WO2014133012A1 - 燃料油 - Google Patents

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WO2014133012A1
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惠一 古関
武虎 内木
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東燃ゼネラル石油株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel oil useful in an internal combustion engine that obtains power by burning fuel oil, an internal combustion engine using the fuel oil, and a pneumatic vehicle equipped with the internal combustion engine using the fuel oil.
  • NOX nitrogen oxides
  • a three-way catalyst and a NOX storage reduction catalyst are used.
  • the three-way catalyst requires strict temperature control as well as the amount of fuel oil and air satisfying the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometry), and expensive such as platinum and rhodium. Need noble metals.
  • Patent Documents 1 and 2 Engines that obtain power by burning hydrogen as fuel are known (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • hydrogen is subjected to combustion together with oxygen and argon gas as a working gas, has a very high thermal efficiency, and does not use nitrogen, so there is no fear of exhausting NOX.
  • oxygen and argon gas as a working gas
  • An object of the present invention is to provide a fuel oil that is useful in an internal combustion engine that obtains power by such combustion, and that has a small amount of exhaust gas such as NOX and THC.
  • the present inventors have found that the above object is achieved when a fuel oil having a specific composition and / or distillation property is subjected to combustion together with a gas containing 65% by volume or more of oxygen.
  • the present invention is a fuel oil used in an internal combustion engine having a combustion chamber adapted to be combusted with a fuel oil and a gas containing 65% by volume or more of oxygen. ) To (7), wherein the fuel oil satisfies the condition described in 1.
  • the volume% distillation temperature is 100 ° C. or higher and 190 ° C. or lower, and the end point is 130 ° C. or higher and 230 ° C. or lower.
  • the aromatic hydrocarbon content is from 20 to 70% by volume
  • the initial distillation point of distillation is from 24 ° C to 80 ° C
  • the 10% by volume distillation temperature is from 40 ° C to 90 ° C
  • 90% by volume distillation temperature is 170 ° C. or higher and 220 ° C.
  • the initial distillation point of distillation is from 22 ° C to 80 ° C
  • the 10 vol% distillation temperature is from 40 ° C to 100 ° C
  • the 90 vol% distillation temperature is from 220 ° C to 400 ° C
  • 95% by volume distillation temperature is 230 ° C. or higher and 440 ° C. or lower
  • the end point is 260 ° C. or higher and 470 ° C. or lower.
  • a gasoline base material having a research octane number of 96.0 or less and a base material containing 10% by volume or more of polycyclic aromatic hydrocarbons are included.
  • the present invention also relates to an internal combustion engine having a combustion chamber adapted to be combusted with a fuel oil and a gas containing 65% by volume or more of oxygen, wherein the fuel oil is used as the fuel oil.
  • An internal combustion engine is provided.
  • the present invention also provides a pneumatic vehicle equipped with an internal combustion engine having a combustion chamber adapted to be combusted with a fuel oil and a gas containing 65% by volume or more of oxygen.
  • a diesel powered vehicle using fuel oil is provided.
  • the fuel oil of the present invention has a small amount of exhaust gas such as NOX and THC when subjected to combustion with a gas containing 65% by volume or more of oxygen. Therefore, in an internal combustion engine that obtains power by such combustion, There is no need to use a three-way catalyst or NOX storage reduction catalyst.
  • the internal combustion engine using the fuel oil of the present invention can be suitably used in vehicles such as pneumatic vehicles and automobiles.
  • the fuel oil of the present invention is used in an internal combustion engine having a combustion chamber adapted to be combusted with a gas containing 65% by volume or more of oxygen.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a system including the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine 10 has a combustion chamber.
  • the fuel oil supplied from the fuel tank 1 is subjected to combustion together with the gas supplied via the preserver 5.
  • the gas contains 65% by volume or more of oxygen in steady-state combustion.
  • the gas preferably does not contain nitrogen from the viewpoint of suppressing the production of NOX.
  • the first fuel oil of the present invention (hereinafter referred to as fuel oil (1)) used in the internal combustion engine is a hydrocarbon oil of 60% by volume or more, preferably 80% by volume or more, based on the total amount of fuel oil. Preferably, it contains 90% by volume or more, more preferably 93% by volume to 100% by volume, and based on the total amount of hydrocarbon oil, the saturated hydrocarbon content is 30% by volume or more, and the olefinic hydrocarbon content is 35% by volume or less. Yes, the amount of aromatic hydrocarbon is 50% by volume or less.
  • the saturated hydrocarbon content is 30% by volume or more, preferably 40% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, still more preferably 60% by volume or more, more preferably from the viewpoint of reducing the amount of THC in the exhaust gas. It is 70% by volume or more, more preferably 80% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, most preferably 95% by volume or more, and the upper limit is not limited, but 100% by volume is preferable.
  • the olefinic hydrocarbon content is 35% by volume or less, preferably 30% by volume or less, more preferably 25% by volume or less from the viewpoint of improving combustibility, and the lower limit is not limited, but preferably 0%. It is volume%.
  • the aromatic hydrocarbon content is 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, more preferably 40% by volume or less, and further preferably, from the viewpoint of improving combustibility and reducing the amount of THC in the exhaust gas. Is 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, more preferably 20% by volume or less, more preferably less than 15% by volume, and most preferably 10% by volume or less.
  • the lower limit is not limited, but preferably 0% by volume.
  • the above saturated hydrocarbon content, olefinic hydrocarbon content and aromatic hydrocarbon content are all values measured by the fluorescent indicator adsorption method of JIS K 2536 “Petroleum products-hydrocarbon type test method”.
  • the content of the hydrocarbon having a specific carbon number in the fuel oil (1) of the present invention is not limited, preferred ranges are as follows based on the total amount of hydrocarbon oil.
  • the content of hydrocarbons having 4 carbon atoms keeps the amount of evaporative gas (evaporation) low, thus reducing the amount of THC in the exhaust gas, and lowering flammability, thus improving handling.
  • 15 volume% or less preferably 10 volume% or less, more preferably 5 volume% or less, and the lower limit is not limited, but preferably 0 volume%.
  • the total content of hydrocarbons having 5 to 8 carbon atoms is preferably 50% by volume to 100% by volume, more preferably 55% by volume to 100% by volume, and 60% by volume. % To 99.7% by volume, more preferably 65% to 99.5% by volume.
  • the total content of hydrocarbons having 10 or more carbon atoms is preferably 20% by volume or less, more preferably 10% by volume or less, most preferably 5% by volume or less, and the lower limit is not limited. Is preferably 0% by volume.
  • hydrocarbons having 5 to 8 carbon atoms the content of hydrocarbons having 5 carbon atoms, the content of hydrocarbons having 6 carbon atoms, and the total content of hydrocarbons having 7 and 8 carbon atoms are not limited, but are preferable.
  • the ranges are as follows based on the total amount of hydrocarbon oil.
  • the content of the hydrocarbon having 5 carbon atoms is preferably 50% by volume or less, more preferably 48% by volume or less, still more preferably 45% by volume or less, from the viewpoint of combustibility, and the lower limit is Although not limited, it is preferably 0% by volume.
  • the content of the hydrocarbon having 6 carbon atoms is preferably 60% by volume or less, preferably 58% by volume or less, more preferably 20% by volume or more, from the viewpoint of combustibility. More preferably, it is 25% by volume or more, and most preferably 30% by volume or more.
  • the total content of the hydrocarbons having 7 and 8 carbon atoms is preferably 2% by volume or more and 85% by volume or less, and more preferably 3% by volume or more and 82% by volume or less.
  • the content of hydrocarbon (C8) of number 8, hydrocarbon (C9) of carbon number 9 and total content of hydrocarbons of carbon number 10 or more (C10 or more) are quantified by the gas chromatography method shown below. Value. That is, a capillary column of methyl silicon is used for the column, helium or nitrogen is used for the carrier gas, a hydrogen ionization detector (FID) is used for the detector, the column length is 25 to 50 m, and the carrier gas flow rate is 0.5 to 1.5.
  • the paraffin content in the saturated hydrocarbon is not limited at all, but is preferably 60% by volume or more, more preferably 65% by volume or more, still more preferably 70% by volume or more, and 75% by volume. % Or more, still more preferably 80% by volume or more, still more preferably 85% by volume or more, still more preferably 90% by volume or more, It is most preferably 95% by volume or more, and the upper limit is not limited, but is preferably 100% by volume.
  • the content of the branched paraffin in the paraffin is not limited at all, but is preferably 30% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, and 70% by volume from the viewpoint that the amount of THC in the exhaust gas is small. % Is most preferable, and the upper limit is not limited, but is preferably 100% by volume.
  • the paraffin content and branched paraffin content are values determined by the gas chromatography method described above.
  • the distillation properties of the fuel oil (1) of the present invention are not limited, but there are the following two preferred embodiments.
  • (A) Initial distillation point of distillation is 24 ° C or higher and 80 ° C or lower, 10% by volume distillation temperature is 35 ° C or higher and 100 ° C or lower, 90% by volume distillation temperature is 100 ° C or higher and 180 ° C or lower, and end point is 120 ° C or higher. 210 ° C. or lower
  • the initial distillation point of distillation is 24 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, 10 vol% distillation temperature is 35 ° C. or higher and 75 ° C. or lower, and 90 vol% distillation temperature is 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • the end point is 65 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • (A1) Initial distillation point of distillation is 24 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, 10% by volume distillation temperature is 35 ° C. or higher and 75 ° C. or lower, 90% by volume distillation temperature is 100 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, and end point is 130 ° C. or higher. 210 ° C. or lower, or (A2)
  • the initial distillation point of distillation is 50 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, 10% by volume distillation temperature is 65 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and 90% by volume distillation temperature is 100 ° C. or higher and 180 ° C.
  • the end point is preferably 120 ° C. or higher and 210 ° C. or lower.
  • the preferable ranges of the initial boiling point (IBP) and the 10% by volume distillation temperature (T 10 ) are specified from the viewpoint of lowering the flammability and suppressing the generation of evaporating gas (THC).
  • the preferable range of the 90 % by volume distillation temperature (T 90 ) and the end point (EP) is specified from the point that the amount of THC in the exhaust gas is small.
  • the initial distillation point (IBP), 10% by volume distillation temperature (T 10 ), 90% by volume distillation temperature (T 90 ) and end point (EP) of the distillation are determined according to JIS K 2254 “Petroleum products—Distillation test method”. The value to be measured. The same applies to the 30% by volume distillation temperature (T 30 ), 50% by volume distillation temperature (T 50 ), and 70% by volume distillation temperature (T 70 ) described below.
  • the sulfur content of the fuel oil (1) of the present invention is not limited at all. This is because the fuel oil (1) of the present invention is used in the specific internal combustion engine, and as described above, the amount of exhaust gas such as NOX and THC is small. It is because it is not necessary to use. In a conventional internal combustion engine, a catalyst such as a three-way catalyst is used to reduce the amount of exhaust gas such as NOX and THC. When the sulfur content in the fuel oil is high, the catalyst is deactivated. Oil (1) does not require the use of such a catalyst and therefore the sulfur content is not limited in any way.
  • the deterioration of the system of the internal combustion engine can be reduced, etc., so that the total amount of fuel oil is 100 ppm by mass or less, more preferably 50 ppm by mass or less, and further preferably 30 ppm by mass or less. More preferably, it is more preferably 10 ppm by mass or less, still more preferably 1 ppm by mass or less, most preferably 0.1 ppm by mass or less, and the lower limit is not limited, 0 mass ppm.
  • the sulfur content is a value measured according to JIS K 2541 “Crude oil and petroleum products-Sulfur content test method” when the content is 1 mass ppm or more, and ASTM D 4045-96 “when the content is less than 1 mass ppm. Standard Test ⁇ ⁇ ⁇ Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry ”.
  • the method for producing the fuel oil (1) of the present invention is not particularly limited.
  • light naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil heavy naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, and light naphtha desulfurized.
  • hydrocarbons such as desulfurized light naphtha, desulfurized heavy naphtha obtained by desulfurizing heavy naphtha, and isomerized gasoline and isobutane obtained by converting light naphtha into isoparaffin using an isomerizer.
  • alkylate From the obtained alkylate, desulfurized alkylate obtained by desulfurizing alkylate, desulfurized hydrocarbon such as isobutane and low-sulfur alkylate by desulfurized lower olefin, reformed gasoline obtained by catalytic reforming method, reformed gasoline Raffinate (sulfolan raffinate), the residue of aromatics extracted from aromatics, Mass fraction (light reformed gasoline), medium heavy fraction of reformed gasoline (medium heavy reformed gasoline), heavy fraction of reformed gasoline (heavy reformed gasoline), catalytic cracking and hydrogenation Cracked gasoline obtained by cracking method, light fraction of cracked gasoline (light cracked gasoline), heavy fraction of cracked gasoline (heavy cracked gasoline), desulfurized cracked gasoline obtained by desulfurizing cracked gasoline, light fraction of cracked gasoline GTL (Gas) obtained by Fischer-Tropsch synthesis after desulfurized light-decomposed light cracked gasoline, desulfurized heavy-cracked gasoline desulfurized heavy fraction of cracked gasoline, natural gas
  • hydrocarbon oils such as desulfurized LPG obtained by desulfurizing LPG.
  • One of the above hydrocarbon oils or a mixture of two or more of them may be produced by desulfurization by hydrogenation or adsorption.
  • hydrocarbon oils preferred as a base material for the fuel oil (1) of the present invention are light naphtha, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing a naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, desulfurized light naphtha, Isomerized gasoline, desulfurized alkylate desulfurized alkylate, desulfurized isobutane and other hydrocarbons and low-sulfur alkylate desulfurized lower olefins, desulfurized light cracked gasoline desulfurized light fraction of cracked gasoline, GTL And a desulfurized LPG obtained by desulfurizing LPG.
  • the second fuel oil of the present invention (hereinafter referred to as fuel oil (2)) used in the internal combustion engine is a hydrocarbon oil content of 60% by volume or more, preferably 80% by volume or more, based on the total amount of fuel oil. Preferably, it contains 90% by volume or more, more preferably 93% by volume to 100% by volume, and based on the total amount of hydrocarbon oil, the saturated hydrocarbon content is 30% by volume or more and the olefinic hydrocarbon content is 40% by volume or less. Yes, the amount of aromatic hydrocarbon is 50% by volume or less.
  • the saturated hydrocarbon content is 30% by volume or more, preferably 40% by volume or more, and more preferably 50% by volume or more from the viewpoint of ensuring startability of combustion.
  • the upper limit of the saturated hydrocarbon content is not limited, but is preferably 100% by volume, more preferably 85% by volume.
  • the olefinic hydrocarbon content is 40% by volume or less, preferably 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, and the lower limit is 0% by volume.
  • the aromatic hydrocarbon content is 50% by volume or less, preferably less than 40% by volume, more preferably 35% by volume or less, and further preferably 30% by volume or less, and the lower limit is limited. However, it is preferably 15% by volume or more.
  • the above saturated hydrocarbon content, olefinic hydrocarbon content and aromatic hydrocarbon content are all values measured by the fluorescent indicator adsorption method of JIS K 2536 “Petroleum products-hydrocarbon type test method”.
  • the paraffin content in the saturated hydrocarbon is not limited at all, but is preferably 60% by volume or more, more preferably 65% by volume or more, still more preferably 70% by volume or more, and 75% by volume. % Or more, still more preferably 80% by volume or more, still more preferably 85% by volume or more, still more preferably 90% by volume or more, It is most preferably 95% by volume or more, and the upper limit is not limited, but is preferably 100% by volume.
  • the content of the branched paraffin in the paraffin is not limited at all, but is preferably 30% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, and 70% by volume from the viewpoint that the amount of THC in the exhaust gas is small. % Is most preferable, and the upper limit is not limited, but is preferably 100% by volume.
  • the paraffin content and the branched paraffin content are values determined by the gas chromatography method shown below. That is, a capillary column of methyl silicon is used for the column, helium or nitrogen is used for the carrier gas, a hydrogen ionization detector (FID) is used for the detector, the column length is 25 to 50 m, and the carrier gas flow rate is 0.5 to 1.5. Measured under the conditions of milliliters / minute, split ratio 1:50 to 1: 250, inlet temperature 150 to 250 ° C., initial column temperature ⁇ 10 to 10 ° C., final column temperature 150 to 250 ° C., detector temperature 150 to 250 ° C. It is the value.
  • FID hydrogen ionization detector
  • the fuel oil (2) of the present invention has an initial distillation point (IBP) of distillation of 21 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, a 10% by volume distillation temperature (T 10 ) of 35 ° C. or higher and 90 ° C. or lower,
  • the 90% by volume distillation temperature (T 90 ) is 100 ° C. or higher and 190 ° C. or lower
  • the end point (EP) is 130 ° C. or higher and 230 ° C. or lower.
  • the initial boiling point (IBP) is 21 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, preferably 27 ° C. or higher, and more preferably 30 ° C. or higher.
  • the 10% by volume distillation temperature (T 10 ) is 35 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or higher, and more preferably 45 ° C. or higher.
  • the 90 volume% distillation temperature (T 90 ) is 100 ° C. or higher and 190 ° C. or lower, and preferably 170 ° C. or lower.
  • the said end point (EP) is 130 degreeC or more and 230 degrees C or less, and 200 degrees C or less is preferable.
  • THC evaporative gas
  • the initial distillation point (IBP), 10% by volume distillation temperature (T 10 ), 90% by volume distillation temperature (T 90 ) and end point (EP) of the distillation are determined according to JIS K 2254 “Petroleum products—Distillation test method”. The value to be measured. The same applies to the 30% by volume distillation temperature (T 30 ), 50% by volume distillation temperature (T 50 ), and 70% by volume distillation temperature (T 70 ) described below.
  • the reed vapor pressure (RVP) of the fuel oil (2) is not limited at all, but it is preferably 10 kPa or more and 100 kPa or less because the handling property such as the flash point is good and the amount of evaporation gas can be kept low. 20 kPa or more and 90 kPa or less is more preferable, 40 kPa or more and 75 kPa or less is even more preferable, and 40 kPa or more and 60 kPa or less is most preferable.
  • the reed vapor pressure (RVP) is measured according to JISK 2258 “Crude oil and fuel oil vapor pressure test method (reed method)”.
  • the research octane number (RON) of the fuel oil (2) is not limited at all. However, it is preferably 54.0 or more, preferably 84.0 or more, because the fuel efficiency of the vehicle is good and the THC in the exhaust gas is small. Is more preferable.
  • the research method octane number (RON) is measured according to JIS K 2280 “Octane number and cetane number test method”.
  • the sulfur content of the fuel oil (2) of the present invention is not limited at all. This is because the fuel oil (2) of the present invention is used in the specific internal combustion engine, and as described above, the amount of exhaust gas such as NOX and THC is small. It is because it is not necessary to use. In a conventional internal combustion engine, a catalyst such as a three-way catalyst is used to reduce the amount of exhaust gas such as NOX and THC. When the sulfur content in the fuel oil is high, the catalyst is deactivated. Oil (2) does not require the use of such a catalyst and therefore the sulfur content is not limited in any way.
  • the deterioration of the system of the internal combustion engine can be reduced, etc., so that the total amount of fuel oil is 100 ppm by mass or less, more preferably 50 ppm by mass or less, and further preferably 30 ppm by mass or less. More preferably, it is more preferably 10 ppm by mass or less, still more preferably 1 ppm by mass or less, most preferably 0.1 ppm by mass or less, and the lower limit is not limited, but 0 ppm by mass. It is.
  • the sulfur content is a value measured according to JIS K 2541 “Crude oil and petroleum products-Sulfur content test method” when the content is 1 mass ppm or more, and ASTM D 4045-96 “when the content is less than 1 mass ppm. Standard Test ⁇ ⁇ ⁇ Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry ”.
  • the benzene content of the fuel oil (2) of this invention is not restrict
  • it is preferably 5% by volume or less, more preferably 1% by volume or less based on the total amount of fuel oil.
  • the benzene content is a value measured by a gas chromatography method according to JPI-5S-33-90.
  • the method for producing the fuel oil (2) of the present invention is not particularly limited.
  • light naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil heavy naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, and light naphtha desulfurized.
  • hydrocarbons such as isomerized gasoline and isobutane obtained by converting light naphtha to isoparaffin using an isomerizer
  • reformed gasoline obtained by catalytic reforming method, reformed gasoline Raffinate (sulfolan raffinate), reformed gasoline, which is the residue of aromatics extracted from sulfolane Light fraction (light reformed gasoline), reformed gasoline medium heavy fraction (medium heavy reformed gasoline), reformed gasoline heavy fraction (heavy reformed gasoline), catalytic cracking and hydrogenation Cracked gasoline obtained by cracking method, light fraction of cracked gasoline (
  • hydrocarbon oils such as desulfurized LPG obtained by desulfurizing LPG.
  • One of the above hydrocarbon oils or a mixture of two or more of them may be produced by desulfurization by hydrogenation or adsorption.
  • hydrocarbon oils preferred as a base material for the fuel oil (2) of the present invention are light naphtha, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing a naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, desulfurized light naphtha, Isomerized gasoline, desulfurized alkylate desulfurized alkylate, desulfurized isobutane and other hydrocarbons and low-sulfur alkylate desulfurized lower olefins, desulfurized light cracked gasoline desulfurized light fraction of cracked gasoline, GTL And a desulfurized LPG obtained by desulfurizing LPG.
  • Fuel oil (3) used in the internal combustion engine includes 60% by volume or more of hydrocarbon oil based on the total amount of fuel oil, and based on the total amount of hydrocarbon oil.
  • the saturated hydrocarbon content is 15% by volume or more, the olefinic hydrocarbon content is 35% by volume or less, and the aromatic hydrocarbon content is 20 to 70% by volume.
  • the saturated hydrocarbon content is 15% by volume or more, preferably 20% by volume or more, and more preferably 25% by volume or more from the viewpoint of ensuring startability of combustion.
  • the upper limit of the saturated hydrocarbon content is not limited, but is preferably 80% by volume, more preferably 75% by volume.
  • the content of the olefinic hydrocarbon is 35% by volume or less, preferably 30% by volume or less, more preferably 25% by volume or less, from the viewpoint of flame propagation characteristics and oxidation stability. It is volume%.
  • the aromatic hydrocarbon content is 20 to 70% by volume, preferably 25 to 70% by volume, more preferably 40 to 70% by volume, and further preferably 30 to 65% by volume.
  • the content of C7 aromatic hydrocarbon (C7 aromatic) in the aromatic hydrocarbon is not limited, but is preferably 3% by volume to 50% by volume, and preferably 3% by volume to 35% by volume. Is more preferable, and 5 volume% or more and 30 volume% or less are still more preferable.
  • the content of the aromatic hydrocarbon having 9 carbon atoms (C9 aromatic) in the aromatic hydrocarbon is not limited, but is preferably 3% to 50% by volume, and preferably 3% to 35% by volume. Is more preferable, and 5 volume% or more and 30 volume% or less are still more preferable.
  • the above saturated hydrocarbon content, olefinic hydrocarbon content and aromatic hydrocarbon content are all values measured by the fluorescent indicator adsorption method of JIS K 2536 “Petroleum products-hydrocarbon type test method”.
  • the contents of C7 aromatic and C9 aromatic are values measured by gas chromatography according to JPI-5S-33-90.
  • the paraffin content in the saturated hydrocarbon is not limited at all, but is preferably 60% by volume or more, more preferably 65% by volume or more, still more preferably 70% by volume or more, and 75% by volume. % Or more, still more preferably 80% by volume or more, still more preferably 85% by volume or more, still more preferably 90% by volume or more, Most preferably, it is 95 volume% or more, and although an upper limit is not limited, it is 100 volume%.
  • the content of the branched paraffin in the paraffin is not limited at all, but is preferably 30% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, and 70% by volume from the viewpoint that the amount of THC in the exhaust gas is small. % Is most preferable, and the upper limit is not limited, but is 100% by volume.
  • the paraffin content and the branched paraffin content are values determined by the gas chromatography method shown below. That is, a capillary column of methyl silicon is used for the column, helium or nitrogen is used for the carrier gas, a hydrogen ionization detector (FID) is used for the detector, the column length is 25 to 50 m, and the carrier gas flow rate is 0.5 to 1.5. Measured under the conditions of milliliters / minute, split ratio 1:50 to 1: 250, inlet temperature 150 to 250 ° C., initial column temperature ⁇ 10 to 10 ° C., final column temperature 150 to 250 ° C., detector temperature 150 to 250 ° C. It is the value.
  • FID hydrogen ionization detector
  • the fuel oil (3) of the present invention has an initial distillation point (IBP) of distillation of 24 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, a 10% by volume distillation temperature (T 10 ) of 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, The 90% by volume distillation temperature (T 90 ) is 170 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, and the end point (EP) is 210 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.
  • IBP initial distillation point
  • T 10 10% by volume distillation temperature
  • T 90 The 90% by volume distillation temperature
  • EP end point
  • the initial boiling point (IBP) is 24 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, preferably 27 ° C. or higher, and more preferably 30 ° C. or higher.
  • the 10% by volume distillation temperature (T 10 ) is 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, preferably 45 ° C. or higher, and more preferably 50 ° C. or higher.
  • the 90 volume% distillation temperature (T 90 ) is 170 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, and preferably 210 ° C. or lower.
  • the end point (EP) is 210 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and preferably 270 ° C. or lower.
  • THC evaporative gas
  • the initial distillation point (IBP), 10% by volume distillation temperature (T 10 ), 90% by volume distillation temperature (T 90 ) and end point (EP) of the distillation are determined according to JIS K 2254 “Petroleum products—Distillation test method”. The value to be measured. The same applies to the 30% by volume distillation temperature (T 30 ), 50% by volume distillation temperature (T 50 ), and 70% by volume distillation temperature (T 70 ) described below.
  • the reed vapor pressure (RVP) of the fuel oil (3) is not limited at all, but it is preferably 10 kPa or more and 100 kPa or less because the handling property such as the flash point is good and the amount of evaporation gas can be kept low. 20 kPa or more and 90 kPa or less is more preferable, 20 kPa or more and 75 kPa or less is even more preferable, and 20 kPa or more and 60 kPa or less is most preferable.
  • the reed vapor pressure (RVP) is measured according to JISK 2258 “Crude oil and fuel oil vapor pressure test method (reed method)”.
  • the research octane number (RON) of the fuel oil (3) is not limited at all, but it is preferably 89.0 or more, preferably 96.0 or more, because the fuel efficiency of the vehicle is good and the THC in the exhaust gas is small. Is more preferable.
  • the research method octane number (RON) is measured according to JIS K 2280 “Octane number and cetane number test method”.
  • the sulfur content of the fuel oil (3) of the present invention is not limited at all. This is because the fuel oil (3) of the present invention is used in the specific internal combustion engine and has a small amount of exhaust gas such as NOX and THC as described above. It is because it is not necessary to use. In a conventional internal combustion engine, a catalyst such as a three-way catalyst is used to reduce the amount of exhaust gas such as NOX and THC. When the sulfur content in the fuel oil is high, the catalyst is deactivated. Oil (3) does not require the use of such a catalyst, so the sulfur content is not limited in any way.
  • the deterioration of the system of the internal combustion engine can be reduced, etc., so that the total amount of fuel oil is 100 ppm by mass or less, more preferably 50 ppm by mass or less, and further preferably 30 ppm by mass or less. More preferably, it is more preferably 10 ppm by mass or less, still more preferably 1 ppm by mass or less, most preferably 0.1 ppm by mass or less, and the lower limit is not limited, but 0 mass ppm.
  • the sulfur content is a value measured according to JIS K 2541 “Crude oil and petroleum products-Sulfur content test method” when the content is 1 mass ppm or more, and ASTM D 4045-96 “when the content is less than 1 mass ppm. Standard Test ⁇ ⁇ ⁇ Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry ”.
  • the method for producing the fuel oil (3) of the present invention is not particularly limited.
  • light naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil heavy naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, and light naphtha desulfurized.
  • hydrocarbons such as desulfurized light naphtha, desulfurized heavy naphtha obtained by desulfurizing heavy naphtha, and isomerized gasoline and isobutane obtained by converting light naphtha into isoparaffin using an isomerizer.
  • alkylate From the obtained alkylate, desulfurized alkylate obtained by desulfurizing alkylate, desulfurized hydrocarbon such as isobutane and low-sulfur alkylate by desulfurized lower olefin, reformed gasoline obtained by catalytic reforming method, reformed gasoline Raffinate (sulfolan raffinate), the residue of aromatics extracted from aromatics, Mass fraction (light reformed gasoline), medium heavy fraction of reformed gasoline (medium heavy reformed gasoline), heavy fraction of reformed gasoline (heavy reformed gasoline), catalytic cracking and hydrogenation Cracked gasoline obtained by cracking method, light fraction of cracked gasoline (light cracked gasoline), heavy fraction of cracked gasoline (heavy cracked gasoline), desulfurized cracked gasoline obtained by desulfurizing cracked gasoline, light fraction of cracked gasoline GTL (Gas) obtained by Fischer-Tropsch synthesis after desulfurized light-decomposed light cracked gasoline, desulfurized heavy-cracked gasoline desulfurized heavy fraction of cracked gasoline, natural gas
  • hydrocarbon oils such as desulfurized LPG obtained by desulfurizing LPG.
  • One of the above hydrocarbon oils or a mixture of two or more of them may be produced by desulfurization by hydrogenation or adsorption.
  • hydrocarbon oils preferred as a base material for the fuel oil (3) of the present invention include light naphtha, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing a naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, desulfurized light naphtha, Isomerized gasoline, desulfurized alkylate desulfurized alkylate, desulfurized isobutane and other hydrocarbons and low-sulfur alkylate desulfurized lower olefins, desulfurized light cracked gasoline desulfurized light fraction of cracked gasoline, GTL And a desulfurized LPG obtained by desulfurizing LPG.
  • Fuel oil (4) used in the internal combustion engine is composed of 60% by volume or more, preferably 80% by volume or more of hydrocarbon oil based on the total amount of fuel oil. Preferably 90 volume% or more, more preferably 93 volume% to 100 volume%, and based on the total amount of hydrocarbon oil, the saturated hydrocarbon content is 30 volume% or more and the olefinic hydrocarbon content is 10 volume% or less. Yes, the amount of aromatic hydrocarbon is 65% by volume or less, the content of naphthenic hydrocarbon is 45% by volume or less, and the initial boiling point of distillation is 100 ° C. or more.
  • the saturated hydrocarbon content is 35% by volume or more, preferably 50% by volume or more, more preferably 60% by volume or more, and further preferably 70% by volume or more, from the viewpoint of ensuring startability of combustion.
  • the upper limit is not limited, but is preferably 100% by volume, more preferably 95% by volume, and more preferably 90% by volume.
  • the olefinic hydrocarbon content is 10% by volume or less from the viewpoint of flame propagation characteristics and oxidation stability, and the lower limit is not limited, but is preferably 0% by volume.
  • the aromatic hydrocarbon content is 65 volume% or less, preferably 50 volume% or less, preferably 0 volume% or more, more preferably 30 volume% or more, and more preferably 40 volume% or more. Further preferred.
  • the naphthenic hydrocarbon content is 45% by volume or less, preferably 40% by volume or less, more preferably 30% by volume or less from the viewpoint of reducing the amount of THC in the exhaust gas, and the lower limit is not limited. Preferably, it is 0% by volume.
  • the above saturated hydrocarbon content, olefinic hydrocarbon content and aromatic hydrocarbon content are values measured by the HPLC method defined in JPI-5S-49-97.
  • the naphthenic hydrocarbon content is a value measured by ASTM D2425 "Standard Test Method Method for Hydrocarbon Type Types in Middle Distillates by Mass Spectrometry.
  • the distillation property of the fuel oil (4) of the present invention is not limited except that the initial boiling point (IBP) of distillation is 100 ° C. or higher, but the initial boiling point (IBP) is 100 ° C. or higher and 190 ° C. ° C or lower is preferable, 130 ° C or higher and 190 ° C or lower is more preferable, and 145 ° C or higher and 190 ° C or lower is most preferable.
  • the initial boiling point is low, the flammability becomes high and evaporative gas (THC) is easily generated, which causes a problem in handling.
  • the 10% by volume distillation temperature (T 10 ) is preferably 120 ° C. or higher and 210 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or higher and 230 ° C. or lower, and most preferably 160 ° C. or higher and 230 ° C. or lower.
  • the 30% by volume distillation temperature (T 30 ) is preferably from 160 ° C. to 220 ° C.
  • the 50% by volume distillation temperature (T 50 ) is preferably from 180 ° C. to 240 ° C.
  • the 70% by volume distillation temperature (T 70 ) is preferably 200 ° C. or more and 265 ° C.
  • T 90 90% by volume distillation temperature
  • T 95 95% by volume distillation temperature
  • the distillation end point (EP) is preferably 230 ° C. or higher and 330 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. or higher and 310 or lower, and most preferably 230 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.
  • T 10 10% by volume distillation temperature
  • T 95 evaporative gas
  • EP distillation end point
  • the distillation initial boiling point (IBP), 10 volume% distillation temperature (T 10), 30 volume% distillation temperature (T 30), 50 volume% distillation temperature (T 50), 70 volume% distillation temperature ( T 70 ), 90% by volume distillation temperature (T 90 ), 95% by volume distillation temperature (T 95 ) and end point (EP) are values measured by JIS K 2254 “Petroleum products—Distillation test method”. .
  • the sulfur content of the fuel oil (4) of the present invention is not limited at all. This is because the fuel oil (4) of the present invention is used in the specific internal combustion engine, and as described above, the amount of exhaust gas such as NOX and THC is small. It is because it is not necessary to use. In a conventional internal combustion engine, a catalyst such as a three-way catalyst is used to reduce the amount of exhaust gas such as NOX and THC. When the sulfur content in the fuel oil is high, the catalyst is deactivated. Oil (4) does not require the use of such a catalyst and therefore the sulfur content is not limited in any way.
  • the deterioration of the system of the internal combustion engine can be reduced, and so on, based on the total amount of fuel oil, it is 200 mass ppm or less, more preferably 100 mass ppm or less, and further preferably 80 mass ppm or less. More preferably, it is more preferably 20 ppm by mass or less, and the lower limit is not limited, but is preferably 0 ppm by mass.
  • the sulfur content is a value measured according to JIS K 2541 “Crude oil and petroleum products-Sulfur content test method” when the content is 1 mass ppm or more, and ASTM D 4045-96 “when the content is less than 1 mass ppm. Standard Test ⁇ ⁇ ⁇ Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry ”.
  • the smoke point of the fuel oil (4) of the present invention is not limited, but is preferably 18 mm or more, and more preferably 21 mm or more.
  • the smoke point is measured according to JIS K 2203.
  • GTL kerosene compositions such as GTL kerosene and desulfurized kerosene, GTL kerosene and desulfurized hydrogenated kerosene can be used, and a kerosene composition consisting only of petroleum-based fuel such as a composition comprising desulfurized kerosene and hydrocracked kerosene can be used. Use is also possible.
  • Gasoline base materials include light naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, heavy naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, light Desulfurized light naphtha desulfurized naphtha, desulfurized heavy naphtha desulfurized heavy naphtha, low olefins added to hydrocarbons such as isomerized gasoline and isobutane obtained by converting light naphtha to isoparaffin using an isomerizer (alkylation) ),
  • Light fraction of high quality gasoline (light reformed gasoline), medium heavy fraction of reformed gasoline (medium heavy reformed gasoline), heavy fraction of reformed gasoline (heavy reformed gasoline), catalytic cracking method Gasoline, hydrocracked gasoline, light fraction of cracked gasoline (light cracked gasoline), heavy fraction of cracked gasoline (heavy cracked gasoline), desulfurized cracked gasoline, cracked gasoline
  • desulfurized light cracked gasoline obtained by desulfurizing the light fraction
  • desulfurized heavy cracked gasoline obtained by desulfurizing the heavy fraction of cracked gasoline are particularly preferred.
  • the treated desulfurized cracked gasoline and the desulfurized heavy cracked gasoline obtained by desulfurizing the heavy fraction of the cracked gasoline are preferred.
  • Fuel oil (5) used in the internal combustion engine is a hydrocarbon oil content of 60% by volume or more, preferably 80% by volume or more, based on the total amount of fuel oil. Preferably, it contains 90% by volume or more, more preferably 93% by volume to 100% by volume. Based on the total amount of hydrocarbon oil, the saturated hydrocarbon content is 35% by volume or more, and the olefinic hydrocarbon content is 10% by volume or less.
  • the amount of aromatic hydrocarbon is 65 volume% or less, the content of 1-ring aromatic hydrocarbon is 45 volume% or less, the content of 2-ring aromatic hydrocarbon is 25 volume% or less, 3 rings or more
  • the content of polycyclic aromatic hydrocarbons is 20% by volume or less, and the initial boiling point of distillation is 130 ° C. or more.
  • the monocyclic aromatic hydrocarbon is a hydrocarbon having one aromatic ring
  • the bicyclic aromatic hydrocarbon is a hydrocarbon having two aromatic rings condensed with each other
  • a group hydrocarbon is a hydrocarbon having three or more aromatic rings condensed with each other.
  • the saturated hydrocarbon content is 35% by volume or more, preferably 40% by volume or more, more preferably 45% by volume or more, further preferably 50% by volume or more, and further preferably 60% by volume, from the viewpoint of ensuring startability of combustion. % And the upper limit is 100% by volume.
  • the olefinic hydrocarbon content is 10% by volume or less, preferably 5% by volume or less, more preferably 1% by volume or less from the viewpoints of good fuel economy, low amount of THC in the exhaust gas and storage stability.
  • the lower limit is not limited, but is preferably 0% by volume.
  • the aromatic hydrocarbon content is 65% by volume or less, preferably 60% by volume or less, more preferably 55% by volume or less, and preferably 0% by volume or more, more preferably 5% by volume or more. More preferred is 10% by volume or more.
  • the monocyclic aromatic hydrocarbon content is 45% by volume or less, preferably 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, even more preferably, because fuel efficiency is good and the amount of THC in the exhaust gas is small.
  • the lower limit is not limited, but is preferably 0% by volume.
  • the bicyclic aromatic hydrocarbon content is 25% by volume or less, preferably 15% by volume or less, more preferably 12% by volume or less, even more preferably, because of good fuel economy and low amount of THC in the exhaust gas.
  • the lower limit is not limited, but is preferably 0% by volume.
  • the content of the polycyclic aromatic compound having 3 or more rings is 20% by volume or less, preferably 10% by volume or less, more preferably 8% by volume or less because of good fuel economy and a small amount of THC in the exhaust gas. More preferably, it is 7% by volume or less, and the lower limit is not limited, but is preferably 0% by volume.
  • the distillation property of the fuel oil (5) of the present invention is not limited at all except that the initial boiling point (IBP) of distillation is 130 ° C. or higher, but the initial boiling point (IBP) is 130 ° C. or higher and 250 145 ° C. or lower, more preferably 145 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, most preferably 145 ° C. or higher and 190 ° C. or lower.
  • the initial boiling point is low, the flammability becomes high and evaporative gas (THC) is easily generated, which causes a problem in handling.
  • the 10% by volume distillation temperature (T 10 ) is preferably 140 ° C. or higher and 290 ° C. or lower, and the 50% by volume distillation temperature (T 50 ) is more preferably 210 ° C. or higher and 390 ° C. or lower.
  • the lower limit of the 90 volume% distillation temperature (T 90 ) is preferably 240 ° C. or higher, more preferably 260 ° C. or higher, further preferably 280 ° C. or higher, and even more preferably 300 ° C. or higher.
  • the lower limit of the 95 % by volume distillation temperature (T 95 ) is preferably 250 ° C. or higher, more preferably 270 ° C. or higher, further preferably 290 ° C. or higher, and further preferably 310 ° C. or higher.
  • the upper limit of the 95 % by volume distillation temperature (T 95 ) is preferably 450 ° C. or lower, more preferably 430 ° C. or lower, still more preferably 400 ° C. or lower, still more preferably 380 ° C. or lower, and most preferably 360 ° C. or lower.
  • the lower limit of the distillation end point (EP) is preferably 260 ° C. or higher, more preferably 280 ° C.
  • the upper limit of the distillation end point (EP) is preferably 470 ° C. or lower, more preferably 450 ° C. or lower, still more preferably 430 ° C. or lower, still more preferably 410 ° C. or lower, and most preferably 380 ° C. or lower.
  • THC evaporative gas
  • IBP Initial distillation point
  • T 10 10% by volume distillation temperature
  • T 50 50% by volume distillation temperature
  • T 90 90% by volume distillation temperature
  • T 95 95% by volume distillation temperature
  • EP end point
  • the sulfur content of the fuel oil (5) of the present invention is not limited at all. This is because the fuel oil (5) of the present invention is used in the specific internal combustion engine, and as described above, the amount of exhaust gas such as NOX and THC is small. It is because it is not necessary to use. In a conventional internal combustion engine, a catalyst such as a three-way catalyst is used to reduce the amount of exhaust gas such as NOX and THC. When the sulfur content in the fuel oil is high, the catalyst is deactivated. Oil (5) does not require the use of such a catalyst and therefore the sulfur content is not limited in any way.
  • the deterioration of the system of the internal combustion engine can be reduced, and the like, based on the total amount of fuel oil, is 2000 mass ppm or less, more preferably 500 mass ppm or less, and further preferably 200 mass ppm or less. More preferably, it is more preferably 80 ppm by mass or less, most preferably 20 ppm by mass or less, and the lower limit is not limited, but it is preferably 0 ppm by mass.
  • the sulfur content is a value measured according to JIS K 2541 “Crude oil and petroleum products-Sulfur content test method” when the content is 1 mass ppm or more, and ASTM D 4045-96 “when the content is less than 1 mass ppm. Standard Test ⁇ ⁇ ⁇ Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry ”.
  • the cetane index and cetane number of the fuel oil (5) of the present invention are not limited at all, but the cetane index is preferably 30 or more because of good fuel economy and a small amount of THC in the exhaust gas. More preferably, it is 45 or more, More preferably, it is 50 or more, Most preferably, it is 55 or more. Further, the cetane number is preferably 20 or more, more preferably 46 or more, and further preferably 50 or more.
  • the cetane index and cetane number are measured and calculated according to JIS K 2280 “Method for testing cetane number, calculation method for cetane index”.
  • the residual carbon content of the fuel oil (5) of the present invention is not limited at all.
  • the 10% residual oil residual carbon content is preferably 1.0% or less, and more preferably, because the operation can be continued for a long time. It is 0.10% or less, more preferably 0.05% or less.
  • the residual carbon content is measured by JISK 2270 “Residual carbon content test method”.
  • the low temperature fluidity of the fuel oil (5) of the present invention is not limited at all, but the cloud point is preferably + 10 ° C. or less, more preferably + 5 ° C. or less, more preferably from the viewpoint of handling in cold districts. Is 0 ° C. or lower, more preferably ⁇ 5 ° C. or lower, most preferably ⁇ 10 ° C. or lower.
  • the pour point is preferably + 5 ° C. or less, more preferably ⁇ 2.5 ° C. or less, further preferably ⁇ 7.5 ° C. or less, further preferably ⁇ 20 ° C. or less, and most preferably ⁇ 30 ° C. or less. is there.
  • the clogging point is preferably + 10 ° C.
  • the cloud point and pour point are measured according to JIS K 2269 “Cloud point test method, pour point test method”, and the clogging point is measured according to JIS K 2288 “clog point test method”.
  • desulfurized light oil obtained by desulfurizing light oil fraction obtained by distilling crude oil known as gas oil base material
  • hydrogen gas equivalent fraction obtained by hydrodesulfurization and decomposition of vacuum distillate oil, etc. hydrogenation of vacuum distillate oil
  • Preferred light oil bases are desulfurized light oil, GTL light oil and hydrocracked light oil.
  • a kerosene base material may be further added from the viewpoint of improving the low temperature fluidity.
  • the kerosene base material include desulfurized kerosene obtained by desulfurizing a kerosene fraction obtained by distilling crude oil, desulfurized kerosene obtained by hydrotreating desulfurized kerosene, desulfurized hydrogenated kerosene, natural gas, etc. Hydrodesulfurization and decomposition of “GTL (GasLto Liquids)” kerosene fraction (GTL kerosene), vacuum distillate, etc.
  • Kerosene equivalent fraction hydrocracked kerosene
  • kerosene equivalent fraction contact cracked kerosene
  • Kerosene equivalent fraction heavy oil direct desulfurized kerosene
  • Preferred kerosene base materials are desulfurized kerosene, GTL kerosene and catalytic cracking kerosene.
  • Gasoline base materials include light naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, heavy naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, light Desulfurized light naphtha desulfurized naphtha, desulfurized heavy naphtha desulfurized heavy naphtha, low olefins added to hydrocarbons such as isomerized gasoline and isobutane obtained by converting light naphtha to isoparaffin using an isomerizer (alkylation) ),
  • Light fraction of high quality gasoline (light reformed gasoline), medium heavy fraction of reformed gasoline (medium heavy reformed gasoline), heavy fraction of reformed gasoline (heavy reformed gasoline), catalytic cracking method Gasoline, hydrocracked gasoline, light fraction of cracked gasoline (light cracked gasoline), heavy fraction of cracked gasoline (heavy cracked gasoline), desulfurized cracked gasoline, cracked gasoline And desulfurized light cracked gasoline obtained by desulfurizing a light fraction of the above, and desulfurized heavy cracked gasoline obtained by desulfurizing a heavy fraction of cracked gasoline.
  • a low boiling point fraction is not very preferable.
  • those containing aromatics are preferable.
  • desulfurization treatment of medium heavy fraction of reformed gasoline, heavy fraction of reformed gasoline, heavy fraction of cracked gasoline, cracked gasoline Desulfurized cracked gasoline and desulfurized heavy cracked gasoline obtained by desulfurizing a heavy fraction of cracked gasoline.
  • Fuel oil (6) The sixth fuel oil of the present invention (hereinafter referred to as fuel oil (6)) used in the internal combustion engine has a distillation initial boiling point (IBP) of 22 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and 10% by volume distillation.
  • the temperature is 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower
  • the 90 vol% distillation temperature is 220 ° C. or higher and 400 ° C. or lower
  • the 95 vol% distillation temperature is 230 ° C. or higher and 440 ° C. or lower
  • the end point is 260 ° C. or higher and 470 ° C. It is a fuel oil that is below °C.
  • the initial boiling point (IBP) is 22 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, preferably 25 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, and more preferably 26 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, from the viewpoint of ensuring startability of combustion.
  • the 10% by volume distillation temperature (T 10 ) is 40 ° C. or more and 100 ° C. or less, preferably 40 ° C. or more and 80 ° C. or less, and more preferably 40 ° C. or more and 70 ° C. or less, from the viewpoint of ensuring startability of combustion.
  • the 50% by volume distillation temperature (T 50 ) is not limited, but is preferably 130 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
  • the 90% by volume distillation temperature (T 90 ) is from 220 ° C. to 400 ° C., preferably from 230 ° C. to 390 ° C., more preferably from 230 ° C. to 370 ° C., and most preferably from 240 ° C. to 370 ° C.
  • the 95% by volume distillation temperature (T 95 ) is 230 ° C. or higher and 440 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or higher and 430 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and most preferably 250 ° C. or higher and 380 ° C. or lower.
  • the end point (EP) is 260 ° C.
  • the upper limit values of the 90% by volume distillation temperature (T 90 ), 95% by volume distillation temperature (T 95 ), and end point (EP) are defined from the viewpoint that the amount of THC in the exhaust gas is small.
  • IBP Initial distillation point
  • T 10 10% by volume distillation temperature
  • T 50 50% by volume distillation temperature
  • T 90 90% by volume distillation temperature
  • T 95 95% by volume distillation temperature
  • EP end point
  • the fuel oil (6) of the present invention is preferably a hydrocarbon oil of 60% by volume or more, more preferably 80% by volume or more, further preferably 90% by volume or more, more preferably 93% by volume, based on the total amount of fuel oil. % To 100% by volume.
  • the saturated hydrocarbon content, aromatic hydrocarbon content and olefinic hydrocarbon content in the hydrocarbon oil are not particularly limited, but preferred embodiments are described below.
  • the saturated hydrocarbon content is preferably 35% by volume or more, more preferably 40% by volume or more, and still more preferably 45% by volume or more from the viewpoint of ensuring startability of combustion.
  • the olefinic hydrocarbon content is preferably 1% by volume or more, and more preferably 3% by volume or more, from the viewpoint of flame propagation characteristics.
  • the aromatic hydrocarbon content is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and further preferably 15% by volume or more.
  • the upper limit is not limited, but is preferably 65% by volume or less, more preferably 50% by volume or less, and even more preferably 40% by volume or less.
  • the monocyclic aromatic hydrocarbon content in the hydrocarbon oil is preferably 40% by volume or less, more preferably 35% by volume or less, because fuel efficiency is good and the amount of THC in the exhaust gas is small. More preferably, it is not more than volume%.
  • the bicyclic aromatic hydrocarbon content in the hydrocarbon oil is preferably 27% by volume or less, more preferably 25% by volume or less, because fuel efficiency is good and the amount of THC in the exhaust gas is small. It is even more preferable that it is not more than volume%.
  • the content of polycyclic aromatic hydrocarbons having 3 or more rings in the hydrocarbon oil is preferably 15% by volume or less and preferably 10% by volume or less because of good fuel efficiency and a small amount of THC in the exhaust gas.
  • the monocyclic aromatic hydrocarbon is a hydrocarbon having one aromatic ring
  • the bicyclic aromatic hydrocarbon is a hydrocarbon having two aromatic rings condensed with each other, and is a polycyclic aromatic having three or more rings.
  • a group hydrocarbon is a hydrocarbon having three or more aromatic rings condensed with each other.
  • the above saturated hydrocarbon content, aromatic hydrocarbon content, 1-ring aromatic hydrocarbon content, 2-ring aromatic hydrocarbon content, 3 or more polycyclic aromatic hydrocarbon content and olefinic hydrocarbon content are all It is a value measured by the HPLC method defined in -5S-49-97.
  • the sulfur content of the fuel oil (6) of the present invention is not limited at all. This is because the fuel oil (6) of the present invention is used in the specific internal combustion engine, and has a small amount of exhaust gas such as NOX and THC as described above. It is because it is not necessary to use. In a conventional internal combustion engine, a catalyst such as a three-way catalyst is used to reduce the amount of exhaust gas such as NOX and THC. When the sulfur content in the fuel oil is high, the catalyst is deactivated. Oil (6) does not require the use of such a catalyst and therefore the sulfur content is not limited in any way.
  • the degradation of the system of the internal combustion engine can be reduced, and so on, based on the total amount of fuel oil, it is 2000 ppm by mass or less, more preferably 1000 ppm by mass or less, and further preferably 500 ppm by mass or less. More preferably, it is more preferably 200 ppm by mass or less, most preferably less than 50 ppm by mass, and the lower limit is not limited, but 0 ppm by mass.
  • the sulfur content is a value measured according to JIS K 2541 “Crude oil and petroleum products—sulfur content test method” when the content is 1 mass ppm or more, and ASTM D 4045-96 “when the content is less than 1 mass ppm. Standard Test ⁇ ⁇ ⁇ Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry ”.
  • the method for producing the fuel oil (6) of the present invention is not particularly limited as long as the gist of the present invention is not impaired.
  • a kerosene base material can also be used.
  • the kerosene base material include desulfurized kerosene obtained by desulfurizing a kerosene fraction obtained by distilling crude oil, desulfurized hydrogenated kerosene obtained by hydrotreating desulfurized kerosene and reduced in sulfur, and natural gas. Equivalent to kerosene obtained by hydrodesulfurization and decomposition of “GTL (Gas to Liquids)” kerosene fraction, vacuum distillate, etc.
  • Kerosene equivalent fraction obtained by catalytic cracking of fractions (hydrocracked kerosene), residual oil / vacuum distillate oil, etc. (catalytic cracked kerosene) and kerosene equivalent fraction obtained after direct desulfurization of heavy oil, residual oil, etc. (Heavy oil direct desulfurization kerosene) and the like.
  • a gasoline base can be added to meet the initial distillation point (IBP) and 10% by volume distillation temperature (T 10 ) of distillation.
  • Gasoline base materials include light naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, heavy naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, desulfurized full-range naphtha obtained by desulfurizing naphtha fraction obtained by distillation of crude oil, light Desulfurized light naphtha desulfurized from naphtha, desulfurized heavy naphtha desulfurized from heavy naphtha, low olefins added to hydrocarbons such as isomerized gasoline and isobutane obtained by converting light naphtha to isoparaffin using an isomerizer (alkylation) ), The desulfurized alkylate obtained by desulfurizing the alkylate, the low-sulfur alkylate derived from hydrocarbons such as desulfurized isobutane and the desulfurized lower olefin, the reformed
  • Light fraction of high quality gasoline (light reformed gasoline), medium heavy fraction of reformed gasoline (medium heavy reformed gasoline), heavy fraction of reformed gasoline (heavy reformed gasoline), catalytic cracking method Gasoline, hydrocracked gasoline, light fraction of cracked gasoline (light cracked gasoline), heavy fraction of cracked gasoline (heavy cracked gasoline), desulfurized cracked gasoline obtained by desulfurizing cracked gasoline, cracked gasoline And desulfurized light cracked gasoline obtained by desulfurizing a light fraction of the above, and desulfurized heavy cracked gasoline obtained by desulfurizing a heavy fraction of cracked gasoline.
  • the fuel oil (6) of the present invention can contain, as essential components, a base material having a distillation end point of 70 ° C. or higher and lower than 130 ° C. and a base material of distillation end point of 250 ° C. or higher and 470 ° C. or lower.
  • Such embodiments include, for example, gasoline bases such as light naphtha, isomerized gasoline, desulfurized light naphtha, and commercially available regular gasoline (eg, compositions that require light naphtha, catalytic reformed gasoline and cracked gasoline).
  • kerosene base or light oil base desulfurized kerosene, catalytic cracking kerosene, hydrocracked kerosene, GTL kerosene, desulfurized light oil, deep desulfurized light oil, heavy light oil, GTL light oil, hydrocracked light oil It is achieved by using at least one of heavy oil direct desulfurized light oil and catalytic cracked light oil.
  • the content of the base material whose end point of distillation is 70 ° C. or higher and lower than 130 ° C. is not limited.
  • the lower limit of the content is preferably 1% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, still more preferably 5% by volume or more, and still more preferably 10% by volume or more based on the total amount of fuel oil.
  • the upper limit of the content is preferably 99% by volume or less, more preferably 97% by volume or less, still more preferably 95% by volume or less, and still more preferably 90% by volume or less based on the total amount of fuel oil.
  • the content of the base material whose end point of distillation is 250 ° C. or higher and 470 ° C. or lower is not limited.
  • the lower limit of the content is preferably 1% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, still more preferably 5% by volume or more, and still more preferably 10% by volume or more based on the total amount of fuel oil.
  • the upper limit of the content is preferably 99% by volume or less, more preferably 97% by volume or less, still more preferably 95% by volume or less, and still more preferably 90% by volume or less based on the total amount of fuel oil.
  • a substrate having a distillation end point of 130 ° C. or higher and lower than 220 ° C. and a substrate having a distillation end point of 250 ° C. or higher and 470 ° C. or lower can be included as essential components.
  • Such embodiments include, for example, heavy naphtha, full-range naphtha, desulfurized heavy naphtha, desulfurized full-range naphtha, GTL naphtha, alkylate and commercially available premium gasoline (eg, catalytic reformed gasoline, cracked gasoline and alkylate).
  • a desulfurized kerosene, hydrocracked kerosene, catalytic cracked kerosene, GTL kerosene, desulfurized gas oil, deep desulfurized gas oil, heavy gas oil, GTL which is a kerosene base or a light oil base This is achieved by using at least one of light oil, hydrocracked light oil, heavy oil direct desulfurized light oil and catalytic cracked light oil.
  • heavy naphtha, full-range naphtha, desulfurized heavy naphtha, desulfurized full-range naphtha, GTL naphtha, alkylate, and commercially available premium gasoline are taken up as base materials having an end point of 130 ° C.
  • the combination of the base materials is not limited as long as the distillation properties as fuel oil are satisfied, for example, a composition consisting only of heavy naphtha and heavy reformed gasoline, Even a composition that does not satisfy the JIS standard such as a commercially available gasoline composition is included in the embodiment of the present invention.
  • the content of the base material whose end point of distillation is 130 ° C. or higher and lower than 220 ° C. is not limited.
  • the lower limit of the content is preferably 1% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, still more preferably 5% by volume or more, and still more preferably 10% by volume or more based on the total amount of fuel oil.
  • the upper limit of the content is preferably 99% by volume or less, more preferably 97% by volume or less, still more preferably 95% by volume or less, and still more preferably 90% by volume or less based on the total amount of fuel oil.
  • the content of the base material whose end point of distillation is 250 ° C. or higher and 470 ° C. or lower is not limited.
  • the lower limit of the content is preferably 1% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, still more preferably 5% by volume or more, and still more preferably 10% by volume or more based on the total amount of fuel oil.
  • the upper limit of the content is preferably 99% by volume or less, more preferably 97% by volume or less, still more preferably 95% by volume or less, and still more preferably 90% by volume or less based on the total amount of fuel oil.
  • the base material has a 90% by volume distillation temperature (T90) of 220 to 310 ° C. and the 90% by volume distillation temperature (T90). ) Is a substrate of more than 310 to 430 ° C.
  • T90 90% by volume distillation temperature
  • Examples of the former base material having a 90% by volume distillation temperature (T90) of 220 to 310 ° C. include desulfurized kerosene, catalytic cracking kerosene, hydrocracked kerosene and GTL kerosene.
  • the latter base material having a 90% by volume distillation temperature (T90) exceeding 310 to 430 ° C includes desulfurized light oil, deep desulfurized light oil, heavy light oil, GTL light oil, hydrocracked light oil, heavy oil direct desulfurized light oil and catalytic cracked light oil. Is mentioned.
  • One or both of these two types of base materials can be used as a base material having an end point of distillation of 250 ° C. or higher and 470 ° C. or lower.
  • Fuel oil (7) The seventh fuel oil of the present invention (hereinafter referred to as fuel oil (7)) used in the internal combustion engine is composed of a gasoline base having a research octane number of 96.0 or less and 10 volumes of polycyclic aromatic hydrocarbons. Including a base material containing at least%.
  • the said research method octane number (RON) is a value measured by JISK2280 "an octane number and a cetane number test method".
  • the gasoline base material having a research octane number of 96.0 or less may be any gasoline base material as long as this condition is satisfied.
  • Raffinate sulfolan raffinate
  • a residue obtained by extracting sulfolan from a group and decomposition obtained by catalytic cracking Sorin light fraction of light fractions of (light cracked gasoline) and reformate (light reformate) and the like.
  • light naphtha, heavy naphtha, desulfurized full-range naphtha, desulfurized light naphtha, desulfurized heavy naphtha and isomerized gasoline are preferred.
  • the amount of the gasoline base material having a research octane number of 96.0 or less is not limited, but is preferably 1% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, and more preferably 5% by volume or more based on the total amount of fuel oil.
  • 10% by volume or more is more preferable, 99% by volume or less is preferable, 97% by volume or less is more preferable, 95% by volume or less is further preferable, and 90% by volume or less is more preferable.
  • the base material containing 10% by volume or more of the polycyclic aromatic hydrocarbon may be any base material as long as this condition is satisfied.
  • the polycyclic aromatic hydrocarbon is a hydrocarbon having two or more aromatic rings condensed with each other, specifically, a bicyclic aromatic hydrocarbon such as naphthalene, acenaphthene, acenaphthylene, anthracene, fluorene and phenanthrene.
  • aromatic hydrocarbons having 4 or more aromatic rings such as pyrene, fluoranthene and benzo [a] pyrene.
  • Specific examples of the base material include a heavy fraction of reformed gasoline obtained by the catalytic reforming method (particularly a fraction of 160 ° C.
  • catalytic cracked kerosene a heavy fraction of catalytic cracked kerosene, heavy fraction of catalytic cracked kerosene, catalytic cracked light oil, heavy fraction of catalytic cracked light oil, bicyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene, acenaphthene, acenaphthylene, anthracene , Aromatic hydrocarbon solvents containing tricyclic aromatic hydrocarbons such as fluorene and phenanthrene, aromatic hydrocarbons having four or more aromatic rings, and one or more polycyclic aromatic hydrocarbons (for example, Exxon Mobil Chemical) S200 (trade name) manufactured by the company).
  • the base material may be any base material as long as it contains 10% by volume or more of polycyclic aromatic hydrocarbons, but is preferably a polycyclic aromatic hydrocarbon. Is preferably a substrate containing 30% by volume or more of polycyclic aromatic hydrocarbons, more preferably a substrate containing 40% by volume or more of polycyclic aromatic hydrocarbons. .
  • the upper limit of the polycyclic aromatic hydrocarbon content is 100% by volume, preferably 95% by volume.
  • the amount of the base material containing 10% by volume or more of the polycyclic aromatic hydrocarbon is not limited, but is preferably 1% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, more preferably 5% by volume based on the total amount of fuel oil. % Or more, more preferably 10% by volume or more, more preferably 99% by volume or less, more preferably 97% by volume or less, still more preferably 95% by volume or less, and still more preferably 90% by volume or less.
  • the distillation property of the fuel oil (7) of the present invention is not particularly limited, but the initial distillation point (IBP) of distillation is preferably 21 ° C. or higher and 75 ° C. or lower, and 28 ° C. or higher, from the viewpoint of ensuring startability of combustion. 65 degreeC or less is more preferable, and 30 degreeC or more and 60 degrees C or less are further more preferable.
  • the 10 vol% distillation temperature (T 10 ) is preferably 40 ° C. or higher and 85 ° C. or lower, more preferably 45 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 75 ° C. or lower, from the viewpoint of ensuring startability of combustion. Further preferred.
  • the 50% by volume distillation temperature (T 50 ) is not limited, but is preferably 130 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
  • the 90% by volume distillation temperature (T 90 ) is preferably 240 ° C. or higher and 390 ° C. or lower, more preferably 240 ° C. or higher and 360 ° C. or lower, even more preferably 240 ° C. or higher and 330 ° C. or lower, and most preferably 240 ° C. or higher and 310 ° C. or lower. preferable.
  • the 95% by volume distillation temperature (T 95 ) is preferably 250 ° C. or higher and 430 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, further preferably 250 ° C. or higher and 380 ° C. or lower, and most preferably 250 ° C. or higher and 320 ° C.
  • the end point (EP) is preferably 260 ° C or higher and 450 ° C or lower, more preferably 260 ° C or higher and 410 ° C or lower, further preferably 260 ° C or higher and 390 ° C or lower, and most preferably 260 ° C or higher and 360 ° C or lower.
  • the upper limits of the 90% by volume distillation temperature (T 90 ), the 95% by volume distillation temperature (T 95 ), and the end point (EP) are defined from the viewpoint that the amount of THC in the exhaust gas is small.
  • IBP Initial distillation point
  • T 10 10% by volume distillation temperature
  • T 50 50% by volume distillation temperature
  • T 90 90% by volume distillation temperature
  • T 95 95% by volume distillation temperature
  • EP end point
  • the fuel oil (7) of the present invention is preferably 60% by volume or more, more preferably 80% by volume or more, further preferably 90% by volume or more, and further preferably 93% by volume of hydrocarbon oil based on the total amount of fuel oil. % To 100% by volume.
  • the saturated hydrocarbon content, aromatic hydrocarbon content and olefinic hydrocarbon content in the hydrocarbon oil are not particularly limited, but preferred embodiments are described below.
  • the saturated hydrocarbon content is preferably 35% by volume or more, more preferably 40% by volume or more, and still more preferably 45% by volume or more from the viewpoint of ensuring startability of combustion.
  • the olefinic hydrocarbon content is preferably 1% by volume or more and more preferably 5% by volume or more from the viewpoint of flame propagation characteristics.
  • the aromatic hydrocarbon content is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and further preferably 15% by volume or more.
  • the upper limit is not limited, but is preferably 65% by volume or less, more preferably 60% by volume or less, and even more preferably 55% by volume or less.
  • the monocyclic aromatic hydrocarbon content in the hydrocarbon oil is preferably 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, because fuel efficiency is good and the amount of THC in the exhaust gas is small. 27% by volume or less is more preferable, and the lower limit is preferably 0% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, and still more preferably 3% by volume or more.
  • the bicyclic aromatic hydrocarbon content in the hydrocarbon oil is preferably 25% by volume or less, more preferably 15% by volume or less, because fuel efficiency is good and the amount of THC in the exhaust gas is small.
  • the lower limit is more preferable, and the lower limit is preferably 0% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, and further preferably 3% by volume or more.
  • the content of polycyclic aromatic hydrocarbons having 3 or more rings in the hydrocarbon oil is preferably 15% by volume or less and preferably 10% by volume or less because of good fuel efficiency and a small amount of THC in the exhaust gas. More preferably, it is more preferably 7% by volume or less, and the lower limit is preferably 0% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, further preferably 3% by volume or more. .
  • the content of polycyclic aromatic hydrocarbons of 2 or more rings is preferably 1% by volume or more, and more preferably 3% by volume or more.
  • the above saturated hydrocarbon content, aromatic hydrocarbon content, 1-ring aromatic hydrocarbon content, 2-ring aromatic hydrocarbon content, 3 or more polycyclic aromatic hydrocarbon content and olefinic hydrocarbon content are all It is a value measured by the HPLC method defined in -5S-49-97.
  • the sulfur content of the fuel oil (7) of the present invention is not limited at all. This is because the fuel oil (7) of the present invention is used in the specific internal combustion engine and has a small amount of exhaust gas such as NOX and THC as described above. It is because it is not necessary to use. In a conventional internal combustion engine, a catalyst such as a three-way catalyst is used to reduce the amount of exhaust gas such as NOX and THC. When the sulfur content in the fuel oil is high, the catalyst is deactivated. Oil (7) does not require the use of such a catalyst and therefore the sulfur content is not limited in any way.
  • the deterioration of the system of the internal combustion engine can be reduced, and the like, based on the total amount of fuel oil, is 2000 mass ppm or less, more preferably 500 mass ppm or less, and further preferably 200 mass ppm or less. More preferably, it is more preferably 80 ppm by mass or less, most preferably less than 20 ppm by mass, and the lower limit is not limited, but 0 ppm by mass.
  • the sulfur content is a value measured according to JIS K 2541 “Crude oil and petroleum products—sulfur content test method” when the content is 1 mass ppm or more, and ASTM D 4045-96 “when the content is less than 1 mass ppm. Standard Test ⁇ ⁇ ⁇ Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry ”.
  • the method for producing the fuel oil (7) of the present invention is not particularly limited as long as the gist of the present invention is not impaired. It can be produced using one or more gasoline base materials having a research octane number of 96.0 or less and one or more base materials containing 10% by volume or more of the polycyclic aromatic hydrocarbon described above.
  • an oxygen-containing compound may be further added.
  • the oxygen-containing compound include ethers such as methyl tertiary butyl ether (MTBE) and ethyl tertiary butyl ether (ETBE), and alcohols such as methanol, ethanol, 1-butanol, 2-butanol and isobutanol. .
  • the amount of the oxygen-containing compound in the fuel oils (1) to (7) of the present invention is not limited, but is preferably 40% by volume or less, more preferably 20% by volume or less, and still more preferably 10% by volume or less. More preferably, it is 7% by volume or less.
  • the fuel oils (1) to (7) of the present invention include a colorant for identification, an antioxidant for improving oxidation stability, a metal deactivator, a corrosion inhibitor for preventing corrosion, and a fuel line. Additives such as a detergent for maintaining cleanliness and a lubricity improver for improving lubricity may be added.
  • the fuel oil (5) may contain a fluidity improver for improving low temperature fluidity, a cetane number improver for improving the cetane number, and the like.
  • nitrogen is added together with oxygen.
  • a gas containing an optional noble gas is preferably supplied to the combustion chamber.
  • the amount of oxygen is 10 to 50% by volume of gas, preferably 10 to 40% by volume
  • the amount of nitrogen is 50 to 90% by volume, preferably 60 to 90% by volume of gas
  • the amount of rare gas is It is preferably 0 to 20% by volume, preferably 0 to 15% by volume.
  • the noble gas means a group 18 element in the periodic table of elements, and is typically argon.
  • the proportion of oxygen in the gas can be increased gradually or stepwise.
  • a gas containing 65% by volume or more of oxygen preferably a gas containing 75 to 100% by volume of oxygen, more preferably a gas containing 85 to 100% by volume of oxygen, more preferably a gas containing 90 to 100% by volume of oxygen.
  • a gas consisting only of oxygen to combustion
  • stable operation can be continued and NOX emission can be suppressed.
  • nitrogen contained in a large amount acts in the action of suppressing the combustion of oxygen, so unburned hydrocarbons remain in the combustion chamber and are discharged as exhaust gas.
  • the gas contains 65% by volume or more of oxygen, the amount of unburned hydrocarbons can be reduced, and therefore, the emission amount of total hydrocarbons (THC) can be suppressed. Moreover, since there is little unburned hydrocarbon amount, combustion efficiency is high.
  • the gas when the operation reaches a steady state may contain nitrogen and / or a rare gas as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the amount of nitrogen that can be included is 0 to 35% by volume of gas, preferably 0 to 15% by volume, and the amount of noble gas is 0 to 10% by volume, preferably 0 to 5% by volume of gas. Within these ranges, there is an effect of lowering the combustion temperature, and even if the gas contains nitrogen, the amount of NOx emitted is small.
  • the oxygen, nitrogen, and rare gas are preferably used so that the ratio of gas components at the start and thereafter can be adjusted as appropriate, and the pressure fluctuation can be reduced and gas can be stably supplied to the combustion chamber.
  • the gas is supplied from each gas cylinder to the combustion chamber.
  • the supply of nitrogen may be performed using an air cylinder in addition to the nitrogen cylinder, or may be performed by natural suction.
  • nitrogen, oxygen, and a rare gas (argon) are supplied from the air cylinder 2, the oxygen cylinder 3, and the argon cylinder 4 to the combustion chamber via the preserver 5.
  • the internal combustion engine since the gas subjected to combustion contains oxygen in an amount of 65% by volume or more, NOx emissions are significantly reduced, and therefore expensive three-way catalysts and nitrogen oxide storage reduction catalysts are used. There is no need. This leads to simplification and cost reduction of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine in the present invention is not intended to use no catalyst at all, and uses a small amount of a three-way catalyst or other conventionally used catalyst (for example, an adsorbent) as necessary. May be.
  • the internal combustion engine in the present invention can include a reformer for reforming the fuel oil as necessary.
  • a reformer for reforming the fuel oil as necessary.
  • the heavy fuel oil with good combustion efficiency can be supplied to the internal combustion engine.
  • the reforming of the fuel oil may be performed on the entire fuel oil, but is not necessarily required, and may be performed on only a part thereof.
  • the internal combustion engine can perform the reduction of the compression ratio to, for example, 8.5 or less and / or the cooling water outlet temperature to, for example, 50 to 80 ° C. as necessary to prevent knocking. .
  • the compression ratio to, for example, 8.5 or less and / or the cooling water outlet temperature to, for example, 50 to 80 ° C. as necessary to prevent knocking.
  • the fuel oils obtained in the following examples and comparative examples were used in the internal combustion engine system shown in FIG. 1 to measure NOx emissions and THC emissions.
  • the internal combustion engine 10 a 4-cycle 2-cylinder engine having a total displacement of 359 cc was used.
  • the fuel oil was supplied from the fuel tank 1, and the gas was supplied from the air cylinder 2, oxygen cylinder 3, and argon cylinder 4 to the preserver 5, and then supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 10.
  • the exhaust gas was treated with the oxidation catalyst 6 and then exhausted through the cooling pipe 7.
  • the discharged gas was mainly argon gas and carbon dioxide, and water was discharged as a liquid.
  • the operation of the internal combustion engine was performed as follows. That is, at start-up, a gas containing oxygen, argon and nitrogen in amounts of 20.9 vol%, 0.9 vol% and 78.1 vol%, respectively, was supplied to the combustion chamber. After a lapse of 30 seconds from the start, it was confirmed that a steady state was obtained by visual observation, and the operation was continued for another 30 seconds. Thereafter, the gas composition was adjusted to 89.3 vol% oxygen and 10.7 vol% nitrogen. Continued. As a result, it was operated for 100 hours without any trouble. The rotation speed of the internal combustion engine was 3000 rpm, the compression ratio was 7.6, and the cooling water temperature was 60 ° C.
  • THC emission amount It was confirmed by visual observation and oscilloscope rotation speed that combustion was in a steady state, and sampling of exhaust gas with a sampling bag was started after 5 to 10 seconds. After sampling for 10 seconds, the collected exhaust gas was immediately introduced into the THC detector tube, and the amount of THC was determined from the color change.
  • Examples 1-1 to 1-16 The fuel oil shown in Tables 3 and 4 was produced using the base material in the amount (volume%) shown in Table 3 or 4 below. As described above, each of the obtained fuel oils was used in the internal combustion engine system shown in FIG. 1 to measure NOX emissions and THC emissions. The results are shown in Tables 3 and 4.
  • Example 1-1 Comparative Example 1-1 In Example 1-1, the operation was performed in the same manner as in Example 1-1 except that the gas supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 10 was only air both at the start and in the steady state. . NOX emissions were 200 ppm and THC emissions were 300 ppm.
  • Example 1-1 a gas containing 70 vol% oxygen, 29 vol% nitrogen, and 0.9 vol% argon was used as the gas at the start. Backfire occurred and combustion became unstable, so the operation was stopped.
  • Examples 2-1 to 2-9 Using the amount (volume%) of the base material shown in Table 5, the fuel oil shown in Table 5 was produced. As described above, each of the obtained fuel oils was used in the internal combustion engine system shown in FIG. 1 to measure NOX emissions and THC emissions. The results are shown in Table 5.
  • Example 2-4 operation was performed in the same manner as in Example 2-4, except that the gas supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 10 was only air at both the start and steady state. . NOX emissions were 150 ppm and THC emissions were 285 ppm.
  • Example 2-4 a gas containing 70 vol% oxygen, 29 vol% nitrogen, and 0.9 vol% argon was used as the gas at the start. Backfire occurred and combustion became unstable, so the operation was stopped.
  • Examples 3-1 to 3-7 Using the amount (volume%) of the base material shown in Table 6, the fuel oil shown in Table 6 was produced. As described above, the obtained fuel oil was used in the internal combustion engine system shown in FIG. 1 to measure the NOX emission amount and the THC emission amount. The results are shown in Table 6.
  • Example 3-1 Comparative Example 3-1 In Example 3-1, the operation was performed in the same manner as in Example 3-1, except that the gas supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 10 was only air both at the start and in the steady state. . NOX emissions were 350 ppm and THC emissions were 500 ppm.
  • Example 3-1 a gas containing 70 vol% oxygen, 29 vol% nitrogen, and 0.9 vol% argon was used as the gas at the start. Backfire occurred and combustion became unstable, so the operation was stopped.
  • Examples 4-1 to 4-8 Using the amount (volume%) of the base material shown in Table 9, the fuel oil shown in Table 9 was produced. As described above, the obtained fuel oil was used in the internal combustion engine system shown in FIG. 1 to measure the NOX emission amount and the THC emission amount. The results are shown in Table 9.
  • Example 4-1 Comparative Example 4-1 In Example 4-1, the operation was performed in the same manner as in Example 4-1, except that the gas supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 10 was only air both at the start and in the steady state. . NOX emissions were 200 ppm and THC emissions were 400 ppm.
  • Example 4-2 In Example 4-1, a gas containing 70% by volume of oxygen, 29% by volume of nitrogen and 0.9% by volume of argon was used as the gas at the start. Backfire occurred and combustion became unstable, so the operation was stopped.
  • Examples 5-1 to 5-15 Using the amount (volume%) of the base material shown in Table 13 or 14, fuel oils shown in Tables 13 and 14 were produced. As described above, the obtained fuel oil was used in the internal combustion engine system shown in FIG. 1 to measure the NOX emission amount and the THC emission amount. The results are shown in Tables 13 and 14.
  • Example 5-1 Comparative Example 5-1 In Example 5-1, the operation was performed in the same manner as in Example 5-1, except that the gas supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 10 was only air both at the start and in the steady state. . NOX emissions were 150 ppm and THC emissions were 2500 ppm.
  • Example 5-1 a gas containing 70% by volume of oxygen, 29% by volume of nitrogen and 0.9% by volume of argon was used as the gas at the start. Backfire occurred and combustion became unstable, so the operation was stopped.
  • Examples 6-1 to 6-15 Fuel oils shown in Tables 15 and 16 were produced using the fuel oil base materials shown in Tables 1, 2, 10 and 11 in the amounts (volume%) shown in Tables 15 and 16 below. As described above, the obtained fuel oil was used in the internal combustion engine system shown in FIG. 1 to measure the NOX emission amount and the THC emission amount. The results are shown in Tables 15 and 16.
  • Example 6-2 operation was performed in the same manner as in Example 6-2, except that the gas supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 10 was only air at both the start and steady state. . NOX emissions were 500 ppm and THC emissions were 2500 ppm.
  • Example 6-2 a gas containing 70% by volume of oxygen, 29% by volume of nitrogen and 0.9% by volume of argon was used as a gas at the time of starting. Backfire occurred and combustion became unstable, so the operation was stopped.
  • Examples 7-1 to 7-12 The fuel oil base materials shown in Tables 17 and 18 below were used in the amounts (volume%) shown in Tables 19 and 20, and the fuel oils shown in Tables 19 and 20 were produced. As described above, the obtained fuel oil was used in the internal combustion engine system shown in FIG. 1 to measure the NOX emission amount and the THC emission amount. The results are shown in Tables 19 and 20.
  • Example 7-11 operation was performed in the same manner as in Example 7-11, except that the gas supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine 10 was only air both at the start and in the steady state. . NOX emissions were 140 ppm and THC emissions were 400 ppm.
  • Comparative Example 7-2 In Examples 7-11, a gas containing 70% by volume of oxygen, 29% by volume of nitrogen and 0.9% by volume of argon was used as the gas at the start. Backfire occurred and combustion became unstable, so the operation was stopped.

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Abstract

本発明は、燃料油と、酸素を65容量%以上含む気体とが燃焼に付されるように適合されている燃焼室を有する内燃機関において使用される燃料油であって、NOXやTHC等の排ガスの量が少ない燃料油を提供するものである。

Description

燃料油
本発明は、燃料油を燃焼させることにより動力を得る内燃機関において有用な燃料油、この燃料油を用いる内燃機関および上記燃料油を用いる内燃機関を搭載した気動車に関する。
ガソリン等の燃料油を燃焼させて動力を得る内燃機関、特に自動車用エンジンでは、燃料油が空気と混合されて燃焼に付される。空気中に78.0%存在する窒素分子が、燃焼過程において1酸化1窒素、1酸化2窒素およびその二量体、2酸化3窒素などの窒素酸化物(NOX)を生成し、それらが無視できない量で排出されるという問題がある。さらに、上記空気中に含まれる窒素は、酸素による燃焼の働きを抑える作用をするため、燃焼室において未燃の炭化水素が残り、それが排ガスとして排出され得る。NOXや全炭化水素(THC)の排出量を低減するために、三元触媒やNOX吸蔵還元触媒が使用されている。
しかし、三元触媒は、その効果を発揮するために、燃料油と空気の量が理論空燃比(ストイキオメトリ)を満たすことと共に厳しい温度管理が必要であり、また、白金やロジウムなどの高価な貴金属を必要とする。
また、水素を燃料として燃焼させて動力を得るエンジンが知られている(例えば特許文献1および2)。このエンジンでは、水素が、酸素と、作動ガスとしてのアルゴンガスとともに燃焼に付され、非常に高い熱効率を有するとともに、窒素を使用しないので、NOXを排出する恐れがない。しかし、水素を使用するので、爆発の危険性が高く、取扱いには注意が必要であり、簡便に利用できるものではない。
特開平11-93681号公報 特開2009-68392号公報
本発明者らは、燃料油の燃焼において、従来の空気に代えて、酸素を65容量%以上含む気体を使用することにより、NOXやTHC等の排ガスの量が低減されることを先に見出した(特願2012-286942号)。本発明の目的は、このような燃焼により動力を得る内燃機関において有用な燃料油であって、NOXやTHC等の排ガスの量が少ない燃料油を提供することである。
本発明者らは、特定の組成及び/または蒸留性状を有する燃料油が、酸素を65容量%以上含む気体とともに燃焼に付されると、上記目的が達成されることを見出した。
すなわち、本発明は、燃料油と、酸素を65容量%以上含む気体とが燃焼に付されるように適合されている燃焼室を有する内燃機関において使用される燃料油であって、下記(1)~(7)から選ばれる1に記載の条件を満たす前記燃料油を提供する。
(1)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が35容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が50容量%以下である、
(2)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が40容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が50容量%以下であり、蒸留の初留点が21℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度が35℃以上90℃以下であり、90容量%留出温度が100℃以上190℃以下であり、かつ終点が130℃以上230℃以下である、
(3)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が15容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が35容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が20~70容量%であり、蒸留の初留点が24℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度が40℃以上90℃以下であり、90容量%留出温度が170℃以上220℃以下であり、かつ終点が210℃以上280℃以下である、
(4)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が10容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が65容量%以下であり、ナフテン系炭化水素含量が45容量%以下であり、蒸留の初留点が100℃以上である、
(5)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が35容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が10容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が65容量%以下であり、1環芳香族炭化水素含量が45容量%以下であり、2環芳香族炭化水素含量が25容量%以下であり、3環以上の多環芳香族炭化水素の含量が20容量%以下であり、蒸留の初留点が130℃以上である、
(6)蒸留の初留点が22℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度が40℃以上100℃以下であり、90容量%留出温度が220℃以上400℃以下であり、95容量%留出温度が230℃以上440℃以下であり、かつ終点が260℃以上470℃以下である、
(7)リサーチオクタン価が96.0以下であるガソリン基材および、多環芳香族炭化水素を10容量%以上含有する基材を含む。
また、本発明は、燃料油と、酸素を65容量%以上含む気体とが燃焼に付されるように適合されている燃焼室を有する内燃機関であって、該燃料油として上記燃料油が使用される内燃機関を提供する。
また、本発明は、燃料油と、酸素を65容量%以上含む気体とが燃焼に付されるように適合されている燃焼室を有する内燃機関を搭載した気動車であって、該燃料油として上記燃料油が使用される気動車を提供する。
本発明の燃料油は、酸素を65容量%以上含む気体との燃焼に付されるとき、NOXやTHC等の排ガスの量が少なく、したがって、このような燃焼により動力を得る内燃機関において、必ずしも三元触媒やNOX吸蔵還元触媒を使用する必要がない。また、本発明の燃料油を使用する上記内燃機関は、車両、例えば気動車や自動車等、において好適に使用することができる。
実施例で使用した内燃機関システムを示す模式図である。
本発明の燃料油は、酸素を65容量%以上含む気体とともに燃料油が燃焼に付されるように適合されている燃焼室を有する内燃機関において使用される。
図1は、上記内燃機関を含むシステムの一例を示す図である。内燃機関10は、燃焼室を有する。燃焼室では、燃料タンク1から供給された燃料油が、プリサーバ5を経由して供給される気体と一緒に燃焼に付される。上記気体は、定常状態の燃焼において、酸素を65容量%以上含む。上記気体は、NOXの生成を抑える点から、窒素を含まないのが好ましい。
・燃料油(1)
上記内燃機関において使用される本発明の第一の燃料油(以下、燃料油(1)という)は、燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上、好ましくは80容量%以上、さらに好ましくは90容量%以上、さらに好ましくは93容量%~100容量%含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素含量が35容量%以下であり、芳香族炭化水素の量が50容量%以下である。
上記飽和炭化水素含量は、排ガス中のTHCの量を低減する点から、30容量%以上、好ましくは40容量%以上、より好ましくは50容量%以上、さらに好ましくは60容量%以上、さらに好ましくは70容量%以上、さらに好ましくは80容量%以上、さらに好ましくは90容量%以上、最も好ましくは95容量%以上であり、上限は限定的ではないが、好ましくは100容量%である。
上記オレフィン系炭化水素含量は、燃焼性を良好にする点から、35容量%以下、好ましくは30容量%以下、より好ましくは25容量%以下であり、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
上記芳香族炭化水素含量は、燃焼性を良好にする点および排ガス中のTHCの量を低減する点から、50容量%以下、好ましくは45容量%以下、より好ましくは40容量%以下、さらに好ましくは35容量%以下、さらに好ましくは30容量%以下、さらに好ましくは20容量%以下、さらに好ましくは15容量%未満、最も好ましくは10容量%以下であり、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
上記の飽和炭化水素含量、オレフィン系炭化水素含量および芳香族炭化水素含量はいずれも、JIS K 2536「石油製品-炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定される値である。
本発明の燃料油(1)における特定の炭素数の炭化水素の含量は限定されないが、好ましい範囲は、炭化水素油全量を基準として、以下の通りである。
炭素数4の炭化水素の含量は、蒸発ガス(エバポエミッション)の量を低く抑え、したがって排ガス中のTHCの量を低減する点、および引火性を低くし、したがって取扱性を良好にする点から、15容量%以下であることが好ましく、10容量%以下であることがより好ましく、5容量%以下であることがさらに好ましく、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
炭素数5乃至8の炭化水素の合計含量は、燃焼性の観点から、50容量%以上100容量%以下であることが好ましく、55容量%以上100容量%以下であることがより好ましく、60容量%以上99.7容量%以下であることがさらに好ましく、65容量%以上99.5容量%以下であることがより一層好ましい。
炭素数10以上の炭化水素の合計含量は、20容量% 以下であることが好ましく、10容量%以下であることがより好ましく、5容量%以下であることが最も好ましく、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
また、上記炭素数5乃至8の炭化水素について、炭素数5の炭化水素の含量、炭素数6の炭化水素の含量、炭素数7と炭素数8の炭化水素の合計含量は限定されないが、好ましい範囲は、炭化水素油全量を基準として、以下の通りである。
炭素数5の炭化水素の含量は、燃焼性の観点から、50容量%以下であることが好ましく、48容量%以下であることがより好ましく、45容量%以下であることがさらに好ましく、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。上記炭素数6の炭化水素の含量は、燃焼性の観点から、60容量%以下であることが好ましく、58容量%以下であることが好ましく、また、20容量%以上であることがより好ましく、25容量%以上であることがさらにより好ましく、30容量%以上であることが最も好ましい。上記炭素数7および8の炭化水素の合計含量は、2容量%以上85容量%以下であることが好ましく、3容量%以上82容量%以下であることがより好ましい。
上記炭素数4の炭化水素(C4)の含量、炭素数5の炭化水素(C5)の含量、炭素数6の炭化水素(C6)の含量、炭素数7の炭化水素(C7)の含量、炭素数8の炭化水素(C8)の含量、炭素数9の炭化水素(C9)の含量および炭素数10以上の炭化水素(C10以上)の合計含量は、以下に示すガスクロマトグラフィー法により定量される値である。すなわち、カラムにはメチルシリコンのキャピラリーカラムを、キャリアガスにはヘリウムまたは窒素を、検出器には水素イオン化検出器(FID)を用い、カラム長25~50m、キャリアガス流量0.5~1.5ミリリットル/分、分割比1:50~1:250、注入口温度150~250℃、初期カラム温度-10~10℃、終期カラム温度150~250℃、検出器温150~250℃の条件で測定した値である。
上記飽和炭化水素中のパラフィンの含量は何ら制限されないが、60容量%以上であることが好ましく、65容量%以上であることがより好ましく、70容量%以上であることがさらにより好ましく、75容量%以上であることがさらにより一層好ましく、80容量%以上であることがさらにより一層好ましく、85容量%以上であることがさらにより一層好ましく、90容量%以上であることがさらにより一層好ましく、95容量%以上であることが最も好ましく、上限は限定的ではないが、好ましくは100容量%である。
上記パラフィン中の分岐型パラフィンの含量は何ら制限されないが、排出ガス中のTHCの量が少ない点から、30容量%以上であることが好ましく、50容量%以上であることがより好ましく、70容量%以上であることが最も好ましく、上限は限定的ではないが、好ましくは100容量%である。
上記のパラフィン含量および分岐型パラフィン含量は、上記したガスクロマトグラフィー法により定量される値である。
本発明の燃料油(1)の蒸留性状は限定されないが、以下の2種類の好ましい態様が存在する。
(A)蒸留の初留点が24℃以上80℃以下、10容量%留出温度が35℃以上100℃以下、90容量%留出温度が100℃以上180℃以下、および終点が120℃以上210℃以下である、および
(B)蒸留の初留点が24℃以上50℃以下、10容量%留出温度が35℃以上75℃以下、90容量%留出温度が50℃以上100℃以下、および終点が65℃以上100℃以下である。
上記(A)の態様については、
(A1) 蒸留の初留点が24℃以上50℃以下、10容量%留出温度が35℃以上75℃以下、90容量%留出温度が100℃以上180℃以下、および終点が130℃以上210℃以下であること、または
(A2) 蒸留の初留点が50℃以上80℃以下、10容量%留出温度が65℃以上100℃以下、90容量%留出温度が100℃以上180℃以下、および終点が120℃以上210℃以下であること
が好ましい。
上記初留点(IBP)及び10容量%留出温度(T10)の好ましい範囲は、引火性を低くする点および蒸発ガス(THC)の発生を低く抑える点から特定される。一方、90容量%留出温度(T90)及び終点(EP)の好ましい範囲は、排出ガス中のTHCの量が少ない点から特定される。
上記蒸留の初留点(IBP)、10容量%留出温度(T10)、90容量%留出温度(T90)および終点(EP)は、JIS K 2254「石油製品-蒸留試験方法」によって測定される値である。以下に記載される30容量%留出温度(T30)、50容量%留出温度(T50)および70容量%留出温度(T70)についても同様である。
本発明の燃料油(1)の硫黄含量は何ら制限されない。これは、本発明の燃料油(1)は、上記特定の内燃機関において使用されるものであり、上述したように、NOXやTHC等の排ガスの量が少なく、したがって、三元触媒等の触媒を使用する必要がないからである。従来の内燃機関では、NOXやTHC等の排ガスの量を低減するために三元触媒等の触媒が使用され、燃料油中の硫黄含有量が多いと触媒が失活するが、本発明の燃料油(1)は、そのような触媒の使用が不要であり、したがって、硫黄含量は何ら制限されない。好ましくは、内燃機関のシステムの劣化を小さくできることなどから、燃料油の全量を基準として、100質量ppm以下であり、50質量ppm以下であることがより好ましく、30質量ppm以下であることがさらにより好ましく、10質量ppm以下であることが一層好ましく、1質量ppm以下であることがさらにより一層好ましく、0.1質量ppm以下であることが最も好ましく、下限は限定的ではないが、好ましくは0質量ppmである。
上記硫黄含量は、1質量ppm以上の場合には、JIS K 2541「原油及び石油製品- 硫黄分試験方法」により測定される値であり、1質量ppm未満の場合には、ASTM D4045-96「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry」により測定される値である。
本発明の燃料油(1)の製造方法は、特に制限されない。例えば、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、原油を常圧蒸留して得られる重質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、軽質ナフサを脱硫した脱硫軽質ナフサ、重質ナフサを脱硫した脱硫重質ナフサ、軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィンに転化して得られる異性化ガソリン、イソブタン等の炭化水素に低級オレフィンを付加(アルキル化)することによって得られるアルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、接触改質法で得られる改質ガソリン、改質ガソリンから芳香族分をスルフォラン抽出した残分であるラフィネート(スルフォランラフィネート)、改質ガソリンの軽質留分(軽質改質ガソリン)、改質ガソリンの中重質留分(中重質改質ガソリン)、改質ガソリンの重質留分(重質改質ガソリン)、接触分解法や水素化分解法等で得られる分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分(軽質分解ガソリン)、分解ガソリンの重質留分(重質分解ガソリン)、分解ガソリンを脱硫処理した脱硫分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリン、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にフィッシャー・トロプシュ合成により得られるGTL(Gas to Liquids)の軽質留分(GTLナフサ)、LPG(液化石油ガス)、およびLPGを脱硫処理した脱硫LPG等の炭化水素油を1種または2種以上用いて製造される。上記炭化水素油の1種をまたは2種以上の混合物を水素化あるいは吸着等によって脱硫して製造してもよい。これらの炭化水素油の中でも、本発明の燃料油(1)の基材として好ましいものとしては、軽質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、脱硫軽質ナフサ、異性化ガソリン、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、GTLの軽質留分、およびLPGを脱硫処理した脱硫LPG等が挙げられる。
・燃料油(2)
上記内燃機関において使用される本発明の第二の燃料油(以下、燃料油(2)という)は、燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上、好ましくは80容量%以上、さらに好ましくは90容量%以上、さらに好ましくは93容量%~100容量%含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素含量が40容量%以下であり、芳香族炭化水素の量が50容量%以下である。
上記飽和炭化水素含量は、燃焼の始動性を確保する点から、30容量%以上、好ましくは40容量%以上、より好ましくは50容量%以上である。また、上記飽和炭化水素含量の上限は、限定的ではないが、好ましくは100容量%であり、より好ましくは85容量%である。
上記オレフィン系炭化水素含量は、火炎伝播特性および酸化安定性の観点から、40容量%以下、好ましくは35容量%以下、より好ましくは30容量%以下であり、下限は0容量%である。
上記芳香族炭化水素含量は、燃焼効率の点から、50容量%以下、好ましくは40容量%未満、より好ましくは35容量%以下、さらに好ましくは30容量%以下であり、また、下限は限定的ではないが、15容量%以上であるのが好ましい。
上記の飽和炭化水素含量、オレフィン系炭化水素含量および芳香族炭化水素含量はいずれも、JIS K 2536「石油製品-炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定される値である。
上記飽和炭化水素中のパラフィンの含量は何ら制限されないが、60容量%以上であることが好ましく、65容量%以上であることがより好ましく、70容量%以上であることがさらにより好ましく、75容量%以上であることがさらにより一層好ましく、80容量%以上であることがさらにより一層好ましく、85容量%以上であることがさらにより一層好ましく、90容量%以上であることがさらにより一層好ましく、95容量%以上であることが最も好ましく、上限は限定的ではないが好ましくは100容量%である。
上記パラフィン中の分岐型パラフィンの含量は何ら制限されないが、排出ガス中のTHCの量が少ない点から、30容量%以上であることが好ましく、50容量%以上であることがより好ましく、70容量%以上であることが最も好ましく、上限は限定的ではないが、好ましくは100容量%である。
上記のパラフィン含量および分岐型パラフィン含量は、以下に示すガスクロマトグラフィー法により定量される値である。すなわち、カラムにはメチルシリコンのキャピラリーカラムを、キャリアガスにはヘリウムまたは窒素を、検出器には水素イオン化検出器(FID)を用い、カラム長25~50m、キャリアガス流量0.5~1.5ミリリットル/分、分割比1:50~1:250、注入口温度150~250℃、初期カラム温度-10~10℃、終期カラム温度150~250℃、検出器温150~250℃の条件で測定した値である。
また、本発明の燃料油(2)は、蒸留の初留点(IBP)が21℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度(T10)が35℃以上90℃以下であり、90容量%留出温度(T90)が100℃以上190℃以下であり、かつ終点(EP)が130℃以上230℃以下である。
上記初留点(IBP)は、21℃以上80℃以下であり、27℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましい。上記10容量%留出温度(T10)は35℃以上90℃以下であり、40℃以上が好ましく、45℃以上がより好ましい。上記90容量%留出温度(T90)は100℃以上190℃以下であり、170℃以下が好ましい。上記終点(EP)は130℃以上230℃以下であり、200℃以下が好ましい。
初留点(IBP)が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス(THC)が発生し易くなり、取扱性に問題がある。10容量%留出温度(T10)についても同様であり、上記規定値より低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス(THC)が発生し易くなり、取扱性に問題がある。90容量%留出温度(T90)及び終点(EP)の上限値は、排出ガス中のTHCが少ない点から規定される。
上記蒸留の初留点(IBP)、10容量%留出温度(T10)、90容量%留出温度(T90)および終点(EP)は、JIS K 2254「石油製品-蒸留試験方法」によって測定される値である。以下に記載される30容量%留出温度(T30)、50容量%留出温度(T50)および70容量%留出温度(T70)についても同様である。
本発明において、燃料油(2)のリード蒸気圧(RVP)は何ら制限されないが、引火点等の取扱性が良いこと、蒸発ガスの量を低く抑えることができることから、10kP以上100kPa以下が好ましく、20kPa以上90kPa以下がより好ましく、40kPa以上75kPa以下がさらにより好ましく、40kPa以上60kPa以下が最も好ましい。上記リード蒸気圧(RVP)は、JISK 2258「原油及び燃料油蒸気圧試験方法(リード法)」により測定される。
本発明において、燃料油(2)のリサーチ法オクタン価(RON)は何ら制限されないが、車両の燃費が良いこと、排出ガス中のTHCが少ないことから、54.0以上が好ましく、89.0以上がより好ましい。上記リサーチ法オクタン価(RON)は、JIS K 2280「オクタン価及びセタン価試験方法」により測定される。
本発明の燃料油(2)の硫黄含量は何ら制限されない。これは、本発明の燃料油(2)は、上記特定の内燃機関において使用されるものであり、上述したように、NOXやTHC等の排ガスの量が少なく、したがって、三元触媒等の触媒を使用する必要がないからである。従来の内燃機関では、NOXやTHC等の排ガスの量を低減するために三元触媒等の触媒が使用され、燃料油中の硫黄含有量が多いと触媒が失活するが、本発明の燃料油(2)は、そのような触媒の使用が不要であり、したがって、硫黄含量は何ら制限されない。好ましくは、内燃機関のシステムの劣化を小さくできることなどから、燃料油の全量を基準として、100質量ppm以下であり、50質量ppm以下であることがより好ましく、30質量ppm以下であることがさらにより好ましく、10質量ppm以下であることが一層好ましく、1質量ppm以下であることがさらにより一層好ましく、0.1質量ppm以下であることが最も好ましく、下限は限定的ではないが0質量ppmである。
上記硫黄含量は、1質量ppm以上の場合には、JIS K 2541「原油及び石油製品- 硫黄分試験方法」により測定される値であり、1質量ppm未満の場合には、ASTM D4045-96「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry」により測定される値である。
また、上記特定の内燃機関は、後述するように、燃焼効率が高いので、本発明の燃料油(2)のベンゼン含有量は何ら制限されない。好ましくは、排気ガス中のTHC量をより低減させる点から、燃料油全量を基準として5容量%以下が好ましく、1容量%以下がより好ましい。ベンゼン含量は、JPI-5S-33-90に準拠し、ガスクロマトグラフィー法により測定される値である。
本発明の燃料油(2)の製造方法は、特に制限されない。例えば、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、原油を常圧蒸留して得られる重質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、軽質ナフサを脱硫した脱硫軽質ナフサ、重質ナフサを脱硫した脱硫重質ナフサ、軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィンに転化して得られる異性化ガソリン、イソブタン等の炭化水素に低級オレフィンを付加(アルキル化) することによって得られるアルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、接触改質法で得られる改質ガソリン、改質ガソリンから芳香族分をスルフォラン抽出した残分であるラフィネート(スルフォランラフィネート)、改質ガソリンの軽質留分(軽質改質ガソリン)、改質ガソリンの中重質留分(中重質改質ガソリン)、改質ガソリンの重質留分(重質改質ガソリン)、接触分解法や水素化分解法等で得られる分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分(軽質分解ガソリン)、分解ガソリンの重質留分(重質分解ガソリン)、分解ガソリンを脱硫処理した脱硫分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリン、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にフィッシャー・トロプシュ合成により得られるGTL(Gas to Liquids)の軽質留分(GTLナフサ)、LPG(液化石油ガス)、およびLPGを脱硫処理した脱硫LPG等の炭化水素油を1種または2種以上用いて製造される。上記炭化水素油の1種をまたは2種以上の混合物を水素化あるいは吸着等によって脱硫して製造してもよい。これらの炭化水素油の中でも、本発明の燃料油(2)の基材として好ましいものとしては、軽質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、脱硫軽質ナフサ、異性化ガソリン、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、GTLの軽質留分、およびLPGを脱硫処理した脱硫LPG等が挙げられる。
・燃料油(3)
上記内燃機関において使用される本発明の第三の燃料油(以下、燃料油(3)という)は、燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が15容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が35容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が20~70容量%である。
上記飽和炭化水素含量は、燃焼の始動性を確保する点から、15容量%以上、好ましくは20容量%以上、より好ましくは25容量%以上である。上記飽和炭化水素含量の上限は、限定的ではないが、好ましくは80容量%、より好ましくは75容量%である。
上記オレフィン系炭化水素含量は、火炎伝播特性および酸化安定性の観点から、35容量%以下、好ましくは30容量%以下、より好ましくは25容量%以下であり、下限は限定的ではないが、0容量%である。
上記芳香族炭化水素含量は、燃焼効率の点から、20~70容量%、好ましくは25~70容量%、より好ましくは40~70容量%、さらに好ましくは30~65容量%である。
芳香族炭化水素中の炭素数7の芳香族炭化水素(C7芳香族)の含量は、限定的ではないが3容量%以上50容量%以下であることが好ましく、3容量%以上35容量%以下がより好ましく、5容量%以上30容量%以下がさらに好ましい。芳香族炭化水素中の炭素数9の芳香族炭化水素(C9芳香族)の含量は、限定的ではないが3容量%以上50容量%以下であることが好ましく、3容量%以上35容量%以下がより好ましく、5容量%以上30容量%以下がさらに好ましい。
上記の飽和炭化水素含量、オレフィン系炭化水素含量および芳香族炭化水素含量はいずれも、JIS K 2536「石油製品-炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定される値である。C7芳香族およびC9芳香族の含量は、JPI-5S-33-90に準拠し、ガスクロマトグラフィー法により測定される値である。
上記飽和炭化水素中のパラフィンの含量は何ら制限されないが、60容量%以上であることが好ましく、65容量%以上であることがより好ましく、70容量%以上であることがさらにより好ましく、75容量%以上であることがさらにより一層好ましく、80容量%以上であることがさらにより一層好ましく、85容量%以上であることがさらにより一層好ましく、90容量%以上であることがさらにより一層好ましく、95容量%以上であることが最も好ましく、上限は限定的ではないが、100容量%である。
上記パラフィン中の分岐型パラフィンの含量は何ら制限されないが、排出ガス中のTHCの量が少ない点から、30容量%以上であることが好ましく、50容量%以上であることがより好ましく、70容量%以上であることが最も好ましく、上限は限定的ではないが、100容量%である。
上記のパラフィン含量および分岐型パラフィン含量は、以下に示すガスクロマトグラフィー法により定量される値である。すなわち、カラムにはメチルシリコンのキャピラリーカラムを、キャリアガスにはヘリウムまたは窒素を、検出器には水素イオン化検出器(FID)を用い、カラム長25~50m、キャリアガス流量0.5~1.5ミリリットル/分、分割比1:50~1:250、注入口温度150~250℃、初期カラム温度-10~10℃、終期カラム温度150~250℃、検出器温150~250℃の条件で測定した値である。
また、本発明の燃料油(3)は、蒸留の初留点(IBP)が24℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度(T10)が40℃以上120℃以下であり、90容量%留出温度(T90)が170℃以上220℃以下であり、かつ終点(EP)が210℃以上280℃以下である。
上記初留点(IBP)は、24℃以上80℃以下であり、27℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましい。上記10容量%留出温度(T10)は40℃以上120℃以下であり、45℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましい。上記90容量%留出温度(T90)は170℃以上220℃以下であり、210℃以下が好ましい。上記終点(EP)は210℃以上280℃以下であり、270℃以下が好ましい。
初留点(IBP)が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス(THC)が発生し易くなり、取扱性に問題がある。10容量%留出温度(T10)についても同様であり、上記規定値より低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス(THC)が発生し易くなり、取扱性に問題がある。90容量%留出温度(T90)及び終点(EP)の上限値は、排出ガス中のTHCが少ない点から規定される。
上記蒸留の初留点(IBP)、10容量%留出温度(T10)、90容量%留出温度(T90)および終点(EP)は、JIS K 2254「石油製品-蒸留試験方法」によって測定される値である。以下に記載される30容量%留出温度(T30)、50容量%留出温度(T50)および70容量%留出温度(T70)についても同様である。
本発明において、燃料油(3)のリード蒸気圧(RVP)は何ら制限されないが、引火点等の取扱性が良いこと、蒸発ガスの量を低く抑えることができることから、10kP以上100kPa以下が好ましく、20kPa以上90kPa以下がより好ましく、20kPa以上75kPa以下がさらにより好ましく、20kPa以上60kPa以下が最も好ましい。上記リード蒸気圧(RVP)は、JISK 2258「原油及び燃料油蒸気圧試験方法(リード法)」により測定される。
本発明において、燃料油(3)のリサーチ法オクタン価(RON)は何ら制限されないが、車両の燃費が良いこと、排出ガス中のTHCが少ないことから、89.0以上が好ましく、96.0以上がより好ましい。上記リサーチ法オクタン価(RON)は、JIS K 2280「オクタン価及びセタン価試験方法」により測定される。
本発明の燃料油(3)の硫黄含量は何ら制限されない。これは、本発明の燃料油(3)は、上記特定の内燃機関において使用されるものであり、上述したように、NOXやTHC等の排ガスの量が少なく、したがって、三元触媒等の触媒を使用する必要がないからである。従来の内燃機関では、NOXやTHC等の排ガスの量を低減するために三元触媒等の触媒が使用され、燃料油中の硫黄含有量が多いと触媒が失活するが、本発明の燃料油(3)は、そのような触媒の使用が不要であり、したがって、硫黄含量は何ら制限されない。好ましくは、内燃機関のシステムの劣化を小さくできることなどから、燃料油の全量を基準として、100質量ppm以下であり、50質量ppm以下であることがより好ましく、30質量ppm以下であることがさらにより好ましく、10質量ppm以下であることが一層好ましく、1質量ppm以下であることがさらにより一層好ましく、0.1質量ppm以下であることが最も好ましく、下限は限定的ではないが、0質量ppmである。
上記硫黄含量は、1質量ppm以上の場合には、JIS K 2541「原油及び石油製品- 硫黄分試験方法」により測定される値であり、1質量ppm未満の場合には、ASTM D4045-96「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry」により測定される値である。
本発明の燃料油(3)の製造方法は、特に制限されない。例えば、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、原油を常圧蒸留して得られる重質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、軽質ナフサを脱硫した脱硫軽質ナフサ、重質ナフサを脱硫した脱硫重質ナフサ、軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィンに転化して得られる異性化ガソリン、イソブタン等の炭化水素に低級オレフィンを付加(アルキル化)することによって得られるアルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、接触改質法で得られる改質ガソリン、改質ガソリンから芳香族分をスルフォラン抽出した残分であるラフィネート(スルフォランラフィネート)、改質ガソリンの軽質留分(軽質改質ガソリン)、改質ガソリンの中重質留分(中重質改質ガソリン)、改質ガソリンの重質留分(重質改質ガソリン)、接触分解法や水素化分解法等で得られる分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分(軽質分解ガソリン)、分解ガソリンの重質留分(重質分解ガソリン)、分解ガソリンを脱硫処理した脱硫分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリン、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にフィッシャー・トロプシュ合成により得られるGTL(Gas to Liquids)の軽質留分(GTLナフサ)、LPG(液化石油ガス)、およびLPGを脱硫処理した脱硫LPG等の炭化水素油を1種または2種以上用いて製造される。上記炭化水素油の1種をまたは2種以上の混合物を水素化あるいは吸着等によって脱硫して製造してもよい。これらの炭化水素油の中でも、本発明の燃料油(3)の基材として好ましいものとしては、軽質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、脱硫軽質ナフサ、異性化ガソリン、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、GTLの軽質留分、およびLPGを脱硫処理した脱硫LPG等が挙げられる。
・燃料油(4)
上記内燃機関において使用される本発明の第四の燃料油(以下、燃料油(4)という)は、燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上、好ましくは80容量%以上、さらに好ましくは90容量%以上、さらに好ましくは93容量%~100容量%含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素含量が10容量%以下であり、芳香族炭化水素の量が65容量%以下であり、ナフテン系炭化水素含量が45容量%以下であり、蒸留の初留点が100℃以上である。
上記飽和炭化水素含量は、燃焼の始動性を確保する点から、35容量%以上、好ましくは50容量%以上、より好ましくは60容量%以上、さらに好ましくは70容量%以上である。上限は限定的でないが、好ましくは100容量%、さらに好ましくは95容量%、より好ましくは90容量%である。
上記オレフィン系炭化水素含量は、火炎伝播特性および酸化安定性の観点から、10容量%以下であり、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
上記芳香族炭化水素含量は、燃焼効率の点から、65容量%以下、好ましくは50容量%以下であり、また、0容量%以上が好ましく、30容量%以上がより好ましく、40容量%以上がさらに好ましい。
上記ナフテン系炭化水素含量は、排ガス中のTHCの量を低減する点から、45容量%以下、好ましくは40容量%以下、より好ましくは30容量%以下であり、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
上記の飽和炭化水素含量、オレフィン系炭化水素含量および芳香族炭化水素含量は、JPI-5S-49-97に定めるHPLC法により測定される値である。また、ナフテン系炭化水素含量は、ASTM D2425「Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Middle Distillates by Mass Spectrometry」 により測定される値である。
また、本発明の燃料油(4)の蒸留性状は、蒸留の初留点(IBP)が100℃以上である点を除いて何ら制限はないが、初留点(IBP)は100℃以上190℃以下が好ましく、130℃以上190℃以下がより好ましく、145℃以上190℃以下が最も好ましい。初留点が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス(THC)が発生し易くなり、取扱性に問題がある。
蒸留の初留点以外については、10容量%留出温度(T10)が120℃以上210℃以下が好ましく、140℃以上230℃以下がより好ましく、160℃以上230℃以下が最も好ましい。また、30容量%留出温度(T30)は160℃以上220℃以下が好ましく、50容量%留出温度(T50)は180℃以上240℃以下が好ましく、70容量%留出温度(T70)は200℃以上265℃以下が好ましく、90容量%留出温度(T90)は210℃以上300℃未満が好ましく、210℃以上295℃未満がより好ましく、95容量%留出温度(T95)は220℃以上315℃以下が好ましく、220℃以上305℃以下がより好ましく、220℃以上300℃以下が最も好ましい。蒸留終点(EP)は230℃以上330℃以下が好ましく、230℃以上310以下がより好ましく、230℃以上280℃以下が最も好ましい。
10容量%留出温度(T10)が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス(THC)が発生し易くなり、取扱性に問題がある。95容量%留出温度(T95)及び蒸留終点(EP)の上限値は、排出ガス中のTHCの量が少ない点などから規定される。
上記蒸留の初留点(IBP)、10容量%留出温度(T10)、30容量%留出温度(T30)、50容量%留出温度(T50)、70容量%留出温度(T70)、90容量%留出温度(T90)、95容量%留出温度(T95)および終点(EP)は、JIS K 2254「石油製品-蒸留試験方法」によって測定される値である。
本発明の燃料油(4)の硫黄含量は何ら制限されない。これは、本発明の燃料油(4)は、上記特定の内燃機関において使用されるものであり、上述したように、NOXやTHC等の排ガスの量が少なく、したがって、三元触媒等の触媒を使用する必要がないからである。従来の内燃機関では、NOXやTHC等の排ガスの量を低減するために三元触媒等の触媒が使用され、燃料油中の硫黄含有量が多いと触媒が失活するが、本発明の燃料油(4)は、そのような触媒の使用が不要であり、したがって、硫黄含量は何ら制限されない。好ましくは、内燃機関のシステムの劣化を小さくできることなどから、燃料油の全量を基準として、200質量ppm以下であり、100質量ppm以下であることがより好ましく、80質量ppm以下であることがさらにより好ましく、20質量ppm以下であることが一層好ましく、下限は限定的ではないが、好ましくは0質量ppmである。
上記硫黄含量は、1質量ppm以上の場合には、JIS K 2541「原油及び石油製品- 硫黄分試験方法」により測定される値であり、1質量ppm未満の場合には、ASTM D4045-96「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry」により測定される値である。
本発明の燃料油(4)の煙点は、限定的ではないが、18mm以上が好ましく、21mm以上がさらに好ましい。なお、煙点は、JIS K 2203により測定される。
本発明の燃料油(4)の製造方法については、特に制限はない。具体的には例えば、原油を蒸留して得られる灯油留分を脱硫した脱硫灯油、脱硫灯油を水素処理して低芳香族、低硫黄化した脱硫水添灯油、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にF-T(Fischer-Tropsch)合成で得られる「GTL(Gas to Liquids)」の灯油留分(GTL灯油)、減圧留出油等を水素化脱硫・分解して得られる灯油相当留分(水素化分解灯油)、残油・減圧留出油等を接触分解して得られる灯油相当留分(接触分解灯油)、重油・残油等を直接脱硫の後に得られる灯油相当留分(重油直接脱硫灯油)等の炭化水素油の1種または2種以上を用いて製造される。したがって、GTL灯油と脱硫灯油、GTL灯油と脱硫水添灯油といったGTL灯油組成物も使用できるし、脱硫灯油と水素化分解灯油からなる組成物のように、石油系燃料のみからなる灯油組成物の使用も可能である。
また、必要に応じて、本発明の要旨を損なわない範囲で、ガソリン基材を添加することができる。ガソリン基材としては、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、原油を常圧蒸留して得られる重質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、軽質ナフサを脱硫した脱硫軽質ナフサ、重質ナフサを脱硫した脱硫重質ナフサ、軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィンに転化して得られる異性化ガソリン、イソブタン等の炭化水素に低級オレフィンを付加(アルキル化)することによって得られるアルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、接触改質法で得られる改質ガソリン、改質ガソリンから芳香族分をスルフォラン抽出した残分であるラフィネート(スルフォランラフィネート)、改質ガソリンの軽質留分(軽質改質ガソリン)、改質ガソリンの中重質留分(中重質改質ガソリン)、改質ガソリンの重質留分(重質改質ガソリン)、接触分解法や水素化分解法等で得られる分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分(軽質分解ガソリン)、分解ガソリンの重質留分(重質分解ガソリン)、分解ガソリンを脱硫処理した脱硫分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリンを添加することもできる。このうち、特に芳香族炭化水素を含有するガソリン基材が好ましく、たとえば、改質ガソリンの中重質留分、改質ガソリンの重質留分、分解ガソリンの重質留分、分解ガソリンを脱硫処理した脱硫分解ガソリンおよび分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリンが好ましい。
・燃料油(5)
上記内燃機関において使用される本発明の第五の燃料油(以下、燃料油(5)という)は、燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上、好ましくは80容量%以上、さらに好ましくは90容量%以上、さらに好ましくは93容量%~100容量%含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素含量が35容量%以上であり、オレフィン系炭化水素含量が10容量%以下であり、芳香族炭化水素の量が65容量%以下であり、1環芳香族炭化水素含量が45容量%以下であり、2環芳香族炭化水素含量が25容量%以下であり、3環以上の多環芳香族炭化水素の含量が20容量%以下であり、蒸留の初留点が130℃以上である。なお、1環芳香族炭化水素は、1の芳香環を有する炭化水素であり、2環芳香族炭化水素は、互いに縮合した2の芳香環を有する炭化水素であり、3環以上の多環芳香族炭化水素は、互いに縮合した3以上の芳香環を有する炭化水素である。
上記飽和炭化水素含量は、燃焼の始動性を確保する点から、35容量%以上、好ましくは40容量%以上、より好ましくは45容量%以上、さらに好ましくは50容量%以上、さらに好ましくは60容量%以上であり、上限は100容量%である。
上記オレフィン系炭化水素含量は、燃費が良いこと、排出ガス中のTHCの量が少ないことおよび貯蔵安定性の観点から、10容量%以下、好ましくは5容量%以下、より好ましくは1容量%以下であり、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
上記芳香族炭化水素含量は、燃焼効率の点から、65容量%以下、好ましくは60容量%以下、より好ましくは55容量%以下であり、また、0容量%以上が好ましく、5容量%以上がより好ましく、10容量%以上がさらに好ましい。
上記1環芳香族炭化水素含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、45容量%以下、好ましくは35容量%以下、より好ましくは30容量%以下、さらに好ましくは25容量%以下であり、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
上記2環芳香族炭化水素含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、25容量%以下、好ましくは15容量%以下、より好ましくは12容量%以下、さらに好ましくは10容量%以下であり、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
上記3環以上の多環芳香族化合物の含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、20容量%以下、好ましくは10容量%以下、より好ましくは8容量%以下、さらに好ましくは7容量%以下であり、下限は限定的ではないが、好ましくは0容量%である。
上記の飽和炭化水素含量、オレフィン系炭化水素含量、芳香族炭化水素含量、1環芳香族炭化水素含量、2環芳香族炭化水素含量および3環以上の多環芳香族化合物の含量はいずれも、JPI-5S-49-97に定めるHPLC法により測定される値である。
また、本発明の燃料油(5)の蒸留性状は、蒸留の初留点(IBP)が130℃以上である点を除いて何ら制限はないが、初留点(IBP)は130℃以上250℃以下が好ましく、145℃以上250℃以下がより好ましく、145℃以上190℃以下が最も好ましい。初留点が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス(THC)が発生し易くなり、取扱性に問題がある。
蒸留の初留点以外については、10容量%留出温度(T10)は140℃以上290℃以下が好ましく、50容量%留出温度(T50)は210℃以上390℃以下がより好ましい。90容量%留出温度(T90)は、下限については、240℃以上が好ましく、260℃以上がより好ましく、280℃以上がさらに好ましく、300℃以上がさらにより好ましい。90容量%留出温度(T90)の上限については、430℃以下が好ましく、400℃以下がより好ましく、380℃以下がさらにより好ましく、360℃以下が最も好ましい。95容量%留出温度(T95)は、下限については、250℃以上が好ましく、270℃以上がより好ましく、290℃以上がさらに好ましく、310℃以上がさらに好ましい。95容量%留出温度(T95)は上限については、450℃以下が好ましく、430℃以下がより好ましく、400℃以下がさらに好ましく、380℃以下がより一層好ましく、360℃以下が最も好ましい。蒸留終点(EP)は、下限については、260℃以上が好ましく、280℃以上がより好ましく、300℃以上がさらに好ましく、320℃以上が最も好ましい。蒸留終点(EP)は上限については、470℃以下が好ましく、450℃以下がより好ましく、430℃以下がさらに好ましく、410℃以下がより一層好ましく、380℃以下が最も好ましい。
10容量%留出温度(T10)が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス(THC)が発生し易くなり、取扱性に問題がある。90容量%留出温度(T90)、95容量%留出温度(T95)及び蒸留終点(EP)の上限値は、排出ガス中のTHCの量が少ない点などから規定される。
上記蒸留の初留点(IBP)、10容量%留出温度(T10)、50容量%留出温度(T50)、90容量%留出温度(T90)、95容量%留出温度(T95)および終点(EP)は、JIS K 2254「石油製品-蒸留試験方法」によって測定される値である。
本発明の燃料油(5)の硫黄含量は何ら制限されない。これは、本発明の燃料油(5)は、上記特定の内燃機関において使用されるものであり、上述したように、NOXやTHC等の排ガスの量が少なく、したがって、三元触媒等の触媒を使用する必要がないからである。従来の内燃機関では、NOXやTHC等の排ガスの量を低減するために三元触媒等の触媒が使用され、燃料油中の硫黄含有量が多いと触媒が失活するが、本発明の燃料油(5)は、そのような触媒の使用が不要であり、したがって、硫黄含量は何ら制限されない。好ましくは、内燃機関のシステムの劣化を小さくできることなどから、燃料油の全量を基準として、2000質量ppm以下であり、500質量ppm以下であることがより好ましく、200質量ppm以下であることがさらにより好ましく、80質量ppm以下であることが一層好ましく、20質量ppm以下であることが最も好ましく、下限は限定的ではないが、好ましくは0質量ppmである。
上記硫黄含量は、1質量ppm以上の場合には、JIS K 2541「原油及び石油製品- 硫黄分試験方法」により測定される値であり、1質量ppm未満の場合には、ASTM D4045-96「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry」により測定される値である。
本発明の燃料油(5)のセタン指数及びセタン価については何ら制限されないが、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことなどから、セタン指数は30以上であるのが好ましく、より好ましくは45以上、さらに好ましくは50以上、最も好ましくは55以上である。また、セタン価は20以上であるのが好ましく、より好ましくは46以上、さらに好ましくは50以上である。なお、セタン指数及びセタン価は、JISK 2280「セタン価試験方法、セタン指数の算出方法」によって測定・算出される。
本発明の燃料油(5)の残留炭素分については何ら制限されないが、長時間運転を持続できることなどから、10%残油残留炭素分が1.0%以下であるのが好ましく、より好ましくは0.10%以下、さらに好ましくは0.05%以下である。なお、残留炭素分は、JISK 2270「残留炭素分試験方法」によって測定される。
本発明の燃料油(5)の低温流動性については何ら制限されないが、寒冷地等での取り扱い性などから、曇り点は+10℃以下であるのが好ましく、より好ましくは+5℃以下、さらに好ましくは0℃以下、さらに好ましくは-5℃以下、最も好ましくは-10℃以下である。また、流動点は+5℃以下であるのが好ましく、より好ましくは-2.5℃以下、さらに好ましくは-7.5℃以下、さらに好ましくは-20℃以下、最も好ましくは-30℃以下である。また、目詰まり点は+10℃以下であるのが好ましく、より好ましくは-1℃以下、さらに好ましくは-5℃以下、さらに好ましくは-12℃以下、最も好ましくは-19℃以下である。なお、曇り点および流動点は、JISK 2269「曇り点試験方法、流動点試験方法」によって測定され、目詰まり点は、JIS K 2288「目詰まり点試験方法」によって測定される。
本発明の燃料油(5)の製造方法については、特に制限はない。具体的には例えば、軽油基材として知られる、原油を蒸留して得られる軽油留分を脱硫した脱硫軽油、原油を蒸留して得られる重質軽油、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にF-T(Fischer-Tropsch)合成で得られるGTL(Gas to Liquids)軽油、減圧留出油等を水素化脱硫・分解して得られる軽油相当留分、減圧留出油を水素化脱硫・分解して得られる水素化分解軽油、重油・残油等を直接脱硫して得られる重油直接脱硫軽油、および残油・減圧留出油等を接触分解して得られる接触分解軽油等の炭化水素油の1種または2種以上を用いて製造される。好ましい軽油基材は、脱硫軽油、GTL軽油および水素化分解軽油である。
上記軽油基材のほかに、低温流動性改良の観点から、灯油基材をさらに添加してもよい。上記灯油基材としては、例えば、原油を蒸留して得られる灯油留分を脱硫した脱硫灯油、脱硫灯油を水素処理して低芳香族、低硫黄化した脱硫水添灯油、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にF-T(Fischer-Tropsch)合成で得られる「GTL(Gas to Liquids)」の灯油留分(GTL灯油)、減圧留出油等を水素化脱硫・分解して得られる灯油相当留分(水素化分解灯油)、残油・減圧留出油等を接触分解して得られる灯油相当留分(接触分解灯油)、重油・残油等を直接脱硫の後に得られる灯油相当留分(重油直接脱硫灯油)等が挙げられる。好ましい灯油基材は、脱硫灯油、GTL灯油および接触分解灯油である。
また、必要に応じて、本発明の要旨を損なわない範囲で、ガソリン基材を添加することができる。ガソリン基材としては、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、原油を常圧蒸留して得られる重質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、軽質ナフサを脱硫した脱硫軽質ナフサ、重質ナフサを脱硫した脱硫重質ナフサ、軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィンに転化して得られる異性化ガソリン、イソブタン等の炭化水素に低級オレフィンを付加(アルキル化)することによって得られるアルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、接触改質法で得られる改質ガソリン、改質ガソリンから芳香族分をスルフォラン抽出した残分であるラフィネート(スルフォランラフィネート)、改質ガソリンの軽質留分(軽質改質ガソリン)、改質ガソリンの中重質留分(中重質改質ガソリン)、改質ガソリンの重質留分(重質改質ガソリン)、接触分解法や水素化分解法等で得られる分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分(軽質分解ガソリン)、分解ガソリンの重質留分(重質分解ガソリン)、分解ガソリンを脱硫処理した脱硫分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、および分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリンが挙げられる。ただし、燃料油の蒸留初留点を考慮すると、低沸点留分の添加はあまり好ましくない。上記ガソリン基材のうち、芳香族を含有するものが好ましく、たとえば、改質ガソリンの中重質留分、改質ガソリンの重質留分、分解ガソリンの重質留分、分解ガソリンを脱硫処理した脱硫分解ガソリン、分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリンが挙げられる。
・燃料油(6)
上記内燃機関において使用される本発明の第六の燃料油(以下、燃料油(6)という)は、蒸留の初留点(IBP)が22℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度が40℃以上100℃以下であり、90容量%留出温度が220℃以上400℃以下であり、95容量%留出温度が230℃以上440℃以下であり、かつ終点が260℃以上470℃以下である燃料油である。
上記初留点(IBP)は、燃焼の始動性を確保する点から、22℃以上80℃以下であり、25℃以上70℃以下が好ましく、26℃以上60℃以下がさらに好ましい。
10容量%留出温度(T10)は、燃焼の始動性を確保する点から、40℃以上100℃以下であり、40℃以上80℃以下が好ましく、40℃以上70℃以下がさらに好ましい。
50容量%留出温度(T50)は限定的ではないものの、130℃以上300℃以下が好ましい。
90容量%留出温度(T90)は220℃以上400℃以下であり、230℃以上390℃以下が好ましく、230℃以上370℃以下がさらにより好ましく、240℃以上370℃以下が最も好ましい。95容量%留出温度(T95)は230℃以上440℃以下であり、250℃以上430℃以下が好ましく、250℃以上400℃以下がさらに好ましく、250℃以上380℃以下が最も好ましい。終点(EP)は260℃以上470℃以下であり、260℃以上450℃以下がより好ましく、260℃以上410℃以下がさらに好ましく、260℃以上390℃以下が最も好ましい。上記90容量%留出温度(T90)、95容量%留出温度(T95)及び終点(EP)の上限値は、排出ガス中のTHCの量が少ないなどの点から規定される。
上記した初留点(IBP)、10容量%留出温度(T10)、50容量%留出温度(T50)、90容量%留出温度(T90)、95容量%留出温度(T95)、及び終点(EP)は、JISK 2254「石油製品-蒸留試験方法」によって測定される蒸留性状である。
本発明の燃料油(6)は、好ましくは、燃料油全量に基づいて、炭化水素油を60容量%以上、より好ましくは80容量%以上、さらに好ましくは90容量%以上、さらに好ましくは93容量%~100容量%含む。炭化水素油中の飽和炭化水素含量、芳香族炭化水素含量およびオレフィン系炭化水素含量については特に限定されないが、以下に好ましい態様を記載する。
飽和炭化水素含量は、燃焼の始動性確保の観点から、35容量%以上が好ましく、40容量%以上であることがより好ましく、45容量%以上であることがさらに好ましい。オレフィン系炭化水素含量は、火炎伝播特性の観点から、1容量%以上が好ましく、3容量%以上であることがより好ましい。
芳香族炭化水素含量は、燃焼効率の観点から、5容量%以上であることが好ましく、10容量%以上であることがさらに好ましく、15容量%以上であることがさらに好ましい。上限についても限定的ではないが、65容量%以下であることが好ましく、50容量%以下であることがさらに好ましく、40容量%以下であることがより好ましい。
炭化水素油中の1環芳香族炭化水素含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、40容量%以下が好ましく、35容量%以下であることがより好ましく、30容量%以下であることがさらに好ましい。炭化水素油中の2環芳香族炭化水素含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、27容量%以下が好ましく、25容量%以下であることがより好ましく、15容量%以下であることがさらにより好ましい。炭化水素油中の3環以上の多環芳香族炭化水素含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、15容量%以下が好ましく、10容量%以下であることがより好ましく、7容量%以下であることがさらにより好ましい。なお、1環芳香族炭化水素は、1の芳香環を有する炭化水素であり、2環芳香族炭化水素は、互いに縮合した2の芳香環を有する炭化水素であり、3環以上の多環芳香族炭化水素は、互いに縮合した3以上の芳香環を有する炭化水素である。
上記の飽和炭化水素含量、芳香族炭化水素含量、1環芳香族炭化水素含量、2環芳香族炭化水素含量、3環以上の多環芳香族炭化水素含量およびオレフィン系炭化水素含量は、全てJPI-5S-49-97に定めるHPLC法により測定される値である。
本発明の燃料油(6)の硫黄含量は何ら制限されない。これは、本発明の燃料油(6)は、上記特定の内燃機関において使用されるものであり、上述したように、NOXやTHC等の排ガスの量が少なく、したがって、三元触媒等の触媒を使用する必要がないからである。従来の内燃機関では、NOXやTHC等の排ガスの量を低減するために三元触媒等の触媒が使用され、燃料油中の硫黄含有量が多いと触媒が失活するが、本発明の燃料油(6)は、そのような触媒の使用が不要であり、したがって、硫黄含量は何ら制限されない。好ましくは、内燃機関のシステムの劣化を小さくできることなどから、燃料油の全量を基準として、2000質量ppm以下であり、1000質量ppm以下であることがより好ましく、500質量ppm以下であることがさらにより好ましく、200質量ppm以下であることが一層好ましく、50質量ppm未満であることが最も好ましく、下限は限定的ではないが、0質量ppmである。
上記硫黄含量は、1質量ppm以上の場合には、JIS K 2541「原油及び石油製品-硫黄分試験方法」により測定される値であり、1質量ppm未満の場合には、ASTM D4045-96「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry」により測定される値である。
本発明の燃料油(6)の製造方法は、本発明の要旨を損なわない限り、特に制限されない。具体的には例えば、軽油基材として知られる、原油を蒸留して得られる軽油留分を脱硫した脱硫軽油、原油を蒸留して得られる重質軽油、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にF-T(Fischer-Tropsch)合成で得られるGTL(Gas to Liquids)軽油、減圧留出油等を水素化脱硫・分解して得られる軽油相当留分、減圧留出油を水素化脱硫・分解して得られる水素化分解軽油、重油・残油等を直接脱硫の後に得られる重油直接脱硫軽油および残油・減圧留出油等を接触分解して得られる接触分解軽油等の基材を1種または2種以上用いて製造される。
また、灯油基材も使用することができる。灯油基材としては、例えば、原油を蒸留して得られる灯油留分を脱硫した脱硫灯油、脱硫灯油を水素処理して低芳香族化・低硫黄化した脱硫水添灯油、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にF-T(Fischer-Tropsch)合成で得られる「GTL(Gas to Liquids)」の灯油留分、減圧留出油等を水素化脱硫・分解して得られる灯油相当留分(水素化分解灯油)、残油・減圧留出油等を接触分解して得られる灯油相当留分(接触分解灯油)および重油・残油等を直接脱硫の後に得られる灯油相当留分(重油直接脱硫灯油)等が挙げられる。
また、蒸留の初留点(IBP)および10容量%留出温度(T10)を満たすために、ガソリン基材を添加することができる。ガソリン基材としては、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、原油を常圧蒸留して得られる重質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、軽質ナフサを脱硫した脱硫軽質ナフサ、重質ナフサを脱硫した脱硫重質ナフサ、軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィンに転化して得られる異性化ガソリン、イソブタン等の炭化水素に低級オレフィンを付加(アルキル化)することによって得られるアルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、接触改質法で得られる改質ガソリン、改質ガソリンから芳香族分をスルフォラン抽出した残分であるラフィネート(スルフォランラフィネート)、改質ガソリンの軽質留分(軽質改質ガソリン)、改質ガソリンの中重質留分(中重質改質ガソリン)、改質ガソリンの重質留分(重質改質ガソリン)、接触分解法や水素化分解法等で得られる分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分(軽質分解ガソリン)、分解ガソリンの重質留分(重質分解ガソリン)、分解ガソリンを脱硫処理した脱硫分解ガソリン、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、および分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリンが挙げられる。
本発明の燃料油(6)は、一実施態様において、蒸留の終点が70℃以上130℃未満の基材及び蒸留の終点が250℃以上470℃以下の基材を必須成分として含むことができる。このような態様は、例えば、ガソリン基材である、軽質ナフサ、異性化ガソリン、脱硫軽質ナフサおよび市販のレギュラーガソリン(例えば、軽質ナフサ、接触改質ガソリン及び分解ガソリンを必須とする組成物)のうちの少なくとも1種と、灯油基材あるいは軽油基材である、脱硫灯油、接触分解灯油、水素化分解灯油、GTL灯油、脱硫軽油、深度脱硫軽油、重質軽油、GTL軽油、水素化分解軽油、重油直接脱硫軽油および接触分解軽油のうちの少なくとも1種を使用することにより達成される。蒸留の終点が70℃以上130℃未満の基材の含有量は、限定的ではない。その含有量の下限については、燃料油全量に基づいて、1容量%以上が好ましく、3容量%以上がより好ましく、5容量%以上がさらに好ましく、10容量%以上が一層好ましい。その含有量の上限については、燃料油全量に基づいて、99容量%以下が好ましく、97容量%以下がより好ましく、95容量%以下がさらに好ましく、90容量%以下が一層好ましい。蒸留の終点が250℃以上470℃以下の基材の含有量は、限定的ではない。その含有量の下限については、燃料油全量に基づいて、1容量%以上が好ましく、3容量%以上がより好ましく、5容量%以上がさらに好ましく、10容量%以上が一層好ましい。その含有量の上限については、燃料油全量に基づいて、99容量%以下が好ましく、97容量%以下がより好ましく、95容量%以下がさらに好ましく、90容量%以下が一層好ましい。
別の実施態様では、蒸留の終点が130℃以上220℃未満の基材及び蒸留の終点が250℃以上470℃以下の基材を必須成分として含むことができる。このような態様は、例えば、重質ナフサ、フルレンジナフサ、脱硫重質ナフサ、脱硫フルレンジナフサ、GTLナフサ、アルキレートおよび市販のプレミアムガソリン(例えば、接触改質ガソリン、分解ガソリン及びアルキレートを必須とする組成物)のうちのいずれか1種と、灯油基材あるいは軽油基材である、脱硫灯油、水素化分解灯油、接触分解灯油、GTL灯油、脱硫軽油、深度脱硫軽油、重質軽油、GTL軽油、水素化分解軽油、重油直接脱硫軽油および接触分解軽油のうちの少なくとも1種を使用することにより達成される。なお、上述の例では、終点が130℃以上220℃未満の基材として、重質ナフサ、フルレンジナフサ、脱硫重質ナフサ、脱硫フルレンジナフサ、GTLナフサ、アルキレートおよび市販のプレミアムガソリンを取り上げたが、これに限定される趣旨ではなく、燃料油としての蒸留性状を満たせば基材の組み合わせは問わないものであり、例えば、重質ナフサと重質改質ガソリンのみからなる組成物であって、市販のガソリン組成物のようなJIS規格を満たさない組成物であったとしても本願発明の実施態様に包含される。蒸留の終点が130℃以上220℃未満の基材の含有量は、限定的ではない。その含有量の下限については、燃料油全量に基づいて、1容量%以上が好ましく、3容量%以上がより好ましく、5容量%以上がさらに好ましく、10容量%以上が一層好ましい。その含有量の上限については、燃料油全量に基づいて、99容量%以下が好ましく、97容量%以下がより好ましく、95容量%以下がさらに好ましく、90容量%以下が一層好ましい。蒸留の終点が250℃以上470℃以下の基材の含有量は、限定的ではない。その含有量の下限については、燃料油全量に基づいて、1容量%以上が好ましく、3容量%以上がより好ましく、5容量%以上がさらに好ましく、10容量%以上が一層好ましい。その含有量の上限については、燃料油全量に基づいて、99容量%以下が好ましく、97容量%以下がより好ましく、95容量%以下がさらに好ましく、90容量%以下が一層好ましい。
蒸留の終点が250℃以上470℃以下の基材には、二つの実施態様があり、90容量%留出温度(T90)が220~310℃の基材と、90容量%留出温度(T90)が310超~430℃の基材が挙げられる。前者の90容量%留出温度(T90)が220~310℃の基材としては、脱硫灯油、接触分解灯油、水素化分解灯油およびGTL灯油が挙げられる。後者の90容量%留出温度(T90)が310超~430℃の基材としては、脱硫軽油、深度脱硫軽油、重質軽油、GTL軽油、水素化分解軽油、重油直接脱硫軽油および接触分解軽油が挙げられる。これら2種類の基材は、いずれか一方または両方を、上記蒸留の終点が250℃以上470℃以下の基材として使用することができる。
・燃料油(7)
上記内燃機関において使用される本発明の第七の燃料油(以下、燃料油(7)という)は、リサーチオクタン価が96.0以下であるガソリン基材および、多環芳香族炭化水素を10容量%以上含有する基材を含む。なお、上記リサーチ法オクタン価(RON)は、JIS K 2280「オクタン価及びセタン価試験方法」により測定される値である。
リサーチオクタン価が96.0以下であるガソリン基材は、この条件を満たす限り、どのようなガソリン基材であっても構わない。具体的には、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、原油を常圧蒸留して得られる重質ナフサ、原油を蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、軽質ナフサを脱硫した脱硫軽質ナフサ、重質ナフサを脱硫した脱硫重質ナフサ、軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィンに転化して得られる異性化ガソリン、イソブタン等の炭化水素に低級オレフィンを付加(アルキル化)することによって得られるアルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級オレフィンによる低硫黄アルキレート、接触改質法で得られる改質ガソリンから芳香族分をスルフォラン抽出した残分であるラフィネート(スルフォランラフィネート)、接触分解法で得られる分解ガソリンの軽質留分(軽質分解ガソリン)および改質ガソリンの軽質留分(軽質改質ガソリン)が挙げられる。中でも、軽質ナフサ、重質ナフサ、脱硫フルレンジナフサ、脱硫軽質ナフサ、脱硫重質ナフサおよび異性化ガソリンが好ましい。リサーチオクタン価が96.0以下であるガソリン基材の量は、限定的ではないが、燃料油全量を基準として、1容量%以上が好ましく、3容量%以上がより好ましく、5容量%以上がさらに好ましく、10容量%以上がより一層好ましく、また、99容量%以下が好ましく、97容量%以下がより好ましく、95容量%以下がさらに好ましく、90容量%以下がより一層好ましい。
多環芳香族炭化水素を10容量%以上含有する基材は、この条件を満たす限り、どのような基材であっても構わない。ここで、多環芳香族炭化水素は、互いに縮合した2以上の芳香環を有する炭化水素であり、具体的には、ナフタレンなどの2環芳香族炭化水素、アセナフテン、アセナフチレン、アントラセン、フルオレンおよびフェナントレンなどの3環芳香族炭化水素、ならびにピレン、フルオランテンおよびベンゾ[a]ピレン等の4以上の芳香環を有する芳香族炭化水素が挙げられる。上記基材の具体例としては、接触改質法で得られる改質ガソリンの重質留分(特に、160℃以上の留分)、接触分解法で得られる分解ガソリンの重質留分(特に、160℃以上の留分)、接触分解灯油、接触分解灯油の重質留分、接触分解軽油、接触分解軽油の重質留分、ナフタレン等の2環芳香族炭化水素、アセナフテン、アセナフチレン、アントラセン、フルオレンおよびフェナントレン等の3環芳香族炭化水素、4以上の芳香環を有する芳香族炭化水素、ならびに1以上の多環芳香族炭化水素を含有する芳香族炭化水素系溶剤(例えば、エクソンモービルケミカル社製のS200(商品名))が挙げられる。中でも、常温で液体のものが好ましく、特に、接触分解灯油、接触分解軽油および上記芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。上記基材は、上述のように、多環芳香族炭化水素を10容量%以上含有する基材であれば、どのような基材であっても構わないが、好ましくは多環芳香族炭化水素を20容量%以上含有する基材、さらに好ましくは多環芳香族炭化水素を30容量%以上含有する基材、より一層好ましくは多環芳香族炭化水素を40容量%以上含有する基材が好ましい。多環芳香族炭化水素含量の上限は100容量%であり、好ましくは95容量%である。上記多環芳香族炭化水素を10容量%以上含有する基材の量は、限定的ではないが、燃料油全量を基準として、1容量%以上が好ましく、3容量%以上がより好ましく、5容量%以上がさらに好ましく、10容量%以上がより一層好ましく、また、99容量%以下が好ましく、97容量%以下がより好ましく、95容量%以下がさらに好ましく、90容量%以下がより一層好ましい。
本発明の燃料油(7)の蒸留性状は、特に制限されないが、蒸留の初留点(IBP)は、燃焼の始動性を確保する点から、21℃以上75℃以下が好ましく、28℃以上65℃以下がより好ましく、30℃以上60℃以下がさらに好ましい。10容量%留出温度(T10)は、燃焼の始動性を確保する点から、40℃以上85℃以下がこのましく、45℃以上80℃以下がより好ましく、50℃以上75℃以下がさらに好ましい。50容量%留出温度(T50)は限定的ではないものの、130℃以上300℃以下が好ましい。
90容量%留出温度(T90)は、240℃以上390℃以下が好ましく、240℃以上360℃以下がより好ましく、240℃以上330℃以下がさらにより好ましく、240℃以上310℃以下が最も好ましい。95容量%留出温度(T95)は、250℃以上430℃以下が好ましく、250℃以上400℃以下がより好ましく、250℃以上380℃以下がさらに好ましく、250℃以上320℃以下が最も好ましい。終点(EP)は、260℃以上450℃以下が好ましく、260℃以上410℃以下がより好ましく、260℃以上390℃以下がさらに好ましく、260℃以上360℃以下が最も好ましい。上記90容量%留出温度(T90)、95容量%留出温度(T95)及び終点(EP)の上限値は、排出ガス中のTHCの量が少ないなどの点から規定される。
上記した初留点(IBP)、10容量%留出温度(T10)、50容量%留出温度(T50)、90容量%留出温度(T90)、95容量%留出温度(T95)、及び終点(EP)は、JISK 2254「石油製品-蒸留試験方法」によって測定される蒸留性状である。
本発明の燃料油(7)は、好ましくは、燃料油全量に基づいて、炭化水素油を60容量%以上、より好ましくは80容量%以上、さらに好ましくは90容量%以上、さらに好ましくは93容量%~100容量%含む。炭化水素油中の飽和炭化水素含量、芳香族炭化水素含量およびオレフィン系炭化水素含量については特に限定されないが、以下に好ましい態様を記載する。
飽和炭化水素含量は、燃焼の始動性確保の観点から、35容量%以上が好ましく、40容量%以上であることがより好ましく、45容量%以上であることがさらに好ましい。オレフィン系炭化水素含量は、火炎伝播特性の観点から、1容量%以上が好ましく、5容量%以上であることがより好ましい。
芳香族炭化水素含量は、燃焼効率の観点から、5容量%以上であることが好ましく、10容量%以上であることがさらに好ましく、15容量%以上であることがさらに好ましい。上限についても限定的ではないが、65容量%以下であることが好ましく、60容量%以下であることがさらに好ましく、55容量%以下であることがより好ましい。
また、炭化水素油中の1環芳香族炭化水素含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、35容量%以下が好ましく、30容量%以下であることがより好ましく、27容量%以下であることがさらに好ましく、下限については、0容量%以上であることが好ましく、1容量%以上であることがより好ましく、3容量%以上であることがさらに好ましい。炭化水素油中の2環芳香族炭化水素含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、25容量%以下が好ましく、15容量%以下であることがより好ましく、10容量%以下であることがさらにより好ましく、下限については、0容量%以上であることが好ましく、1容量%以上であることがさらに好ましく、3容量%以上であることがさらに好ましい。炭化水素油中の3環以上の多環芳香族炭化水素含量は、燃費が良いことおよび排出ガス中のTHCの量が少ないことから、15容量%以下が好ましく、10容量%以下であることがより好ましく、7容量%以下であることがさらにより好ましく、下限については、0容量%以上であることが好ましく、1容量%以上であることがさらに好ましく、3容量%以上であることがさらに好ましい。ただし、2環以上の多環芳香族炭化水素含量は、1容量%以上であることが好ましく、3容量%以上であることがより好ましい。
上記の飽和炭化水素含量、芳香族炭化水素含量、1環芳香族炭化水素含量、2環芳香族炭化水素含量、3環以上の多環芳香族炭化水素含量およびオレフィン系炭化水素含量は、全てJPI-5S-49-97に定めるHPLC法により測定される値である。
本発明の燃料油(7)の硫黄含量は何ら制限されない。これは、本発明の燃料油(7)は、上記特定の内燃機関において使用されるものであり、上述したように、NOXやTHC等の排ガスの量が少なく、したがって、三元触媒等の触媒を使用する必要がないからである。従来の内燃機関では、NOXやTHC等の排ガスの量を低減するために三元触媒等の触媒が使用され、燃料油中の硫黄含有量が多いと触媒が失活するが、本発明の燃料油(7)は、そのような触媒の使用が不要であり、したがって、硫黄含量は何ら制限されない。好ましくは、内燃機関のシステムの劣化を小さくできることなどから、燃料油の全量を基準として、2000質量ppm以下であり、500質量ppm以下であることがより好ましく、200質量ppm以下であることがさらにより好ましく、80質量ppm以下であることが一層好ましく、20質量ppm未満であることが最も好ましく、下限は限定的ではないが、0質量ppmである。
上記硫黄含量は、1質量ppm以上の場合には、JIS K 2541「原油及び石油製品-硫黄分試験方法」により測定される値であり、1質量ppm未満の場合には、ASTM D4045-96「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry」により測定される値である。
本発明の燃料油(7)の製造方法は、本発明の要旨を損なわない限り、特に制限されない。上述したリサーチオクタン価が96.0以下であるガソリン基材の1種以上および上述した多環芳香族炭化水素を10容量%以上含有する基材の1種以上を用いて製造され得る。
本発明の燃料油(1)~(7)の製造において、含酸素化合物をさらに添加してもよい。上記含酸素化合物としては、たとえば、メチルターシャリーブチルエーテル(MTBE)およびエチルターシャリーブチルエーテル(ETBE)などのエーテル類、メタノール、エタノール、1-ブタノール、2-ブタノールおよびイソブタノールなどのアルコール類が挙げられる。本発明の燃料油(1)~(7)中の上記含酸素化合物の量は、限定的ではないが、40容量%以下が好ましく、より好ましくは20容量%以下、さらに好ましくは10容量%以下、さらに好ましくは7容量%以下である。
本発明の燃料油(1)~(7)には、識別のために着色剤、酸化安定度向上のために酸化防止剤、金属不活性化剤、腐食防止のための腐食防止剤、燃料ラインの清浄性維持のための清浄剤、潤滑性向上のための潤滑性向上剤等の添加剤を添加してもよい。また、上記燃料油(5)には、低温流動性の改善のための流動性向上剤、およびセタン価の向上のためのセタン価向上剤等を添加してもよい。
本発明の燃料油(1)~(7)が使用されるところの上記内燃機関は、その始動をより安定的に行うために、始動時(すなわち、燃焼の開始時)には、酸素とともに窒素および任意的な希ガスを含む気体が燃焼室に供給されるのが好ましい。上記酸素の量は気体の10~50容量%、好ましくは10~40容量%であり、窒素の量は気体の50~90容量%、好ましくは60~90容量%であり、希ガスの量は0~20容量%、好ましくは0~15容量%であるのが好ましい。なお、希ガスは、元素周期律表の18族元素を意味し、典型的にはアルゴンである。
内燃機関の始動後は、上記気体中の酸素の割合を徐々にまたは段階的に増加させることができ、運転が定常状態に達すると(典型的には、始動時から10~30秒後)、酸素を65容量%以上含む気体を、好ましくは酸素を75~100容量%含む気体を、さらに好ましくは酸素を85~100容量%含む気体を、さらに好ましくは酸素を90~100容量%含む気体を、最も好ましくは酸素のみからなる気体を燃焼に付すことにより、安定的に運転を続けることができるとともに、NOXの排出を抑えることができる。空気を使用する従来の内燃機関では、空気中に多量に含まれる窒素が酸素による燃焼の働きを抑える作用をするため、燃焼室において未燃の炭化水素が残り、排ガスとして排出されるが、本発明の内燃機関では、上記気体が65容量%以上の酸素を含むので、未燃の炭化水素量を少なくすることができ、したがって、全炭化水素(THC)の排出量を抑えることができる。また、未燃の炭化水素量が少ないので、燃焼効率が高い。
運転が定常状態に達したときの気体は、本発明の効果を損なわない範囲で、窒素および/または希ガスを含んでいてもよい。含み得る窒素の量は、気体の0~35容量%、好ましくは0~15容量%であり、希ガスの量は、気体の0~10容量%、好ましくは0~5容量%である。これらの量範囲であれば、燃焼温度低下効果があり、気体が窒素を含んでいても、NOXの排出量は少なめである。
始動時およびその後の気体の成分の割合が適宜調整できるように、かつ圧力変動を低減して気体を燃焼室に安定的に供給することができるように、上記酸素、窒素および希ガスは、好ましくは、図1に示されるように、各気体のボンベから燃焼室へ供給される。窒素の供給は、窒素ボンベの他に空気ボンベを使用して行ってもよく、あるいは、自然吸気によって行ってもよい。図1では、窒素、酸素および希ガス(アルゴン)がそれぞれ、空気ボンベ2、酸素ボンベ3およびアルゴンボンベ4からプリサーバ5を経由して燃焼室に供給される。
上記内燃機関では、燃焼に付される気体が酸素を65容量%以上の量で含むので、NOXの排出が有意に低減され、したがって、高価な三元触媒や窒素酸化物吸蔵還元触媒を使用する必要がない。これは、内燃機関の簡素化および低コスト化をもたらす。しかし、本発明における内燃機関は、触媒を一切使用しないことを意図したものではなく、必要に応じて、少量の三元触媒や慣用的に使用される他の触媒(例えば吸着剤)を使用してもよい。
本発明における内燃機関は、必要に応じて、燃料油を改質するための改質器を備えることができる。これにより、重質化した燃焼効率の良い燃料油を内燃機関に供給することができる。この場合において、燃料油の改質は、燃料油の全体について行ってもよいが、必ずしもその必要はなく、一部についてのみ行ってもよい。
さらに、上記内燃機関は、ノッキング防止のために、圧縮比を例えば8.5以下に下げる、および/または冷却水出口温度を例えば50~80℃に下げるなどを、必要に応じて行うことができる。また、酸素吸入抵抗防止のために、膨張と収縮が可能なバッファバックを設置するのが好ましい。バックファイヤ防止のために、低回転域にしたり、吸入負圧を下げすぎないようにしたり(例えば、400mmHg以下にしない)、および/またはバルブクリアランスを調整したりするのが好ましい。
以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例において得られた各燃料油を、図1に示す内燃機関システムにおいて使用して、NOX排出量およびTHC排出量を測定した。なお、内燃機関10として、4サイクル2気筒で総排気量359ccのものを使用した。燃料油は燃料タンク1から供給され、気体は、空気ボンベ2、酸素ボンベ3、アルゴンボンベ4からプリサーバ5に供給された後、内燃機関10の燃焼室に供給された。排気は、酸化触媒6で処理した後、冷却管7を通って排出された。排出された気体は、アルゴンガスおよび二酸化炭素が主体であり、その他に液体として水が排出された。
内燃機関の運転は、以下のように行った。すなわち、始動時に、酸素、アルゴンおよび窒素をそれぞれ、20.9容量%、0.9容量%および78.1容量%の量で含む気体を燃焼室に供給した。始動から30秒経過後に目視によって定常状態になったことが確認され、さらに30秒間運転を続け、その後、上記気体の組成を酸素89.3容量%および窒素10.7容量%に調整して運転を続けた。その結果、100時間継続して支障なく運転された。なお、内燃機関の回転数を3000rpm、圧縮比を7.6、冷却水温度を60℃とした。
NOX排出量の測定
燃焼が定常状態になったことを目視およびオシロスコープの回転数で確認し、その5~10秒後にサンプリングバッグでの排ガスの採取を開始した。採取を10秒間行った後、採取した排ガスを直ちにNOX検知管に導入し、色の変化からNOX量を決定した。
THC排出量の測定
燃焼が定常状態になったことを目視およびオシロスコープの回転数で確認し、その5~10秒後にサンプリングバッグでの排ガスの採取を開始した。採取を10秒間行った後、採取した排ガスを直ちにTHC検知管に導入し、色の変化からTHC量を決定した。
1.燃料油(1)を使用した実施例及び比較例
該実施例及び比較例で使用した炭化水素油の性状等を下記表1及び2に示す。
実施例1-1~1-16
下記表3または4に示す量(容量%)の基材を使用して、表3及び4に示す燃料油を製造した。上記の通り、得られた各燃料油を図1に示す内燃機関システムにおいて使用して、NOX排出量およびTHC排出量を測定した。結果を表3及び4に示す。
比較例1-1
実施例1-1において、内燃機関10の燃焼室に供給された気体を、始動時も定常状態時も共に空気のみにしたことを除いて、実施例1-1と同様にして運転を行った。NOX排出量は200ppmであり、THC排出量は300ppmであった。
比較例1-2
実施例1-1において、始動時における気体として、酸素70容量%、窒素29容量%およびアルゴン0.9容量%を含むものを使用した。バックファイヤを生じ、燃焼が不安定になったため、運転を中止した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
2.燃料油(2)を使用した実施例及び比較例
該実施例及び比較例で使用した炭化水素油の性状等は上記表1及び2に示す通りである。
実施例2-1~2-9
表5に示す量(容量%)の基材を使用して、表5に示す燃料油を製造した。上記の通り、得られた各燃料油を図1に示す内燃機関システムにおいて使用して、NOX排出量およびTHC排出量を測定した。結果を表5に示す。
比較例2-1
実施例2-4において、内燃機関10の燃焼室に供給された気体を、始動時も定常状態時も共に空気のみにしたことを除いて、実施例2-4と同様にして運転を行った。NOX排出量は150ppmであり、THC排出量は285ppmであった。
比較例2-2
実施例2-4において、始動時における気体として、酸素70容量%、窒素29容量%およびアルゴン0.9容量%を含むものを使用した。バックファイヤを生じ、燃焼が不安定になったため、運転を中止した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
3.燃料油(3)を使用した実施例及び比較例
該実施例及び比較例で使用した炭化水素油の性状等は上記表1及び2に示す通りである。
実施例3-1~3-7
表6に示す量(容量%)の基材を使用して、表6に示す燃料油を製造した。
上記の通り、得られた燃料油を図1に示す内燃機関システムにおいて使用して、NOX排出量およびTHC排出量を測定した。結果を表6に示す。
比較例3-1
実施例3-1において、内燃機関10の燃焼室に供給された気体を、始動時も定常状態時も共に空気のみにしたことを除いて、実施例3-1と同様にして運転を行った。NOX排出量は350ppmであり、THC排出量は500ppmであった。
比較例3-2
実施例3-1において、始動時における気体として、酸素70容量%、窒素29容量%およびアルゴン0.9容量%を含むものを使用した。バックファイヤを生じ、燃焼が不安定になったため、運転を中止した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
4.燃料油(4)を使用した実施例及び比較例
該実施例及び比較例で使用した炭化水素油の性状等を下記表7及び8に示す。
実施例4-1~4-8
表9に示す量(容量%)の基材を使用して、表9に示す燃料油を製造した。上記の通り、得られた燃料油を図1に示す内燃機関システムにおいて使用して、NOX排出量およびTHC排出量を測定した。結果を表9に示す。
比較例4-1
実施例4-1において、内燃機関10の燃焼室に供給された気体を、始動時も定常状態時も共に空気のみにしたことを除いて、実施例4-1と同様にして運転を行った。NOX排出量は200ppmであり、THC排出量は400ppmであった。
比較例4-2
実施例4-1において、始動時における気体として、酸素70容量%、窒素29容量%およびアルゴン0.9容量%を含むものを使用した。バックファイヤを生じ、燃焼が不安定になったため、運転を中止した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
5.燃料油(5)を使用した実施例及び比較例
該実施例及び比較例で使用した炭化水素油の性状等を下記表10~12に示す。
実施例5-1~5-15
表13または14に示す量(容量%)の基材を使用して、表13及び14に示す燃料油を製造した。
上記の通り、得られた燃料油を図1に示す内燃機関システムにおいて使用して、NOX排出量およびTHC排出量を測定した。結果を表13及び14に示す。
比較例5-1
実施例5-1において、内燃機関10の燃焼室に供給された気体を、始動時も定常状態時も共に空気のみにしたことを除いて、実施例5-1と同様にして運転を行った。NOX排出量は150ppmであり、THC排出量は2500ppmであった。
比較例5-2
実施例5-1において、始動時における気体として、酸素70容量%、窒素29容量%およびアルゴン0.9容量%を含むものを使用した。バックファイヤを生じ、燃焼が不安定になったため、運転を中止した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
6.燃料油(6)を使用した実施例及び比較例
該実施例及び比較例で使用したガソリン基材の性状等は上記表1及び2に示す通りであり、軽油基材の性状等は上記表10に示す通りであり、灯油基材の性状等は上記表11に示す通りである。
実施例6-1~6-15
上記表1、2、10、及び11に示す燃料油基材を下記表15又は16に示す量(容量%)で使用して、表15及び16に示す燃料油を製造した。上記の通り、得られた燃料油を図1に示す内燃機関システムにおいて使用して、NOX排出量およびTHC排出量を測定した。結果を表15及び16に示す。
比較例6-1
実施例6-2において、内燃機関10の燃焼室に供給された気体を、始動時も定常状態時も共に空気のみにしたことを除いて、実施例6-2と同様にして運転を行った。NOX排出量は500ppmであり、THC排出量は2500ppmであった。
比較例6-2
実施例6-2において、始動時における気体として、酸素70容量%、窒素29容量%およびアルゴン0.9容量%を含むものを使用した。バックファイヤを生じ、燃焼が不安定になったため、運転を中止した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
7.燃料油(7)を使用した実施例及び比較例
該実施例及び比較例で使用した炭化水素油の性状等を下記表17及び18に示す。
実施例7-1~7-12
下記表17及び18に示す燃料油基材を表19または20に示す量(容量%)で使用して、表19及び20に示す燃料油を製造した。上記の通り、得られた燃料油を図1に示す内燃機関システムにおいて使用して、NOX排出量およびTHC排出量を測定した。結果を表19及び20に示す。
比較例7-1
実施例7-11において、内燃機関10の燃焼室に供給された気体を、始動時も定常状態時も共に空気のみにしたことを除いて、実施例7-11と同様にして運転を行った。NOX排出量は140ppmであり、THC排出量は400ppmであった。
比較例7-2
実施例7-11において、始動時における気体として、酸素70容量%、窒素29容量%およびアルゴン0.9容量%を含むものを使用した。バックファイヤを生じ、燃焼が不安定になったため、運転を中止した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
1 燃料タンク
2 空気ボンベ
3 酸素ボンベ
4 アルゴンボンベ
5 プリサーバ
6 酸化触媒
7 冷却管
10 内燃機関

Claims (22)

  1. 燃料油と、酸素を65容量%以上含む気体とが燃焼に付されるように適合されている燃焼室を有する内燃機関において使用される燃料油であって、下記(1)~(7)から選ばれる1に記載の条件を満たす前記燃料油
    (1)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が35容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が50容量%以下である、
    (2)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が40容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が50容量%以下であり、蒸留の初留点が21℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度が35℃以上90℃以下であり、90容量%留出温度が100℃以上190℃以下であり、かつ終点が130℃以上230℃以下である、
    (3)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が15容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が35容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が20~70容量%であり、蒸留の初留点が24℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度が40℃以上90℃以下であり、90容量%留出温度が170℃以上220℃以下であり、かつ終点が210℃以上280℃以下である、
    (4)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が30容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が10容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が65容量%以下であり、ナフテン系炭化水素含量が45容量%以下であり、蒸留の初留点が100℃以上である、
    (5)燃料油全量を基準として炭化水素油を60容量%以上含み、炭化水素油全量を基準として、飽和炭化水素の含量が35容量%以上であり、オレフィン系炭化水素の含量が10容量%以下であり、芳香族炭化水素の含量が65容量%以下であり、1環芳香族炭化水素含量が45容量%以下であり、2環芳香族炭化水素含量が25容量%以下であり、3環以上の多環芳香族炭化水素の含量が20容量%以下であり、蒸留の初留点が130℃以上である、
    (6)蒸留の初留点が22℃以上80℃以下であり、10容量%留出温度が40℃以上100℃以下であり、90容量%留出温度が220℃以上400℃以下であり、95容量%留出温度が230℃以上440℃以下であり、かつ終点が260℃以上470℃以下である、
    (7)リサーチオクタン価が96.0以下であるガソリン基材および、多環芳香族炭化水素を10容量%以上含有する基材を含む。
  2. 上記(1)に記載の条件を満たす燃料油であって、炭化水素油全量を基準として、炭素数4の炭化水素の含量が15容量%以下であり、炭素数5乃至8の炭化水素の合計含量が50容量%以上100容量%以下であり、炭素数10以上の炭化水素の合計含量が20容量%以下である、請求項1記載の燃料油。
  3. 上記(1)に記載の条件を満たす燃料油であって、前記芳香族炭化水素の含量が、炭化水素油全量を基準として、15容量%未満である、請求項1または2記載の燃料油。
  4. 上記(2)に記載の条件を満たす燃料油であって、リサーチオクタン価が54.0以上であることを特徴とする請求項1記載の燃料油。
  5. 上記(2)に記載の条件を満たす燃料油であって、前記芳香族炭化水素の含量が、炭化水素油全量を基準として、15容量%以上40容量%未満である、請求項1または4記載の燃料油。
  6. 上記(3)に記載の条件を満たす燃料油であって、芳香族炭化水素中の炭素数7の芳香族炭化水素の含量が、3~50容量%である、請求項1記載の燃料油。
  7. 上記(3)に記載の条件を満たす燃料油であって、芳香族炭化水素中の炭素数9の芳香族炭化水素の含量が、3~50容量%である、請求項1または6記載の燃料油。
  8. 上記(3)に記載の条件を満たす燃料油であって、リサーチオクタン価が89.0以上である、請求項1、6、または7記載の燃料油。
  9. 上記(3)に記載の条件を満たす燃料油であって、前記芳香族炭化水素の含量が、炭化水素油全量を基準として、40~70容量%である、請求項1または請求項6~8のいずれか1項記載の燃料油。
  10. 上記(4)に記載の条件を満たす燃料油であって、蒸留の初留点が100℃以上190℃以下であり、10容量%留出温度が120℃以上210℃以下であり、95容量%留出温度が220℃以上315℃以下であり、かつ終点が230℃以上330℃以下である、請求項1記載の燃料油。
  11. 上記(4)に記載の条件を満たす燃料油であって、硫黄含量が200質量ppm以下である、請求項1または10記載の燃料油。
  12. 上記(5)に記載の条件を満たす燃料油であって、蒸留の初留点が130℃以上250℃以下であり、10容量%留出温度が140℃以上290℃以下であり、90容量%留出温度が240℃以上430℃以下であり、95容量%留出温度が250℃以上450℃以下であり、かつ終点が260℃以上470℃以下である、請求項1記載の燃料油。
  13. 上記(6)に記載の条件を満たす燃料油であって、蒸留の終点が70℃以上130℃未満の基材及び蒸留の終点が250℃以上470℃以下の基材を含む請求項1記載の燃料油。
  14. 上記(6)に記載の条件を満たす燃料油であって、蒸留の終点が130℃以上220℃以下の基材及び蒸留の終点が250℃以上470℃以下の基材を含む請求項1記載の燃料油。
  15. 上記(1)または(2)に記載の条件を満たす燃料油であって、飽和炭化水素中のパラフィン系炭化水素の含量が60容量%以上である、請求項1~5のいずれか1項記載の燃料油。
  16. 上記(1)または(2)に記載の条件を満たす燃料油であって、パラフィン系炭化水素中の分岐パラフィン系炭化水素の含量が35容量%以上である、請求項1~5及び15のいずれか1項記載の燃料油。
  17. 上記(2)または(3)に記載の条件を満たす燃料油であって、リード蒸気圧が10kPa以上100kPa以下であることを特徴とする請求項1、4~9、15及び16のいずれか1項記載の燃料油。
  18. 上記(2)または(3)に記載の条件を満たす燃料油であって、硫黄含量が100質量ppm以下であることを特徴とする請求項1、4~9、15~17のいずれか1項記載の燃料油。
  19. 上記(5)、(6)、または(7)に記載の条件を満たす燃料油であって、硫黄含量が2000質量ppm以下である、請求項1及び12~14のいずれか1項記載の燃料油。
  20. 含酸素化合物を含む、請求項1~19のいずれか1項記載の燃料油。
  21. 燃料油と、酸素を65容量%以上含む気体とが燃焼に付されるように適合されている燃焼室を有する内燃機関であって、該燃料油として請求項1~20のいずれか1項記載の燃料油が使用される、前記内燃機関。
  22. 燃料油と、酸素を65容量%以上含む気体とが燃焼に付されるように適合されている燃焼室を有する内燃機関を搭載した気動車であって、該燃料油として請求項1~20のいずれか1項記載の燃料油が使用される、前記気動車。
     
     
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