КОМПОЗИЦИИ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ НЕФТИ
COMPOSITION OF LIGHT PETROLEUM FRACTIONS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композициям газойля.
Предпосылки создания изобретения
Традиционно известное газойлевое исходное сырье включает газойлевое исходное сырье, произведенное посредством обработки гидроочисткой или посредством обработки гидрообессериванием прямогонного газойля, полученного атмосферной перегонкой сырой нефти, и прямогонного керосина, полученного атмосферной перегонкой сырой нефти. Такое газойлевое исходное сырье содержит добавки, такие как добавки, повышающие цетановое число дизельного топлива, и добавки для очистки, которые используют при необходимости.
В последние годы для улучшения атмосферы и снижения воздействия на окружающую среду стала необходимой очистка выхлопного газа дизельного двигателя. Были предприняты попытки достигнуть этой цели разработкой газойлевого исходного сырья, которое может снизить количество загрязняющих веществ в выхлопном газе дизельного двигателя. Например, в патентном документе 1 считают, что выделение твердых частиц с выхлопными газами дизельного двигателя может быть снижено путем использования топлива для двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, где содержание серы и ароматических соединений и соотношение изопарафинов и нормальных парафинов удовлетворяют конкретным условиям.
(Патентный документ 1) Выложенная японская заявка на патент: Japanese Patent Application Laid-Open № 2005-529213.
Сущность изобретения
Даже такие газойли, которые являются традиционно используемыми, удовлетворяют техническим условиям, однако не могут быть рассмотрены как имеющие характеристики, в достаточной мере подходящие на практике.
В переводе на показатель топливной экономичности, например, воспламеняемость имеет тенденцию к снижению, особенно во время зимнего сезона или в холодных регионах. В случае традиционно используемых газойлей текучесть при низких температурах недостаточна, и эксплуатационные качества, включая пусковую характеристику моторного топлива из холодного состояния двигателя, являются ухудшенными при сниженной воспламеняемости, упомянутой выше.
Способы улучшения температуры воспламенения и свойств текучести при низких температурах могут приводить к более легкому газойлю. Использование более легкого газойля также является эффективным с точки зрения увеличения срока службы (ресурса прочности) резиновых элементов. Однако простое использование более легкого газойля может ухудшить важнейшее качество его как дизельного топлива, включая топливную экономичность и эффективную мощность (КПД) работы двигателя.
Задачей настоящего изобретения, которое было выполнено в свете обстоятельств, описанных выше, является получение композиции газойля с превосходными воспламеняемостью и свойствами текучести в холодном состоянии (при низких температурах), которая может быть подходящим образом использована во время зимнего сезона и в холодных регионах. Еще одной задачей изобретения является получение композиции газойля, которая сохраняет важнейшее свое качество как дизельного топлива, наряду с улучшенными воспламеняемостью и текучестью в холодном состоянии (при низких температурах).
C целью достижения задач, поставленных выше, авторы настоящего изобретения сначала анализировали составы газойля, используя газовую хроматографию в сочетании с времяпролетной масс-спектрометрией (в дальнейшем в этом документе сокращенное как GC-TOFMS), и изучали влияние составов на воспламеняемость и свойства текучести в холодном состоянии. В результате было обнаружено, что воспламеняемость и свойства текучести в холодном состоянии композиции газойля могут быть радикально улучшены путем установления того, когда конкретное условие может быть выполнено для парафиновой композиции в пределах заданного диапазона числа углеродов и когда температура помутнения при медленном охлаждении и температура потери текучести, каждая независимо, удовлетворяют конкретным условиям, и изобретение было завершено после этого обнаружения.
10-24
То есть настоящее изобретение обеспечивает композицию газойля, отличающуюся тем, что она имеет состав С парафинов, который удовлетворяет условию, представленному следующим неравенством (1-1), температуру помутнения при медленном охлаждении не выше чем -6,0°С и температуру потери текучести не выше чем -7,5°С (в дальнейшем в этом документе именуемая для удобства как «первая композиция газойля»).
Математическая формула 1
где n представляет собой число углеродов в парафине и f(n) представляет собой параметр парафиновой композиции для числа углеродов n, представленный следующей формулой (2):
Математическая формула 2
где n представляет собой целое число 10-24 и a, b и с соответственно представляют собой долю (в молярных единицах) нормальных парафинов с числом углеродов n, изопарафинов с числом углеродов n и одним ответвлением и изопарафинов с числом углеродов n и двумя или более ответвлениями относительно общего количества парафинов с числом углеродов n.
10-24
Таким образом, устанавливая параметр парафиновой композиции f(n), получаемый исходя из доли нормальных парафинов, изопарафинов с одним ответвлением и изопарафинов с двумя или более ответвлениями, имеющих одинаковое число углеродов, и задавая то, что суммарный f(n) для С (средний член вышеупомянутого неравенства (1-1)) находится в диапазоне 340,0-400,0, что температура помутнения при медленном охлаждении является не выше чем -6,0°С и температура потери текучести является не выше чем -7,5°С, возможно радикально улучшить как воспламеняемость, так и свойства текучести в холодном состоянии, обеспечивая посредством этого композицию газойля, которая может быть подходящим образом использована в зимний сезон или в холодных регионах.
Члены (b/a) и (c/a) в формуле (2), то есть молярные соотношения изопарафинов с одним ответвлением и изопарафинов с двумя или более ответвлениями по отношению к нормальным парафинам для данного числа углеродов, могут быть определены посредством GC-TOFMS, что объяснено выше. В исследованиях, проводимых посредством газовой хроматографии в сочетании с времяпролетной масс-спектрометрией (GC-TOFMS), сначала посредством газовой хроматографии разделяют составляющие компоненты образца и разделенные компоненты ионизируют. Далее осуществляют масс-разделение ионов, используя тот факт, что скорость полета при прикладывании (сообщении) фиксированного ускоряющего напряжения иону различается в зависимости от массы иона, и масс-спектры получают исходя из разностей времен прибытия к детектору ионов. Способ ионизации в GC-TOFMS предпочтительно представляет собой полевую ионизацию (Field-Induced ionization), поскольку это может ингибировать выработку фрагментных ионов и дополнительно улучшить точность измерений для парафиновой композиции. Прибор для измерений и условия измерений, в соответствии с изобретением, являются следующими.
Зона GC
Прибор: HP6890 GC System & Injector от компании HEWLETT PACKARD.
Колонка: Agilent HP-5 (30 м×0,32 ммφ, 0,25 мкм-пленка).
Газ-носитель: He, 1,4 мл/мин (постоянная скорость потока (расход)).
Температура на входе: 320°С.
Способ ввода пробы: деление (отношение деления=1:100).
Температура термостата: выдержка при 50°С в течение 5 минут, повышение температуры на 5°С/мин, выдержка при 320°С в течение 6 минут.
Объем вводимой пробы: 1 мкл.
(Зона времяпролетной масс-спектрометрии (TOFMS))
Прибор: JMS-T100GC от компании GEOL Corp.
Напряжение на противоэлектроде: 10,0 кВ.
Способ ионизации: FI+ (полевая ионизация).
Температура поверхности контактного взаимодействия в газовом хроматографе: 250°С.
Диапазон измерения масс: 35-500.
Путем вычисления соотношений между общей интенсивностью изопарафинов с одним ответвлением и общей интенсивностью изопарафинов с двумя или более ответвлениями относительно общей интенсивности нормальных парафинов для каждого компонента, имеющего одинаковое число углеродов, исходя из вышеупомянутых данных измерений возможно получить молярные соотношения изопарафинов с одним ответвлением и изопарафинов с двумя или более ответвлениями относительно нормальных парафинов. Молярные соотношения также могут быть определены непосредственно из масс-спектров, но альтернативно исходя из данных масс-спектров может быть получен график, показывающий корреляцию между временем удержания и интенсивностью пика в газовой хроматографии для каждого компонента, имеющего одинаковое число углеродов, и молярное соотношение определяют как соотношение площадей пиков для компонентов на графике.
B
A
B
A
C
A
C
A
Фиг.1 представляет собой график, показывающий пример корреляции между временем удержания и интенсивностью в газовой хроматографии для компонентов, имеющих одинаковое число углеродов. На фиг.1 пики для полос А, В и С представляют собой пики, соответствующие нормальным парафинам, изопарафинам только с одним ответвлением и изопарафинам с двумя или более ответвлениями соответственно. Молярное соотношение (b/a) изопарафинов с одним ответвлением относительно нормальных парафинов, которое определено, в соответствии с изобретением, определяют как соотношение (S/S) площади пика S полосы В к площади пика S полосы А. Также молярное соотношение (с/a) изопарафинов с двумя или более ответвлениями относительно нормальных парафинов определяют как соотношение (S/S) площади пика S полосы С к площади пика S полосы А.
В традиционной разработке газойля рассматривали только соотношение нормальных парафинов и изопарафинов, что описано в патентном документе 1, упомянутом выше, где композицию почти никогда не изучают исходя из числа ответвлений в изопарафинах. Принимая во внимание технический уровень известного уровня техники, первая композиция газойля, описанная выше, была впервые выполнена на основе знания авторов настоящего изобретения о том, что параметр парафиновой композиции f(n), основанный на молярных соотношениях изопарафинов с одним ответвлением и изопарафинов с двумя или более ответвлениями относительно нормальных парафинов, является подходящим в качестве показателя воспламеняемости и свойств текучести при низких температурах (в холодном состоянии газойля) и что метод газовой хроматографии в сочетании с времяпролетной масс-спектрометрией (GC-TOFMS) является полезным в качестве способа для определения f(n), и, вместе с тем, можно сказать, что вышеупомянутый эффект изобретения является весьма неожиданным эффектом.
Первая композиция газойля также предпочтительно имеет цетановое число 65 или выше, содержание серы не более чем 10 м.д. (ppm) по массе, содержание ароматических соединений не более чем 1% по массе, содержание нафтена не более чем 5% по массе и предельную температуру фильтруемости на холодном фильтре не выше чем -5°С.
10-24
Изобретение также обеспечивает композицию газойля, отличающуюся тем, что она имеет состав С парафинов, который удовлетворяет условию, представленному следующим неравенством (1-2), объем дистиллята при температуре перегонки 250°С (Е250) 5-45% и температуру помутнения при медленном охлаждении выше чем -6,0°С (в дальнейшем в этом документе называемая для удобства как «вторая композиция газойля»).
Математическая формула 3
где n представляет собой число углеродов в парафине и f(n) представляет собой параметр парафиновой композиции для числа углеродов n, представленный следующей формулой (2):
Математическая формула 4
где n представляет собой целое число 10-24 и a, b и с соответственно представляют собой долю (в молярных единицах) нормальных парафинов с числом углеродов n, изопарафинов с числом углеродов n и одним ответвлением и изопарафинов с числом углеродов n и двумя или более ответвлениями относительно общего количества парафинов с числом углеродов n.
10-24
Таким образом, устанавливая параметр парафиновой композиции f(n), получаемый исходя из доли нормальных парафинов, изопарафинов с одним ответвлением и изопарафинов с двумя или более ответвлениями, имеющих одинаковое число углеродов, и задавая то, что суммарный f(n) для С (средний член вышеупомянутого неравенства (1-1)) находится в диапазоне 370,0-430,0 и что Е250 и температура помутнения при медленном охлаждении удовлетворяют соответствующим условиям, заданным выше, возможно обеспечить композицию газойля, которая в достаточной мере сохраняет важнейшее свое качество как дизельного топлива, при этом проявляя улучшенную воспламеняемость и свойства текучести в холодном состоянии. Вышеупомянутая вторая композиция газойля, имеющая такие превосходные свойства, является особенно подходящей в качестве дизельного топлива в летний сезон.
Способ измерения молярного соотношения изопарафинов с двумя или более ответвлениями к изопарафинам только с одним ответвлением для каждого числа углеродов является таким же, как для первой композиции газойля, описанной выше, и не будет объяснен здесь повторно.
Термин «Е250», в соответствии с изобретением, означает объем дистиллята при температуре перегонки 250°С, вычисленный из кривой перегонки, полученной в соответствии с японскими промышленными стандартами: JIS K 2254, «Petroleum Products - Distillation Test Methods - Ordinary Pressure Method».
Вторая композиция газойля также предпочтительно имеет цетановое число 65 или более, содержание серы не более чем 10 м.д. (ppm) по массе, содержание ароматических соединений не более чем 1% по массе, содержание нафтена не более чем 5% по массе и предельную температуру фильтруемости на холодном фильтре не выше чем -5°С.
В соответствии с изобретением обеспечивается композиция газойля с превосходными воспламеняемостью и свойствами текучести в холодном состоянии, которая является подходящей для использования во время зимнего сезона и в холодных регионах. В соответствии с изобретением дополнительно обеспечивается композиция газойля, которая сохраняет адекватное важнейшее свое качество как дизельного топлива наряду с проявлением улучшенных воспламеняемости и свойств текучести в холодное состояние.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой график, полученный посредством GC-TOFMS, показывающий пример корреляции между временем удержания и интенсивностью в газовой хроматографии для компонентов, имеющих одинаковое число углеродов.
Фиг.2 представляет собой график, показывающий эксплуатационный режим (взаимосвязь между временем и скоростью транспортного средства) для оценки экономичности топлива.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения теперь будут описаны подробно.
Первый вариант осуществления
Композиция газойля первого варианта осуществления изобретения отличается тем, что она удовлетворяет следующим условиям (А-1), (В-1) и (С-1).
10-24
(А-1) Композиция С парафинов удовлетворяет условию, представленному следующим неравенством (1-1):
Математическая формула 5
где n представляет собой число углеродов в парафине и f(n) представляет собой параметр парафиновой композиции для числа углеродов n, представленный следующей формулой (2):
Математическая формула 6
где n представляет собой целое число 10-24 и a, b и с соответственно представляют собой долю (в молярных единицах) нормальных парафинов с числом углеродов n, изопарафинов с числом углеродов n и одним ответвлением и изопарафинов с числом углеродов n и двумя или более ответвлениями относительно общего количества парафинов с числом углеродов n.
(В-1) Температура помутнения при медленном охлаждении является не выше чем -6,0°С.
(С-1) Температура потери текучести является не выше чем -7,5°С.
10-24
10-24
Что касается условия (А-1), упомянутого выше, то суммарный f(n) в диапазоне С (средний член вышеупомянутого неравенства (1-1)) имеет значение 340,0-400,0, которое было упомянуто выше, но предпочтительно он имеет значение 360,0-390,0, более предпочтительно 370,0-390,0 и еще более предпочтительно 375,0-388,0. Если суммарный f(n) в диапазоне С имеет значение менее чем 340,0, то объемное выделение теплоты будет ниже, в связи с этим значительно уменьшится экономичность топлива на объем, и если он имеет значение более чем 400,0, то будет увеличиваться вязкость, делая невозможным удовлетворительное регулирование впрыска.
Не существует особых ограничений по содержанию ароматических соединений в композиции газойля первого варианта осуществления, но с точки зрения ингибирования выработки твердых частиц (PM) и тому подобного предпочтительно оно составляет не более чем 15% по объему, более предпочтительно не более чем 10% по объему, еще более предпочтительно не более чем 5% по объему и наиболее предпочтительно не более чем 1% по объему исходя из общей массы композиции. «Содержание ароматических соединений» для целей изобретения означает процентное содержание по объему (% по объему) ароматических соединений, которое измерено в соответствии с Journal of The Japan Petroleum Institute, JPI-5S-49-97, «Hydrocarbon Type Test Methods - High Performance Liquid Chromatography Method», опубликованным японским нефтяным институтом: The Japan Petroleum Institute.
Также не существует особых ограничений по содержанию нафтена в композиции газойля первого варианта осуществления, но с точки зрения ингибирования образования твердых частиц (PM) и тому подобного предпочтительно оно составляет не более чем 50% по объему, более предпочтительно не более чем 30% по объему, еще более предпочтительно не более чем 15% по объему и наиболее предпочтительно не более чем 10% по объему исходя из общей массы композиции. «Содержание нафтена» для целей изобретения означает процентное содержание по массе нафтена, которое измерено в соответствии со стандартом ASTM D2425, «Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Middle Distillates by Mass Spectrometry».
Кроме того, не существует особых ограничений по содержанию серы в композиции газойля первого варианта осуществления, но предпочтительно оно составляет не более чем 10 м.д. (ppm) по массе, более предпочтительно не более чем 5 м.д. по массе, еще более предпочтительно не более чем 3 м.д. по массе и наиболее предпочтительно не более чем 1 м.д. по массе исходя из общей массы композиции, поскольку оно может удовлетворительно обеспечивать режим очистки устройства для постобработки выхлопного газа в дизельном автомобиле. «Содержание серы» для целей изобретения означает величину, которая измерена в соответствии с японскими промышленными стандартами: JIS K 2541, «Sulfur Content Test Method».
Что касается условия (В-1), упомянутого выше, то температура помутнения при медленном охлаждении композиции газойля, в соответствии с первым вариантом осуществления, не является выше чем -6,0°С, которая указана ранее, но предпочтительно она является не выше чем -7,0°С, более предпочтительно не выше чем -7,5°С и еще более предпочтительно не выше чем -8,0°С. Температура помутнения при медленном охлаждении -7,0°С или ниже будет облегчать растворение/разжижение воска, который прилип к фильтру топливного инжектора дизельного автомобиля. «Температура помутнения при медленном охлаждении», в соответствии с изобретением, означает величину, измеренную способом, описанным ниже. А именно, образец помещают в контейнер для образца с алюминиевой нижней поверхностью до толщины 1,5 мм и испускают газ на высоте 3 мм от нижней части контейнера. Затем его медленно охлаждают со скоростью 0,5°С/мин от температуры, по меньшей мере, на 10°С выше, чем вышеупомянутая температура помутнения, и детектируют температуру в единицах 0,1°С, при которой количество отраженного газа составит не более чем 7/8 испускаемого газа (температура помутнения при медленном охлаждении). «Температура помутнения» означает температуру помутнения, измеренную на основе японских промышленных стандартов: JIS K 2269, «Crude Oil and Petroleum Product Pour Point and Petroleum Product Cloud Point Test Methods». Температура помутнения композиции газойля первого варианта осуществления не является особым образом ограниченной, но предпочтительно она является не выше чем 0,0°С, более предпочтительно не выше чем -2,0°С, еще более предпочтительно не выше чем -5,0°С и наиболее предпочтительно не выше чем -8,0°С. Температура помутнения 0°С или ниже будет иметь тенденцию облегчать растворение/разжижение воска, который прилип к фильтру топливного инжектора дизельного автомобиля.
Что касается условия (С-1), упомянутого выше, температура потери текучести композиции газойля, в соответствии с первым вариантом осуществления, является не выше чем -7,5°С, которая указана выше, но предпочтительно она является не выше чем -10°С, более предпочтительно не выше чем -15°С и еще более предпочтительно не выше чем -20°С. Температура потери текучести не выше чем -7,5°С может гарантированно обеспечивать достаточную жидкотекучесть в топливопроводе дизельного автомобиля. «Температура потери текучести», в соответствии с изобретением, означает температуру потери текучести, измеренную на основе японских промышленных стандартов: JIS K 2269, «Crude Oil and Petroleum Product Pour Point and Petroleum Product Cloud Point Test Methods».
Исходное сырье для композиции газойля, в соответствии с первым вариантом осуществления, особым образом не ограничивают при условии, что композиция газойля удовлетворяет вышеупомянутым условиям (А-1), (В-1) и (С-1), и любое исходное сырье из числа исходного сырья на основе газойлевого нефтепродукта, исходного сырья на основе керосинового нефтепродукта, исходного сырья на основе синтетического газойля и исходного сырья на основе синтетического керосина может быть использовано как таковое или в комбинации двух или более. В том случае когда в комбинации используют два или более типа исходного сырья, для каждого типа исходного сырья как такового не требуется удовлетворять условиям (А-1), (В-1) и (С-1), поскольку достаточно, если смешанная композиция газойля удовлетворяет условиям (А-1), (В-1) и (С-1).
В качестве конкретных примеров исходного сырья на основе газойлевого нефтепродукта, которое должно быть использовано для изобретения, могут быть упомянуты прямогонный газойль, получаемый из аппаратов для атмосферной перегонки сырой нефти; вакуумный газойль из вакуумной перегонки прямогонной тяжелой нефти или нефтяных остатков, получаемых из аппаратов для атмосферной перегонки; газойль, подвергнутый гидроочистке, получаемый гидроочисткой прямогонного газойля или вакуумного газойля; гидрообессеренный газойль, получаемый гидрообессериванием прямогонного газойля или вакуумного газойля в одну или более стадий при более жестких условиях по сравнению с обычной гидроочисткой; и газойль, подвергнутый гидрокрекингу, получаемый гидрокрекингом различных типов исходного сырья на основе газойля, упомянутых выше.
В качестве конкретных примеров исходного сырья на основе керосинового нефтепродукта могут быть упомянуты прямогонный керосин, получаемый из аппаратов для атмосферной перегонки сырой нефти; вакуумный керосин из вакуумной перегонки прямогонной тяжелой нефти или нефтяных остатков, получаемых из аппаратов для атмосферной перегонки; керосин, подвергнутый гидроочистке, получаемый гидроочисткой прямогонного керосина или вакуумного керосина; гидрообессеренный керосин, получаемый гидрообессериванием прямогонного керосина или вакуумного керосина в одну или более стадий при более жестких условиях по сравнению с обычной гидроочисткой; и керосин, подвергнутый гидрокрекингу, получаемый гидрокрекингом различных типов исходного сырья на основе керосина, упомянутых выше.
-1
-1
-1
-1
В соответствии с изобретением условия обработки для производства сырьевых нефтепродуктов при использовании исходного сырья на основе газойлевого нефтепродукта или исходного сырья на основе керосинового нефтепродукта могут быть выбраны такие, какие подходят. Парциальное давление водорода для гидрообессеривания, например, составляет предпочтительно, по меньшей мере, 1 МПа, более предпочтительно, по меньшей мере, 3 МПа и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 5 МПа. Не существует особого ограничения по верхнему пределу парциального давления водорода, но предпочтительно оно составляет не более чем 10 МПа с точки зрения срока службы (ресурса прочности) реактора при работе под давлением. Температура реакции для гидрообессеривания составляет предпочтительно, по меньшей мере, 300°С, более предпочтительно, по меньшей мере, 320°С и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 340°С. Не существует особого ограничения по верхнему пределу для температуры реакции, но предпочтительно она составляет не выше чем 400°С с точки зрения термостойкости реактора. Объемная скорость жидкого продукта для гидрообессеривания составляет предпочтительно не более чем 6 час, более предпочтительно не более чем 4 час и наиболее предпочтительно не более чем 2 час. Не существует особого ограничения по нижнему пределу объемной скорости жидкого продукта, но предпочтительно она составляет, по меньшей мере, 0,1 час. Катализатор, используемый для гидрообессеривания, особым образом не ограничивают, но могут быть упомянуты комбинации 2-3 различных металлов из числа Ni, Co, Mo, W, Pd и Pt. Особенно катализаторы на основе Co-Mo, Ni-Mo, Ni-Co-Mo и Ni-W являются предпочтительными, из числа которых катализаторы на основе Co-Mo и Ni-Mo являются более предпочтительными с точки зрения общей универсальности.
Термин «исходное сырье на основе синтетического газойля» относится к исходному сырью на основе газойля, полученному химическим синтезом при использовании природного газа, асфальта или угля в качестве исходного материала. Способы химического синтеза включают непрямое и прямое сжижения, а также синтез Фишера-Тропша может быть упомянут как типичный способ синтеза; однако получение используемого исходного сырья на основе синтетического газойля не ограничивается только этими способами. Большая часть исходного сырья на основе синтетического газойля в основном состоит из насыщенных углеводородов, и более точно она состоит из нормальных парафинов, изопарафинов и нафтенов. Иными словами, исходное сырье на основе синтетического газойля, как правило, почти не содержит ароматические компоненты. Таким образом, исходное сырье на основе синтетического газойля предпочтительно используют в том случае, когда имеет место намерение снизить содержание ароматических соединений в композиции газойля.
Термин «исходное сырье на основе синтетического керосина» относится к исходному сырью на основе керосина, полученному химическим синтезом при использовании природного газа, асфальта или угля в качестве исходного материала. Способы химического синтеза включают непрямое и прямое сжижения, а также синтез Фишера-Тропша может быть упомянут как типичный способ синтеза; однако исходное получение используемого сырья на основе синтетического керосина не ограничивается только этими способами. Большая часть исходного сырья на основе синтетического керосина в основном состоит из насыщенных углеводородов, и более точно она состоит из нормальных парафинов, изопарафинов и нафтенов. Иными словами, исходное сырье на основе синтетического керосина, как правило, почти не содержит ароматические компоненты. Таким образом, исходное сырье на основе синтетического керосина предпочтительно используют в том случае, когда необходимо снизить содержание ароматических соединений в композиции газойля.
Композиция газойля первого варианта осуществления может содержать один или более типов из вышеупомянутых исходного сырья на основе нефтепродуктов и/или синтетического исходного сырья, но исходное сырье на основе синтетического газойля и/или исходное сырье на основе синтетического керосина являются предпочтительными из них как важнейшие компоненты с точки зрения минимизации воздействия на окружающую среду вследствие содержания серы и ароматических соединений. Общее содержание исходного сырья на основе синтетического газойля и/или исходного сырья на основе синтетического керосина составляет предпочтительно, по меньшей мере, 20% по объему, более предпочтительно, по меньшей мере, 30% по объему, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 40% по объему и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 50% по объему исходя из общей массы композиции.
Композиция газойля первого варианта осуществления может полностью состоять из вышеупомянутых исходного сырья на основе газойлевого нефтепродукта и/или исходного сырья на основе керосинового нефтепродукта, но, при необходимости, она может дополнительно содержать добавку, улучшающую текучесть при низких температурах (в холодном состоянии). В качестве добавок, улучшающих текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), могут быть упомянуты, в особенности, добавки, улучшающие текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), включающие линейные соединения, такие как сополимеры этилена и ненасыщенного сложного эфира, типично сополимер этилена и винилацетата, или амиды алкенилсукциновой кислоты, сложный эфир полиэтиленгликоля и дибегеновой кислоты и тому подобное, и «тандемные» полимеры, состоящие из сополимеров алкилфумарата или алкилитаконата и ненасыщенного сложного эфира, или добавки, улучшающие текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), содержащие полярные соединения азота, состоящие из продуктов реакции кислот, таких как фталевая кислота, сукциновая кислота, этилендиаминтетрауксусная кислота или нитрилуксусная кислота, или их ангидридов с гидрокарбилзамещенными аминами или тому подобным, и любые из этих соединений могут быть использованы как таковые или в комбинации двух или более соединений. Среди них предпочтительными являются добавки на основе сополимеров этилена и винилацетата и добавки, улучшающие текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), содержащие полярные соединения азота, с точки зрения общей универсальности, наряду с тем более предпочтительными являются добавки, улучшающие текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), содержащие полярные соединения азота, с точки зрения ускорения очистки от кристаллов воска и предотвращения его флокулированной седиментации.
Содержание добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), составляет предпочтительно 50-500 мг/л и более предпочтительно 100-300 мг/л исходя из общей массы композиции. Если содержание добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), является меньше нижнего предела, то эффект добавления в отношении улучшения свойства текучести при низких температурах (в холодном состоянии) будет иметь тенденцию быть недостаточным. Содержание добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), превышающее верхний предел, не будет обеспечивать никакого дополнительного улучшающего эффекта на свойство текучести при низких температурах (в холодном состоянии), соизмеримого с увеличением содержания.
Композиция газойля первого варианта осуществления может дополнительно содержать добавку, улучшающую смазывающую способность. В качестве добавок, улучшающих смазывающую способность, может быть использован один или более сложноэфирных, карбоксильных, спиртовых, фенольных, амин-основанных или других типов добавок, улучшающих смазывающую способность. Предпочтительными для использования из их числа с точки зрения общей универсальности являются сложноэфирные и карбоксильные добавки, улучшающие смазывающую способность. Сложноэфирная добавка, улучшающая смазывающую способность, является предпочтительной с точки зрения избежания насыщения добавления и дополнительного снижения значения износа, полученного оценкой смазывающей способности дизельного топлива с помощью высокочастотной возвратно-поступательной установки (HFRR WS1,4=High Frequency Reciprocating Rig Wear Scar at pressure 1,4 kPa), наряду с тем карбоксильная добавка, улучшающая смазывающую способность, является предпочтительной с точки зрения высокой исходной активности, что позволяет снизить количество добавки, улучшающей смазывающую способность.
В качестве сложноэфирных добавок, улучшающих смазывающую способность, могут быть упомянуты сложные эфиры глицерина и карбоновых кислот, и в особенности сложные эфиры глицерина и линолевой кислоты, олеиновой кислоты, салициловой кислоты, пальмитиновой кислоты, миристиновой кислоты или гексадеценовой кислоты, любой один или более из которых могут быть использованы как приемлемые.
Содержание добавки, улучшающей смазывающую способность, составляет предпочтительно 25-500 мг/л, более предпочтительно 25-300 мг/л и еще более предпочтительно 25-200 мг/л исходя из общей массы композиции. Если содержание добавки, улучшающей смазывающую способность, является меньше нижнего предела, то эффект добавления в отношении улучшения смазывающей способности будет недостаточным. Содержание добавки, улучшающей смазывающую способность, превышающее верхний предел, не будет обеспечивать дополнительного улучшения смазывающей способности с увеличением пропорционально содержанию.
Композиция газойля первого варианта осуществления может дополнительно содержать другие добавки в дополнение к вышеупомянутым добавке, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), и добавке, улучшающей смазывающую способность. В качестве добавок могут быть упомянуты добавки для очистки, такие как производные алкенилсукциновой кислоты и аминосодержащие соли карбоновых кислот, фенольные, амин-основанные и другие типы антиокислителей, металл-инактивирующие добавки, такие как производные салицилидена, антиобледенители, такие как полигликолевые эфиры, ингибиторы коррозии, такие как алифатические амины и сложные эфиры алкенилсукциновых кислот, антистатики, такие как анионные, катионные и амфотерные поверхностно-активные вещества, окрашивающие добавки, такие как азокрасители, и противовспенивающие добавки на основе кремния и другие типы противовспенивающих добавок. Такие добавки могут быть использованы сами по себе или в комбинации двух или более добавок. Добавляемые количества могут быть выбраны соответствующим образом, но общее количество таких добавок предпочтительно составляет не более чем, например, 0,5% по массе и более предпочтительно не более чем 0,2% по массе относительно композиции газойля. Общее количество добавления, указанное в этом документе, представляет собой количество добавок, введенное в качестве активных компонентов.
Композиция газойля первого варианта осуществления также предпочтительно удовлетворяет следующим условиям в дополнение к вышеупомянутым условиям (А-1), (В-1) и (С-1) с точки зрения дополнительного улучшения эксплуатационных качеств.
С точки зрения воспламеняемости цетановый индекс композиции газойля первого варианта осуществления составляет предпочтительно, по меньшей мере, 65, более предпочтительно, по меньшей мере, 70, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 73 и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 75.
Также, с точки зрения воспламеняемости цетановое число композиции газойля первого варианта осуществления составляет предпочтительно, по меньшей мере, 65, более предпочтительно, по меньшей мере, 70, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 73 и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 75.
«Цетановый индекс» и «цетановое число», в соответствии с изобретением, представляют собой величины, измеренные в соответствии с японскими промышленными стандартами: JIS K 2280, «Petroleum Products - Fuel Oils - Octane Number and Cetane Number Test Methods and Cetane Index Calculation Method».
Предельная температура фильтруемости на холодном фильтре композиции газойля первого варианта осуществления имеет значение предпочтительно не выше чем -5°С, более предпочтительно не выше чем -6°С, еще более предпочтительно не выше чем
-7°С и наиболее предпочтительно не выше чем -8°С, поскольку это поможет предотвратить забивание фильтра, установленного в топливном инжекторе дизельного автомобиля. «Предельная температура фильтруемости на холодном фильтре», в соответствии с изобретением, представляет собой величину, измеренную согласно японским промышленным стандартам: JIS K 2288, «Petroleum Products - Gas Oils - Cold Filter Plugging Point Test Methods».
2
2
2
2
2
2
2
2
Кинематическая вязкость при 30°С композиции газойля первого варианта осуществления составляет предпочтительно, по меньшей мере, 1,7 мм/с, более предпочтительно, по меньшей мере, 2,0 мм/с, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 2,3 мм/с и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 2,5 мм/с и предпочтительно не более чем 5,0 мм/с, более предпочтительно не более чем 4,7 мм/с, еще более предпочтительно не более чем 4,5 мм/с и наиболее предпочтительно не более чем 4,3 мм/с. Кинематическая вязкость при 30°С, которая имеет значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, может привести к отказу двигателя при запуске или к нестабильному вращению двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле при относительно высокой температуре. С другой стороны, кинематическая вязкость при 30°С, которая имеет значение больше вышеупомянутого верхнего предела, будет иметь тенденцию увеличивать объем «черного дыма» в выхлопном газе. «Кинематическая вязкость при 30°С», в соответствии с изобретением, представляет собой величину, измеренную на основе японских промышленных стандартов: JIS K 2283, «Crude Oil and Petroleum Products - Kinematic Viscosity Test Methods and Viscosity Index Calculation Method».
С точки зрения безопасности при использовании температура вспышки композиции газойля первого варианта осуществления должна составлять предпочтительно, по меньшей мере, 45°С, более предпочтительно, по меньшей мере, 50°С, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 53°С и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 55°С. «Температура вспышки», в соответствии с изобретением, представляет собой величину, измеренную в соответствии с японскими промышленными стандартами: JIS K 2265, «Crude Oil and Petroleum Products - Flash Point Test Methods».
Что касается характеристик перегонки композиции газойля первого варианта осуществления, начальная точка кипения (IBP) составляет предпочтительно, по меньшей мере, 140°С, более предпочтительно, по меньшей мере, 145°С, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 150°С и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 155°С и предпочтительно не выше чем 195°С, более предпочтительно не выше чем 190°С, еще более предпочтительно не выше чем 185°С и наиболее предпочтительно не выше чем 180°С. Если IBP имеет значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, то легкая фракция частично представляет собой газ, и содержание несгоревших углеводородов в выхлопном газе будет увеличиваться с более широким диапазоном парения в двигателе дизельного автомобиля, приводя к снижению пусковой характеристики в горячем состоянии и понижению стабильности вращения двигателя на холостом ходу. С другой стороны, если IBP имеет значение больше вышеупомянутого верхнего предела, то пусковая характеристика в холодном состоянии и эксплуатационные качества в дизельном автомобиле будут снижены.
Температура 10% перегонки (в дальнейшем в этом документе сокращенная как «Т10») композиции газойля первого варианта осуществления составляет предпочтительно 165°С или выше, более предпочтительно 170°С или выше, еще более предпочтительно 175°С или выше и наиболее предпочтительно 180°С или выше и предпочтительно не выше чем 205°С, более предпочтительно не выше чем 200°С, еще более предпочтительно не выше чем 195°С и наиболее предпочтительно не выше чем 190°С. Если Т10 имеет значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, то легкая фракция будет частично превращаться в газ, и содержание несгоревших углеводородов в выхлопном газе будет увеличиваться с более широким диапазоном парения в двигателе дизельного автомобиля, приводя к снижению пусковой характеристики в горячем состоянии и стабильности вращения двигателя на холостом ходу. С другой стороны, если Т10 имеет значение больше вышеупомянутого верхнего предела, то пусковая характеристика в холодном состоянии и эксплуатационные качества в дизельном автомобиле будут иметь тенденцию быть сниженными.
Температура 50% перегонки (в дальнейшем в этом документе сокращенная как «Т50») композиции газойля первого варианта осуществления составляет предпочтительно 200°С или выше, более предпочтительно 205°С или выше, еще более предпочтительно 210°С или выше и наиболее предпочтительно 215°С или выше и предпочтительно не выше чем 260°С, более предпочтительно не выше чем 255°С, еще более предпочтительно не выше чем 250°С и наиболее предпочтительно не выше чем 245°С. Т50, имеющая значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, будет иметь тенденцию понижать расход топлива, эффективную мощность двигателя, пусковую характеристику в горячем состоянии и стабильность вращения двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле. С другой стороны, Т50, имеющая значение больше вышеупомянутого верхнего предела, будет иметь тенденцию повышать количество твердых частиц (в дальнейшем в этом документе «PM»), испускаемых двигателем дизельного автомобиля.
Температура 90% перегонки (в дальнейшем в этом документе сокращенная как «Т90») композиции газойля первого варианта осуществления составляет предпочтительно 265°С или выше, более предпочтительно 270°С или выше, еще более предпочтительно 275°С или выше и наиболее предпочтительно 280°С или выше и предпочтительно не выше чем 335°С, более предпочтительно не выше чем 330°С, еще более предпочтительно не выше чем 325°С и наиболее предпочтительно не выше чем 320°С. Т90, имеющая значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, будет снижать расход топлива, пусковую характеристику в горячем состоянии и стабильность вращения двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле. Также эффект улучшения предельной температуры фильтруемости на холодном фильтре посредством добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), будет иметь тенденцию быть сниженным в том случае, когда композиция газойля содержит добавку, улучшающую текучесть при низких температурах (в холодном состоянии). С другой стороны, Т90, имеющая значение больше вышеупомянутого верхнего предела, будет повышать количество твердых частиц (PM), испускаемых двигателем дизельного автомобиля.
Температура выкипания (в дальнейшем в этом документе сокращенная как «EP») композиции газойля первого варианта осуществления составляет предпочтительно 310°С или выше, более предпочтительно 315°С или выше, еще более предпочтительно 320°С или выше и наиболее предпочтительно 325°С или выше и предпочтительно не выше чем 355°С, более предпочтительно не выше чем 350°С, еще более предпочтительно не выше чем 345°С и наиболее предпочтительно не выше чем 340°С. EP, имеющая значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, будет снижать расход топлива, пусковую характеристику в горячем состоянии и стабильность вращения двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле. Также эффект улучшения предельной температуры фильтруемости на холодном фильтре посредством добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), будет иметь тенденцию быть сниженным в том случае, когда композиция газойля содержит добавку, улучшающую текучесть при низких температурах (в холодном состоянии). С другой стороны, EP, имеющая значение больше вышеупомянутого верхнего предела, будет снижать количество твердых частиц (PM), испускаемых двигателем дизельного автомобиля.
Термины «IBP», «Т10», «Т50», «Т90» и «EP», используемые в соответствии с изобретением, представляют собой величины, измеренные на основе японских промышленных стандартов: JIS K 2254, «Petroleum Products - Distillation Test Methods - Ordinary Pressure Method».
Что касается смазывающей способности композиции газойля первого варианта осуществления, значение износа, полученное на высокочастотной возвратно-поступательной установке при давлении 1,4 кПа, (HFRR WS1,4) составляет предпочтительно не более чем 500, более предпочтительно не более чем 460, еще более предпочтительно не более чем 420 и наиболее предпочтительно не более чем 400. Если значение следа износа (WS1,4) удовлетворяет этому условию, тогда можно будет гарантированно обеспечивать достаточную смазывающую способность в насосе для впрыска топлива дизельного автомобиля. Термин «значение HFRR WS1,4», в соответствии с изобретением, представляет собой показатель для оценки смазывающей способности газойля, и он означает величину, измеренную в соответствии со стандартом японского нефтяного института: Japan Petroleum Institute standard JPI-5S-50-98, «Gas Oil - Lubricity Test Method», опубликованным японским институтом нефти.
Композиция газойля второго варианта осуществления изобретения отличается тем, что она удовлетворяет следующим условиям (А-2), (В-2) и (С-2).
10-24
(А-2) Композиция С парафинов удовлетворяет условию, представленному следующим неравенством (1-2):
Математическая формула 7
где n представляет собой число углеродов в парафине и f(n) представляет собой параметр композиции парафинов для числа углеродов n, представленный следующей формулой (2):
Математическая формула 8
где n представляет собой целое число 10-24 и a, b и с соответственно представляют собой долю (в молярных единицах) нормальных парафинов с числом углеродов n, изопарафинов с числом углеродов n и одним ответвлением и изопарафинов с числом углеродов n и двумя или более ответвлениями относительно общего количества парафинов с числом углеродов n.
(В-2) Объем дистиллята при температуре перегонки 250°С (Е250) составляет 5-45%.
(С-2) Температура помутнения при медленном охлаждении является не выше чем -6,0°С.
10-24
10-24
Что касается условия (А-2), упомянутого выше, то суммарный f(n) в диапазоне С (средний член вышеупомянутого неравенства (1-2)) имеет значение 370,0-430,0, которое было упомянуто выше, но предпочтительно он имеет значение 375,0-410,0, более предпочтительно 380,0-400,0 и еще более предпочтительно 382,0-390,0. Если суммарный f(n) в диапазоне С имеет значение менее чем 370,0, то объемное выделение теплоты будет ниже, в связи с этим значительно уменьшится экономичность топлива на объем, и если он имеет значение более чем 430,0, то будет увеличиваться вязкость, делая невозможным удовлетворительное регулирование впрыска.
Не существует особых ограничений по содержанию ароматических соединений в композиции газойля второго варианта осуществления, но с точки зрения ингибирования образования твердых частиц (PM) и тому подобного предпочтительно оно составляет не более чем 15% по объему, более предпочтительно не более чем 10% по объему, еще более предпочтительно не более чем 5% по объему и наиболее предпочтительно не более чем 1% по объему исходя из общей массы композиции.
Также не существует особых ограничений по содержанию нафтена в композиции газойля второго варианта осуществления, но с точки зрения ингибирования выработки твердых частиц (PM) и тому подобного предпочтительно оно составляет не более чем 30% по объему, более предпочтительно не более чем 20% по объему, еще более предпочтительно не более чем 15% по объему и наиболее предпочтительно не более чем 10% по объему исходя из общей массы композиции.
Кроме того, не существует особых ограничений по содержанию серы в композиции газойля второго варианта осуществления, но предпочтительно оно составляет не более чем 10 м.д. (ppm) по массе, более предпочтительно не более чем 5 м.д. по массе, еще более предпочтительно не более чем 3 м.д. по массе и наиболее предпочтительно не более чем 1 м.д. по массе исходя из общей массы композиции, поскольку оно может удовлетворительно поддерживать режим очистки устройства для постобработки выхлопного газа в дизельном автомобиле.
Что касается условия (В-2), Е250 для композиции газойля второго варианта осуществления должен составлять 5-45%, что упомянуто выше, но предпочтительно он составляет 10-43%, более предпочтительно 15-40% и еще более предпочтительно 17-38%. Если Е250 составляет менее чем 5%, срок службы (ресурс прочности) резиновых элементов, используемых в дизельных автомобилях, будет недостаточным. Если Е250 составляет более чем 45%, будет невозможно поддерживать эксплуатационные качества, включающие расход топлива, эффективную мощность двигателя, пусковую характеристику в горячем состоянии и стабильность вращения двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле.
Что касается условия (С-2), упомянутого выше, то температура помутнения при медленном охлаждении композиции газойля второго варианта осуществления должна быть выше чем -6,0°С, которая указана выше, но предпочтительно она составляет
-5,5°С или выше, более предпочтительно -5,2°С или выше и еще более предпочтительно -5,0°С или выше. Температура помутнения при медленном охлаждении, имеющая значение выше чем -6,0°С, будет позволять в достаточной мере понижать предельную температуру фильтруемости на холодном фильтре посредством добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии). «Температура помутнения при медленном охлаждении», в соответствии с изобретением, означает величину, измеренную способом, описанным ниже. А именно, образец помещают в контейнер для образца с алюминиевой нижней поверхностью до толщины 1,5 мм и излучают свет на высоте 3 мм от нижней части контейнера. Затем его медленно охлаждают со скоростью 0,5°С/мин от температуры, по меньшей мере, на 10°С выше, чем вышеупомянутая температура помутнения, и детектируют температуру в единицах 0,1°С, при которой количество отраженного света составит не более чем 7/8 излучаемого света (температура помутнения при медленном охлаждении).
Исходное сырье для композиции газойля, в соответствии со вторым вариантом осуществления, особым образом не ограничивают при условии, что композиция газойля удовлетворяет вышеупомянутым условиям (А-2), (В-2) и (С-2), и любое исходное сырье из числа исходного сырья на основе газойлевого нефтепродукта, исходного сырья на основе керосинового нефтепродукта, исходного сырья на основе синтетического газойля и исходного сырья на основе синтетического керосина могут быть использованы как таковые или в комбинациях двух или более типов исходного сырья. В том случае когда в комбинации используют два или более типа исходного сырья, не требуется, чтобы каждый тип исходного сырья удовлетворял условиям (А-2), (В-2) и (С-2), поскольку достаточно, чтобы смешанная композиция газойля удовлетворяла условиям (А-2), (В-2) и (С-2).
Исходное сырье на основе газойлевого нефтепродукта, исходное сырье на основе керосинового нефтепродукта, исходное сырье на основе синтетического газойля и исходное сырье на основе синтетического керосина, использованное для второго варианта осуществления, является таким же, как для первого варианта осуществления, и поэтому повторно здесь не описывается.
Композиция газойля второго варианта осуществления может содержать один или более типов из вышеупомянутого исходного сырья на основе нефтепродуктов и/или синтетического исходного сырья, но исходное сырье на основе синтетического газойля и/или исходное сырье на основе синтетического керосина являются предпочтительными из них как важнейшие компоненты с точки зрения минимизации воздействия на окружающую среду вследствие содержания серы и ароматических соединений. Общее содержание исходного сырья на основе синтетического газойля и/или исходного сырья на основе синтетического керосина составляет предпочтительно, по меньшей мере, 20% по объему, более предпочтительно, по меньшей мере, 30% по объему, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 40% по объему и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 50% по объему исходя из общей массы композиции.
Композиция газойля второго варианта осуществления может состоять только из вышеупомянутых исходного сырья на основе газойлевого нефтепродукта и/или исходного сырья на основе керосинового нефтепродукта, но, при необходимости, она может также содержать добавку, улучшающую текучесть при низких температурах (в холодном состоянии). В качестве добавок, улучшающих текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), могут быть использованы такие же добавки, улучшающие текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), упомянутые при раскрытии первого варианта осуществления. Может быть использована одна единственная добавка, улучшающая текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), или может быть использована комбинация двух или более добавок, улучшающих текучесть при низких температурах (в холодном состоянии). Предпочтительными добавками, улучшающими текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), с точки зрения общей универсальности являются добавки на основе сополимеров этилена и винилацетата и добавки, улучшающие текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), содержащие полярные соединения азота, наряду с тем более предпочтительными являются добавки, улучшающие текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), содержащие полярные соединения азота, с точки зрения ускорения очистки от кристаллов воска и предотвращения его флокулированной седиментации.
Содержание добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), составляет предпочтительно 50-500 мг/л и более предпочтительно 100-300 мг/л исходя из общей массы композиции. Если содержание добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), является меньше нижнего предела, то улучшение текучести при низких температурах (в холодном состоянии) будет недостаточным. Содержание добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), превышающее верхний предел, как правило, не будет обеспечивать никакого дополнительного улучшающего эффекта на свойство текучести при низких температурах (в холодном состоянии), соизмеримого с увеличением содержания.
Композиция газойля второго варианта осуществления может дополнительно содержать добавку, улучшающую смазывающую способность. В качестве добавок, улучшающих смазывающую способность, может быть использована одна или несколько сложноэфирных, карбоксильных, спиртовых, фенольных добавок или добавок на основе амина, улучшающих смазывающую способность, которые были упомянуты в качестве примеров при раскрытии первого варианта осуществления. Предпочтительными для использования из их числа с точки зрения общей универсальности являются сложноэфирные и карбоксильные добавки, улучшающие смазывающую способность. Сложноэфирная добавка, улучшающая смазывающую способность, является предпочтительной с точки зрения избежания насыщения эффекта добавления и дополнительного снижения значения износа, полученного на высокочастотной возвратно-поступательной установке при давлении 1,4 кПа (HFRR WS1,4), наряду с тем карбоксильная добавка, улучшающая смазывающую способность, является предпочтительной с точки зрения высокой исходной активности, что позволяет снизить количество добавки, улучшающей смазывающую способность.
Содержание добавки, улучшающей смазывающую способность, составляет предпочтительно 25-500 мг/л, более предпочтительно 25-300 мг/л и еще более предпочтительно 25-200 мг/л исходя из общей массы композиции. Если содержание добавки, улучшающей смазывающую способность, является меньше нижнего предела, то эффект улучшения смазывающей способности будет недостаточным. Содержание добавки, улучшающей смазывающую способность, превышающее верхний предел, как правило, не обеспечивает улучшения смазывающей способности пропорционально содержанию.
Композиция газойля второго варианта осуществления может дополнительно содержать другие добавки в дополнение к вышеупомянутым добавке, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), и добавке, улучшающей смазывающую способность. В качестве добавок могут быть упомянуты добавки для очистки, такие как производные алкенилсукциновой кислоты и аминосодержащие соли карбоновых кислот, фенольные, на основе амина и другие типы антиокислителей, металл-инактивирующие добавки, такие как производные салицилидена, антиобледенители, такие как полигликолевые эфиры, ингибиторы коррозии, такие как алифатические амины и сложные эфиры алкенилсукциновых кислот, антистатики, такие как анионные, катионные и амфотерные поверхностно-активные вещества, окрашивающие добавки, такие как азокрасители, и противовспенивающие добавки на основе кремния и другие типы противовспенивающих добавок. Другие добавки могут быть использованы сами по себе или в комбинации двух или нескольких добавок. Количества добавления могут быть выбраны так, как это подходит, но общее количество таких добавок составляет предпочтительно не более чем, например, 0,5% по массе и более предпочтительно не более чем 0,2% по массе относительно композиции газойля. Общее количество добавок, указанное в этом документе, представляет собой их количество, введенное в качестве активных компонентов.
Композиция газойля второго варианта осуществления также предпочтительно удовлетворяет следующим условиям в дополнение к вышеупомянутым условиям (А-2), (В-2) и (С-2) с точки зрения дополнительного улучшения эксплуатационных качеств.
С точки зрения воспламеняемости цетановый индекс композиции газойля второго варианта осуществления составляет предпочтительно, по меньшей мере, 65, более предпочтительно, по меньшей мере, 70, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 75 и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 80.
Также, с точки зрения воспламеняемости цетановое число композиции газойля второго варианта осуществления составляет предпочтительно, по меньшей мере, 65, более предпочтительно, по меньшей мере, 70, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 75 и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 80.
Что касается условия (С-2), упомянутого выше, температура потери текучести композиции газойля второго варианта осуществления имеет значение предпочтительно не выше чем -2,5°С и более предпочтительно не выше чем -5,0°С. Ограничение температуры потери текучести значением не выше чем вышеупомянутый верхний предел может гарантированно обеспечивать достаточную подвижность жидкости в топливной системе дизельного автомобиля.
Предельная температура фильтруемости на холодном фильтре композиции газойля второго варианта осуществления имеет значение предпочтительно не выше чем -1°С, более предпочтительно не выше чем -2°С, еще более предпочтительно не выше чем -3°С и наиболее предпочтительно не выше чем -4°С, поскольку это будет способствовать предотвращению забивания фильтра, установленного в топливном инжекторе дизельного автомобиля.
2
2
2
2
2
2
2
2
Кинематическая вязкость при 30°С композиции газойля второго варианта осуществления составляет предпочтительно, по меньшей мере, 2,0 мм/с, более предпочтительно, по меньшей мере, 2,2 мм/с, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 2,4 мм/с и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 2,5 мм/с и предпочтительно не более чем 4,2 мм/с, более предпочтительно не более чем 4,0 мм/с, еще более предпочтительно не более чем 3,9 мм/с и наиболее предпочтительно не более чем 3,8 мм/с. Кинематическая вязкость при 30°С, которая имеет значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, может привести к отказу двигателя при запуске или к нестабильному вращению двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле при относительно высокой температуре. С другой стороны, кинематическая вязкость при 30°С, которая имеет значение больше вышеупомянутого верхнего предела, будет иметь тенденцию увеличивать объем «черного дыма» в выхлопном газе.
С точки зрения безопасности использования температура вспышки композиции газойля второго варианта осуществления должна составлять предпочтительно 60°С или выше, более предпочтительно 65°С или выше, еще более предпочтительно 70°С или выше и наиболее предпочтительно 75°С или выше.
Что касается характеристик перегонки композиции газойля второго варианта осуществления, то начальная точка кипения (IBP) составляет предпочтительно 155°С или выше, более предпочтительно 160°С или выше, еще более предпочтительно 165°С или выше и наиболее предпочтительно 170°С или выше и предпочтительно не выше чем 225°С, более предпочтительно не выше чем 220°С, еще более предпочтительно не выше чем 215°С и наиболее предпочтительно не выше чем 210°С. Если IBP имеет значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, то легкая фракция будет частично превращаться в газ, и содержание несгоревших углеводородов в выхлопном газе будет увеличиваться с более широким диапазоном парения в двигателе дизельного автомобиля, соответственно приводя к снижению пусковой характеристики в горячем состоянии и стабильности вращения двигателя на холостом ходу. С другой стороны, если IBP имеет значение больше вышеупомянутого верхнего предела, то пусковая характеристика в холодном состоянии и эксплуатационные качества в дизельном автомобиле будут снижены.
Температура 10% перегонки (Т10) композиции газойля второго варианта осуществления составляет предпочтительно 175°С или выше, более предпочтительно 180°С или выше, еще более предпочтительно 185°С или выше и наиболее предпочтительно 190°С или выше и предпочтительно не выше чем 270°С, более предпочтительно не выше чем 265°С, еще более предпочтительно не выше чем 260°С и наиболее предпочтительно не выше чем 255°С. Если Т10 имеет значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, то легкая фракция будет частично превращаться в газ, и содержание несгоревших углеводородов в выхлопном газе будет увеличиваться с более широким диапазоном парения в двигателе дизельного автомобиля, соответственно приводя к снижению пусковой характеристики в горячем состоянии и стабильности вращения двигателя на холостом ходу. С другой стороны, если Т10 имеет значение больше вышеупомянутого верхнего предела, то пусковая характеристика в холодном состоянии и эксплуатационные качества в дизельном автомобиле будут снижены.
Температура 50% перегонки (Т50) композиции газойля второго варианта осуществления составляет предпочтительно 230°С или выше, более предпочтительно 235°С или выше, еще более предпочтительно 240°С или выше и наиболее предпочтительно 245°С или выше и предпочтительно не выше чем 300°С, более предпочтительно не выше чем 295°С, еще более предпочтительно не выше чем 290°С и наиболее предпочтительно не выше чем 285°С. Т50, имеющая значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, будет иметь тенденцию снижать расход топлива, эффективную мощность двигателя, пусковую характеристику в горячем состоянии и стабильность вращения двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле. С другой стороны, Т50, имеющая значение больше вышеупомянутого верхнего предела, будет иметь тенденцию повышать количество твердых частиц (PM), испускаемых двигателем дизельного автомобиля.
Температура 90% перегонки (Т90) композиции газойля второго варианта осуществления составляет предпочтительно 285°С или выше, более предпочтительно 290°С или выше, еще более предпочтительно 295°С или выше и наиболее предпочтительно 300°С или выше и предпочтительно не выше чем 335°С, более предпочтительно не выше чем 330°С, еще более предпочтительно не выше чем 325°С и наиболее предпочтительно не выше чем 320°С. Т90, имеющая значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, будет снижать расход топлива, пусковую характеристику в горячем состоянии и стабильность вращения двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле. Также улучшающий эффект в отношении предельной температуры фильтруемости на холодном фильтре посредством добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), будет иметь тенденцию быть сниженным в том случае, когда композиция газойля содержит добавку, улучшающую текучесть при низких температурах (в холодном состоянии). С другой стороны, Т90, имеющая значение больше вышеупомянутого верхнего предела, будет повышать количество твердых частиц (PM), испускаемых двигателем дизельного автомобиля.
Температура выкипания (EP) композиции газойля второго варианта осуществления составляет предпочтительно 305°С или выше, более предпочтительно 310°С или выше, еще более предпочтительно 315°С или выше и наиболее предпочтительно 320°С или выше и предпочтительно не выше чем 355°С, более предпочтительно не выше чем 350°С, еще более предпочтительно не выше чем 345°С и наиболее предпочтительно не выше чем 340°С. EP, имеющая значение меньше вышеупомянутого нижнего предела, будет снижать расход топлива, пусковую характеристику в горячем состоянии и стабильность вращения двигателя на холостом ходу при использовании масла в дизельном автомобиле. Также улучшающий эффект в отношении предельной температуры фильтруемости на холодном фильтре посредством добавки, улучшающей текучесть при низких температурах (в холодном состоянии), будет снижен в том случае, когда композиция газойля содержит добавку, улучшающую текучесть при низких температурах (в холодном состоянии). С другой стороны, EP, имеющая значение больше вышеупомянутого верхнего предела, будет иметь тенденцию повышать количество твердых частиц (PM), испускаемых двигателем дизельного автомобиля.
Что касается смазывающей способности композиции газойля второго варианта осуществления, значение следа износа, полученное на высокочастотной возвратно-поступательной установке при давлении 1,4 кПа, (HFRR WS1,4) составляет предпочтительно не более чем 500, более предпочтительно не более чем 460, еще более предпочтительно не более чем 420 и наиболее предпочтительно не более чем 400. Если значение следа износа (WS1,4) удовлетворяет этому условию, тогда можно будет гарантированно обеспечивать достаточную смазывающую способность в насосе для впрыска топлива дизельного автомобиля.
Примеры
Настоящее изобретение теперь будет объяснено более подробно, основываясь на примерах и сравнительных примерах, при этом представленные примеры носят иллюстративный характер и не являются ограничивающими объем изобретения.
Примеры 1-2, сравнительные примеры 1-3
Для примеров 1-2 и сравнительных примеров 1-3 приготавливают композиции газойля, имеющие составы и свойства, приведенные в таблице 1. Композиции газойля примеров 1 и 2 представляют собой топлива, полученные гидрообработкой парафиновых и средних фракций, полученных из природного газа по синтезу Фишера-Тропша. Композиция газойля сравнительного примера 1 представляет собой топливо из сырой нефти, полученное посредством обычной гидроочистки. Композиция газойля сравнительного примера 2 представляет собой топливо, полученное гидрообработкой парафиновых и средних фракций, полученных из природного газа по синтезу Фишера-Тропша, но степень гидрообработки является ниже, чем для композиций газойля примеров 1 и 2. Композиция газойля сравнительного примера 3 представляет собой топливо, полученное дополнительной гидрообработкой топлива из сырой нефти, полученного посредством обычной гидроочистки, с дополнительной обработкой по понижению содержания серы и содержания ароматических соединений.
Композиции газойля примеров 1-2 и сравнительных примеров 1-3 подвергают следующим тестам.
Тест на воспламеняемость
Для того чтобы подтвердить воспламеняемость в холодном состоянии, измеряют объем белого дыма в холодном состоянии с использованием дизельного автомобиля, описанного ниже, на беговом барабане с контролируемой/регулируемой температурой окружающей среды.
Технические характеристики транспортного средства
Тип двигателя: серийный 4-цилиндровый дизель с наддувом, оснащенный промежуточным охладителем.
Рабочий объем цилиндра: 3 л.
Коэффициент сжатия: 18,5.
Полная (эффективная) мощность: 125 кВт/3400 об/мин (rpm).
Пиковый крутящий момент: 350 Нм/2400 об/мин.
Соответствие требованиям технических норм: соответствие требованиям технических норм по выхлопному газу 1997 г.
Программа: 4АТ.
Аппарат постобработки выхлопного газа: каталитический нейтрализатор.
Для эксплуатационных испытаний в холодном состоянии сначала топливную систему дизельного автомобиля промывают тестируемым топливом (каждая композиция газойля) при комнатной температуре. Промывочное топливо экстрагируют, основной фильтр заменяют на новый фильтр и затем заданный объем тестируемого топлива загружают в топливный бак (1/2 объема топливного бака испытываемого транспортного средства). Далее температуру окружающей среды быстро понижают от комнатной температуры до 5°С и после выдерживания при 5°С в течение 1 часа ее медленно понижают до -10°С при скорости охлаждения 1°С/час, температуру поддерживают при -10°С в течение 1 часа и начинают эксплуатационные испытания. Случаи, в которых запуск не мог быть достигнут даже посредством двойного повторения 10-секундного проворачивания коленчатого вала двигателя с 30-секундными интервалами, регистрируют как неизмеряемые. При достижении запуска процедуру повторяют 5 раз, где холостой ход длится в течение 30 секунд, с последующим полным вдавливанием педали газа в течение 5 секунд, и объем белого дыма, который образуется, измеряют с использованием устройства-измерителя коэффициента передачи. Для оценки воспламеняемости для каждой композиции газойля вычисляют среднее значение по результатам 5 измерений и записывают в виде относительной величины по отношению к 100, среднему значению для сравнительного примера 3. Результаты показаны в таблице 1.
Эксплуатационные испытания в холодном состоянии (непрогретого двигателя)
Для эксплуатационных испытаний в холодном состоянии следующие два дизельных автомобиля А и В используют на беговом барабане с контролируемой/регулируемой температурой окружающей среды.
Технические характеристики транспортного средства А
Максимальная нагрузка: 2 т.
Тип двигателя: серийный 4-цилиндровый дизель.
Рабочий объем цилиндра в двигателе: 4,3 л.
Топливный насос высокого давления: последовательный впрыск топлива.
Соответствие требованиям технических норм: соответствие требованиям технических норм по выхлопному газу кратковременного действия (основное транспортное средство).
Аппарат постобработки выхлопного газа: аппарат для снижения твердых частиц (PM), разработанный по плану районного муниципалитета Токио (соответствующий категории 4).
Топливо, использованное в аппарате для снижения твердых частиц (PM): газойль с низким содержанием серы (содержание серы: ≤50 м.д. по массе).
Технические характеристики транспортного средства В
Тип двигателя: серийный 4-цилиндровый дизель с наддувом, оснащенный промежуточным охладителем.
Рабочий объем цилиндра в двигателе: 3 л.
Система впрыска топлива в двигатель: система, предусматривающая использование общей топливной магистрали.
Соответствие требованиям технических норм: соответствие требованиям технических норм по выхлопному газу долговременного действия.
Аппарат постобработки выхлопного газа: каталитический нейтрализатор.
Для эксплуатационных испытаний в холодном состоянии сначала топливную систему дизельного автомобиля промывают тестируемым топливом (каждая композиция газойля) при комнатной температуре. Промывочное топливо экстрагируют, основной фильтр заменяют на новый фильтр и затем заданный объем тестируемого топлива загружают в топливный бак (1/2 объема топливного бака испытываемого транспортного средства). Далее температуру окружающей среды быстро понижают от комнатной температуры до 5°С и после выдерживания при 5°С в течение 1 часа ее медленно понижают до -10°С при скорости охлаждения 1°С/час, температуру поддерживают при -10°С в течение 1 часа и начинают эксплуатационные испытания. Эксплуатационные испытания состоят из «запуска двигателя», «5-минутного холостого хода», «разгона до 50 км/час» и «1-часового прогона при 50 км/час», и успешное или неудачное прохождение испытания оценивают исходя из эксплуатационного режима. Конкретно, оценку удовлетворительно (S) присваивают в том случае, когда не сталкиваются ни с какими проблемами при запуске двигателя, на холостом ходу или при разгоне, и прогон (рабочее состояние) при 50 км/час поддерживается на протяжении всего периода прогона. Оценку адекватно (А) присваивают в тех случаях, где сталкиваются с незначительными проблемами, но прогон мог быть продолжен, например, в том случае, когда двигатель не запускается с первого поворота коленчатого вала двигателя или когда скорость транспортного средства замедляется временно во время прогона, но впоследствии восстанавливается. Оценку неудовлетворительно (В) присваивают в тех случаях, когда прогон не мог поддерживаться, например при отказе запуска двигателя (отсутствие запуска даже после 5 повторений 10-секундного поворота коленчатого вала двигателя с 30-секундными интервалами), при глушении двигателя на холостом ходу или остановке двигателя. Результаты показаны в таблице 1.
Испытания топливной экономичности
Топливную экономичность измеряют при использовании транспортного средства с установленным в нем дизельным двигателем, описанного ниже. Испытание выполняют в переходном режиме движения для имитирования рабочего состояния при эксплуатации, что показано на фиг.2, и экономичность топлива определяют посредством температурной компенсации объемного расхода топлива, потребляемого в режиме испытания, и посредством отнесения этой величины к массе, сравнивая и количественно оценивая каждый из результатов относительно 100, результата для испытания топлива сравнительного примера 1.
Технические характеристики транспортного средства
Тип двигателя: серийный 4-цилиндровый дизель с наддувом, оснащенный промежуточным охладителем.
Рабочий объем цилиндра: 3 л.
Коэффициент сжатия: 18,5.
Полная (эффективная) мощность: 125 кВт/3400 об/мин (rpm).
Пиковый крутящий момент: 350 Нм/2400 об/мин.
Соответствие требованиям технических норм: соответствие требованиям технических норм по выхлопному газу 1997 г.
Программа: 4АТ.
Аппарат постобработки выхлопного газа: каталитический нейтрализатор.
Таблица 1
Пример 1
Пример 2
Сравнительный пример 1
Сравнительный пример 2
Сравнительныйпример 3
<img file="00000004.tif" he="9" wi="11" img-content="undefined" img-format="tif" />
387,3
380,1
407,4
373,7
382,2
Содержание серы (м.д.(ppm) по массе)
<1
<1
5
<1
<1
Содержание ароматических соединений (% по объему)
<0,1
<0,1
23,5
<0,1
<0,1
Содержание нафтена (% по объему)
<0,1
<0,1
34,2
<0,1
51,0
Плотность при 15°С (кг/м<sup>3</sup>)
769
756
836
786
812
Кинематическая вязкость при 30°С (мм<sup>2</sup>/с)
2,6
1,7
2,9
4,7
3,5
Свойства перегонки
Темп. 10% перегонки (°С)
192,3
178,3
195,5
255,5
214,0
Темп. 50% перегонки (°С)
251,2
206,3
261,0
302,5
263,0
Темп. 90% перегонки (°С)
307,5
274,0
323,0
340,0
325,5
Цетановое число
76
67
53
87
63
Цетановый индекс
81,3
71,0
49,7
93,4
62,1
Температура потери текучести (°С)
-7,5
-15,0
-10,0
0,0
-5,0
Предельная температура фильтруемости на холодном фильтре (°С)
-9,0
-18,0
-8,0
-1,0
-6,0
Температура помутнения при медленном охлаждении (°С)
-8,0
-17,0
-7,0
0,0
-6,0
Испытание на воспламеняемость
88
94
104
98
100
Испытание свойств
Транспортное средство А
А
S
A
B
B
текучести при низких температурах (в холодном состоянии)
Транспортное средство В
A
S
A
B
B
Испытание на экономичность топлива
98
97
100
103
94
Примеры 3-4, сравнительные примеры 4-6
Для примеров 3-4 и сравнительных примеров 4-6 приготавливают композиции газойля, имеющие составы и свойства, приведенные в таблице 2. Композиции газойля примеров 3 и 4 представляют собой топлива, полученные гидрообработкой парафиновых и средних фракций, полученных из природного газа посредством реакции Фишера-Тропша. Композиция газойля сравнительного примера 4 представляет собой топливо из сырой нефти, полученное обычной гидроочисткой. Композиция газойля сравнительного примера 5 представляет собой топливо, полученное гидрообработкой парафиновых и средних фракций, полученных из природного газа посредством реакции Фишера-Тропша, но степень гидрообработки является меньше, чем для композиций газойля примеров 3 и 4. Композиция газойля сравнительного примера 6 представляет собой топливо, полученное дополнительной гидрообработкой топлива из сырой нефти, полученного посредством обычной гидроочистки, с дополнительной обработкой по снижению содержания серы и содержания ароматических соединений.
Композиции газойля примеров 3-4 и сравнительных примеров 4-6 подвергают следующим испытаниям.
Испытание на воспламеняемость
Для того чтобы подтвердить воспламеняемость в холодном состоянии, измеряют объем белого дыма в холодном состоянии с использованием дизельного автомобиля на беговом барабане с контролируемой/регулируемой температурой.
Технические характеристики транспортного средства
Тип двигателя: серийный 4-цилиндровый дизель с наддувом, оснащенный промежуточным охладителем.
Рабочий объем цилиндра: 3 л.
Коэффициент сжатия: 18,5.
Полная (эффективная) мощность: 125 кВт/3400 об/мин (rpm).
Пиковый крутящий момент: 350 Нм/2400 об/мин.
Соответствие требованиям технических норм: соответствие требованиям технических норм по выхлопному газу 1997 г.
Программа: 4АТ.
Аппарат постобработки выхлопного газа: каталитический нейтрализатор.
Для эксплуатационных испытаний в холодном состоянии сначала топливную систему дизельного автомобиля промывают тестируемым топливом (каждая композиция газойля) при комнатной температуре. Промывочное топливо экстрагируют, основной фильтр заменяют на новый фильтр и затем заданный объем оцениваемого топлива загружают в топливный бак (1/2 объема топливного бака испытываемого транспортного средства). Далее температуру окружающей среды быстро понижают от комнатной температуры до 10°С и после выдерживания при 10°С в течение 1 часа ее медленно понижают до 0°С при скорости охлаждения 1°С/час, температуру поддерживают при 0°С в течение 1 часа и начинают эксплуатационные испытания. Случаи, в которых запуск не мог быть достигнут даже посредством двойного повторения 10-секундного проворачивания коленчатого вала двигателя с 30-секундными интервалами, регистрируют как неизмеряемые. При достижении запуска процедуру повторяют 5 раз, где холостой ход длится в течение 30 секунд, с последующим полным вдавливанием педали газа в течение 5 секунд, и измеряют объем белого дыма, который образуется, с использованием устройства-измерителя коэффициента передачи. Для оценки воспламеняемости для каждой композиции газойля вычисляют среднее значение 5 измерений и записывают в виде относительной величины по отношению к 100, среднему значению для сравнительного примера 6. Результаты показаны в таблице 2.
Запуск двигателя из горячего состояния
Для того чтобы оценить выполнение запуска двигателя из горячего состояния для каждой композиции газойля, испытание запуска двигателя из горячего состояния осуществляют следующим образом при использовании транспортного средства с установленным в нем дизельным двигателем, описанного ниже, на беговом барабане с контролируемыми/регулируемыми температурой окружающей среды и влажностью. После подачи 15 л испытываемого топлива в транспортное средство запускают двигатель и поддерживают режим холостого хода. Температуру окружающей среды устанавливают на 25°С для стабилизирования комнатной температуры для проведения испытания и двигатель останавливают при стабилизировании температуры на выходе из топливного насоса высокого давления транспортного средства в режиме холостого хода. После того как остановленному двигателю дают постоять в течение 5 минут, его повторно запускают и, в случаях когда двигатель повторно запускается нормально/обычно, температуру окружающей среды повышают до 30°С и затем до 35°С, предыдущую методику испытания повторяют. Для этого испытания оценку «удачное прохождение испытания» (А) присваивают при нормальном запуске и оценку «неудачное прохождение испытания» (В) присваивают при отказе двигателя при запуске. Результаты показаны в таблице 2.
Технические характеристики транспортного средства
Максимальная нагрузка: 4 т.
Тип двигателя: серийный 6-цилиндровый дизель.
Рабочий объем цилиндра в двигателе: 8,2 л.
Топливный насос высокого давления: распределитель топлива высокого давления.
Соответствие требованиям технических норм: соответствие требованиям технических норм по выхлопному газу долговременного действия (указания префектуры для транспортных средств с низкой токсичностью выхлопа).
Аппарат постобработки выхлопного газа: каталитический нейтрализатор.
Испытание резины на разбухание
.
Для подтверждения воздействия на резиновые элементы, использованные в уплотнительном кольце двигателя и в тому подобном, выполняют испытание выдержкой в камере тепла/холода по следующей методике. Объект оценивания представляет собой резиновый элемент, изготовленный из нитрильного каучука (нитрильный каучук со средним содержанием нитрильной составляющей), где среднее значение для массы связанного акрилонитрила, составляющей каучука, представляет собой от 25% до 35% всей массы, и образец для испытаний нагревают и поддерживают при 100°С, после чего резиновый элемент для испытаний выдерживают в таких условиях в течение 70 часов, в соответствии со стандартами MIL R6855. По истечении 70 часов измеряют изменение объема резинового элемента для испытаний и оценивают срок службы (ресурс прочности) резинового элемента. Результаты показаны в таблице 2. Пометка «А» в колонке «Испытание резины на разбухание» в таблице 1 указывает на то, что изменения объема, твердости и прочности на растяжение, произошедшие за время испытания, находятся в пределах ±10%, пометка «В» указывает на то, что они составляют от ±10% до ±20%, и пометка «С» указывает на то, что они составляют ±20% или более
Испытание экономичности топлива
Топливную экономичность измеряют при использовании транспортного средства с установленным в нем дизельным двигателем, описанного ниже. Испытание выполняют в переходном режиме движения для имитирования рабочего состояния при эксплуатации, что показано на фиг.2, и экономичность топлива определяют посредством температурной компенсации объемного расхода топлива, потребляемого в режиме испытания, и посредством замены этой величины на массу, сравнивая и количественно оценивая каждый из результатов относительно 100, результата для испытания топлива сравнительного примера 4. Результаты показаны в таблице 2.
Технические характеристики транспортного средства
Тип двигателя: серийный 4-цилиндровый дизель с наддувом, оснащенный промежуточным охладителем.
Рабочий объем цилиндра: 3 л.
Коэффициент сжатия: 18,5.
Полная (эффективная) мощность: 125 кВт/3400 об/мин.
Пиковый крутящий момент: 350 Нм/2400 об/мин.
Соответствие требованиям технических норм: соответствие требованиям технических норм по выхлопному газу 1997 г.
Программа: 4АТ.
Аппарат постобработки выхлопного газа: каталитический нейтрализатор.
Таблица 2
Пример 3
Пример 4
Сравнительный пример 4
Сравнительный пример 5
Сравнительный пример 6
<img file="00000004.tif" he="9" wi="11" img-content="undefined" img-format="tif" />
387,6
384,9
364,2
352,7
382,2
Содержание серы (м.д. (ppm) по массе)
<1
<1
5
<1
<1
Содержание ароматических соединений (% по объему)
<0,1
<0,1
18,0
<0,1
<0,1
Содержание нафтена (% по объему)
<0,1
<0,1
31,4
<0,1
53,2
Плотность при 15°С (кг/м<sup>3</sup>)
773
780
822
768
805
Кинематическая вязкость при 30°С (мм<sup>2</sup>/с)
2,9
3,7
3,4
2,3
2,8
Свойства перегонки
Температура 10% перегонки (°С)
205,0
248,5
215,5
183,5
190,5
Температура 50% перегонки (°С)
263,0
277,5
266,0
248,5
251,5
Температура 90% перегонки (°С)
309,0
314,5
325,0
314,0
316,0
Е250 (%)
37,6
17,1
33,9
50,9
46,4
Цетановое число
81
85
63
74
64
Цетановый индекс
84,5
89,4
58,3
79,8
60,8
Температура потери текучести (°С)
-5,0
-5,0
-10,0
-5,0
-10,0
Предельная температура фильтруемости на холодном фильтре (°С)
-5,0
-2,0
-6,0
-4,0
-8,0
Температура помутнения при медленном охлаждении (°С)
-4,0
0,0
-4,0
-3,0
-6,0
Испытание на воспламеняемость
86
84
106
92
100
Испытание запуска двигателя из горячего состояния
А
А
В
B
B
Испытание резины на разбухание
A
А
A
С
B
Испытание на экономичность топлива
97
95
100
105
94