JP5482709B2 - ガソリン基材、及びガソリン基材の製造方法 - Google Patents
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(1) フィッシャー・トロプシュ反応に活性を示す1種以上の金属と、炭酸マンガンと、固体酸を示すゼオライトであるH−ZSM−5とを含有し、かつ、触媒組成物に対する前記ゼオライトの含有量が65質量%より大きく80質量%以下である炭化水素類製造用触媒組成物を用いて、水素及び一酸化炭素を主成分とするガスから、
(a)リサーチ法オクタン価が85〜97、
(b)モータ法オクタン価が78〜85、
(c)芳香族類割合が30〜50体積%、
(d)オレフィン類割合が1〜10体積%、
(e)含酸素分が0.5質量%以下、
(f)ベンゼンが0.5体積%以下、
(g)C10−C11の芳香族類割合が7〜10体積%、
(h)硫黄分が0.5質量ppm以下、及び
(i)ナフテン類割合が11〜15体積%
であるガソリン基材を製造することを特徴とするガソリン基材の製造方法、
(2) フィッシャー・トロプシュ反応に活性を示す1種以上の金属と、炭酸マンガンと、固体酸を示すゼオライトであるH−ZSM−5とを含有し、かつ、触媒組成物に対する前記ゼオライトの含有量が65質量%より大きく80質量%以下である炭化水素類製造用触媒組成物を用いて、水素及び一酸化炭素を主成分とするガスから得られた生成物のガソリン留分であり、
(a)リサーチ法オクタン価が85〜97、
(b)モータ法オクタン価が78〜85、
(c)芳香族類割合が30〜50体積%、
(d)オレフィン類割合が1〜10体積%、
(e)含酸素分が0.5質量%以下、
(f)ベンゼンが0.5体積%以下、
(g)C10−C11の芳香族類割合が7〜10体積%、
(h)硫黄分が0.5質量ppm以下、及び
(i)ナフテン類割合が11〜15体積%
であることを特徴とするガソリン基材、
(3) 前記触媒組成物が、フィッシャー・トロプシュ反応に活性を示す1種以上の金属及び炭酸マンガンを含有するフィッシャー・トロプシュ合成触媒と、固体酸を示すゼオライトであるH−ZSM−5とを含有することを特徴とする前記(2)記載のガソリン基材、
(4) 前記金属が、ルテニウムであることを特徴とする前記(2)又は(3)記載のガソリン基材、
を提供するものである。
本発明のガソリン基材は、FT反応に活性を示す1種以上の金属と、炭酸マンガンと、固体酸を示すゼオライトとを含有し、かつ、触媒組成物に対する前記ゼオライトの含有量が65質量%より大きく80質量%以下である炭化水素類製造用触媒組成物を用いて、水素及び一酸化炭素を主成分とするガスから合成された生成物のガソリン留分であって、以下の性状を有することを特徴とする。
(a)リサーチ法オクタン価が85〜97、
(b)モータ法オクタン価が78〜85、
(c)芳香族類割合が30〜50体積%、
(d)オレフィン類割合が1〜10体積%、
(e)含酸素分が0.5質量%以下、
(f)ベンゼンが0.5体積%以下、
(g)C10−C11芳香族類割合が7〜10体積%、
(h)硫黄分が0.5質量ppm以下、及び
(i)ナフテン類割合が11〜15体積%。
本発明のガソリン基材のリサーチ法オクタン価(RON)は85〜97であり、好ましくは87〜97であり、より好ましくは93〜97である。また、本発明のガソリン基材のモータ法オクタン価(MON)は78〜85であり、好ましくは79〜85であり、より好ましくは83〜85である。RON及びMONがこの範囲にあることにより、本発明のガソリン基材が配合されたガソリンのオクタン価を高めることができる。つまり、本発明のガソリン基材は、CO2削減の面からも好ましい。なお、本発明及び本願明細書において、ガソリン基材のRON及びMONは、JISK2280に準じて測定された値を意味する。
本発明のガソリン基材は、合成ガスから、例えば以下に示すような、FT反応に活性を示す1種以上の金属と、炭酸マンガンと、所定の割合の固体酸を示すゼオライトとを含有する炭化水素類製造用触媒組成物を用いることにより、FT反応により合成することができる。以下、本発明のガソリン基材を製造するために好適な炭化水素類製造用触媒組成物(以下、「本発明に用いられる触媒組成物」ということがある。)について説明する。
本発明に用いられる触媒組成物を用いた一段階のFT反応を行って得られた生成物のガソリン留分(20〜200℃の留分)を、本発明のガソリン基材として用いることができる。ガソリン留分は、蒸留等の常法により回収することができる。
用いる合成ガスは、水素及び一酸化炭素を主成分としていれば良く、反応を妨げない範囲において、他の成分が混入されていても差し支えない。例えば、一例として、本発明のガソリン基材を製造するためには、バイオマスをガス化した合成ガスを用いることができる。この際のバイオマスの種類としては、食糧、建材、パルプなどの農林水産資源バイオマスや、農業、林産、畜産廃棄物などの廃棄物バイオマス、サトウキビ、パームヤシ、海藻などのプランテーションバイオマスなどが挙げられる。中でも、食糧と競合しない未利用の廃棄物バイオマスを用いることが好ましい。バイオマスのガス化方法については特に制限はされない。例えば、バイオマスのガス化方法としては、直接ガス化、間接ガス化、常圧ガス化、加圧ガスなど各種あり、また、ガス化炉形式としては固定床、流動床、噴流床など多岐にわたる。本発明に用いられる触媒組成物を用いて本発明のガソリン基材を製造する場合においては、これらのいずれの方法を用いてガス化したバイオマスを用いてもよい。
CO転化率=[(単位時間当たりの原料ガス中のCOモル数)−(単位時間当たりの出口ガス中のCOモル数)]/(単位時間当たりの原料ガス中のCOモル数)×100
〔CH4選択率〕
CH4選択率=(単位時間当たりの出口ガス中のCH4モル数)/[単位時間当たりの原料ガス中のCOモル数)−(単位時間当たりの出口ガス中のCOモル数)]×100
〔CO2選択率〕
CO2選択率=(単位時間当たりの出口ガス中のCO2モル数)/[単位時間当たりの原料ガス中のCOモル数)−(単位時間当たりの出口ガス中のCOモル数)]×100
〔C2−4選択率〕
C2−4選択率=(単位時間当たりの出口ガス中の、C2−4生成物中のCモル数)/[単位時間当たりの原料ガス中のCOモル数)−(単位時間当たりの出口ガス中のCOモル数)]×100
〔C5+選択率〕
C5+選択率=100−[(CH4選択率)+(CO2選択率)+(C2−4選択率)]
〔ガソリン選択率〕
ガソリン選択率=C5+選択率×ガソリン留分割合/100
〔C5+収率〕
C5+収率=(CO転化率)×(C5+選択率)/100
〔ガソリン収率〕
ガソリン収率=(C5+収率)×ガソリン留分割合/100
炭酸マンガンとして和光純薬工業製の炭酸マンガン(II)n水和物を使用した。炭酸マンガン15.5gを秤量し、日揮触媒化成製、シリカゾルSI−550(SiO2含有量:20.6%)18.8gと塩化ルテニウム(小島化学製、Ru Assay:40.79質量%)1.47gと混合し、1時間放置した後、空気中200℃で一晩焼成した。得られた焼成物を乳鉢で粉砕し、FT合成触媒である触媒aを得た。ICP発光分光分析法にて触媒aの化学組成分析を行った結果、ルテニウムは金属換算で3.2質量%であった。
触媒aを3gと固体酸を示すゼオライトH−ZSM−5(ズードケミー製、MFI−90)7gとを十分混合し、触媒組成物である触媒Aを得た。
触媒Aの全量を100meshの炭化ケイ素34.6gで希釈し、内径15.5mmの反応管に充填し、水素分圧0.9MPa・G、温度170℃、流量100(STP)ml/min(STP:standard temperature and pressure)で水素を通気させて3時間還元した。還元後、H2/CO比約2の合成ガス(Arを約25体積%含む)に切り換え、温度280℃、全圧0.9MPa・Gに設定して反応を行った。
触媒Aに対する合成ガス(H2+CO)の接触時間(W/F:weight/flow[g・h/mol])は約13.4g・hr/molであった。なお、混合したH−ZSM−5はFT反応に対して全く活性を示さないことから、W/Fは、FT合成触媒に対する合成ガスの接触時間で表している。反応結果及び得られた液状生成物のガソリン留分(20〜200℃の留分)中の組成分析(RON及びMONを含む)の結果を表1に示す。
触媒aと混合するH−ZSM−5の量を12gとした以外は、実施例1と同様の方法で反応を行った。反応結果、及び得られた液状生成物のガソリン留分中の組成分析の結果を表1に示す。
触媒aと混合するH−ZSM−5の量を0.33gとした以外は、実施例1と同様の方法で反応を行った。反応結果、及び得られた液状生成物のガソリン留分中の組成分析の結果を表1に示す。
触媒aと混合するH−ZSM−5の量を3gとした以外は、実施例1と同様の方法で反応を行った。反応結果、及び得られた液状生成物のガソリン留分中の組成分析の結果を表1に示す。
触媒aと混合するH−ZSM−5の量を17gとした以外は、実施例1と同様の方法で反応を行った。反応結果、及び得られた液状生成物のガソリン留分中の組成分析の結果を表1に示す。
触媒aと混合するH−ZSM−5の量を27gとした以外は、実施例1と同様の方法で反応を行った。反応結果、及び得られた液状生成物のガソリン留分中の組成分析の結果を表1に示す。
Claims (4)
- フィッシャー・トロプシュ反応に活性を示す1種以上の金属と、炭酸マンガンと、固体酸を示すゼオライトであるH−ZSM−5とを含有し、かつ、触媒組成物に対する前記ゼオライトの含有量が65質量%より大きく80質量%以下である炭化水素類製造用触媒組成物を用いて、水素及び一酸化炭素を主成分とするガスから、
(a)リサーチ法オクタン価が85〜97、
(b)モータ法オクタン価が78〜85、
(c)芳香族類割合が30〜50体積%、
(d)オレフィン類割合が1〜10体積%、
(e)含酸素分が0.5質量%以下、
(f)ベンゼンが0.5体積%以下、
(g)C10−C11の芳香族類割合が7〜10体積%、
(h)硫黄分が0.5質量ppm以下、及び
(i)ナフテン類割合が11〜15体積%
であるガソリン基材を製造することを特徴とするガソリン基材の製造方法。 - フィッシャー・トロプシュ反応に活性を示す1種以上の金属と、炭酸マンガンと、固体酸を示すゼオライトであるH−ZSM−5とを含有し、かつ、触媒組成物に対する前記ゼオライトの含有量が65質量%より大きく80質量%以下である炭化水素類製造用触媒組成物を用いて、水素及び一酸化炭素を主成分とするガスから得られた生成物のガソリン留分であり、
(a)リサーチ法オクタン価が85〜97、
(b)モータ法オクタン価が78〜85、
(c)芳香族類割合が30〜50体積%、
(d)オレフィン類割合が1〜10体積%、
(e)含酸素分が0.5質量%以下、
(f)ベンゼンが0.5体積%以下、
(g)C10−C11の芳香族類割合が7〜10体積%、
(h)硫黄分が0.5質量ppm以下、及び
(i)ナフテン類割合が11〜15体積%
であることを特徴とするガソリン基材。 - 前記触媒組成物が、フィッシャー・トロプシュ反応に活性を示す1種以上の金属及び炭酸マンガンを含有するフィッシャー・トロプシュ合成触媒と、固体酸を示すゼオライトであるH−ZSM−5とを含有することを特徴とする請求項2記載のガソリン基材。
- 前記金属が、ルテニウムであることを特徴とする請求項2又は3記載のガソリン基材。
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