КОМПОЗИЦИЯ ГАЗОЙЛЯ
GAS-OIL COMPOSITION

Настоящее изобретение относится к композициям газойля, содержащим в основном синтетическую основу, полученную по синтезу Фишера - Тропша (ФТ), более конкретно, относится к композициям газойля, которые одновременно могут снизить нагрузку на окружающую среду, обладают низкотемпературными свойствами и имеют низкие показатели расхода топлива, и могут быть соответствующим образом пригодны для применения в течение зимнего периода.
Обычно композицию газойля получают смешиванием одного или нескольких типов базовых масел, полученных обработкой прямогонного газойля или прямогонного керосина, полученных атмосферной дистилляцией сырой нефти гидроочисткой или гидрообессериванием. В частности, часто бывает, что соотношение указанного выше керосинового базового масла и газойльного базового масла регулируют для того, чтобы обеспечить текучесть на холоде в течение зимнего периода. Если необходимо, базовые масла смешивают с присадками, такими как присадки, повышающие цетановое число, детергенты и присадки, облегчающие текучесть на холоде (см., например непатентный документ №1 ниже).
x
Низкие показатели содержания серы и ароматических соединений рассматривают как показатели, способные снизить образование ядовитых компонентов, таких как NO и PM, в выхлопных газах двигателей. С этой точки зрения, в качестве топлива, способствующего снижению нагрузки на окружающую среду, представляют интерес топлива, такие как жидкие фракции, соответствующие тяжелому бензину, керосину и газойлю, которые получают обработкой смешанного газа, содержащего в основном водород и монооксид углерода, полученного из природного газа, угля, биомассы или ила (в данном описании часто называется "синтетическим газом") по реакции Фишера - Тропша (ФТ); углеводородные смеси, полученные гидроочисткой или гидрокрекингом таких жидких фракций, и углеводородные смеси, полученные гидроочисткой и гидрокрекингом жидких фракций и смолы ФТ, полученной реакцией Фишера - Тропша.
Однако так как реакция ФТ сама по себе включает стадию образования смолы, гидрообработанные продукты реакционного продукта ФТ имеют относительно большое содержание насыщенных углеводородных соединений с линейной цепью (нормальных парафинов). Сообщалось о том, что когда в смеси присутствуют тяжелые нормальные парафиновые соединения, существует вероятность, при которой они будут осаждаться в форме смолы. Кроме того, синтетическая основа ФТ представляет собой углеводородную смесь, содержащую преимущественно указанные выше нормальные парафины и насыщенные углеводороды, имеющие боковую цепь (изопарафины), и таким образом обычно является слаборастворимой в масле. Следовательно, существует вероятность, что присадки, которые растворяются в жидком топливе, таком как газойль, сильно зависимы от их растворимых в масле групп (алкильных групп с линейной цепью или подобных), будут с трудом растворяться. Среди таких присадок, вероятно, будут использоваться традиционные присадки, облегчающие текучесть при низкой температуре (CFI), содержащие смеси этиленвинилацетатных сополимеров, из-за ограничений по растворимости в топливе.
В примерах патентного документа №1 раскрыто синтетическое топливо, содержащее фракцию композиции газойля, полученную исключительно из синтетической основы ФТ. Однако этот газойль представляет собой очень легкое топливо, содержащее керосиновую фракцию в большом количестве, поскольку целью документа является решение проблемы, касающейся легкости запуска двигателя при низкой температуре, и, таким образом, способ улучшения низкотемпературных свойств с использованием присадки, облегчающей текучесть при низкой температуре, не может быть выбран. В результате не удается избежать значительного снижения плотности, кинематической вязкости и объемной теплотворной способности, и, кроме того, невозможно отрицать, что такое снижение приведет к значительному ухудшению показателей расхода топлива, заклиниванию впрыскивающих насосов и дефектам при повторном запуске при высокой температуре. То есть очень сложно разработать высококачественное топливо, которое может обеспечить высокий уровень требований, предъявляемый к композициям газойля, одновременно обладающих свойством, понижающим нагрузку на окружающую среду, отличными практическими свойствами эксплуатации в условиях зимнего периода и снижения расхода топлива, а также отсутствуют примеры или полученные данные на основе изучения, которые бы удовлетворяли разнообразным свойствам, предъявляемым к топливу, помимо описанных выше, и практический способ получения такого топлива.
1. Патентный документ 1: японская выложенная заявка №2005-529213
2. Непатентный документ 1: Konishi Seiichi, "Nenryo Kogaku Gairon", Shokabo Publishing Co., Ltd., март, 1991, страницы 136 - 144.
Настоящее изобретение было осуществлено, принимая во внимание вышеописанную ситуацию, и задачей настоящего изобретения является обеспечение композиции, содержащей в основном синтетическую основу ФТ, более конкретно, такой композиции газойля, которая одновременно может снизить нагрузку на окружающую среду, обладает низкотемпературными свойствами и имеет низкие показатели расхода топлива, и может быть соответствующим образом пригодна для применения в течение зимнего периода.
Настоящее изобретение является результатом интенсивного изучения и научного исследования, проведенного авторами настоящего изобретения для разрешения указанных выше проблем. То есть настоящее изобретение относится к композициям газойля, содержащим композицию газойля, выбранную из группы, состоящей из следующих композиций газойля (A)-(C) и присадок, добавленных в соответствии со следующими стадиями 1 и 2:
3
3
[I] композиций газойля (A), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м или более и 840 кг/м или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 330°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -15°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -25°C или ниже и точкой текучести -32,5°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, менее 2 мас.%, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 15 до 20 атомов углерода, определенным соотношением C20P<C19P<C18P<C17P<C16P<C15P;
3
3
[II] композиций газойля (B), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м или более и 840 кг/м или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 350°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -5°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -20°C или ниже и точкой текучести -25°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, равного 2 массовым процентам или более и 4 массовым процентам или менее, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 20 до 25 атомов углерода, определенным соотношением C20P>C21P>C22P>C23P>C24P>C25P; и
3
3
[III] композиции газойля (С), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве до 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м или более и 840 кг/м или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 350°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -3°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -10°C или ниже и точкой текучести -12,5°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, равного 4 массовым процентам или более и 6 массовым процентам или менее, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 20 до 25 атомов углерода, определенным соотношением C20P>C21P>C22P>C23P>C24P>C25P и (C24P-C25P)/C24P>(C22P-C23P)/C22P>(C20P-C21P)/C20P; при этом
(стадия 1) присадку, повышающую смазывающую способность, содержащую жирную кислоту и/или сложный эфир жирной кислоты, смешивают в количестве 20 мг/л или более и 300 мг/л или менее в единицах активного компонента с композицией газойля проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени; и
(стадия 2) присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре, содержащую сополимер этиленвинилацетата и/или соединение, обладающее поверхностной активностью, смешивают в количестве от 20 мг/л или более и 1000 мг/л или менее в единицах активного компонента, с композицией газойля проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени.
2
2
Альтернативно, в качестве дополнительной стадии между стадиями 1 и 2 композицию газойля по настоящему изобретению предпочтительно смешивают с 200 мг/л или более и 500 мг/л или менее детергента, содержащего простой полиэфир амина, полибутениламин, алкенилсукцинамид или алкенилсукцинимид, проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени. Предпочтительно, присадка, повышающая смазывающую способность, детергент и присадка, облегчающая текучесть при низкой температуре, каждая содержит растворитель, не содержащий химического вещества с точкой плавления 10°C или выше. Предпочтительно, композиция газойля имеет перекисное число после ускоренного испытания на устойчивость к окислению, равное 50 ч.млн. по массе или менее, кинематическую вязкость при 30°C, равную 2,5 мм/с или более и 5,0 мм/с или менее, цетановый индекс 45 или более и содержание воды 100 об. ч.млн. или менее.
Задачами настоящего изобретения являются следующие задачи. На топливо будет оказываться неблагоприятное влияние в случае его получения способом, в котором содержание смолы сильно снижается дополнительным осветлением, и топливо с низкой растворимостью в масле, которое получают исключительно из синтетической основы ФТ, будет с трудом растворять присадки, что приведет к вероятности того, что они не смогут оказывать их оригинального благоприятного влияния. Следовательно, ожидают, что настоящее изобретение позволит разработать и предложить качественный способ, требуемый для придания топливу с пониженной растворимостью в масле свойства, облегчающего текучесть при низкой температуре, путем добавления присадок, таких как CFI.
В соответствии с настоящим изобретением, использование композиции газойля, полученной вышеописанным способом для удовлетворения вышеописанных требований, касающихся фракций и подобного, делает возможным легкое получение композиций газойля, подходящих для применения в зимний период, которые одновременно могут снизить нагрузку на окружающую среду, обладают низкотемпературными свойствами и имеют низкие показатели расхода топлива. Было трудно добиться таких свойств при использовании традиционных композиций газойля.
Настоящее изобретение будет описано более подробно ниже.
Композиция газойля по настоящему изобретению обязательно содержит синтетическую основу ФТ. Синтетическая основа ФТ состоит из насыщенных углеводородных соединений, и композиция газойля по настоящему изобретению может быть легко получена подбором смеси углеводородных соединений. Не существует конкретных ограничений на свойства синтетической основы ФТ, до тех пор, пока остаются удовлетворительными характеристики композиции газойля по настоящему изобретению. Не существует конкретного ограничения на базовые масла, помимо синтетической основы ФТ, до тех пор, пока остаются удовлетворительными характеристики композиции газойля по настоящему изобретению. Однако для того, чтобы композиция обладала подходящими экологически безвредными свойствами, предпочтительно смешивать следующие нефтяные базовые масла, имеющие высокую степень очистки, и обработанные масла животного или растительного происхождения.
Синтетическая основа ФТ, на которую ссылаются в данном описании, означает различные синтетические масла, такие как жидкие фракции, соответствующие тяжелому бензину, керосину и газойлю, полученные обработкой смешанного газа, содержащего в основном водород и монооксид углерода (который также часто называют "синтетическим газом") в реакции Фишера - Тропша (ФТ); углеводородные смеси, полученные гидроочисткой или гидрокрекингом таких жидких фракций; и углеводородные смеси, полученные гидроочисткой или гидрокрекингом жидких фракций и смолы ФТ, полученной в реакции Фишера - Тропша.
Композиция газойля предпочтительно содержит 60 об.% или более синтетической основы ФТ. Кроме того, более предпочтительно, композиция содержит 70 об.% или более, более предпочтительно 80 об.% или более синтетической основы ФТ, для снижения возможности увеличения выброса в окружающую среду, вызванного содержанием компонентов серы и ароматических компонентов
Смешанный газ, который используют в качестве сырья для синтетической основы ФТ, получают окислением соединения, содержащего углерод, с использованием кислорода, и/или воды, и/или диоксида углерода в качестве окислителя, и далее при необходимости, используя воду, сдвигают равновесие реакции таким образом, чтобы получить заранее определенные концентрации водорода и монооксида углерода.
Вещества, содержащие углерод, которые могут быть использованы в данном изобретении, обычно представляют собой газовые компоненты, состоящие из углеводородов, которые являются газами при нормальных температурах, такие как природный газ, сжиженный нефтяной газ и метановый газ, нефтяной битум, биомассу, кокс, отходы, такие как строительные материалы и отбросы или тяжелые нефтяные масла, которые трудно перерабатывать обычным способом, и смешанный газ, который получают обработкой нетрадиционных нефтяных ресурсов при повышенных температурах. Однако в настоящем изобретении не существует конкретного ограничения на сырье до тех пор, пока можно получать смешанный газ, содержащий в основном водород и монооксид углерода.
Реакция Фишера - Тропша требует присутствия металлического катализатора. Предпочтительно использовать металлы группы 8 Периодической таблицы, такие как кобальт, рутений, родий, палладий, никель и железо, более предпочтительными в качестве активного компонента катализатора являются металлы группы 8, периода 4. Альтернативно, можно использовать смесь металлов, содержащую указанные металлы в подходящих количествах. Такие активные металлы обычно используют в форме катализатора, полученного нанесением их на подложку, такую как оксид алюминия, оксид титана и смесь оксидов кремния-алюминия.
Альтернативно, использование приведенных выше активных металлов в комбинации со вторым металлом может улучшить свойства полученного катализатора. Примеры второго металла включают щелочные или щелочноземельные металлы, такие как натрий, литий и магний, цирконий, гафний и титан, которые используются в зависимости от целей, таких как увеличение скорости конверсии монооксида углерода или способности к росту цепи (α), которая представляет собой индекс производимого количества смолы.
Реакция Фишера - Тропша представляет собой синтетический способ получения жидких фракций и смолы ФТ с использованием смешанного газа в качестве сырья. Обычно предпочтительным является регулирование соотношения водорода к монооксиду углерода в смешанном газе для эффективного проведения синтетического способа. Как правило, молярное соотношение смеси водорода к монооксиду углерода составляет (водород/монооксид углерода) 1,2 или более, более предпочтительно 1,5 или более, более предпочтительно 1,8 или более. Соотношение также предпочтительно составляет 3 или менее, более предпочтительно 2,6 или менее, более предпочтительно 2,2 или менее.
Температура, при которой проводят реакцию Фишера - Тропша с использованием указанного выше катализатора, предпочтительно составляет 180°C или выше и 320°C или ниже, более предпочтительно 200°C или выше и 300°С или ниже. При температуре реакции ниже 180°C монооксид углерода реагирует с трудом, и возникает тенденция снижения выхода углеводорода. При температуре реакции выше 320°C возрастает количество образующегося газа, такого как метан, и происходит снижение эффективности в образовании жидких фракций и смолы ФТ.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Не существует конкретных ограничений по объемной скорости газа по отношению к катализатору. Однако предпочтительно, когда скорость составляет 500 ч или более и 4000 ч или менее, более предпочтительно 1000 ч или более и 3000 ч или менее. По всей видимости, объемная скорость газа менее 500 ч приведет к снижению производства жидкого топлива, в то же время объемная скорость газа более 400 ч приведет к необходимости увеличения температуры реакции и увеличению количества получаемого газа, что приведет к снижению выхода ожидаемого продукта.
Не существует конкретных ограничений по давлению реакции (парциальное давление синтетического газа, состоящего из монооксида углерода и водорода). Однако предпочтительно, чтобы давление составляло 0,5 МПа или более и 7 МПа или менее, более предпочтительно 2 МПа или более и 4 МПа или менее. Если давление реакции составляет менее 0,5 МПа, выход жидкого топлива будет иметь тенденцию к снижению. Если давление реакции составляет более 7 МПа, это считается экономически невыгодным из-за увеличения количества капитальных вложений в производственные мощности.
При необходимости, жидкие фракции и смола ФТ, которые получают вышеописанной реакцией ФТ, могут быть подвергнуты гидроочистке или гидрокрекингу любым подходящим способом таким образом, чтобы по дистилляционным свойствам или составу соответствовать целям данного изобретения. Гидроочистка или гидрокрекинг могут быть выбраны в зависимости от целей, и настоящее изобретение не ограничено в выборе либо одного, либо обоих способов в такой степени, чтобы получать композицию газойля по настоящему изобретению.
Катализаторы, которые используют для гидроочистки, обычно представляют собой катализаторы, которые содержат активный металл, нанесенный на пористую подложку, но настоящее изобретение не ограничивает выбор (таких катализаторов) до тех пор, пока достигается тот же эффект.
Пористая подложка предпочтительно представляет собой неорганический оксид. Конкретные примеры включают оксиды алюминия, титана, циркония, бора, кремния, цеолит и подобные.
Цеолит представляет собой кристаллический алюмосиликат, примеры которого включают цеолиты типа фауясита, пентасила и морденита. Предпочтительными являются цеолиты типа фауясита, бета и морденита, и особенно предпочтительными являются Y- и бета-типы цеолитов. Цеолиты Y-типа предпочтительно являются сверхстабильными.
Предпочтительными активными металлами являются металлы следующих двух типов (активный металл A типа и активный металл B типа).
Активный металл A типа представляет собой по меньшей мере один тип металла, выбранный из группы, состоящей из металлов группы 8 Периодической таблицы. Предпочтительным является по меньшей мере один тип, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Ir, Pd и Pt, и более предпочтительными являются Pd и/или Pt. Активный металл может представлять собой комбинации указанных металлов, например: Pt-Pd, Pt-Rh, Pt-Ru, Ir-Pd, Ir-Rh, Ir-Ru, Pt-Pd-Rh, Pt-Rh-Ru, Ir-Pd-Rh и Ir-Rh-Ru. Катализатор благородных металлов, полученный из данных металлов, может быть использован после предварительной восстановительной обработки в токе водорода. Обычно катализатор нагревают при температуре 200°C или выше в соответствии с заранее определенными способами, в циркулирующем газе, содержащем водород, таким образом, что активный металл катализатора восстанавливается и, таким образом, проявляет гидрирующую активность.
Активный металл типа B предпочтительно содержит по меньшей мере один тип металла, выбранный из группы, состоящей из металлов Групп 6A и 8 Периодической таблицы, желательно два или несколько типов металлов, содержащихся в них. Примеры таких металлов включают Co-Mo, Ni-Mo, Ni-Co-Mo и Ni-W. Когда используют катализатор из сульфида металла, образованный из указанных металлов, он должен быть подвергнут предварительной сульфуризации.
В качестве источника металла могут быть использованы традиционные неорганические соли или комплексные соли. Способ нанесения представляет собой любой способ нанесения, который обычно используют для катализаторов гидрирования, такой как способ пропитки и ионного обмена. Когда наносят множество металлов, их можно наносить одновременно с использованием их смешанных растворов или последовательно с использованием отдельных растворов, содержащих каждый металл. Раствор металла представляет собой водный раствор или раствор с использованием органического растворителя.
Температура реакции, при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа A, предпочтительно составляет 180°C или выше и 400°C или ниже, более предпочтительно 200°C или выше и 370°C или ниже, более предпочтительно 250°C или выше и 350°C или ниже, более предпочтительно 280°C или выше и 350°C или ниже. Температура реакции выше 370°C не является предпочтительной, поскольку выход средней фракции сильно снижается, приводя к увеличению побочной реакции, в которой жидкая фракция или смола ФТ крекируется в тяжелый бензин. Температура реакции ниже 270°C также не является предпочтительной, поскольку спирты не удаляются и, таким образом, остаются в реакционной системе.
Температура реакции, при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа B, предпочтительно составляет 170°C или выше и 320°C или ниже, более предпочтительно 175°C или выше и 300°C или ниже, более предпочтительно 180°C или выше и 280°C или ниже. Температура реакции выше 320°C не является предпочтительной, поскольку выход средней фракции сильно снижается, приводя к увеличению побочной реакции, в которой жидкая фракция или смола ФТ крекируется в тяжелый бензин. Температура реакции ниже 170°C также не является предпочтительной, поскольку спирты не удаляются и, таким образом, остаются в реакционной системе.
Давление водорода, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа A, предпочтительно составляет 0,5 МПа или более и 12 МПа или менее, более предпочтительно 1,0 МПа или более и 5,0 МПа или менее. Хотя высокое давление водорода способствует реакции гидрирования, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.
Давление водорода, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа B, предпочтительно составляет 2 МПа или более и 10 МПа или менее, более предпочтительно 2,5 МПа или более и 8 МПа или менее, более предпочтительно 3 МПа или более и 7 МПа или менее. Хотя высокое давление водорода способствует реакции гидрирования, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.
-1
-1
-1
-1
Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 0,1 ч или более и 10,0 ч или менее, более предпочтительно 0,3 ч или более и 3,5 ч или менее. Хотя низкая LHSV является благоприятной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, поскольку требует очень большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 0,1 ч или более и 2 ч или менее, более предпочтительно 0,2 ч или более и 1,5 ч или менее, более предпочтительно 0,3 ч или более и 1,2 ч или менее. Хотя низкая LHSV является благоприятной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, поскольку требует очень большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.
Соотношение водород/нефтяное сырье, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 50 Nл/л или более и 1000 Nл/л или менее, более предпочтительно 70 Nл/л или более и 800 Nл/л или менее. Хотя высокое соотношение водород/нефтяное сырье способствует реакции, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.
Соотношение водород/нефтяное сырье, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 100 Nл/л или более и 800 Nл/л или менее, более предпочтительно 120 Nл/л или более и 600 Nл/л или менее, более предпочтительно 150 Nл/л или более и 500 Nл/л или менее. Хотя высокое соотношение водород/нефтяное сырье способствует реакции, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.
Катализаторы, которые используют для гидрокрекинга, обычно представляют собой катализаторы, которые содержат активный гидрирующий металл, нанесенный на пористую подложку со свойствами твердой кислоты, но настоящее изобретение не ограничивает выбор (таких катализаторов) до тех пор, пока достигается тот же эффект.
Что касается подложки со свойствами твердой кислоты, существуют цеолиты аморфного и кристаллического типов. Конкретные примеры включают смеси оксидов кремния-алюминия, кремния-магния, кремния-циркония и кремния-титана, которые представляют собой цеолиты аморфного типа, и цеолиты типа фауясита, бета, MFI и морденита, предпочтительно Y- и бета-типа цеолитов. Цеолиты Y-типа предпочтительно являются сверхстабильными.
Предпочтительными активными металлами являются металлы следующих двух типов (активный металл A типа и активный металл B типа).
Активный металл A типа представляет собой по меньшей мере один тип металла, преимущественно выбранного из группы, состоящей из металлов группы 6А и 8 Периодической таблицы. Предпочтительным является по меньшей мере один тип, выбранный из группы, состоящей из Ni, Co, Mo, Pt, Pd и W. Катализатор благородных металлов, полученный из данных металлов, может быть использован после предварительной восстановительной обработки в токе водорода. Обычно катализатор нагревают при температуре 200°C или выше в соответствии с заранее определенными способами в циркулирующем газе, содержащем водород, таким образом, что активный металл катализатора восстанавливается и, таким образом, проявляет гидрирующую активность.
Активный металл типа В может представлять собой комбинацию указанных металлов, например Pt-Pd, Co-Mo, Ni-Mo, Ni-W и Ni-Co-Mo. Когда используют катализатор из сульфида металла, образованный из данных металлов, металлы должны быть подвергнуты предварительной сульфуризации перед использованием.
В качестве источника металла могут быть использованы традиционные неорганические соли или комплексные соли. Способ нанесения представляет собой любой способ нанесения, который обычно используют для катализаторов гидрирования, такой как способ пропитки и ионного обмена. Когда наносят множество металлов, их можно наносить одновременно с использованием их смешанных растворов или последовательно с использованием отдельных растворов, содержащих каждый металл. Раствор металла представляет собой водный раствор или раствор с использованием органического растворителя.
Температура реакции, при которой проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа A и активного металла типа В, предпочтительно составляет 200°C или выше и 450°C или ниже, более предпочтительно 250°C или выше и 430°C или ниже, более предпочтительно 300°C или выше и 400°C или ниже. Температура реакции выше 450°C не является предпочтительной, поскольку выход средней фракции сильно снижается, приводя к увеличению побочной реакции, в которой жидкая фракция или смола ФТ крекируется в тяжелый бензин. Температура реакции ниже 200°C также не является предпочтительной, поскольку активность катализатора сильно снижается.
Давление водорода, при котором проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа A и активного металла типа В, предпочтительно составляет 1 МПа или более и 20 МПа или менее, более предпочтительно 4 МПа или более и 16 МПа или менее, более предпочтительно 6 МПа или более и 13 МПа или менее. Хотя высокое давление водорода способствует реакции гидрирования, реакция крекинга будет протекать скорее медленно и, таким образом, будет требовать повышения температуры для регулирования протекания, что приведет к короткому периоду жизни катализатора. Следовательно, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.
-1
-1
-1
-1
Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 0,1 ч или более и 10,0 ч или менее, более предпочтительно 0,3 ч или более и 3,5 ч или менее. Хотя низкая LHSV является благоприятной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, поскольку требует очень большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 0,1 ч или более и 2 ч или менее, более предпочтительно 0,2 ч или более и 1,7 ч или менее, более предпочтительно 0,3 ч или более и 1,5 ч или менее. Хотя низкая LHSV является благоприятной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, поскольку требует очень большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.
Соотношение водород/нефтяное сырье, при котором проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 50 Nл/л или более и 1000 Nл/л или менее, более предпочтительно 70 Nл/л или более и 800 Nл/л или менее, более предпочтительно 400 Nл/л или более и 1500 Nл/л или менее. Хотя высокое соотношение водород/нефтяное сырье способствует реакции, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.
Соотношение водород/нефтяное сырье, при котором проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 150 Nл/л или более и 2000 Nл/л или менее, более предпочтительно 300 Nл/л или более и 1700 Nл/л или менее, более предпочтительно 400 Nл/л или более и 1500 Nл/л или менее. Хотя высокое соотношение водород/нефтяное сырье способствует реакции, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.
Реактор гидрирования может быть любой структуры, и можно использовать одну или множество реакционных колонн. Водород можно дополнительно подавать между множеством реакционных колонн. Реактор может иметь устройство для удаления сульфированного водорода и дистилляционную колонну для фракционной дистилляции гидрированных продуктов для получения требуемых фракций.
Реакционный режим реактора гидрирования может быть режимом с фиксированным слоем. Водород можно подавать к сырью противотоком или в параллельном режиме. Альтернативно, реакционный режим может представлять собой комбинацию режимов противотока и параллельного режима во множестве реакционных колонн. Режим подачи сырья обычно представляет собой режим нисходящего потока и предпочтительно представляет собой режим газожидкостного параллельного потока. Газообразный водород может подаваться в качестве охладителя в среднюю часть реактора, с целью отведения реакционного тепла или увеличения парциального давления водорода.
Указанное выше базовое масло на нефтяной основе представляет собой углеводородное базовое масло, полученное обработкой сырой нефти. Примеры включают прямогонные базовые масла, которые получают на установке атмосферной дистилляции; вакуумные базовые масла, которые получают обработкой прямогонных тяжелых масел или остатков после установки атмосферной дистилляции на установке вакуумной дистилляции; каталитически крекированные и гидрокрекированные базовые масла, которые получают каталитическим крекингом или гидрокрекингом вакуумных тяжелых базовых масел и обессеренного топлива, и гидроочищенные или гидросульфурированные базовые масла, которые получают гидроочисткой любого из указанных нефтяных углеводородов. Альтернативно, помимо сырой нефти по настоящему изобретению могут быть использованы другие источники, которые приводятся как нетрадиционные источники нефти, такие как нефтеносные сланцы, нефтеносный песок и смолы Ориноко, которые после подходящей обработки приобретают свойства, эквивалентные указанным выше базовым маслам.
Указанное выше высокогидрированное базовое масло на нефтяной основе представляет собой керосиновую или газойльную фракцию, которую получают гидроочисткой и затем гидрообработкой заранее определенного сырья. Примеры сырья включают прямые керосиновые и газойльные масла, полученные на устройстве атмосферной дистилляции сырой нефти; вакуумный керосин и газойли, полученные обработкой прямогонных тяжелых масел или остатков, полученных на устройстве атмосферной дистилляции, на устройстве вакуумной дистилляции; и гидроочищенные и гидрообессеренные керосин или газойли, полученные гидроочисткой каталитически крекированного керосина и газойля, полученных каталитическим крекингом обессеренного или необессеренного вакуумного керосина или газойля, вакуумного тяжелого газойля или обессеренного топлива.
-1
-1
-1
-1
Когда сырье представляет собой фракцию газойля, условия гидроочистки могут быть условиями, установленными при обычном использовании устройства гидросульфурирования при перегонке нефти. Обычно гидроочистку фракции газойля проводят в условиях, когда температура реакции составляет от 300 до 380°C, давление водорода составляет от 3 до 8 МПа, LHSV составляет от 0,3 до 2 ч и соотношение водород/сырье составляет от 100 до 500 Nл/л. Когда сырье представляет собой фракцию керосина, условия гидроочистки могут быть условиями, установленными при обычном применении устройства гидросульфурирования при перегонке нефти. Обычно гидроочистку фракции керосина проводят в условиях, когда температура реакции составляет от 220 до 350°C, давление водорода составляет от 1 до 6 МПа, LHSV составляет от 0,1 до 10 ч и соотношение водород/сырье составляет от 10 до 300 Nл/л, более предпочтительными являются условия, когда температура реакции составляет от 250 до 340°C, давление водорода составляет от 2 до 5 МПа, LHSV составляет от 1 до 10 ч и соотношение водород/сырье составляет от 30 до 200 Nл/л, более предпочтительными являются условия, когда температура реакции составляет от 270 до 330°C, давление водорода составляет от 2 до 4 МПа, LHSV составляет от 2 до 10 ч и соотношение водород/сырье составляет от 50 до 200 Nл/л.
Более низкая температура реакции является предпочтительной для реакции гидрирования, но не является предпочтительной для реакции обессеривания. Более высокое давление водорода и соотношение водород/сырье способствует реакциям обессеривания и гидрирования, но обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле. Хотя низкая LHSV является предпочтительной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически выгодной, поскольку требует слишком большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.
Катализатор, который используют для гидроочистки, может представлять собой любой традиционный катализатор обессеривания. Предпочтительно, когда активный металл катализатора представляет собой металл Групп 6A и 8 Периодической таблицы. Примеры таких металлов включают Co-Mo, Ni-Mo, Co-W и Ni-W. Подложка может представлять собой пористый неорганический оксид, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента. Такие условия и катализатор конкретно не ограничиваются до тех пор, пока будут удовлетворительными свойства сырья.
Сырье, используемое по настоящему изобретению, получают вышеописанным способом гидроочистки, и предпочтительное содержание серы составляет 5 массовых ч.млн. или более и 10 массовых ч.млн. или менее, и точка кипения составляет 130°C или выше и 380°C или ниже. Сырье, имеющее содержание серы и точку кипения в данном интервале, может обеспечить легкое получение характеристик, определенных для следующего способа высокого гидрирования.
Базовое масло высокой очистки получают гидроочисткой вышеописанного гидрированного керосинового масла или газойля в качестве сырья в присутствии катализатора гидрирования.
-1
-1
-1
Условия высокого гидрирования представляют собой следующие условия: температура реакции от 170 до 320°C, давление водорода от 2 до 10 MПа, LHSV составляет от 0,1 до 2 ч и соотношение водород/сырье от 100 до 800 Nл/л; предпочтительные условия: температура реакции от 175 до 300°C, давление водорода от 2,5 до 8 МПа, LHSV от 0,2 до 1,5 ч и соотношение водород/сырье от 150 до 600 Nл/л; более предпочтительные условия: температура реакции от 180 до 280°C, давление водорода от 3 до 7 МПа, LHSV от 0,3 до 1,2 ч и соотношение водород/сырье от 150 до 500 Nл/л. Более низкая температура реакции является предпочтительной для реакции гидрирования, но не является предпочтительной для реакции обессеривания. Более высокое давление водорода и соотношение водород/сырье способствует реакциям обессеривания и гидрирования, но обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле. Хотя низкая LHSV является предпочтительной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически выгодной, поскольку требует слишком большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.
Устройство для гидроочистки сырья, подвергшегося гидроочистке, может быть любой структуры, и может быть использован один или комбинация множества реакторов. Водород может дополнительно подаваться в пространство между множеством реакторов. Устройство гидроочистки может включать систему газожидкостного разделения или устройство для удаления сульфированного водорода.
Реакцию гидрирования можно проводить в режиме с фиксированным слоем. Водород можно подавать к сырью противотоком или в параллельном режиме. Альтернативно, реакционный режим может представлять собой комбинацию режимов противотока и параллельного режима во множестве реакционных колонн. Режим подачи сырья обычно представляет собой режим нисходящего потока и предпочтительно представляет собой режим газожидкостного параллельного потока. Газообразный водород может подаваться в качестве охладителя в среднюю часть реактора с целью отведения реакционного тепла или увеличения парциального давления водорода.
Катализатор для гидроочистки содержит активный гидрирующий металл, нанесенный на пористую подложку. Пористая подложка может представлять собой неорганический оксид, такой как оксид алюминия. Примеры неорганических оксидов включают оксиды алюминия, титана, циркония, бора, кремния и цеолиты. В настоящем изобретении подложка обычно состоит из оксида алюминия и по меньшей мере еще одного оксида, выбранного из группы оксида титана, циркония, бора, кремния и цеолитов. Не существует конкретного ограничения по способу получения подложки. Следовательно, может быть применен любой способ, в котором используют исходные материалы в форме золей или солей соединений, каждое из которых содержит любой из элементов. Альтернативно, подложка может быть получена образованием комплексного гидроксида или оксида, такого как оксид кремния-алюминия, кремния-циркония, алюминия-титана, кремния-титана и алюминия-бора, и затем добавления оксида алюминия на любой стадии в форме геля, гидроксида или подходящего раствора. Оксид алюминия может содержаться в пористой подложке в любом соотношении к другим оксидам по отношению к пористой подложке. Однако содержание оксида алюминия предпочтительно составляет 90 мас.% или менее, более предпочтительно 60 мас.% или менее и более предпочтительно 40 мас.% или менее, по отношению к массе пористой подложки.
Цеолит представляет собой кристаллический алюмосиликат. Примеры цеолитов кристаллической структуры включают фауясит, пентасил и морденит. Такие цеолиты могут быть сверхстаблизированными специфической гидротермической обработкой и/или кислотной обработкой, и такими, которые имеют установленное содержание оксида алюминия. Предпочтительными являются цеолиты типа фауясита, бета-типа и типа морденита, и особенно предпочтительными являются цеолиты Y- и бета-типов. Цеолиты Y-типа предпочтительно являются сверхстабилизированными. Сверхстабилизированный цеолит имеет микропористую структуру, характерную для него, так называемые микропоры 20 Å или менее, а также вновь образующиеся поры в интервале от 20 до 100 Å. Гидротермическую обработку проводят в известных условиях.
Активный металл катализатора гидрообработки представляет собой по меньшей мере один тип металла, выбранный из группы, состоящей из металлов группы 8 Периодической таблицы. Предпочтительным является по меньшей мере один тип, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Ir, Pd и Pt, и более предпочтительными являются Pd и/или Pt. Такие металлы могут быть использованы в комбинации, например: Pt-Pd, Pt-Rh, Pt-Ru, Ir-Pd, Ir-Rh, Ir-Ru, Pt-Pd-Rh, Pt-Rh-Ru, Ir-Pd-Rh и Ir-Rh-Ru. В качестве источников таких металлов могут быть использованы традиционные неорганические соли или комплексные соли. Способ нанесения металла представляет собой любой способ нанесения, который обычно используют для катализаторов гидрирования, такой как способ пропитки и ионного обмена. Когда наносят множество металлов, они могут быть нанесены с использованием их смешанных растворов одновременно. Альтернативно, множество металлов можно нанести последовательно с использованием растворов каждого металла, содержащих каждый металл. Растворы металлов представляют собой водные растворы или растворы, полученные с использованием органического растворителя.
Металл(ы) можно наносить на пористую подложку после окончания всех стадий получения пористой подложки. Альтернативно, металл(ы) могут наноситься на пористую подложку в форме подходящих оксидов, комплексных оксидов или цеолитов, полученных на промежуточной стадии получения пористой подложки, и затем может быть осуществлено получение геля или концентрирование при нагревании и замешивание.
Не существует конкретного ограничения по количеству наносимого активного металла(ов). Однако количество составляет от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,15 до 5 мас.%, и более предпочтительно от 0,2 до 3 мас.% по отношению к массе катализатора.
Катализатор предпочтительно используют после его предварительной восстановительной обработки в токе водорода. Обычно активный металл(ы) подвергают нагреванию при 200°C или выше в соответствии с установленным способом, в циркулирующем газе, содержащем водород, и с восстановлением, что приводит к проявлению каталитической активности катализатора.
Обработанные масла животного и растительного происхождения, приведенные выше, представляют собой базовые масла, состоящие из углеводородов, полученных химическими способами, которые используют для получения вышеописанных нефтяных базовых масел к маслам или жирам животного или растительного происхождения. Более конкретно, обработанные масла животного и растительного происхождения представляют собой углеводородсодержащие смешанные базовые масла, полученные взаимодействием животных или растительных жиров и их производных, используемых в качестве сырья, с катализатором гидрокрекинга, содержащим по меньшей мере один или несколько металлов, выбранных из металлов групп 6A и 8 Периодической таблицы, и неорганический оксид, обладающий кислотными свойствами, при давлении водорода. Сырье из обработанного масла животного или растительного происхождения обязательно представляет собой животный или растительный жир или его производные. Примеры животных или растительных жиров или их производных, используемые в данном изобретении, включают природные и искусственно полученные или произведенные животные или растительные жиры и производные жиров растительного или животного происхождения. Примеры исходных материалов животных жиров и масел включают говяжье сало, молочный жир (масло), свиное сало, баранье сало, китовый жир, рыбий жир и печеночный жир. Примеры исходных материалов для растительных жиров и масел включают семена и другие части кокосовой пальмы, пальмового дерева, оливы, сафлора, рапса (цветы рапса), рисовые отруби, подсолнечник, семена хлопка, кукурузу, соевые бобы, кунжут и лен. Жиры и масла помимо жиров и масел, полученных из указанных материалов, также могут быть использованы в настоящем изобретении. Сырье может быть твердым или жидким, но предпочтительно производится из растительных жиров и масел из-за легкой обработки, абсорбирующей способности к диоксиду углерода и высокой производительности. Альтернативно, в качестве сырья могут быть использованы отработанные масла, которые получают при использовании указанных животных и растительных масел в домашнем хозяйстве, промышленности и приготовлении пищи после удаления из масел остаточных веществ.
3
7
5
11
7
15
9
9
11
23
13
27
15
31
17
35
17
33
17
31
17
29
17
32
Примеры конкретных составляющих жирно-кислотной части глицеридных соединений, содержащихся в данном сырье, включают жирные кислоты, так называемые насыщенные жирные кислоты, не имеющие ненасыщенных связей в молекулах, такие как бутановая кислота (CHCOOH), капроновая кислота (CHCOOH), каприловая кислота (CHCOOH), каприновая кислота (CH1COOH), лауриновая кислота (CHCOOH), миристиновая кислота (CHCOOH), пальмитиновая кислота (CHCOOH), стеариновая кислота (CHCOOH), и так называемые ненасыщенные жирные кислоты, имеющие одну или несколько ненасыщенных связей в молекулах, такие как олеиновая кислота (CHCOOH), линолевая кислота (CHCOOH), линоленовая кислота (CHCOOH) и рицинолеиновая кислота (CH(OH)COOH). Как правило, углеводородные части указанных жирных кислот, содержащиеся в соединениях, существующих в природе, обычно имеют прямую (неразветвленную) цепь. Однако жирные кислоты могут иметь структуры с боковыми цепями, то есть изомеры, пока удовлетворяются требования, определенные настоящим изобретением. Пока удовлетворяются требования, определенные настоящим изобретением, ненасыщенная жирная кислота может представлять собой любую кислоту из таких, которые обычно существуют в природе, и таких, которые имеют ненасыщенную связь в молекуле, положение которой определяется способом химического синтеза.
Указанные выше типы сырья (животные и растительные жиры и их производные) содержат одну или более из указанных жирных кислот, которые варьируются в зависимости от исходных материалов. Например, кокосовое масло содержит относительно большое количество насыщенных жирных кислот, таких как лауриновая кислота и миристиновая кислота, хотя соевые бобы содержат большое количество ненасыщенных жирных кислот, таких как олеиновая кислота и линолевая кислота.
Сырье содержит фракцию, точка кипения которой предпочтительно составляет 250°C или выше, более предпочтительно фракцию с температурой кипения 300°C или выше и более предпочтительно фракцию с температурой кипения 360°C или выше. Если сырье не содержит фракцию с температурой кипения 230°C или выше, выход жидкого продукта уменьшается из-за увеличения образования газа в процессе получения, что вероятно приводит к снижению цикла жизни диоксида углерода.
Альтернативно, сырье обработанного масла животного или растительного происхождения может представлять собой смесь животного или растительного жира и его производных с нефтяной углеводородной фракцией. В этом случае содержание нефтяной углеводородной фракции составляет предпочтительно от 10 до 99 об.%, более предпочтительно от 30 до 99 об.% и более предпочтительно от 60 до 98 об.% по отношению к общему объему сырья. Если содержание опускается ниже нижней границы, может возникнуть необходимость в устройстве для удаления воды, образующейся в качестве побочного продукта. Если содержание превышает верхнюю границу, это является нежелательным, поскольку приводит к уменьшению цикла жизни диоксида углерода.
-1
-1
-1
-1
-1
Предпочтительными условиями гидрокрекинга сырья в процессе гидрообработки являются следующие условия: давление водорода от 6 до 20 МПа, часовая объемная скорость жидкости (LHSV) от 0,1 до 1,5 ч и соотношение водород/сырье от 200 до 2000 Nл/л, более предпочтительно, когда давление водорода составляет от 8 до 17 МПа, часовая объемная скорость жидкости (LHSV) от 0,2 до 1,1 ч и соотношение водород/сырье от 300 до 1800 Nл/л, более предпочтительно, когда давление водорода составляет от 10 до 16 МПа, часовая объемная скорость жидкости (LHSV) от 0,3 до 0,9 ч и соотношение водород/сырье от 350 до 1600 Nл/л. Каждое из условий представляет собой фактор, оказывающий влияние на активность реакции. Например, если давление водорода и соотношение водород/сырье ниже нижней границы, реакционная способность имеет тенденцию к снижению, и активность имеет тенденцию быстро снижаться. Если давление водорода и соотношение водород/сырье превышает верхнюю границу, требуются огромные производственные затраты на компрессор. Низкая часовая объемная скорость жидкости является более благоприятной для реакций. Однако если часовая объемная скорость жидкости ниже 0,1 ч, требуются огромные производственные затраты на создание реактора очень большого объема. Если часовая объемная скорость жидкости превышает 1,5 ч, реакция имеет тенденцию протекать неудовлетворительно.
Композиция газойля по настоящему изобретению обязательно содержит в основном синтетическую основу ФТ и обладает свойствами, описанными ниже.
Композиция газойля по настоящему изобретению содержит композицию газойля, выбранную из группы следующих композиций газойля (A)-(C), и присадки, добавленные в соответствии со следующими стадиями 1 и 2:
3
3
[I] композиций газойля (A), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м или более и 840 кг/м или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 330°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -15°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -25°C или ниже и точкой текучести -32,5°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, менее 2 мас.%, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 15 до 20 атомов углерода, определенным соотношением C20P<C19P<C18P<C17P<C16P<C15P;
3
3
[II] композиций газойля (B), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве до 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м или более и 840 кг/м или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 350°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -5°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -20°C или ниже и точкой текучести -25°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, равного 2 массовым процентам или более и 4 массовым процентам или менее, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 20 до 25 атомов углерода, определенным соотношением C20P>C21P>C22P>C23P>C24P>C25P; и
3
3
[III] композиций газойля (С), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве до 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м или более и 840 кг/м или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 330°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -3°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -10°C или ниже и точкой текучести -12,5°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, равного 4 массовым процентам или более и 6 массовым процентам или менее, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 20 до 25 атомов углерода, определенным соотношением C20P>C21P>C22P>C23P>C24P>C25P и (C24P-C25P)/C24P>(C22P-C23P)/C22P>(C20P-C21P)/C20P; при этом
(стадия 1) присадку, повышающую смазывающую способность, содержащую жирную кислоту и/или сложный эфир жирной кислоты, смешивают в количестве 20 мг/л или более и 300 мг/л или менее в единицах активного компонента с композицией газойля проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени; и
(стадия 2) присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре, содержащую сополимер этиленвинилацетата и/или соединения с эффектом поверхностной активности смешивают в количестве от 20 мг/л или более и 1000 мг/л или менее в единицах активного компонента с композицией газойля проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени.
2
2
Альтернативно, в качестве дополнительной стадии между стадиями 1 и 2 композицию газойля по настоящему изобретению предпочтительно смешивают с 200 мг/л или более и 500 мг/л или менее детергента, содержащего простой полиэфир амина, полибутениламина, алкенилсукцинамид или алкенилсукцинимид, проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени. Предпочтительно, когда присадка, повышающая смазывающую способность, детергент и присадка, облегчающая текучесть при низкой температуре, содержит растворитель, не содержащий химического вещества с точкой плавления 10°C или выше. Предпочтительно, когда композиция газойля имеет перекисное число после ускоренного испытания на устойчивость к окислению, равное 50 мас. ч.млн. или менее, кинематическую вязкость при 30°C, равную 2,5 мм/с или более и 5,0 мм/с или менее, цетановый индекс 45 или более и содержание воды 100 об. ч.млн. или менее.
Содержание серы в композиции газойля по настоящему изобретению обязательно составляет 5 массовых ч.млн. или менее, предпочтительно 3 массовых ч.млн. или менее, более предпочтительно 1 массовую ч.млн. или менее, с целью снижения количества ядовитых веществ, выделяемых двигателем, и улучшения характеристик системы постобработки выхлопных газов. Содержание серы, используемое по настоящему изобретению, означает массовое содержание компонентов серы по отношению к общей массе композиции газойля, измеренное в соответствии с JIS K 2541 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение содержания серы".
Содержание ароматических соединений композиций газойля по настоящему изобретению обязательно составляет 10 об.% или менее, более предпочтительно 8 об.% или менее, более предпочтительно 5 об.% или менее, более предпочтительно 3 об.% или менее, наиболее предпочтительно 1 об.% или менее. Когда композиции имеют содержание ароматических соединений 10 об.% или менее, они могут предотвращать образование PM, обеспечивать экологически безопасные свойства и полностью отвечать требованиям, определенным в настоящем изобретении. Содержание ароматических соединений, используемое в настоящем изобретении, означает об.% (объемный %) содержания ароматического компонента, измеренный в соответствии с JPI-5S-49-97 "Нефтехимические продукты - Определение типов углеводородов - Высокоэффективная жидкостная хроматография", описанном в JPI Standard и Manuals Testing Method for Petroleum Products, опубликованный в Japan Petroleum Inst.
2
Содержание кислорода в композициях газойля по настоящему изобретению обязательно составляет 100 массовых ч.млн. или менее, предпочтительно 80 массовых ч.млн. или менее, более предпочтительно 60 массовых ч.млн. или менее, с целью улучшения устойчивости к окислению. Содержание кислорода измеряют традиционным устройством для элементного анализа. Например, содержание кислорода измеряют превращением образца в CO или далее в CO на платине на углероде, измерением количества кислорода с помощью термокондуктометрического детектора.
3
3
3
3
3
3
x
Плотность при 15°C предпочтительно составляет 760 кг/м или выше, более предпочтительно 765 кг/м или выше, и более предпочтительно 770 кг/м или выше, с целью поддержания теплотворной способности. Плотность предпочтительно составляет 840 кг/см или ниже, более предпочтительно 835 кг/см или ниже, и более предпочтительно 830 кг/см или ниже, с целью уменьшения выделения NO и PM. Плотность, используемая в данном изобретении, означает плотность, измеренную в соответствии с JIS K 2249 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение плотности и таблицы измерений нефти на основе справочной температуры (15°C)".
Что касается дистилляционных характеристик, 90% температура дистилляции композиции газойля (А) обязательно составляет 330°C. Если 90% температура дистилляции превышает 330°C, вероятно, будет иметь место увеличение эмиссии PM или тонкодисперсных включений. Следовательно, 90% температура дистилляции предпочтительно составляет 327°C или ниже, более предпочтительно 325°C или ниже. Если 90% температура дистилляции является слишком низкой, это будет вызывать ухудшение расхода топлива или снижение мощности двигателя. Следовательно, нижний предел 90% температуры дистилляции обязательно составляет 280°C или выше, предпочтительно 285°C или выше, более предпочтительно 290°C или выше. Для композиций газойля (В) и (С) 90% температура дистилляции обязательно составляет 350°C или ниже. Если 90% температура дистилляции превышает 350°C, вероятно будет иметь место увеличение эмиссии PM или тонкодисперсных включений. Следовательно, 90% температура дистилляции предпочтительно составляет 345°C или ниже, более предпочтительно 340°C или ниже, более предпочтительно 335°C или ниже. Если 90% температура дистилляции является слишком низкой, это будет вызывать ухудшение расхода топлива или снижение мощности двигателя. Следовательно, нижний предел 90% температуры дистилляции обязательно составляет 280°C или выше, предпочтительно 285°C или выше, более предпочтительно 290°C или выше.
Начальная точка кипения композиции газойля по настоящему изобретению обязательно составляет 140°C или выше. Если начальная точка кипения ниже 140°C, мощность двигателя и легкость запуска при высокой температуре будут иметь тенденцию к сильному снижению и ухудшению. Следовательно, начальная точка кипения предпочтительно составляет 145°C или выше, более предпочтительно 150°C или выше. Конечная точка обязательно составляет 360°C или ниже. Если конечная точка превышает 360°C, вероятно будет иметь место увеличение эмиссии PM или тонкодисперсных включений. Следовательно, конечная точка предпочтительно составляет 368°C или ниже, более предпочтительно 366°C или ниже.
Не существует конкретных ограничений на 10% температуре дистилляции. Однако нижний предел предпочтительно составляет 160°C или выше, более предпочтительно 170°C или выше, более предпочтительно 180°C или выше, с целью подавления снижения мощности двигателя и ухудшения расхода топлива. Верхний предел предпочтительно составляет 250°C или ниже, более предпочтительно 245°C или ниже, более предпочтительно 230°C или ниже, с целью подавления ухудшения свойств выхлопных газов. Начальная точка кипения, 10% температура дистилляции, 90% температура дистилляции и конечная точка, используемые в данном изобретении, означают величины, измеренные в соответствии с JIS K 2254 "Нефтепродукты - Определение дистилляционных характеристик".
Содержание нерастворимого остатка композиции газойля по настоящему изобретению после определения устойчивости к окислению предпочтительно составляет 1,0 мг/100 мл или менее, более предпочтительно 0,8 мг/100 мл или менее, более предпочтительно 0,5 мг/100 мл или менее из соображений стабильности при хранении. Определение устойчивости к окислению, используемое в данном изобретении, проводят при температуре 95°C с пропусканием кислорода в течение 16 часов в соответствии с ASTM D2274-94. Содержание нерастворимого остатка после определения устойчивости к окислению означает величину, измеренную в соответствии с указанным выше определением устойчивости к окислению.
Композиция газойля по настоящему изобретению обязательно имеет такую смазывающую способность, что диаметр HFRR пятна изнашивания (WS1.4) составляет 400 мкм или менее. Если смазывающая способность является слишком низкой, композиция будет вызывать в дизельных двигателях, снабженных впрыскивающими насосами распределительного типа, в частности, возрастание вращающего момента и износ каждой части насоса при работающем двигателе, вероятно, приводя не только к ухудшению свойств выхлопных газов, но также к поломке самого двигателя. В топливных насосах высокого давления с электронным управлением, обеспечивающих впрыск под высоким давлением, также, вероятно, будет протекать изнашивание подвижных частей. Следовательно, что касается смазывающей способности, диаметр пятна изнашивания HFRR (WS1.4) композиции газойля по изобретению обязательно составляет 400 мкм или менее, предпочтительно 380 мкм или менее, более предпочтительно 360 мкм или менее. Смазывающая способность, то есть диаметр HFRR пятна изнашивания (WS1.4), используемая в данном описании, означает смазывающую способность, измеренную в соответствии с JPI-5S-50-98 "Газойль - Способ определения смазывающей способности", описанном в JPI Standard and Manuals Testing Method for Petroleum Products, опубликованном Japan Petroleum Inst.
Что касается точки помутнения композиции по настоящему изобретению, точка помутнения композиции газойля (А) обязательно составляет -15°C или ниже, более предпочтительно -16°C или ниже, более предпочтительно -17°C или ниже, с целью обеспечения легкости пуска при низкой температуре или дорожных качеств автомобиля, и поддержания характеристик впрыска в топливном насосе высокого давления с электронным управлением. Точка помутнения композиции газойля (В) обязательно составляет -5°C или ниже, более предпочтительно -6°C или ниже, более предпочтительно -8°C или ниже, с целью обеспечения легкости пуска при низкой температуре или дорожных качеств автомобиля, и поддержания характеристик впрыска в топливном насосе высокого давления с электронным управлением. Точка помутнения композиции газойля (С) обязательно составляет -3°C или ниже, более предпочтительно -4°C или ниже, более предпочтительно -5°C или ниже, с целью обеспечения легкости пуска при низкой температуре или дорожных качеств автомобиля, и поддержания характеристик впрыска в топливном насосе высокого давления с электронным управлением.
Точка помутнения, используемая в данном изобретении, означает температуру потери текучести, измеренную в соответствии JIS K 2269 "Способ определения температуры потери текучести и точки помутнения сырой нефти и нефтепродуктов".
Что касается температуры предельной фильтруемости на холодном фильтре композиции газойля по настоящему изобретению, температура предельной фильтруемости на холодном фильтре композиции газойля (А) обязательно составляет -25°C или ниже. Кроме того, температура предельной фильтруемости предпочтительно составляет -26°C или ниже, более предпочтительно -27°C или ниже, с целью предотвращения закупорки предварительно включенного фильтра дизельного автомобиля и поддержания характеристик впрыска топливного насоса высокого давления с электронным управлением. Температура предельной фильтруемости на холодном фильтре композиции газойля (В) обязательно составляет -20°C или ниже. Кроме того, температура предельной фильтруемости предпочтительно составляет -21°C или ниже, более предпочтительно -22°C или ниже, с целью предотвращения закупорки предварительно включенного фильтра дизельного автомобиля и поддержания характеристик впрыска топливного насоса высокого давления с электронным управлением. Температура предельной фильтруемости на холодном фильтре композиции газойля (С) обязательно составляет -10°C или ниже. Кроме того, температура предельной фильтруемости предпочтительно составляет -11°C или ниже, более предпочтительно -12°C или ниже, с целью предотвращения закупорки предварительно включенного фильтра дизельного автомобиля и поддержания характеристик впрыска топливного насоса высокого давления с электронным управлением.
Температура предельной фильтруемости, используемую в данном описании, означает температуру предельной фильтруемости, измеренную в соответствии с JIS K 2288 "Газойль - Определение температуры предельной фильтруемости на холодном фильтре".
Что касается температуры потери текучести композиции газойля по настоящему изобретению, температура потери текучести композиции газойля (А) обязательно составляет -32,5°C или ниже. Кроме того, с целью обеспечения легкости пуска при низкой температуре или дорожных качеств автомобиля и поддержания характеристик впрыска в топливном насосе высокого давления с электронным управлением температура потери текучести предпочтительно составляет -35°C или ниже. Температура потери текучести композиции газойля (В) обязательно составляет -25°C или ниже. Кроме того, с целью обеспечения легкости пуска при низкой температуре или дорожных качеств автомобиля и поддержания характеристик впрыска в топливном насосе высокого давления с электронным управлением температура потери текучести предпочтительно составляет -22,5°C или ниже. Температура потери текучести композиции газойля (С) обязательно составляет -12,5°C или ниже. Кроме того, с целью обеспечения легкости пуска при низкой температуре или дорожных качеств автомобиля и поддержания характеристик впрыска в топливном насосе высокого давления с электронным управлением температура потери текучести предпочтительно составляет -15°C или ниже.
Температура потери текучести, используемая в данном описании, означает температуру потери текучести, измеренную в соответствии с JIS K 2269 "Способ определения температуры застывания и температуры помутнения сырой нефти и нефтепродуктов".
В настоящем изобретении общее содержание нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, в композиции газойля (A) обязательно составляет менее чем 2 мас.% от общей массы композиции газойля. Если общее содержание тяжелых нормальных парафинов составляет 2 мас.% или более, при низких температурах будет индуцироваться отложение смол. Следовательно, общее содержание предпочтительно составляет 1,8 мас.% или менее, более предпочтительно 1,6 мас.% или менее. Кроме того, величина, определенная делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеродов, отличных от нормальных парафинов и содержащих от 20 до 30 атомов углерода, обязательно составляет 0,2 или более и 0,6 или менее, предпочтительно 0,22 или более и 0,57 или менее, более предпочтительно 0,25 или более и 0,55 или менее для того, чтобы улучшить аддитивную растворимость базового масла газойля. Если величина составляет менее 0,2, аддитивная растворимость будет сильно снижена. Если величина составляет более 0,6, текучесть на холоде будет снижена. Кроме того, содержание каждого из нормальных парафинов (CnP) с числом атомов углерода (n) в интервале от 15 до 20 обязательно удовлетворяет соотношению, определенному как C20P<C19P<C18P<C17P<C16P<C15P. До тех пор, пока данное соотношение удовлетворяется, целевая композиция будет иметь стабильную скорость отложения смолы соответственно изменениям температуры, таким как внешняя температура, при которой композицию охлаждают, и будет обеспечивать стабильное проявление свойств присадки, облегчающей текучесть, из-за влияния нормальных парафинов, присутствующих в указанной выше смеси.
Общее содержание насыщенных углеводородов с линейной цепью, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, и содержание насыщенных углеводородов с линейной цепью, имеющих от 15 до 20 атомов углерода, представляет собой величины, измеренные с использованием GC-FID, где колонка представляет собой капиллярную колонку с метилсиликоном (ULTRA ALLOY-1), длина колонки составляет 30 м, газ-носитель представляет собой гелий и детектор представляет собой пламенно-ионизационный детектор (FID). Используют следующие условия разделения: скорость потока газа-носителя составляет 1,0 мл/мин, коэффициент распределения составляет 1:79, температура впрыска образца составляет 360°C, колонку нагревают от 140°C до 355°C (8°C/мин), и температура детектора составляет 360°C.
Для композиции газойля (В) общее содержание нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, обязательно составляет 2 мас.% или более и менее 4 мас.% от общей массы композиции газойля. Если общее содержание тяжелых нормальных парафинов составляет 4 мас.% или более, при низких температурах будет индуцироваться отложение смол. Если общее содержание составляет менее 2 мас.%, количество тяжелых нормальных парафинов будет снижаться, что приведет к уменьшению эффективности присадки, облегчающей текучесть, в которой использованы тяжелые парафины в качестве основной части. Кроме того, величина, определенная делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеродов, отличных от нормальных парафинов и содержащих от 20 до 30 атомов углерода, обязательно составляет 0,2 или более и 0,6 или менее, предпочтительно 0,22 или более и 0,57 или менее, более предпочтительно 0,25 или более и 0,55 или менее для того, чтобы улучшить аддитивную растворимость базового масла газойля. Если величина менее 0,2, аддитивная растворимость будет сильно снижена. Если величина больше 0,6, текучесть на холоде будет снижена. Кроме того, содержание каждого из нормальных парафинов (CnP) с числом атомов углерода (n) в интервале от 15 до 20 обязательно удовлетворяет соотношению, определенному как C20P<C19P<C18P<C17P<C16P<C15P. До тех пор, пока это соотношение удовлетворяется, целевая композиция будет иметь стабильную скорость отложения смолы соответственно изменениям температуры, таким как внешняя температура, при которой композицию охлаждают, и будет обеспечивать стабильное проявление свойств присадки, облегчающей текучесть, из-за влияния нормальных парафинов, присутствующих в указанной выше смеси.
Общее содержание насыщенных углеводородов с линейной цепью, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, и содержание насыщенных углеводородов с линейной цепью, имеющих от 20 до 25 атомов углерода, представляют собой величины, измеренные с использованием GC-FID, где колонка представляет собой капиллярную колонку с метилсиликоном (ULTRA ALLOY-1), длина колонки составляет 30 м, газ-носитель представляет собой гелий, и детектор представляет собой пламенно-ионизационный детектор (FID). Используют следующие условия разделения: скорость потока газа-носителя составляет 1,0 мл/мин, коэффициент распределения составляет 1:79, температура впрыска образца составляет 360°C, колонку нагревают от 140°C до 355°C (8°C/мин), и температура детектора составляет 360°C.
Для композиции газойля (С) общее содержание нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, обязательно составляет 4 мас.% или более и менее 6 мас.% от общей массы композиции газойля. Если общее содержание тяжелых нормальных парафинов составляет 6 мас.% или более, при низких температурах будет индуцироваться отложение смол. Если общее содержание составляет менее 4 мас.%, количество тяжелых нормальных парафинов будет снижаться, что приведет к уменьшению эффективности присадки, облегчающей текучесть, в которой использованы тяжелые парафины в качестве основной части. Кроме того, величина, определенная делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеродов, отличных от нормальных парафинов и содержащих от 20 до 30 атомов углерода, обязательно составляет 0,2 или более и 0,6 или менее, предпочтительно 0,22 или более и 0,57 или менее, более предпочтительно 0,25 или более и 0,55 или менее для того, чтобы улучшить аддитивную растворимость базового масла газойля. Если величина менее 0,2, аддитивная растворимость будет сильно снижена. Если величина более 0,6, текучесть на холоде будет снижена. Кроме того, содержание каждого из нормальных парафинов (CnP) с числом атомов углерода (n) в интервале от 20 до 25 обязательно удовлетворяет соотношению, определенному как C20P>C21P>C22P>C23P>C24P>C25P, а также соотношению, определенному как (C24P-C25P)/C24P>(C22P-C23P)/C22P>(C20P-C21P)/C20P.
В данном описании "(C24P-C25P)/C24P>(C22P-C23P)" представляет собой величину, определенную делением содержания нормальных парафинов, имеющих 24 и 25 атомов углерода, на содержание нормальных парафинов, имеющих 24 атома углерода. Также "(C22P-C23P)/C22P>(C20P-C21P)/C20P" рассчитано аналогично. Приведенные соотношения были получены в результате интенсивных исследований и изучения, проведенного авторами настоящего изобретения. Данные соотношения выражают скорость осаждения тяжелых нормальных парафинов относительно температуры в упрощенной форме. До тех пор, пока это соотношение удовлетворяется, целевая композиция будет иметь стабильную скорость осаждения смолы соответственно изменениям температуры, таким как внешняя температура, при которой композицию охлаждают, и будет обеспечивать стабильное проявление свойств присадки, облегчающей текучесть, из-за влияния нормальных парафинов, присутствующих в указанной выше смеси.
Общее содержание насыщенных углеводородов с линейной цепью, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, и содержание насыщенных углеводородов с линейной цепью, имеющих от 20 до 25 атомов углерода, представляют собой величины, измеренные с использованием GC-FID, где колонка представляет собой капиллярную колонку с метилсиликоном (ULTRA ALLOY-1), длина колонки составляет 30 м, газ-носитель представляет собой гелий, и детектор представляет собой пламенно-ионизационный детектор (FID). Используют следующие условия разделения: скорость потока газа-носителя составляет 1,0 мл/мин, коэффициент распределения составляет 1:79, температура впрыска образца составляет 360°C, колонку нагревают от 140°C до 355°C (8°C/мин), и температура детектора составляет 360°C.
Перекисное число композиции газойля по настоящему изобретению после ускоренного испытания на окисляемость (тест на устойчивость к окислению) предпочтительно составляет 50 массовых ч.млн. или менее, более предпочтительно 40 массовых ч.млн. или менее, 30 массовых ч.млн. или менее из соображений стабильности при хранении и совместимости частей. Перекисное число после ускоренного испытания на окисляемость, используемое в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JPI-5S-46-96, описанном в JPI Standard. Измерение перекисного числа после ускоренного испытания на окисляемость проводят при температуре 95°C при пропускании кислорода в течение 16 часов в соответствии с ASTM D2274-94. При необходимости композиции газойля по настоящему изобретению могут быть смешаны с присадками, такими как антиоксиданты или дезактиваторы металлов, с целью снижения перекисного числа.
2
2
2
2
2
2
2
x
Кинематическая вязкость при 30°C композиции газойля по настоящему изобретению предпочтительно составляет 2,5 мм/с или выше, более предпочтительно 2,55 мм/с или выше, более предпочтительно 2,6 мм/с или выше. Если кинематическая вязкость ниже, чем 2,5 мм/с, трудно регулировать впрыск топлива со стороны топливного насоса высокого давления, и смазывающая способность в каждой части топливного насоса высокого давления, установленного в двигателе, будет уменьшаться. Не существует конкретного ограничения по верхней границе кинематической вязкости при 30°C. Однако кинематическая вязкость предпочтительно составляет 5 мм/с или ниже, более предпочтительно 4,8 мм/с или ниже, более предпочтительно 4,5 мм/с или ниже, с целью предотвращения увеличения концентраций NO и PM в выхлопных газах, которое приводит к дестабилизации системы впрыска топлива из-за увеличения сопротивления в этом месте. Кинематическая вязкость, используемая в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JIS K 2283 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение кинематической вязкости и расчет индекса вязкости из кинематической вязкости".
x
Цетановый индекс композиции газойля по настоящему изобретению предпочтительно составляет 45 или более. Если цетановый индекс ниже 45, вероятно, что концентрации PM, альдегидов и NO будут увеличиваться. В силу тех же причин, цетановый индекс предпочтительно составляет 47 или более, более предпочтительно 50 или более. Не существует конкретного ограничения по верхнему пределу цетанового индекса. Однако если цетановый индекс превышает 80, будет увеличиваться выделение копоти в процессе ускорения транспортного средства. Следовательно, цетановый индекс предпочтительно составляет 78 или менее, более предпочтительно 75 или менее, более предпочтительно 73 или менее. Цетановый индекс, используемый в данном изобретении, означает величину, рассчитанную в соответствии с "8,4 способ расчета цетанового индекса с использованием уравнений переменных", описанный в JIS K 2280 "Нефтепродукты - Топлива - Определение октанового числа, цетанового числа и расчет цетанового индекса". Цетановый индекс, определенный стандартом JIS, обычно используют для газойлей, не содержащих присадок, повышающих цетановое число. Однако в настоящем изобретении "8,4 способ расчета цетанового индекса с использованием уравнений переменных" применяют к газойлю, содержащему присадку, повышающую цетановое число, и величина, полученная таким образом, также определяется как цетановый индекс.
x
Не существует конкретных ограничений по цетановому числу композиций газойля по настоящему изобретению до тех пор, пока удовлетворяются вышеописанные свойства. Однако цетановое число предпочтительно составляет 45 или более, более предпочтительно 47 или более, более предпочтительно 50 или более, с целью снижения детонации в процессе дизельного сгорания и снижения выделения NO, PM и альдегидов в выхлопной газ. С целью снижения черного дыма в выхлопном газе цетановый индекс предпочтительно составляет 80 или ниже, более предпочтительно 78 или ниже, более предпочтительно 75 или ниже. Цетановое число, используемое в данном изобретении, означает цетановое число, измеренное в соответствии с "7. Способ определения цетанового числа", описанного в JIS K 2280 "Нефтепродукты - Топлива - Определение октанового числа, цетанового числа и расчет цетанового индекса".
Содержание воды в композициях газойля по настоящему изобретению предпочтительно составляет 100 объемных ч.млн., более предпочтительно 50 объемных ч.млн., более предпочтительно 20 объемных ч.млн., с целью предотвращения замерзания композиции и корродирования внутренней части двигателя. Содержание воды, используемое в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JIS K 2275 "Нефть и нефтепродукты - Определение содержания воды - Потенциометрический способ Карла Фишера".
Температуры вспышки композиций газойля по настоящему изобретению предпочтительно составляет 45°C или выше. Температура вспышки ниже 45°C не является предпочтительной из соображений безопасности. Следовательно, предпочтительная температура вспышки составляет 47°C или выше, более предпочтительно 50°C или выше. Температура вспышки, используемая в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JIS K 2265 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение температуры вспышки”.
Не существует конкретного ограничения по углеродистому остатку 10% кубового остатка композиций газойля по настоящему изобретению. Однако предпочтительным является углеродистый остаток 10% кубового остатка, равный 0,1 мас.% или менее, более предпочтительно 0,08 мас.% или менее, более предпочтительно 0,05 мас.% или менее, с целью уменьшения (количества) тонкодисперсных частиц и РМ, поддержания системы постобработки выхлопных газов, установленной в двигателе, и предотвращения засорения фильтра осадком. Углеродистый остаток 10% кубового остатка, используемый в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JIS K 2270 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение углеродистого остатка".
В настоящем изобретении необходимо, чтобы композицию газойля сначала смешивали с присадкой, повышающей смазывающую способность, проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени (стадия 1) и затем смешивали с присадкой, облегчающей текучесть при низкой температуре, проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени (стадия 2). Альтернативно, в зависимости от свойств, требуемых для топлива, между стадиями 1 и 2 может быть предоставлена стадия, на которой детергент смешивают с композицией газойля проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени. Кроме того, в соответствии с обстоятельствами могут быть добавлены другие присадки в подходящих количествах, такие как присадки, повышающие цетановое число.
Проточное смешивание, приведенное как способ смешивания композиции газойля с присадками, означает способ, в котором присадки добавляют к композиции газойля при перенесении композиции под давлением между, например, резервуаром-хранилищем и резервуаром-хранилищем, производственной установкой и производственной установкой или производственной установкой и резервуаром-хранилищем, и диффундируют и смешиваются до тех пор, пока композиция проходит от верхнего потока к нижнему потоку. Принудительное перемешивание означает способ, в котором пока композиция газойля находится в резервуаре-хранилище или в производственной установке, присадки добавляют непосредственно в емкости и принудительно диффундируют и смешивают принудительным циркулированием с помощью насоса и с помощью мешалки. Отстаивание означает способ, в котором к композиции газойля добавляют присадки с помощью различных способов, и либо резервуар-хранилище, либо производственную установку оставляют для отстаивания в течение значительного периода для диффундирования и смешивания путем естественной диффузии и естественной конвекции. В любом из способов смешивания газойль может быть нагрет, чтобы улучшить эффективность смешивания.
Не существует конкретного ограничения в отношении стадий 1 и 2 до тех пор, пока композиция газойля по настоящему изобретению может быть получена в соответствии с порядком добавления присадок и способом смешивания композиции газойля и присадок. Следовательно, могут быть использованы любые способы добавления, которые используют для получения композиций газойля на нефтеперегонных заводах. Что касается способа добавления присадки, облегчающей текучесть при низкой температуре, часто используют способ, в котором присадку, облегчающую текучесть, добавляют к газойлю после растворения в растворителе, керосине или газойле, или присадку добавляют после нагревания при температуре, которая на 10°C выше, чем температура окружающей среды.
Предпочтительно, когда присадки, используемые в настоящем изобретении, не содержат растворителя, содержащего химическое вещество, точка плавления которого составляет 10°C или выше. Если используют растворитель с точкой плавления 10°C или выше, растворитель будет осаждаться раньше, чем смола газойля, что приводит к ухудшению низкотемпературных свойств композиции. Примеры растворителей с точкой плавления 10°C или выше включают насыщенные спирты, в которых гидроксильные группы связаны с алкильной группой с линейной цепью, имеющей 11 или более атомов углерода, и концевые группы (например, додециловый спирт), и соединения, имеющие фенольную группу. С целью снижения нагрузки на окружающую среду предпочтительно не использовать в таких присадках и, следовательно, растворителях так называемый эндокриновый разрушитель или вещества, использование которых запрещено с точки зрения защиты окружающей среды.
Необходимо добавлять присадку, повышающую смазывающую способность, к композиции газойля по настоящему изобретению, с целью предотвращения износа топливного насоса высокого давления, при этом количество присадки, повышающей смазывающую способность, предпочтительно составляет 20 мг/л или более и 300 мг/л или менее, предпочтительно 50 мг/л или более и 200 мг/л или менее, в единицах концентрации активного компонента. Когда присадку, повышающую смазывающую способность, смешивают в количестве, которое находится в указанных границах, присадка, повышающая смазывающую способность, может эффективно проявлять свою эффективность. Например, в дизельном двигателе, снабженном впрыскивающим насосом распределительного типа, присадка, повышающая смазывающую способность, может предотвращать увеличение вращающего момента и может снижать износ каждой части насоса в процессе работы двигателя.
Присадки, повышающие смазывающую способность, должны быть таких типов, которые содержат соединения с полярной группой, содержащей жирную кислоту и/или сложный эфир жирной кислоты. Не существует конкретного ограничения по наименованию соединения. Присадка, повышающая смазывающую способность, следовательно, может быть одного или нескольких типов и выбираться из присадок, повышающих смазывающую способность, на основе карбоновых кислот, сложных эфиров, спиртов и фенола. Среди таких присадок, повышающих смазывающую способность, предпочтительными являются присадки, повышающие смазывающую способность, на основе карбоновых кислот и сложных эфиров. Присадки, повышающие смазывающую способность, на основе карбоновых кислот могут быть на основе линолевой кислоты, олеиновой кислоты, салициловой кислоты, пальмитиновой кислоты, миристиновой кислоты или гексадеценовой кислоты или смеси двух или нескольких карбоновых кислот. Примеры присадок, повышающих смазывающую способность, на основе сложных эфиров включают в качестве сложных эфиров сложные эфиры карбоновых кислот и глицерина. Карбоновые кислоты, образующие сложные эфиры карбоновых кислот, могут быть одного или нескольких типов. Конкретные примеры карбоновых кислот включают линолевую кислоту, олеиновую кислоту, салициловую кислоту, пальмитиновую кислоту, миристиновую кислоту или гексадеценовую кислоту. Средняя молекулярная масса активных компонентов присадок, повышающих смазывающую способность, предпочтительно составляет 200 или более и 1000 или менее для улучшения растворимости композиции газойля.
Композиции газойля по настоящему изобретению могут быть смешаны с присадками, облегчающими текучесть на холоде, с целью предотвращения засорения фильтра автомобиля с дизельным двигателем. Количество присадок, облегчающих текучесть на холоде, обязательно составляет 20 мг/л или более и 1000 мг/л или менее, более предпочтительно 300 мг/л или более и 800 мг/л или менее в единицах концентрации активного компонента.
Присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре, должна представлять собой сополимер этиленвинилацетата и/или соединение, обладающее поверхностной активностью. Примеры присадок, облегчающих текучесть при низкой температуре, обладающих эффектом поверхностной активности, включают один или нескольких типов, выбранных из сополимеров этилен и метиленметакрилата, сополимеров этилена и α-олефина, хлорированных метиленвинилацетатных сополимеров, сополимеров алкиловых сложных эфиров ненасыщенных карбоновых кислот, эфиров, синтезированных из азотсодержащих соединений, имеющих гидроксильную группу, и насыщенных жирных кислот и солей сложных эфиров, сложноэфирных и амидных производных, синтезированных из многоатомных спиртов и насыщенных жирных кислот, сложных эфиров, синтезированных из полиоксиалкиленгликоля и насыщенной жирной кислоты, сложных эфиров, синтезированных из алкиленоксидных аддуктов многоатомных спиртов или их неполных сложных эфиров и насыщенных жирных кислот, хлорированных парафин/нафталиновых конденсатов, алкенилсукцинамидов и аминных солей сульфобензойных кислот.
Помимо приведенных выше присадок, облегчающих текучесть при низкой температуре, композиция газойля по настоящему изобретению может содержать любой один или несколько типов, выбранных из алкенилсукцинамидов; линейных соединений, таких как сложные эфиры полиэтиленгликоля дибехеновой кислоты; полярных азотных соединений, содержащих реакционные продукты кислот, таких как фталевая кислота, этилендиаминтетрауксусная кислота и нитрилуксусная кислота или ее ангидрид, и гидрокарбил-замещенные амины; и гребенчатых полимеров, содержащих алкилфумарат- или алкилитаконат-незамещенные сложноэфирные сополимеры.
Поскольку коммерчески доступные продукты, которые используют в качестве присадок, облегчающих текучесть на холоде, часто доступны в форме, в которой активные компоненты, обеспечивающие низкотемпературную текучесть (активные компоненты), растворены в подходящем растворителе, при этом указанное выше количество присадки, облегчающей текучесть на холоде, означает количество активных коммерчески доступных продуктов, которые добавляют к композициям газойля по настоящему изобретению.
К композиции газойля по настоящему изобретению может быть добавлен детергент, если необходимо. Однако необходимо, чтобы детергент добавляли после добавления присадки, повышающей смазывающую способность, и после добавления присадки, облегчающей текучесть при низкой температуре, или одновременно с добавлением присадки, повышающей смазывающую способность. Не существует конкретного ограничения по компонентам детергента. Примеры детергентов включают беззольные диспергаторы, например простые полиэфиры амина, которые представляют собой продукты реакции бутиленоксида и амина; полибутениламины, синтезированные из полибутенилянтарного ангидрида и этиленполиаминов; сложные эфиры янтарной кислоты, такие как сложный полибутениловый эфир янтарной кислоты, синтезированный из многоатомных спиртов, таких как пентаэритритол, и полибутенилянтарного ангидрида; сополимеризованные полимеры, такие как сополимеры диалкиламиноэтилметакрилатов, полиэтиленгликольметакрилатов или винилпирролидона и алкилметакрилатов; продукты реакции карбоновых кислот и аминов. Среди них предпочтительными являются алкенилсукцинимиды и продукты реакции карбоновых кислот и аминов. Такие детергенты могут быть использованы индивидуально или в комбинации. Когда используют алкенилсукцинимид, алкенилсукцинимид, имеющий молекулярную массу от 1000 до 3000, может быть использован индивидуально, алкенилсукцинимид, имеющий молекулярную массу от 700 до 2000, и алкенилсукцинимид, имеющий молекулярную массу от 10000 до 20000, могут быть использованы в комбинации. Карбоновые кислоты, составляющие продукты реакции карбоновых кислот и аминов, могут быть одного или нескольких типов. Конкретные примеры карбоновых кислот включают жирные кислоты, имеющие от 12 до 24 атомов углерода, и ароматические карбоновые кислоты, имеющие от 7 до 24 атомов углерода. Примеры жирных кислот, имеющих от 12 до 24 атомов углерода, включают, но не ограничиваются ими, линолевую кислоту, олеиновую кислоту, пальмитиновую кислоту и миристиновую кислоту. Примеры ароматических карбоновых кислот, имеющих от 7 до 24 атомов углерода, включают, но не ограничиваются ими, бензойную кислоту и салициловую кислоту. Амины, составляющие продукты реакции карбоновых кислот и аминов, могут быть одного или нескольких типов. Типичные примеры аминов, используемых в данном изобретении, включают, но не ограничиваются ими, олеиновые амины. Также могут быть использованы различные амины.
x
Не существует конкретных ограничений по количеству добавляемого детергента. Однако предпочтительное количество составляет 20 мг/л или более, более предпочтительно 50 мг/л или более, и более предпочтительно 100 мг/л или более по отношению к общей массе композиции газойля, поскольку детергент может проявлять эффект предотвращения засорения форсунки топливного инжектора. Этот эффект не может быть достигнут, если количество детергента составляет менее 20 мг/л. С другой стороны, если добавляют слишком большое количество детергента, не удается получить сбалансированного с количеством эффекта. Следовательно, предпочтительное количество детергента составляет 500 мг/л или менее, более предпочтительно 300 мг/л или менее, более предпочтительно 200 мг/л или менее, поскольку детергент может увеличивать количества NO, PM и альдегидов в выхлопных газах дизельного двигателя. Коммерчески доступные детергенты обычно доступны в форме, в которой активный компонент, проявляющий детергентность, растворен в подходящем растворителе. В случае, когда композицию газойля по настоящему изобретению готовят с использованием таких продуктов, содержание эффективного компонента предпочтительно находится в вышеописанном интервале.
При необходимости композиции газойля по настоящему изобретению могут быть смешаны с присадкой, повышающей цетановое число, в подходящем количестве для улучшения цетановых чисел композиций.
Присадка, повышающая цетановое число, может быть любым из разнообразных соединений, известных в качестве присадки, повышающей цетановое число газойля. Примеры таких присадок, повышающих цетановое число, включают нитратные сложные эфиры и органические пероксиды. Присадки, повышающие цетановое число, могут быть использованы индивидуально или в комбинации. Предпочтительными для использования в настоящем изобретении являются нитратные сложные эфиры. Примеры нитратных сложных эфиров включают различные нитраты, такие как 2-хлорэтилнитрат, 2-этоксиэтилнитрат, изопропилнитрат, бутилнитрат, первичный амилнитрат, вторичный амилнитрат, изоамилнитрат, первичный гексилнитрат, вторичный гексилнитрат, н-гептилнитрат, н-октилнитрат, 2-этилгексилнитрат, циклогексилнитрат и этиленгликоль динитрат. Особенно предпочтительными являются алкилнитраты, имеющие 6-8 атомов углерода.
x
Содержание присадки, повышающей цетановое число, предпочтительно составляет 500 мг/л или более, более предпочтительно 600 мг/л или более, более предпочтительно 700 мг/л или более, более предпочтительно 800 мг/л или более, наиболее предпочтительно 900 мг/л или более. Если содержание присадки, повышающей цетановое число, составляет менее 500 мг/л, эффект повышения цетанового числа может не достигаться в подходящей степени, приводя к тому, что PM, альдегиды и NO в выхлопных газах от дизельного двигателя не будут снижаться в подходящей степени. Не существует конкретных ограничений по верхней границе содержания присадки, повышающей цетановое число. Однако верхний предел предпочтительно составляет 1400 мг/л или менее, более предпочтительно 1250 мг/л или менее, более предпочтительно 1100 мг/л или менее и наиболее предпочтительно 1000 мг/л или менее по отношению к общей массе композиции газойля.
Присадка, повышающая цетановое число, может быть одной из присадок, синтезированных в соответствии с традиционными способами, или коммерчески доступным продуктом. Такие продукты под названием присадок, повышающих цетановое число, доступны в виде, где активный компонент, обеспечивающий повышение цетанового числа (то есть сама присадка, повышающая цетановое число), растворен в подходящем растворителе. В случае, когда композицию газойля по настоящему изобретению готовят с использованием любого из указанных коммерчески доступных продуктов, содержание эффективного компонента предпочтительно находится в вышеописанном интервале.
Для того, чтобы дополнительно улучшить свойства композиций газойля по настоящему изобретению, индивидуально или в комбинации могут быть использованы другие известные топливные присадки (называемые в данном описании "другими присадками" для упрощения). Примеры таких других присадок включают антиоксиданты на основе фенола и аминов; дезактиваторы металлов, такие как салицилиденовые производные; антикоррозионные агенты, такие как алифатические амины и алкенильные сложные эфиры янтарной кислоты; антистатики, такие как анионные, катионные и амфотерные поверхностно-активные агенты; колорирующие агенты, такие как азокрасители; пеноуничтожающие реагенты на основе силикона и противообледенительные агенты, такие как 2-метоксиэтанол, изопропиловый спирт и полигликолевые простые эфиры.
Количества других присадок могут выбираться произвольно. Однако количество каждой из других присадок предпочтительно составляет 0,5 мас.% или менее, более предпочтительно 0,2 мас.% или менее по отношению к общей массе композиции.
Не существует конкретного ограничения по другим спецификациям дизельного двигателя, в котором используют композицию газойля по настоящему изобретению, их применениям и по окружающей среде, в которой используют композицию газойля.
Как описано выше в соответствии с настоящим изобретением, применение композиции газойля, полученной вышеописанным способом, которая будет удовлетворять всем требованиям, касающимся фракций и подобным, делает возможным легкое получение композиции газойля, подходящей для зимнего периода, которая сможет обеспечить выполнение всех требований по снижению нагрузки на окружающую среду, низкотемпературным свойствам и низкому потреблению топлива, которые было трудно получить при использовании традиционных композиций газойля, даже если композиция по настоящему изобретению в основном содержит синтетическую основу ФТ.
Настоящее изобретение может обеспечить композицию газойля, подходящую для применения в зимний период, которая может соответствовать всем требованиям по снижению нагрузки на окружающую среду, низкотемпературным свойствам и низкому потреблению топлива.
Примеры
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно посредством следующих примеров и сравнительных примеров, которые не должны рассматриваться как ограничивающие объем притязаний настоящего изобретения.
Характеристики композиций газойля измеряют следующими способами. Соотношение компонентов каждой фракции и их цетановые числа измеряют после смешивания и перегонки базовых масел.
Плотность, используемую в данном изобретении, означает плотность, измеренную в соответствии с JIS K 2249 "Сырая нефть и нефтепродукты - определение плотности и таблицы измерений нефти на основе справочной температуры (15°C)".
Кинематическая вязкость, используемая в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JIS K 2283 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение кинематической вязкости и расчет индекса вязкости из кинематической вязкости".
Температура вспышки, используемая в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JIS K 2265 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение температуры вспышки”.
Содержание серы (содержание компонентов серы), используемое в данном изобретении, означает массовое содержание компонентов серы по отношению к общей массе композиции газойля, измеренное в соответствии с JIS K 2541 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение содержания серы".
2
Содержание кислорода (содержание кислородных компонентов), используемое в данном изобретении, означает величину, измеренную с помощью термокондуктометрического детектора после превращения образца в CO или, альтернативно, далее в CO на платине на углероде.
Все дистилляционные свойства, используемые в данном изобретении, измеряют в соответствии с JIS K 2254 "Нефтепродукты - Определение дистилляционных характеристик".
Содержание нормальных парафинов каждого числа атомов углерода (которое цитируется как "CnP"), содержание нормальных парафинов, содержащих от 20 до 30 атомов углерода (которое цитируется как "C20-C30P"), и содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода (которое цитируется как "C20-C30 содержание углеводородов, отличных от C20-C30P"), и величина, определяемая делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов (C20-C30P/C20-C30 содержание углеводородов, отличных от C20-C30P), представляют собой величины (мас.%), измеренные GC-FID, где колонка представляет собой капиллярную колонку с метилсиликоном (ULTRA ALLOY-1), длина колонки составляет 30 м, газ-носитель представляет собой гелий, и детектор представляет собой пламенно-ионизационный детектор (FID). Используют следующие условия разделения: скорость потока газа-носителя составляет 1,0 мл/мин, коэффициент распределения составляет 1:79, температура впрыска образца составляет 360°C, колонку нагревают от 140°C до 355°C (8°C/мин), и температура детектора составляет 360°C.
Цетановый индекс и цетановое число, используемые в данном изобретении, означают величины, рассчитанные в соответствии со способом "8,4 Способ расчета цетанового индекса с использованием уравнений переменных", описанный в JIS K 2280 "Нефтепродукты - Топлива - Определение октанового числа, цетанового числа и расчет цетанового индекса".
Точка помутнения, используемая в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии JIS K 2269 "Способ определения температуры потери текучести и точки помутнения сырой нефти и нефтепродуктов".
Температура предельной фильтруемости, используемая в данном изобретении, означает температуру предельной фильтруемости, измеренную в соответствии с JIS K 2288 "Газойль - определение температуры предельной фильтруемости на холодном фильтре".
Температура потери текучести, используемая в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии JIS K 2269 "Способ определения температуры потери текучести и точки помутнения сырой нефти и нефтепродуктов".
Углеродистый остаток 10% кубового остатка, используемый в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JIS K 2270 "Сырая нефть и нефтепродукты - Определение углеродистого остатка".
Содержание ароматических соединений, используемое в настоящем изобретении, означает об.% (объемный %) содержания ароматического компонента, измеренный в соответствии с JPI-5S-49-97 "Нефтепродукты - Определение типов углеводородов высокоэффективной жидкостной хроматографией", описанном в JPI Standard и Manuals Testing Method for Petroleum Products, опубликованный в Japan Petroleum Inst.
Перекисное число после ускоренного испытания на окисление, используемое в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JPI-5S-46-96, описанном в JPI Standard and Manuals Testing Method for Petroleum Products, опубликованном Japan Petroleum Inst. Измерение перекисного числа после ускоренного испытания на окисление проводят при температуре 95°C при пропускании кислорода в течение 16 часов в соответствии с ASTM D2274-94.
Содержание нерастворимого остатка после определения устойчивости к окислению, используемое по изобретению, означает величину, измеренную после проведения ускоренного теста на устойчивость к окислению, который проводят при температуре 95°C с пропусканием кислорода в течение 16 часов в соответствии с ASTM D2274-94.
Смазывающая способность, то есть диаметр HFRR пятна изнашивания (WS1.4), используемая в данном изобретении, означает смазывающую способность, измеренную в соответствии с JPI-5S-50-98 "Газойль - Способ определения маслянистости", описанный в JPI Standard and Manuals Testing Method for Petroleum Products, опубликованный Japan Petroleum Inst.
Содержание воды, используемое в данном изобретении, означает величину, измеренную в соответствии с JIS K 2275 "Нефть и нефтепродукты - Определение содержания воды - Потенциометрический способ Карла Фишера".
Примеры 1 и 2 и сравнительные примеры 1 и 2
Базовые масла с характеристиками, приведенными в таблице 1, смешивают и получают композиции газойля, приведенные в таблице 2 (примеры 1 и 2 и сравнительные примеры 1 и 2). Синтетические основы ФТ 1 и 2 представляют собой смеси углеводородов, полученных превращением природного газа в смолы или средней фракции посредством реакции ФТ с последующей гидроочисткой. Условия реакции для каждого синтетического масла ФТ варьируются. Синтетическая основа ФТ 1 представляет собой базовое масло, полученное направленным проведением изомеризации. Синтетическая основа ФТ 2 представляет собой базовое масло, полученное обработкой, в которой не преследовалась цель проведения направленной изомеризации. Высокочистое базовое масло представляет собой углеводородное базовое масло, полученное дополнительной гидроочисткой газойльного базового масла для дополнительного снижения содержания серы и ароматических соединений. Обработанное масло, полученное из животных или растительных масел, представляет собой масло, полученное гидроочисткой пальмового масла (неочищенный компонент), используемого в качестве сырья, для удаления инородных примесей. Газойль после обработки соответствует коммерчески доступному JIS №2 газойлю, который используют в течение зимнего сезона. Композиции примеров 1 и 2 и сравнительного примера 1 получают смешиванием указанных базовых масел в подходящих количествах или использованием любого из указанных базовых масел в качестве единственного компонента.
Присадки, которые используют в данных примерах, являются следующими.
Присадка, повышающая смазывающую способность: Infineum R 655, производство Infineum Japan Ltd. (активный компонент: смесь сложного алкилового эфира с прямой цепью, содержащая жирную кислоту в качестве исходного материала, средняя молекулярная масса: 250 ММ).
Детергенты: смесь алкенилсукцинимида.
Присадка, облегчающая текучесть при низкой температуре: Infineum R240, производство Infineum Japan Ltd. (активный компонент: смесь сополимеров этиленвинилацетата, растворитель: алкилбензол) (точка плавления: -50°C или ниже).
В примере 1 присадки вводят на заранее определенных стадиях, то есть стадиях, где добавляют присадку, повышающую смазывающую способность, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают и добавляют присадку, облегчающую текучесть, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают. Также в примере 2 присадки вводят на заранее определенных стадиях, то есть стадиях, где добавляют присадку, повышающую смазывающую способность, и детергент, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают, и добавляют присадку, облегчающую текучесть, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают. В сравнительном примере 1 добавляют только присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре. Считается, что присадки, используемые в данных примерах, не содержат растворителей с точками кипения 10°C или выше.
В таблице 2 показаны соотношения смесей композиций газойля, полученных таким образом, и 15°C плотность, 30°C кинематическая вязкость, температура вспышки, содержание серы, содержание кислорода, дистилляционные свойства, содержание нормальных парафинов каждого числа атомов углерода (CnP), содержание нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода (C20-C30P), величина, определенная делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, цетановый индекс, цетановое число, содержание ароматических соединений, температура замутнения, температура предельной фильтруемости, температура потери текучести, содержание углеродистого остатка в 10% кубовом остатке, содержание нерастворимого остатка и перекисное число после теста на устойчивость к окислению, диаметр пятна изнашивания и содержание воды в каждой композиции.
Композиции газойля, которые используют в примерах 1 и 2, получают смешиванием 60 мас.% или более синтетических основ ФТ, как показано в таблице 2. Далее, как показано в таблице 2, для примеров 1 и 2, в которых синтетические основы ФТ смешивают в определенном в данном изобретении интервале, легко получают композиции газойля, удовлетворяющие характеристикам, определенным в данном описании. С другой стороны, как показано в сравнительном примере 1, где композиция не обладает свойствами, описанными в настоящем изобретении, или композицию не смешивают с заранее определенными присадками, как определено на стадиях 1 и 2 по настоящему изобретению, композиции, которая ожидается в настоящем изобретении, не получается.
Далее проводят следующие разнообразные испытания с использованием композиций газойля примеров 1 и 2 и сравнительного примера 1. Все результаты отражены в таблице 3. Как показано в таблице 3, композиции газойля примеров 1 и 2 обладают свойствами понижения нагрузки на окружающую среду, имеют отличные показатели по потреблению топлива и легкости пуска при низкой температуре по сравнению с композициями газойля в сравнительном примере 1. Следовательно, композиции газойля по настоящему изобретению достигают высокого уровня требований как по отличным показателям потребления топлива, так и по легкости пуска при низкой температуре. Такие свойства очень трудно получить при использовании традиционных композиций газойля.
Испытание на дизельное сгорание
x
Коммерчески доступный двигатель 1 испытывают с каждой композицией газойля в режиме, показанном на фиг.1, для измерения NO, копоти и потребления топлива. Результаты топлива сравнительного примера 1 принимают за 100, и для результатов других топлив проводят относительную оценку, путем сравнения с результатами сравнительного примера 1 (меньшие величины означают лучшие результаты).
Испытание на легкость пуска при низкой температуре
Используют транспортное средство 1 и беговой барабан, способный контролировать температуру окружающей среды. Каждую из композиций газойля подвергают испытанию при комнатной температуре. Испытание проводят следующим образом: (1) отжиг (промывка) топливной системы испытуемого дизельного транспортного средства с испытуемым топливом; (2) дренирование топлива, используемого для отжига; (3) замена главного фильтра новым; и (4) наполнение топливного бака топливом для оценки конкретного количества (1/2 объема топливного бака испытуемого транспортного средства). Испытание продолжают (5) быстрым охлаждением температуры окружающей среды от комнатной температуры до -15°C; (6) поддерживают температуру при -15°C в течение одного часа; (7) постепенно охлаждают со скоростью 1°C/ч до достижения заранее определенной температуры (-25°C); и (8) заводят двигатель после поддержания заранее определенной температуры в течение одного часа. Если двигатель не заводится даже после 10 секунд, холодный запуск повторяют дважды с интервалом в 30 секунд, топливо оценивают как "не прошло" в этот момент. Если двигатель заводится в течение 10 секунд запуска холодного двигателя, второй запуск холодного двигателя повторяют дважды с интервалом в 30 секунд, двигатель работал вхолостую в течение 3 минут, затем транспортное средство разгоняют до 60 км/ч за 15 секунд и ведут на низкой скорости. Если присутствуют дефекты работы (колебания, дерганье, снижение скорости транспортного средства или остановка двигателя) в течение разгона до 60 км/ч и езды на низкой скорости в течение 20 минут, композиция газойля оценивается как "не прошла" в этот момент. Если двигатель доезжал до конца без каких-либо дефектов, композиция газойля оценивается как "прошла".
Спецификация транспортного средства: Транспортное средство 1
Тип двигателя: рядный 4-цилиндровый дизельный двигатель с внутренним охлаждением и EGR
Объем двигателя: 1,4 л
Внутренний диаметр×ход: 73 мм×81,4 мм
Коэффициент сжатия: 18,5 (изменен до 16,0)
Максимальная производительность: 72 кВт/4000 об/мин
Принятое постановление: 2002 Exhaust Gas Emission Regulation
Масса транспортного средства: 1060 кг
Трансмиссия: 5-скоростная механическая трансмиссия
Устройство для постобработки выхлопных газов: окисление
<b>Таблица 1</b>
<b>Синтетическая основа ФТ 1</b>
<b>Синтетическая основа ФТ 2</b>
<b>Высокогидри-рованное обработанное масло</b>
<b>Обработанное масло из животного или растительного масла</b>
<b>Газойль после гидроочистки</b>
Плотность (15°С) кг/м<sup>3</sup>
778
771
814
765
831
Кинематическая вязкость(30°С) мм<sup>3</sup>/с
3,0
2,8
3,4
2,3
4,4
Дистилляционные свойства, °C
10% температура дистилляции
195,0
217,0
217,5
226,5
230,0
50% температура дистилляции
243,5
264,0
272,0
249,5
292,5
90% температура дистилляции
323,5
324,5
322,5
267,0
345,0
Содержание серы, мас.%
<1
<1
<1
<1
8
<b>Таблица 2</b>
<b>Пример 1</b>
<b>Пример 2</b>
<b>Сравнительный пример 1</b>
Синтетическая основа ФТ 1
100
60
Синтетическая основа ФТ 2
100
Высокогидрированное обработанное масло
10
Обработанное масло, из животного или растительного масла
10
Композиция газойля после гидроочистки
20
Плотность (15°C), кг/м<sup>3</sup>
778
790
771
Кинематическая вязкость, (30°C) мм<sup>3</sup>/с
3,0
3,2
2,8
Температура вспышки °C
58
62
58
Содержание серы, мас. ч.млн.
<1
<1
<1
Содержание кислорода, мас. ч.млн.
<10
<10
120
Дистилляционные свойства, °C
Начальная точка кипения
158,5
161,0
171,0
10% температура дистилляции
195,0
202,0
217,0
50% температура дистилляции
243,5
254,0
264,0
90% температура дистилляции
323,5
324,0
324,5
Конечная точка
359,0
355,5
369,0
CnP, мас.%
C15
2,5
2,3
3,2
C16
2,3
2,1
3,4
C17
1,9
1,8
3,1
C18
1,8
1,4
2,6
C19
1,5
1,1
2,6
C20
1,1
0,7
1,9
C20-C30P
1,8
1,5
2,4
Содержание C20-30 углеводородов, отличных от C20-30P, мас.%
7,5
4,4
12,6
Содержание C20-C30P/C20-C30 углеводородов, отличных от C20-30P
0,24
0,34
0,19
Цетановый индекс
72,0
69,6
85,7
Цетановое число
65,5
64,0
80,9
Содержание ароматических соединений, об. %
<1
3,6
<1
Температура замутнения, °C
-17,0
-19,0
-13,0
Температура предельной фильтруемости, °C
-28,0
-29,0
-17,0
Температура потери текучести, °C
-35,0
-37,5
-22,5
Содержание углеродистого остатка в 10% кубовом остатке, мас.%
0,00
0,00
0,00
Перекисное число, мас. ч.млн.
0
15
1
Диаметр пятна изнашивания (WS1.4) мкм
360
340
460
Содержание нерастворимого остатка, мг/100 мл
0,1
0,1
0,7
Содержание воды, об. ч.млн.
19
2
47
Присадку, повышающую смазывающую способность, мг/л
150
150
-
Присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре, мг/л
-
100
-
Детергент, мг/л
300
300
300
Присадка, повышающая цетановое число, мг/л
-
-
-
<b>Таблица 3</b>
<b>Пример 1</b>
<b>Пример 2</b>
<b>Сравнительный пример 1 </b>
Свойства потребления топлива
89
86
100
Выхлопной газ транспортного средства
NO<sub>x</sub>
96
98
100
копоть
94
96
100
Испытание на легкость старта при низкой температуре
-25°C
Прошло
Прошло
Не прошло
Примеры 3 и 4 и сравнительный пример 2
Базовые масла с характеристиками, приведенными в таблице 4, смешивают и получают композиции газойля, приведенные в таблице 5 (примеры 3 и 4 и сравнительный пример 2). Синтетические основы ФТ 3 и 4 представляют собой смеси углеводородов, полученных преобразованием природного газа в смолы или средние фракции посредством реакции ФТ с последующей гидроочисткой. Условия реакции для каждой синтетической основы ФТ варьируются. Синтетическая основа ФТ 3 представляет собой базовое масло, полученное направленным проведением изомеризации. Синтетическая основа ФТ 4 представляет собой базовое масло, полученное обработкой, в которой не преследовалась цель проведения направленной изомеризации. Высокочистая основа представляет собой углеводородное базовое масло, полученное дополнительной гидроочисткой газойльного базового масла для дополнительного снижения содержания серы и ароматических соединений. Обработанное масло, полученное из животных или растительных масел, представляет собой масло, полученное гидроочисткой пальмового масла (неочищенный компонент), используемого в качестве сырья, для удаления инородных примесей. Газойль после обработки соответствует коммерчески доступному JIS №2 газойлю, который используют в ходе зимнего сезона. Композиции примеров 3 и 4 и сравнительного примера 2 получают смешиванием базовых масел в подходящих количествах или использованием любого из базовых масел в качестве единственного компонента.
Присадки, которые используют в данных примерах, являются следующими.
Присадка, повышающая смазывающую способность: Infineum R 655, производство Infineum Japan Ltd. (активный компонент: смесь простого алкилового эфира с прямой цепью, содержащая жирную кислоту в качестве исходного материала, средняя молекулярная масса: 250 ММ).
Детергенты: смесь алкенилсукцинимида.
Присадка, облегчающая текучесть при низкой температуре: Infineum R240, производство Infineum Japan Ltd. (активный компонент: смесь сополимеров этиленвинилацетата, растворитель: алкилбензол) (точка плавления: -50°C или ниже).
В примере 3 присадки вводят на заранее определенных стадиях, то есть стадиях, где добавляют присадку, повышающую смазывающую способность, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают и добавляют присадку, облегчающую текучесть, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают. Также в примере 4 присадки вводят на заранее определенных стадиях, то есть стадиях, где добавляют присадку, повышающую смазывающую способность и детергент, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают и добавляют присадку, облегчающую текучесть, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают. В сравнительном примере 2 добавляют только присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре. Считается, что указанные присадки, используемые в данных примерах, не содержат растворителей с точками кипения 10°C или выше.
В таблице 5 показаны соотношения смесей композиций газойля, полученных таким образом, и 15°C плотность, 30°C кинематическая вязкость, температура вспышки, содержание серы, содержание кислорода, дистилляционные свойства, содержание нормальных парафинов каждого числа атомов углерода (CnP), содержание нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода (C20-C30P), величина, определенная делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, цетановый индекс, цетановое число, содержание ароматических соединений, температура замутнения, температура предельной фильтруемости, температура потери текучести, содержание углеродистого остатка в 10% кубовом остатке, содержание нерастворимого остатка и перекисное число после теста на устойчивость к окислению, диаметр пятна изнашивания и содержание воды в каждой композиции.
Композиции газойля, которые используют в примерах 3 и 4, получают смешиванием 60 мас.% или более синтетических основ ФТ, как показано в таблице 5. Далее, как показано в таблице 5, для примеров 3 и 4, в которых синтетические основы ФТ смешивают в определенном в данном описании интервале, легко получают композиции газойля, удовлетворяющие характеристикам, определенным в данном описании. С другой стороны, как показано в сравнительном примере 2, где композиция не обладает свойствами, описанными в настоящем изобретении, или композицию не смешивают с заранее определенными присадками, как определено на стадиях 1 и 2 по настоящему изобретению, композиции, которые ожидаются в настоящем изобретении, не получаются.
Далее проводят следующие разнообразные испытания с использованием композиций газойля примеров 3 и 4 и сравнительного примера 2. Все результаты отражены в таблице 6. Как показано в таблице 6, композиции газойля примеров 3 и 4 обладают свойствами понижения нагрузки на окружающую среду, имеют отличные показатели по потреблению топлива и легкости пуска при низкой температуре по сравнению с композициями газойля в сравнительном примере 2. Следовательно, композиции газойля по настоящему изобретению достигают высокого уровня требований как по отличным показателям потребления топлива, так и по легкости пуска при низкой температуре. Такие свойства очень трудно получить при применении традиционных композиций газойля.
Испытание на дизельное сгорание
x
Коммерчески доступный двигатель 1 испытывают с каждой композицией газойля в режиме, показанном на чертеже, для измерения NO, копоти и потребления топлива. Результаты топлива сравнительного примера 2 принимают за 100, и для результатов других топлив проводят относительную оценку, путем сравнения с результатами сравнительного примера 2 (меньшие величины означают лучшие результаты).
Испытание на легкость пуска при низкой температуре
Используют транспортное средство 1 и беговой барабан, способный контролировать температуру окружающей среды. Каждую из композиций газойля подвергают испытанию при комнатной температуре. Испытание проводят следующим образом: (1) отжиг (промывка) топливной системы испытуемого дизельного транспортного средства с испытуемым топливом; (2) дренирование топлива, используемого для отжига; (3) замена главного фильтра новым; и (4) наполнение топливного бака топливом для оценки конкретного количества (1/2 объем топливного бака испытуемого транспортного средства). Испытание продолжают (5) быстрым охлаждением температуры окружающей среды, от комнатной температуры до -15°C; (6) поддерживают температуру при -15°C в течение одного часа; (7) постепенно охлаждают со скоростью 1°C/ч до достижения заранее определенной температуры (-20 °C); и (8) заводят двигатель после поддержания заранее определенной температуры в течение одного часа. Если двигатель не заводится даже после 10 секунд, холодный запуск повторяют дважды с интервалом в 30 секунд, топливо оценивают как "обедненное" в этот момент. Если двигатель заводится в течение 10 секунд запуска холодного двигателя, второй запуск холодного двигателя повторяют дважды с интервалом в 30 секунд, двигатель работал вхолостую в течение 3 минут, и затем транспортное средство разгоняют до 60 км/ч за 15 секунд и ведут на низкой скорости. Если присутствуют дефекты работы (колебания, дерганье, снижение скорости транспортного средства или остановка двигателя) в течение разгона до 60 км/ч и езды на низкой скорости в течение 20 минут, композиция газойля оценивается как "не прошла" в этот момент. Если двигатель доезжает до конца без каких-либо дефектов, композиция газойля оценивается как "прошла".
<b>Таблица 4</b>
<b>Синтетическая основа ФТ 3</b>
<b>Синтетическая основа ФТ 4</b>
<b>Высокогидри-рованное обработанное масло</b>
<b>Обработанное масло из животного или растительного масла</b>
<b>Газойль после гидроочистки</b>
Плотность (15°С) кг/м<sup>3</sup>
782
792
814
765
831
Кинематическая вязкость(30°С) мм<sup>3</sup>/с
3,2
3,2
3,4
2,3
4,4
Дистилляционные свойства, °C
10% температура дистилляции
189,5
196,5
217,5
226,5
230,0
50% температура дистилляции
247,0
256,0
272,0
249,5
292,5
90% температура дистилляции
323,5
324,0
322,5
267,0
345,0
Содержание серы, мас. <i>%</i>
<1
<1
<1
<1
8
<b>Таблица 5</b>
<b>Пример 3</b>
<b>Пример 4</b>
<b>Сравнительный пример 2</b>
Синтетическая основа ФТ 3
100
60
Синтетическая основа ФТ 4
100
Высокогидрированное обработанное масло
10
Обработанное масло, из животного или растительного масла
10
Композиция газойля после гидроочистки
20
Плотность (15°C), кг/м<sup>3</sup>
782
792
771
Кинематическая вязкость, (30°C) мм<sup>3</sup>/с
3,2
3,2
2,8
Температура вспышки °C
60
58
58
Содержание серы, мас. ч.млн.
<1
<1
<1
Содержание кислорода, мас. ч.млн.
<10
<10
120
Дистилляционные свойства, °C
Начальная точка кипения
155,5
161,0
171,0
10% температура дистилляции
189,5
196,5
217,0
50% температура дистилляции
247,0
256,0
264,0
90% температура дистилляции
323,5
324,0
324,5
Конечная точка
358,0
355,5
369,0
CnP, мас.%
C20
1,1
1,4
1,9
C21
0,7
1,1
1,5
C22
0,4
0,7
1,1
C23
0,3
0,3
0,7
C24
0,2
0,2
0,3
C25
0,1
0,1
0,2
C20-C30P
2,9
3,9
5,7
Содержание C20-30 углеводородов, отличных от C20-30P, мас.%
10,7
10,8
30,0
Содержание C20-C30P/C20-C30 углеводородов, отличных от C20-30P
0,27
0,36
0,19
Цетановый индекс
70,8
70,8
85,7
Цетановое число
65,5
64,0
80,9
Содержание ароматических соединений, об.%
<1
3,6
<1
Температура замутнения, °C
-17,0
-11,0
-13,0
Температура предельной фильтруемости, °C
-27,0
-25,0
-17,0
Температура потери текучести, °C
-35,0
-30,0
-22,5
Содержание углеродистого остатка в 10% кубовом остатке, мас.%
0,00
0,00
0,00
Перекисное число, мас. ч.млн.
0
13
1
Диаметр пятна изнашивания (WS1.4) мкм
350
330
460
Содержание нерастворимого остатка, мг/100 мл
0,1
0,1
0,6
Содержание воды, об. ч.млн.
12
19
32
Присадку, повышающую смазывающую способность, мг/л
150
150
-
Присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре, мг/л
-
100
-
Детергент, мг/л
150
150
150
Присадка, повышающая цетановое число, мг/л
-
-
-
<b>Таблица 6</b>
<b>Пример 3</b>
<b>Пример 4</b>
<b>Сравнительный пример 2 </b>
Свойства потребления топлива
88
84
100
Выхлопной газ транспортного средства
NO<sub>x</sub>
93
98
100
копоть
94
96
100
Испытание на легкость старта при низкой температуре
-20°C
Прошло
Прошло
Не прошло
Примеры 5 и 6 и сравнительный пример 3
Базовые масла с характеристиками, приведенными в таблице 7, смешивают и получают композиции газойля, приведенные в таблице 8 (примеры 5 и 6 и сравнительный пример 3). Синтетические основы ФТ 5 и 6 представляют собой смеси углеводородов, полученных преобразованием природного газа в смолы или средние фракции посредством реакции ФТ с последующей гидроочисткой. Условия реакции для каждой синтетической основы ФТ варьируются. Синтетическая основа ФТ 5 представляет собой базовое масло, полученное направленным проведением изомеризации. Синтетическая основа ФТ 6 представляет собой базовое масло, полученное обработкой, в которой не преследовалась цель проведения направленной изомеризации. Высокочистая основа представляет собой углеводородное базовое масло, полученное дополнительной гидроочисткой газойльного базового масла для дополнительного снижения содержания серы и ароматических соединений. Обработанное масло, полученное из животных или растительных масел, представляет собой масло, полученное гидроочисткой пальмового масла (неочищенный компонент), используемого в качестве сырья, для удаления инородных примесей. Газойль после обработки соответствует коммерчески доступному JIS №2 газойлю, который используют в ходе зимнего сезона. Композиции примеров 5 и 6 и сравнительного примера 3 получают смешиванием базовых масел в подходящих количествах или использованием любого из указанных базовых масел в качестве единственного компонента.
Присадки, которые используют в данных примерах, являются следующими.
Присадка, повышающая смазывающую способность: Infineum R 655, производство Infineum Japan Ltd. (активный компонент: смесь простого алкилового эфира с прямой цепью, содержащая жирную кислоту в качестве исходного материала, средняя молекулярная масса: 250 ММ).
Детергенты: смесь алкенилсукцинимида.
Присадка, облегчающая текучесть при низкой температуре: Infineum R240, производство Infineum Japan Ltd. (активный компонент: смесь сополимеров этиленвинилацетата, растворитель: алкилбензол) (точка плавления: -50°C или ниже).
В примере 5 присадки вводят на заранее определенных стадиях, то есть стадиях, где добавляют присадку, повышающую смазывающую способность, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают и добавляют присадку, облегчающую текучесть, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают. Также в примере 6 присадки вводят на заранее определенных стадиях, то есть стадиях, где добавляют присадку, повышающую смазывающую способность, и детергент, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают и добавляют присадку, облегчающую текучесть, затем надлежащим образом смешивают и принудительно перемешивают. В сравнительном примере 3 добавляют только присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре. Считается, что данные присадки, используемые в данных примерах, не содержат растворителей с точками кипения 10°C или выше.
В таблице 8 показаны соотношения смесей композиций газойля, полученных таким образом, и 15°C плотность, 30°C кинематическая вязкость, температура вспышки, содержание серы, содержание кислорода, дистилляционные свойства, содержание нормальных парафинов каждого числа атомов углерода (CnP), содержание нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода (C20-C30P), величина, определенная делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, цетановый индекс, цетановое число, содержание ароматических соединений, температура замутнения, температура предельной фильтруемости, температура потери текучести, содержание углеродистого остатка в 10% кубовом остатке, содержание нерастворимого остатка и перекисное число после теста на устойчивость к окислению, диаметр пятна изнашивания и содержание воды в каждой композиции.
Композиции газойля, которые используют в примерах 5 и 6, получают смешиванием 60 мас.% или более синтетических основ ФТ, как показано в таблице 8. Далее, как показано в таблице 8, для примеров 5 и 6, в которых синтетические основы ФТ смешивают в определенном в данном описании интервале, легко получают композиции газойля, удовлетворяющие характеристикам, определенным в данном описании. С другой стороны, как показано в сравнительном примере 3, где композиция не обладает свойствами, описанными в настоящем изобретении, или композицию не смешивают с заранее определенными присадками, как определено на стадиях 1 и 2 по настоящему изобретению, композиции, которые ожидаются в настоящем изобретении, не получаются.
Далее проводят следующие разнообразные испытания с использованием композиций газойля примеров 5 и 6 и сравнительного примера 3. Все результаты отражены в таблице 9. Как показано в таблице 9, композиции газойля примеров 5 и 6 обладают свойствами понижения нагрузки на окружающую среду, имеют отличные показатели по потреблению топлива и легкости пуска при низкой температуре по сравнению с композициями газойля в сравнительном примере 3. Следовательно, композиции газойля по настоящему изобретению достигают высокого уровня требований как по отличным показателям потребления топлива, так и по легкости пуска при низкой температуре. Такие свойства очень трудно получить при использовании традиционных композиций газойля.
Испытание на дизельное сгорание
x
Коммерчески доступный двигатель 1 испытывают с каждой композицией газойля в режиме, показанном на фиг. 1, для измерения NO, копоти и потребления топлива. Результаты топлива сравнительного примера 3 принимают за 100, и для результатов других топлив проводят относительную оценку, путем сравнения с результатами сравнительного примера 3 (меньшие величины означают лучшие результаты).
Испытание на легкость пуска при низкой температуре
Используют транспортное средство 1 и беговой барабан, способный контролировать температуру окружающей среды. Каждую из композиций газойля подвергают испытанию при комнатной температуре. Испытание проводят следующим образом: (1) отжиг (промывка) топливной системы испытуемого дизельного транспортного средства с испытуемым топливом; (2) дренирование топлива, использованного для отжига; (3) замена главного фильтра новым; и (4) наполнение топливного бака топливом для оценки конкретного количества (1/2 объем топливного бака испытуемого транспортного средства). Испытание продолжают (5) быстрым охлаждением температуры окружающей среды, от комнатной температуры до -15°C; (6) поддерживают температуру при -15°C в течение одного часа; (7) постепенно охлаждают со скоростью 1°C/ч до достижения заранее определенной температуры (-25 °C); и (8) заводят двигатель после поддержания заранее определенной температуры в течение одного часа. Если двигатель не заводится даже после 10 секунд, холодный запуск повторяют дважды с интервалом в 30 секунд, топливо оценивается как "обедненное" в этот момент. Если двигатель заводится в течение 10 секунд запуска холодного двигателя, второй запуск холодного двигателя повторяют дважды с интервалом в 30 секунд, двигатель работал вхолостую в течение 3 минут, и затем транспортное средство разгоняют до 60 км/ч за 15 секунд, и ведут на низкой скорости. Если присутствуют дефекты работы (колебания, дерганье, снижение скорости транспортного средства или остановка двигателя) в течение разгона до 60 км/ч и езды на низкой скорости в течение 20 минут, композиция газойля оценивается как "не прошла" в этот момент. Если двигатель доезжает до конца без каких-либо дефектов, композиция газойля оценивается как "прошла".
<b>Таблица 7</b>
<b>Синтетическая основа ФТ 5</b>
<b>Синтетическая основа ФТ 6</b>
<b>Высокогидри-рованное обработанное масло</b>
<b>Обработанное масло из животного или растительного масла</b>
<b>Газойль после гидроочистки</b>
Плотность(15°С) кг/м<sup>3</sup>
786
782
814
765
831
Кинематическая вязкость(30°С) мм<sup>3</sup>/с
3,7
4,0
3,4
2,3
4,4
Дистилляционные свойства, °C
10% температура дистилляции
200,5
229,0
217,5
226,5
230,0
50% температура дистилляции
275,5
299,0
272,0
249,5
292,5
90% температура дистилляции
329,0
339,5
322,5
267,0
345,0
Содержание серы, мас.%
<1
<1
<1
<1
8
<b>Таблица 8</b>
<b>Пример 5</b>
<b>Пример 6</b>
<b>Сравнительный пример 3</b>
Синтетическая основа ФТ 5
100
60
Синтетическая основа ФТ 6
100
Высокогидрированное обработанное масло
10
Обработанное масло, из животного или растительного масла
10
Композиция газойля после гидроочистки
20
Плотность (15°C), кг/м<sup>3</sup>
786
793
782
Кинематическая вязкость, (30°C) мм<sup>3</sup>/с
3,2
3,3
4,0
Температура вспышки °C
64
62
71
Содержание серы, мас. ч.млн.
<1
<1
<1
Содержание кислорода, мас. ч.млн.
<10
<10
120
Дистилляционные свойства, °C
Начальная точка кипения
155,5
161,0
171,0
10% температура дистилляции
189,5
196,5
217,0
50% температура дистилляции
247,0
256,0
264,0
90% температура дистилляции
323,5
324,0
324,5
Конечная точка
358,0
355,5
369,0
CnP, мас.%
C20
1,6
1,7
3,2
C21
1,3
1,5
3,4
C22
0,9
1,2
3,1
C23
0,5
0,7
2,6
C24
0,2
0,4
2,6
C25
0,1
0,1
1,9
C20-C30P
4,8
5,9
3,1
(C24-C25)/C24
0,50
0,75
0,27
(C22-C23)/C22
0,44
0,42,
0,16
(C20-C2D/C20
0,19
0,12
-0,06
Содержание C20-30 углеводородов, отличных от C20-30P, мас.%
15,5
15,1
16,3
Содержание C20-C30P/C20-C30 углеводородов, отличных от C20-30P
0,31
0,39
0,19
Цетановый индекс
79,0
68,5
91,6
Цетановое число
67,8
68,3
80,9
Содержание ароматических соединений, об.%
<1
3,6
<1
Температура замутнения, °C
-5,0
-7,0
-3,0
Температура предельной фильтруемости, °C
-13,0
-12,0
-4,0
Температура потери текучести, °C
-17,5
-17,5
-5,0
Содержание углеродистого остатка в 10% кубовом остатке, мас.%
0,00
0,00
0,00
Перекисное число, мас. ч.млн.
1
12
2
Диаметр пятна изнашивания (WS 1.4), /мкм
360
360
460
Содержание нерастворимого остатка, мг/100 мл
0,1
0,1
0,7
Содержание воды, об. ч.млн.
18
18
47
Присадку, повышающую смазывающую способность, мг/л
150
150
-
Присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре, мг/л
-
100
-
Детергент, мг/л
150
150
150
Присадка, повышающая цетановое число, мг/л
-
-
-
<b>Таблица 9</b>
<b>Пример 5</b>
<b>Пример 6</b>
<b>Сравнительный пример 3 </b>
Свойства потребления топлива
92
89
100
Выхлопной газ транспортного средства
NO<sub>x</sub>
98
97
100
копоть
91
97
100
Испытание на легкость старта при низкой температуре
-10°C
Прошло
Прошло
Не прошло
На чертеже представлена диаграмма, иллюстрирующая режим вождения, симулирующий реальное движение.