kerosene made from natural gas, asphalt, coal and biomass.
  • the hydrotreated oil kerosene fraction of the present invention can be obtained by hydrotreating (desulfurizing and refining) the above-described raw material oil in the presence of a hydrogenation catalyst.
  • the hydrotreating conditions of the kerosene fraction are usually a reaction temperature of 220 to 350 ° C, a hydrogen pressure of 1 to 6 MPa, LHSV 0.1 to LOH hydrogen hydrogen oil ratio of 10 to 300 NLZL.
  • the reaction temperature is 250 ° C to 340 ° (: Hydrogen pressure 2 to 5 MPa, LHSV 1 to 1 O h Hydrogen Z oil ratio 30 to 200 NL / L, more preferably reactivity 270 ° C to 330 ° C , Hydrogen pressure 2 ⁇ 4MPa, LHSV2 ⁇ : LO h Hydrogen Z Oil ratio 50 ⁇ 200NL / L.
  • an environmentally low load gas oil base produced by the above-described raw material oils and the production method.
  • fatty acid alkyl ester content of 2 mass 0 /.
  • the free fatty acid content is 1% by mass or less, the total metal content of sodium, potassium, calcium, and magnesium is 10% by mass or less, the sulfur content is 3% by mass or less, and the oxygen content is 1% by mass or less. It must be a carbon-containing hydrocarbon-mixed fraction with a water content of 500 volumes or less.
  • the environmentally low load light oil base material used in the present invention needs to contain 50% by mass or more of chain saturated hydrocarbons having 15 to 18 carbon atoms.
  • the chain saturated hydrocarbon refers to both a linear saturated hydrocarbon (normal paraffins) and a saturated hydrocarbon having a side chain (isoparaffins).
  • the base material preferably contains 85% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more of chain saturated hydrocarbons having 15 to 18 carbon atoms. Chain saturated hydrocarbons with 15 to 18 carbon atoms are components that excel in ignitability, heat generation and oxidation stability, so if the content of the base material is less than this, engine performance and diesel oil The oxidative stability of the composition may be deteriorated.
  • the chain saturated hydrocarbon referred to here can be obtained using GC-TOFMS.
  • GC-TOFMS first, the components of the sample are separated by gas chromatography, and the separated components are ionized. Next, based on the fact that the flight speed when a certain acceleration voltage is applied to the ion varies depending on the mass of the ion, the ion is mass separated, and a mass spectrum is obtained based on the difference in arrival time to the ion detector. .
  • the FI ionization method is preferable because the production of fragment ions can be suppressed and the measurement accuracy of isoparaffins can be further improved.
  • the measurement apparatus and measurement conditions in the present invention are shown below.
  • Carrier gas He, 1.4 mLZ (constant flow)
  • Oven temperature Hold at 50 ° C for 5 minutes, heat up at 5 ° CZ, and hold at 320 ° C for 6 minutes
  • the substrate for oxidation stability ensured, it is necessary that the fatty acid alkyl ester content is less than 1 wt%, preferably 0.5 mass 0/0 or less, more preferably 0.1 wt% It is as follows.
  • the fatty acid alkyl ester content mentioned here is measured by gas chromatography using a polar column under the conditions shown in Table 1.
  • the fatty acid alkyl ester content relative to the total amount of the base material is shown. table 1
  • the base material has a free fatty acid content of 1 mass to ensure oxidative stability. / 0 or less, and preferably 0.5 mass. / 0 or less, more preferably 0.1% by mass or less.
  • the free fatty acid content refers to the free fatty acid content relative to the total amount of the substrate measured by gas chromatography using a polar force ram under the conditions shown in Table 1.
  • the base material must have a total metal content of sodium, potassium, calcium, and magnesium of 10 mass ppm or less from the viewpoints of oxidation stability, suppression of deposit formation in the engine, and prevention of engine oil deterioration. Yes, it is preferably 8 ppm by mass or less, and more preferably 6 ppm by mass or less.
  • a general elemental analyzer can be applied to the measurement method of sodium, potassium, calcium, and magnesium here. For example, the concentration of each metal component measured by the ICP emission analyzer is summed. Can be sought.
  • the base material needs to have a sulfur content of 3 mass ppm or less and 2 mass ppm or less in order to improve the environmental load performance and maintain the performance of the exhaust gas aftertreatment device installed in the engine used. It is preferable that it is 1 mass ppm or less.
  • the sulfur content here means the mass content of the sulfur content based on the total amount of light oil composition measured by JISK 2541 “Testing method for sulfur content”.
  • the base material needs to have an oxygen content of 1% by mass or less, and preferably 0.5% by mass or less, from the viewpoints of oxidation stability, improvement of fuel consumption, and prevention of engine oil deterioration. 0.1% by mass or less is more preferable.
  • the oxygen content can be measured with a general elemental analyzer. For example, the sample is converted to CO on platinum carbon, or further converted to ⁇ 2 , and then a thermal conductivity detector is used. It can also be measured.
  • the base material needs to have a water content of 500 volume ppm or less, preferably 300 volume ppm or less, from the viewpoint of oxidation stability, fuel efficiency improvement, and prevention of engine oil deterioration.
  • the capacity is more preferably p pm or less.
  • the moisture here is the moisture specified in JIS K 2275 “Moisture test method (crude oil and petroleum products)”.
  • the gas oil composition produced according to the present invention uses the above-mentioned environmentally low load gas oil base material and catalytic cracking light oil base material of the hydrocarbon-containing mixed fraction, has a cetane index of 54 or more, and has an aromatic content of 17% by mass. That is necessary.
  • the sulfur content is 10 mass p pm or less
  • the acid value is 0.1 mgK 0 H / g or less
  • the 90% distillation temperature of the distillation property is 280 ° C or higher and 3 50 ° C or lower. Les.
  • the sulfur content of the gas oil composition of the present invention is preferably 10 mass ppm or less, more preferably from the viewpoint of reducing harmful exhaust components discharged from the engine and improving the performance of the exhaust gas aftertreatment device. 5 mass ppm or less, more preferably 3 mass ppm or less, particularly preferably 2 mass ppm or less, and most preferably 1 mass ppm or less.
  • the sulfur content here means the mass content of the sulfur content based on the total amount of the gas oil composition measured by JI S K254 1 “Sulfur content test method”.
  • the oxygen content of the light oil composition of the present invention is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.4% by mass or less, and still more preferably 0.3% by mass from the viewpoint of improving oxidation stability. In the following, particularly preferably 0.2% by mass or less, most preferably 0.1% by mass. / 0 or less.
  • the oxygen content can be measured with a general elemental analyzer. For example, the sample is converted to CO on platinum carbon, or further converted to co 2 and then a thermal conductivity detector is used. It can also be measured.
  • the cetane index in the light oil composition of the present invention needs to be 54 or more, More preferably, it is 56 or more. When the cetane index is less than 54, the concentrations of NOx, PM and aldehydes in the exhaust gas tend to be high. Further, although there is no particular limitation on the upper limit of the cetane number, it is preferably 90 or less, more preferably 88 or less, and even more preferably 85 or less from the viewpoint of reducing black smoke in the exhaust gas. . In the light oil composition of the present invention, an appropriate amount of a cetane improver can be blended if necessary.
  • the cetane index means a cetane index calculated in accordance with JISK 2280 “Petroleum product / fuel oil—octane number and cetane index test method and cetane index calculation method”.
  • the peroxide value after the oxidation stability test in the light oil composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 mass p pm or less, more preferably from the viewpoint of storage stability and compatibility with components. Is 30 mass ppm or less, more preferably 10 mass ppm or less.
  • the oxidation stability test referred to here is conducted in accordance with ASTM D 2274-94 under conditions of 95 ° C and 16 hours under oxygen bubbling. It means a value measured according to the standard JPI-5 S-46-96.
  • additives such as an antioxidant and a metal deactivator can be appropriately added in order to reduce the total insoluble matter and the peroxide value.
  • the total insoluble content after the oxidation stability test in the light oil composition of the present invention is preferably 2.
  • Omg / 10 OmL or less from the viewpoint of storage stability. 5 mg / l 0 OmL or less is more preferable, 1. Omg / 10 OmL or less is more preferable, and 0.5 mg / l 0 OmL or less is particularly preferable.
  • the oxidation stability test here is conducted under conditions of 95 ° C and 16 hours under oxygen publishing in accordance with ASTM D 2274-94.
  • the total insoluble matter after the oxidation stability test mentioned here means a value measured according to the oxidation stability test.
  • the aromatic content in the light oil composition of the present invention is required to be 17% by volume or more, preferably 18% by volume or more from the viewpoint of the influence of automobile parts. Furthermore, from the viewpoint of enhancing the environmental impact reduction effect and reducing NOx and PM, the content is preferably 25% by volume or less, more preferably 23% by volume or less.
  • the aromatic content in the present invention refers to the Petroleum Institute method JPI-5 S-49-97 “High-performance liquid chromatographic method for hydrocarbon type” published by the Japan Petroleum Institute. It means the volume percentage (volume%) of the aromatic content measured in accordance with.
  • the distillation property in the light oil composition of the present invention is 90 volumes. / 0
  • the distillation temperature is preferably 280 ° C or higher and 350 ° C or lower. If the 90 volume% distillation temperature exceeds the upper limit, the amount of PM and fine particles discharged increases and the environmental load reduction performance tends to decrease. If the 90 volume% distillation temperature does not reach the lower limit, The fuel efficiency improvement effect becomes insufficient and the engine output tends to decrease. Therefore, the 90% by volume distillation temperature is more preferably 285 ° C or higher and 345 ° C or lower, and further preferably 290 ° C or higher and 340 ° C or lower.
  • the 10 vol% distillation temperature is not particularly limited, but is preferably 265 ° C or less, more preferably 260 ° C or less. If the 10 vol% distillation temperature exceeds the upper limit, the exhaust gas performance tends to deteriorate.
  • the 10% by volume distillation temperature is preferably 160 ° C or higher, more preferably 170 ° C or higher, and further preferably 180 ° C or higher. If the 10 vol% distillation temperature is less than the lower limit, engine output and startability at high temperatures tend to deteriorate.
  • 10 volume% distillation temperature here, 90 volumes. / 0 Distillation temperature means the value measured by JISK 2254 “Petroleum product one distillation test method”.
  • the flash point of the light oil composition of the present invention is not particularly limited, but for safety reasons, it is preferably 50 ° C or higher, more preferably 54 ° C or higher, and 58 ° C or higher. More preferably.
  • the flash point in the present invention is a value measured according to JISK 2265 “Crude oil and petroleum product flash point test method”.
  • the density at 15 ° C. of the light oil composition of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of securing a calorific value, it is preferably 750 kggm 3 or more, more preferably 755 kg / m 3 or more, 760 kg More preferably / m 3 or more.
  • the density is preferably 850 kg / m 3 or less, more preferably 845 kg / m 3 or less, and 840 k gZm 3 or less from the viewpoint of reducing Nx and PM emissions. Further preferred.
  • the density here means the density measured according to JISK 2249 “Density test method and density / mass / capacity conversion table for crude oil and petroleum products”.
  • the light oil composition of the present invention should have a lubricating performance such that the HFRR wear scar diameter (WS 1.4) is preferably 410 m or less, more preferably 400 ⁇ m or less. Yes. If the HFRR wear scar diameter (WS l. 4) exceeds 410 m, especially in a diesel engine equipped with a distributed injection pump, it will increase the driving torque of the pump during operation and increase the wear of each part of the pump. The engine itself may be destroyed as well as the fine particle performance deteriorates. There is also concern about wear on the sliding surface of electronically controlled fuel injection pumps capable of high-pressure injection.
  • the HFRR wear scar diameter (WS 1.4) according to the present invention is measured by the Petroleum Institute Standard JPI-5 S-50-98 “Diesel Oil-Lubricity Test Method” issued by the Japan Petroleum Institute. Means the value to be read.
  • the water content of the light oil composition of the present invention is not particularly limited. However, from the viewpoint of oxidation stability, fuel efficiency improvement and prevention of engine oil deterioration, it is preferably '500 capacity p pm or less.
  • the capacity is more preferably p pm or less, and even more preferably 100 capacity p pm or less.
  • the moisture here is the moisture specified in JIS K 2275 “Moisture test method (crude oil and petroleum products)”.
  • the kinematic viscosity at 30 ° C of the light oil composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 2.5 mm 2 Zs or more, more preferably 2.7 mm 2 / s or more, 2. More preferably, it is 9 mm 2 / s or more. If the kinematic viscosity is less than 2.5 mm 2 / s, it tends to be difficult to control the fuel injection timing on the fuel injection pump side, and the lubricity of each part of the fuel injection pump mounted on the engine is impaired. There is a risk of being.
  • the kinematic viscosity at 30 ° C of the light oil composition of the present invention is preferably 5 mm 2 / s or less, more preferably 4.7 mm 2 s or less, and 4.5 mrr ⁇ Zs or less. More preferably. If the kinematic viscosity exceeds 5 mm 2 / s, the resistance inside the fuel injection system increases, the injection system becomes unstable, and the concentrations of NO x and PM in the exhaust gas increase.
  • the kinematic viscosity here means the kinematic viscosity measured according to JISK 2283 “Crude oil and petroleum product single kinematic viscosity test method and viscosity index calculation method”.
  • the carbon content of 10% residual oil in the light oil composition of the present invention is not particularly limited. From the viewpoint of reducing fine particles and soot, and maintaining the performance of the exhaust gas aftertreatment device mounted on the engine, 0.1% by mass or less is preferable, 0.08% by mass or less is more preferable, and 0.06% by mass. / 0 or less Good.
  • the residual carbon content of 10% residual oil here refers to the residual carbon content of 10% residual oil as measured by JISK 2270 “Testing method for residual carbon content of crude oil and petroleum products”.
  • the ash content is preferably less than 0.01% by mass. If the ash content exceeds the upper limit, the ash becomes the core of soot during the combustion process in the engine, and the total amount of soot and the amount of nanoparticles increase. Even if ash is discharged as it is, the ash may accumulate in the exhaust gas aftertreatment device, resulting in a decrease in the performance of the aftertreatment device. In addition, the fuel injection system may be adversely affected.
  • the ash content in the present invention means a value measured by J I S 2272 “Method for testing ash and sulfate ash of crude oil and petroleum products”.
  • the total acid value of the light oil composition of the present invention is preferably 0.1 mgKOHZg or less. Since the total acid value indicates the amount of free fatty acids in the mixture, if this value is large, there is a concern that the acidic compound may adversely affect the member. Therefore, the total acid value is preferably not more than 0.1 lm g KOH / g, more preferably not more than 0.05 mgKOH / g, and still more preferably not more than 0.03 mgKOHZg.
  • the total acid value here means the total acid value measured according to JI S K 2501 “Method for testing the neutrality of petroleum products and lubricants”.
  • an appropriate amount of a cetane number improver can be blended as necessary to improve the cetane number of the resulting light oil composition.
  • cetane number improver various compounds known as light oil cetane number improvers can be arbitrarily used, and examples thereof include nitrates and organic peroxides. One of these cetane number improvers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • nitrate ester among the cetane number improvers described above.
  • nitrates include 2-chloroethyl nitrate, 2-ethoxystillate, isopropyl nitrate, butyl nitrate, primary amyl nitrate, secondary amyl nitrate, isoamyl nitrate, primary hexyl nitrate.
  • Kishirunai traits eta - to Puchirunai tray over preparative, .eta.
  • the content of the cetane number improver is preferably not less than 500 ppm by mass, more preferably not less than 600 ppm by mass, and more preferably not less than 700 ppm by mass. It is particularly preferably 800 ppm by mass or more, and most preferably 900 ppm by mass or more.
  • the content of cetane improver is less than 500 ppm by mass, sufficient cetane number improvement effect will not be obtained, and PM, aldehydes, and even NOx in diesel engine exhaust gas will not be reduced sufficiently. There is a tendency.
  • the upper limit of the content of the cetane number improver is not particularly limited, but it is preferably 1400 mass ppm or less, and 1250 massppm or less based on the total amount of the light oil composition. More preferably, it is more preferably 110 mass 111 or less, and most preferably 100 mass ppm or less.
  • cetane number improver one synthesized according to a conventional method may be used, or a commercially available product may be used.
  • what is marketed as a cetane number improver is usually obtained by diluting an active ingredient that contributes to improving the cetane number (ie, the cetane number improver itself) with an appropriate solvent.
  • the content of the active ingredient in the light oil composition is preferably within the above range.
  • additives other than the cetane number improver can be blended as necessary, and in particular, a lubricity improver and / or a detergent is preferably blended.
  • lubricity improver for example, one or more of carboxylic acid-based, ester-based, alcohol-based, and phenol-based lubricity improvers can be arbitrarily used. Among these, carboxylic acid-based and ester-based lubricity improvers are preferable.
  • carboxylic acid-based lubricity improver examples include linoleic acid, oleic acid, salicylic acid, palmitic acid, myristic acid, hexadecenoic acid and a mixture of two or more of the above carboxylic acids.
  • Ester-based lubricity improvers include glycerin carboxylic acid esters. Even if the carboxylic acid constituting the carboxylic acid ester is one kind, two or more kinds Specific examples thereof include linoleic acid, oleic acid, salicylic acid, palmitic acid, myristic acid, hexadecenoic acid and the like.
  • the blending amount of the lubricity improver is not particularly limited as long as the HFRR wear scar diameter (WS 1, 4) is within the above-mentioned preferable range, but is preferably 35 ppm by mass or more based on the total amount of the composition. More preferably, it is 50 mass ppm or more.
  • the blending amount of the lubricity improver is within the above range, the effectiveness of the blended lubricity improver can be effectively extracted. For example, in a diesel engine equipped with a distributed injection pump, The increase in driving torque of the pump inside can be suppressed, and pump wear can be reduced.
  • the upper limit of the compounding amount is preferably not more than 150 ppm by mass on the basis of the total amount of the composition because an effect commensurate with the added amount cannot be obtained even if it is added more than that, and it is preferably 150 ppm by mass. The following is more preferable.
  • the detergent examples include imide compounds; polyalkenyl succinic acid such as polybutenyl succinic acid synthesized from polybutyruccinic anhydride and ethylene polyamines; pentaerythritol, etc.
  • Succinic acid esters such as polybutyric succinic acid ester synthesized from polyhydric alcoholic acid and polybutyric succinic anhydride; diolenoquinolaminoethyl methacrylate, polyethylene glycol methacrylate, burylpyrrolidone
  • Examples include copolymer polymers such as copolymers with methacrylates, and ashless detergents such as reaction products of carboxylic acids and amines. Among these, reaction products of alkellesuccinate imide and carboxylic acids and amines are preferred. .
  • These detergents can be used alone or in combination of two or more.
  • alkelluccinic acid imide examples include the use of an alkenyl succinic acid imide having a molecular weight of about 100-300 to 100, and an alkenyl succinic acid having a molecular weight of about 70-200. In some cases, an acid imide and an alkenyl succinic acid imide having a molecular weight of about 100 to 200 are used.
  • the carboxylic acid constituting the reaction product of the carboxylic acid and the amine may be one kind or two or more kinds. Specific examples thereof include fatty acids having 12 to 24 carbon atoms and 7 to 7 carbon atoms. 24 Aromatic carboxylic acids and the like. Examples of the fatty acid having 12 to 24 carbon atoms include, but are not limited to, linoleic acid, oleic acid, palmitic acid, myristic acid, and the like. In addition, aromatic carbo of 7 to 24 carbon atoms _ Acids include, but are not limited to, benzoic acid and salicylic acid. Further, the amine constituting the reaction product of the carboxylic acid and the amine may be one type or two or more types. The amine used here is typically oleiramine, but is not limited thereto, and various amines can be used.
  • the amount of the detergent is not particularly limited, but in order to bring out the effect of incorporating the detergent, specifically, the effect of suppressing the clogging of the fuel injection nozzle, the amount of the detergent is based on the total amount of the composition. It is preferably at least ppm by mass, more preferably at least 60 ppm by mass, and even more preferably at least 80 ppm by mass. There is a possibility that the effect does not appear even if an amount less than 30 mass p pm is added. On the other hand, if the amount is too large, it is not possible to expect a corresponding effect, and conversely there is a risk of increasing NO x, PM, aldehydes, etc. in the diesel engine exhaust gas. It is preferably 300 ppm by mass or less, and more preferably 180 ppm by mass or less.
  • the content of the active ingredient in the light oil composition is preferably within the above range.
  • additives include, for example, low-temperature fluidity improvers such as ethylene-butyl acetate copolymer and alkellesuccinate amide; antioxidants such as phenols and amines; and metal deactivation such as salicylidene derivatives.
  • Anti-freezing agents such as polydalicol ether; Corrosion inhibitors such as aliphatic amines, alkelle succinates; Antistatic agents such as anionic, cationic and amphoteric surfactants; Coloring agents such as azo dyes; Examples include antifoaming agents such as silicon.
  • the addition amount of other additives can be arbitrarily determined, but the individual additive amount is preferably 0.5% by mass or less, more preferably, based on the total amount of the light oil composition.
  • W 200 is 0.2% by mass or less.
  • the present invention animal and plant fats and Z or animal and vegetable fats and oils derived components using manufacturing has been environment friendly base gas oil as a raw material, the life cycle C_ ⁇ 2 emission characteristics and fuel consumption, excellent oxidation stability, and members stable A gas oil composition having excellent properties is provided.
  • a light oil composition was prepared by blending the environmentally low load light oil base, the catalytic cracking light oil base and the petroleum base oil (refined refined oil) shown in Table 2 (Examples) 1 Oppi comparative example:! ⁇ 3).
  • the additives used are as follows.
  • Lubricity improver Carboxylic acid mixture based on linoleic acid
  • the blending ratio of the blended diesel oil composition and the blended diesel oil composition were measured by the following method.
  • Density refers to the density measured by J I S K 2 2 4 9 “Density test method for crude oil and petroleum products and density / mass / capacity conversion table”.
  • Kinematic viscosity refers to the kinematic viscosity measured according to J I S K 2 2 8 3 “Method for testing the kinematic viscosity of crude oil and petroleum products and calculating the viscosity index”.
  • Distillation properties are all in accordance with JISK 2 2 5 4 “Petroleum products—Distillation test method”. The value to be measured.
  • the total acid value means the total acid value measured by JI S K 2 5 0 1 “Testing method for neutralization of petroleum products and lubricants”.
  • the cetane index was calculated according to ⁇ Calculation method of cetane index using 8.4 variable equations '' in JISK 2280 “Petroleum products—Fuel oil one octane number and cetane number test method and cetane index calculation method”. Refers to the value. Note that the cetane index in the above JIS standard does not apply to the cetane number improver added, but in the present invention, the cetane index of the cetane number improver added also has the above 8.4 variable equation. It shall represent the value calculated by “Calculation method of cetane index used”.
  • the diesel oil compositions used in the examples and comparative examples were formulated with a specific percentage of hydrorefined oils, which are environmentally low load diesel oil bases, catalytic cracking diesel oil bases, and petroleum bases. It is manufactured.
  • test method for vehicle testing conforms to the “Standards for New Vehicle Examination Supervised by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism” Annex 2 7 “Technical Standards for Measuring Diesel Vehicles 10 ⁇ 15 Modes” .
  • Fuel consumption was measured using the following diesel engine-equipped vehicle (vehicle 1).
  • vehicle 1 The test mode is a transient operation mode that simulates the actual driving shown in Fig. 1, and the fuel consumption is corrected for the fuel volume flow rate consumed during the test mode and replaced with the weight value.
  • the results of the test were set as 100, and the results were compared and quantified relative to each other. (Vehicle specifications): Vehicle 1
  • R j output 1 25 k / 3400 r p m
  • Exhaust gas aftertreatment device oxidation catalyst
  • Lifecycle co 2 includes a co 2 generated due to combustion of the gas oil compositions in a diesel E down gin equipped vehicle was calculated separately and co 2 that occurred to the fuel oil supply to the vehicle tank from mining.
  • Tank to Wheel C0 2 CO 2 generated by combustion
  • C_ ⁇ occurred from mining to fuel oil supply to the vehicle tank 2 (hereinafter referred to as "Well to Tank C0 2.”),
  • Diesel oil composition is manufactured or unloaded in Yokohama and delivered from Yokohama to Sendai. Carbon dioxide emissions when vehicles are refueled on a table.
  • Table 4 shows the emissions of “Tank to Wheel C0 2 ” and “Well to Tank C0 2 ” calculated in this way, and their total life cycle C0 2 (LC).
  • the comparative example 1 is assumed to be 100, and the numerical values obtained by relatively comparing and quantifying each result are also shown.
  • the nitrile rubber (medium nitrile rubber), which is at least 25% and 35% or less of the total mass of bound acrylonitrile, is one of the compounds constituting the rubber, and is the rubber component to be evaluated.
  • MI LR 6 855 the test fuel is heated to 100 ° C and held, and the test rubber member is immersed in it for 70 hours. The evaluation is made by comparing and quantifying the volume change of the test rubber member after 70 hours.
  • Judgment is a failure (X) if the absolute value of the volume change rate before and after the test is ⁇ 20% or more, and a border line ( ⁇ ), ⁇ 10% or less if ⁇ 10% or more and soil 20% or less. If it is, pass ( ⁇ ).
  • Figure 1 shows a transient operation mode that simulates actual driving in vehicle exhaust gas tests and fuel consumption tests.

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Abstract

動植物油脂および動植物油脂由来成分であるトリグリセリド含有炭化水素を原料として製造された環境低負荷型軽油基材を含有し、ライフサイクルCO2排出特性および酸化安定性に優れ、かつ部材安定性に優れた軽油組成物として、動植物油脂および/または動植物油脂由来成分を含有する原料油類と所定の多孔性無機酸化物並びに該多孔性無機酸化物に担持された周期律表第6A族及び第8族の元素から選ばれる1種以上の金属を含有する触媒とを、水素圧力2~13MPa、液空間速度0.1~3.0h−1、水素油比150~1500NL/L、反応温度150~480℃の条件下で接触させることによって製造される鎖状飽和炭化水素を5~50質量%含有し、かつ接触分解装置より得られる軽油留分を水素化処理して得られる接触分解軽油基材を5~30質量%含有してなる、セタン指数54以上、芳香族含有量が17容量%以上である軽油組成物が提供される。

Description

軽 油 組成 物
[技術分野]
本発明は、 動植物油脂および/または動植物油脂由来成分であるトリグリセリ ド含有炭化水素を原料として製造された環境低負荷型軽油基材を含有し、 かつ接 触分解装置より得られる軽油留分明を水素化処理して得られる接触分解軽油基材を
5〜3 0質量%含有したライフサイクル C〇2排出特性および燃費、 部材影響に 優れた軽油組成物に関するものである。 書
[背景技術]
従来、 軽油の基材としては、 原油の常圧蒸留装置から得られる直留軽油に水素 化精製処理や水素化脱硫処理を施したもの、 原油の常圧蒸留装置から得られる直 留灯油に水素化精製処理や水素化脱硫処理を施したもの等が知られている。 従来 の軽油組成物は上記軽油基材及ぴ灯油基材を 1種または 2種以上配合することに より製造されている。 また、 これらの軽油組成物には、 必要に応じてセタン価向 上剤や清浄剤等の添加剤が配合される (例えば、非特許文献 1 (小西誠一著, 「燃 料工学概論」 , 裳華房, 1 9 9 1年 3月, ρ · 1 3 6— 1 4 4 ) 参照。 ) 。
ところで、 近年、 早急な大気環境改善及び環境負荷低減を目指して、 内燃機関 用燃料である軽油中の硫黄分含有量及び芳香族分含有量の低減が求められている。 また同時に地球温暖化問題に対応するため、 一層の燃費向上に貢献しかつ二酸化 炭素 (C O 2 ) 削減に効果的な燃料性状が求められており、 その解決手段の 1つ として合成燃料や再生可能エネルギーであるパイォディーゼル燃料 (以降 B D F とも表記する。 ) を代替燃料として用いることが検討されている。
現在 B D Fと称される燃料は、 主として天然の動植物油脂を原料にした脂肪酸 アルキルエステル混合物であり、 排出ガス中のすす生成寄与度が大きいとされて いる芳香族化合物分や排出ガス後処理触媒への被毒等の影響が大きいとされてい る硫黄分をほとんど含まず、 またそれ自身が分子中に酸素を持った含酸素化合物 であるため、 代替燃料の有力な候捕として着目されている。 また、 植物由来であ ることから再生可能エネルギーと位置づけられているため、 1 9 9 7年に締結さ れた国際間での二酸化炭素削減プロトコル、 いわゆる京都議定書においては B D F起因の二酸化炭素は排出量として計上されないルールである点も、 B D Fは政 策的なメリットとして有している (例えば、 特許文献 1 (特開 2 0 0 4— 1 8 9 8 8 5号公報) 参照。 ) 。
しかしながら、 天然の動植物油脂を原料とした脂肪酸アルキルエステルは本来 重質な成分が多く、 エンジン燃焼等における燃え切り性が悪くなり、 燃焼時の未 燃炭化水素排出を増加させる懸念がある。 また、 脂肪酸アルキルエステルは分子 中に酸素を含有する構造であり、 さらにはその構造中に不飽和脂肪酸基を多く含 有する脂肪酸アルキルエステルの場合は、 その化学組成上酸化安定性に劣り、 色 相の劣化ゃスラッジの生成およびエンジン部材への悪影響が懸念されている。 更 には、 脂肪酸アルキルエステルを精製する際の原料である脂肪酸グリセライド、 アルキルアルコール及び副生成物であるグリセリン混合物はエステル交換反応後 の工程で十分に除去することが困難であり、 エンジン部材ゃ燃料噴射系への悪影 響だけでなく、 潤滑部等でエンジンオイルと接触した際にオイル側の性能を著し く低下せしめる可能性が極めて懸念されているものである。
さらに近年石油系燃料の需要構造の変化により従来主に重油用基材として用い られてきた接触分解装置から得られる軽油留分が余剰になると見込まれており、 この接触分解装置から得られる軽油留分の有効利用が検討されている。
従って、 有害排気成分の低減と共にライフサイクルにおける C O 2を低減し、 燃費を向上させ、 部材影響に優れた軽油組成物の提供に関して、 天然の動植物油 脂を原料にした脂肪酸アルキルエステル混合物の使用では、 これらの性能改善を 同時に達成することはできない。 さらに、 これらのエンジン性能は他の燃料性状 とも密接に関連するため、 これらの要求性能を高水準で同時に達成できる高品質 の燃料を設計することは非常に困難であり、 なおかつ市販燃料油として求められ ている諸性能を十分満たし、 また現実的な製造方法の検討を踏まえた例、 知見は 存在していない。
[発明の開示]
本発明は、 かかる実状に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 動植物油脂 - および動植物油脂由来成分であるトリグリセリ ド含有炭化水素を原料として製造 された環境低負荷型軽油基材を含有し、 かつ接触分解装置より得られる軽油留分 を水素化処理して得られる接触分解軽油基材を 5〜 30質量%含有したライフサ ィクル C Ο 2排出特性ならびに燃費、 部材影響に優れた軽油組成物を提供するこ とにある。
本発明者らは ·、 上記課題を解決するために鋭意研究した結果、 本発明を完成す るに至った。
すなわち本発明は、 動植物油脂および/または動植物油脂由来成分を含有する 原料油類とアルミニウム、 ケィ素、 ジルコニウム、 ホウ素、 チタン及びマグネシ ゥムから選ばれる 2種以上の元素を含んで構成される多孔性無機酸化物並びに該 多孔性無機酸化物に担持された周期律表第 6 Α族及び第 8族の元素から選ばれる 1種以上の金属を含有する触媒とを、 水素圧力 2〜13MP a、 液空間速度 0. 1 ~ 3. 0 h 1、水素油比 1 50〜1 500 NL/L、反応温度 1 50〜 480 °C の条件下で接触させることによって製造される鎖状飽和炭化水素を 5〜 50質 量%含有し、 かつ接触分解装置より得られる軽油留分を水素化処理して得られる 接触分解軽油基材を 5〜30質量%含有してなる、 セタン指数 54以上、 芳香族 含有量が 1 7質量%以上である軽油組成物に関する。
また本発明は、 硫黄含有量が 10質量 p pm以下、 酸価が 0. l OmgKOH Zg以下、 蒸留性状の 90%留出温度が 280°C以上 350°C以下であることを 特徴とする前記記載の軽油組成物に関する。
また本発明は、 前記鎖状飽和炭化水素は炭素数 15から 18までの鎖状飽和炭 化水素を 50質量%以上含有し、脂肪酸アルキルエステル含有量が 2質量%以下、 遊離脂肪酸含有量が 1質量%以下、 ナトリウム、 カリウム、 カルシウム、 マグネ シゥムの金属分の合計が 10質量 p pm以下、 硫黄含有量が 3質量 p pm以下、 酸素含有量が 1質量%以下、 水分が 500容量 p pm以下の含炭化水素混合留分 であることを特徴とする前記記載の軽油組成物に関する。
[発明の効果]
本発明によれば、 動植物油脂おょぴ動植物油脂由来成分であるトリグリセリ ド 含有炭化水素を原料として製造された環境低負荷型軽油基材を含有し、 かつ接触 . 分解装置より得られる軽油留分を含有することにより、 従来の軽油組成物では実 現が困難であったライフサイクル C O 2排出特性ならびに燃費、 酸化安定性に優 れ、 かつ部材安定性に優れた軽油組成物を提供することができる。
[発明を実施するための最良の形態]
以下、 本発明について詳細に説明する。
本発明の軽油組成物の構成成分として、 動植物油脂および/または動植物油脂 由来成分を含有する原料油類と、アルミニウム、ケィ素、ジルコニウム、ホウ素、 チタン及びマグネシゥムから選ばれる 2種以上の元素を含んで構成される多孔性 無機酸化物並びに該多孔性無機酸化物に担持された周期律表第 6 A族及び第 8族 の元素から選ばれる 1種以上の金属を含有する触媒とを、 水素圧力 2〜1 3 M P a、 液空間速度 0 . :!〜 3 . 0 h _ 1、 水素油比 1 5 0〜 1 5 0 0 N L // L、 反応 温度 1 5 0〜4 8 0 °Cの条件下で接触させることによって製造される鎖状飽和炭 化水素留分からなる環境低負荷型軽油基材ぉよび接触分解装置より得られる軽油 留分を水素化処理することによつて製造される炭化水素混合留分の接触分解軽油 基材が用いられる。
本発明にかかる環境低負荷型軽油基材とは、 所定の原料油を水素化処理して得 られる低硫黄の軽油留分、 灯油留分、 若しくはそれらの混合物である。
該原料油としては、 動植物油脂および/または動植物油脂由来成分を含有した 原料油類であることが必要である。 本発明における動植物油脂およぴ または動 植物油脂由来成分を含有した原料油類とは、 天然もしくは人工的に生産、 製造さ れる動植物油脂、 動植物油脂成分および/またはこれらの油脂を由来して生産、 製造される成分、 これらの油脂製品の性能を維持、 向上させる目的で添加される 成分を示している。 動物油脂および動物油の原料としては、 牛脂、 牛乳脂質 (バ ター) 、 豚脂、 羊脂、 鯨油、 魚油、 肝油等が挙げられ、 植物油脂および植物油原 料としては、 ココヤシ、 パームヤシ、 ォリーブ、 べにばな、 菜種 (菜の花) 、 米 ぬか、 ひまわり、 綿実、 とうもろこし、 大豆、 ごま、 アマ二、 ャトルファ等の種 子部及びその他の部分が挙げられるが、 これ以外の油脂、 油であっても使用に問 題はない。 これらの原料油に関してはその状態が固体、 液体であることは問わな いが、 取り扱いの容易さおよび二酸化炭素吸収能や生産性の高さから植物油脂、 植物油を原料とする方が好ましい。 また、 本発明においては、 これらの動物油、 植物油を民生用、 産業用、 食用等で使用した廃油も雑物等の除去工程を加えた後 に原料とすることができる。 また、 プラスチックや溶剤等の化学品由来の成分も 雑物等の除去工程を加えた後に原料とすることができる。
これらの原料油類中に含有されるグリセライド化合物の脂肪酸基部分の代表的 な組成としては、 飽和脂肪酸と称する分子構造中に不飽和結合を有しない脂肪酸 である酪酸 (C3H7COOH) 、 カプロン酸 (CsH COOH) 、 力プリル酸 (C7H15COOH) 、 力プリン酸 (C9H19COOH) 、 ラウリン酸 (CnHg 3COOH) 、 ミ リスチン酸 (C13H27COOH) 、 パルミチン酸 (C15H31 COOH) 、 ステアリン酸 (C17H35COOH) 、 及び不飽和結合を 1つもしく は複数有する不飽和脂肪酸であるォレイン酸 (C17H33COOH) 、 リノール酸 (C17H31COOH) 、 リ ノレン酸 (C17H29COOH) 、 リシノレン酸 (じ 7H32 (OH) COOH) 等が挙げられる。 自然界の物質におけるこれら脂肪酸 基の炭化水素部は一般に直鎖であることが多いが、 本発明において本発明で規定 する性状を満たす限りで、 側鎖を有する構造、 すなわち異性体であっても使用す ることができる。 また、 不飽和脂肪酸基における分子中の不飽和結合の位置も、 本発明において本発明で規定する性状を満たす限りで、 自然界で一般に存在確認 されているものだけでなく、 化学合成によって任意の位置に設定されたものも使 用することができる。
動植物油脂および動植物油脂由来成分はこれらの脂肪酸基を 1種または複数種 有しており、 原料によってその有する脂肪酸基は異なっている。 例えば、 ココャ シ油はラウリン酸、 ミリスチン酸等の飽和脂肪酸基を比較的多く有しているが、 大豆油はォレイン酸、 リノール酸等の不飽和脂肪酸基を多く有している。
これらの原料油類には、 動植物油脂およぴ または動植物油脂由来成分が主と してォレイン酸およびリノール酸の脂肪酸基を有するグリセライドを含有し、 こ れらのグリセライドの合計が 40質量。 /0以上であることが好ましく、 また動植物 油脂および または動植物油脂由来成分が主としてォレイン酸、 リノール酸およ ぴパルミチン酸の脂肪酸基を有するグリセライドを含有するものであり、 それら のグリセライドの合計が 80質量%以上である原料油類であることが好ましい。 原料油類がこの範囲にあると、 ライフサイクル二酸化炭素の低減能が向上すると 共に、 環境低負荷型軽油基材をより容易に製造することができる。 なお、 このよ うな性状を有する代表的な植物油として、 パーム油、 菜種油、 大豆油などが挙げ られる。
また、 原料油類としては 2 5 0 °C以上の留分を含有していることが好ましく、 3 0 0 °C以上の留分を含有していることがより好ましく、 3 6 0 °C以上の留分を 含有していることが更に好ましい。 沸点が 2 5 0 °C以上の留分を含有していない 場合には、 製造時にガス分の生成が増加するため液生成物の収率が減少し、 ライ フサイクル二酸化炭素が増加する恐れがある。
本発明における環境低負荷型軽油基材は、 動植物油脂および/または動植物油 脂由来成分を含有する原料油類と、 アルミニウム、 ケィ素、 ジルコニウム、 ホウ 素、 チタン及びマグネシウムから選ばれる 2種以上の元素を含んで構成される多 孔性無機酸化物並びに該多孔性無機酸化物に担持された周期律表第 6 A族及び第 8族の元素から選ばれる 1種以上の金属を含有する水素化処理触媒とを、 水素圧 力 2〜 1 3 M P a、 液空間速度 0 . 1〜3 . 0 h 1、 水素油比 1 5 0〜 1 5 0 0 N L / L、 反応温度 1 5 0〜4 8 0 °Cの条件下で水素化処理を行うことにより得 られる。
水素化処理触媒としては、 アルミニウム、 ケィ素、 ジルコニウム、 ホウ素、 チ タン及ぴマグネシウムから選ばれる 2種以上の元素を含んで構成される多孔性無 機酸化物並びに該多孔性無機酸化物に担持された周期律表第 6 A族及び第 8族の 元素から選ばれる 1種以上の金属を含有する触媒が用いられる。
水素化処理触媒の担体としては、 アルミニウム、 ケィ素、 ジルコニウム、 ホウ 素、 チタン及ぴマグネシウムから選ばれる 2種以上の元素を含んで構成される多 孔性の無機酸化物が用いられる。 一般的にはアルミナを含む多孔性無機酸化物で あり、 その他の担体構成成分としてはシリカ、 チタニア、 ジルコユア、 ポリア、 マグネシアなどが挙げられる。 望ましくはアルミナとその他構成成分から選ばれ る少なくとも 1種類以上を含む複合酸化物である。また、このほかの成分として、 リンを含んでいてもよい。 アルミナ以外の成分の合計含有量は 1〜2 0質量%で あることが好ましく、 2〜1 5質量0 /0であることがより望ましい。 含有量が 1質 量%に満たない場合、 十分な触媒表面積を得ることが出来ず、 活性が低くなる恐 れがあり、 含有量が 2 0質量%を超える場合、 担体の酸性質が上昇し、 コーク生 成による活性低下を招く恐れがある。 リンを担体構成成分として含む場合には、 その含有量は、 酸化物換算で 1〜 5質量。 /0であることが望ましく、 2〜3 . 5質 量%であることがさらに望ましい。
アルミナ以外の担体構成成分である、 シリカ、チタニア、 ジルコユア、 ポリア、 マグネシアの前駆体となる原料は特に限定されず、 一般的なケィ素、 チタン、 ジ ルコニゥム、 ボロン、 マグネシウムを含む溶液を用いることができる。 例えば、 ケィ素についてはケィ酸、 水ガラス、 シリカゾルなど、 チタンについては硫酸チ タン、 四塩化チタンや各種アルコキサイ ド塩など、 ジルコニウムについては硫酸 ジルコニウム、 各種アルコキサイ ド塩など、 ボロンについてはホウ酸など、 マグ ネシゥムについては硝酸マグネシウムなどを用いることができる。リンとしては、 リン酸あるいはリン酸のアルカリ金属塩などを用いることができる。
これらのアルミナ以外の担体構成成分の原料は、 担体の焼成より前のいずれか の工程において添加する方法が望ましい。 例えば、 予めアルミニウム水溶液に添 加した後にこれらの構成成分を含む水酸化アルミニゥムゲルとしてもよく、 調合 した水酸化アルミニウムゲルに添加してもよく、 あるいは市販のアルミナ中間体 やべ一マイ トパウダーに水あるいは酸性水溶液を添加して混練する工程に添加し てもよいが、 水酸化アルミニウムゲルを調合する段階で共存させる方法がより望 ましい。 これらのアルミナ以外の担体構成成分の効果発現機構は解明できていな いが、 アルミ-ゥムと複合的な酸化物状態を形成していると思われ、 このことが 担体表面積の増加や、 活性金属となんらかの相互作用を生じることにより、 活性 に影響を及ぼしていることが考えられる。
水素化処理に用いる触媒の活性金属としては、 周期律表第 6 A族および第 8族 金属から選ばれる少なく とも一種類の金属が用いられる。第 6 A族金属としては、 M o、 Wなどが挙げられ、 第 8族金属としては N i、 C o、 P d、 P t、 R h、 I r、 A uなどが挙げられる。
水素化処理触媒としては、 第 6 A族および第 8族から選択される二種類以上の 金属を含有するものが特に好ましい。 例えば、 第 6 A族金属と第 8族金属との組 み合わせ、 第 8族金属同志の組み合わせなどが挙げられる。
第 6 A族金属と第 8族金属の組み合わせとしては、 例えば、 C o—M o、 N i — M o、 N i—C o—M o、 N i— W、 C o— W、 C o— N i— Wなどの組み合 わせを挙げることができる。 これらのうち、 C o—Mo、 N i—Mo、 N i— C o一 Mo、 N i一 Wの組み合わせがより好ましレ、。なお、水素化処理に際しては、 これらの金属を硫化状態に転換して使用するのが好ましい。
第 8族金属同志の組み合わせとしては、 例えば、 P d— P t、 P d— I r、 P d— Rh、 P d— Au、 P d— N i、 P t— Rh、 P t— I r、 P t— Au、 P t一 N i、 Rh— I r、 Rh— Au、 Rh—N i、 I r—Au、 I r— N i、 A u— N i、 P d— P t— Rh、 P d— P t— I r、 P t— P d— N iなどの組み 合わせを挙げることができる。 これらのうち、 P d— P t、 P d— N i、 P t - N i、 P d— I r、 P t— Rh、 P t— I r、 Rh— I r、 P d— P t— Rh、 P d— P t— N i、 P d— P t— I rの組み合わせがより好ましい。 なお、 水素 化処理に際しては、 これらの金属を還元状態に転換して使用するのが好ましい。 活性金属を担体に担持させる方法は特に限定されず、 通常の水素化触媒を製造 する際に適用される公知の方法を用いることができる。 通常は、 活性金属の塩を 含む溶液を触媒担体に含浸する方法が好ましく採用される。 また平衡吸着法、 P o r e— r i 1 1 i n g法、 I n c i p i e n t— we t n e s s feなども好ま しく採用される。 例えば、 P o r e— f i 1 1 i n g法は、 担体の細孔容積を予 め測定しておき、 これと同じ容積の金属塩溶液を含浸する方法であるが、 含浸方 法は特に限定されるものではなく、 金属担持量や触媒担体の物性に応じて適当な 方法で含浸することができる。 また、 複数の金属を担持する場合には混合溶液を 用いて同時に担持してもよく、 または単独溶液を用いて逐次担持してもよい。 金 属溶液は水溶液でもよく有機溶剤を用いてもよい。
金属担持は、 構成されている多孔質担体の調製全工程終了後に行ってもよく、 多孔質担体調製中間工程における適当な酸化物、 複合酸化物に予め担持した後に 更なるゲル調合工程あるいは加熱濃縮、 混練を行ってもよい。
活性金属の担持量は特に限定されないが、 触媒質量に対し金属量合計で 0. 1 〜 1 0質量%であることが好ましく、 より好ましくは 0. 1 5〜5質量%、 さら に好ましくは 0. 2〜3質量0 /0である。
触媒は、 水素気流下において予備還元処理を施した後に用いるのが好ましい。 一般的には水素を含むガスを流通し、 200°C以上の熱を所定の手順に従って与 えることにより触媒上の活性金属が還元され、水素化活性を発現することになる。 原料油の水素化処理条件としては、 水素圧力 2〜1 3 M P a、 液空間速度 0 . 1〜3 . 0 h ~ 水素ノ油比 1 5 0〜1 5 0 0 N L Z Lの条件で行われることが 望ましく、 水素圧力 3〜1 2 M P a、 液空間速度 0 . 2〜2 . O h 1、 水素油比 2 0 0〜: 1 2 0 0 N L Z Lといった条件がより望ましく、 水素圧力 4〜 1 0 . 5 M P a、 液空間速度 0 . 2 5〜1 . 0 h 1、 水素油比 3 0 0〜: L 0 0 0 N L L といった条件がさらにより望ましい。 これらの条件はいずれも反応活性を左右す る因子であり、 例えば、 水素圧力および水素/油比が前記下限値に満たない場合 には反応性の低下や急速な活性低下を招く恐れがあり、 水素圧力おょぴ水素/油 比が前記上限値を超える場合には圧縮機等の過大な設備投資を要する恐れがある。 液空間速度は低いほど反応に有利な傾向にあるが、 前記下限未満の場合は極めて 大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となる傾向にあり、 他方、 前記上 限を超えている場合は反応が十分進行しなくなる傾向にある。
反応温度は目的とする原料油重質留分の分解率あるいは目的とする留分収率を 得るため 1 5 0〜4 8 0 °Cの範囲が好ましく、 望ましくは 2 2 0〜4 0 0 °C、 さ らに望ましくは 2 6 0〜3 6 0 °Cの範囲に設定する。 反応温度が前記下限値に満 たない場合には、 反応が十分に進行しなくなる恐れがあり、 前記上限値を超える 場合には過度に分解が進行し、 液生成物留率の低下を招く傾向にある。
反応器形式は、 固定床方式であってもよい。 すなわち、 水素は原料油に対して 向流または並流のいずれの形式をとることもでき、 また、 複数の反応塔を有し向 流、 並流を組み合わせた形式のものでもよい。 一般的な形式としてはダウンフロ 一であり、 気液双並流形式を採用することができる。 また、 反応器は単独または 複数を組み合わせてもよく、 一つの反応器内部を複数の触媒床に区分した構造を 採用しても良い。 本発明において、 反応器内で水素化精製された留出油は気液分 離工程、 精留工程等を経て所定の留分に分画される。 このとき、 反応に伴い生成 する水分あるいは原料油に硫黄分が含まれている場合には硫化水素が発生する可 能性があるが、 複数の反応器の間や生成物回収工程に気液分離設備やその他の副 生ガス除去装置を設置しても良い。
一般的に水素ガスは加熱炉を通過前あるいは通過後の原料油に随伴して最初の 反応器の入口から導入するが、 これとは別に、 反応器内の温度を制御するととも に、 できるだけ反応器内全体に渡って水素圧力を維持する目的で触媒床の間ゃ複 . 数の反応器の間に導入してもよい。 このようにして導入される水素をタエンチ水 素と呼称する。 このとき、 原料油に随伴して導入する水素に対するクェンチ水素 との割合は望ましくは 1 0〜6 0容量%、 より望ましくは 1 5〜 5 0容量。 /0であ る。 タエンチ水素の割合が前記下限値より低い場合には後段反応部位での反応が 十分進行しない恐れがあり、 前記上限値を超える場合には反応器入口付近での反 応が十分進行しない恐れがある。
さらに、 上記の触媒 (水素化処理触媒) 以外に、 必要に応じて被処理油に随伴 して流入するスケール分をトラップしたり触媒床の区切り部分で水素化処理触媒 を支持したりする目的でガード触媒、脱金属触媒、不活性充填物を用いてもよい。 なお、 これらは単独又は組み合せて用いることができる。
本発明にかかる接触分解軽油基材とは、 所定の原料油を水素化処理して得られ る低硫黄の軽油留分、 灯油留分、 若しくはそれらの混合物である。 該原料油とし ては、 接触分解装置より得られた軽油留分であることが必要である。
原料油として用いられる接触分解装置より得られた軽油留分とは、 常圧蒸留装 置より得られる常圧残油や減圧蒸留装置より得られる減圧残油などを原料とし、 接触分解装置にて、 例えば、 超安定 Υ型ゼォライトを 1 0〜5 0質量%含有する 触媒を用いて、 反応帯域の出口温度 4 8 0〜5 4 0 °C、 触媒ノ油比 4〜1 2 w t /w t、 反応圧力 1〜3 k g c m 2 G、 上記原料油と上記触媒との接触時間 1 〜 3秒の条件下で処理することにより得られる軽油留分のことである。
また、 原科油としては、 接触分解装置より得られた軽油留分にその他の石油系 炭化水素留分を混合しているものを用いてもよい。
石油系炭化水素を混合する場合、 石油系炭化水素留分の比率は原料油全体の容 量に対して 1 0〜 9 9容量%が望ましく、 3 0〜9 9容量。 /0がより望ましく、 6 0〜9 8容量。/0がさらにより望ましい。 石油系炭化水素留分の比率が前記下限値 に満たない場合には、副生する水の処理に要する設備が必要となる可能性があり、 石油系炭化水素留分の比率が前記上限値を超える場合にはライフサイクル二酸化 炭素削減の観点からは好ましくない。
該石油系炭化水素留分としては、 原油の常圧蒸留装置から得られる直留軽油、 常圧蒸留装置から得られる直留重質油や残查油を減圧蒸留装置で処理して得られ る減圧軽油、 減圧重質軽油あるいは脱硫重油を水素化分解して得られる水素化分 解軽油、 これらの石油系炭化水素を水素化精製して得られる水素化精製軽油若し くは水素化脱硫軽油等が挙げられるが、 ライフサイクル二酸化炭素低減の観点で 重質な直留軽油や減圧軽油が好ましい。
原料油類の水素化処理条件としては、水素圧力 2〜 1 3 M P a、液空間速度(L H S V) 0 . :!〜 3 . 0 h 1、 水素ノ油比 1 5 0〜2 0 0 0 N L Z Lといった条 件で行われることが望ましく、水素圧力 3〜1 2 M P a、液空間速度 0 . 2〜2 . 8 h ~ 水素ノ油比 2 0 0〜: 1 8 0 0 N L / Lといった条件がより望ましく、 水 素圧力 4〜: L I M P a、 液空間速度 0 . 3〜2 . 7 h 1、 水素ノ油比 3 0 0〜 1 6 0 0 N L Z Lといった条件がさらにより望ましい。 これらの条件はいずれも反 応活性を左右する因子であり、 例えば、 水素圧力および水素 油比が前記下限値 に満たない場合には反応性の低下や急速な活性低下を招く恐れがあり、 水素圧力 および水素ノ油比が前記上限値を超える場合には圧縮機等の過大な設備投資を要 する恐れがある。 液空間速度は低いほど反応に有利な傾向にあるが、 前記下限未 満の場合は極めて大きな反応塔容積が必要となり過大な設備投資となる傾向にあ り、 他方、 前記上限を超えている場合は反応が十分進行しなくなる傾向にある。 本発明にかかる接触分解においては、 単一の水素化処理触媒もしくは二段層に 構成した水素化処理触媒 (前段触媒および後段触媒) で原料油を処理することが できる。 二段層に構成する場合は、 前段触媒によって留出油に含まれる酸素分、 硫黄分を減少せしめ、 後段触媒で分解反応による任意の留分を得ることを目的と するものであり、 前段触媒容量と後段触媒容量はそれぞれ任意に設定することが できる。 二段層の場合は、 全水素化処理触媒容量に対する前段触媒容量の比率と しては 1 0〜9 0容量。 /0が望ましく、 2 5〜 7 5容量%がより望ましい。 前段触 媒容量の比率が前記下限値に満たない場合には、 前段触媒によって処理された留 出油中の酸素分含有量を十分低下することが出来ず、 前記上限値を超える場合に は、 反応が十分に進行しなくなる恐れがある。
前段触媒によって処理された留出油に含まれる酸素分は原料油類に含まれる酸 素分に対して 4 0重量%以下に減少させることが望ましく、 3 0重量%以下であ ることがより望ましい。 水素化処理触媒と接触する留出油中の酸素分は触媒活性 点を被毒するため、 前段触媒と接触後の留出油中の酸素分が 4 0重量%を超える 場合には十分な活性が得られない傾向がある。 また、 原料油類の硫黄分含有量を 1 0質量 p p m以下に制御しうる場合には、 周期律表第 8族金属から選ばれる少なくとも 1種類の金属を使用することができ る。 好ましくは R u、 R d、 I r、 P dおよび P tから選ばれる少なく とも 1種 類であり、 さらに好ましくは P dまたは/およぴ P tである。 活性金属としては これらの金属を組み合わせたものでよく、 例えば、 P t— P d、 P t— R h、 P t一 R u、 I r一 P d、 I r一 R h、 I r一 R u、 P t— P d— R h、 P t— R h— R u、 I r— P d— R h、 I r一 R h— R uなどの組み合わせを採用するこ とができる。
水素化処理触媒およぴ水素化処理前段触媒の担体としては多孔性の無機酸化物 が用いられる。 一般的にはアルミナを含む多孔性無機酸化物であり、 その他の担 体構成成分としてはシリカ、 チタニア、 ジルコニァ、 ポリア、 ケィ素、 マグネシ ゥムなどが挙げられる。 望ましくはアルミナとその他構成成分から選ばれる少な くとも 1種類以上を含む複合酸化物である。 また、 このほかの成分として、 リン を含んでいてもよい。 アルミナ以外の成分の合計含有量は 1〜2 0重量%である ことが好ましく、 2〜 1 5重量%であることがより望ましい。 含有量が 1重量% に満たない場合、 十分な触媒表面積を得ることが出来ず、 活性が低くなる恐れが あり、 含有量が 2 0重量%を超える場合、 担体の酸性質が上昇し、 コーク生成に よる活性低下を招く恐れがある。 リンを担体構成成分として含む場合には、 その 含有量は、 酸化物換算で 1〜 5重量%であることが望ましく、 2〜3 . 5重量% であることがさらに望ましい。
アルミナ以外の担体構成成分である、 シリカ、チタニア、 ジルコユア、 ポリア、 マグネシアの前駆体となる原料は特に限定されず、 一般的なケィ素、 チタン、 ジ ルコユウム、 ボロン、 マグネシウムを含む溶液を用いることができる。 例えば、 ケィ素についてはケィ酸、 水ガラス、 シリカゾルなど、 チタンについては硫酸チ タン、 四塩化チタンや各種アルコキサイ ド塩など、 ジルコニウムについては硫酸 ジルコニウム、 各種アルコキサイ ド塩など、 ボロンについてはホウ酸など、 マグ ネシゥムについては硝酸マグネシウムなどを用いることができる。リンとしては、 リン酸あるいはリン酸のアルカリ金属塩などを用いることができる。
これらのアルミナ以外の担体構成成分の原料は、 担体の焼成より前のいずれか の工程において添加する方法が望ましい。 例えば、 予めアルミニウム水溶液に添 加した後にこれらの構成成分を含む水酸化アルミニゥムゲルとしてもよく、 調合 した水酸化アルミニウムゲルに添加してもよく、 あるいは市販のアルミナ中間体 やべ一マイトパウダーに水あるいは酸性水溶液を添加して混練する工程に添加し てもよいが、 水酸化アルミニウムゲルを調合する段階で共存させる方法がより望 ましい。 これらのアルミナ以外の担体構成成分の効果発現機構は解明できていな いが、 アルミニウムと複合的な酸化物状態を形成していると思われ、 このことが 担体表面積の増加や、 活性金属となんらかの相互作用を生じることにより、 活性 に影響を及ぼしていることが考えられる。
水素化処理触媒および水素化処理前段触媒の活性金属としては、 周期律表第 6 A族および第 8族金属から選ばれる少なくとも一種類の金属を含有し、 望ましく は第 6 A族おょぴ第 8族から選択される二種類以上の金属を含有している。 例え ば、 C o— Mo、 N i— Mo、 N i— C o_Mo、 N i—Wなどが挙げられ、 水 素化前処理に際しては、 これらの金属を硫化物の状態に転換して使用する。 活性金属の含有量は、 例えば、 Wと Moの合計担持量は、 望ましくは酸化物換 算で'触媒重量に対して 1 2〜35重量%、 より望ましくは 1 5〜30重量%であ る。 Wと Moの合計担持量が前記下限値に満たない場合、 活性点数の減少により 活性が低下する可能性があり、 前記上限値を超える場合には、 金属が効果的に分 散せず、 同様に活性の低下を招く可能性がある。 また、 C oと N iの合計担持量 は、 望ましくは酸化物換算で触媒重量に対して 1. 5〜10重量%、 より望まし くは 2〜8重量%である。 コバルトとニッケルの合計担持量が 1. 5重量。 /0未満 の場合には充分な助触媒効果が得られず活性が低下してしまう恐れがあり、 1 0 重量%より多い場合には、 金属が効果的に分散せず、 同様に活性を招く可能性が ある。
水素化処理後段触媒としては、 周期律表第 6 A族および第 8族金属から選ばれ る少なくとも一種類の金属を含有し、 望ましくは第 6 A族および第 8族から二種 類以上の金属を含有している。 例えば、 C o— Mo、 N i— Mo、 N i— C o— Mo、 N i—Wなどが挙げられ、 望ましくは N i— Mo、 N i— C o— Mo、 N i一 Wが選ばれる。 水素化処理に際してはこれらの金属を硫化物の状態に転換し て使用する。
水素化処理後段触媒の担体としては、 酸性質を有する無機酸化物が採用される oi-ui が、 シリカ、 アルミナ、 ボリア、 ジルコニァ、 マグネシア、 ゼオライ トのうち少 なくとも二種類を含有していることが望ましい。 例えば、 シリカ一アルミナ、 チ タニア一アルミナ、 ポリア—アルミナ、 ジルコユア一アルミナ、 チタニアージル コニァ一アルミナ、シリカーボリァーアルミナ、シリカージルコ -ァーアルミナ、 シリカ一チタ-ァーアルミナ、 シリカ一チタエアージルコ -ァ一アルミナが望ま しく、 シリカ一アルミナ、 ボリァーアルミナ、 ジルコユア一アルミナ、 チタニア 一ジルコユア一アルミナ、 シリカ—ポリア—アルミナ、 シリカ一ジルコ二ァ―ァ ルミナ、 シリカ一チタユア一アルミナがより望ましく、 シリカ一アルミナ、 シリ カージルコニァ一アルミナがさらにより望ましい。 これらの複合酸化物にゼオラ イ トを含有されていることがもっとも望ましい。 アルミナが含まれる場合、 アル ミナと他の成分との比率は担体に対して任意の割合を取りうるが、 アルミナの含 有量が担体重量の 9 6重量%以下であることが望ましく、 9 0重量。 /0以下である ことがより望ましい。 アルミナ含有量が 9 6重量%を越える場合には、 十分な酸 性質が得られず所定の水素化分解活性を発揮することが難しい傾向にある。
水素化処理後段触媒に用いられるゼォライトの結晶骨格を構成する成分として は、 シリカのほかアルミナ、 チタユア、 ポリア、 ガリウムなどがあるが、 シリカ とアルミナを含むゼォライト、 すなわちアルミノシリケ一トが望ましい。 ゼオラ ィ トの結晶構造には多くの種類が報告されているが、 たとえばフォージャサイ ト 型、 ベータ型、 モルデナイト型、 ペンタシル型などがある。 本発明においては、 十分な水素化分解活性を発揮するという点でフォージャサイ ト型、 ベータ型、 ぺ ンタシル型がより望ましく、 特にフォージャサイ ト型、 ベータ型がさらにより望 ましい。 これらのゼォライトは、 合成開始時の原材料の量論比に応じてアルミナ 含有量を調整したもの、 あるいは所定の水熱処理および/または酸処理を施した ものを用いることができる。 このうち、 水熱処理および/または酸処理により超 安定化した超安定化 Y型がもっとも望ましい。 この超安定化 Y型はゼォライ ト本 来の 2 O A以下のミクロ細孔と呼ばれる微細細孔構造に加え、 2 0〜1 0 0 Aの 範囲に新たな細孔が形成されており油脂成分の酸素分を転換するために良好な反 応場を提供しているものと推察され、 該細孔直径を有する細孔の容積は 0 . 0 3 m l / g以上が望ましく、 0 . 0 4 m 1 Z gがより望ましい。 なお、 ここでいう 細孔容積は、 一般的には水銀圧入法によって求めることができる。 水熱処理条件 としては公知の条件を用いることができる。 超安定化 Y型の物性としては、 シリ 力ノアルミナのモル比率として 1 0〜 1 2 0が好ましく、 1 5〜 7 0がより好ま しく、 2 0〜 5 0がさらにより好ましい。 シリカ アルミナのモル比率が 1 2 0 よりも高い場合酸性質が低く、十分な水素化分解活性を発揮できない恐れがある。 また、 シリカ/アルミナのモル比率が 1 0より低い場合には酸性質が強すぎ、 コ 一ク生成反応を促進することにより急激な活性低下を招く恐れがある。 ゼォライ トの含有量は担体重量に対して 2〜8 0重量%が望ましく、 4〜7 5重量%がよ り望ましい。 ゼォライ ト含有量が前記下限値に満たない場合には水素化分解活性 を発揮できない恐れがあり、 ゼォライ ト含有量が前記上限値を超える場合には酸 性質が強すぎ、 コーク生成反応を促進する恐れがある。
水素化処理触媒および水素化処理前段触媒、 後段触媒のいずれの触媒において も、 活性金属を触媒に含有させる方法は特に限定されず、 通常の水素化処理触媒 を製造する際に適用される公知の方法を用いることができる。 通常は、 活性金属 の塩を含む溶液を触媒担体に含浸する方法が好ましく揉用される。 また平衡吸着 法、 P o r e— f i 1 1 i n g法、 I n c i p i e n t— w e t n e s s法なと も好ましく採用される。 例えば、 P o r e— f i 1 1 i n g法は、 担体の細孔容 積を予め測定しておき、 これと同じ容積の金属塩溶液を含浸する方法であるが、 含浸方法は特に限定されるものではなく、 金属担持量や触媒担体の物性に応じて 適当な方法で含浸することができる。
硫化物への転換に必要となる硫黄化合物の供給方法としては、 原料油類中に含 まれる含硫黄炭化水素化合物を比較的高濃度で含有する軽油基材から供給する方 法、 および含硫黄炭化水素化合物を原料油類に混合して使用する方法、 硫化水素 ガスを原料油類にリサイクル使用する方法などが考えられるが、 本発明はこの方 法によらず使用することが可能である。ここで示した含硫黄炭化水素化合物とは、 具体的には、 スルブイ ド、 ジスルフィ ド、 ポリスルブイ ド、 チオール、 チォフエ ン、 ベンゾチォフェン、 ジベンゾチォフェンおよびこれらの誘導体などが例とし て挙げられる。 これらの含硫黄炭化水素化合物は単一の化合物であってもよく、 あるいは 2種以上の混合物であっても構わない。
本発明の軽油組成物は、 上記のようにして得られた環境低負荷型軽油基材を 5 〜5 0質量%、 および上記のようにして得られた接触分解軽油基材を 5〜3 0質 量。 /0含有するものである。 環境低負荷型軽油基材の含有割合は、 好ましくは 5〜 30質量%であり、 接触分解軽油基材の含有割合は、 好ましくは 5〜20質量% である。
本発明においては、 前記で製造された環境低負荷型軽油基材および接触分解軽 油基材の他に、 原油等から精製された石油系水素化処理油を混合して所定の性能 を満たした軽油組成物を製造することができる。
本発明の軽油組成物における該石油系水素化処理油の含有割合は、 20〜90 質量%であり、 好ましくは 30〜 80質量%である。
該原油等から精製された石油系水素化処理油としては、 原油の常圧蒸留装置か ら得られる直留軽油、 常圧蒸留装置から得られる直留重質油や残査油を減圧蒸留 装置で処理して得られる減圧軽油、 減圧重質軽油あるいは脱硫重油を水素化分解 して得られる水素化分解軽油、 これらの石油系炭化水素を水素化処理して得られ る水素化処理軽油若しくは水素化脱硫軽油等が挙げられる。
これらの石油系水素化処理油は、 所定の条件を満たす範疇で、 複数の軽油留分 基材及ぴ灯油留分基材を配合して構成することができる。 また、 天然ガス、 ァス フアルト、 石炭、 バイオマスなどを原料にして合成される合成軽油等も使用する ことができる。
該石油系水素化処理油の水素化処理は、 石油精製工程において一般的な水素化 脱硫装置を用いて処理を行うことができる。 一般的には軽油留分の場合、 反応温 度 300〜380°C、 水素圧力 3〜8MP a、 LHSVO. 3〜2 h 水素/ 油比 100〜500 NLZLといった条件で行われる。
石油系水素化処理に用いられる触媒は一般的な水素化脱硫用触媒を適用できる。 活性金属としては、 通常、 周期律表第 6 A族および第 8族金属が好ましく用いら れ、 例えば C o— Mo、 N i— Mo、 C o— W、 N i— Wが挙げられる。 担体と してはアルミナを主成分とした多孔質無機酸化物が用いられる。 これらの条件、 触媒は原料油の性状を満たす限りにおいて特に限定されるものではない。
また、 石油系水素化処理油は上述の石油系原料油を水素化触媒の存在下で水素 化処理したものも用いることができる。 水素化処理条件は、 通常、 反応温度 17 0〜320°C、 水素圧力 2〜10MP a、 LHSVO. l〜2 h 水素ノ油比 100〜800NLZLである。 好ましくは反応温度 175°C〜300°C、 水素 . 圧力 2. 5〜8MP a、 LH S V 0. 2〜1. 5 h— 水素/油比 150〜60 ONL/Lであり、 さらに好ましくは反応温度 180°C〜280°C、 水素圧力 3 〜7MP a、 LHSVO. 3〜1. 2 h— 水素ノ油比 150〜500NL/ L である。
石油系原料油の水素化処理に用いる触媒は、 水素化活性金属を多孔質担体に担 持したものである。 多孔質担体としては無機酸化物が挙げられる。 具体的な無機 酸化物としては、 アルミナ、 チタニア、 ジルコユア、 ポリア、 シリカ、 あるいは ゼォライ トがあり、本発明ではこのうちチタニア、ジルコエア、ポリア、シリカ、 ゼォライトのうち少なくとも 1種類とアルミナによって構成されているものがよ い。 その製造法は特に限定されないが、 各元素に対応した各種ゾル、 塩化合物な どの状態の原料を用いて任意の調製法を採用することができる。 さらには一旦シ リカアルミナ、 シリカジルコエア、 アルミナチタニア、 シリカチタニア、 アルミ ナボリアなどの複合水酸化物あるいは複合酸化物を調製した後に、 アルミナゲル やその他永酸化物の状態あるいは適当な溶液の状態で調製工程の任意の工程で添 加して調製してもよい。 アルミナと他の酸化物との比率は多孔質担体に対して任 意の割合を取り得るが、 好ましくはアルミナが 90質量%以下、 さらに好ましく は 60質量%以下、 より好ましくは 40質量。 /0以下である。
石油系原料油の水素化処理に用いる触媒の活性金属としては周期律表第 8族金 属から選ばれる少なくとも 1種類の金属である。 好ましくは Ru、 R d、 I r、 P dおよび P tから選ばれる少なくとも 1種類であり、 さらに好ましくは P dま たは および P tである。 活性金属としてはこれらの金属を組み合わせたもので よく、 例えば P t— P d、 P t—Rh、 P t— Ru、 I r—P d、 I r— Rh、 I r一 Ru、 P t—P d— Rh、 P t— Rh_Ru、 I r一 P d— Rh、 I r - R h— R uなどの組み合わせを採用することができる。
活性金属の担持量は特に限定されないが、 触媒質量に対し金属量合計で 0. 1 〜 10質量%、 好ましくは 0. 15〜5質量%、 さらに好ましくは 0. 2〜3質 量%である。
触媒は、 水素気流下において予備還元処理を施した後に用いるのが好ましい。 一般的には水素を含むガスを流通し、 200°C以上の熱を所定の手順に従って与 えることにより触媒上の活性金属が還元され、水素化活性を発現することになる。 本発明には、 軽油留分の水素化処理油以外にも、 灯油留分の水素化処理油など を用いることができる。 かかる灯油留分は、 所定の原料油を水素化処理して得ら れる灯油留分とすることができる。 該原料油としては、 原油の常圧蒸留により得 られる直留灯油が主であるが、水素化分解軽油と共に製造される水素化分解灯油、 上記の灯油留分を水素化処理して得られる水素化処理灯油を用いることができる。 また、 天然ガス、 アスファルト分、 石炭、 バイオマスなどを原料とする合成灯油 を使用することも可能である。
本発明の水素化処理油灯油留分は、 上述の原料油を水素化触媒の存在下で水素 化処理 (脱硫及び精製) したものを用いることができる。
灯油留分の水素化処理条件は、 通常、 反応温度 220〜350°C、 水素圧力 1 〜6MP a、 LHSV0. 1〜: L O h 水素ノ油比 10〜300NLZLであ る。 好ましくは反応温度 250°C〜340° (:、 水素圧力 2〜5MP a、 LHSV 1〜1 O h 水素 Z油比 30〜200NL/Lであり、 さらに好ましくは反応 度 270°C〜330°C、 水素圧力 2〜4MP a、 LHSV2〜: L O h 水素 Z 油比 50〜200NL/Lである。
本発明は前述の原料油類および製造方法により製造される環境低負荷型軽油基 材を使用する必要があり、 環境低負荷型軽油基材は炭素数 15から 18までの鎖 状飽和炭化水素を 50質量%以上含有し、 脂肪酸アルキルエステル含有量が 2質 量0/。以下、 遊離脂肪酸含有量が 1質量%以下、 ナトリウム、 カリウム、 カルシゥ ム、 マグネシウムの金属分の合計が 10質量 p pm以下、 硫黄含有量が 3質量 p pm以下、 酸素含有量が 1質量%以下、 水分が 500容量 p pm以下である含炭 化水素混合留分でなければならない。
本発明で用いる環境低負荷型軽油基材は、 炭素数 1 5から 18までの鎖状飽和 炭化水素を 50質量%以上含有する必要がある。 鎖状飽和炭化水素とは直鎖飽和 炭化水素 (ノルマルパラフィン類) および側鎖を有する飽和炭化水素 (イソパラ フィン類) の双方を示す。 該基材は炭素数 1 5から 18までの鎖状飽和炭化水素 を 85質量%以上含有することが好ましく、 90質量%以上含有することがさら に好ましい。 炭素数 15から 18までの鎖状飽和炭化水素は着火性、 発熱量、 酸 化安定性に優れた成分であるため、 該基材の含有量がこれに満たない場合は、 ェ ンジン性能や軽油組成物の酸化安定性が悪化する可能性がある。 なお、 ここでいう鎖状飽和炭化水素とは、 GC— TOFMSを用いて得ること ができる。 GC— TOFMSにおいては、 先ず、 試料の構成成分をガスクロマ トグラフィ一により分離し、 分離された各成分をイオン化する。 次いで、 イオン に一定の加速電圧を与えたときの飛行速度がイオンの質量によって異なることに 基づき、 イオンを質量分離し、 イオン検出器への到達時間の違いに基づいて質量 スペクトルを得るものである。 なお、 GC— TOFMSにおけるイオン化法とし ては、 フラグメントイオンの生成を抑制し、 イソパラフィン類の測定精度をより 向上させることができることから、 F Iイオン化法が好ましい。 本発明における測定装置及ぴ測定条件を以下に示す。
(GC部)
装置: HEWLETT PACKARD製、 HP6890 Series GC System & Injector
カラム: A glient HP-5 (30m X 0.32mm s 0.25 ra-f i 1m)
キャリアガス : He、 1. 4mLZ分 (一定流量)
注入口温度: 320 °C
注入モード : スプリ ッ ト (スプリ ッ ト比 = 1 : 1 00)
オーブン温度: 50°Cにて 5分間保持し、 5°CZ分で昇温し、 320°Cにて 6 分間保持する
注入量: 1 L
(TOFMS部)
装置: 日本電子製、 JMS— T 100GC
対抗電極電圧: 1 0. 0 k V
イオン化法: F I + (電界イオン化)
GCインターフェース温度: 250°C
測定質量範囲: 35〜500。 該基材は、酸化安定性確保のために、脂肪酸アルキルエステル含有量が 1質量% 以下であることが必要であり、好ましくは 0. 5質量0 /0以下、より好ましくは 0. 1質量%以下である。 なお、 ここでいう脂肪酸アルキルエステル含有量とは、 表 1に示す条件にて極性カラムを用いたガスクロマトグラフィ一により測定される 基材全量に対する脂肪酸アルキルエステル含有量を示す。 表 1
分析条件
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該基材は、 酸化安定性確保のために、 遊離脂肪酸含有量が 1質量。 /0以下あるこ とが必要であり、 好ましくは 0 . 5質量。 /0以下、 より好ましくは 0 . 1質量%以 下である。 なお、 ここでいう遊離脂肪酸含有量とは、 表 1に示す条件にて極性力 ラムを用いたガスクロマトグラフィーにより測定される基材全量に対する遊離脂 肪酸含有量を示す。
該基材は、 酸化安定性ならびにエンジン内のデポジット生成抑制、 エンジンォ ィルの劣化防止の観点から、 ナトリウム、 カリウム、 カルシウム、 マグネシウム の金属分の合計が 1 0質量 p p m以下であることが必要であり、 8質量 p p m以 下であることが好ましく、 6質量 p p m以下であることがより好ましい。 なお、 ここでいうナトリウム、 カリウム、 カルシウム、 マグネシウムの測定方法には一 般的な元素分析装置を適用することができ、 例えば I C P発光分析装置により測 定される各金属分の濃度を合計して求めることができる。
該基材は、 環境負荷性能を向上し、 使用するエンジンに装着された排出ガス後 処理装置の性能維持のため、 硫黄含有量が 3質量 p p m以下であることが必要で あり、 2質量 p p m以下であることが好ましく、 1質量 p p m以下であることが より好ましい。 なお、 ここでいう硫黄分含有量とは、 J I S K 2 5 4 1 「硫 黄分試験方法」 により測定される軽油組成物全量基準の硫黄分の質量含有量を意 味する。 該基材は、 酸化安定性ならびに燃費向上、 エンジンオイルの劣化防止の観点か ら、 酸素含有量が 1質量%以下であることが必要であり、 0. 5質量%以下であ ることが好ましく、 0. 1質量%以下であることがより好ましい。 なお、 酸素分 含有量は一般的な元素分析装置で測定することができ、 例えば、 試料を白金炭素 上で COに転換し、 あるいはさらに〇〇2に転換した後に熱伝導度検出器を用い て測定することもできる。
該基材は、 酸化安定性ならびに燃費向上、 エンジンオイルの劣化防止の観点か ら、 水分が 500容量 p pm以下であることが必要であり、 300容量 p p m以 下であることが好ましく、 1 00容量 p pm以下であることがより好ましい。 な お、 ここでいう水分とは、 J I S K 2275 「水分試験方法 (原油及ぴ石油 製品) 」 で規定される水分である。
本発明によって製造される軽油組成物は前述の含炭化水素混合留分の環境低負 荷型軽油基材および接触分解軽油基材を用い、 セタン指数 54以上、 芳香族含有 量が 1 7質量%以上であることが必要である。
また、 さらに硫黄含有量 1 0質量 p pm以下、 酸価 0. 1 0mgK〇H/g以 下、 蒸留性状の 90%留出温度が 280°C以上 3 50°C以下であることが好まし レ、。
本発明の軽油組成物の硫黄分含有量は、 エンジンから排出される有害排気成分 低減と排ガス後処理装置の性能向上の点から 1 0質量 p pm以下であることが好 ましく、より好ましくは 5質量 p p m以下、さらに好ましくは 3質量 p p m以下、 特に好ましくは 2質量 p pm以下、 最も好ましくは 1質量 p pm以下である。 な お、 ここでいう硫黄分含有量とは、 J I S K 254 1 「硫黄分試験方法」 に より測定される軽油組成物全量基準の硫黄分の質量含有量を意味する。
本発明の軽油組成物の酸素分含有量は、酸化安定性向上の観点から 0. 5質量% 以下であることが好ましく、 より好ましくは 0. 4質量%以下、 さらに好ましく は 0. 3質量%以下、 特に好ましくは 0. 2質量%以下、 最も好ましくは 0. 1 質量。 /0以下である。 なお、 酸素分含有量は一般的な元素分析装置で測定すること ができ、 例えば、 試料を白金炭素上で COに転換し、 あるいはさらに co2に転 換した後に熱伝導度検出器を用いて測定することもできる。
本発明の軽油組成物におけるセタン指数は、 54以上であることが必要であり、 より好ましくは 56以上である。 セタン指数が 54に満たない場合には、 排出ガ ス中の NOx、 PM及びアルデヒ ド類の濃度が高くなりやすい。 また、 セタン価 の上限に関しては特に制限はないものの、 排ガス中の黒煙低減の観点から、 90 以下であることが好ましく、 88以下であることがより好ましく、 85以下であ ることがさらに好ましい。 また本発明の軽油組成物においては、 必要に応じてセ タン価向上剤を適量配合することができる。 なお、 ここでいぅセタン指数とは、 J I S K 2280 「石油製品一燃料油—オクタン価及びセタン指数試験方法 並びにセタン指数算出方法」 に準拠して算出されるセタン指数を意味する。
本発明の軽油組成物における酸化安定性試験後の過酸化物価については特に制 限はないが、 貯蔵安定性、 部材への適合性の点から、 好ましくは 50質量 p pm 以下であり、 より好ましくは 30質量 p pm以下、 さらに好ましくは 1 0質量 p pm以下である。 なお、 ここでいう酸化安定性試験とは、 ASTM D 2274 — 94に準拠して、 9 5 °C、 酸素バブリング下、 1 6時間の条件で実施するもの であり、 過酸化物価とは石油学会規格 J P I -5 S-46— 96に準拠して測定 される値を意味する。 本発明の軽油組成物には、 全不溶解分や過酸化物価を低減 するために、酸化防止剤や金属不活性剤等の添加剤を適宜添加することができる。 本発明の軽油組成物における酸化安定性試験後の全不溶解分については特に制 限はないが、 貯蔵安定性の点から、 2. Omg/1 0 OmL以下であることが好 ましく、 1. 5mg/l 0 OmL以下であることがより好ましく、 1. Omg/ 1 0 OmL以下であることがさらに好ましく、 0. 5mg/l 0 OmL以下であ ることが特に好ましい。 なお、 ここでいう酸化安定性試験とは、 ASTM D 2 274— 94に準拠して、 9 5 °C、 酸素パブリング下、 1 6時間の条件で実施す るものである。 また、 ここでいう酸化安定性試験後の全不溶解分とは、 前記酸化 安定性試験に準拠して測定される値を意味する。
本発明の軽油組成物における芳香族分含有量は、 自動車部材影響の観点から 1 7容量%以上であることが必要であり、 好ましくは 1 8容量%以上である。 さら に環境負荷低減効果を高め、 NO X及ぴ PM低減の観点から、 25容量%以下で あることが好ましく、 より好ましくは 23容量%以下である。 なお、 本発明でい う芳香族分含有量とは、 社団法人石油学会により発行されている石油学会法 J P I - 5 S-49- 97 「炭化水素タイプ試験方法一高速液体クロマトグラフ法」 に準拠され測定された芳香族分含有量の容量百分率 (容量%) を意味する。
本発明の軽油組成物における蒸留性状としては、 90容量。 /0留出温度が 28 0°C以上 350°C以下であることが好ましい。 90容量%留出温度が前記上限値 を超えると、 PMや微小粒子の排出量が増加し環境負荷低減性能が低下する傾向 にあり、 90容量%留出温度が前記下限値に満たないと、 燃費向上効果が不十分 となり、エンジン出力が低下する傾向にある。そのため、 90容量%留出温度は、 より好ましくは 285 °C以上 345 °C以下、 さらに好ましくは 290 °C以上 34 0°C以下である。
10容量%留出温度には特に制限はないが、 好ましくは 265°C以下、 より好 ましくは 260°C以下である。 10容量%留出温度が前記上限値を超えると、 排 ガス性能が悪化する傾向にある。 また、 10容量%留出温度は、 好ましくは 16 0°C以上、より好ましくは 1 70°C以上、さらに好ましくは 180°C以上である。 10容量%留出温度が前記下限値に満たないと、 エンジン出力や高温時の始動性 が悪化する傾向にある。
なお、 ここでいう 10容量%留出温度、 90容量。 /0留出温度とは、 全て J I S K 2254 「石油製品一蒸留試験方法」 により測定される値を意味する。 本発明の軽油組成物の引火点については特に制限はないが、 安全上の理由によ り 50°C以上であることが好ましく、 54°C以上であることがより好ましく、 5 8°C以上であることがさらに好ましい。 なお、本発明でいう引火点は J I S K 2265 「原油及び石油製品引火点試験方法」 で測定される値を示す。
本発明の軽油組成物の 15°Cにおける密度については特に制限はないが、 発熱 量確保の観点から、 750 k gZm3以上であることが好ましく、 755 k g/ m3以上がより好ましく、 760 k g/m3以上がさらに好ましい。 また、 当該密 度は、 N〇x、 PMの排出量を低減する点から、 850 k g/m3以下であるこ とが好ましく、 845 k g/m3以下がより好ましく、 840 k gZm3以下がさ らに好ましい。 なお、 ここでいう密度とは、 J I S K 2249 「原油及び石 油製品の密度試験方法並びに密度 ·質量 ·容量換算表」 により測定される密度を 意味する。
本発明の軽油組成物は、 HFRR摩耗痕径 (WS 1. 4) が好ましくは 410 m以下、 より好ましくは 400 μ m以下となる潤滑性能を有することが望まし い。 HFRR摩耗痕径 (WS l. 4) が 410 mを超える場合は、 特に分配型 噴射ポンプを搭載したディーゼルエンジンにおいて、 運転中のポンプの駆動トル ク増、 ポンプ各部の摩耗増を引き起こし、 排ガス性能、 微小粒子性能の悪化のみ ならずエンジン自体が破壊される恐れがある。 また、 高圧噴射が可能な電子制御 式燃料噴射ポンプにおいても、 摺動面等の摩耗が懸念される。 なお、 本発明でい う HFRR摩耗痕径 (WS 1. 4) とは、 社団法人石油学会から発行されている 石油学会規格 J P I— 5 S— 50— 98 「軽油一潤滑性試験方法」 により測定さ れる値を意味する。
本発明の軽油組成物の水分含有量については特に制限はないが、 酸化安定性な らぴに燃費向上、 エンジンオイルの劣化防止の観点から、 '500容量 p pm以下 であることが好ましく、 300容量 p pm以下であることがより好ましく、 10 0容量 p pm以下であることがさらに好ましい。 なお、 ここでいう水分とは、 J I S K 2275 「水分試験方法 (原油及び石油製品) 」 で規定される水分で ある。
本発明の軽油組成物の 30°Cにおける動粘度については特に制限はないが、 2. 5mm2Zs以上であることが好ましく、 2. 7 mm2/ s以上であることがより 好ましく、 2. 9 mm2/ s以上であることがさらに好ましい。 当該動粘度が 2. 5 mm2/ sに満たない場合は、 燃料噴射ポンプ側の燃料噴射時期制御が困難と なる傾向にあり、 またエンジンに搭載された燃料噴射ポンプの各部における潤滑 性が損なわれるおそれがある。 また、 本発明の軽油組成物の 30°Cにおける動粘 度は 5 mm2/ s以下であることが好ましく、 4. 7 mm 2 s以下であることが より好ましく、 4. 5 mrr^Zs以下であることがさらに好ましい。 当該動粘度 が 5mm2/sを超えると、 燃料噴射システム内部の抵抗が増加して噴射系が不 安定化し、 排出ガス中の NO x、 PMの濃度が高くなつてしまう。 なお、 ここで いう動粘度とは、 J I S K 2283 「原油及ぴ石油製品一動粘度試験方法及 ぴ粘度指数算出方法」 により測定される動粘度を意味する。
本発明の軽油組成物における 10%残油の残留炭素分については特に制限はな いが、 微小粒子や ΡΜ低減の観点、 並びにエンジンに搭載される排ガス後処理装 置の性能維持の観点から、 0. 1質量%以下であることが好ましく、 0. 08質 量%以下であることがより好ましく、 0. 06質量。 /0以下であることがさらに好 ましい。 なお、 ここでいう 10%残油の残留炭素分とは、 J I S K 2270 「原油及び石油製品一残留炭素分試験方法」 により測定される 10%残油の残留 炭素分を意味する。
本発明の軽油組成物においては、 灰分の含有量が 0. 01質量%未満であるこ とが好ましい。 灰分の含有量が前記上限値を超えると、 エンジンでの燃焼過程中 に灰分が ΡΜの核となり、 ΡΜ全体の量及ぴナノ粒子の量が増加してしまう。 ま た、 灰分のまま排出された場合であっても、 灰分が排ガス後処理装置に堆積して しまい、 後処理装置の性能低下を招いてしまうことがある。 さらには、 燃料噴射 系に対する悪影響も考えられる。 なお、 本発明でいう灰分とは、 J I S Κ 2 272 「原油及び石油製品の灰分並びに硫酸灰分試験方法」 によって測定される 値を意味する。
また、 本発明の軽油組成物の全酸価は 0. lmgKOHZg以下であることが 好ましい。 全酸価は混合物内の遊離脂肪酸量を示しているため、 この値が大きい と酸性化合物による部材への悪影響が懸念される。 そのため、 全酸価は 0. lm g KOH/g以下であることが好ましく、 0. 05mgKOH/g以下であるこ とがより好ましく、 0. 03mgKOHZg以下であることがさらに好ましい。 なお、 ここでいう全酸価とは、 J I S K 2501 「石油製品及び潤滑油一中 和価試験方法」 により測定される全酸価を意味する。
本発明の軽油組成物においては、 必要に応じてセタン価向上剤を適量配合し、 得られる軽油組成物のセタン価を向上させることができる。
セタン価向上剤としては、 軽油のセタン価向上剤として知られる各種の化合物 を任意に使用することができ、 例えば、 硝酸エステルや有機過酸化物等が挙げら れる。 これらのセタン価向上剤は、 1種を単独で用いてもよく、 2種以上を組み 合わせて用いても良い。
本発明においては、 上述のセタン価向上剤の中でも硝酸エステルを用いること が好ましい。 かかる硝酸エステルには、 2—クロロェチルナイトレート、 2—ェ トキシェチルナイ トレート、 イソプロピルナイ トレート、 プチルナイ トレート、 第一ァミルナイトレート、 第二ァミルナイトレート、 イソアミルナイトレート、 第一へキシルナイ トレート、 第二へキシルナイ トレート、 η—へプチルナイ トレ ート、 η—ォクチノレナイ トレート、 2—ェチノレへキシノレナイ トレート、 シクロへ キシノレナイ トレート、 エチレングリ コーノレジナイ トレートなどの種々のナイ トレ 一ト等が包含されるが、特に、炭素数 6〜 8のアルキルナイトレートが好ましい。 セタン価向上剤の含有量は、 組成物全量基準で 5 0 0質量 p p m以上であるこ とが好ましく、 6 0 0質量 p p m以上であることがより好ましく、 7 0 0質量 p p m以上であることがさらに好ましく、 8 0 0質量 p p m以上であることが特に 好ましく、 9 0 0質量 p p m以上であることが最も好ましい。 セタン価向上剤の 含有量が 5 0 0質量 p p mに満たない場合は、 十分なセタン価向上効果が得られ ず、 ディーゼルエンジン排出ガスの P M、 アルデヒ ド類、 さらには N O xが十分 に低減されない傾向にある。 また、 セタン価向上剤の含有量の上限値は特に限定 されないが、 軽油組成物全量基準で、 1 4 0 0質量 p p m以下であることが好ま しく、 1 2 5 0質量 p p m以下であることがより好ましく、 1 1 0 0質量 111 以下であることがさらに好ましく、 1 0 0 0質量 p p m以下であることが最も好 ましい。
セタン価向上剤は、 常法に従い合成したものを用いてもよく、 また、 市販品を 用いてもよい。 なお、 セタン価向上剤と称して市販されているものは、 セタン価 向上に寄与する有効成分 (すなわちセタン価向上剤自体) を適当な溶剤で希釈し た状態で入手されるのが通例である。 このような市販品を使用して本発明の軽油 組成物を調製する場合には、 軽油組成物中の当該有効成分の含有量が上述の範囲 内となることが好ましい。
本発明の軽油組成物においては、 上記セタン価向上剤以外の添加剤を必要に応 じて配合することができ、 特に、 潤滑性向上剤および/または清浄剤が好ましく 配合される。
潤滑性向上剤としては、 例えば、 カルボン酸系、 エステル系、 アルコール系お よびフエノール系の各潤滑性向上剤の 1種又は 2種以上が任意に使用可能である。 これらの中でも、 カルボン酸系及ぴエステル系の潤滑性向上剤が好ましい。
カルボン酸系の潤滑性向上剤としては、 例えば、 リノール酸、 ォレイン酸、 サ リチル酸、 パルミチン酸、 ミリスチン酸、 へキサデセン酸及び上記カルボン酸の 2種以上の混合物が例示できる。
エステル系の潤滑性向上剤としては、 グリセリンのカルボン酸エステルが挙げ られる。 カルボン酸エステルを構成するカルボン酸は、 1種であっても 2種以上 であってもよく、 その具体例としては、 リノール酸、 ォレイン酸、 サリチル酸、 パルミチン酸、 ミ リスチン酸、 へキサデセン酸等がある。
潤滑性向上剤の配合量は、 H F R R摩耗痕径 (W S 1 , 4 ) が前述の好ましい 範囲内であれば特に制限されないが、 組成物全量基準で 3 5質量 p p m以上であ ることが好ましく、 5 0質量 p p m以上であることがより好ましい。 潤滑性向上 剤の配合量が前記の範囲内であると、 配合された潤滑性向上剤の効能を有効に引 き出すことができ、 例えば分配型噴射ポンプを搭載したディーゼルエンジンにお いて、 運転中のポンプの駆動トルク増を抑制し、 ポンプの摩耗を低減させること ができる。 また、 配合量の上限値は、 それ以上加えても添加量に見合う効果が得 られないことから、 組成物全量基準で 1 5 0質量 p p m以下であることが好まし く、 1 0 5質量 p p m以下であることがより好ましい。
清浄剤としては、 例えば、 ィミ ド系化合物;ポリブテュルコハク酸無水物とェ チレンポリアミン類とから合成されるポリプテニルコハク酸ィミ ドなどのァルケ ニルコハク酸ィミ ド ;ペンタエリスリ トールなどの多価アルコーノレとポリブテェ ルコハク酸無水物から合成されるポリブテュルコハク酸エステルなどのコハク酸 エステル; ジァノレキノレアミノエチルメタクリ レ一ト、 ポリエチレングリ コールメ タクリ レート、 ビュルピロリ ドンなどとァノレキルメタクリ レートとのコポリマー などの共重合系ポリマー、 カルボン酸とァミンの反応生成物等の無灰清浄剤等が 挙げられ、 中でもァルケエルコハク酸イミ ド及ぴカルボン酸とァミンとの反応生 成物が好ましい。 これらの清浄剤は、 1種を単独で又は 2種以上を組み合わせて 使用することができる。
ァルケエルコハク酸ィミ ドを使用する例としては、 分子量 1 0 0 0〜 3 0 0 0 程度のアルケニルコハク酸ィミ ドを単独使用する場合と、 分子量 7 0 0〜2 0 0 0程度のアルケニルコハク酸ィミ ドと分子量 1 0 0 0 0〜 2 0 0 0 0程度のアル ケ -ルコハク酸ィミ ドとを混合して使用する場合とがある。
カルボン酸とァミンとの反応生成物を構成するカルボン酸は 1種であっても 2 種以上であってもよく、 その具体例としては、 炭素数 1 2〜 2 4の脂肪酸および 炭素数 7〜 2 4の芳香族カルボン酸等が挙げられる。 炭素数 1 2〜 2 4の脂肪酸 としては、 リノール酸、 ォレイン酸、 パルミチン酸、 ミ リスチン酸等が挙げられ るが、 これらに限定されるものではない。 また、 炭素数 7〜 2 4の芳香族カルボ _ ン酸としては、 安息香酸、 サリチル酸等が挙げられるが、 これらに限定されるも のではない。 また、 カルボン酸とァミンとの反応生成物を構成するァミンは、 1 種であっても 2種以上であってもよい。 ここで用いられるァミンとしては、 ォレ ィルァミンが代表的であるが、 これに限定されるものではなく、 各種ァミンが使 用可能である。
清浄剤の配合量は特に制限されないが、 清浄剤を配合した効果、 具体的には、 燃料噴射ノズルの閉塞抑制効果を引き出すためには、 清浄剤の配合量を組成物全 量基準で 3 0質量 p p m以上とすることが好ましく、 6 0質量 p p m以上とする ことがより好ましく、 8 0質量 p p m以上とすることがさらに好ましい。 3 0質 量 p p mに満たない量を添加しても効果が現れない可能性がある。 一方、 配合量 が多すぎても、 それに見合う効果が期待できず、 逆にディーゼルエンジン排出ガ ス中の N O x、 P M、 アルデヒド類等を増加させる恐れがあることから、 清浄剤 の配合量は 3 0 0質量 p p m以下であることが好ましく、 1 8 0質量 p p m以下 であることがより好ましい。
なお、 先のセタン価向上剤の場合と同様、 潤滑性向上剤又は清浄剤と称して市 販されているものは、 それぞれ潤滑性向上または清浄に寄与する有効成分が適当 な溶剤で希釈された状態で入手されるのが通例である。 このような市販品を本発 明の軽油組成物に配合する際には、 軽油組成物中の当該有効成分の含有量が上述 の範囲内となることが好ましい。
また、 本発明における軽油組成物の性能をさらに高める目的で、 後述するその 他の公知の燃料油添加剤 (以下、便宜上「その他の添加剤」 という。 ) を単独で、 または数種類組み合わせて添加することもできる。 その他の添加剤としては、 例 えば、 エチレン—酢酸ビュル共重合体、 ァルケエルコハク酸アミ ドなどの低温流 動性向上剤; フエノール系、 アミン系などの酸化防止剤;サリチリデン誘導体な どの金属不活性化剤;ポリダリコールエーテルなどの氷結防止剤;脂肪族ァミン、 ァルケエルコハク酸エステルなどの腐食防止剤;ァニオン系、 カチオン系、 両性 系界面活性剤などの帯電防止剤;ァゾ染料などの着色剤; シリコン系などの消泡 剤等が挙げられる。
その他の添加剤の添加量は任意に決めることができるが、 添加剤個々の添加量 は、 軽油組成物全量基準でそれぞれ好ましくは 0 . 5質量%以下、 より好ましく W 200 は 0 . 2質量%以下である。 [産業上の利用可能性]
本発明により、 動植物油脂および Zまたは動植物油脂由来成分を原料として製 造された環境低負荷型軽油基材を用いて、 ライフサイクル C〇2排出特性および 燃費、 酸化安定性に優れ、 かつ部材安定性に優れた軽油組成物が提供される。
[実施例]
以下、 実施例及び比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、 本発 明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例 1および比較例 1〜 3 )
表 2に示した環境低負荷型軽油基材、 接触分解軽油基材および石油系基材であ る水素化処理油 (氷素化精製油) を調合して軽油組成物を製造した (実施例 1お ょぴ比較例:!〜 3 ) 。
なお、 使用した添加剤は以下のとおりである。
•潤滑性向上剤: リノ一ル酸を主成分とするカルボン酸混合物
•清浄剤:ォレイン酸を主成分とするカルボン酸混合物とォレイルァミン との反応生成物
•低温流動性向上剤:エチレン—酢酸ビュル共重合体
調合した軽油組成物の調合比率、及びこの調合した軽油組成物に対して、 1 5 °C における密度、 3 0 °Cにおける動粘度、 蒸留性状、 飽和分含有量、 芳香族分含有 量、 セタン指数、 酸価を測定した結果を表 3に示す。 なお、 燃料油の性状は以下の方法により測定した。
密度は、 J I S K 2 2 4 9 「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度 · 質量 ·容量換算表」 により測定される密度を指す。
動粘度は、 J I S K 2 2 8 3 「原油及び石油製品一動粘度試験方法及び粘 度指数算出方法」 により測定される動粘度を指す。
蒸留性状は、 全て J I S K 2 2 5 4 「石油製品—蒸留試験方法」 によって 測定される値である。
飽和分含有量および芳香族分含有量は、 社団法人石油学会により発行されてい る石油学会法 J P I— 5 S— 4 9一 9 7 「炭化水素タイプ試験方法一高速液体ク 口マトグラフ法」 に準拠され測定された芳香族分含有量の容量百分率 (容量%) を意味する。
全酸価とは、 J I S K 2 5 0 1 「石油製品及び潤滑油一中和価試験方法」 により測定される全酸価を意味する。
セタン指数は、 J I S K 2 2 8 0 「石油製品—燃料油一オクタン価及ぴセ タン価試験方法並びにセタン指数算出方法」 の 「8 . 4変数方程式を用いたセタ ン指数の算出方法」 によって算出した価を指す。 なお、 上記 J I S規格における セタン指数は、 セタン価向上剤を添加したものに対しては適用されないが、 本発 明ではセタン価向上剤を添加したもののセタン指数も、 上記 「8 . 4変数方程式 を用いたセタン指数の算出方法」 によって算出した値を表すものとする。
実施例および比較例で使用した軽油組成物は、 表 3に示すとおり、 環境低負荷 型軽油基材、 接触分解軽油基材および石油系基材である水素化精製油を特定の割 合で調合して製造したものである。
実施例 1及ぴ比較例 1〜 3の各軽油組成物を用いて、 以下に示す各種試験を行 つた。 全ての試験結果を表 4に示す。 表 4の結果から分かるように、 実施例 1の 軽油組成物は、 比較例 1〜3の軽油組成物に比べ、 ライフサイクルでの二酸化炭 素排出量が少ないこと、 燃費が良好であること、 部材安定性に優れていることの 全てを兼ね備えていることが明らかである。
'なお、 車両試験に係わる試験方法は、 「国土交通省監修新型自動車審査関係基 準集」 同別添 2 7 「ディーゼル自動車 1 0 · 1 5モード排出ガス測定の技術基準」 に準拠している。
(車両排ガス試験、 燃費試験)
下記に示すディーゼルエンジン搭載車両 (車両 1 ) を用いて、 燃費の測定を行 つた。 試験モードは、 図 1に示す実走行を模擬した過渡運転モードで行い、 燃費 は試験モード中に消費した燃料容積流量を燃料温度補正し、 重量値に置き換えた 値について、 比較例 1の燃料を供試した場合の結果を 1 0 0として、 各結果を相 対的に比較、 定量化した。 (車両諸元) :車両 1
エンジン種類:インタークーラー付過給直列 4気筒ディーゼル
排気量 3 L
圧縮比 1 8. 5
取 r j出力 1 25 k / 3400 r p m
最高トルク 3 50 Nm/ 2400 r p m
規制適合 平成 9年度排ガス規制適合
車両重量 1 900 k g
ミ ッシヨン 4 AT
排ガス後処理装置:酸化触媒
(ライフサイクル co2算出)
ライフサイクル c o 2は、 ディーゼルェンジン搭載車両における軽油組成物の 燃焼に伴い発生した co2と、 採掘から車両タンクへの燃料給油までに発生した co2と分けて算出した。
燃焼に伴い発生した CO 2 (以下、 「Tank to Wheel C02」 という。 ) は、 上記 車両試験を行ったときの CO 2排出量、 走行燃費及び燃料密度に基づいて、 各軽 油組成物単位発熱量当たりの排出量として算出した。
また、 採掘から車両タンクへの燃料給油までに発生した C〇2 (以下、 「Well to Tank C02」 という。 ) は、 原料及ぴ原油ソースの採掘、 輸送、 加工、 配送、 車 両への給油までの一連の流れにおける CO 2排出量の総和として算出した。 なお、
「Well to Tank C02」 の算出にあたっては、 下記 (1 B) 〜 (5 B) に示す二酸 化炭素の排出量を加味して演算を行った。 かかる演算に必要となるデータとして は、 本発明者らが有する製油所運転実績データを用いた。
(1 B) 各種処理装置、 ボイラー等設備の燃料使用に伴う二酸化炭素の排出量。
(2 B) 水素を使用する処理においては、 水素製造装置における改質反応に伴う 二酸化炭素の排出量。
(3 B) 接触分解装置等の連続触媒再生を伴う装置を経由する場合は、 触媒再生 に伴う二酸化炭素の排出量。
(4 B) 軽油組成物を、 横浜で製造又は陸揚げし、 横浜から仙台まで配送し、 仙 台で車両に給油したときの二酸化炭素の排出量。
(5 B) 動植物油脂および動植物油脂由来の成分は原産地をマレーシアおよびそ の周辺地域とし、 製造を横浜で行うとした際の二酸化炭素の排出量。
なお、 動植物油脂および動植物油脂由来の成分を使用した場合、 いわゆる京都 議定書においてはこれらの燃料に起因する二酸化炭素は排出量として計上されな いルールが適用される。 本計算においては、 燃焼時に発生する 「Tank to Wheel C02」 に対してこれを適用させた。
このようにして算出した 「Tank to Wheel C02」 と 「Well to Tank C02」 、 並び にこれらの総和であるライフサイクル C02 (LC) の各排出量をそれぞれ表 4 に示す。 なお、 比較例 1を 1 00とし、 各結果を相対的に比較、 定量化した数値 もあわせて示す。
(ゴム浸漬試験)
エンジン部品の O—リング等で使用されているゴム部材に対する影響を確認す るため、 以下に示す手順で浸漬試験を行った。 ゴムを構成している化合物の 1つ であるアタ リロニトリルが結合ァクリロニトリル質量中心値として、 全体の 2 5%以上 3 5%以下である二トリルゴム (中二トリルゴム) を評価対象のゴム部 材とし、 MI L R 6 855に準拠して試験燃料を 1 00°Cに加熱、 保持し、 そ の中に試験ゴム部材を 70時間浸漬させる。 評価は 70時間後の試験ゴム部材の 体積変化で比較、 定量化する。 判定は試験前後における体積変化率絶対値が ±2 0%以上の場合を不合格 (X) とし、 ± 1 0%以上土 20%以内の場合をボーダ 一ライン (△) 、 ± 1 0%以内の場合を合格 (〇) とする。
P T/JP2008/063811 表 2 水素化精製油
接触分解
低負荷型 脱硫 脱硫 軽油基材 軽油留分 灯油留分 密度 15°C g/cm 0.7823 0.8825 0.8349 0.7951
動粘度 30°C 2 ,
mm /s 4.095 4.128 5.274 1 .487 セタン指数 98.0 40.8 63.8 49.7
蒸留 IBP °C 275.0 219.0 216.5 154.5
10% 。C 283.5 245.5 260.0 171.5
50% °C 289.5 284.0 300.0 203.0
90% °c 300.0 339.5 346.5 252.5
EP 。C 319.5 368.0 370.5 277.0
組成 飽和分 vol% 100.0 51.9 79.9 82.9
(HPLC) 才レフィン分 vol% 0.0 0.0 0.0 0.0
全芳香族分 vol% 0.0 48.1 20.1 17.1
表 3
Figure imgf000035_0001
表 4
Figure imgf000036_0001
[図面の簡単な説明]
図 1は、 車両排ガス試験、 燃費試験における実走行を模擬した過渡運転モード である。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 動植物油脂および/または動植物油脂由来成分を含有する原料油類と アルミニウム、 ケィ素、 ジルコニウム、 ホウ素、 チタン及ぴマグネシウムから選 ばれる 2種以上の元素を含んで構成される多孔性無機酸化物並びに該多孔性無機 酸化物に担持された周期律表第 6 A族及び第 8族の元素から選ばれる 1種以上の 金属を含有する触媒とを、 水素圧力 2〜 13MP a、 液空間速度 0. 1〜3. 0 ~ 水素油比 1 50〜: L 500NLZL、 反応温度 1 50〜480°Cの条件下 で接触させることによつて製造される鎖状飽和炭化水素を 5〜 50質量。 /0含有し、 かつ接触分解装置より得られる軽油留分を水素化処理して得られる接触分解軽油 基材を 5〜30質量%含有してなる、 セタン指数 54以上、 芳香族含有量が 1 7 容量。 /0以上である軽油組成物。
2. 硫黄含有量が 1◦質量 p pm以下、 酸価が 0. 10mgKOH/g以 下、 蒸留性状の 90%留出温度が 280°C以上 350°C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。
3. 前記鎖状飽和炭化水素は炭素数 15から 18までの鎖状飽和炭化水素 を 50質量%以上含有し、 脂肪酸アルキルエステル含有量が 2質量。 /。以下、 遊離 脂肪酸含有量が 1質量%以下、 ナトリウム、 カリウム、 カルシウム、 マグネシゥ ムの金属分の合計が 10質量 p pm以下、 硫黄含有量が 3質量 p pm以下、 酸素 含有量が 1質量。/。以下、 水分が 500容量 p pm以下の含炭化水素混合留分であ ることを特徴とする請求項 1に記載の軽油組成物。
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