JP3807608B2

JP3807608B2 - 環境対応ａ重油およびその製造方法

Info

Publication number: JP3807608B2
Application number: JP2002060838A
Authority: JP
Inventors: 英治田中
Original assignee: 株式会社ジョモテクニカルリサーチセンター
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: JP2003313565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硫黄分、窒素分を低減し、環境へ与える影響の少ないＡ重油およびこのＡ重油の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ａ重油は、一般的にはＪＩＳＫ２２０５（重油）に１種としてその品質が規定されている重油であり、主に小、中ディーゼルエンジン、ボイラーや窯業、金属精錬用の各種の炉などの燃料に用いられている。また、Ａ重油は、（１）直留灯油留分、直留軽質軽油留分、直留重質軽油留分および（２）接触分解装置、重油の脱硫装置（直脱、間脱、水素化分解、接触分解）などから得られる灯油留分・軽油留分、あるいは（３）それらをさらに水素化精製して得られた灯油留分・軽油留分などの基材を適宜混合して製造される。
【０００３】
Ａ重油は、前記ＪＩＳにおいて残留炭素分が４質量％以下と規定され、前述の灯油留分・軽油留分から調製することができるが、軽油取引税の課税対象にならないように、通常、残留炭素分が０．２質量％以上になるように常圧残さ油、減圧残さ油、直脱残さ油等の残さ油を配合して製造される。残留炭素分を多く含有する前記残さ油と前記灯油留分・軽油留分とは、留分的に離れているため、一般的にお互いに溶解しにくく、スラッジを生成することがある。接触分解装置から得られる分解軽油留分は、重質な芳香族分を比較的多く含んでいるので、これをＡ重油に配合すると前記各種の軽油留分に対する残さ油あるいは残留炭素分の分散性ないし溶解性が向上し、スラッジの生成が抑制される。一方、分解軽油留分の配合は、燃焼時に黒煙を発生しやすいなどによりＡ重油の燃焼性能を低下させ、また、硫黄分も他の軽油留分と比べ比較的多く含んでいるので、燃焼ガス中のＳＯｘが多くなる。
【０００４】
Ａ重油中の硫黄分を低減するために、高度に水素化精製された灯油留分・軽油留分を用いると、硫黄分および芳香族分の含有量は低下し、環境に対しては好ましいが、残留炭素分が分散しにくい、または、残さ油が溶解せずに分離して、スラッジを生成し、移送ポンプのストレーナーやフィルター類を目詰まりさせたり、燃焼性能が低下するなどの問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解消するものであり、残さ油の残留炭素分を十分に分散して、スラッジなどを生成することがなく、燃焼性能に優れ、しかも、硫黄分、窒素分の少ない環境対応Ａ重油およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、この課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、高度に水素化精製された軽油留分に、特定の芳香族成分を配合することで、残留炭素分が十分に分散し、かつ、燃焼性もよいことを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（１）硫黄分３００ｐｐｍ以下、窒素分１００ｐｐｍ以下、アニリン点８１以下であり、炭素数９の芳香族成分を３〜１０容量％含有する環境対応Ａ重油であり、硫黄分は２００ｐｐｍ以下、窒素分は８０ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、
（２）この環境対応Ａ重油の製造方法として、炭素数９の芳香族成分を含まない水素化脱硫された軽油基材と、炭素数９の芳香族成分を含む芳香族基材と、残さ油とを配合するものであり、前記芳香族基材は、接触改質油であることが好ましい。
【０００８】
本発明の環境対応Ａ重油は、前記構成としたことから、硫黄分が３００ｐｐｍ以下と低硫黄であっても、残さ油が均一に溶解して残留炭素分が安定に分散し、スラッジ等が生成せず、良好な燃焼性能を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の環境対応Ａ重油は、硫黄分が３００ｐｐｍ以下、窒素分が１００ｐｐｍ以下、アニリン点が８１以下であり、しかも炭素数９の芳香族成分を３〜１０容量％含有する。
【００１０】
硫黄分は、好ましくは２００ｐｐｍ、より好ましくは１００ｐｐｍ以下であり、窒素分は、８０ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。こうすることによりＳＯｘおよびＮＯｘの排出を低く保ち、環境保全に資することができる。硫黄分は環境保全上からは少ないほど好ましい。しかし、硫黄分を構成する硫黄と炭化水素でなる化合物の中にはＡ重油の酸化安定性に寄与する化合物が含まれていることから、むやみに硫黄分を低減すると酸化安定性を失いかねないので、過度の低硫黄分化は避けるべきである。この面から、硫黄分は３０ｐｐｍ以上を確保することが好ましく、５０ｐｐｍ以上がより好ましい。
【００１１】
本発明の環境対応Ａ重油において、アニリン点および芳香族成分は残留炭素分の分散性ないし溶解性を確保する上で重要であり、アニリン点は８１以下、好ましくは７６以下であり、炭素数９の芳香族成分は３〜１０容量％、好ましくは３〜８容量％である。前記炭素数９の芳香族成分は、ベンゼンの水素が１〜３のアルキル基で置換されたアルキルベンゼンの複数の炭化水素化合物の混合物であることが好ましい。炭素数８以下の芳香族成分は、Ａ重油の引火点を下げるので、一方、炭素数１０以上の芳香族成分は、特に２環芳香族は燃焼性が悪くなるので好ましくない。芳香族分が２５％以下、特には１０％以下が好ましい。
【００１２】
また、本発明は、炭素数９の芳香族成分を含まない水素化脱硫された軽油基材と、炭素数９の芳香族成分を含む芳香族基材と、残さ油とを配合する前記の環境対応Ａ重油の製造方法である。
【００１３】
前記水素化脱硫処理された軽油基材は、水素化脱硫、水素化分解等の処理を経て得られた軽油留分からなる基材である。具体的には、直留軽油を水素化脱硫して得られた軽油留分、水素化分解して得られる軽油留分、および重油の間接脱硫などで副生する軽油留分などが挙げられる。かかる軽油留分は、本発明の環境対応Ａ重油を調製する上で、硫黄分が１００ｐｐｍ以下、特には５０ｐｐｍ以下が好ましく、芳香族分が２０容量％以下、特には５容量％以下、さらには２容量％以下であることが好ましい。また、該軽油留分の１０％留出温度は、通常、２００℃以上、特には２００〜２４０℃であり、９０％留出温度は、通常、３００〜３８０℃、特には３２０〜３６０℃である。なお、この温度範囲の軽油留分には、炭素数９の芳香族成分は実質的には含まれない（１％未満である）。また、硫黄分が１００ｐｐｍ以下になるように高度に水素化処理すると芳香族成分が核水添されて減少する。
【００１４】
本発明で用いる炭素数９の芳香族成分は、水素化処理された軽油基材と残さ油との溶解性を向上してスラッジの生成を防止し、Ａ重油に良好な燃焼性を付与する。炭素数９の芳香族成分を含む芳香族基材は、炭素数９の芳香族成分を含む炭化水素であれば、特に限定されるものではないが、接触改質や接触分解プロセスから得られる留分を好ましく使用することができる。この芳香族基材の硫黄分は１００ｐｐｍ以下、特には５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
前記芳香族基材として、接触改質油が好ましく使用でき、特にそのいわゆるヘビーエンド（接触改質装置から得られるプロダクトのうちで最も重質側に産出されるもの）として得られる留分が好適に用いることができる。かかる留分は、ガソリン基材またはＢＴＸ（ベンゼン、トルエンおよびキシレン。炭素数６〜８の芳香族化合物）等の化学製品を製造するための接触改質装置から副生される留分であり、含有されている炭化水素の４０容量％以上、好ましくは、６０容量％以上が炭素数９の芳香族成分である。さらに、接触改質装置原料（通常、重質ナフサ）の硫黄分は、接触改質装置の貴金属触媒の被毒を避けるために、１ｐｐｍ以下にコントロ−ルされて処理されるので、ヘビーエンドであっても当該接触改質油中の硫黄分は実質０ｐｐｍ（１ｐｐｍ以下）である。したがって、炭素数９の芳香族成分を含む接触改質油をＡ重油の基材として用いることで、Ａ重油の低硫黄化が可能である。
【００１５】
また、炭素数９の芳香族成分を含む芳香族基材として、ガソリン等を製造する流動接触分解装置（ＦＣＣ）から副生するリサイクルオイルが挙げられる。リサイクルオイルは、芳香族成分を多量に含有しており、炭素数９の芳香族成分を含む芳香族基材として用いることができるが、硫黄分、窒素分が多い場合は、必要に応じて、リサイクルオイルを水素化精製する、流動接触分解装置の原料油を水素化精製する、またはこれらを組み合わせることにより、硫黄分を１００ｐｐｍ以下、特には５０ｐｐｍ以下として用いることが好ましい。
【００１６】
また、本発明において、Ａ重油のＪＩＳ規格を満足するように、かつ該Ａ重油が軽油取引税の課税対象にならないように、残留炭素分を調整する残炭調整剤として残さ油を配合する。該残さ油として残留炭素分を含むものであれば、石油精製、石油化学等の分野で製造される炭化水素製品や中間製品のどのようなものでも使用することができる。具体的には、常圧残さ油、減圧残さ油、およびそれらを脱硫したもの、例えば直脱残さ油等の残さ油が挙げられ、好ましく用いることができる。
【００１７】
上記の軽油基材、芳香族基材、および残さ油を配合してＡ重油を調製するに際して、それぞれの基材の配合割合は、本発明の環境対応Ａ重油を満足するように適宜の割合で配合すればよい。さらに、Ａ重油のＪＩＳ規格を満足し、軽油取引税の課税対象とならないような割合で配合することが好ましい。それぞれの基材の配合量として、具体的には軽油基材は７０〜９７容量％が好ましく、８５〜９７容量％がより好ましい。芳香族基材は、Ａ重油に炭素数９の芳香族成分が３〜１０容量％、特には３〜８容量％含有するように配合すればよく、芳香族基材の配合量は、通常３〜３０容量％、好ましくは３〜１５容量％である。残炭調整剤としての残さ油は、そこに含まれる残留炭素分の量により異なるが、通常０．２〜１容量％の範囲で配合すればよい。さらに他の基材を配合してもよい。
【００１８】
さらに、本発明のＡ重油には、公知の燃料油添加剤を単独もしくは組み合わせて使用することができる。これらの添加剤としては、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、アルケニルコハク酸アミドなどの低温流動性向上剤、硝酸エステル、有機過酸化物などのセタン価向上剤、ポリアルキルアミンなどの清浄分散剤、フェノール系、アミン系などの酸化防止剤、サリチリデン誘導体などの金属不活性化剤、微生物殺菌剤、助燃剤、帯電防止剤、識別剤、着色剤などがある。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Ａ重油の重量に対して０．５重量％以下、好ましくは０．２重量％以下である。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
下記の基材を用いて実施例１、２および比較例１〜３のＡ重油を調製して、各Ａ重油の性状を測定すると共に、性能を評価した。
（１）軽油基材
水素化脱硫軽油１：直留軽油を水素化脱硫装置にかけて得られた脱硫軽油基材である。コバルトおよびモリブデンが担持された水素化脱硫触媒を用い、反応温度３４０℃、反応圧力６．７ＭＰａ、水素／油比３００、ＬＨＳＶ（液空間速度）２．０／時として水素化脱硫を行なった。得られた水素化脱硫軽油１は、硫黄分３００ｐｐｍ、窒素分５ｐｐｍ、密度（１５℃）０．８４５９ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）４．３３５ｍｍ²／ｓ、１０％留出温度２２９℃、５０％留出温度２８８℃、９０％留出温度３５１℃、アニリン点７１．１℃、全芳香族分３２．９％であった。
水素化脱硫軽油２：直留軽油９３％と分解軽油７％の混合物を水素化脱硫装置にかけて得られた脱硫軽油基材である。コバルトおよびモリブデンが担持された水素化脱硫触媒を用い、反応温度３５０℃、反応圧力６．７ＭＰａ、水素／油比３５０、ＬＨＳＶ１．２／時として水素化脱硫を行なった。得られた水素化脱硫軽油２は、硫黄分２０ｐｐｍ、窒素分５ｐｐｍ、密度（１５℃）０．８２８１ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）３．９４３ｍｍ²／ｓ、１０％留出温度２０９℃、５０％留出温度２８５℃、９０％留出温度３４１℃、アニリン点７６．１℃、全芳香族分１９．３％であった。
水素化脱硫軽油３：水素化脱硫された直留軽油（硫黄分５００ｐｐｍ以下）の脱硫軽油を、さらに、水素化脱硫装置にかけて得られた基材である。ニッケルおよびタングステンが担持された水素化脱硫触媒を用い、反応温度３４０℃、反応圧力１０ＭＰａ、水素／油比１０００、ＬＨＳＶ０．４／時として水素化脱硫を行なった。得られた水素化脱硫軽油３は、硫黄分７ｐｐｍ、窒素分０ｐｐｍ、密度（１５℃）０．８１７３ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）３．４５６ｍｍ²／ｓ、１０％留出温度２０２℃、５０％留出温度２６９℃、９０％留出温度３２７℃、アニリン点８３．４℃、全芳香族分２．１％であった。
【００２０】
（２）芳香族基材
接触改質ＡＣ９：脱硫重質ナフサを接触改質装置にかけて得られた接触改質油を整合塔（スタビライザー）にかけてＬＰＧ分を調整後、分留塔（スプリッター）にかけて芳香族成分を炭素数８以下と炭素数９以上の留分とに分留して得られた炭素数９の芳香族成分を含む留分である。得られた接触改質ＡＣ９は、硫黄分０ｐｐｍ、窒素分０ｐｐｍ、密度（１５℃）０．９２４１ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）０．９６８ｍｍ²／ｓ、１０％留出温度１６９℃、５０％留出温度１８２℃、９０％留出温度２９０℃、全芳香族分１００％、炭素数９の芳香族分６０％であった。
（３）残さ油（残炭調整剤）
常圧残さ油：常圧蒸留塔からボトム成分として得られた留分であり、硫黄分２．０％、窒素分２０００ｐｐｍ、密度（１５℃）０．９６１１ｇ／ｃｍ³、動粘度（５０℃）３６４ｍｍ²／ｓ、残留炭素分１０質量％であった。
上記の基材を、表１に示す配合割合で混合して、実施例１、２および比較例１〜３のＡ重油を調製した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
次いで、調製した各Ａ重油の物性および強制劣化試験後のスラッジ量を、下記の測定方法に従って測定、評価した。その結果を表２に示す。
〔物性試験〕
（１）硫黄分：ＪＩＳＫ−２５４１に準拠して測定した。
（２）窒素分：ＪＩＳＫ−２６０９に準拠して測定した。
（３）芳香族分：石油学会法に準拠して高速液体クロマトグラフィーで測定した。
（４）残留炭素分：ＪＩＳＫ−２２７０に準拠し、１０％残油のコンラドソン残留炭素分として測定した。
（５）アニリン点：ＪＩＳＫ−２２５６に準拠して測定した。
【００２３】
〔スラッジ評価試験〕
調製した各Ａ重油について、室温で３日間放置した後、ＡＳＴＭＤ−２７８１に拠りスポットテストを行った。また、スポットテストを行った各Ａ重油を倍率１００倍の顕微鏡で観察し、視野内に分散粒子が５０個を超えた場合を「多」、２０個以上５０個以下を「中」、２０個未満を「少」として強制劣化試験後のスラッジ量を評価した。
【００２４】
【表２】

【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明の環境対応Ａ重油は、硫黄分が３００ｐｐｍ以下と低硫黄であっても、残さ油が均一に溶解して残留炭素分が安定に分散し、スラッジ等の生成が抑制されるので、良好な燃焼性能を得ることができ、ディーゼルエンジン、ボイラーおよび各種の産業炉の燃料として有用である。

Claims

硫黄分３００ｐｐｍ以下、窒素分１００ｐｐｍ以下、アニリン点８１以下であり、炭素数９の芳香族成分を３〜１０容量％含有する環境対応Ａ重油。
硫黄分２００ｐｐｍ以下、窒素分８０ｐｐｍ以下である請求項１の環境対応Ａ重油。
炭素数９の芳香族成分を含まない水素化脱硫された軽油基材と、炭素数９の芳香族成分を含む芳香族基材と、残さ油とを配合する請求項１の環境対応Ａ重油の製造方法。
前記芳香族基材が、接触改質油である請求項３の環境対応Ａ重油の製造方法。