專利名稱：煤油組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煤油組合物，尤其是用作加熱燃料的煤油組合物，其具有優(yōu)良的性能，表現(xiàn)在例如當它們被處理時，當它們燃燒時，或者當它們熄滅時，不具有令人不快的氣味，并且燃燒廢氣清潔且儲存穩(wěn)定性高。
煤油廣泛用于加熱和蒸煮目的。常規(guī)的煤油若用于加熱目的，當添加燃料處理煤油時，具有油味，這對使用者來說是令人不快的。此外，例如當在敞開型的火爐如便攜式火爐和風扇供暖裝置中使用時，或者當在用于蒸煮目的的小型廚房油中使用時，例如點火和熄滅時，燃燒不完全，且缺點在于此刻產(chǎn)生的未燃燒的烴產(chǎn)生令人不快的氣味。
另一方面，例如使用者對油爐的安全和舒適程度(低的NOx、烴化合物、CO、SO2等的產(chǎn)生量和無附帶氣味)的需求也逐年增加。此外，近年來，因儲存過夏的煤油涌出(emergence)和因使用導致的油爐損壞而出現(xiàn)問題，還提出了改進煤油儲存穩(wěn)定性的需求。鑒于這些情況，在油爐中使用的煤油必須滿足使用者的這些要求。
為了解決當處理時令人不快以及點火和熄滅時令人不快的氣味的問題(這是采用煤油時通?？捎^察到的問題)，已提出一系列方案，如JP-B-59-16814中所述，其中提出使用煤油汽化催化劑的方法；如JP-B-54-32003中所述，其中提出將去味劑加入到煤油中的方法；和如JP-A-63-150380中所述，其中提出一種包括正鏈烷烴和異鏈烷烴的煤油。
但對于其中使用煤油汽化催化劑的方法，催化劑隨時間劣化，因此難以在長時間內維持清潔燃燒。此外，將去味劑加入到煤油中的方法不是非常有效，因為對一些人來說，所述氣味是不合意的。此外，盡管包括正鏈烷烴和異鏈烷烴的煤油當處理時以及點火和熄滅時，不具有令人不快的氣味，并且其廢氣也是清潔的，但生產(chǎn)成本大大增加，因此問題是這些煤油太昂貴了。此外，含具有9或10個碳原子的正鏈烷烴和異鏈烷烴作為主要組分的煤油具有比已有煤油低的密度，并且燃料消耗體積增加，因此，可能的情況是不能滿足(日本標準協(xié)會的)在油爐內燃料消耗的JIS規(guī)定。此外，閃點下降，也存在安全問題。
本發(fā)明擬提供一種煤油組合物，它的成本、燃料消耗和閃點均類似于通常的煤油，和在采用該煤油組合物的情況下，與使用常規(guī)方法獲得的那些煤油不同的是，煤油本身的氣味非常輕微，當進行處理時，不存在令人不快的油味，并且在點火和熄滅時沒有氣味，燃燒時的廢氣也是清潔的，同時還具有優(yōu)良的儲存穩(wěn)定性。
為了解決與前述現(xiàn)有技術相關的問題進行了研究，結果發(fā)現(xiàn)采用含有特定量正鏈烷烴和/或異鏈烷烴以及環(huán)烷烴及其烷基衍生物(所有這些均具有特定的碳原子數(shù))的煤油替代通過蒸餾原油而獲得的常規(guī)煤油，可實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明就是基于這一發(fā)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種煤油組合物，它包括至少99wt％具有7-18個碳原子的正鏈烷烴和/或具有7-18個碳原子的異鏈烷烴，以及具有9-18個碳原子的環(huán)烷烴及其烷基衍生物。優(yōu)選地，至少99wt％所述正鏈烷烴和/或異鏈烷烴具有7-12個碳原子。優(yōu)選地，至少99wt％所述環(huán)烷烴具有9-12個碳原子。
在本發(fā)明的所述煤油組合物中，正鏈烷烴和/或異鏈烷烴與環(huán)烷烴及其烷基衍生物的重量比優(yōu)選為92∶8到25∶75，更優(yōu)選85∶15到55∶45。
本發(fā)明的所述煤油組合物優(yōu)選具有至少30mm的發(fā)煙點。
通過利用由例如煤、天然氣的部分氧化、蒸汽重整而獲得的合成氣，和通過費-托反應生產(chǎn)長鏈烷烴聚合物油，然后進行加氫裂化和蒸餾，從而可獲得用于本發(fā)明的具有7-18個碳原子的正鏈烷烴和異鏈烷烴。此外，鑒于生產(chǎn)成本，也可通過例如由石油煉制中獲得的各種餾分的裂化或合成而獲得它們。
若正鏈烷烴或異鏈烷烴具有7個以下碳原子，則沸點和閃點太低，這是不希望的，若碳原子數(shù)超過18，則具有低溫流動性問題，沸點也升得太高，對可燃性存在不利影響，這是不希望的。
可用于本發(fā)明的正鏈烷烴和異鏈烷烴的實例包括正庚烷、異庚烷、正辛烷、異辛烷、正壬烷、異壬烷、正癸烷、異癸烷、正十一烷、異十一烷、正十二烷、異十二烷、2-甲基庚烷、2，2-二甲基己烷、2-甲基辛烷、2，2-二甲基庚烷、2-甲基壬烷、2，2-二甲基辛烷、2-甲基癸烷和2-二甲基壬烷。
焦油蒸餾或分離從原油蒸餾獲得的各種餾出液餾分和加氫這些餾分可獲得輕油和中間油餾分，通過對這些輕油和中間油餾分加氫可以獲得具有9-18個碳原子且可用于本發(fā)明的環(huán)烷烴及其烷基衍生物。
若環(huán)烷烴或其烷基衍生物的碳原子數(shù)小于9，則閃點太低，且這是不希望的，和若碳原子數(shù)超過18，則沸點太高，對可燃性存在不利影響，這是不希望的。
可用于本發(fā)明的環(huán)烷烴及其烷基衍生物的實例包括正丁基環(huán)戊烷、正戊基環(huán)戊烷、正己基環(huán)戊烷、異丙基環(huán)己烷、正丁基環(huán)己烷、正戊基環(huán)己烷、正己基環(huán)己烷、順式十氫化萘、反式十氫化萘、1-甲基-(反式十氫化萘)和9-乙基-(順式十氫化萘)。
本發(fā)明的煤油必須含有至少99wt％前述正鏈烷烴和/或異鏈烷烴以及環(huán)烷烴及其衍生物。若含量小于99wt％，則芳族組分、烯烴組分、含氧組分、含氮組分和含硫組分被共混，當處理、點火和熄滅煤油時觀察到氣味，且儲存穩(wěn)定性與常見的煤油處于相同量級。
此外，如上所述，正鏈烷烴和/或異鏈烷烴與環(huán)烷烴及其衍生物的混合重量比優(yōu)選為92∶8到25∶75，最優(yōu)選85∶15到55∶45。若環(huán)烷烴及其烷基衍生物的含量高，則表示可燃性的發(fā)煙點小于30mm，因此這是不希望的，和若較低，則閃點低于JIS規(guī)定和試劑的燃料消耗(L/h)大于規(guī)定的以體積計火爐的燃料消耗，且超過JIS規(guī)定的+10％，因此這是不希望的。
合適地通過費托合成來獲得所述正鏈烷烴和/或異鏈烷烴。
含以上組成的本發(fā)明的煤油組合物具有下述性能(1)-(4)，尤其是它們具有高的發(fā)煙點和優(yōu)良的可燃性。當發(fā)煙點升高和可燃性得到改進時，從點火到完全燃燒的時間縮短，且促進在穩(wěn)定燃燒狀態(tài)下的完全燃燒。
因此點火時不存在令人不快的氣味或煙灰，并且在點火時和穩(wěn)態(tài)燃燒過程中的廢氣也是清潔的。
(1)蒸餾IBP(起始沸點)高于150℃，和優(yōu)選高于155℃，和95％的蒸餾溫度小于270℃。
(2)閃點為至少40℃。
(3)硫含量不大于10ppbm。
(4)發(fā)煙點為至少30mm(也可獲得發(fā)煙點為至少35mm和甚至為40mm的組合物)。
實施例現(xiàn)在參考附圖通過實施例描述本發(fā)明，其中

圖1給出了在氧化穩(wěn)定性試驗中賽波特值的變化；和圖2給出了在氧化穩(wěn)定性試驗中過氧化物含量的變化。
實施例1通過用SMDS(Shell Middle Distillate Synthesis)方法生產(chǎn)來獲得具有表1所示組成的正鏈烷烴/異鏈烷烴的混合油，其中部分氧化天然氣，通過費-托合成來合成重質鏈烷烴，和通過加氫裂化所得重質鏈烷烴油并蒸餾獲得石腦油、煤油和輕油餾分。
表1
接下來，混合92重量份混合油和8重量份萘烷(十氫化萘)，獲得正鏈烷烴/異鏈烷烴/萘烷的混合煤油。
此外，表1中異鏈烷烴的濃度表示具有相同碳原子數(shù)的所有支鏈烴的濃度，這是因為難以測定具有不同結構的異構體。例如，異辛烷包括所有異構體，如2-甲基庚烷、2，2-二甲基己烷等。
實施例2混合70重量份實施例1中獲得的正鏈烷烴/異鏈烷烴混合油和30重量份萘烷，獲得正鏈烷烴/異鏈烷烴/萘烷的混合煤油。
實施例3混合25重量份實施例1中獲得的正鏈烷烴/異鏈烷烴混合油和75重量份萘烷，獲得正鏈烷烴/異鏈烷烴/萘烷的混合煤油。
表2給出了按照上述方式獲得的實施例1-3的煤油混合物的性能，以及通過SMDS方法生產(chǎn)的表1所示組成的煤油(對比例1)和通常銷售的JIS No.1煤油(對比例2)的性能。
表2
根據(jù)表2看出，本發(fā)明的煤油組合物顯示出比對比例2高得多的發(fā)煙點、優(yōu)異的燃燒性能和小的硫含量。此外，它們具有比對比例1高的燃點(閃點)，且滿足JIS規(guī)定。
使用實施例1-3和對比例1和2的煤油，進行下示試驗。
火爐燃燒試驗使用芯頂?shù)降撞啃?wick top to bottom)火爐和石油風扇供暖裝置，進行燃燒性能試驗。在芯頂?shù)降撞啃突馉t的情況下，根據(jù)JIS S2019和JIS S 2031規(guī)定的試驗方法，和在石油風扇供暖裝置的情況下，根據(jù)JIS S 2036和JIS S 3031，測量最大燃燒的燃料消耗和廢氣的CO/CO2比。
表3給出了所得結果。
表3
根據(jù)表3看出，當與對比例2的煤油相比時，本發(fā)明的煤油組合物的廢氣內具有較低的CO/CO2比和低得多的SO2含量，且它們提供更清潔的廢氣。此外，對比例1的煤油使得對于單位火爐容量，所顯示和所測量的燃料消耗(L/h)之間的差別不能在±10％以內滿足JIS規(guī)定，而本發(fā)明的煤油組合物則確實滿足該JIS規(guī)定。
氣味功能試驗使用芯頂?shù)降撞啃突馉t和石油風扇供暖裝置，當點火和當熄滅時，進行20次功能試驗。表4給出了結果。
表4
根據(jù)表4看出，本發(fā)明的煤油組合物使得煤油本身具有比對比例2的煤油更小的氣味，以及當它們被點火時和被熄滅時，也具有較小的氣味。
氧化穩(wěn)定性試驗測量賽波特色度和過氧化物量作為劣化的量度，其中在作為試驗裝置的耐候計(由Suga Testing Machine Co.制造)內，在40℃下，用碳弧輻射固定時間段之后發(fā)生所述劣化。圖1和2給出了結果。
根據(jù)圖1和2看出，本發(fā)明的煤油組合物比對比例2的煤油的劣化傾向弱得多，且具有優(yōu)良的儲存穩(wěn)定性。
通過本發(fā)明可提供煤油組合物，其成本、容量消耗和燃點與通常的煤油相同，其煤油本身的氣味非常輕，因此當被處理時，不存在令人不快的油味，當燃燒時，具有良好的燃燒性能且提供清潔的廢氣，并且具有用常規(guī)方法得不到的優(yōu)良的儲存穩(wěn)定性。
權利要求
1.一種煤油組合物，它包括至少99wt％具有7-18個碳原子的正鏈烷烴和/或具有7-18個碳原子的異鏈烷烴以及具有9-18個碳原子的環(huán)烷烴及其烷基衍生物。
2.權利要求1的煤油組合物，其中至少99wt％所述正鏈烷烴和異鏈烷烴具有7-12個碳原子。
3.權利要求1或2的煤油組合物，其中至少99wt％所述環(huán)烷烴具有9-12個碳原子。
4.權利要求1、2或3的煤油組合物，其中正鏈烷烴和/或異鏈烷烴與環(huán)烷烴及其烷基衍生物的重量比為92∶8到25∶75。
5.權利要求4的煤油組合物，其中所述比為85∶15到55∶45。
6.前述權利要求任一項的煤油組合物，其具有至少30mm的發(fā)煙點。
7.前述權利要求任一項的煤油組合物，其中正鏈烷烴和異鏈烷烴選自正庚烷、異庚烷、正辛烷、異辛烷、正壬烷、異壬烷、正癸烷、異癸烷、正十一烷、異十一烷、正十二烷、異十二烷、2-甲基庚烷、2，2-二甲基己烷、2-甲基辛烷、2，2-二甲基庚烷、2-甲基壬烷、2，2-二甲基辛烷、2-甲基癸烷和2-二甲基壬烷。
8.前述權利要求任一項的煤油組合物，其中環(huán)烷烴選自正丁基環(huán)戊烷、正戊基環(huán)戊烷、正己基環(huán)戊烷、異丙基環(huán)己烷、正丁基環(huán)己烷、正戊基環(huán)己烷、正己基環(huán)己烷、順式十氫化萘、反式十氫化萘、1-甲基-(反式十氫化萘)和9-乙基-(順式十氫化萘)。
9.權利要求8的煤油組合物，其中環(huán)烷烴選自順式十氫化萘和反式十氫化萘。
10.前述權利要求任一項的煤油組合物，其中通過費-托合成獲得正鏈烷烴和異鏈烷烴。
全文摘要
一種煤油組合物，它包括至少99wt％具有7－18個碳原子的正鏈烷烴和/或具有7－18個碳原子的異鏈烷烴以及具有9－18個碳原子的環(huán)烷烴及其烷基衍生物。
文檔編號C10L1/04GK1723267SQ200380104763
公開日2006年1月18日 申請日期2003年12月3日 優(yōu)先權日2002年12月3日
發(fā)明者小出俊一, 小松泰幸, 澀谷昌彥 申請人:國際殼牌研究有限公司