JP2004277457A

JP2004277457A - Fuel oil composition

Info

Publication number: JP2004277457A
Application number: JP2003066942A
Authority: JP
Inventors: Akira Hoizumi; 明保泉
Original assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: JP4115861B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel oil composition which can reduce the content of harmful components in an exhaust gas, has an excellent driving performance of automobiles, and excels in stability as well. <P>SOLUTION: The fuel oil composition has an olefin content of <1 vol.%, an aromatic content of ≤20 vol.%, a sulfur content of ≤5 wt.ppm, a benzene content of ≤1 vol.%, a 70°C percent distillate of 23-40 vol.%, a 50% distilling temperature of 75-110°C, a Reid vapor pressure of 44-93 kPa, a vapor lock index of 900-1,100, a research octane number of ≥89, and a density at 15°C of 0.67-0.78 g/cm<SP>3</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用燃料油組成物に関する。更に詳しくは、環境に配慮して排出ガス中の有害成分の含有量を低減すると共に、優れた自動車の始動性、アンチノック性、加速性等の運転性能及び安定性を有する、特定の性状を有する燃料油組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境改善の観点から、自動車においては、燃料面からの排出ガス中の有害成分の低減に向けた取り組みが種々行われている。
一般に、自動車の排出ガス中の有害成分（窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等）の低減には、燃料油中の芳香族分やオレフィン分を低減することが有効であることが知られている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。例えば、光化学反応性に富むオレフィン分は、光化学スモッグ発生の要因であり、そのため、ガソリン中のオレフィン分や芳香族分の低減が検討されている。
しかし、芳香族分は高オクタン価基材であるため、芳香族分の大幅な低減はガソリンのオクタン価低下を招く場合がある。また、オレフィン分を低減することで環境への負荷を小さくすることは可能であるが、基材性状や混合比率によっては、蒸留性状に悪影響が及ぼされる場合がある。その結果、自動車の良好な始動性、アンチノック性、加速性等の運転性能を確保し難い場合がある。したがって、排出ガス中の有害成分の低減と、良好な始動性、アンチノック性、加速性等の運転性能とを両立させた自動車用燃料油が求められている。
【０００３】
そこで、従来から、この排出ガス中の有害成分の低減と良好な運転性能とを両立させた燃料油の提供を目的とした、例えば高オクタン価の芳香族分を少なくし、それに代わる高オクタン価成分を配合した燃料油などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、近年、環境問題から新エネルギー技術として燃料電池が脚光を浴びている。この燃料電池は、水素と酸素を電気化学的に反応させることにより発電するものであって、エネルギーの利用効率が高い利点があり、自動車などの動力源して注目されている。また、この燃料電池に用いる水素源として、インフラ（供給システム）の整備されている燃料油を改質触媒の存在下に水蒸気改質又は部分酸化改質処理して発生させた水素を利用することが盛んに研究されており、内燃機関エンジンと燃料電池に共用できる燃料の提供を目的とした、例えばアルキレートを一定量以上含有し、一定の性状を有する燃料油なども提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３０２３５９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６２１６３号公報
【非特許文献１】
ＳａｔｏｓｈｉＹａｍａｚａｋｉ、他５名，「ＳＡＥＰａｐｅｒ」，９２２１８２，１９９２年
【非特許文献２】
田中俊明、他５名，「自動車技術会学術講演会前刷集９５２」，１９９５年，ｐ．１８７−１９０
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のとおり環境への負荷が少ない燃料が求められている状況を鑑み、排出ガス中の有害成分の含有量を低減し得るとともに、優れた自動車の運転性能を有し、更には安定性にも優れた燃料組成物を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の成分組成、特定の蒸留性状、及び特定の蒸気圧を始めとする特定の物性を兼ね備えた性状を有する燃料組成物により、上記目的を達成し得ることを見出し、またこの燃料組成物が安定性に優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、上記目的を達成するために、次の燃料油組成物を提供する。（１）オレフィン分が１容量％未満、芳香族分が２０容量％以下、硫黄分が５重量ｐｐｍ以下、ベンゼン含有量が１容量％以下、７０℃留出量（Ｅ７０）が２３〜４０容量％、５０％留出温度（Ｔ５０）が７５〜１１０℃、リード蒸気圧（ＲＶＰ）が４４〜９３ｋＰａ、ベーパーロックインデックス（ＶＬＩ）が９００〜１１００、リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が８９以上、及び、１５℃における密度が０．６７〜０．７８ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする燃料油組成物。
（２）脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンを０〜３５容量％、脱ベンゼン重質接触改質ガソリンを０〜２０容量％、脱ベンゼン接触改質ガソリンを０〜５０容量％、軽質ナフサを５〜２０容量％、及び、アルキレートを１０〜５０容量％含有することを特徴とする上記（１）に記載の燃料油組成物。
（３）酸化防止剤を実質的に含有しないことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の燃料油組成物。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を更に詳しく説明する。
本発明の燃料油組成物は、まず、以下に示す成分組成を有するものである。
即ち、オレフィン分は１容量％未満、好ましくは０．６容量％以下である。オレフィン分を１容量％未満とすることで、排出ガス中のオレフィン分を十分に低減することができる。本発明の燃料油組成物中のオレフィン分は上記範囲内で少なければ少ないほど本発明の効果の点では好ましいが、燃料油組成物の調製に当たり用いる原料留分によってはオレフィン分を含有するものもあり、０．２容量％程度は含まれることもある。
【００１０】
芳香族分は２０容量％以下、好ましくは１０〜２０容量％である。芳香族分を２０容量％以下とすることで、排出ガス中の芳香族分を低減することができる。ただし、芳香族分は８容量％以上含ませるのが、燃料油組成物中のオクタン価を上げやすくなるので、好ましい。
なお、上記オレフィン分及び芳香族分は、ＪＩＳＫ２５６３に準拠して測定した値である。
【００１１】
硫黄分は５重量ｐｐｍ以下、好ましくは２重量ｐｐｍ以下である。この硫黄分が５重量ｐｐｍを超えると、排出ガス浄化触媒の能力に影響する可能性があり、排出ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣが増加するおそれがある。なお、この硫黄分は、ＪＩＳＫ２５４１に準拠して測定した値である。
【００１２】
ベンゼン含有量は１容量％以下、好ましくは０．５容量％以下である。このベンゼン含有量が１容量％を越えると、大気中へのベンゼン排出量が増加するため好ましくない。なお、このベンゼン含有量は、ＪＩＳＫ２５６３に準拠して測定した値である。
【００１３】
そして、本発明の燃料油組成物は、以下に示す蒸留性状を有するものである。
即ち、７０℃留出量（Ｅ７０）は２３〜４０容量％、好ましくは２７〜４０容量％である。また、５０％留出温度（Ｔ５０）は７５〜１１０℃、好ましくは７５〜１０５℃、更に好ましくは７８〜１００℃である。
なお、これらＥ７０、Ｔ５０は、ＪＩＳＫ２２５４に準拠して測定した値である。
【００１４】
また、本発明の燃料油組成物は、以下に示すリード蒸気圧（ＲＶＰ）、及びベーパーロックインデックス（ＶＬＩ）を有する。
即ち、ＲＶＰは４４〜９３ｋＰａ、好ましくは５０〜８０ｋＰａである。また、ＶＬＩは９００〜１１００、好ましくは９００〜１０００である。
なお、上記ＲＶＰはＪＩＳＫ２２５８に準拠して測定した値であり、上記ＶＬＩは下記式１から求められる値である。
式１：ＲＶＰ（ｍｂａｒ）＋７×Ｅ７０（容量％）
【００１５】
本発明の燃料油組成物においては、Ｅ７０、Ｔ５０、ＲＶＰ及びＶＬＩをそれぞれ上記範囲内とすることで、良好な始動性、加速性等を確保することができる。
【００１６】
更に、本発明の燃料油組成物では、リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が８９以上、好ましくは９０以上である。ＲＯＮを８９以上とすることで高いアンチノック性を維持することができる。なお、このＲＯＮは、ＪＩＳＫ２２８０に準拠して測定した値である。
【００１７】
また、密度は０．６７〜０．７８ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．６９〜０．７５ｇ／ｃｍ^３である。密度を０．６７ｇ／ｃｍ^３以上とすることで良好な燃費を確保することができる。また、密度を０．７８ｇ／ｃｍ^３以下とすることで、高密度の芳香族分を低減でき、排出ガスによる大気中への芳香族排出量を低減することができる。なお、この密度は、ＪＩＳＫ２２４９に準拠して測定した値である。
【００１８】
本発明の燃料油組成物は、酸化防止剤を実質的に含有しないことが好ましい。本発明の燃料油組成物は、上記のとおりオレフィン分を殆ど含有していないため、安定性に優れている。一般に、フェノール系、アミン系等の添加剤は酸化防止能を有するが、本発明の燃料油組成物においては、該添加剤の含有量が酸化防止機能を発現する量でなくても、または全く含有しなくても、その安定性が保たれる。
したがって、酸化防止剤を実質的に含有させないことで、酸化防止剤に要する製造コストの低減を図ることができ、また、内燃機関用燃料としてのみならず、燃料電池用燃料としても好適に用いることができる。即ち、一般に、酸化防止剤の添加された燃料油を燃料電池用燃料に用いると、酸化防止剤により改質触媒や燃料電池電極等の劣化を招く恐れがあるが、酸化防止剤を添加せずに調製できる本発明の燃料油組成物は、この改質触媒や燃料電池電極等の劣化を招く恐れなく好適に燃料電池用燃料として用いることができる。
【００１９】
本発明の燃料組成物の調製は、一般に、脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン重質接触改質ガソリン、脱ベンゼン接触改質ガソリン、軽質ナフサ、アルキレートなどの原料留分を配合して好適に調製することができる。
【００２０】
本発明の燃料油組成物に使用することのできる脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンは、重質の直留ナフサなどを接触改質法（プラットフォーミング法、マグナフォーミング法、アロマイジング法、レニフォーミング法、フードリフォーミング法、ウルトラフォーミング法、パワーフォーミング法等）により、水素気流中で高温・加圧下で触媒（例えば、アルミナ担体に白金やロジウムと塩素とを担持したもの等）と接触処理して得られた改質ガソリンを蒸留により、軽質留分、ベンゼン留分、重質留分に分けた軽質留分である。
本発明の燃料油組成物における脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンの含有量は、好ましくは０〜３５容量％、より好ましくは５〜３０容量％である。この脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンの含有量を３５容量％以下とすると、密度の低下を防ぎやすいので、好ましい。
【００２１】
本発明で用いられる脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは７５以上が好ましく、７８以上がより好ましい。ＲＶＰは８０ｋＰａ以上が好ましい。沸点範囲は２５〜１６０℃が好ましい。Ｔ５０は４０℃以上が好ましく、４３℃以上がより好ましい。Ｅ７０は６０容量％以上が好ましく、６５容量％以上がより好ましい。芳香族分は２５容量％以下が好ましく、２１容量％以下がより好ましい。オレフィン分は３容量％以下が好ましく、２容量％以下がより好ましい。
【００２２】
本発明で使用することのできる脱ベンゼン重質接触改質ガソリンは上記方法から得られる重質分であり、本発明の燃料油組成物における含有量は、好ましくは０〜２０容量％、より好ましくは０〜１５容量％である。この脱ベンゼン重質接触改質ガソリンの含有量を２０容量％以下とすると、蒸留性状の重質化及び芳香族分の増加を抑えやすいので、好ましい。
【００２３】
本発明で用いられる脱ベンゼン重質接触改質ガソリンの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは１０１以上が好ましく、１０２以上がより好ましい。ＲＶＰは３ｋＰａ以上が好ましく、５ｋＰａ以上がより好ましい。沸点範囲は１００〜２００℃が好ましい。Ｔ５０は１３０℃以下が好ましく、１２６℃以下がより好ましい。芳香族分は９８容量％以下が好ましく、９６容量％以下がより好ましい。オレフィン分は２容量％以下が好ましく、１容量％以下がより好ましい。
【００２４】
本発明で使用することのできる脱ベンゼン接触改質ガソリンは、重質の直留ナフサなどを接触改質法（プラットフォーミング法、マグナフォーミング法、アロマイジング法、レニフォーミング法、フードリフォーミング法、ウルトラフォーミング法、パワーフォーミング法等）により、水素気流中で高温・加圧下で触媒（例えば、アルミナ担体に白金やロジウムと塩素とを担持したもの等）と接触処理して得られた改質ガソリンからベンゼン留分を蒸留により取り除いたものである。
本発明の燃料油組成物における脱ベンゼン接触改質ガソリンの含有量は、好ましくは０〜５０容量％、より好ましくは２〜４０容量％である。この脱ベンゼン接触改質ガソリンの含有量が５０容量％以下であると、芳香族分の増加や蒸留性状の重質化を防ぎやすいので、好ましい。
【００２５】
本発明で用いる脱ベンゼン接触改質ガソリンの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは９０以上が好ましく、９１以上がより好ましい。ＲＶＰは５０ｋＰａ以上が好ましく、５５ｋＰａ以上がより好ましい。沸点範囲は３０〜２００℃が好ましい。Ｔ５０は１２０℃以下が好ましく、１１６℃以下がより好ましい。Ｅ７０は１０容量％以上が好ましく、１５容量％以上がより好ましい。芳香族分は６０容量％以下が好ましく、５０容量％以下がより好ましい。オレフィン分は１．５容量％以下が好ましく、１容量％以下がより好ましい。
【００２６】
本発明で使用することができる軽質ナフサは、原油を常圧蒸留した直留ナフサを脱硫処理して得られた脱硫直留ナフサを蒸留により、軽質留分と重質留分に分けた軽質留分である。
本発明の燃料油組成物における軽質ナフサの含有量は、好ましくは５〜２５容量％、より好ましくは５〜２０容量％である。この軽質ナフサの含有量が２０容量％以下であると、ＲＯＮ及び密度の低下を防ぎやすいので、好ましい。
【００２７】
本発明で用いる軽質ナフサの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは６５以上が好ましく、６７以上がより好ましい。ＲＶＰは８０ｋＰａ以上が好ましく、８５ｋＰａ以上がより好ましい。沸点範囲は２５〜１００℃が好ましい。Ｔ５０は６５℃以下が好ましく、６０℃以下がより好ましい。Ｅ７０は８０容量％以上が好ましく、８５容量％以上がより好ましい。芳香族分は５容量％以下が好ましく、３容量％以下がより好ましい。オレフィン分は２容量％以下が好ましく、１．５容量％以下がより好ましい。
【００２８】
本発明で使用することのできるアルキレートは、イソブタンと低級オレフィン（ブテン、プロピレン等）を原料として、酸触媒（硫酸、フッ化水素、塩化アルミニウム等）の存在下で反応させて得られるものである。
本発明の燃料油組成物におけるアルキレートの含有量は、好ましくは１０〜５０容量％、より好ましくは２０〜４５容量％である。このアルキレートの含有量を１０容量％以上とすることは、燃料油組成物中の芳香族分を２０容量％以下とするのに好ましい。また、５０容量％以下とすると、密度低下を防ぐ上で、好ましい。
【００２９】
本発明では、各種のアルキレートを用いることができるが、Ｃ８留分が６５容量％以上のものが好ましく、７０容量％以上のものが好ましい。また、イソオクタン（２，２，４−トリメチルペンタン）が２８容量％以上のものが好ましく、３０容量％以上のものがより好ましい。
さらに、該アルキレートの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは９３以上が好ましく、９４以上がより好ましい。Ｔ５０は１０４℃以上が好ましく、１０５℃以上がより好ましい。
【００３０】
本発明の燃料油組成物には、更に必要に応じて、各種の添加剤を適宜配合することができる。このような添加剤としては、チオアミド化合物等の金属不活性剤、有機リン系化合物等の表面着火防止剤、コハク酸イミド、ポリアルキルアミン、ポリエーテルアミン、ポリイソブチレンアミン等の清浄分散剤、多価アルコール及びそのエーテル等の氷結防止剤、有機酸のアルカリ金属やアルカリ土類金属塩、高級アルコールの硫酸エステル等の助燃剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤等の帯電防止剤、アルケニル琥珀酸エステル等の錆止め剤、及びアゾ染料等の着色剤等、公知の燃料添加剤が挙げられる。これらを１種または数種組み合わせて添加することができる。これら燃料添加剤の添加量は任意であるが、通常、その合計添加量が０．１重量％以下とすることが好ましい。
【００３１】
また、更に、本発明の燃料油組成物には、必要に応じて、原油や粗油等の常圧蒸留時、改質ガソリン製造時、又は分解ガソリン製造時等に蒸留して得られるブタン、ブテン類を主成分としたＣ４留分、直鎖の低級パラフィン系炭化水素の異性化によって得られるアイソメレート、あるいはアイソメレートを精密蒸留して得られるイソペンタン等を配合することも可能である。
なお、接触分解ガソリンは、その配合によりオレフィン分が増加するため、本発明の燃料油組成物には含めないことが好ましい。
【００３２】
【実施例】
以下に本発明を実施例及び比較例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
以下の成分を表１の配合比で配合することにより、表１に示す性状のガソリンを得た。
・脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン
（オレフィン分が１．２容量％、芳香族分が２０．６容量％、硫黄分が０重量ｐｐｍ、ベンゼンが０．７容量％、Ｅ７０が６９．５容量％、Ｔ５０が５５．０℃、ＲＶＰが８１．５ｋＰａ、ＲＯＮが８６．５）
・脱ベンゼン接触改質ガソリン
（オレフィン分が０．７容量％、芳香族分が４２．２容量％、硫黄分が０重量ｐｐｍ、ベンゼンが０．５容量％、Ｅ７０が２０．０容量％、Ｔ５０が１１３．０℃、ＲＶＰが５８．５ｋＰａ、ＲＯＮが９１．２）
・軽質ナフサ
（オレフィン分が０．５容量％、芳香族分が２．３容量％、硫黄分が９重量ｐｐｍ、ベンゼンが１．８容量％、Ｅ７０が９４．０容量％、Ｔ５０が５３．０℃、ＲＶＰが８６．５ｋＰａ、ＲＯＮが６８．２）
・アルキレート
（Ｔ５０が１０５．５℃で、Ｃ８留分が７３．０容量％、イソオクタン（２，２，４−トリメチルペンタン）が３０．８容量％）
【００３４】
（実施例２）
実施例１に記載の脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン接触改質ガソリン、軽質ナフサ、アルキレートと、脱ベンゼン重質改質ガソリン（オレフィン分が０．４容量％、芳香族分が８８．２容量％、硫黄分が０重量ｐｐｍ、ベンゼンが０容量％、Ｅ７０が０．０容量％、Ｔ５０が１２３．０℃、ＲＶＰが７．０ｋＰａ、ＲＯＮが１０３．９）、および接触分解装置、接触改質装置又は常圧蒸留装置から生成するＣ４留分（ブタン、ブテン類）を表１の配合比で配合して表１に示す性状のガソリンを得た。
【００３５】
（実施例３）
実施例１に記載の脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン接触改質ガソリン、軽質ナフサ、アルキレートと、実施例２に記載の脱ベンゼン重質接触改質ガソリン、およびアイソメレート（Ｅ７０が９５．０容量％、Ｔ５０が５０．０℃、ＲＶＰが１０１ｋＰａ、ＲＯＮが７９．７）を表１の配合比で配合して表１に示す性状のガソリンを得た。
【００３６】
（比較例１）
実施例１に記載の脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン接触改質ガソリン、軽質ナフサ、アルキレートと、接触分解ガソリン（オレフィン分が２９．７容量％、芳香族分が２２．０容量％、硫黄分が３３重量ｐｐｍ、ベンゼンが０．４６容量％、Ｅ７０が２３．５容量％、Ｔ５０が１０５．０℃、ＲＶＰが６０．５ｋＰａ、ＲＯＮが９０．１）を表１の配合比で配合して表１に示す性状のガソリンを得た。
【００３７】
（比較例２）
市販のレギュラーガソリンを比較として用いた。表１にその性状を示す。
【００３８】
上記実施例１〜３と比較例１〜２のガソリンを用いて、以下に述べる各種の性能評価試験を行った。その方法を以下に記し、結果を表１に示す。
【００３９】
（酸化安定度試験）
ＪＩＳＫ２２８７に規定される、酸化安定度試験方法−誘導期間法に準拠して測定した。
【００４０】
（始動性）
代表的な国産乗用車（総排出量１．５Ｌ、ＭＰＩ方式、オートマチックトランスミッション（ＡＴ））を用いて、環境温度（室温、油温）１０℃にてエンジンを始動し、始動回数／試験回数が８／１０以上を良好、それ未満を不良とした。
【００４１】
（排出ガス試験）
国産乗用車（総排出量２．５Ｌ、ＭＰＩ方式、オートマチックトランスミッション（ＡＴ））を用いて、１０・１５モードでの排出ガス試験を行い、一酸化炭素（ＣＯ）、全炭化水素（ＴＨＣ）、および窒素酸化物（ＮＯｘ）を測定した。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１に示される結果より次のことが明らかである。本発明の燃料油組成物は、運転性能を良好に保ったまま排出ガスを低減することができる。さらに、酸化防止剤を添加しなくとも、従来の燃料油と同程度の安定性を有する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による燃料油組成物によれば、排出ガス中の有害成分の含有量を低減し得るとともに、優れた始動性など優れた運転性能を有し、かつ安定性にも優れる。さらに、酸化防止剤を実質的に添加しなくても安定に保持することができ、燃料電池用の燃料としても好適である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to fuel oil compositions for motor vehicles. More specifically, while reducing the content of harmful components in exhaust gas in consideration of the environment, it has specific properties that have excellent driving performance, stability, such as startability, anti-knockability, acceleration, etc. And a fuel oil composition having the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of environmental improvement, various efforts have been made in automobiles to reduce harmful components in exhaust gas from the fuel side.
Generally, in order to reduce harmful components (nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), etc.) in automobile exhaust gas, aromatic and olefin components in fuel oil are reduced. Is known to be effective (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2). For example, an olefin component having high photochemical reactivity is a factor of generating photochemical smog, and therefore, reduction of an olefin component and an aromatic component in gasoline is being studied.
However, since the aromatic component is a high octane base material, a large reduction in the aromatic component may cause a decrease in the octane number of gasoline. Although it is possible to reduce the load on the environment by reducing the olefin content, the distillation properties may be adversely affected depending on the properties of the base material and the mixing ratio. As a result, it may be difficult to ensure good driving performance such as good starting performance, anti-knock performance, and acceleration performance of the vehicle. Therefore, there is a need for a fuel oil for automobiles that achieves both a reduction in harmful components in exhaust gas and a driving performance such as good starting performance, anti-knock performance, and acceleration performance.
[0003]
Therefore, conventionally, for the purpose of providing a fuel oil that achieves both reduction of harmful components in the exhaust gas and good operation performance, for example, reducing the high octane number aromatic component, and replacing the high octane number component with A blended fuel oil and the like have been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In recent years, fuel cells have been spotlighted as a new energy technology due to environmental problems. This fuel cell generates electricity by electrochemically reacting hydrogen and oxygen, has the advantage of high energy utilization efficiency, and has attracted attention as a power source for automobiles and the like. In addition, as a hydrogen source for use in this fuel cell, hydrogen generated by subjecting fuel oil having an infrastructure (supply system) to steam reforming or partial oxidation reforming in the presence of a reforming catalyst is used. For the purpose of providing a fuel that can be used in an internal combustion engine and a fuel cell, for example, a fuel oil containing an alkylate in a certain amount or more and having a certain property has been proposed (for example, , Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-302359 [Patent Document 2]
JP 2001-262163 A [Non-Patent Document 1]
Satoshi Yamazaki, 5 others, "SAE Paper", 922182, 1992 [Non-Patent Document 2]
Toshiaki Tanaka and 5 others, "Automotive Technology Society Academic Lecture Preprint 952", 1995, p. 187-190
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention, in view of the situation where a fuel with a low environmental load is required as described above, can reduce the content of harmful components in exhaust gas, and has excellent vehicle driving performance. An object of the present invention is to provide a fuel composition having excellent stability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a fuel composition having properties having both specific properties such as a specific component composition, a specific distillation property, and a specific vapor pressure. As a result, they have found that the above object can be achieved, and that this fuel composition has excellent stability, and have completed the present invention.
[0008]
That is, the present invention provides the following fuel oil composition to achieve the above object. (1) The olefin content is less than 1% by volume, the aromatic content is 20% by volume or less, the sulfur content is 5% by weight or less, the benzene content is 1% by volume or less, and the 70 ° C. distillate (E70) is 23 to 40 volumes. %, 50% distillation temperature (T50) is 75 to 110 ° C, Reid vapor pressure (RVP) is 44 to 93 kPa, vapor lock index (VLI) is 900 to 1100, research octane number (RON) is 89 or more, and A fuel oil composition having a density at 15 ° C. of 0.67 to 0.78 g / cm ³ .
(2) Debenzene-free light catalytic reforming gasoline is 0 to 35% by volume, heavy catalytic reforming gasoline is 0 to 20% by volume, catalytic reforming gasoline is 0 to 50% by volume, and light naphtha is 5 to 5%. The fuel oil composition according to the above (1), which contains 20% by volume and 10 to 50% by volume of an alkylate.
(3) The fuel oil composition according to the above (1) or (2), which does not substantially contain an antioxidant.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail.
First, the fuel oil composition of the present invention has the following component composition.
That is, the olefin content is less than 1% by volume, preferably 0.6% by volume or less. By setting the olefin content to less than 1% by volume, the olefin content in the exhaust gas can be sufficiently reduced. The olefin content in the fuel oil composition of the present invention is preferably as small as possible within the above range from the viewpoint of the effect of the present invention.However, depending on the raw material fraction used for preparing the fuel oil composition, there may be one containing an olefin component. And about 0.2% by volume may be included.
[0010]
The aromatic content is 20% by volume or less, preferably 10 to 20% by volume. By setting the aromatic content to 20% by volume or less, the aromatic content in the exhaust gas can be reduced. However, it is preferable to include an aromatic content of 8% by volume or more because the octane number in the fuel oil composition is easily increased.
The olefin content and the aromatic content are values measured according to JIS K2563.
[0011]
The sulfur content is 5 ppm by weight or less, preferably 2 ppm by weight or less. If the sulfur content exceeds 5 ppm by weight, the performance of the exhaust gas purifying catalyst may be affected, and NOx, CO, and HC in the exhaust gas may increase. The sulfur content is a value measured according to JIS K2541.
[0012]
The benzene content is at most 1% by volume, preferably at most 0.5% by volume. If the benzene content exceeds 1% by volume, the amount of benzene discharged into the atmosphere is undesirably increased. The benzene content is a value measured according to JIS K2563.
[0013]
The fuel oil composition of the present invention has the following distillation properties.
That is, the 70 ° C. distillation amount (E70) is 23 to 40% by volume, preferably 27 to 40% by volume. The 50% distillation temperature (T50) is 75 to 110 ° C, preferably 75 to 105 ° C, and more preferably 78 to 100 ° C.
In addition, these E70 and T50 are the values measured based on JISK2254.
[0014]
Further, the fuel oil composition of the present invention has the following Reid vapor pressure (RVP) and vapor lock index (VLI).
That is, RVP is 44 to 93 kPa, preferably 50 to 80 kPa. The VLI is 900-1100, preferably 900-1000.
The RVP is a value measured according to JIS K 2258, and the VLI is a value obtained from the following equation 1.
Formula 1: RVP (mbar) + 7 × E70 (% by volume)
[0015]
In the fuel oil composition of the present invention, by setting E70, T50, RVP, and VLI to fall within the above ranges, good startability, acceleration performance, and the like can be ensured.
[0016]
Further, the fuel oil composition of the present invention has a research octane number (RON) of 89 or more, preferably 90 or more. By setting RON to 89 or more, high anti-knock property can be maintained. This RON is a value measured in accordance with JIS K 2280.
[0017]
The density is 0.67 to 0.78 g / cm ³ , and preferably 0.69 to 0.75 g / cm ³ . By setting the density to 0.67 g / cm ³ or more, good fuel economy can be ensured. When the density is 0.78 g / cm ³ or less, high-density aromatic components can be reduced, and the amount of aromatics discharged into the atmosphere by exhaust gas can be reduced. This density is a value measured according to JIS K 2249.
[0018]
It is preferable that the fuel oil composition of the present invention does not substantially contain an antioxidant. Since the fuel oil composition of the present invention contains almost no olefin component as described above, it has excellent stability. In general, phenolic and amine-based additives have an antioxidant ability, but in the fuel oil composition of the present invention, even if the content of the additive is not an amount exhibiting the antioxidant function, Even if it is not contained, its stability is maintained.
Therefore, the production cost required for the antioxidant can be reduced by substantially not containing the antioxidant, and the antioxidant is preferably used not only as a fuel for an internal combustion engine but also as a fuel for a fuel cell. Can be. That is, generally, when a fuel oil to which an antioxidant is added is used for a fuel for a fuel cell, the antioxidant may cause deterioration of a reforming catalyst, a fuel cell electrode, and the like. The fuel oil composition of the present invention can be suitably used as a fuel for a fuel cell without fear of causing deterioration of the reforming catalyst, the fuel cell electrode and the like.
[0019]
The fuel composition of the present invention is generally prepared by blending raw material fractions such as debenzene-free light catalytic reforming gasoline, debenzene-heavy catalytic reforming gasoline, debenzene-catalytic reforming gasoline, light naphtha and alkylate. It can be suitably prepared.
[0020]
The debenzene light catalytic reforming gasoline that can be used in the fuel oil composition of the present invention is obtained by converting a heavy straight-run naphtha or the like into a catalytic reforming method (platforming method, magna forming method, aromaizing method, reniforming method). , A food reforming method, an ultraforming method, a power forming method, etc.) by contacting with a catalyst (for example, an alumina carrier carrying platinum, rhodium and chlorine, etc.) under high temperature and pressure in a hydrogen stream. It is a light fraction obtained by distilling the obtained reformed gasoline into a light fraction, a benzene fraction, and a heavy fraction.
The content of debenzene-free light catalytic reforming gasoline in the fuel oil composition of the present invention is preferably 0 to 35% by volume, more preferably 5 to 30% by volume. It is preferable to set the content of the debenzene-free light catalytic reforming gasoline to 35% by volume or less, since it is easy to prevent a decrease in density.
[0021]
The preferable properties of the debenzene light catalytic reforming gasoline used in the present invention are as follows. RON is preferably at least 75, more preferably at least 78. RVP is preferably 80 kPa or more. The boiling range is preferably from 25 to 160 ° C. T50 is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 43 ° C. or higher. E70 is preferably at least 60% by volume, more preferably at least 65% by volume. The aromatic content is preferably 25% by volume or less, more preferably 21% by volume or less. The olefin content is preferably 3% by volume or less, more preferably 2% by volume or less.
[0022]
The debenzene heavy catalytic reforming gasoline that can be used in the present invention is a heavy component obtained from the above method, and the content in the fuel oil composition of the present invention is preferably 0 to 20% by volume, more preferably. Is from 0 to 15% by volume. It is preferable to set the content of the debenzene heavy catalytic reforming gasoline to 20% by volume or less, because it is easy to suppress the increase in the distillation property and the increase in aromatic components.
[0023]
Preferred properties of the debenzene heavy catalytic reforming gasoline used in the present invention are as follows. RON is preferably 101 or more, more preferably 102 or more. RVP is preferably 3 kPa or more, more preferably 5 kPa or more. The boiling range is preferably from 100 to 200 ° C. T50 is preferably 130 ° C or lower, more preferably 126 ° C or lower. The aromatic content is preferably 98% by volume or less, more preferably 96% by volume or less. The olefin content is preferably 2% by volume or less, more preferably 1% by volume or less.
[0024]
The debenzene-reacting catalytic reforming gasoline that can be used in the present invention is prepared by catalytically reforming heavy straight-run naphtha or the like (platforming method, magna forming method, aromaizing method, reni forming method, food reforming method, Reformed gasoline obtained by contact treatment with a catalyst (for example, platinum, rhodium and chlorine supported on an alumina carrier) under high temperature and pressure in a hydrogen stream by ultraforming method, power forming method, etc. From which the benzene fraction was removed by distillation.
The content of the debenzene-reacting catalytic reforming gasoline in the fuel oil composition of the present invention is preferably 0 to 50% by volume, more preferably 2 to 40% by volume. When the content of the debenzene-catalyzed catalytic reforming gasoline is 50% by volume or less, it is easy to prevent an increase in aromatic content and heavy distillation properties, so that it is preferable.
[0025]
Preferred properties of the debenzene-catalyzed reformed gasoline used in the present invention are as follows. RON is preferably 90 or more, and more preferably 91 or more. RVP is preferably at least 50 kPa, more preferably at least 55 kPa. The boiling point range is preferably from 30 to 200 ° C. T50 is preferably 120 ° C. or lower, more preferably 116 ° C. or lower. E70 is preferably at least 10% by volume, more preferably at least 15% by volume. The aromatic content is preferably 60% by volume or less, more preferably 50% by volume or less. The olefin content is preferably 1.5% by volume or less, more preferably 1% by volume or less.
[0026]
The light naphtha that can be used in the present invention is a light distillate obtained by desulfurizing a straight-run naphtha obtained by subjecting a crude oil to atmospheric distillation by desulfurization to a light fraction and a heavy fraction by distillation. Minutes.
The content of light naphtha in the fuel oil composition of the present invention is preferably 5 to 25% by volume, more preferably 5 to 20% by volume. When the content of the light naphtha is 20% by volume or less, it is easy to prevent the RON and the density from decreasing, so that it is preferable.
[0027]
Preferred properties of the light naphtha used in the present invention are as follows. RON is preferably 65 or more, and more preferably 67 or more. RVP is preferably at least 80 kPa, more preferably at least 85 kPa. The boiling range is preferably from 25 to 100 ° C. T50 is preferably at most 65 ° C, more preferably at most 60 ° C. E70 is preferably 80% by volume or more, more preferably 85% by volume or more. The aromatic content is preferably 5% by volume or less, more preferably 3% by volume or less. The olefin content is preferably 2% by volume or less, more preferably 1.5% by volume or less.
[0028]
The alkylate that can be used in the present invention is obtained by reacting isobutane with a lower olefin (butene, propylene, etc.) in the presence of an acid catalyst (sulfuric acid, hydrogen fluoride, aluminum chloride, etc.). is there.
The content of the alkylate in the fuel oil composition of the present invention is preferably 10 to 50% by volume, more preferably 20 to 45% by volume. It is preferable that the content of the alkylate be 10% by volume or more in order to reduce the aromatic content in the fuel oil composition to 20% by volume or less. In addition, it is preferable that the content be 50% by volume or less in order to prevent a decrease in density.
[0029]
In the present invention, various alkylates can be used, but the C8 fraction is preferably at least 65% by volume, more preferably at least 70% by volume. The content of isooctane (2,2,4-trimethylpentane) is preferably 28% by volume or more, more preferably 30% by volume or more.
Further, preferred properties of the alkylate are as follows. RON is preferably 93 or more, more preferably 94 or more. T50 is preferably 104 ° C. or higher, more preferably 105 ° C. or higher.
[0030]
The fuel oil composition of the present invention may further contain various additives as necessary. Such additives include metal deactivators such as thioamide compounds, surface ignition inhibitors such as organic phosphorus compounds, detergents and dispersants such as succinimide, polyalkylamines, polyetheramines, and polyisobutyleneamines. Anti-freezing agents such as polyhydric alcohols and ethers thereof, alkali metal and alkaline earth metal salts of organic acids, and flame retardants such as sulfates of higher alcohols, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, etc. Well-known fuel additives such as antistatic agents, rust inhibitors such as alkenyl succinates, and coloring agents such as azo dyes. These can be added alone or in combination of several kinds. The addition amount of these fuel additives is optional, but it is usually preferable that the total addition amount is 0.1% by weight or less.
[0031]
Further, the fuel oil composition of the present invention may further comprise, as necessary, butane obtained by distillation at the time of atmospheric distillation of crude oil or crude oil, at the time of producing reformed gasoline, or at the time of producing cracked gasoline, etc. It is also possible to blend a C4 fraction containing butenes as a main component, an isomerate obtained by isomerization of a linear lower paraffinic hydrocarbon, or isopentane obtained by precision distillation of an isomerate.
The catalytic cracking gasoline is preferably not included in the fuel oil composition of the present invention because the olefin content increases due to its blending.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0033]
(Example 1)
By blending the following components at the blending ratios in Table 1, gasoline having the properties shown in Table 1 was obtained.
-Debenzene-free light catalytic reforming gasoline (olefin content: 1.2% by volume, aromatic content: 20.6% by volume, sulfur content: 0 ppm by weight, benzene: 0.7% by volume, E70: 69.5% by volume) , T50: 55.0 ° C, RVP: 81.5 kPa, RON: 86.5)
-Debenzene-catalyzed contact reforming gasoline (0.7% by volume of olefin, 42.2% by volume of aromatic, 0% by weight of sulfur, 0.5% by volume of benzene, 20.0% by volume of E70, T50 is 113.0 ° C, RVP is 58.5 kPa, and RON is 91.2)
-Light naphtha (0.5% by volume of olefin content, 2.3% by volume of aromatic content, 9% by weight of sulfur content, 1.8% by volume of benzene, 94.0% by volume of E70, and 53.50% of T50. 0 ° C, RVP: 86.5 kPa, RON: 68.2)
Alkylate (T50 at 105.5 ° C., C3.0 fraction: 73.0% by volume, isooctane (2,2,4-trimethylpentane): 30.8% by volume)
[0034]
(Example 2)
Debenzene-free light reformed gasoline described in Example 1, debenzene-catalyzed reformed gasoline, light naphtha, alkylate, and debenzene-produced heavy reformed gasoline (olefin content: 0.4% by volume, aromatic content: 88%) 0.2% by volume, sulfur content of 0 wt ppm, benzene of 0% by volume, E70 of 0.0% by volume, T50 of 123.0 ° C., RVP of 7.0 kPa, RON of 103.9) and catalytic cracking apparatus A gasoline having the properties shown in Table 1 was obtained by blending the C4 fraction (butane, butenes) produced from the catalytic reforming apparatus or the atmospheric distillation apparatus at the blending ratio shown in Table 1.
[0035]
(Example 3)
The de-benzene light catalytic reforming gasoline, de-benzene catalytic reforming gasoline, light naphtha and alkylate described in Example 1 and the de-benzene heavy catalytic reforming gasoline described in Example 2 and isomerate (E70 is 95%) 0.0% by volume, T50 of 50.0 ° C., RVP of 101 kPa and RON of 79.7) were blended in the blending ratio of Table 1 to obtain gasoline having the properties shown in Table 1.
[0036]
(Comparative Example 1)
De-benzene light catalytic reforming gasoline, de-benzene catalytic reforming gasoline, light naphtha, alkylate and catalytic cracking gasoline described in Example 1 (olefin content: 29.7% by volume, aromatic content: 22.0% by volume) , Sulfur content of 33 ppm by weight, benzene of 0.46% by volume, E70 of 23.5% by volume, T50 of 105.0 ° C., RVP of 60.5 kPa and RON of 90.1) at the compounding ratio shown in Table 1. By mixing, gasoline having the properties shown in Table 1 was obtained.
[0037]
(Comparative Example 2)
Commercial regular gasoline was used as a comparison. Table 1 shows the properties.
[0038]
Using the gasolines of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, various performance evaluation tests described below were performed. The method is described below, and the results are shown in Table 1.
[0039]
(Oxidation stability test)
It was measured according to the oxidation stability test method-induction period method specified in JIS K2287.
[0040]
(Startability)
Using a typical domestic passenger car (total emission 1.5L, MPI system, automatic transmission (AT)), the engine was started at an ambient temperature (room temperature, oil temperature) of 10 ° C, and the number of starts / tests was 8 / 10 or more was regarded as good, and less than / 10 was regarded as bad.
[0041]
(Exhaust gas test)
Using a domestic passenger car (total emission 2.5L, MPI system, automatic transmission (AT)), an exhaust gas test was performed in 10.15 mode, and carbon monoxide (CO), total hydrocarbons (THC), and Nitrogen oxides (NOx) were measured.
[0042]
[Table 1]

[0043]
The following is clear from the results shown in Table 1. The fuel oil composition of the present invention can reduce exhaust gas while maintaining good driving performance. Furthermore, even without adding an antioxidant, it has the same level of stability as conventional fuel oil.
[0044]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the fuel oil composition by this invention, while being able to reduce the content of the harmful component in exhaust gas, it has excellent driving performance, such as excellent starting performance, and is also excellent in stability. Furthermore, it can be stably maintained without substantially adding an antioxidant, and is suitable as a fuel for a fuel cell.

Claims

The olefin content is less than 1% by volume, the aromatic content is 20% by volume or less, the sulfur content is 5% by weight or less, the benzene content is 1% by volume or less, and the 70 ° C. distillate (E70) is 23 to 40% by volume. % Distillation temperature (T50) is 75 to 110 ° C, Reid vapor pressure (RVP) is 44 to 93 kPa, vapor lock index (VLI) is 900 to 1100, research octane number (RON) is 89 or more, and at 15 ° C. A fuel oil composition having a density of 0.67 to 0.78 g / cm ³ .

0 to 35% by volume of debenzene-free light catalytic reforming gasoline, 0 to 20% by volume of heavy catalytic reforming gasoline, 0 to 50% by volume of debenzene-free catalytic reforming gasoline, 5 to 20% by volume of light naphtha The fuel oil composition according to claim 1, wherein the fuel oil composition contains 10 to 50% by volume of an alkylate.

The fuel oil composition according to claim 1, wherein the fuel oil composition does not substantially contain an antioxidant.