JP3785201B2

JP3785201B2 - 潤滑性能が改善された軽油組成物

Info

Publication number: JP3785201B2
Application number: JP09822795A
Authority: JP
Inventors: 聡勝又; 紘一郎内田; 浩平野
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1995-04-24
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JPH08291292A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、潤滑性能が改善された軽油組成物に関し、詳しくは、自動車，船舶，発電機等に用いられるディーゼルエンジン用の軽油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、排ガス規制への対応のためディーゼルエンジン用軽油等においても、その硫黄分含量を低減することが求められている。しかしながら、このような低硫黄化のため軽油基材について深度脱硫を行った場合、得られる軽油製品の潤滑性能が低下することが知られてきた。即ち、このような潤滑性能の低下により、例えば燃料である軽油で潤滑を行っているディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの各部の摩耗が増大し、この結果エンジンの回転不良、運転性悪化等の不都合が生じることが報告されている。
このような軽油の潤滑性能の低下に対して、ハード面からの対応もなされているが、その一方で燃料面からの対応が要求されこれに対する検討がなされてきたが、未だ満足のいく対応は見出されていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情下においてなされたものであり、深度脱硫軽油を用い、硫黄分含量を著しく低減した場合においても優れた潤滑性能が維持され、かつ低温時における流動性の改善され、加えてディーゼル自動車のエンジンの燃料噴射ポンプに不具合を起こすことがなく、排ガスの悪化を起こさない軽油組成物を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有する深度脱硫軽油に、特定の化合物からなる添加剤を添加することにより、硫黄分含量を低減しつつ優れた潤滑性能を維持し、更に低温時における流動性を改善することも可能となり、またこの結果ディーゼル自動車のエンジンの燃料噴射ポンプに不具合を起こすことのない軽油組成物が得られることを見出したものである。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００５】
すなわち、本発明は、
（イ）0.０１〜0.０５重量％の硫黄分を含有し、かつ（Ａ）水酸基を有する窒素化合物と直鎖飽和脂肪酸とのエステル化合物を１５〜２０００ｍｇ／リットル添加してなる軽油組成物、及び
（ロ）0.０１〜0.０５重量％の硫黄分を含有し、かつ（Ａ）水酸基を有する窒素化合物と直鎖飽和脂肪酸とのエステル化合物と（Ｂ）オレフィン，エチレン性不飽和カルボン酸アルキル及び飽和脂肪酸ビニルから選ばれる少なくとも一種の単量体から得られる重合物とを１５〜２０００ｍｇ／リットル添加してなる軽油組成物、
を提供するものである。
【０００６】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の軽油組成物に使用される軽油は特に限定されないが、0.０１〜0.０５重量％の硫黄分を含有するものが好ましく、例えば水素化脱硫軽油（ＤＧＯ），水素化分解軽油（ＨＣＧＯ），脱硫灯油（ＤＫ）等あるいはこれらを混合して上記範囲内の硫黄分含量に調製したものを使用することができる。
本発明の軽油組成物は0.０１〜0.０５重量％の硫黄分を含有するものであるが、ここで硫黄分含量が0.０５重量％を超える燃料を、ディーゼル車に使用すると、排気ガス対策として排ガス再循環（ＥＧＲ）を採用した車ではエンジンの摩耗が増大する。また、排ガス浄化触媒が被毒され、排ガスが悪化する。更に、粒子状物質（ＰＭ）中のサルフェート、排ガス中のＳＯ_xが増加する。また、硫黄分含量が0.０１重量％未満の場合は潤滑性能及び低温流動性に劣るものとなる。
【０００７】
上記水素化脱硫軽油（ＤＧＯ）は一般に沸点範囲が１４０〜３９０℃のものであり、その密度が0.８０〜0.９０の範囲のものを適宜使用できる。また、上記水素化脱硫軽油としては硫黄分含量が0.００５〜0.５重量％以下のものが一般に使用できるが、0.０５重量％以下のものが好ましく使用できる。
また、上記水素化脱硫軽油は、具体的には原料油としての直留軽油（ＬＧＯ）を水添脱硫装置を用いて、Ｃｏ−Ｍｏ／アルミナ触媒，Ｎｉ−Ｍｏ／アルミナ触媒等の触媒の存在下で、３０〜１００ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、好ましくは５０〜７０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力下、３００〜４００℃、好ましくは３３０〜３６０℃の温度で、液空間速度（ＬＨＳＶ）0.５〜５ｈ^-1、好ましくは１〜２ｈ^-1の条件で脱硫反応を行い、その後ストリッパーで硫化水素とナフサを除去して得られるものである。
【０００８】
水素化分解軽油（ＨＣＧＯ）とは、重質軽油（ＨＧＯ）、減圧軽油（ＶＧＯ）あるいはこれらの混合油を触媒の存在下で水素化分解し、当該分解生成油を燃料油留分と潤滑油留分に蒸留分離して得られたものであり、その蒸留性状としては沸点範囲が１４０〜３９０℃であり、５０％蒸留点が２２０〜３４０℃のものが一般に用いられる。上記潤滑油留分は沸点範囲が２５０〜５４０℃であり、燃料油留分は沸点の終点が２５０〜３７０℃のものである。上記水素化分解軽油としては硫黄分含量が0.０００１〜0.２重量％以下のものが一般に使用できる。
また、脱硫灯油（ＤＫ）としては一般に沸点範囲が１４０〜２８０℃のものであり、その硫黄分含量が0.００１〜0.０２重量％のものが使用できる。
【０００９】
本発明の軽油組成物は、上記組成及び性状を有する軽油に（Ａ）水酸基を有する窒素化合物と直鎖飽和脂肪酸とのエステル化合物、または上記（Ａ）成分と（Ｂ）オレフィン及び飽和脂肪酸ビニルから選ばれる少なくとも一種の単量体から得られる重合物とを添加してなるものである。
上記（Ａ）成分である水酸基を有する窒素化合物と直鎖飽和脂肪酸とのエステル化合物を構成する窒素化合物としては、２〜１０個の水酸基を有するものが好ましく用いられる。水酸基の数が上記範囲を逸脱する場合は流動性改善効果が少ない。このような窒素化合物としては、ジエタノールアミン，メチルジエタノールアミン，エチルジエタノールアミン，トリエタノールアミン，エチレンジアミン，プロピルジアミン，及びこれらのエポキシド付加物から選ばれる化合物が挙げられる。上記エポキシド付加物のエポキシドとしては、エチレンオキシド，プロピレンオキシド等が挙げられる。
【００１０】
また、（Ａ）成分の水酸基を有する窒素化合物と直鎖飽和脂肪酸とのエステル化合物を構成する直鎖飽和脂肪酸としては、炭素数１２〜３０の直鎖飽和脂肪酸を使用することができる。このような直鎖飽和脂肪酸としては、例えばパルミチン酸，ステアリン酸，アラキン酸，ベヘン酸等が挙げられ、またこれらを含有する硬化牛脂脂肪酸，硬化ナタネ油脂肪酸，硬化魚油脂肪酸なども使用できる。
上記エステル化合物は前記水酸基を有する窒素化合物と前記直鎖飽和脂肪酸とを通常の方法でエステル化することにより得ることができる。
【００１１】
（Ｂ）成分のオレフィン，エチレン性不飽和カルボン酸アルキル及び飽和脂肪酸ビニルから選ばれる少なくとも一種の単量体から得られる重合物に用いられるオレフィン単量体としては、例えばエチレン，プロピレン，ブテン−１等が使用でき、エチレン性不飽和カルボン酸アルキルとしては、例えばアクリル酸，メタクリル酸，イタコン酸等が使用でき、また飽和脂肪酸ビニル単量体としては、例えば蟻酸ビニル，酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル等が使用できる。
上記重合体は、上記単量体の一種あるいは二種以上の混合物を通常の方法で重合して得ることができる。本発明においては、上記重合体として数平均分子量が1,０００〜２0,０００のものを使用することができる。数平均分子量が上記範囲外の場合は流動性改善効果が少ない。
本発明において、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを添加する場合、（Ａ）成分は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量に対して、３０重量％以上添加することが好ましい。この量が３０重量％未満の場合は流動性改善効果が少ない。
【００１２】
本発明において、上記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の組成物中の含有量は、好ましくは１５〜２０００ｍｇ／リットル，更に好ましくは２０〜５００ｍｇ／リットル，特に好ましくは５０〜２００ｍｇ／リットルである。この値が２０００ｍｇ／リットルを超える場合は、軽油への溶解性に劣り、添加量に見合う効果が得られない。また、１５ｍｇ／リットル未満の場合は潤滑性に劣り、流動性改善効果が少なくなる。（Ａ）成分のみ添加する場合も上記と同様の量を添加することが好ましい。
本発明の軽油組成物は前記のような組成及び性状を有する軽油を用い、これに上記添加剤を添加してなるものであるが、このような軽油としては、前記の軽油基材に加え、必要に応じて一般に用いられる軽油留分、例えば直留軽油（ＬＧＯ），直接脱硫軽油（ＤＳＧＯ），分解軽油（ＬＣＯ），脱硫軽質軽油（ＶＨＬＧＯ），硫黄分が0.０５重量％以上のその他の軽油基材を混合して用いることができる。
【００１３】
本発明のディーゼル軽油組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて清浄剤，セタン価向上剤，酸化防止剤，金属不活性剤，他の流動性向上剤，氷結防止剤，腐食防止剤，錆止剤，着色剤，マーカー等の添加剤を適宜加えることができる。
【００１４】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜３及び比較例１〜４
第１表に示す性状の軽油基材を第２表に示す割合で混合して軽油を調製し、これに第２表に示す添加剤を添加して、得られた軽油組成物の各々について潤滑性能及び低温流動性を評価した。潤滑性能については摩耗跡の平均直径（摩耗幅）を測定し、また低温流動性については目詰まり点（ＣＦＰＰ）及び流動点を測定して評価した。結果を第２表に示した。摩耗幅としては、ポンプ性能から0.６ｍｍ以下の値が求められる。また、ＣＦＰＰはその値が低いほどディーゼル車燃料系統フィルターのワックスによる閉塞が起こりにくく、流動点はその値が低いほど軽油の凝固によるディーゼル車燃料系統の閉塞が起こりにくい。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
【表３】

【００１８】
第２表から明らかなように、上記添加剤の使用により、硫黄分含量を著しく低減した場合においても、優れた潤滑性能を有し、低温流動性の改善された軽油組成物が得られた。
尚、軽油の性状及び性能は次の方法によって求めた。また、用いた添加剤及び軽油基材は下記のとおりである。
＊１密度：ＪＩＳＫ２２４９に準拠して測定した。
＊２硫黄分：ＪＩＳＫ２５４１に準拠して測定した。
＊３蒸留点：ＪＩＳＫ２２５４に準拠して測定した。
＊４動粘度：ＪＩＳＫ２２８３に準拠して測定した。
＊５ＣＦＰＰ：ＪＩＳＫ２２６９に準拠して測定した。
＊６流動点：ＪＩＳＫ２２８８に準拠して測定した。
＊７摩耗幅：ＡＳＴＭＤ５００１に準拠して測定した。
＊８添加剤Ａ：ジエタノールアミンモノベヘン酸エステル
添加剤Ｂ：トリエタノールアミンのエチレンオキシド３モル付加物のステアリン酸エステル５０重量％とエチレン・酢酸ビニル共重合体（数平均分子量；3,３００）５０重量％の混合物
添加剤Ｃ：メチルジエタノールアミン硬化ナタネ油脂肪酸エステル５０重量％とエチレン・プロピレン共重合体（数平均分子量； 6,２００）５０重量％の混合物
＊軽油ａ；ＤＧＯ，軽油ｂ；ＨＣＧＯ，軽油ｃ；ＬＧＯ
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、硫黄分含量を著しく低減した場合においても優れた潤滑性能が維持され、かつ低温時の流動性が改善され、加えてディーゼル自動車のエンジンの燃料噴射ポンプに不具合を起こすことがなく、排ガスの悪化を起こさない軽油組成物を提供することができる。

Claims

０．０００２〜０．０５重量％の硫黄分を含有し、かつ（Ａ）水酸基を有する窒素化合物と直鎖飽和脂肪酸（モノカルボン酸）とのエステル化合物を５０〜２００ｍｇ／リットル添加してなる軽油組成物。
０．０００２〜０．０５重量％の硫黄分を含有し、かつ（Ａ）水酸基を有する窒素化合物と直鎖飽和脂肪酸（モノカルボン酸）とのエステル化合物と（Ｂ）オレフィン、エチレン性不飽和カルボン酸アルキル及び飽和脂肪酸ビニルから選ばれる少なくとも一種の単量体から得られる重合物とを５０〜２００ｍｇ／リットル添加してなる軽油組成物。
（Ａ）成分の添加量が、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量に対して３０重量％以上であることを特徴とする請求項２記載の軽油組成物。