JP2007326977A - Ａ重油 - Google Patents

Abstract

【課題】低温性能に優れたＡ重油、並びにＡ重油の低温性能を少量の試料を用いて短時間で且つ簡便に評価することが可能な評価方法を提供すること。
【解決手段】本発明のＡ重油は、−２０℃の温度下でパルスＮＭＲ法によりＡ重油中の水素原子の緩和時間を測定して得られる式（１）で表される相関曲線において、式（２）で表される固相水素比率が０．５％以下であることを特徴とする。
Ｉ（ｔ）＝Ｉ_Ｓ（ｔ）＋Ｉ_Ｌ（ｔ） （１）
（式（１）中、ｔは水素原子の励起時からの経過時間、Ｉ（ｔ）、Ｉ_Ｓ（ｔ）及びＩ_Ｓ（ｔ）は時間ｔの経過時におけるＡ重油全体、Ａ重油の固相成分及びＡ重油の液相成分に含まれる水素原子のエネルギーに対応する信号強度を示す。）
固相水素比率（％）＝［Ｉ_Ｓ（０）／Ｉ（０）］×１００ （２）
（式（２）中、Ｉ_Ｓ（０）及びＩ（０）はｔ＝０におけるＩ_Ｓ（ｔ）及びＩ（ｔ）の値を示す。）
【選択図】図１

Description

本発明は、Ａ重油に関し、詳しくは、寒冷地におけるボイラー、ディーゼル機器、ガスタービン等の燃焼機器などに用いられるＡ重油に関する。

Ａ重油は、ボイラー等の外燃機器燃料、小型漁船、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に用いられている。これらの燃焼機器には、燃料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。

上記の燃焼機器を冬季に使用するとフィルターが閉塞することがある。かかるフィルターの閉塞の原因としてはＡ重油からのワックスの析出が挙げられ、そのため低温性能に優れたＡ重油の開発が従来行われている。

Ａ重油の低温性能を改善する方法としては、灯油留分の増量、脱ろう基材の活用、重質油の配合（例えば、下記特許文献１を参照。）、残渣油の増量（例えば、下記特許文献２を参照。）、低温流動性向上剤の配合（例えば、下記非特許文献１を参照。）などがある。
特開平０９−３３３５８３号公報 特開平０７−９７５８１号公報 「舶用燃料の科学」、野村宏次著、第１６４〜１６６頁、１９９４年

しかし、上記従来の方法により得られるＡ重油は以下の点で不十分であり、実用化に供し得るためには未だ改善の余地がある。

すなわち、灯油留分の増量はＡ重油の引火点の低下を伴うため安全上有効ではない。また、脱ろう基材を活用する場合、寒冷地で使用するにはワックス量が依然として多く、必ずしも十分な低温性能を得ることができない。また、重質油の配合はワックスが析出する温度（曇り点）の上昇を引き起こす。また、残渣油の増量は燃焼ガス中の煤塵量の増加の原因となる。また、低温流動性向上剤の添加効果は使用するＡ重油基材との相性によるところが大きく、単に低温流動性向上剤を配合するだけでＡ重油の低温性能を改善できるとは限らない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、低温性能に優れ、寒冷地などの低温環境下で使用した場合であっても、燃焼機器の燃料系統に設けられたフィルターの閉塞を生じることなく、燃焼機器を安定的に運転することが可能なＡ重油を提供することを目的とする。

従来、Ａ重油の低温性能の評価は、曇り点、目詰まり点、修正目詰まり点、流動点などの物性に基づいて総合的に行われるのが一般的であるが、このように評価項目が多いと、多量の試料や多大な時間が必要となり、また、操作が煩雑となる。さらには、上記の物性についての評価が良好なＡ重油であっても実用性能が不十分となることがあり、精度の点でも改善の余地がある。

そこで本発明者らは、上記目的を達成するために、まず、Ａ重油の低温性能の評価方法について検討し、特定温度下でパルスＮＭＲ法によりＡ重油中の水素原子の緩和時間を測定して得られる固相水素比率がＡ重油の低温性能と良好な相関を示すことを見出した。そして、かかる知見に基づきさらに研究を重ねた結果、上記固相水素比率が特定条件を満たすＡ重油が低温性能に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、−２０℃の温度下でパルスＮＭＲ法によりＡ重油中の水素原子の緩和時間を測定して得られる下記式（１）で表される相関曲線において、下記式（２）で表される−２０℃での固相水素比率が０．５％以下であることを特徴とするＡ重油を提供する。
Ｉ（ｔ）＝Ｉ_Ｓ（ｔ）＋Ｉ_Ｌ（ｔ） （１）
（式（１）中、ｔは水素原子の励起時からの経過時間を示し、Ｉ（ｔ）、Ｉ_Ｓ（ｔ）及びＩ_Ｓ（ｔ）はそれぞれ時間ｔの経過時におけるＡ重油全体、Ａ重油の固相成分及びＡ重油の液相成分に含まれる水素原子のエネルギーに対応する信号強度を示す。）
固相水素比率（％）＝［Ｉ_Ｓ（０）／Ｉ（０）］×１００ （２）
（式（２）中、Ｉ_Ｓ（０）及びＩ（０）はそれぞれｔ＝０におけるＩ_Ｓ（ｔ）及びＩ（ｔ）の値を示す。）

ここで、本発明にかかる固相水素比率の概念について説明する。図１は−２０℃の温度下でパルスＮＭＲ法によりＡ重油中の水素原子の緩和時間を測定したときに得られる上記式（１）で表される相関曲線の一例を模式的に示すグラフである。

本発明でいう「パルスＮＭＲ法」とは、試料にラジオ波を照射し、励起された水素原子が励起状態から基底状態まで戻るときにエネルギーが放出される現象をＦＩＤ（自動誘導減衰信号）やエコー信号として観測する手法であり、物質の状態解析に用いられる手法である。また、「緩和時間」とは、原子が励起状態から基底状態に戻るまでの時間をいい、緩和時間は固体や液体などの物質の状態により異なる。そのため、−２０℃の温度下でパルスＮＭＲ法によりＡ重油中の水素原子の緩和時間を測定すると、図１に示すように、時間ｔに対する信号強度Ｉ（ｔ）の変化率が大きい領域Ａと、時間ｔに対する信号強度Ｉ（ｔ）の変化率が小さい領域Ｂとが観測される。

より具体的には、領域ＡにおけるＩ（ｔ）は、緩和時間の短い固相成分及び緩和時間の長い液相成分のそれぞれに由来するエネルギーの合計に対応する信号強度である（Ｉ（ｔ）＝Ｉ_Ｓ（ｔ）＋Ｉ_Ｌ（ｔ））。一方、領域Ｂにおいては固相成分に由来する水素原子の実質的に全部が励起状態から基底状態に戻っており、当該領域における信号強度Ｉ（ｔ）の変化は、実質的には、液相成分のみに由来する水素が励起状態から基底状態まで戻るときのエネルギーの放出に起因している（Ｉ（ｔ）＝Ｉ_Ｌ（ｔ））。

したがって、上記式（１）で表される相関曲線の切片Ｉ（０）はＡ重油中の水素原子の全量（固相成分及び液相成分の水素原子の合計）に対応する値であり、また、領域ＢにおけるＩ（ｔ）＝Ｉ_Ｌ（ｔ）を外挿したときの外挿曲線の切片Ｉ_Ｌ（０）は液相成分の水素原子の全量に対応する値である。さらに、固相成分の水素原子の全量に対応するＩ_Ｓ（０）はＩ（０）−Ｉ_Ｌ（０）として求めることができる。

そして、得られたＩ_Ｓ（０）及びＩ_Ｌ（０）の値を上記式（２）の右辺に代入することによって、−２０℃におけるＡ重油中の固相水素比率（水素％）を求めることができる。この固相水素比率は、Ａ重油の低温性能と良好な相関を示す指標である。

以上の通り、本発明においては、Ａ重油の低温性能を少量の試料を用いて短時間で精度よく且つ簡便に評価することが可能となる。

そして、本発明のＡ重油は、上記の低温性能の評価方法により得られる固相水素比率が０．５％以下であるため、優れた低温性能を発揮することができ、寒冷地などの低温環境下で使用した場合であっても、燃焼機器の燃料系統に設けられたフィルターの閉塞を生じることなく、燃焼機器を安定的に運転することが可能となる。

本発明のＡ重油は、重質軽油留分、減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油、並びに流動接触分解軽油を含有することが好ましい。これらの成分を必須成分として含有することにより、固相水素比率が上記条件を満たし、低温性能に優れたＡ重油が有効に実現可能となる。

また、この場合、Ａ重油全量を基準として、重質軽油留分の含有量が１容量％以上７容量％以下であり、減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油の含有量が１５容量％以上５０容量％以下であり、流動接触分解軽油の含有量が１０容量％以上４５容量％以下であることが好ましい。

また、本発明のＡ重油においては、曇り点が−１０℃以下、修正目詰まり点が−２０℃以下、引火点が６０℃以上、１０％残留炭素分が０．２〜１．０質量％、セタン指数が４０以上、水分が３００質量ｐｐｍ以下、硫黄分が１．０質量％以下、窒素分が０．０５質量％以下であることが好ましい。

また、本発明のＡ重油の蒸留性状に関し、１０％留出温度は１７０〜２２０℃、５０％留出温度は２３０〜２８０℃、９０％留出温度は２８０〜３５０℃であることがそれぞれ好ましい。

また、本発明のＡ重油においては、目詰まり点が−２５℃以下、流動点が−３０℃以下であることが好ましい。

また、本発明のＡ重油は低温流動性向上剤を含有してもよいが、低温流動性向上剤の含有量はＡ重油全量を基準として１，０００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。

以上の通り、本発明によれば、低温性能に優れ、寒冷地などの低温環境下で使用した場合であっても、燃焼機器の燃料系統に設けられたフィルターの閉塞を生じることなく、燃焼機器を安定的に運転することが可能なＡ重油が提供される。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

本発明に係るＡ重油の低温性能の評価方法においては、先ず、−２０℃の温度下でパルスＮＭＲ法によりＡ重油中の水素原子の緩和時間を測定し、下記式（１）で表される相関曲線を得る。
Ｉ（ｔ）＝Ｉ_Ｓ（ｔ）＋Ｉ_Ｌ（ｔ） （１）
（式（１）中、ｔは水素原子の励起時からの経過時間を示し、Ｉ（ｔ）、Ｉ_Ｓ（ｔ）及びＩ_Ｓ（ｔ）はそれぞれ時間ｔの経過時におけるＡ重油全体、Ａ重油の固相成分及びＡ重油の液相成分に含まれる水素原子のエネルギーに対応する信号強度を示す。）

本発明において用いられるパルスＮＭＲ装置としては、Ａ重油中の水素原子の緩和時間を測定可能であれば特に制限されないが、例えばレゾナンスインスツルメント社製ＭＡＲＡＮ−２５及び日本電子製ＪＭＮ−ＭＵ２５が挙げられる。

本発明では、試料であるＡ重油をパイレックス（登録商標）製ＮＭＲ試験管に１〜２ｍｌ採取し、液体窒素を用いて−２０℃に冷却し、共鳴周波数２５．０Ｈｚにて実施した。また、短い緩和時間を十分に検出できるように、ソリッドエコー法を採用した。

ここで、上記一般式（１）で表される相関曲線を得るに際し、感度及びＳ／Ｎ比を良好とするためには、測定試料を測定コイル内に収まる範囲でできるだけ多く使用することが好ましい。また、Ｓ／Ｎ比の向上の点から、ＮＭＲ測定の積算回数を多くすることが好ましい。

次に、該相関曲線に基づいて、Ａ重油中の水素原子の全量（固相成分及び液相成分の水素原子の合計）に対応するＩ（０）、液相成分の水素原子の全量に対応するＩ_Ｌ（０）、並びに固相成分の水素原子の全量に対応するＩ_Ｓ（０）を求め、下記式（２）で表される固相水素比率を得る。
固相水素比率（％）＝［Ｉ_Ｓ（０）／Ｉ（０）］×１００ （２）
（式（２）中、Ｉ_Ｓ（０）及びＩ（０）はそれぞれｔ＝０におけるＩ_Ｓ（ｔ）及びＩ（ｔ）の値を示す。）

このようにして得られる−２０℃におけるＡ重油の固相水素比率は、Ａ重油の低温性能に対して良好な相関を示す。そして、本発明のＡ重油においては、−２０℃における固相水素比率が０．５％以下であることが必要であり、０．１％以下であることが好ましく、０％であることがより好ましい。なお、Ｉ（ｔ）＝Ｉ_ｓ（ｔ）に相当する成分の緩和時間は数百μｓ〜数十ｍｓ程度であり、Ｉ（ｔ）＝Ｉ_Ｌ（ｔ）に相当する成分の緩和時間は５００ｍｓ〜数ｓ程度であることから、固相水素比率が０％である場合に上記式（１）で表される相関曲線がＩ（ｔ）＝Ｉ_Ｌ（ｔ）であることは上記緩和時間に基づいて判別することができる。

また、本発明のＡ重油は、−２０℃における固相水素比率が上記条件を満たすことにより、優れた低温性能を発揮できるものであるが、以下に示す性状を有することが好ましい。

本発明のＡ重油の曇り点は、−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く、−１３℃以下であることが更に好ましい。曇り点が前記上限値を超えると、寒冷地においてタンク内でＡ重油からワックスが析出し、供給されるライン内燃料のワックス量が増大し、ラインの閉塞が起こりやすくなる傾向にある。なお、本発明でいう「曇り点」とは、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。

また、本発明のＡ重油の修正目詰まり点は、−２０℃以下であることが好ましく、−２３℃以下であることがより好ましく、−２５℃以下であることが更に好ましい。修正目詰まり点が前記上限値を超えると、Ａ重油を寒冷地で用いたときにポンプやバーナーのフィルターの閉塞が起こりやすくなる傾向にある。なお、本発明でいう「修正目詰まり点」とは、石油学会法 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により測定される値を意味する。

また、本発明のＡ重油の引火点は、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、６２℃以上であることがより好ましい。なお、本発明でいう「引火点」とは、ＪＩＳ Ｋ ２２６５「原油および石油製品−引火点試験方法」のペンスキ−マルテン密閉式により測定される値を意味する。

また、本発明のＡ重油の１０％残留炭素分は、０．２〜１．０質量％であることが好ましく、０．２〜０．８質量％であることがより好ましく、０．２〜０．６質量％であることが更に好ましい。１０％残留炭素分が前記上限値を超えると、燃焼排ガス中の煤塵量が増加し、また、バーナーが汚れやすくなる傾向にある。他方、１０％残留炭素分は、免税法上、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」とは、ＪＩＳ Ｋ２２７０「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。

また、本発明のＡ重油のセタン指数は、４０以上であることが好ましく、４２以上であることがより好ましい。セタン指数が前記下限値未満であると、Ａ重油をディーゼルエンジン用燃料として用いたときにディーゼルエンジンの着火性が不十分となる傾向にある。なお、本発明でいう「セタン指数」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」により測定される値を意味する。

また、本発明のＡ重油の水分は、Ａ重油全量を基準として、３００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、２５０質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、２００質量ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。水分が前記上限値を超えると、Ａ重油を寒冷地で使用したときに氷が析出しやすくなり、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 Ｋ ２２７５「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される値を意味する。

また、本発明のＡ重油の硫黄分は、燃焼排ガス中の硫黄酸化物の低減、及び燃焼機器に装着されている排ガス後処理用触媒の長寿命化の点から、Ａ重油全量を基準として、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％以下であることが更に好ましく、０．２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「原油及び試験方法−硫黄分試験方法」で測定される値を意味する。

また、本発明のＡ重油の窒素分は、排ガス中の窒素酸化物を低減できる点から、Ａ重油全量を基準として、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％以下であることが更に好ましく、０．０１５質量％以下であることが一層好ましく、０．０１質量％以下であることが特に好ましい。なお、本発明でいう「窒素分」とは、ＪＩＳ Ｋ ２６０９「原油及び試験方法−窒素分試験方法」で測定される値を意味する。

また、本発明のＡ重油の目詰まり点は、−２５℃以下であることが好ましく、−２８℃以下であることがより好ましく、−３０℃以下であることが更に好ましい。目詰まり点が前記上限値を超えると、Ａ重油を寒冷地で用いたときにポンプやバーナーのフィルターの閉塞が起こりやすくなる傾向にある。なお、本発明でいう「目詰まり点」とは、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。

また、本発明のＡ重油の流動点は、−３０℃以下であることが好ましく、−３３℃以下であることがより好ましく、−３５℃以下であることが更に好ましい。流動点が前記上限値を超えると、寒冷地でのＡ重油の流動性が不十分となり、燃焼機器へのＡ重油の供給が滞る傾向にある。なお、本発明でいう「流動点」とは、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「原油及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。

また、本発明のＡ重油の蒸留性状に関し、１０％留出温度（以下、「Ｔ１０」という。）は、引火点の低下による安全性への影響を抑制する点から、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℃以上であることが更に好ましい。また、Ｔ１０は、低温性能の点から、２２０℃以下であることが好ましく、２１５℃以下であることがより好ましい。

また、本発明のＡ重油の５０％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が前記下限値未満であると、発熱量が不十分となるけいこうにある。また、Ｔ５０は、燃焼性の点から、２８０℃以下であることが好ましく、２７５℃以下であることがより好ましい。

また、本発明のＡ重油の９０％留出温度（以下、「Ｔ９０」という）は、３５０℃以下であることが好ましく、３４５℃以下であることがより好ましく、３４０℃以下であることが更に好ましい。Ｔ９０が前記上限値を超えると、寒冷地にて気化しにくくなって不完全燃焼が起こりやすくなる傾向にあり、また、ワックス含有量が多すぎるため、低温流動性向上剤を添加した場合にその添加効果が現れにくくなる傾向にある。また、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℃以上であることが更に好ましい。

さらに、本発明のＡ重油の初留点は、引火点の低下による安全性への影響を抑制する点から、１５０℃以上であることが好ましい。また、９５％留出温度（以下、「Ｔ９５」という。）は、燃焼性の点から、３７０℃以下であることが好ましく、３６０℃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」により測定される値を意味する。

また、本発明のＡ重油の１５℃における密度は特に制限されないが、発熱量の点から、８３０ｋｇ／ｍ^３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」で測定される値を意味する。

また、本発明のＡ重油においては、寒冷地でも燃料をタンクから燃焼機器に好適に供給し、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、その５０℃における動粘度が１．７〜２．５ｍｍ^２／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 Ｋ ２２８３「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重油を構成する基材は−２０℃でのＡ重油の固相水素比率が０．５％以下である限りにおいて特に制限されないが、好ましい基材としては、重質軽油留分、減圧軽油を脱硫処理した軽油、流動接触分解軽油などが挙げられる。これらの基材は１種を単独で用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよいが、本発明のＡ重油は重質軽油留分、減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油及び流動接触分解軽油の全てを含有することが好ましい。

重質軽油留分は、常圧蒸留装置を用いて原油を常圧蒸留して得られる直留重質軽油、又は当該直留重質軽油を脱硫処理した重質軽油留分である。かかる重質軽油留分としては、Ｔ５０が３３０〜３９０℃であり、１５℃における密度が８７０〜９２０ｋｇ／ｍ^３のものが好ましい。

重質軽油留分の含有量は、低温流動性の向上の点から、Ａ重油全量を基準として、０．５容量％以上であることが好ましく、１容量％以上であることがより好ましい。また、重質軽油留分の含有量は、Ａ重油全量を基準として、７容量％以下であることが好ましく、６容量％以下であることがより好ましく、５容量％以下であることが更に好ましい。重質軽油留分の含有量が前記下限値に満たない場合は、ワックス結晶の核となる成分が不足し、低温流動性向上剤の効果が発現されにくくなる傾向があるため好ましくなく、一方、前記上限値を超えると、ワックス析出温度（曇り点）が高くなり、フィルター閉塞が起こりやすくなる傾向にある。

また、減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油は、減圧軽油及び／又は直留重質軽油を原料とし、水素化分解装置から得られる軽油留分である。減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油としては、Ｔ５０が２６０〜３００℃であり、１５℃における密度が８３０〜８８０ｋｇ／ｍ^３であり、引火点が６５℃以上のものが好ましい。

減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油の含有量は、Ａ重油全量を基準として、１５容量％以上であることが好ましく、１８容量％以上であることがより好ましく、２０容量％以上であることが更に好ましい。減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油の含有量が前記下限値未満であると、セタン指数が低下する傾向にある。減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油の含有量は、Ａ重油全量を基準として、５０容量％以下であることが好ましく、４７容量％以下であることがより好ましく、４５容量％以下であることが最も好ましい。減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油の含有量が前記上限値を超えると、−２０℃でのＡ重油の固相水素比率を０．５％以下とするために直留又は脱硫灯油留分等の配合量を増加させる必要が生じ、引火点が問題となるおそれがある。

また、流動接触分解軽油は、減圧軽油、水素化分解残油、残油脱硫油等を原料とし、流動接触分解装置から得られる軽油留分である。流動接触分解軽油としては、Ｔ５０が２２０〜２６０℃であり、１５℃における密度が８７０〜９００ｋｇ／ｍ^３のものが好ましい。

流動接触分解油の含有量は、Ａ重油全量を基準として、１０容量％以上であることが好ましく、１５容量％以上であることがより好ましく、２０容量％以上であることが更に好ましい。流動接触分解軽油の含有量を前記下限値以上とすることで、ワックスの主成分であるノルマルパラフィンのＡ重油中での含有量を十分に低減することができ、低温性能を一層向上させることができる。また、流動接触分解軽油の含有量は、Ａ重油全量を基準として、４５容量％以下であることが好ましく、４２容量％以下であることがより好ましく、４０容量％以下であることが更に好ましい。流動接触分解軽油の含有量が前記上限値を超えるとセタン指数が低下する傾向にある。

また、本発明のＡ重油は、残留炭素分付与用基材として、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更に含有してもよい。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、あるいは２種以上を併用してもよい。ここで、常圧残油とは、常圧蒸留装置を用いて原油を常圧残留して得られる残油である。また、残油脱硫重油とは、残油脱硫装置において常圧残油又は減圧残油を脱硫処理したときに得られる重油である。また、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。また、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。

また、本発明のＡ重油は、−２０℃でのＡ重油の固相水素比率が０．５％以下である限りにおいて、直留軽油留分又はその脱硫軽油留分、直留灯油留分又はその脱硫灯油留分、水素化分解軽油、残油脱硫軽油留分、水素化脱硫軽油留分又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等を含有してもよい。

また、本発明のＡ重油は、低温流動性向上剤を更に含有することが好ましい。低温流動性向上剤としては特に制限されないが、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、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三無水物とヒドロカルビル脂環族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、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

低温流動性向上剤の含有量は、Ａ重油全量を基準として、１，０００ｍｇ／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以下であることが更に好ましい。低温流動性の含有量が前記上限値を超えても、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傾向にある。

また、本発明のＡ重油は、低温流動性向上剤の他に、セタン価向上剤、酸化防止剤、分散剤、金属不活性化剤、微生物殺菌剤、助燃剤、耐電防止剤、識別剤、着色剤等を含有してもよい。

低温流動性向上剤を含む上記添加剤は、常法に従い合成したものを用いてもよく、また、市販品を用いてもよい。なお、市販されている添加剤の中には、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媒で希釈している場合もあり、溶媒の混入により−２０℃でのＡ重油の固相水素比率が影響を受けることがある。そのため、このような添加剤を用いる場合には、−２０℃でのＡ重油の固相水素比率が０．５％以下となるように、添加剤の配合量を選定することが好ましい。

上記構成を有する本発明のＡ重油は、低温性能、燃焼性、安全性等の性能を高水準で且つバランスよく達成することが可能なものである。したがって、本発明のＡ重油は、寒冷地において、ボイラー等の外燃機器や小型所洗、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、実施例及び比較例に基づき本発明を更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１〜６、比較例１〜２］
実施例１〜６及び比較例１〜２においては、表１に示す基材、並びに以下に示す低温流動性向上剤を用いて、表２又は表３に示すＡ重油を調製した。表１には基材の諸性状を、表２及び表３にはＡ重油の諸性状をそれぞれ示した。なお、残留炭素分付与用基材としては、減圧残油を直留軽油で希釈した基材を用いた。
（低温流動性向上剤）
Ａ１：油溶性分散型添加剤
Ａ２：エチレン−酢酸ビニル共重合体

［低温流動性評価試験］
実施例１〜６及び比較例１〜２のＡ重油について、以下のようにして低温流動性評価試験を実施した。

まず、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の難易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）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−３０℃まで冷却可能な恒温槽を用いた。

次に、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−２℃で２時間保持した後、吸引ポンプを駆動させ、通油量が９．５±０．２Ｌ／ｈｒとなるようにポンプ圧力を調節し、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（通油限界温度）を低温性能の評価の指標とした。得られた結果を表２及び表３に示す。

表２に示したように、実施例１〜６のＡ重油は、いずれも低温性能に優れており、燃焼性及び安定性を含めて寒冷地向けＡ重油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重油は、表３に示したように、低温性能に劣り、寒冷地向けＡ重油としての性能が不十分であった。

−２０℃の温度下でパルスＮＭＲ法によりＡ重油中の水素原子の緩和時間を測定したときに得られる式（１）で表される相関曲線の一例を模式的に示すグラフである。

Claims (7)

1. −２０℃の温度下でパルスＮＭＲ法によりＡ重油中の水素原子の緩和時間を測定して得られる下記式（１）で表される相関曲線において、下記式（２）で表される−２０℃での固相水素比率が０．５％以下であることを特徴とするＡ重油。
   Ｉ（ｔ）＝Ｉ_Ｓ（ｔ）＋Ｉ_Ｌ（ｔ） （１）
   （式（１）中、ｔは水素原子の励起時からの経過時間を示し、Ｉ（ｔ）、Ｉ_Ｓ（ｔ）及びＩ_Ｓ（ｔ）はそれぞれ時間ｔの経過時におけるＡ重油全体、Ａ重油の固相成分及びＡ重油の液相成分に含まれる水素原子のエネルギーに対応する信号強度を示す。）
   固相水素比率（％）＝［Ｉ_Ｓ（０）／Ｉ（０）］×１００ （２）
   （式（２）中、Ｉ_Ｓ（０）及びＩ（０）はそれぞれｔ＝０におけるＩ_Ｓ（ｔ）及びＩ（ｔ）の値を示す。）
2. 重質軽油留分、減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油、並びに流動接触分解軽油を含有することを特徴とする、請求項１に記載のＡ重油。
3. Ａ重油全量を基準として、前記重質軽油留分の含有量が１容量％以上７容量％以下であり、前記減圧軽油及び／又は直留重質軽油を脱硫処理した軽油の含有量が１５容量％以上５０容量％以下であり、前記流動接触分解軽油の含有量が１０容量％以上４５容量％以下であることを特徴とする、請求項２に記載のＡ重油。
4. 曇り点が−１０℃以下、修正目詰まり点が−２０℃以下、引火点が６０℃以上、１０％残留炭素分が０．２〜１．０質量％、セタン指数が４０以上、水分が３００質量ｐｐｍ以下、硫黄分が１．０質量％以下、窒素分が０．０５質量％以下であることを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のＡ重油。
5. 蒸留性状における１０％留出温度が１７０〜２２０℃、５０％留出温度が２３０〜２８０℃、９０％留出温度が２８０〜３５０℃であることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のＡ重油。
6. 目詰まり点が−２５℃以下、流動点が−３０℃以下であることを特徴とする、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のＡ重油。
7. 低温流動性向上剤の含有量がＡ重油全量を基準として１，０００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載のＡ重油。
   
   
   

Images