JP4084619B2

JP4084619B2 - Ａ重油

Info

Publication number: JP4084619B2
Application number: JP2002255501A
Authority: JP
Inventors: 隆夫安達; 豊酒井; 利昭林
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004091676A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ａ重油に関する。更に詳しくは、燃料フィルター通油性に優れるＡ重油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ａ重油は、ボイラー等の外燃機器燃料や小型漁船、建設機器等の陸上輸送用以外のディーゼルエンジン機器燃料として用いられている。Ａ重油を用いる各種燃焼機器には、燃料油中の異物を除去するために燃料系統にフィルターが設けられている。近年Ａ重油に使用されるエンジンの高出力化及び低燃費化等に伴い、より微細な異物を除去するために、燃料フィルターの目開きが非常に細かくなってきている。
一方、Ａ重油には税法上１０％残留炭素分が０．２質量％以上になるように、残留炭素分付与基材を含有させている。従来よりその残留炭素付与基材に起因するスラッジにより燃料フィルターが閉塞し、燃料供給が不可能となる問題がしばしば生じていたが、近年の燃料フィルターの目開きの微細化により、さらに大きな問題となってきており、スラッジにより燃料フィルターを閉塞させない、フィルター通油性に優れるＡ重油の要望が高まっている。
また、残留炭素分付与基材はフィルター目詰まりの要因となるスラッジを含有するため、燃料の透明度を悪化させてしまう。従って、残留炭素付与基材の添加によりＡ重油のＡＳＴＭ色の値が大きくなる（Ａ重油の透明度が悪化する）と、フィルターの通油性が悪化し、閉塞が起こりやすくなる傾向がある。
【０００３】
燃料フィルター閉塞を防止するためにスラッジの発生を抑制する方法としては、Ａ重油基材中の芳香族分の割合を多くすることが考えられるが、この方法では、実際のＡ重油使用条件下においてフィルター通油性の充分な改善効果を期待できないのが現状である。また、芳香族分の割合を多くすると、燃焼性が悪化する傾向があり好ましくない。そのためフィルター通油性に優れたＡ重油が求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、スラッジによるフィルターの目詰まりを起こさないフィルター通油性の良好なＡ重油を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、１０％残留炭素分が０．２質量％以上０．５質量％以下であり、かつＡＳＴＭ色が１．５以下であることを特徴とするＡ重油に関する。
また本発明は、残留炭素分付与用基材として、石油樹脂を含有することを特徴とする前記Ａ重油に関する。
さらに本発明は、５０℃での動粘度が１０ｍｍ²／ｓ以下、流動点が０℃以下、硫黄分１．０質量％以下、窒素分０．１質量％以下、水分０．１容量％以下、セタン指数４０以上、ドライスラッジ量が２．０ｍｇ／１００ｍｌ以下であることを特徴とする前記Ａ重油に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のＡ重油は、１０％残留炭素分が０．２質量％以上０．５質量％以下であり、かつＡＳＴＭ色が１．５以下であることが特徴である。
１０％残留炭素分は税法上のA重油の免税条件「１０％残油の残留炭素分０．２質量％以上」の点から０．２質量％以上であることが必要であり、スラッジによるフィルター目詰まり防止の点から、０．５質量％以下が必要であり、０．４質量％以下が好ましく、０．３質量％以下がより好ましい。
ＡＳＴＭ色はスラッジによるフィルター目詰まり防止の点から、１．５以下であることが必要であり、1以下であることが好ましく、０．５以下であることが最も好ましい。
本発明において、１０％残留炭素分とは、ＪＩＳＫ２２７０「原油及び石油製品−残留炭素分試験方法」により測定される値を意味するものであり、ＡＳＴＭ色とは、ＪＩＳＫ２５８０「石油製品‐色試験方法」に準拠して得られる「ＡＳＴＭ色」を意味している。
【０００７】
本発明のＡ重油の、残留炭素分付与用基材については特に制限はない。しかしながら、フィルター通油性を良好とするために、石油樹脂を用いることが好ましい。
本発明でいう石油樹脂とは、石油類の熱分解（スチームクラッキング等）によりエチレン、プロピレンを製造する際に副生する分解油留分中のジオレフィン、モノオレフィンなどを混合物のまま、フリーデルークラフツ型触媒を用いてカチオン的に重合して得られる熱可塑性樹脂のことをいう。石油樹脂としては、重合にあずかる分解油留分のうちＣ５留分（ピペリレン、イソブチレンなど）を原料とするものを脂肪族系またはＣ５系石油樹脂、Ｃ９留分（スチレン同族体ならびにインデン同族体など）を原料とするものをＣ９系石油樹脂とする２種類の石油樹脂が知られている。
本発明において使用する石油樹脂としては特に制限はなく、市販のものをはじめとして各種の石油樹脂を使用することができる。そのうち、原料の分解油留分がＣ９留分であり、重量平均分子量が５００から５０００、軟化点が６０℃から２００℃のものを使用することが好ましい。なかでも、製造コスト、Ａ重油への溶解性の点から、重量平均分子量は１０００以上２５００以下、軟化点が９０℃以上１４０℃以下のＣ９系石油樹脂を使用することが特に好ましい。
本発明のＡ重油は上記した通り、石油樹脂を使用することが好ましいが、その他の残留炭素分付与用基材を併用して用いても良い。
その他の残留炭素分付与用基材としては、常圧残油、直脱残油、減圧残油、エキストラクト、スラリー油等を挙げることができる。
これらの残留炭素分付与用基材は、１種類を使用しても良く、または２種以上を混合して使用することもできる。
【０００８】
本発明のＡ重油の動粘度については特に制限はないが、燃焼異常を防止する点から、５０℃における動粘度が５ｍｍ²／ｓ以下のものが好ましく、４ｍｍ²／ｓ以下がより好ましく、３ｍｍ²／ｓ以下が最も好ましい。また、燃料噴射ポンプの摩耗および焼付き防止の点から、１．２ｍｍ²／ｓ以上が好ましく、１．４ｍｍ²／ｓ以上がより好ましく、１．６ｍｍ²／ｓ以上が最も好ましい。
本発明において、５０℃における動粘度とは、ＪＩＳＫ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【０００９】
本発明のＡ重油の流動点については特に制限はないが、低温時のワックス析出を減少させる点から、０℃以下であることが好ましく、−５℃以下がより好ましく、−１０℃以下が最も好ましい。
本発明において、流動点とは、ＪＩＳＫ２２６９「原油及び石油製品の流動点試験方法」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【００１０】
本発明のＡ重油の硫黄分および窒素分については特に制限はないが、排ガス中の有害物質を低減するには、硫黄分は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％以下であることが最も好ましい。窒素分は０．１質量％以下であることが好ましく、０．０８質量％以下であることがより好ましく、０．０５質量％以下であることが最も好ましい。
本発明において、硫黄分、窒素分とは、それぞれ、ＪＩＳＫ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」、ＪＩＳＫ２６０９「原油及び石油製品−窒素分試験方法」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【００１１】
本発明のＡ重油の水分含有量については特に制限はないが、低温時のフィルター目詰まりを防止するには、水分は０．１容量％以下であることが好ましく、０．０８容量％以下がより好ましく、０．０５容量％以下であることが最も好ましい。
本発明において、水分含有量とは、ＪＩＳＫ２２７５「原油及び石油製品−水分試験方法」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【００１２】
本発明のＡ重油のセタン指数については、特に制限はないが、燃焼性向上の点から４０以上であることが好ましく、４３以上であることがより好ましく、４５以上であることが最も好ましい。
本発明において、セタン指数はＪＩＳＫ２２０４−１９９２「軽油」に準拠して得られた値を表すものを意味している。つまり次の式によって算出する。
セタン指数＝0.49083＋1.06577Ｘ−0.0010522Ｘ²
ただし、上記式中、Ｘは以下のとおりである。
Ｘ＝97.833（ｌｏｇＡ）²＋2.2088ＢｌｏｇＡ＋0.01247Ｂ²−423.51ｌｏｇＡ−4.7808Ｂ＋419.59
Ａ：（9/5）[101.3ｋＰａ（760ｍｍＨｇ）における50％留出温度（℃）]＋32Ｂ：ＡＰＩ度
なお、「101.3ｋＰａ（760ｍｍＨｇ）における50％留出温度（℃）」は、ＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」によって測定し、「ＡＰＩ度」は、ＪＩＳＫ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」によって１５℃の密度から換算して求める。
【００１３】
本発明のＡ重油のドライスラッジ量については特に制限はないが、常温でのフィルター目詰まりが起こり難くなる点から、２．０ｍｇ／１００ｍｌ以下であることが好ましく、１．５ｍｇ／１００ｍｌ以下であることがより好ましく、１．０ｍｇ／１００ｍｌ以下であることが最も好ましい。
ここでいうドライスラッジ量とは、常温において、試料を目開き１．２μｍのフィルターで吸引ろ過し、ろ過後のフィルター及びフィルター上の残留物をｎ−ヘプタンで洗浄し、乾燥後残留物の質量から、試料１００ｍｌ当りの残留物の質量で表される値を意味している。
【００１４】
また、本発明のＡ重油のセタン価については特に制限はないが、燃焼性向上の点から、３５以上であることが好ましく、３８以上であることがより好ましく、４０以上であることが最も好ましい。
ここでいうセタン価とは、ＪＩＳＫ２２８０「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」に準拠して得られる値を意味している。
【００１５】
また、本発明のＡ重油のＣＦＰＰ（目詰まり点）については特に制限はないが、冬期においてワックスによるフィルター目詰まりの防止により優れることから、＋５℃以下であることが好ましく、０℃以下であることがより好ましく、−５℃以下であることが最も好ましい。
本発明において、ＣＦＰＰとは、ＪＩＳＫ２２８８「軽油−目詰まり点試験方法」に準拠して得られる値を意味している。
【００１６】
また、本発明のＡ重油の−５℃におけるワックス含有量については特に制限はないが、冬期においてワックスによるフィルター目詰まりの防止性により優れることから、１．０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましく、０．３質量％以下であることが最も好ましい。
本発明において、−５℃におけるワックス含有量とは、メンブランフィルター、メチルエチルケトン−アセトン混合溶剤及び試料を−５℃まで冷却し、試料１７ｇを、目開き５．０μｍのメンブランフィルターで吸引ろ過し、フィルター上のワックスをメチルエチルケトン−アセトン混合溶剤３０ｍｌで洗浄した後、フィルターに捕集したワックス量を測り、試料全量に対するワックス量を表すものを意味している。
【００１７】
本発明のＡ重油のアスファルテン分は特に制限はないが、低温性能等を向上させる点から、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％以下であることが最も好ましい。
本発明において、アスファルテン分とは、ＩＰ１４３「アスファルテン分試験方法」に準拠して得られる値を意味している。
【００１８】
また、本発明のＡ重油の蒸留性状については何ら制限はないが、通常は下記性状を満たすものが好ましい。
蒸留初留点：１２０〜２４０℃
１０％留出温度（Ｔ１０）：１５０〜２８０℃
５０％留出温度（Ｔ５０）：２３０〜３３０℃
９０％留出温度（Ｔ９０）：２８０〜４１０℃
本発明のＡ重油の初留点は、燃焼機器出力低下防止の点から１２０℃以上が好ましく、１３０℃以上がより好ましく、１４０℃以上が最も好ましい。また、燃焼異常を防止する点から２４０℃以下が好ましく、２３０℃以下がより好ましく、２２０℃以下が最も好ましい。
本発明のＡ重油のＴ１０は、燃焼機器出力低下防止の点から１５０℃以上が好ましく、１６０℃以上がより好ましく、１７０℃以上が最も好ましい。また、燃焼異常を防止する点から２８０℃以下が好ましく、２７０℃以下がより好ましく、２６０℃以下が最も好ましい。
本発明のＡ重油のＴ５０は、燃焼機器出力低下防止の点から２３０℃以上が好ましく、２４０℃以上がより好ましく、２５０℃以上が最も好ましい。また、燃焼異常を防止する点から３３０℃以下が好ましく、３２０℃以下がより好ましく、３１０℃以下が最も好ましい。
本発明のＡ重油のＴ９０は、燃焼機器出力低下防止の点から２８０℃以上が好ましく、２９０℃以上がより好ましく、３００℃以上が最も好ましい。また、燃焼異常を防止する点から４１０℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましく、３９０℃以下が最も好ましい。
本発明において、上記蒸留性状は、ＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」に準拠して得られる値を意味している。
【００１９】
本発明のＡ重油の引火点については特に制限はないが、通常６０℃以上１１０℃以下であることが好ましく、燃焼異常を防止する点から１００℃以下がより好ましく、９５℃以下がさらに好ましく、９０℃以下が最も好ましい。
本発明において、引火点とは、ＪＩＳＫ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法」に準拠して得られた値を意味している。
【００２０】
本発明のＡ重油の総発熱量については特に制限はないが、通常３００００Ｊ／ｇ以上５００００Ｊ／ｇ以下であることが好ましい。総発熱量の下限は、機器の燃焼効率の低下を防止する点から、３１０００Ｊ／ｇ以上がより好ましく、３２０００Ｊ／ｇ以上がさらに好ましい。また、上限については、燃焼異常を防止する点から、４９０００Ｊ／ｇ以下がより好ましく、４８０００Ｊ／ｇ以下がさらに好ましい。
本発明において、総発熱量とは、ＪＩＳＫ２２７９「原油及び石油製品−発熱量試験方法及び計算による推定方法」に準拠して得られた値を意味している。
【００２１】
本発明のＡ重油の１５℃における密度については特に制限はないが、通常０．８０ｇ／ｃｍ³以上０．９５ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましい。１５℃における密度の下限は、機器の燃焼効率の低下を防止する点から、０．８１ｇ／ｃｍ³以上がより好ましく、０．８２ｇ／ｃｍ³以上がさらに好ましい。また、上限については、燃焼異常を防止する点から、０．９４ｇ／ｃｍ³以下がより好ましく、０．９３ｇ／ｃｍ³以下がさらに好ましい。
本発明において、１５℃における密度とは、ＪＩＳＫ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」に準拠して得られた値を意味している。
【００２２】
本発明のＡ重油の製造方法は任意であり、通常Ａ重油基材に残留炭素付与用基材を混合し、必要に応じて添加剤を配合して製造される。
Ａ重油基材としては、常圧蒸留装置より得られる直留灯油又は脱硫処理した灯油、直留軽質軽油又は脱硫処理した軽質軽油、直留重質軽油又は脱硫処理した重質軽油、流動接触分解装置及び／又は残渣流動接触分解装置より得られる軽質サイクル油、減圧蒸留装置より得られる減圧軽油を水素化脱硫した水素化脱硫減圧軽油、水素化分解装置より得られる水素化分解軽油、直接重油脱硫装置より得られる直脱軽油等が挙げられる。これらの基材は１種類のみを使用しても良く、または２種以上を混合して使用しても良い。
【００２３】
また、添加剤としては、流動性向上剤、セタン価向上剤、酸化防止剤、安定化剤、分散剤、金属不活性化剤、微生物殺菌剤、助燃剤、帯電防止剤、識別剤、着色剤等の各種添加剤を適宜加えることができる。
これらの中でも、冬期においてワックスによるフィルター目詰まりを防止する効果により優れることから、流動性向上剤を添加することが好ましい。流動性向上剤としては、たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体等のポリマー型添加剤、油溶性分散剤型添加剤およびアルケルコハク酸等を用いることが出来る。
また、流動性向上剤の添加量については何ら制限はないが、Ａ重油全量基準で０．００１〜０．１容量％であることが好ましく、０．０１〜０．０５質量％であることがより好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のＡ重油は、フィルター通油性に優れているため、スラッジによるフィルターの目詰まりによるトラブルはほとんど発生しない。
【００２５】
【実施例】
次に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。
【００２６】
［実施例１〜３および比較例１〜４］
表１に示す性状を有する各基材を表２に示す容量比で混合し、実施例１〜３および比較例１のＡ重油を調製した。各試料油の性状を表２に記載した。また、比較例２〜４として市販Ａ重油の性状を表２に併記した。なお、実施例1〜３の残留炭素分付与用基材として、表１の石油樹脂（原料分解油留分：Ｃ９留分、重量平均分子量：１５００、軟化点：１２０℃）を用いた。
各試料油および市販Ａ重油について、通油性を下記の方法により行った。結果を表２に併記した。
【００２７】
（通油性性能評価）
試料容器として２０Ｌペール缶を用いる。直径の外側から１／４の位置に、試料吸引管を差し込む穴を設ける。試料吸引管は外径１０ｍｍの銅管を用い、この試料吸引管とフィルターはシリコンゴム管で接続する。また、フィルターの出口から吸引ポンプまでは、銅管を用いて接続する。フィルターは日本濾過器株式会社製フューエルフィルター（型番２７６２３７）を用い、通油面積は２±０．１ｃｍ²のものを用いる。ポンプは通油量が１〜１０Ｌ／ｈｒに調整できるものを用いる。恒温槽は試料容器およびフィルターが入る容量があり、プログラム温度調節機能を備え、温度精度は±０．５℃以内のものを用いる。温度が２０〜２５℃の試料約１０Ｌを試料容器に入れ、吸引管付きふたをする。ポンプを駆動させ、通油量が５±０．２Ｌ／ｈｒになるようにポンプ圧力を調整する。試験条件として、恒温槽の温度プログラムは２０℃で５時間以上保持出来るようにする。試験は低温恒温槽のプログラム温度が試験温度（２０℃）で２時間保持した後、ポンプを駆動して開始する。ポンプ駆動後にフィルター出口から吸引ポンプの間に接続した圧力計より圧力を測定する。
ポンプ駆動後から差圧が２６．６ｋＰａ（２００ｍｍＨｇ）に達する時間を測定した。
通油性が悪い場合は、フィルター目詰まりを起こし、短時間で差圧が上昇するのに対し、通油性の良好なA重油は差圧が上昇するまでの時間が長い。
【００２８】
表２の結果から明らかなように、実施例１〜３のＡ重油は、いずれも通油性がが非常に良好であることが分かる。
これに対して、ＡＳＴＭ色が本発明の規定範囲外である比較例１〜４は通油性が劣るものである。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

Claims

１０％残留炭素分が０．２質量％以上０．５質量％以下であり、かつＡＳＴＭ色が１．５以下であって、残留炭素分付与用基材として石油樹脂を含有することを特徴とするＡ重油。
５０℃での動粘度が１０ｍｍ²／ｓ以下、流動点が０℃以下、硫黄分１．０質量％以下、窒素分０．１質量％以下、水分０．１容量％以下、セタン指数４０以上、ドライスラッジ量が２．０ｍｇ/１００ｍｌ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＡ重油。