JP2535178B2 - 高セタン価燃料及びその製造方法 - Google Patents

高セタン価燃料及びその製造方法

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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
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    • C10L1/1811Organic compounds containing oxygen peroxides; ozonides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、重油を流動接触分解してガソリンを生産す
る際に副生する芳香族成分に富んだ軽質サイクル油(LC
Oと略記される)或は、石炭液化油からの軽油乃至重油
留分を原料油として用いて、主としてデイーゼルエンジ
ン用燃料製造用基材として利用し得る高セタン価燃料と
その製造方法に関する。
従来技術 デイーゼルエンジン用燃料、すなわち、軽油又は重油
は、そのセタン価が適切に高くないと、いわゆるデイー
ゼルノツク現象を起こし、エンジンの騒音が高くなり、
かつ燃焼効率も低下し、更にはセタン価が低くなるとエ
ンジンの始動不良をきたすに至る。
従来、デイーゼルエンジン用燃料のセタン価を向上さ
せるために、数多くの添加材が提案されており、また、
市販されているものもある。
しかし、これらのセタン価向上のための添加剤は、例
えば主として報告されているナイトレート系化合物(テ
トラヒドロ−2,5−フランジメタノールナイトレート、
アルキル及びアルコキシナイトレート、シクロドデシル
ナイトレート、ポリサツカライドナイトレートエステル
等)では1000〜3000ppmの多量を添加しないと所望の効
果が得られず、経済的効果にも難点がある。
また、近年、重油の流動接触分解により生成する留
分、すなわち流動接触分解軽質サイクルオイル(FCC−L
COと略記される)或は、石炭液化油のうちの軽油乃至重
油留分を水素化精製し、デイーゼルエンジン用燃料製造
基材として有効に利用しようとする試みもされている
が、FCC−LCO自体は、セタン価が15〜25程度で低く、か
つ多環芳香族成分(すなわち、ナフタレン又はその誘導
体を主成分とする)を多量に含有しており、加うるに色
相も不安定であるため、他の直留系素材に多くの割合で
混合使用できず、一方、その水素化精製条件の好適な選
択が困難なことから、FCC−LCO或は石炭液化油のセタン
価を上記燃料として好適な値に向上させることは未だ実
用化されていない。
発明が解決しようとする課題 本発明は、重油の流動接触分解により生成する軽質サ
イクル油或は石炭液化油からデイーゼルエンジン用燃料
である軽油又は重油基材に混合して該燃料のセタン価を
向上するための高セタン価燃料及びそれを製造するため
の方法を提供することを課題とする。
以下本発明を詳しく説明する。
発明の構成 本発明の特徴は、上記軽質サイクル油及び/又は石炭
液化油を水素化処理して得られるテトラリン又はそのア
ルキル誘導体の含有量を少くとも1.0重量%以上となし
た組成油を部分酸化して該油中のパーオキサイド価を少
くとも500以上となして成るセタン価向上剤としての高
セタン価燃料にある。
さらに、本発明は、上記軽質サイクル油及び/又は石
炭液化油を水素化触媒の存在下で水素と接触させて水素
化処理し、次いで得られた油を部分酸化してパーオキサ
イド価を500以上に高めることにより、上記高セタン価
燃料を製造すること、さらには、該燃料を通常の他基材
と混合して高セタン価燃料を製造することにある。
課題を解決するための手段 本発明では、重油を流動接触分解する際に生成する軽
質サイクル油及び/又は石炭液化油を原料油とし、該油
を水素化触媒、例えばNi−W系金属触媒の存在下で水素
と接触させて水素化処理を行つて、テトラリンを少くと
も1.0重量%を含有し、かつデカリンもしくはデカリン
誘導体を2重量%以下含有する油を得る。
原料としてのFCC−LCOは、沸点範囲約130〜350℃、n
−d−M環分析値CA%45〜65、CN%0.5〜5、CP%35〜5
0、アニリン点20〜30、セタン価10〜20程度のものであ
る。
又、原料としての石炭液化油は、石炭液化装置で採取
された沸点約150〜450℃の軽油〜A重油留分であつて、
セタン価15〜20、芳香族留分約60wt%を有する。これら
は、多環芳香族炭化水素を多量含有し、デイーゼルエン
ジンにおける圧縮点火が良好でない。本発明において
は、これら原料油を温和に水素化処理と酸化を行うもの
である。
水素化処理には、触媒として、アルミナ、シリカ、シ
リカアルミナ等の担体に、Ni、Co、Mo、W、V、Fe等の
1種又は2種以上を担持したものが使用される。とくに
ナフタレン又はナフタレン誘導体の部分核水添反応、即
ち、テトラリン及び/又はテトラリンアルキル誘導体へ
の変換を行う機能の触媒及び反応条件が望ましく、W/Ni
系は好適である。
FCC−LCOの水添においては、W−Ni系触媒を用い、反
応圧力(水素圧)40〜120kg/cm2、温度250〜350℃、好
ましくは300〜340℃、LHSV0.4〜4.0hr-1、好ましくは1.
5〜2.0hr-1、水素供給量300〜1000/の条件が望ま
しい。
該条件は、原料油中のナフタレン又はナフタレンアル
キル誘導体を部分核水添して、テトラリン及び/又はテ
トラリンアルキル誘導体に変換する反応を起すよう選択
される。該反応条件は、触媒の種類により変化するが、
条件選択の目安として生成油中のテトラリン及び/又は
テトラリンアルキル誘導体が出来るだけ多量、即ち、1.
0%以上、好ましくは1.3%以上、更に好ましくは2%以
上生成させる。該テトラリン又はテトラリンアルキル誘
導体は、ナフタレン系化合物の部分核水添で生成する。
したがつて、油中の上限には特に制限はなく、多量の方
が効果的であるが、約15wt%以内で十分である。
なお、テトラリンアルキル誘導体は炭素数1〜5のア
ルキル置換体であり、1〜3個の側鎖を有するものであ
る。更にインダンの生成も本発明の効果上、有効であ
る。一方、デカリン又はデカリン誘導体の生成量を抑制
する、即ち、5.0%以下、好ましくは2.0%以下、とくに
好ましくは1.0%以下の条件を選択するのが望ましい。
デカリンの生成は以後行う部分酸化上好ましくない。
又、水素化処理での他の指標としては、生成油のn−d
−M環分析値であり、CA%20〜35、好ましくは25〜35、
CN%30〜45、好ましくは30〜40、CP%30〜35とする。
石炭液化油の水素化処理においては、FCC−LCOと同様
の条件が利用出来る。石炭液化油にはナフタレン系炭化
水素が多量含有される。したがつて、これをテトラリン
系炭化水素に変換し、デカリンへの変換を抑制すべきで
ある。水素化処理条件を苛酷にするにつれ、セタン価は
向上するが、LHSV0.2hr-1にしても、45程度までの上昇
にとどまる。FCC−LCOにおいても同様である。
水素化処理により得た油は、部分酸化に供する。部分
酸化とは、油中のパーオキサイド価を500以上に高める
ことを意味する。酸化条件として、酸素圧3〜8kg/c
m2、温度60〜100℃で、3〜10時間放置するか、更に、
銅又はNi系触媒を存在させ、より緩和な条件のもと、撹
拌すれば良い。部分酸化の条件はとくに制限されるもの
ではない。これにより、油中のパーオキサイド価は500
以上、好ましくは1000以上、更に好ましくは1500以上と
することが出来る。該パーオキサイド価は、高い方がセ
タン価が高くなる。とくに、テトラリンを多く含有する
原料を用いることにより、パーオキサイド価1500以上と
することが出来、これにより、より高いセタン価の燃料
が得られる。部分酸化により、油の色相は、褐色に変色
することがあるが、白土等により接触させることで、色
相改善が可能である。したがつて、部分酸化する際、テ
トラリンを水素化精製油に少量添加して原油中のテトラ
リンを2〜15wt%に増大させることは、部分酸化後のセ
タン価を一層高め得る。
以上の処理により、得られる燃料のセタン価は出発原
料のそれに比べ30〜60高くなる。例えば、FCC−LCOは、
セタン価14に対し、水素化処理と部分酸化処理により、
セタン価50〜75の燃料に変換できる。以下実施例にもと
づき本発明及びその効果を説明する。
実施例 第1表に掲げるFCC−LCOを原料とし、水素化処理と部
分酸化処理を行つた。
水素化処理条件として、W−Ni系触媒を用い、反応圧
力(水素圧)100kg/cm2、温度及び液空間速度LHSVは第
1表に示した条件を採用した。
水素化処理により、第1表に示す精製油H−1、H−
2、H−3を得た。
次いで該油を高圧容器内に設置したガラス容器に50cc
を充填し、純酸素を7.0kg/cm2充填し、100℃の恒温槽に
入れ、8時間放置した後、放冷しとり出した。この操作
で、部分酸化油を、100cc得た。各々の水素化処理油か
ら部分酸化して得た油のパーオキサイド価とセタン価の
測定結果を第2表に示す。なお、セタン価の測定は以下
のとおり行つた。
市販の軽油(セタン価48.4)900ccと前記の部分酸化
して得た油100ccを混合し、この混合油について、JIS規
定にもとづきCFRエンジンにより測定した。
なお、混合油のセタン価を第2表の上段に、この値か
ら100%に換算した値を下段に示した。
第2表から明らかなように、原料油FCC−LCOのセタン
価が第1表のとおり14であつたものが、適当な水素化処
理と部分酸化を行うことにより、60〜70に向上している
ことが分る。苛酷な水素化処理を行つて得られたH−3
油を部分酸化しても、セタン価の向上はほとんど見られ
ない。水素化処理において、テトラリンを増加させ、一
方デカリンの生成を抑制することが、その後の部分酸化
によるセタン価向上の効果を増大させるのである。
本発明の効果 以上述べたとおり、本発明の燃料油は、原料として芳
香族炭化水素が多く、燃焼性が劣るものから、簡単な手
段で著しく改良されたものであり、従来デイーゼル燃料
として好ましくなかつた原料の用途範囲を広げることが
出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 秀雄 埼玉県戸田市新曽南3丁目17番35号 日 本鉱業株式会社内 (72)発明者 赤田 卓己 岡山県倉敷市潮通2丁目1番 日本鉱業 株式会社水島製油所内 (72)発明者 玉之内 光男 埼玉県戸田市新曽南3丁目17番35号 株 式会社共石製品技術研究所内

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重油の流動接触分解により生成する軽質サ
    イクル油及び/又は石炭液化油を水素化処理してテトラ
    リン及び/又はそのアルキル誘導体の含有量を少くとも
    1.0重量%以上となした組成油を、部分酸化により該油
    中のパーオキサイド価を少くとも500以上として成る高
    セタン価燃料。
  2. 【請求項2】上記組成油は、テトラリン及び/又はその
    アルキル誘導体の含有量が2重量%以上である特許請求
    の範囲第(1)項記載の高セタン価燃料。
  3. 【請求項3】重油を流動接触分解して生成する軽質サイ
    クル油及び/又は石炭液化油を、水素化触媒の存在下で
    水素と接触させて水素化処理し、次いで得られた油を部
    分酸化してパーオキサイド価を500以上に高めることを
    特徴とする高セタン価燃料の製造方法。
  4. 【請求項4】水素化処理により、得られる油中のテトラ
    リン又はそのアルキル誘導体含有量を少くとも1.0重量
    %以上となし、かつデカリン又はその誘導体含有量を5
    重量%以下にする特許請求の範囲第(3)項記載の製造
    方法。
  5. 【請求項5】重油の流動接触分解により生成する軽質サ
    イクル油及び/又は石炭液化油を水素化処理してテトラ
    リン及び/又はそのアルキル誘導体の含有量を少くとも
    1.0重量%以上かつデカリン又はその誘導体含有量を5
    重量%以下の水素化精製油を得、該水素化精製油を部分
    酸化して油中のパーオキサイド価を500以上とし、次い
    で該部分酸化油を他の軽油又は重油基材と混合すること
    を特徴とする高セタン価燃料の製造方法。
JP62189016A 1987-05-28 1987-07-30 高セタン価燃料及びその製造方法 Expired - Lifetime JP2535178B2 (ja)

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