JP2006052316A - A重油組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 常温時のスラッジによるフィルター目詰まりを起こさず、かつ低温時のワックスによるフィルター目詰まりも起こさず、外燃機器、ディーゼル機器、ガスタービン機器などの燃焼機器を安定に運転することが可能で、さらに環境負荷を低減するA重油組成物を提供すること。
【解決手段】 酸素含有量が0.1質量%以上、赤外分光分析法における1730〜1750cm−1の最大吸光度と1150〜1170cm−1の最大吸光度の比が1以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が600℃未満であることを特徴とするA重油組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明はA重油組成物に関し、詳しくは、ボイラー、ディーゼル機器、ガスタービン等の燃焼機器の燃料として用いられるA重油組成物に関する。
A重油は、ボイラー等の外燃機器燃料、小型漁船や建設機械等の陸上輸送用以外のディーゼルエンジン機器燃料、ガスタービン機器燃料などとして広く用いられている。
A重油を用いる各種燃焼機器には、燃料油中の異物を除去する目的で、燃料系統に目開き5〜250μmのフィルターが設けられている。しかし、このような燃焼機器を冬季に使用すると、A重油から析出したワックスなどにより、フィルターの閉塞が起こりやすくなる。
一方、A重油には税法上10%残留炭素分が0.2質量%以上になるように残留炭素分付与基材を含有させている。しかしながら、従来より残留炭素付与基材に起因するスラッジにより燃料フィルターが閉塞し、燃料供給が不可能となる問題がしばしば生じており、特に近年の燃料フィルターの目開き微細化により、さらに大きな問題となっている。このため、スラッジにより燃料フィルターを閉塞させない、常温におけるフィルター通油性に優れるA重油の要望が高まっている。
そこで、かかる問題を解決すべく、A重油の低温流動性などの低温性能を改善するための検討が行われており、重質油の配合、残渣油の増量、低温流動性向上剤の添加などの方法が提案されている(例えば、特許文献1、2及び非特許文献1を参照)。
しかし、上述の各方法で得られるA重油はそれぞれ次の点で改善の余地があり、いずれもA重油として実用に供し得るには未だ十分とは言えない。すなわち、重質油の増配合はワックス析出点(曇り点)の悪化につながり、残渣油の増量は燃焼ガス中の煤塵量の増加の原因となり得るばかりか、他基材との溶解性が悪化し、常温時のスラッジ生成に伴うフィルター通油性が懸念される。また、低温流動性向上剤の性能は、使用基材との相性によるところが多く、単に添加するだけではA重油として充分な低温性能を得ることは困難である。
特開平9−333583号公報 特開平7−97581号公報 野村宏次,「舶用燃料の科学」,成山堂,1994年,p.164−166
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、常温時のスラッジによるフィルター目詰まりを起こさず、かつ低温時のワックスによるフィルター目詰まりも起こさず、さらに燃焼性、潤滑性もよく、外燃機器、ディーゼル機器、ガスタービン機器などの燃焼機器を安定に運転することが可能なA重油組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の性状を有するA重油組成物により上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、酸素含有量が0.1質量%以上、赤外分光分析法における1730〜1750cm−1の最大吸光度と1150〜1170cm−1の最大吸光度の比が1以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が600℃未満であることを特徴とするA重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物を含有することを特徴とする前記記載のA重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物がカルボン酸の多価アルコールエステルであることを特徴とする前記記載のA重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物が動植物油脂であることを特徴とする前記記載のA重油組成物に関する。
また本発明は、動植物油脂がパーム油、大豆油、ナタネ油、又はひまわり油であることを特徴とする前記記載のA重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物の含有割合が、A重油組成物全量に対して1〜20容量%であることを特徴とする前記記載のA重油組成物に関する。
さらに本発明は、含酸素化合物を残留炭素付与用基材として使用することを特徴とする前記記載のA重油組成物に関する。
本発明のA重油組成物は、常温でのフィルター通油性、低温性能、燃焼性、潤滑性、安全性等の性能がバランスよく高められたものである。従って、本発明のA重油組成物は、ボイラー等の外燃機器、小型漁船や建設機械等の陸上輸送用以外のディーゼルエンジン機器、ガスタービン機器などの燃料として非常に有用である。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明のA重油組成物は、酸素含有量が0.1質量%以上であることが必要である。A重油燃焼時の重質炭化水素分由来の燃え残りを減らすには含酸素化合物を含有することが有効であることから、酸素含有量は0.1質量%以上が必要であり、好ましくは0.2質量%以上であり、より好ましくは0.3質量%以上である。
なお、ここでいう酸素含有量とは、ASTM D5622−95「Standard Test Methods for Determination of Total Oxygen in Gasoline and Methanol Fuels by Reductive Pyrolysis」により得られた値を指す。
本発明のA重油組成物は、赤外分光分析法における1730〜1750cm−1の最大吸光度と1150〜1170cm−1の最大吸光度の比が1以上であることが必要である。本発明のA重油組成物の赤外分光分析法による分析例を図1に示す。赤外分光分析法における1730〜1750cm−1および1150〜1170cm−1の吸収はエステル系化合物に由来するものであり、1730〜1750cm−1の最大吸光度(図1のb)と1150〜1170cm−1の最大吸光度(図1のa)の比(b/a)が1以上であることが必要であり、好ましくは1.5以上、より好ましくは2以上である。1730〜1750cm−1の最大吸光度と1150〜1170cm−1の最大吸光度の比が大きくなると、A重油組成物の燃焼時における重質炭化水素分由来の燃え残りを減らすことができるので有効である。一方、常温での通油性の点から、b/aは5以下であることが好ましく、より好ましくは4.5以下である。
ここでいう赤外分光分析法とは、試料に赤外線を照射した際、各化合物の官能基が特定の波長(波数)の赤外光を吸収することを利用し、横軸に波数、縦軸に吸光度をとって各化合物の定性、定量を行う分析方法であり、分析条件は以下のとおりである。
測定範囲:400〜4000cm−1
分解能:4cm−1
使用セル:KBrセル(厚さ0.05mm)
本発明のA重油組成物は、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が600℃未満であることが必要である。熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が600℃以上であると、A重油燃焼時において重質炭化水素分に由来する燃え残りが増加するため好ましくない。
なお、ここでいう熱重量−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5mgを内径5mmのアルミニウム製パンに量りとり、RIGAKU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。そして発熱が終わったところの温度を燃えきり温度と定義した。
本発明のA重油組成物は含酸素化合物を含有することが好ましい。かかる含酸素化合物としては、例えばカルボン酸の多価アルコールエステルが該当する。
カルボン酸としてはカプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノレン酸,リノール酸、オレイン酸、ヘキサデセン酸等が挙げられる。
一方、多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、グリセリンおよび各々のポリマー、共重合体、また、アルカノールアミン類、およびアルカノールアミン類とグリコール類との共重合体等が挙げられる。
これらのカルボン酸の多価アルコールエステルは化学的合成手法による製造や、動物脂質部や植物種子等からの抽出等によって得られる。
化学的合成手法としては、特に限定されるものではないが、カルボン酸を塩酸、硫酸、芳香族カルボン酸、Lewis酸等の酸性溶液下で多価アルコールと直接反応させてエステル化合物を得る方法などが挙げられる。
カルボン酸を得る方法は特に限定されるものではないが、化学的合成手法としてはJones試薬を用いた一級アルコールの酸化、塩基性酸化銀を用いたアルデヒドの酸化、過マンガン酸カリウム水溶液を用いた1−アルケンの酸化的開裂、Grignard試薬を用いたハロゲン化アルキル化合物のカルボキシル化等が挙げられる。
本発明のA重油組成物に含有される含酸素化合物は、燃焼性向上に寄与するエステル基含有量の観点から、特に動植物油脂であることが好ましい。
本発明において言う動植物油脂とは、動物の脂肪組織に含まれる油脂分または植物体に含まれる油脂分を抽出したものであり、主成分は脂肪酸とグリセリンから成るトリアシルグリセリドで、他にモノ・ジアシルグリセリド、ビタミン、コレステロール、トコフェノール、植物ステロール等を含む。
動物油脂の原料は特に制限はなく、牛脂、牛乳脂質(バター)、豚油、羊油、鯨油、魚油、肝油、馬油、鶏油等が挙げられる。
植物油脂の原料は特に制限はなく、ココヤシ、パームヤシ、オリーブ、パーム、大豆、菜種、ひまわり、ごま、べにばな、落花生、綿実、米ぬか、とうもろこし等が挙げられる。
本発明に用いられる含酸素化合物としては、燃焼性の点で含酸素量が多いことが好ましく、動植物油脂の原料としては、特にパーム油、ナタネ油、ひまわり油、大豆油であることが好ましい。
本発明において、含酸素化合物は、税法上および燃焼性の観点から残留炭素付与用基材として含有させることが好ましい。
含酸素化合物の含有割合は、税法上A重油の10%残留炭素分が0.2質量%以上である点から、1容量%以上であることが好ましい。一方、溶解性の観点から上限は20容量%以下であることが好ましく、15容量%以下であることがより好ましく、10容量%以下であることがさらに好ましい。
本発明のA重油組成物における残留炭素付与用基材としては、従来の残留炭素付与用基材よりも燃焼性が良い(煤塵低減となる)ことから動植物油脂が特に好ましい。
また、本発明のA重油組成物は、前述の含酸素化合物以外の残留炭素付与用基材として、常圧残油、残油脱硫重油、減圧残油、スラリー油、エキストラクト油等をさらに含有してもよい。これらの残留炭素分付与用基材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上併用して用いることができる。ここで、常圧残油とは、常圧蒸留装置で原油を常圧において蒸留して得られる残油である。残油脱硫重油とは、残油脱硫装置において常圧残油または減圧残油を脱硫したときに得られる重油である。減圧残油とは、減圧蒸留装置で常圧残油を減圧下で蒸留して得られる残油である。スラリー油とは、流動接触分解装置から得られる残油である。エキストラクト油とは、潤滑油原料用減圧蒸留装置からの留分を、溶剤抽出法により抽出分離したもののうち潤滑油に適さない芳香族成分のことである。
本発明のA重油組成物を構成する基材の性状及び含有量に関しては、A重油組成物の酸素含有量が0.1質量%以上、赤外分光分析法における1730〜1750cm−1の最大吸光度と1150〜1170cm−1の最大吸光度の比が1以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が600℃未満であることを満たす限りにおいては特に制限されない。好ましい基材としては、直留軽油留分またはその脱硫軽油留分、直留灯油留分またはその脱硫灯油留分、水素化分解軽油、水素化分解灯油、残油脱硫軽油留分、水素化脱硫軽油留分または水素化精製軽油留分の抽出によりノルマルパラフィン分を除去した残分である脱ノルマルパラフィン軽油留分、重質軽油留分、減圧軽油を脱硫した軽油、流動接触分解軽油、流動接触分解灯油が挙げられる。これらの基材は、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のA重油組成物は、低温流動性向上剤を含有することが好ましい。低温流動性向上剤の種類は特に限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体に代表されるエチレン−不飽和エステル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、アルキルフマレート−不飽和エステル共重合体、アルキルイタコネート−不飽和エステル共重合体等のポリマー型添加剤、油溶性分散型添加剤、フタル酸、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ酢酸等の酸又はその酸無水物とヒドロカルビル置換アミンとの反応生成物からなる極性窒素化合物、アルケニルコハク酸等が挙げられる。これらの低温流動性向上剤は、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせてもよい。
低温流動性向上剤の含有量は、1000mg/L以下であることが好ましく、700mg/L以下であることがより好ましく、500mg/L以下であることがさらに好ましい。低温流動性向上剤の含有量を1000mg/Lより多くしても、含有量に見合う低温性能の更なる向上効果が得られない。
本発明のA重油組成物は、低温流動性向上剤以外の添加剤として、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含有することもできる。
上述の添加剤(低温流動性向上剤を含む)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、A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、低温流動性向上剤を除く添加量としては任意であるが、A重油組成物全量基準で0.5質量%以下、好ましくは0.2質量%以下であるのが通常である。
本発明のA重油組成物は、酸素含有量が0.1質量%以上、赤外分光分析法における1730〜1750cm−1の最大吸光度と1150〜1170cm−1の最大吸光度の比が1以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が600℃未満であれば、他の性状は特に限定されないが、以下の性状を有していることが好ましい。
本発明のA重油組成物の15℃における密度は特に限定されないが、発熱量の点から、830kg/m以上であることが好ましい。
なお、本発明でいう15℃における密度とは、JIS K 2249「原油及び石油製品−密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」で測定される値である。
本発明のA重油組成物の引火点は、取り扱い上の安全性の点から、60℃以上であることが好ましく、より好ましくは62℃以上である。
なお、本発明でいう引火点とは、JIS K2265「原油及び石油製品−引火点試験方法」のペンスキーマルテン密閉式で測定される値を意味する。
本発明のA重油組成物の動粘度は特に限定されないが、冬季に燃料をタンクから燃焼機器へ問題なく供給し、バーナー燃焼において良好な噴霧・気化を行うという観点から、50℃における動粘度が1.7〜5.0mm/sであることが好ましい。
なお、本発明でいう50℃における動粘度とは、JIS K2283「原油及び石油製品−動粘度試験方法」で測定される値を意味する。
本発明のA重油組成物の蒸留性状は特に限定されないが、10容量%留出温度は170〜250℃、50容量%留出温度は230〜320℃、90容量%留出温度は280〜380℃であることが好ましい。
A重油組成物の10容量%留出温度(以下、「T10」という。)は、引火点低下による安全性への影響から、170℃以上であることが好ましく、173℃以上であることがより好ましく、175℃以上であることがさらに好ましい。一方、低温性能の点から、T10は、250℃以下であることが好ましく、245℃以下であることがより好ましい。
A重油組成物の50容量%留出温度(以下、「T50」という。)は、230℃以上であることが好ましく、235℃以上であることがより好ましい。T50が230℃未満の場合は発熱量が悪化する傾向にある。一方、燃焼性の点から、T50は、320℃以下であることが好ましく、315℃以下であることがより好ましい。
A重油組成物の90容量%留出温度(以下、「T90」という。)は、380℃以下であることが好ましく、375℃以下であることがより好ましく、370℃以下であることがさらに好ましい。終点が380℃を超える場合、気化が進みにくく、完全燃焼し難い傾向にある。また、ワックス含有量が多すぎて低温流動性向上剤の効果が現れにくい。一方、T90は、発熱量の点から、280℃以上であることが好ましく、285℃以上であることがより好ましく、290℃以上であることがさらに好ましい。
さらに、A重油組成物のその他の蒸留性状に関し、初留点は、引火点低下による安全性への影響から150℃以上であることが好ましい。また、95容量%留出温度(以下、「T95」という)は、燃焼性の点から、400℃以下であることが好ましく、390℃以下であることがより好ましい。
なお、本発明でいう初留点、T10、T50、T90及びT95は、それぞれJIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」により測定される値を意味する。
また、本発明のA重油組成物のセタン指数は、40以上であることが好ましく、より好ましくは42以上である。セタン指数が40未満の場合は、ディーゼルエンジンの着火性が悪化するため好ましくない。
なお、本発明でいうセタン指数は、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」により測定される値を意味する。
また、本発明のA重油組成物の10%残留炭素分は、0.2〜1.0質量%であることが好ましく、より好ましくは0.2〜0.8質量%、さらに好ましくは0.2〜0.6質量%である。10%残留炭素分が1.0質量%より多い場合は燃焼排ガス中の煤塵量が多くなったり、バーナーが汚れやすくなる。一方10%残留炭素分の下限は、A重油の免税条件上、0.2質量%以上であることが必要である。
なお、本発明でいう10%残留炭素分は、JIS K 2270「原油および石油製品−残留炭素分試験方法」により測定される値を意味する。
本発明のA重油組成物の硫黄分は特に限定されないが、燃焼排出ガス中の硫黄酸化物抑制、及び機器に装着されている排ガス後処理用触媒の寿命の点から、組成物全量を基準として、1.0質量%以下であることが好ましく、0.8質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることが更に好ましく、0.3質量%以下であることが一層好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。
なお、本発明でいう硫黄分とは、JIS K 2541「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定される値を意味する。
本発明のA重油組成物の窒素分は特に限定されないが、燃焼排出ガス中の窒素酸化物抑制の点から、組成物全量を基準として、0.03質量%以下であることが好ましい。
なお、本発明でいう窒素分とは、JIS K 2609「原油及び石油製品−窒素分試験方法」により測定される値を意味する。
本発明のA重油組成物の水分は、500質量ppm以下であることが好ましく、400質量ppm以下であることがより好ましい。水分が500質量ppmより多い場合、冬季では氷となって析出し、金属腐食やフィルター目詰まりを引き起こす傾向にある。
なお、本発明でいう水分とは、JIS K2275「原油及び石油製品−水分試験方法」のカールフィッシャー式容量滴定法で測定される値を意味する。
本発明のA重油組成物の曇り点は、0℃以下であることが好ましく、−1℃以下であることがより好ましく、−2℃以下であることがさらに好ましい。曇り点が0℃より高い場合は、冬季にタンク内でワックスが析出し、供給されるライン内燃料のワックス量が増え、ライン閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう曇り点は、JIS K 2269「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定される値を意味する。
本発明のA重油組成物の目詰まり点は、0℃以下であることが好ましく、より好ましくは−3℃以下、さらに好ましくは−5℃以下である。目詰まり点が0℃より高い場合は、冬季にポンプやバーナーのフィルター閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう目詰まり点は、JIS K 2288「軽油−目詰まり点試験方法」をA重油に適用して測定される値を意味する。
本発明の流動点は、−5℃以下であることが好ましく、より好ましくは−8℃以下、さらに好ましくは−10℃以下である。流動点が−5℃より高い場合は、冬季に燃料の流動性が低下し、燃焼機器への供給が滞るため好ましくない。
なお、本発明でいう流動点は、JIS K 2269「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定される値を意味する。
本発明の修正目詰まり点は、0℃以下であることが好ましく、より好ましくは−3℃以下、さらに好ましくは−5℃以下である。修正目詰まり点が0℃より高い場合は、冬季にポンプやバーナーのフィルター閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう修正目詰まり点は、石油学会規格 JPI−5S−47−96「A重油の低温流動性試験方法」の解説に記載の修正法4で測定される値を意味する。
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
[実施例1〜12、比較例1〜2]
実施例1〜12及び比較例1〜2においては、それぞれ表1、2に示す基材、並びに低温流動性向上剤A(油溶性分散型添加剤)及び低温流動性向上剤B(エチレン−酢酸ビニル共重合体)を用いて、表3に示す組成を有するA重油組成物を調製した。表1、2には基材の諸性状を、表3には各基材の配合割合とA重油組成物の諸性状を示す。
表1、2、3に示す諸性状は以下の分析法により測定した。
15℃における密度は、JIS K 2249「原油及び石油製品−密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定した。
引火点(COC、PM)は、それぞれJIS K2265「原油及び石油製品−引火点試験方法」のクリーブランド開放式、ペンスキーマルテン密閉式により測定した。
30℃、50℃、100℃における動粘度は、JIS K2283「原油及び石油製品−動粘度試験方法」により測定した。
初留点、T10、T50、T90、T95は、それぞれJIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」により測定した。
セタン指数は、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」により測定した。
硫黄分は、JIS K 2541「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定した。
窒素分は、JIS K 2609「原油及び石油製品−窒素分試験方法」により測定した。
水分(KF)は、JIS K2275「原油及び石油製品−水分試験方法」のカールフィッシャー式容量滴定法により測定した。
曇り点および流動点は、JIS K 2269「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定した。
目詰まり点は、JIS K 2288「軽油−目詰まり点試験方法」をA重油に適用して測定した。
修正目詰まり点は、石油学会規格 JPI−5S−47−96「A重油の低温流動性試験方法」の解説に記載の修正法4により測定した。
残留炭素分および10%残留炭素分は、JIS K 2270「原油および石油製品−残留炭素分試験方法」により測定した。
元素分析(炭素、水素、窒素)は、石油学会規格 JPI−5S−65−2004「石油製品−炭素分,水素分及び窒素分試験方法」により測定した。
元素分析(酸素)は、ASTM D5622−95「Standard Test Methods for Determination of Total Oxygen in Gasoline and Methanol Fuels by Reductive Pyrolysis」により測定した。
Figure 2006052316
Figure 2006052316
Figure 2006052316
次に、実施例1〜12及び比較例1〜2のA重油組成物について、低温性能評価試験を以下の方法で実施した。
(常温通油性評価試験)
試料容器として、20Lペール缶を用意し、ペール缶の上面に試料吸引管を差し込む穴を設けた。穴の形成位置は、上面の中心と外周上の点とを結ぶ直線の中点とした。一方、試料吸引管として外径10mmの銅管を用意し、その一端をシリコンゴム管を介してフィルター(日本濾過器株式会社製フューエルフィルタ、型番276237、通油面積2.0±0.1cm)の入口に接続した。また、フィルターの出口を銅管を介して吸引ポンプに接続した。吸引ポンプは、通油量を1〜10L/hrの範囲内で調節可能なものを用いた。
次に、温度が20〜25℃の試料(A重油組成物)約10Lを上記のペール缶に入れ、ペール缶の上面の穴に試料吸引管付き蓋をした後、ペール缶とフィルターとを低温恒温槽内に収容し、ポンプを駆動させ、通油量が5.0±0.2L/hrとなるようにポンプ圧力を調節した。低温恒温槽としては、プログラム温度調節機能を備え、温度精度±0.5℃以内で調節可能な恒温槽を用いた。
ペール缶とフィルターとを低温恒温槽に収容した後、低温恒温槽内を所定の温度プロファイルで冷却し、吸引ポンプを駆動させた。より具体的には、初期温度20℃で2時間保持した後、ポンプを駆動して開始する。圧力計で圧力を測定して通油限界を判定した。通油限界の判定は、保持温度で差圧が26.6kPa(200mmHg)に達する時間を測定した。
通油性が悪い場合は、フィルタ目詰まりを起こし、短時間で差圧が上昇するのに対し、通油性の良好なA重油は差圧が上昇するまでの時間が長い。60分経過しても26.6kPaに達しない場合を良好(○)、60分未満で26.6kPaに達した場合を不良(×)と判断した。得られた結果を表4に示す。
(低温通油性評価試験)
試料容器として、20Lペール缶を用意し、ペール缶の上面に試料吸引管を差し込む穴を設けた。穴の形成位置は、上面の中心と外周上の点とを結ぶ直線の中点とした。一方、試料吸引管として外径10mmの銅管を用意し、その一端をシリコンゴム管を介してフィルター(ネポン株式会社製、コードNo.120267)の入口に接続した。また、フィルターの出口を銅管を介して吸引ポンプに接続した。吸引ポンプは、通油量を1〜10L/hrの範囲内で調節可能なものを用いた。
次に、温度が20〜25℃の試料(A重油組成物)約15Lを上記のペール缶に入れ、ペール缶の上面の穴に試料吸引管付き蓋をした後、ペール缶とフィルターとを低温恒温槽内に収容し、ポンプを駆動させ、通油量が9.5±0.2L/hrとなるようにポンプ圧力を調整した。低温恒温槽としては、プログラム温度調節機能を備え、温度制度±0.5℃以内で−30℃以下まで冷却可能な恒温槽を用いた。
ペール缶とフィルターとを低温恒温槽に収容した後、低温恒温槽内を所定の温度プロファイルで冷却し、吸引ポンプを駆動させた。より具体的には、試料の曇り点より8℃高い温度から冷却速度1℃/hrで所定の温度まで冷却した。その温度で3時間保持し、圧力計で圧力を測定して通油限界を判定した。通油限界の判定は、保持温度で60分間通油中に差圧が33kPa(250mmHg)以下である場合を合格、33kPaを超えた場合を不合格とし、不合格となるまで1℃間隔で保持温度を低くして試験を繰り返した。
判定が不合格となった最高温度(目詰まり温度)を低温性能の評価の指標とした。なお、試料は試験ごとに新油に取り替えた。目詰まり温度が−5℃以下を良好(○)、−4℃以上を不良(×)と判断した。得られた結果を表4に示す。
(燃焼性評価試験)
燃焼性は、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度で評価を行った。
試料約5mgを内径5mmのアルミニウム製パンに量りとり、RIGAKU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。そして発熱が終わったところの温度を燃えきり温度とする。燃えきり温度が600℃未満を燃料性良好(○)、600℃以上を燃料性不良(×)と判断した。
(潤滑性評価試験)
潤滑性は、社団法人石油学会から発行されている石油学会規格JPI−5S−50−98「軽油−潤滑性試験方法」に準拠して測定したHFRR(WS1.4)で評価した。
まず試料を試料浴に入れ、25℃に保持する。試験鋼球を試験鋼球固定台に固定して、水平方向に取り付けた試験円板に荷重(2N)をかけて押しつける。試験円板と接触しながら往復運動する部分が、試料浴内で完全に試料に浸漬した状態で、試験鋼球を50Hzで75分間振動させ、試験鋼球に発生した摩耗痕径の水平方向(X値)と垂直方向(Y値)を標準水蒸気圧での値(WS1.4)に換算し、潤滑性の尺度とする。単位はマイクロメーター(μm)である。潤滑性の効果有無は、残留炭素付与用基材配合前のベース燃料に対して摩耗痕径の改善幅(Δ:ベース燃料の摩耗痕径−残留炭素付与用基材配合後の燃料油の摩耗痕径)が50μm以上あれば良(○)、50μm未満の場合は否(×)と判断した。
Figure 2006052316
表4に示したように、実施例1〜12のA重油組成物は、いずれも常温でのフィルタ通油性に優れており、低温性能、燃焼性、潤滑性及び安全性も含めてA重油組成物としての性能を十分に満足していることが確認された。
一方、比較例1〜2のA重油組成物は常温通油性に劣るか、燃えきり温度が高いか、または潤滑性改善効果がなかった。
本発明のA重油組成物の赤外分光分析法による分析例である。

Claims (7)

  1. 酸素含有量が0.1質量%以上、赤外分光分析法における1730〜1750cm−1の最大吸光度と1150〜1170cm−1の最大吸光度の比が1以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が600℃未満であることを特徴とするA重油組成物。
  2. 含酸素化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載のA重油組成物。
  3. 含酸素化合物がカルボン酸の多価アルコールエステルであることを特徴とする請求項2に記載のA重油組成物。
  4. 含酸素化合物が動植物油脂であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のA重油組成物。
  5. 動植物油脂がパーム油、大豆油、ナタネ油、又はひまわり油であることを特徴とする請求項4に記載のA重油組成物。
  6. 含酸素化合物の含有割合が、A重油組成物全量に対して1〜20容量%であることを特徴とする請求項2〜5のうちのいずれか一項に記載のA重油組成物。
  7. 含酸素化合物を残留炭素付与用基材として使用することを特徴とする請求項2〜6のうちのいずれか一項に記載のA重油組成物。
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