JP2003105354A - 燃料油基材およびそれを含有する軽油組成物 - Google Patents
燃料油基材およびそれを含有する軽油組成物Info
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Abstract
Oなどの比較的低硫黄分の油を用いた場合の低温性能が
改良された超低硫黄含有ディーゼルエンジン用燃料油基
材およびそれを含有する軽油組成物を提供する。 【解決手段】 炭素数19〜24のn−パラフィン含有
量から求めた線形回帰直線の傾き(X)が0.35以上
でその硫黄分が15重量ppm以下の基材Aと、炭素数
22以上のn−パラフィン含有量(Y)が0.3重量%
以上でその硫黄分が15重量ppm以下の基材Bとを含
む混合基材からなり、その線形回帰直線の傾き(X)が
0.35以下でYが1.4重量%以下、そして硫黄分が
15重量ppm以下である燃料油基材。
Description
有する超低硫黄含有燃料油基材およびそれを含有する軽
油組成物に関する。
車においては排出ガス中のPM(粒子状物質)、NOx
(窒素酸化物)、HC(炭化水素)といった環境汚染物
質の排出量の大幅な低減が求められている。このため
に、エンジンの改良や酸化触媒、NOx還元触媒、DP
F(ディーゼルパティキュレートフィルタ)等の後処理
装置等によるディーゼル自動車の高性能化が進められて
いる。これらの後処理装置の能力を効果的に発揮し、か
つ耐久性を維持するため、軽油には硫黄分の低減が求め
られており、2004年12月末には硫黄分が50pp
m以下の低硫黄含量の軽油の供給開始が義務づけられて
いる。将来、後処理装置の更なる高性能化、耐久性向
上、また硫黄被毒回復のための燃費悪化の抑制のために
は、更に硫黄分を低減して超低硫黄含量軽油を製造する
ことが望まれる。
TL(Gas to Liquid)、水素化分解油、
あるいは軽質化LGO等の本来硫黄分の非常に少ない燃
料基材を用いることが製造上有利である。GTLは、合
成ガス(CO、H2)よりフィッシャー・トロプッシュ
反応により生成した炭化水素化合物である。軽油基材と
しては、90%留出温度として280〜360℃のもの
で、セタン価が高く、硫黄分をほとんど含まない油であ
る。水素化分解油は、常圧蒸留塔から得られる初留温度
260℃以上の留分および/または減圧蒸留塔から留出
する減圧軽油を水素分圧100〜250kg/cm2、
LHSV 0.01〜10.0、反応温度350〜45
0℃の反応条件で水素化処理することによって分解生成
する留分のうち、初留温度260℃以上で90%留出温
度365℃以下の留分油である。高セタン価であり、硫
黄分が非常に少ない油である。軽質化LGOは、常圧蒸
留塔から得られる90%留出温度330℃以下の留分を
所定の方法により水素化脱硫精製して得られた留分であ
る。この油は、ディーゼル燃料に必須のセタン価が高い
ので着火性が良く、元々難脱硫化合物が少ないので脱硫
後の硫黄分が非常に少ないという長所を有する。
ックスの成分であるn−パラフィン含有量が多いため、
ワックスの単位温度あたりの析出量(ワックス析出速
度)が速く、寒冷地で使用するとわずかな気温の低下で
多量のワックスが一度に析出し、燃料供給系統のフィル
タ目詰まりにつながり、始動不良や走行中のエンジン停
止を引き起こす恐れがある。また水素化分解油には特に
90%留出温度を高くした場合には炭素数の大きいn−
パラフィン含有量が多く含まれてくるため、ワックスの
析出開始温度(曇り点)が高くなる。従って、これらの
基材を超低硫黄軽油組成物製造のための燃料油基材とし
て利用するには特に低温性能に課題があった。
素化分解油、あるいは軽質化LGOなどの比較的低硫黄
分の油を用いた場合の低温性能が改良された超低硫黄含
有ディーゼルエンジン用燃料油基材およびそれを含有す
る軽油組成物を提供することを目的とする。
の低硫黄含有油から得られる油の低温性能を改良すべ
く、それらの油に含まれるn−パラフィン分布に注目し
て検討を行った。その結果、低硫黄分で炭素数19〜2
4のn−パラフィン含有量から求めた線形回帰直線の傾
き(X)が特定の範囲にある基材と、炭素数22以上の
n−パラフィン含有量(Y)が特定の範囲にある基材と
の少なくとも2種の基材を混合し、この混合基材のXと
Yとを特定の値に調整することで低温性能に優れた超低
硫黄含有燃料油基材が得られることを見出した。
ィン含有量から求めた線形回帰直線の傾き(X)が0.
35以上でその硫黄分が15重量ppm以下の基材A
と、炭素数22以上のn−パラフィン含有量(Y)が
0.3重量%以上でその硫黄分が15重量ppm以下の
基材Bとを含む混合基材からなり、その線形回帰直線の
傾き(X)が0.35以下でYが1.4重量%以下、そ
して硫黄分が15重量ppm以下である燃料油基材にあ
る。また、本発明は、上記のような燃料油基材を含有す
る軽油組成物にある。
9〜24のn−パラフィン含有量から求めた線形回帰直
線の傾き(X)で特定される硫黄分15重量ppm以下
の基材Aと、炭素数22以上のn−パラフィン含有量
(Y)で特定される硫黄分15重量ppm以下の基材B
とを含む混合基材からなる。上記基材Aと基材Bの硫黄
含有量は、共に10重量ppm以下であることが好まし
く、より好ましくは5質量ppm以下である。なお、こ
こで、硫黄含有量とは、JIS K 2541「硫黄分
試験法」により測定される硫黄分の含有量を意味する
(以下、同様である)。
2以上のn−パラフィン含有量(Y)を説明する。上記
線形回帰直線の傾き(X)は、炭素数19〜24のn−
パラフィン含有量から求めたものである。ここで、n−
パラフィン含有量は、無極性カラムとFID(水素炎イ
オン化検出器)を装着し、所定の温度プログラムで作動
させたガスクロマトグラフより定量した含有量であり、
またガスクロマトグラフとは、試料中の各組成物の物性
(沸点,極性等)を利用して各組成物を分離・定量分析
する分析手法のことである。例えば、ある基材の線形回
帰直線の傾き(X)は、以下のようにして求めることが
できる。まず、ガスクロマトグラフによって試料中のn
−パラフィン分を炭素数19〜24それぞれのピークと
して分離測定する。得られた各炭素数のn−パラフィン
の面積をn−パラフィン以外の成分を含めた全成分の総
面積で除し、各炭素数のn−パラフィンの含有量を重量
%で求める。次いでこれらの各含有量をY軸、X軸を炭
素数としてプロットし、これらのプロットに対する線形
回帰直線を求めることにより、その基材の傾きXを特定
することができる。
ラフィン含有量(総量)(Y)は、下記の方法で求める
ことができる。即ち、無極性カラムとFID(水素炎イ
オン化検出器)を装着し、所定の温度プログラムで作動
させたガスクロマトグラフによって試料中の炭素数22
以上のn−パラフィン分のピークを分離測定する。得ら
れた各炭素数のn−パラフィンの面積をn−パラフィン
以外の成分を含めた全成分の総面積で除し、各炭素数の
n−パラフィンの含有量を重量%で求める。そしてこれ
らの含有量を総和することで、(Y)を得ることができ
る。
た線形回帰直線の傾き(X)が、0.35以上を示すも
のである。基材AのXは0.4以上であることが好まし
く、更に好ましくは0.5以上である。また基材AのY
は、特に限定されないが、本発明の燃料油基材を基材A
と基材Bを混合して製造する際に容易という点から好ま
しくは1.2重量%以下、より好ましくは1.1重量%
以下、より好ましくは1.0重量%以下、最も好ましく
は0.8重量%以下である。本発明で使用する基材Aと
しては、Xが0.35以上であるものならば特に限定さ
れないが、硫黄含有量の少ない基材であるという観点か
らGTLおよび軽質化LGOを用いることが好ましい。
また、基材Aの蒸留性状に付いては、特に限定されるも
のではないが、難脱硫化合物を排除するという点から9
0%留出温度(T90)が、好ましくは370℃以下、よ
り好ましくは355℃以下、より好ましくは340℃以
下、最も好ましくは320℃以下、280℃以上であ
る。
以上のn−パラフィン含有量(Y)が、0.3重量%以
上である。基材BのYは0.5重量%以上であることが
好ましく、更に好ましくは1.0重量%以上、更に好ま
しくは1.4重量%以上、最も好ましくは1.5重量%
以上である。また基材Bの線形回帰直線の傾き(X)
は、特に限定されないが、本発明の燃料油基材を基材A
と基材Bとを混合して製造する際に容易という点から好
ましくは0.35以下、より好ましくは0.3以下、よ
り好ましくは0.2以下、最も好ましくは0.1以下で
ある。本発明で用いる基材Bとしては、Yが0.3重量
%以上であるものであるならば特に限定されないが、硫
黄含有量の少ない基材であるという観点から水素化分解
油を用いることが好ましい。
Bとを混合することにより調製される。基材Aと基材B
との混合割合は、混合後の基材のXが0.35以下、Y
が1.4重量%以下になるのであれば特に限定されるも
のではないが、徐冷曇り点をさらに降下できるという点
から、基材Aの混合割合は、好ましくは10〜90容量
%、より好ましくは15〜85容量%、より好ましくは
20〜80容量%である。混合基材(燃料油基材)のX
は、0.33以下であることが好ましく、更に好ましく
は0.3以下である。また混合基材のYは、1.3重量
%以下であることが好ましく、より好ましくは1.2重
量%以下であり、最も好ましくは1.0重量%以下であ
る。このように特定の基材Aと基材Bとを特定の条件を
満たすように混合することにより、混合後の燃料油基材
の徐冷曇り点は、混合前の基材Aおよび基材Bのそれぞ
れの徐冷曇り点よりも低下し、低温性能に優れた燃料油
基材を得ることができる。ここで、徐冷曇り点とは、予
期曇り点より所定温度高いところまでは急冷し、その後
曇り点を検知するまでは徐冷モードに切り替え、0.1
℃単位で検知して得られた曇り点のことである。徐冷曇
り点の測定は、上記の点の他は、通常の曇り点の測定
法、すなわち、JIS K2269に準じて測定するこ
とができる。
を必須成分として含むものであるが、他の基材を含んで
いても良い。本発明の燃料油基材に混合できる他の基材
としては例えば、直留軽油を通常の水素化精製より過酷
な条件で一段階又は多段階で水素化脱硫して得られる水
素化脱硫軽油、脱硫減圧軽油、減圧重質軽油あるいは脱
硫重油を接触分解して高度に脱硫して得られる接触分解
軽油、接触分解重質ナフサ、原油の常圧蒸留により得ら
れる直留灯油、直留灯油を水素化精製して得られる水素
化精製灯油、天然ガスなどからフィッシャー・トロブッ
シュ(FT)反応により得られるFT灯油、直留原油の
常圧蒸留によって得られる軽油留分を分解して得られる
分解灯油等を挙げることができる。これらの基材は、混
合後の燃料油基材(あるいはこの基材を用いて調製した
軽油組成物)に要求される性状によって、それを満たす
ようにその配合割合等を適宜選ぶことができる。特に本
発明では、超低硫黄含有量で優れた低温性能を有する基
材を得ることを目的としていることを考えると、その中
でもXが0.35以下であり、Yが1.4重量%以下の
基材、例えば、直留灯油の超低硫黄化物(超低硫黄灯
油)を用いることが好ましい。例えば、本発明の燃料油
基材と超低硫黄灯油とを混合する場合の配合割合として
は、軽油の粘度、潤滑性、引火点の点から超低硫黄灯油
基材は80容量%以下であることが好ましい。なお、超
低硫黄灯油基材の配合割合は、JISK2204に定め
られる軽油品質規格を満たすように選ばれる。
質化LGO、あるいは水素化分解油を用い、本発明に従
いそれぞれの基材の性状、組成に合うように調製した
後、これらを最終的に規定される性状、組成の基材に合
せて調製することで得ることができる。調製の際の混合
順序なども特に問わない。
所望により公知の添加剤、例えば、セタン価向上剤、清
浄剤、及び潤滑性向上剤などを加えることにより、超低
硫黄含量で低温性能に優れた軽油組成物を容易に得るこ
とができるが、以下の性状を満たしていることが好まし
い。軽油組成物の硫黄含有量は、15重量ppm以下で
あり、好ましくは10重量ppm以下、より好ましくは
5重量ppm以下、最も好ましくは1重量ppm以下で
ある。硫黄分が15重量ppm以上では、後処理装置触
媒への被毒の程度が硫黄分50重量ppm軽油とあまり
違わない。
ことが好ましい。 90%留出点(T90):280〜360℃ ここで蒸留性状とは、JIS K 2254「石油製品
−蒸留試験方法」に準拠して測定される値を意味する。
軽油組成物のT90は、燃料噴射ポンプおよび燃料噴射弁
の潤滑性確保の観点から、好ましくは280℃以上、よ
り好ましくは290℃以上、より好ましくは295℃以
上、より好ましくは300℃以上である。一方、排出ガ
ス中のPM濃度を増加させない観点から、T90は好まし
くは360℃以下、より好ましくは355℃以下、より
好ましくは350℃以下である。
好ましくは30℃で2.7mm2/s以上、2号では好
ましくは2.5mm2/s以上、3号では好ましくは
2.0mm2/s以上、特3号では好ましくは1.7m
m2/s以上である。それぞれの軽油について動粘度が
上記の値以下の場合、軽油組成物が燃料噴射ポンプでの
潤滑不良を引き起こし、ポンプの摩耗が激しくなった
り、燃料の霧化が不十分となる恐れがある。
45℃以下では貯蔵安定性が不足する恐れがある。
ことで、上記の軽油組成物の他、適切な基材と混合する
ことで燃料電池用燃料およびA重油としても良好に使用
することができる。
説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。
黄軽油組成物用基材(A−1、A−2、A−3、B−
1、及びC)を調製した。Cは、超低硫黄含有灯油であ
る。
基材を表2に示す配合比で調合し、本発明の軽油組成物
(実施例1〜10)及び比較用の軽油組成物(比較例
1)を調製した。混合基材X及びYは、それぞれ混合後
の基材の線形回帰直線の傾きと炭素数22以上のn−パ
ラフィン含有量を示す。
験を行った。曇り点の改善効果は、下記式に従って評価
した。評価結果を表3に示す。曇り点の改善効果は、下
記式においてLが大きいほど良好であることを示す。 L=M−N M=a×m/100+b×(100−m)/100 L:曇り点の改善効果度 M:基材Aの曇り点、基材Bの曇り点および燃料油基材
の配合比率から予想される燃料油基材あるいは軽油組成
物の曇り点 a:基材A(又は基材Aの混合物)の曇り点 b:基材Bの曇り点 m:基材A(又は基材Aの混合物)と基材Bを100容
量%としたときの基材A(又は基材Aの混合物)の配合
比率(容量%) N:本発明の燃料油基材あるいは軽油組成物の曇り点
で 徐冷モード(0.5℃/分):予期曇り点+10℃〜曇
り点検知まで (ガスクロマトグラフ分析条件) 装置:島津製GC−17A カラム:シリカ系無極性カラム(内径0.25mm×長
さ30m) スプリット比:100:1 キャリアガス:ヘリウム キャリアガス流量:1mL/分 検出器:水素炎イオン化検出器 温度グラジエント:140℃→(8℃/分)→360℃
(3分保持)
見られるように、本発明に従い線形回帰直線で規定され
る特定の基材と特定のn−パラフィンの含有量で規定さ
れる特定の基材とを含む燃料基材を用いて調製した軽油
の場合には、曇り点を改善することができる。一方、比
較例1に見られるように、基材Aの配合割合及び混合基
材のX又はYが本発明で規定する範囲外の場合には、予
期された値と同じ曇り点しか得られないため、曇り点の
改善効果が得られないことがわかる。
組成物(混合基材)と表1の基材Cとを混合して表4に
示す配合の本発明の軽油組成物(実施例11〜16)を
調製した。
ついて、上記と同様に徐冷曇り点試験を行った。試験結
果を表5に示す。
材の調製に用いた特定の基材Aと基材Bとの混合基材に
更に灯油を加えて調製した燃料基材を用いた軽油組成物
の場合においても、良好な低温性能を有する軽油組成物
が得られることがわかる。
的多く、充分な低温性能が得られなかったGTL、軽質
化LGO、及び水素化分解油などの低硫黄含有油を利用
して更に低硫黄含有量でしかも低温性能が改良されたデ
ィーゼルエンジン用燃料油基材を得ることができる。従
って、本発明の燃料油基材を用いて調製した軽油組成物
は、特に低温始動性、低温運転性に優れ、ディーゼル自
動車の高性能化に対応した軽油組成物として提供するこ
とができる。
Claims (7)
- 【請求項1】 炭素数19〜24のn−パラフィン含有
量から求めた線形回帰直線の傾き(X)が0.35以上
でその硫黄分が15重量ppm以下の基材Aと、炭素数
22以上のn−パラフィン含有量(Y)が0.3重量%
以上でその硫黄分が15重量ppm以下の基材Bとを含
む混合基材からなり、その線形回帰直線の傾き(X)が
0.35以下でYが1.4重量%以下、そして硫黄分が
15重量ppm以下である燃料油基材。 - 【請求項2】 基材AのXが0.35以上でYが1.4
重量%以下であり、基材BのXが0.35以下でYが
0.3重量%以上である請求項1に記載の燃料油基材。 - 【請求項3】 基材Aの混合容量割合が、10〜90容
量%である請求項1又は2に記載の燃料油基材。 - 【請求項4】 基材AがGas to Liquid
(GTL)である請求項1乃至3のいずれかの項に記載
の燃料油基材。 - 【請求項5】 基材Aが軽質化LGOである請求項1乃
至3のいずれかの項に記載の燃料油基材。 - 【請求項6】 基材Bが水素化分解油である請求項1乃
至5のいずれかの項に記載の燃料油基材。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかの項に記載の
燃料油基材を含有する軽油組成物。
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