JP5841422B2 - C重油組成物およびその製造方法 - Google Patents
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様々な用途に用いられるC重油の中で、特に船舶用C重油は、諸外国などで積み込まれることもあり、燃焼障害が原因のエンジントラブルがしばしば生じており、大きな問題となっている。このため、着火性能、燃焼性能が優れ、燃焼障害を発生しないC重油の要望が高まっている(非特許文献1参照)。
このようなC重油の燃焼性を改善するものとして、特許文献1(特開平8−277396号公報)には、重質油を水および特定の非イオン性界面活性剤により水中油滴型重質油エマルジョンとして、エマルジョン粒子径および粘度を特定の範囲に制御して、さらに予備加熱後に燃焼させる方法が開示されている。
また、特許文献2(特開2003−96474号公報)には、接触分解軽質軽油(LCO)を50%以上含有し、かつセタン指数を規定することにより燃焼性の改善を図る方法が開示されている。
しかしながら、上記のように、近年、船舶用燃料油の品質は低質化が著しく、スラッジ生成や着火性および燃焼性が低下している。このために搭載する大型ディーゼル機関において燃焼障害が頻繁に発生し、発煙、排気温度の上昇、排気系の汚染、シリンダ、リングなどの異常摩耗などの原因ともなっており、これらは何れも現実的な解決策を示していない。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
2541「原油及び石油製品―硫黄分試験方法」の「放射線式励起法」に準拠して測定される硫黄含有量を、窒素含有量とは、JIS K 2609「原油及び石油製品−窒素分試験方法」に準拠して測定される窒素含有量を、蒸留性状とは、JIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」に準拠して測定されるものを、残留炭素分とは、JIS K 2270「原油及び石油製品−残留炭素分の求め方」に準拠して測定される残留炭素分を、容量発熱量とは、JIS K 2279「原油及び石油製品−発熱量試験方法及び計算による推定方法」の「発熱量試験方法」に準拠して測定される単位容量当たりの総発熱量(MJ/L)を意味する。
本発明に係るC重油組成物において、かかるC重油基材の配合割合は、C重油組成物全量基準で60容量%以上99容量%以下である。好ましくは65容量%以上、より好ましくは70容量%以上、さらに好ましくは75容量%以上であり、また好ましくは95容量%以下、より好ましくは90容量%以下、さらに好ましくは85容量%以下である。
なお、本発明において2環芳香族炭化水素含有量とは、石油学会法JPI−5S−22−83「アスファルトのカラムクロマトグラフィー法による組成分析法」により分取された芳香族分を、石油学会法JPI−5S−49−97「石油製品−炭化水素タイプ試験方法−高速液体クロマトグラフ法」により測定した2環芳香族炭化水素含有量を意味する。
本発明に係るC重油組成物の70℃密度(70℃における密度)は0.80g/cm3以上であることが好ましく、0.83g/cm3以上であることがより好ましい。また、1.00g/cm3以下であることが好ましく、0.95g/cm3以下であることがより好ましい。70℃密度が0.80g/cm3未満の場合は容量当りの発熱量が小さくなるため好ましくなく、1.00g/cm3より大きい場合は、燃焼障害が発生しやすくなるため好ましくない。
本発明において、密度とは、JIS K 2249「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」に準拠して得られる値を表すものを意味する。
本発明に係るC重油油組成物の100℃における動粘度は50mm2/s以下であることが好ましく、45mm2/s以下であることがより好ましい。100℃における動粘度が50mm2/sより高い場合、燃焼障害が発生しやすくなる。
本発明において、動粘度とは、JIS K 2283「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」に準拠して得られる値を意味する。
本発明において硫黄分とは、JIS K 2541「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定される残留炭素分を意味する。
本発明において窒素分とは、JIS K 2609「原油及び石油製品−窒素分試験方法」により測定される残留炭素分を意味する。
なお、本発明でいう引火点とは、JIS K 2265「引火点の求め方」のペンスキーマルテンス密閉法で測定される値を意味する。
本発明において、CCAI(Calculated Carbon Aromaticity Index:国際燃焼機関会
議の決定に準拠)とは、芳香族含有量と着火性との関連に着目した指標であり、芳香族性を簡便的に重油の密度、粘度に代表させて次式で算出される。
CCAI=D−140.7log (log(V+0.85))−80.6
(D:15℃における密度(kg/m3),V:50℃における動粘度(mm2/s))
本発明において残留炭素分とは、JIS K 2270「原油及び石油製品−残留炭素分の求め方」により測定される残留炭素分を意味する。
本発明おいて、灰分とは、JIS K 2272「原油及び石油製品−灰分及び硫酸灰分試験方法」に準拠して得られる値を意味する。
本発明おいて、バナジウム含有量とは、JPI−5S−11「重油中のバナジウム分試験方法」に準拠して得られる値を意味する。
なお、本発明でいう水分とは、JIS K 2275「原油及び石油製品−水分試験方法」により測定される値を意味する。
本発明において、着火遅れとは、燃焼室内圧力が初圧から0.02MPa上昇した時の時間である。
本発明において、燃焼時間とは、最高圧力到達時間から着火遅れ時間を引いた時間である。
本発明において、熱重量−示差熱分析とは、試料を所定の温度条件で昇温し、気化・熱分解等に伴う重量減少と気化・酸化・熱分解等に伴う熱量の変化を同時に計測する分析方法である。具体的には、試料約10mgを内径5mmの白金製パンに秤り取り、RIGAKU社製Thermoflex TAS300にセットする。次に、試料を室温から1000℃まで100℃/分で昇温する。
上述の添加剤は、常法に従い合成したものを用いてもよく、また市販の添加剤を用いてもよい。なお、市販されている添加剤は、その添加剤が目的としている効果に寄与する有効成分を適当な溶剤で希釈している場合もある。有効成分が希釈されている市販添加剤を使用する場合には、C重油組成物中の性状が上記の条件を満たすように市販添加剤を添加することが好ましい。なお、添加量としては任意であるが、C重油組成物全量基準で、通常0.5質量%以下、好ましくは0.2質量%以下である。
実施例1〜4の試験燃料は、表1に示す接触分解残油、および減圧蒸留装置で常圧残油を減圧下で蒸留して得られる減圧蒸留残油および常圧蒸留装置で原油を常圧において蒸留して得られる直留軽油を用いて調製した。比較例1〜2として接触分解残油未使用の試料、および市場品を用意した。
ドライスラッジの測定は、ISO 10307−1に準拠して行なった。
表2より本発明にかかるC重油組成物は、着火性、燃焼性が市場品と同等以上で、かつスラッジの生成を抑制でき、容量発熱量が大きいことが分かる。
Claims (4)
- 常圧蒸留軽油(直留軽油)、常圧蒸留残油、残油脱硫重油、減圧蒸留軽油、減圧蒸留残油、エキストラクト油、および接触分解軽油から選ばれる1種もしくは2種以上のC重油基材をC重油組成物全量基準で60容量%以上99容量%以下、および全芳香族分が50容量%以上、15℃における密度が0.99〜1.07g/cm3である接触分解残油を組成物全量基準で1容量%以上40容量%以下配合することを特徴とする2環芳香族炭化水素含有量が10容量%以上30容量%以下であるC重油組成物の製造方法。
- 前記接触分解残油の50℃の動粘度が15〜300mm2/s、硫黄分が2.5質量%以下、窒素分が0.2質量%以下、残留炭素分が7質量%以下、容量発熱量が43.0MJ/L以上であることを特徴とする請求項1に記載のC重油組成物の製造方法。
- 前記接触分解残油のガスクロマトグラフ法蒸留における10容量%留出温度(T10)が300〜370℃、50容量%留出温度(T50)が380〜480℃、90容量%留出温度(T90)が400〜600℃であることを特徴とする請求項1または2に記載のC重油組成物の製造方法。
- C重油組成物が、15℃における密度が0.85〜1.05g/cm3、50℃の動粘度が400mm2/s以下、硫黄分が3.5質量%以下、窒素分が1.0質量%以下、引火点が70℃以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のC重油組成物の製造方法。
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