JP2009132901A - 消泡性の良い低硫黄燃料油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料油組成物は、軽油中の各成分のうち、芳香族分と飽和分の比率調整、特に芳香族分とn−パラフィン分の比率を最適化することにより、軽油の消泡性の向上を図るものであり、n−パラフィン分[容量%]に対する芳香族分[容量%]の比率(芳香族分/n−パラフィン分)が1.8〜15.0の範囲、芳香族分が40容量%以下、硫黄分が30質量ppm以下とする。
【選択図】なし
Description
また、最近の軽油は軽質化傾向にあり、30℃における動粘度が低下していることから、動粘度が低いものであっても発泡性の低い軽油が望ましい。
そこで、本発明では消泡性に優れた低硫黄燃料油組成物を提供することを課題の一つとする。また、本発明は軽質低動粘度であり、消泡性に優れ、更には発泡性の低減も可能な低硫黄燃料油組成物を提供することを別の課題とする。
本発明の燃料油組成物は、芳香族分[容量%]とn−パラフィン分[容量%]の比率(芳香族分/n−パラフィン分)が1.8以上15.0以下の範囲、好ましくは1.8以上10.0以下、より好ましくは5以上10.0以下の範囲のものである。n−パラフィン分と芳香族分の調整を行い、上記の要件を満たすようにすることにより、給油時に発生する泡の消失時間(消泡時間ということもある)を早くすることができる。好ましい範囲においては発泡性を低減する効果も高いので、動粘度が特許文献1に規定するような範囲より低いものであったとしても低発泡性が得られる。上記の範囲から外れる場合は、消泡時間が長くなり好ましくない。
本発明の燃料油組成物は、好ましくはn−パラフィン分が15容量%以下、より好ましくは13容量%以下であり、更により好ましくは5容量%以下である。n−パラフィンが多すぎると泡消失時間の低減効果が小さくなるからである。但し、少なすぎても芳香族分との相互作用が得られなくなり、やはり泡消失時間の低減効果が小さくなるため、n−パラフィンは0.5容量%以上であり、好ましくは1容量%以上である。例えば、本発明の燃料油組成物はn−パラフィン分が、典型的な実施形態において0.5〜15容量%であり、別の典型的な実施形態において0.5〜5容量%であり、更に別の典型的な実施形態において1〜2容量%である。
本発明の燃料油組成物は、芳香族分は40容量%以下であり、より好ましくは35容量%以下であり、更により好ましくは25容量%以下であり、更により好ましくは20容量%以下であり、最も好ましくは15容量%以下である。芳香族分の増加は燃料油組成物の泡消失性に有意な悪影響を与えるわけではないが、ディーゼル排ガス中のPMが増加するため、排ガス清浄化の観点から上限値を定めた。但し、少なすぎてもn−パラフィンとの相互作用が得られなくなり、やはり泡消失時間の低減効果が小さくなるため、上述した芳香族分/n−パラフィン分の範囲を満たす量は必要である。具体的には、n−パラフィン分が下限値の0.5容量%であるときは0.9容量%以上が必要である。芳香族分は、典型的な実施形態では5〜40容量%であり、別の典型的な実施形態では10〜30容量%であり、更に別の典型的な実施形態では10〜20容量%である。
本発明の燃料油組成物は実質的に飽和分と芳香族分のみで構成されていてもよい。芳香族分の上限値が40容量%であり、下限値が0.9容量%であることからすれば、本発明の燃料油組成物はn−パラフィン分も含めた飽和分を60〜99.1容量%含有することができる。典型的な実施形態においては、本発明の燃料油組成物は飽和分を80〜90容量%含有することができる。
本発明の燃料油組成物中の硫黄分は、30質量ppm以下、好ましくは10質量ppm以下、より好ましくは5質量ppm以下である。硫黄分が30質量ppmを超えるとディーゼルエンジンの排ガス処理装置における酸化触媒、連続再生式DPFやNOx還元触媒の性能劣化の要因となり好ましくない。硫黄分の除去は水素化脱硫、吸着剤及び/又は収着剤を用いた脱硫、アルカリ洗浄、溶剤脱硫等の公知の脱硫方法を使用すればよい。
初留点が230℃を越えると、噴霧特性の悪化により低温時の始動性の悪化や白煙が増加する傾向にある。150℃未満の場合は未燃分として排ガスに同伴される炭化水素量が増加する。50容量%留出温度が300℃を越える場合は、発泡性の抑制には効果があるものの、消泡時間に劣るようになり、またPMの発生も増加するようになる。200℃未満の場合は、発泡性が増加する。90容量%留出温度が350℃を越える場合は、噴射ノズルの汚れが大きくなる傾向にある。230℃未満の場合は、出力および燃費性能に劣る傾向になる。従って、本発明の燃料油組成物の蒸留性状は、初留点が好ましくは150〜230℃、より好ましくは160〜210℃、更により好ましくは170〜200℃であり、50容量%留出温度が好ましくは200〜300℃、より好ましくは200〜285℃であり、90容量%留出温度が好ましくは210〜360℃、より好ましくは230〜300℃、更により好ましくは230〜280℃である。
上述したように、芳香族分とn−パラフィン分の比率の好ましい範囲では発泡性の抑制効果も高いので、燃料油組成物を軽質化、例えば50容量%留出温度を特許文献1の教示に比べてかなり低くしても低発泡性が維持できる。すなわち、特許文献1では50容量%留出温度が282℃未満の場合は発泡性が増加するとされているが、本発明では50容量%留出温度を例えば200〜250℃、より典型的には200〜220℃とすることでも低発泡性の燃料油組成物を得ることができる。
本発明の燃料油組成物は、30℃における動粘度が、1.50〜3.70mm2/sであることが好ましく、より好ましくは1.70〜3.70mm2/sである。ある実施形態においては、動粘度は1.7〜2.0mm2/sである。30℃における動粘度が3.70mm2/gを越える場合は、生じた泡の消えるまでの時間(消泡時間)が長くなるので好ましくない。
上述したように芳香族分とn−パラフィン分の比率の好ましい範囲においては発泡性の抑制効果も高い。そのため、特許文献1では30℃の動粘度が4.0mm2/s未満の場合は発泡性の抑制が劣るとされるが、本発明の燃料油組成物ではそのような動粘度であっても低発泡性を維持することが可能である。
本発明の燃料油組成物は一実施形態において、密度(15℃)は0.80g/cm3以上0.86g/cm3未満、セタン指数は45以上、流動点は−7.5℃以下、引火点は45℃以上、目詰まり点は−5℃以下である。本発明の燃料油組成物は好ましい実施形態において、流動点は−10℃以下、更に好ましくは−20℃以下であり、引火点は45℃以上、更に好ましくは50℃以上であり、目詰まり点は−5℃以下であり、更に好ましくは−10℃以下である。本発明の燃料油組成物は典型的な実施形態において、セタン指数は45〜55、流動点は−70〜−10℃、引火点は65〜95℃、目詰まり点は−50〜−5℃である。
さらには、一般的な軽油組成物の製造に使用可能な沸点範囲を有する、n−パラフィンに富む基材(例えば、n−パラフィン製造装置から留出されるn−パラフィン留分)、イソパラフィンに富む基材(例えば、ブテン、ブチレン留分の重合物を精製して得られるイソパラフィンに富む留分)、ナフテン分に富む基材(例えば、直留灯油留分に対して芳香族核の核水素添加処理を行い、精密蒸留して得られる留分)、芳香族分に富む基材(例えば、直留ナフサ留分の改質により得られる改質油を、精密蒸留して得られる重質留分)、n−パラフィン製造装置から得られるラフィネート留分を用いて、本発明の規定に適合するように適宜配合することによっても製造可能である。
これらの添加剤の配合量は任意であるが、各々の添加剤の配合量は燃料油組成物基準で0.5質量%以下、好ましくは0.2質量%以下である。
本発明における燃料油組成物の成分および性状は、次に示した方法で評価することができる。
1)蒸留性状:JIS K2254(常圧法蒸留試験方法)
2)n−パラフィン分:ガスクロマトグラフ法
3)芳香族(2環芳香族分、3環以上の芳香族分):JPI−5S−49−79(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)
4)硫黄分:JIS K2541−6(硫黄分試験法−紫外蛍光法)
5)引火点:JIS K2265(ペンスキーマルテンス密閉式引火点試験方法)
6)セタン指数:JIS K2280(4変数方程式法)
7)動粘度:JIS K2283(動粘度試験方法)
8)流動点:JIS K2269(流動点試験方法)
9)目詰まり点:JIS K2288
10)密度:JIS K2249
11)飽和分:JPI−5S−49−97の石油製品−炭化水素タイプ試験法−高速液体クロマトグラフ法
泡立ち性は、容量100mlの有栓メスシリンダーに試料を70ml採取し、同メスシリンダーを振幅10から20cmの範囲で、1秒間に2回の割合で30秒間振とうした。振とう後、速やかに水平な台上に静置させ、泡立ち量と泡が消失するまでの時間を測定した。振とう後、メスシリンダーを静置すると泡は中央付近から順次消えて行き、やがて試料液面上の泡は殆ど消失し、試料液面とメスシリンダーの内壁が接する円周部分に泡が残存する状態となる。この状態から、円周部分に残存した泡の数が目視にて4分の1程度消失したときを泡の消失として判定し、静置開始からこの泡の消失までの時間を泡消失時間とした。なお、泡立ち量及び泡消失時間は目視判定によるため、ばらつきを考慮し少なくとも5回以上繰り返し測定し、その平均値を測定値とした。また、試料の泡立ち性測定に際し、温度の影響を考慮し室温15〜20℃に空調された実験室に数時間放置した後、測定した。
基材A:直留軽油留分を、水素化脱硫処理した軽油留分。沸点範囲160〜361℃。
基材B:直留軽油留分を、水素化脱硫処理した軽油留分。沸点範囲172〜350℃。
基材C:直留ナフサ留分の改質により得られる改質油を、精密蒸留して得られる重質留分。沸点範囲181〜305℃。
基材D:n−パラフィン製造装置から留出されるラフィネート留分である。沸点範囲182〜262℃。
基材E:天然ガスと水素を原料としてフィッシャートロプシュ法により合成されたGTLと呼ばれる軽油留分。沸点範囲201〜352℃。上記基材の性状、特性を表1に示す。
比較例2(GTL)と比較例1(製品軽油)の泡立ち量は何れも8mlで差はなく、消失時間は170秒と87秒であった。一方、実施例1と実施例2の泡立ち量は8mlと15ml、消失時間は50秒と75秒であった。さらに、実施例3の泡立ち量は15ml、消失時間は62秒であり、比較例1および2に比べ、特に比較例2に比べ何れの実施例も泡消失が早かった。
Claims (7)
- n−パラフィン分[容量%]に対する芳香族分[容量%]の比率(芳香族分/n−パラフィン分)が1.8〜15.0の範囲、芳香族分が40容量%以下、硫黄分が30質量ppm以下である燃料油組成物。
- n−パラフィン分が0.5〜15容量%である請求項1記載の燃料油組成物。
- 飽和分が60〜99.1容量%である請求項1又は2記載の燃料油組成物。
- 3環以上の多環芳香族分が2.0容量%以下である請求項1〜3何れか一項記載の燃料油組成物。
- 初留点が150〜230℃、50容量%留出温度が200〜300℃、90容量%留出温度が210〜360℃である請求項1〜4何れか一項記載の燃料油組成物。
- 30℃における動粘度が1.70〜3.70mm2/sである請求項1〜5何れか一項記載の燃料油組成物。
- 15℃における密度が0.80g/cm3以上0.86g/cm3未満である請求項1〜6何れか一項記載の燃料油組成物。
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