JP2019214696A - 重油組成物および重油組成物の製造方法 - Google Patents
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
これらの重油組成物のうち、A重油は、一般にハウス加温栽培用暖房機やビル等の暖房機用の燃料油として用いられ、B重油及びC重油は、一般に船舶用大型ディーゼルエンジンの燃料油や、工場、発電所、地域冷暖房などの大規模ボイラーの燃料油として用いられている(例えば、特許文献1(特開平5−331470号公報)参照)。
特に、船舶用燃料油として使用される重油組成物については、IMO(国際海事機関)の定める国際条約(MARPOL条約)によって硫黄分の含有量が段階的に規制され、今後、0.50質量%以下に低減することが求められている。
C重油相当の重油組成物の着火性の指標としては、重油組成物の15℃における密度および50℃における動粘度から算出されるCCAI(Calculated Carbon Aromaticity Index)が知られており、一般的には、CCAIが高い重油組成物ほど着火性が低いとされている。
特に残渣油として流動接触分解(FCC)装置のボトム油等(例えば、スラリーオイル等)の重質な基材を使用した場合にはCCAIが悪化し易いことから、重質な基材を多量に含有する重油組成物を調製し難かった。
(1)直接脱硫重油を1〜35容量%、
直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが900以下、動粘度が100.00mm2/s以下、密度が0.9400g/cm3〜1.2000g/cm3である基材Aを65〜99容量%含み、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が55.00mm2/秒以下、
CCAIが825〜870
であることを特徴とする重油組成物、
(2)前記基材Aが、芳香族分の含有割合が41質量%以下、レジン分の含有割合が1.0質量%〜5.0質量%である上記(1)に記載の重油組成物、
(3)重油組成物を製造する方法であって、
直接脱硫重油が1〜35容量%、
直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが900以下、動粘度が100.00mm2/s以下、密度が0.9400g/cm3〜1.2000g/cm3である基材Aが65〜99容量%となるように混合して、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が55.00mm2/秒以下、
CCAIが825〜870、
である重油組成物を得ることを特徴とする重油組成物の製造方法、
(4)前記基材Aが、芳香族分の含有割合が41質量%以下、レジン分の含有割合が1.0質量%〜5.0質量%である上記(3)に記載の重油組成物の製造方法、
を提供するものである。
なお、本明細書中、数値範囲を現す「〜」は、その上限及び下限としてそれぞれ記載されている数値を含む範囲を表す。また、「〜」で表される数値範囲において上限値のみ単位が記載されている場合は、下限値も同じ単位であることを意味する。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率又は含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本明細書において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
・「密度」(15℃における密度);
JIS K 2249−1(2011)「原油製品及び石油製品―密度試験方法」
・「硫黄分」;
JIS K 2541−7(2003)「原油及び石油製品―硫黄分試験方法」(蛍光X線法)
・「動粘度」(50℃における動粘度);
JIS K 2283(2000)「原油及び石油製品―動粘度試験方法」
・「CCAI」;
下記式(α)に示す計算方法で求めた値を意味する。
CCAI=D−140.7log10log10(V+0.85)−80.6 (α)
式(α)中、Dは15℃における密度(kg/m3)、Vは50℃における動粘度(mm2/s)を示す。
・「組成」(アスファルテン分、レジン分、芳香族分及び飽和分の含有量);
JPI−5S−22−83「アスファルトのカラムクロマトグラフィー法による組成分析」に準拠して測定した。
但し、アスファルテン分以外の成分分析はカラムクロマトグラフィーの代わりに、液体クロマトグラフィーを用いた。液体クロマトグラフィーの主な運転パラメーターは以下の通りである。
ISO 10307−2:2009「Petroleum products― Total sediment in residual fuel oils―」
Thermal ageing(Procedure A)により測定した値を意味する。
・「実在セジメント」;
ISO 10307−1:2009「Petroleum products― Total sediment in residual fuel oils―」によって測定した値を意味する。
本発明の重油組成物は、
直接脱硫重油を1〜35容量%、
直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが900以下、動粘度が100.00mm2/s以下、密度が0.9400g/cm3〜1.2000g/cm3である基材Aを65〜99容量%含み、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が55.00mm2/秒以下、
CCAIが825〜870
であることを特徴とするものである。
水素化脱硫に用いる直接脱硫装置としては、特に制限はなく、公知の装置を適用することができる。
直接脱硫重油は、従来の重油組成物の主基材として用いられている減圧蒸留残渣油と比べて硫黄分の含有量が少ないため、重油組成物が直接脱硫重油を含有することで、組成物中の硫黄分の含有量を低減し、かつ、重油組成物に適した粘度に容易に調製することができる。
直接脱硫重油中の硫黄分はより少ないことが好ましいが、直接脱硫重油中の硫黄分を過度に低減しようとすると、脱硫原料油が制約されたり、過酷な処理条件等が必要になるたり、コストアップに繋がり易くなる。
直接脱硫重油中の硫黄分含有割合が0.50質量%以下であることにより、重油組成物の硫黄分含有量を容易に調整することができる。
15℃における密度が、上記範囲内にある直接脱硫重油を用いて調製された重油組成物は、容量当りの発熱量を大きくすることができ、かつ燃焼の不均一性や燃焼障害の発生を容易に抑制することができる。
50℃における動粘度が上記範囲内にある直接脱硫重油を用いて調製された重油組成物は、内燃機関で使用した場合の噴霧状態が良好なため、燃焼の不均一性及び失火を抑制することができ、また重油組成物を安定して機関に供給することができる。
直接脱硫重油のCCAIが上記範囲内にあることにより、内燃機関で使用した場合に噴霧状態が良好となり、燃焼の不均一性及び失火を抑制することができるとともに、重油組成物を安定して機関に供給することができる。また、重質な基材である分解系基材を有効活用しつつ、良好な着火性を発揮し易くなる。
潜在セジメント量が2.00質量%以下である直接脱硫重油を用いて調製された重油組成物は、貯蔵時におけるセジメントの発生を容易に抑制することができる。
スラリーオイルは、流動接触分解装置又は残油流動接触分解装置から得られる残渣油であり、一般的には、軽油相当留分以上の沸点範囲を有する。
流動接触分解装置又は残油流動接触分解装置としては、特に制限はなく、公知の装置を用いることができる。
基材Aの硫黄分の含有割合が上記範囲内にあることにより、重油組成物中の硫黄分を0.5質量%に容易に調製することができる。
基材Aの15℃における密度が、上記範囲内にあることにより、重油組成物の容量当たりの発熱量を容易に向上させることができる。
基材Aの50℃における動粘度が上記範囲内にあることにより、特に内燃機関で使用可能な重油組成物の粘度範囲に容易に調整することが容易となる。
基材AのCCAIが上記範囲内にあることにより、重質な基材である分解系基材を有効活用しつつ、良好な着火性を発揮し易くなる。
本発明の重油組成物において、レジン分の含有割合が上記範囲内にある基材Aを用いることにより、重質な基材Aを多量に含む場合であっても、CCAIを所望範囲内に容易に制御することができる。
本発明の重油組成物において、芳香族分の含有割合が上記範囲内にある基材Aを用いることによっても、重質な基材Aを多量に含む場合であっても、CCAIを所望範囲内に容易に制御することができる。
基材Aにおける潜在セジメントが0.50質量%以下であることにより、重油組成物におけるセジメントの発生をより容易に抑制することができる。
その他の基材としては、特に制限されず、例えば、接触分解軽油(LCO)、直留軽油(LGO)、直接脱硫軽質軽油、直接脱硫重質軽油、水素化脱硫軽油、間接脱硫減圧軽油、熱分解軽油、重質接触分解軽油、脱硫減圧軽油、減圧軽油(VGO)等の軽油留分、カットバック残渣油等が挙げられる。
その他の基材は、1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
本明細書において、「カットバック」とは、残渣油に、軽油留分、間接脱硫軽油等の軽質基材を混合して粘度、硫黄分等を重油組成物としての目的性状に合わせることを意味する。
カットバックに用いる軽質基材としては、特に制限されず、例えば、接触分解軽油(LCO)、直留軽油(LGO)、減圧軽油(VGO)、直接脱硫軽油、水素化脱硫軽油、間接脱硫軽油、熱分解軽油、重質接触分解軽油、脱硫減圧軽油等が挙げられる。
添加剤としては、流動性向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、スラッジ分散剤、エマルジョン防止剤、燃焼促進剤、腐食防止剤等公知の燃料添加剤が挙げられる。
添加剤の使用は、1種単独であってもよく、又は2種以上の組み合わせでもよい。
CCAIが上記範囲内にあることにより、貯蔵安定性に優れるとともに着火性に優れた重油組成物を提供することができる。
本発明の重油組成物においては、実在セジメントが上記範囲内にあることにより、重油組成物が長時間の加熱された状態であったとしてもスラッジの生成を容易に抑制することができる。
本発明の製造方法は、重油組成物を製造する方法であって、
直節脱硫重油が1〜35容量%、
直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが900以下、動粘度が100.00mm2/s以下、密度が0.9400g/cm3〜1.2000g/cm3であるである基材Aが65〜99容量%となるように混合して、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が55.00mm2/秒以下、
CCAIが825〜870、
である重油組成物を得ることを特徴とするものである。
本発明の製造方法で得られる重油組成物としては、特にC重油組成物を挙げることができ、係るC重油組成物は、例えば船舶用燃料等として好適に使用することができる。
表2に示す性状を有する、直接脱硫重油(DDSP)、スラリーオイル1(SLO1)、スラリーオイル2(SLO2)、接触分解軽油(LCO)および直留軽油(LGO)を用いて、各々表3および表4に示す割合で配合することにより、実施例1〜実施例9、比較例1〜比較例2および参考例1に係るC重油組成物を調製した。
得られた各重油組成物の性状を表3〜表4に示す。
具体的には、試料を高速液体クロマトグラフ法(HPLC)で飽和分と芳香族分とに分取した後、各分取物をGC−FIDで定量し、それぞれの面積比を質量%として算出した。また、各分取物をGC−MSで測定して平均マススペクトルを求めた後、飽和分はASTM D 2786で、芳香族分はASTM D 3239の計算式で解析を行い、タイプ別割合を容量%で算出した。
Claims (4)
- 直接脱硫重油を1〜35容量%、
直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが900以下、動粘度が100.00mm2/s以下、密度が0.9400g/cm3〜1.2000g/cm3である基材Aを65〜99容量%含み、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が55.00mm2/秒以下、
CCAIが825〜870
であることを特徴とする重油組成物。 - 前記基材Aが、芳香族分の含有割合が41質量%以下、レジン分の含有割合が1.0質量%〜5.0質量%である請求項1に記載の重油組成物。
- 重油組成物を製造する方法であって、
直接脱硫重油が1〜35容量%、
直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが900以下、動粘度が100.00mm2/s以下、密度が0.9400g/cm3〜1.2000g/cm3である基材Aが65〜99容量%となるように混合して、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が55.00mm2/秒以下、
CCAIが825〜870
である重油組成物を得ることを特徴とする重油組成物の製造方法。 - 前記基材Aが、芳香族分の含有割合が41質量%以下、レジン分の含有割合が1.0質量%〜5.0質量%である請求項3に記載の重油組成物の製造方法。
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