JP2002327184A - A重油 - Google Patents

A重油

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JP2002327184A
JP2002327184A JP2001136594A JP2001136594A JP2002327184A JP 2002327184 A JP2002327184 A JP 2002327184A JP 2001136594 A JP2001136594 A JP 2001136594A JP 2001136594 A JP2001136594 A JP 2001136594A JP 2002327184 A JP2002327184 A JP 2002327184A
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oil
temperature
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Takao Adachi
隆夫 安達
Yutaka Sakai
豊 酒井
Toshiaki Hayashi
利明 林
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Nippon Oil Corp
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高性能エンジンの燃料として十分な性能を持
ち、低温性能に優れるA重油を提供する。 【解決手段】 通油面積が40cm2のフィルターを用
い、通油量が5L/hrの条件下に、30分間通油した
場合に差圧が13.3kPa(100mmHg)以上に
上昇する最も高い温度が−10℃以下であり、かつセタ
ン指数が50以上であるA重油。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、A重油に関する。
更に詳しくは、近年の高性能エンジンの燃料として十分
な性能を持ち、低温性能に優れるA重油に関する。
【0002】
【従来の技術】A重油は、ボイラー等の外燃機器燃料や
小型漁船、建設機器等の陸上輸送用以外のディーゼルエ
ンジン機器燃料として用いられているが、近年A重油に
使用されるエンジンの高出力化及び低燃費化等に伴い、
A重油としては、より高性能化の要望が年々高まってい
る。これら高性能エンジンの燃料としてA重油を用いた
場合、着火性の悪化や、煤の発生が増大するといった燃
焼性に関する問題が生じることがある。一方、A重油と
しては、ガソリンや灯油に比べ重質分をより多く含んで
いるため、低温時のワックス析出が問題となることがあ
る。低温時におけるワックス析出は、燃料系統中の夾雑
物防止用のフィルターを閉塞させ、最悪の場合燃料供給
が不可能となる恐れがある。
【0003】低温時のワックス析出を抑える方法として
は、流動性向上剤を添加する方法が一般的であるが、実
際の厳しい冬期の使用条件下では充分な効果が発揮でき
ないのが現状である。また、従来は低温時のフィルター
目詰まり性の判断に、目詰まり点による試験が用いられ
てきた。この試験方法では流動性向上剤を添加すること
により、低温性能が改善されるが、この試験方法は試料
油の冷却速度が約30℃/時間と早いため、実際の使用
条件下とは大きく異なる。冷却速度が遅ければ遅いほ
ど、析出するワックスが大きくなりフィルターの目詰ま
りを起こすことが知られており、前記の目詰まり点によ
る評価法では不十分であることが分かっている。一般
に、燃焼性に優れたA重油は、低温性能が悪くなる場合
が多く、また低温性能に優れたA重油は、燃焼性が悪く
なる場合が多い。そのため、高性能エンジン用に燃焼性
の優れたA重油を用いた場合、冬期の気温低下時にワッ
クスによるフィルター目詰まりトラブルという問題が発
生する。しかし、このA重油のワックスによるフィルタ
ー目詰まりを起さない性能を正しく評価する評価法がい
まだに存在しない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、新た
な評価法を開発することにより、近年の高性能エンジン
の燃料として使用に耐え得り、冬期においてワックスに
よるフィルターの目詰まりを起こさないA重油を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成し
たものである。すなわち、本発明は、通油面積が40c
2のフィルターを用い、通油量が5L/hrの条件下
に、30分間通油した場合に差圧が13.3kPa(1
00mmHg)以上に上昇する最も高い温度が−10℃
以下であり、かつセタン指数が50以上であることを特
徴とするA重油に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をさらに詳細に説
明する。本発明のA重油は、通油面積が40cm2のフ
ィルターを用い、通油量が5L/hrの条件下に、30
分間通油した場合に差圧が13.3kPa(100mm
Hg)以上に上昇する最も高い温度が−10℃以下であ
ることが必要である。本発明において、通油面積が40
cm2/gのフィルターを用い、通油量が5L/hrの
条件下で、30分間通油した場合に差圧が13.3kP
a(100mmHg)以上に上昇する最も高い温度と
は、本発明者らが今回開発したディーゼル機器およびガ
スタービン用途に対してシミュレートしたA重油の目詰
まり温度である。
【0007】以下に、本発明の目詰まり温度の測定法お
よびそれに用いる装置について説明する。測定装置を図
1に示す。試料容器として20Lペール缶を用いる。直
径の外側から1/4の位置に、試料吸引管を差し込む穴
を設ける。試料吸引管は外径10mmの銅管を用い、こ
の試料吸引管とフィルターはシリコンゴム管で接続す
る。また、フィルターの出口から吸引ポンプまでは、銅
管を用いて接続する。フィルターは日本濾過器株式会社
製フューエルフィルター(型番276237)を用い、
通油面積は40±5cm2で容器容量は70±5cm3
ものを用いる。ポンプは通油量が1〜10L/hrに調
整できるものを用いる。低温恒温槽は試料容器およびフ
ィルターが入る容量があり、プログラム温度調節機能を
備え、温度精度は±0.5℃以内で、−30℃以下まで
冷却できる能力を持つものを用いる。温度が20〜25
℃の試料約10Lを試料容器にいれ、吸引管付きふたを
する。ポンプを駆動させ、通油量が5±0.2L/hr
になるようにポンプ圧力を調整する。試験条件として、
冬期の気象実態から、低温恒温槽の温度プログラムは1
0℃から1℃/hrの冷却速度で、任意の試験温度まで
冷し、その温度で3時間以上保持出来るようにする。試
験は低温恒温槽のプログラム温度が試験温度で2時間保
持した後、ポンプを駆動して開始する。ポンプ駆動後に
圧力計より圧力を測定する。通油限界の判定は、試験時
間30分間通油中に差圧が13.3kPa(100mm
Hg)以上に上昇した場合をフェール基準とした。な
お、フィルター目詰まり温度を求めるには、1℃の間隔
でパスとフェールの結果が得られるまで、試験毎に試料
を取り替えて、任意の試験温度で試験を繰り返す。フェ
ールした最も高い温度を目詰まり温度とする。
【0008】本発明のA重油において、前記目詰まり温
度は、燃料系統中の夾雑物阻止用のフィルターを閉塞さ
せる低温時のワックス析出を減少させる点から、−10
℃以下であることが必要であり、−12℃以下であるこ
とが好ましく、−14℃以下であることが最も好まし
い。この目詰まり温度を測定することにより、従来評価
出来なかった高性能エンジンを有する機器に対するA重
油の冬期のワックスによるフィルター目詰まりを起さな
い性能を評価出来るようになった。
【0009】本発明のA重油のセタン指数は、燃焼性の
点から50以上であることが必要であり、55以上であ
ることがより好ましい。本発明において、セタン指数は
JIS K 2204−1992「軽油」に準拠して得
られた値を表すものを意味している。つまり次の式によ
って算出する。 セタン指数=0.49083+1.06577X−0.0010522X2 ただし、上記式中、Xは以下のとおりである。 X=97.833(logA)2+2.2088BlogA+0.01247
2−423.51logA−4.7808B+419.59 A:(9/5)[101.3kPa(760mmHg)における50%
留出温度(℃)]+32 B:API度 (なお、「101.3kPa(760mmHg)における50%留
出温度(℃)」は、JIS K 2254「石油製品−
蒸留試験方法」によって測定し、「API度」は、JI
S 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」によって15℃の密度から
換算して求める。)
【0010】また、本発明のA重油のセタン価について
は特に制限はないが、燃焼性の点から、50以上である
ことが好ましく、55以上であることがより好ましい。
本発明のセタン価とは、JIS K 2280「石油製
品−燃料油−オクタン価及びセタン価試験方法並びにセ
タン指数算出方法」に準拠して得られた値を表すものを
意味している。
【0011】本発明のA重油の流動点については特に制
限はないが、低温時のワックス析出を減少させる点か
ら、−15℃以下であることが好ましい。本発明におい
て、流動点とは、JIS K 2269「原油及び石油
製品の流動点試験方法」に準拠して得られた値を表すも
のを意味している。
【0012】また、本発明のA重油のCFPP(目詰ま
り点)については特に制限はないが、冬期においてワッ
クスによるフィルター目詰まりの防止の点により優れる
ことから、−10℃以下であることが好ましく、−12
℃以下であることがより好ましい。本発明において、C
FPPとは、JIS K 2288「軽油−目詰まり点
試験方法」に準拠して得られた値を表すものを意味して
いる。
【0013】また、本発明のA重油の−10℃における
ワックス含有量については特に制限はないが、冬期にお
いてワックスによるフィルター目詰まりの防止の点によ
り優れることから、1.0質量%以下であることが好ま
しく、0.5質量%以下であることがより好ましく、
0.3質量%以下であることが最も好ましい。本発明に
おいて、−10℃におけるワックス含有量とは、メンブ
ランフィルター、メチルエチルケトン−アセトン混合溶
剤及び試料を−10℃まで冷却し、試料17gを、目開
き5.0μmのメンブランフィルターで吸引ろ過し、フ
ィルター上のワックスをメチルエチルケトン−アセトン
混合溶剤30mlで洗浄した後、フィルターに捕集した
ワックス量を測り、試料全量に対するワックス量を表す
ものを意味している。
【0014】また、本発明のA重油の硫黄分および窒素
分については特に制限はないが、排ガス中の有害物質を
低減するには、硫黄分は0.5質量%以下であることが
好ましく、0.3質量%以下であることがより好まし
く、0.2質量%以下であることが最も好ましい。窒素
分は0.03質量%以下であることが好ましく、0.0
25質量%以下であることがより好ましく、0.02質
量%以下であることが最も好ましい。本発明において、
硫黄分、窒素分とは、それぞれ、JIS K 2541
「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」、JIS K
2609「原油及び石油製品−窒素分試験方法」に準拠
して得られた値を表すものを意味している。
【0015】本発明のA重油の10%残留炭素分は0.
2重量%以上であり、好ましくは0.2〜1.0重量%
である。この範囲より小さい場合、10%残留炭素分が
0.2重量%以上というA重油の免税条件を満たさなく
なる。また、10%残留炭素分が1.0重量%より多く
なった場合は、低温性能に悪影響を及ぼす等の恐れがあ
る。本発明において、10%残留炭素分とは、JIS
K 2270「原油及び石油製品−残留炭素分試験方
法」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【0016】本発明のA重油のアスファルテン分は特に
制限はないが、低温性能等の点から、0.05質量%以
下であることが好ましく、0.03質量%以下であるこ
とがより好ましく、0.02質量%以下であることが最
も好ましい。本発明において、アスファルテン分とは、
IP143「アスファルテン分試験方法」に準拠して得
られた値を表すものを意味している。
【0017】本発明のA重油のドライスラッジ量につい
ては特に制限はないが、常温でのフィルター目詰まりが
起こり難くなる点から、2.0mg/100ml以下で
あることが好ましく、1.5mg/100ml以下であ
ることがより好ましい。本発明において、ドライスラッ
ジ量とは、常温において、試料を目開き1.2μmのフ
ィルターで吸引ろ過し、ろ過後のフィルター及びフィル
ター上の残留物をn−ヘプタンで洗浄し、乾燥後残留物
の質量から、試料100ml当りの残留物の質量で表さ
れる値を意味している。
【0018】また、本発明のA重油の蒸留性状について
は何ら制限はないが、通常は下記性状を満たすものが用
いられる。 蒸留初留点: 130〜210℃ T10: 180〜260℃ T50: 250〜330℃ T90: 300〜400℃ 本発明において、上記蒸留性状は、JIS K 225
4「石油製品−蒸留試験方法」に準拠して得られる値を
意味している。
【0019】本発明のA重油の動粘度については特に制
限はないが、通常30℃で3.0〜5.0mm2/s、
50℃で1.8〜5.5mm2/sのものが用いられ
る。本発明において、動粘度とは、JIS K 228
3「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」に準拠して得られた値を表すものを意味してい
る。
【0020】本発明のA重油の引火点については特に制
限はないが、通常60〜100℃のものが用いられる。
本発明において、引火点とは、JIS K 2265
「原油及び石油製品−引火点試験方法」に準拠して得ら
れた値を表すものを意味している。
【0021】本発明のA重油の総発熱量については特に
制限はないが、通常35000〜50000J/gのも
のが用いられる。本発明において、総発熱量とは、JI
S 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」に準拠して得られた値を表す
ものを意味している。
【0022】本発明のA重油の水分含有量については特
に制限はないが、通常0.05容量%以下のものが用い
られる。本発明において、水分含有量とは、JIS K
2275「原油及び石油製品−水分試験方法」に準拠
して得られた値を表すものを意味している。
【0023】本発明のA重油の密度については特に制限
はないが、通常0.80〜0.95g/cm3のものが
用いられる。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」に準拠して得られた値を表すものを
意味している。
【0024】本発明のA重油の製造方法は任意であり、
通常A重油基材に残留炭素付与用基材を混合し、必要に
応じて添加剤を配合して製造される。A重油基材として
は、常圧蒸留装置より得られる直留灯油又は脱硫処理し
た灯油、直留軽質軽油又は脱硫処理した軽質軽油、直留
重質軽油又は脱硫処理した重質軽油、流動接触分解装置
及び/又は残渣流動接触分解装置より得られる軽質サイ
クル油、減圧蒸留装置より得られる減圧軽油を水素化脱
硫した水素化脱硫減圧軽油、水素化分解装置より得られ
る水素化分解軽油、直接重油脱硫装置より得られる直脱
軽油等が挙げられる。これらの中の1種のみを使用して
も良く、2種以上を混合しても良い。
【0025】これらの中でも、燃焼性、冬期においてワ
ックスによるフィルターの目詰まりの防止などの点を、
同時に満たすことができ、かつこれらの効果がより優れ
ることから、水素化分解軽油を使用することが好まし
い。ここでいう、水素化分解軽油とは、水素化分解装置
から得られる軽油留分である。具体的には、その蒸留性
状として、50%留出点が250〜350℃であり、1
5℃の密度が0.810〜0.880g/cm3の範囲
である。水素化分解装置は、重質軽油等をアモルファス
系Ni−Mo触媒等の触媒下で、8〜15MPaの水素
圧力下、330〜450℃の反応温度、液空間速度0.
1〜1.0/hの条件下で、水素化分解と同時に脱硫お
よび脱窒素を行うものである。また、残留炭素分付与用
基材としては、常圧残油、直脱残油、減圧残油、エキス
トラクト、スラリー油等が挙げられる。これらの中の1
種のみを使用しても良く、2種以上を混合しても良い。
【0026】本発明のA重油は上記した通り、水素化分
解軽油を使用することが好ましいが、その配合量につい
ては特に制限はない。しかしながら、その効果を十分に
発揮させるためには、水素化分解軽油を50%以上使用
することが好ましく、75%以上使用することがより好
ましく、90%以上使用することが最も好ましい。ま
た、残留炭素分についての免税条件を満たすために、通
常は99.9容量%以下で使用される。
【0027】また、添加剤としては、流動性向上剤、セ
タン価向上剤、酸化防止剤、安定化剤、分散剤、金属不
活性化剤、微生物殺菌剤、助燃剤、帯電防止剤、識別
剤、着色剤等の各種添加剤を適宜加えることができる。
これらの中でも、冬期においてワックスによるフィルタ
ー目詰まりを防止する効果により優れることから、流動
性向上剤を添加することが好ましい。流動性向上剤とし
ては、たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−α−オレフィン共重合体等のポリマー型添加剤、油
溶性分散剤型添加剤およびアルケルコハク酸等を用いる
ことが出来る。また、流動性向上剤の添加量については
何ら制限はないが、A重油全量基準で0.001〜0.
1容量%であることが好ましく、0.01〜0.03質
量%であることがより好ましい。
【0028】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明は、これらによってなんら限定されるも
のではない。
【0029】(実施例1〜3および比較例1〜4)表1
に示す性状を有する各基材を表2に示す容量比で混合
し、実施例1〜3および比較例1のA重油を調製した。
各試料油の性状を表2に記載した。また、比較例2〜4
として市販A重油の性状を表2に併記した。各試料油及
び市販A重油について、低温性性能評価および燃焼性性
能評価を下記の方法により行った。結果を表2に併記し
た。
【0030】低温性性能評価 A重油の低温性の評価は、低温実験室で発電機用エンジ
ンを用いて実施した。試験条件として、冷却速度は冬期
の気象条件をもとに1℃/h、冷却開始温度は10℃、
試験温度は−10℃、ソーキングは試験温度で2時間と
した。判定は、エンジンの作動状況により行った。始動
後30分間エンジンが作動し続けた場合は○、始動後3
0分以内でワックスによりフィルターに目詰まりが生
じ、燃料供給が不可能となり作動不良となった場合は×
で表す。
【0031】燃焼性性能評価 A重油の燃焼性の評価は、近年の高性能化エンジンでト
ラブルの主要原因である着火遅れが測定できる燃料着火
試験機を用いた。着火遅れが起こることにより、ディー
ゼル機関の性能、故障、排ガスに悪影響を与える。試験
条件は、燃焼室の容積が1リットル、圧力4.5MP
a、温度450℃の空気中に燃料を噴射して、その時の
着火遅れを測定する。着火遅れが8ms以下の場合に優
れた燃焼性能を持つ。表2の結果から明らかなように、
実施例1〜3のA重油は、いずれも着火性が良く燃焼性
が高く、近年の高性能化エンジンの燃料として十分な性
能を持ち、かつ優れた低温性能性を有することが分か
る。これに対して、目詰まり温度及びセタン指数が本発
明の規定範囲外である比較例1〜4は低温性能および燃
焼性が劣るものである。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明のA重油は、燃焼
性が高く、近年の高性能エンジンの燃料として使用に耐
え得り、かつ、冬期においてワックスによるフィルター
の目詰まりを起こさない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の目詰まり温度の測定に用いた装置であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) (72)発明者 林 利明 東京都港区西新橋一丁目3番12号 日石三 菱株式会社技術開発部内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通油面積が40cm2のフィルターを用
    い、通油量が5L/hrの条件下に、30分間通油した
    場合に差圧が13.3kPa(100mmHg)以上に
    上昇する最も高い温度が−10℃以下であり、かつセタ
    ン指数が50以上であることを特徴とするA重油。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017031374A (ja) * 2015-08-05 2017-02-09 出光興産株式会社 内燃機用燃料油組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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