JP2006199783A

JP2006199783A - 燃料組成物

Info

Publication number: JP2006199783A
Application number: JP2005011606A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Horikawa; 久司堀川; Eiji Tanaka; 英治田中
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】酸化防止剤などの添加剤を添加しなくても貯蔵安定性や燃焼性が良好で、亜硫酸ガス等に基づく異臭や環境負荷を低減できるサルファフリーの燃料組成物を提供する。
【解決手段】硫黄分が１０ppm以下、３０℃の動粘度が1.１５mm²/s以上、５容量％留出温度が１５５℃以上、煙点が２１mm以上、臭素指数が９０以下、波長４４２nmでの吸光度が０.００２１〜０.００９４で、好ましくは、硫酸着色が６以上９以下、さらに好ましくは析出点が−４７℃以下である燃料組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、低硫黄燃料組成物、特には灯油組成物に関する。

灯油は家庭用ストーブやファンヒーター等の暖房用の燃焼機器やジエット燃料に使用される他、ディーゼルエンジン用燃料の混合基材としても使用されている。このディーゼルエンジン用燃料としては排気ガス浄化触媒の被毒防止から硫黄分が殆どない、いわゆるサルファーフリーのものが望まれている。このため、これらの混合基材として用いられる灯油についてもサルファフリーにする必要がある。

一方、家庭用の暖房機器やジェット燃料についても、亜硫酸ガスなどに基づく異臭や環境負荷を低減するために、サルファーフリー化が要請されている。しかし、灯油中の硫黄分を現状以上に低減させるためには、一般に脱硫条件がシビアになり、組成変化による貯蔵安定性や燃焼性の悪化を引き起こす。

このため、硫黄分を１０質量ppm以下に低減した灯油については酸化防止性能や燃焼性能を向上させるために添加剤を添加することが提案されている（特許文献１〜２参照）。しかし、添加剤を添加する方法は製造コストを引き上げるばかりでなく、燃焼性能の悪化を招くことになり、望ましいものではなかった。
特開２００４-１８２７４４号公報特開２００４-１８２７４５号公報

本発明は上記課題を解決するもので、本発明の目的は酸化防止剤などの添加剤を添加しなくても貯蔵安定性や燃焼性が良好なサルファフリーの燃料組成物を提供することにある。

本発明者は、鋭意研究を進めた結果、貯蔵安定性や燃焼性の悪化が灯油中の硫黄分を低減する過程で起こる微量のオレフィン類の生成や微量の多環芳香族類の減少に起因していること、及びこれらの量が臭素指数及び吸光度と相関性があり、この臭素指数或いは吸光度を特定量とすることにより、酸化防止剤を添加することなく貯蔵安定性の悪化を抑制できることを見出し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の燃料組成物は、硫黄分が１０質量ppm以下、３０℃の動粘度が1.１５mm²/s以上、５容量％留出温度が１５５℃以上、煙点が２１mm以上、臭素指数が９０以下、波長４４２nmでの吸光度が０.００２１以上０.００９４以下のもので、好ましくは、硫酸着色が６以上９以下、さらに好ましくは析出点が−４７℃以下のものからなる。

本発明の燃料組成物は、サルファーフリーであるので亜硫酸ガス等に基づく異臭や環境負荷を低減できるとともに、貯蔵安定性維持や燃焼性改善をするための添加剤を添加する必要がないので、燃焼性に優れ、また製造コストを低減できるという格別の効果を奏する。

本発明による燃料組成物は、亜硫酸ガス等に基づく異臭や環境負荷を低減するために、硫黄分を１０質量ppm以下とするが、製造コストの観点から１質量ppm以上とすることが好ましく、特には１質量ppm〜７質量ppmとすることが好ましい。また、燃焼機器ポンプの潤滑性及び石油ストーブ（芯式）における芯の灯油吸い上げを円滑に行うために、３０℃の動粘度を１.１５mm²/s以上とするが、石油ファンヒーターの噴霧悪化による燃焼不良防止の点から１.６mm²/s以下であることが好ましい。さらに、引火点低下による安全性への悪影響を防ぎ、石油臭の発生を抑制するために、５容量％留出温度を１５５℃以上とするが、低温時の着火特性上、１７０℃以下が好ましく、特には１５７℃〜１６８℃が好ましい。またさらに、燃焼時の煤の発生を少なくするために、煙点を２１mm以上とするが、燃焼時の炎高さ（火災発生防止）の点から４３mm以下が好ましく、特には、２３mm〜３０mmが好ましい。

本発明の燃料組成物は、臭素指数が９０以下、好ましくは８５以下であり、これを超えると貯蔵安定性の悪化抑制のために酸化防止剤を添加する必要が生じる。一方、この臭素指数は貯蔵時の色安定性及びスラッジ生成抑制の点から、８５以下が好ましい。また、同様の理由により、波長４４２nmにおける吸光度が０.００２１以上、かつ０.００９４以下である必要があり、特には、０.００４５〜０.００６９の範囲から選定することが好ましい。

また、本発明の燃料組成物は、硫酸着色が６以上９以下とすることにより、貯蔵安定性をより増すことができるので特に好ましく、さらに、灯油の一部は航空タービン燃料（ＪＥＴ燃料）及び寒冷地向け軽油の混合基材として使用されるため析出点が−４７℃以下であることが好ましい。

本発明の燃料組成物は、原料油として、例えば、常圧蒸留装置、接触分解装置、熱分解装置等から得られる灯油留分、すなわち沸点が１４０〜２８０℃の範囲で留出する留分を用いて、水素化脱硫することにより得られるが、特には、常圧蒸留装置から留出する沸点範囲１４０〜２８０℃の留分、或いはこの留分に熱分解装置から留出する沸点範囲１４０〜２８０℃の留分を０〜４０容量％で混合したものを原料とすることにより、簡便に得られる。
その水添脱硫は、水素化脱硫触媒として、Co、Mo、Niを含有し、又所望によりPを担持したものを用い、反応温度２７０〜３５０℃、好ましくは２９５〜３２０℃、反応圧力２.５〜７.０MPa、好ましくは２.７〜６.６MPa、LHSV０.９〜６.０hr^-1、好ましくは０.９〜５.４hr^-1、水素／オイル比１３０〜２８０Ｎｍ³/ｋＬの条件の範囲で適宜選択して、上述した本発明の燃料組成物が得られるようにする。特には、LHSV、水素圧、水素／オイル比は大きくし、反応温度は低めにするとよい。

本発明の燃料油組成物について具体的な実施例により説明する。なお、本発明は、以下の実施例のように実施すれば実現できるが、本実施例に限定されるものではない。

なお、本発明に用いる評価方法は、次に示した方法で測定されるものである。
１）密度；ＪＩＳＫ２２４９「原油及び石油製品密度試験方法」に規定された方法。
２）引火点；ＪＩＳＫ２２６５「原油及び石油製品引火点試験方法」に規定された方法。
３）煙点；ＪＩＳＫ２５３７「煙点試験方法」に規定された方法。
４）蒸留性状；ＪＩＳＫ２２５４「蒸留試験方法」に規定された方法。
５）動粘度；ＪＩＳＫ２２８３「動粘度試験方法」に規定された方法により、３０℃で測定。
６）析出点；ＪＩＳＫ２２７６「析出点試験方法」に規定された方法。
７）水分；ＪＩＳＫ２２７５「水分試験方法」に規定された方法。
８）硫黄分；ＪＩＳＫ２５４１「硫黄分試験方法（紫外蛍光法）」に規定された方法。
９）窒素分；ＪＩＳＫ２６０６「窒素分試験方法（化学発光法）」に規定された方法。
10）臭素指数；ＪＩＳ
Ｋ２６０５「石油製品臭素価試験方法」に規定された方法。
11）アニリン点；ＪＩＳ
Ｋ２２５６「アニリン点及び混合アニリン点試験方法」に規定された方法。
12）全芳香族分、１環芳香族分、２環芳香族分、３環芳香族分；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」に規定された方法。
13）色セーボルト（色差計）；ＪＩＳ
Ｋ２５８０「石油製品−色試験方法（付属書１）」に規定された方法。
14）硫酸着色；ＪＩＳ
Ｋ２４３５「ベンゼン、トルエン、キシレンの硫酸着色試験方法」に規定された方法。
15）過酸化物価増加度；ＪＰＩ−５Ｓ−４６−９６「試験方法−高速液体クロマトグラフ」に規定された方法。
16）吸光度；吸光度は、自記型分光光度計により５０mm石英セルを用い対象液をノルマルデカンとして波長走査範囲を４００〜５００nmで波長を走査しその波長４４２nmの吸光度を測定。または、波長可変型分光光度計により５０mm石英セルを用い対象液をノルマルデカンとして波長４４２nmの吸光度を測定。

燃料油組成物の調製
供試燃料１：常圧蒸留装置から留出した沸点範囲１４０〜２８０℃の留分を、Co、Mo、Pを担持した市販触媒を用い、反応温度３１６℃、反応圧力４.４MPa、水素/オイル比１４０±５Nm³/kL、ＬＨＳＶ５.４hr^-1、水素純度８５％の条件下で水素化精製して得た。
供試燃料２：常圧蒸留装置から留出した沸点範囲１４０〜２８０℃の留分７０容量％と熱分解装置から留出する沸点範囲１４０〜２８０℃の留分３０容量％を混合し、Ni、Co、Moを担持した市販触媒を用い、反応温度２９５℃、反応圧力６.６MPa、水素/オイル比２３０〜２８０Nm³/kL、ＬＨＳＶ１.１hr^-1、水素純度９８％の条件下で水素化精製して得た。
供試燃料３：常圧蒸留装置から留出した沸点範囲１４０〜２８０℃の留分を、Ni、Mo、Pを担持した市販触媒を用い、反応温度３１０℃、反応圧力２.７MPa、水素/オイル比１３０±５Nm³/kL、ＬＨＳＶ０.９hr^-1、水素純度９０％の条件下で水素化精製して得た。
供試燃料４：常圧蒸留装置から留出した沸点範囲１４０〜２８０℃の留分７０容量％及び熱分解装置から留出する沸点範囲１４０〜２８０℃留分３０容量％を混合し、Ni、Co、Moを担持した市販触媒を用い、反応温度３００℃、反応圧力６.６MPa、水素/オイル比２３０〜２８０Nm³/kL、ＬＨＳＶ１.１hr^-1、水素純度９８％の条件下で水素化精製して得た。

上記で調製した各供試燃料の性状を表１に示した。
次にこの供試燃料に酸化防止剤を添加せず、白色のポリエチレン容器に５００ml入れ、蓋をして実験台上に露光状態で４ヶ月置き、１週間毎に過酸化物価を測定し、露光保存前及び４ヶ月後の過酸化物価の相対値及び各週毎の過酸化物価から算出した近似式傾きの相対値の結果を表１に示した。

この結果から、臭素指数が９０以下、４４２nmでの吸光度が０.００２１〜０.００９４であると過酸化物価の増加率が低く、酸化防止剤を添加しなくても貯蔵安定性が良好であることが分かる。

本発明の燃料組成物は、家庭用ストーブやファンヒーター等の暖房用燃焼機器のための燃料、ジエット燃料、ディーゼルエンジン用燃料の混合基材として利用できる。

Claims

硫黄分が１０質量ppm以下、３０℃の動粘度が1.１５mm²/s以上、５容量％留出温度が１５５℃以上、煙点が２１mm以上、臭素指数が９０以下、波長４４２nmでの吸光度が０.００２１以上０.００９４以下である燃料組成物。
硫酸着色が６以上９以下である請求項１に記載された燃料組成物。
析出点が−４７℃以下である請求項１又は２に記載された燃料組成物。