JP4585083B2

JP4585083B2 - 軽油組成物

Info

Publication number: JP4585083B2
Application number: JP2000119593A
Authority: JP
Inventors: タカシ金子; 淳秋本; 裕朗渡辺; 知香子貝瀬
Original assignee: JX Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JP2001303077A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は硫黄分含有量の少ない軽油組成物に関するものであり、より詳しくはディーゼル排出ガス中のパティキュレート量をエンジンの全負荷範囲で大幅に低減させることが可能な軽油組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル排出ガスに含まる成分としては、主に窒素酸化物（以降ＮＯｘと表示）と粒子状物質（以降ＰＭと表示）が問題視されている。
ＮＯｘは主に空気中の窒素がエンジン内で酸素と反応し生成する物質であり、これにはＮＯやＮＯ₂等が含まれる。ＰＭは排出ガス中の微粒子であり、燃焼によるすす(煤)や燃料または潤滑油に含まれる高沸点、高分子の未燃焼成分が排出されたものである。これらの物質は大気汚染や酸性雨の原因となっており、早急な低減対策が求められている。また最近ではホルムアルデヒド、アセトアルデヒドを含むアルデヒドも人体の健康への悪影響や臭気面から注目されている。
【０００３】
平成９年１０月以降、ディーゼルエンジンの燃料として使用されている軽油は、自動車へのＳＯＦ触媒（有機溶剤可溶分酸化触媒）およびＮＯｘ還元触媒等の後処理装置搭載を前提として、その硫黄分含有量が５００質量ｐｐｍ以下に下げられている。しかし、これらの後処理装置は、その効率が低いことや耐久性等の問題があり、実用化されているものは非常に少ないのが現状である。
現在、市場には最新の排出ガス低減対策を施した車両が投入されつつあるが、既販車との置き換わりにも多くの時間を必要としているため、その根本的な解決には至っていない。
また、２００３年以降は更に厳しい排出ガス規制が導入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、２００３年以降の厳しい排出ガス規制が実施されることから、また市場に最新の排出ガス低減技術を施した車両が普及するまでには多大な時間を要することからも、排出ガスの低減には、燃料の品質を向上させることが即効性が高く、非常に有効であると考えられる。そして燃料としては、既存のディーゼル車に有効なだけでなく、ＤＰＦ装着などの排出ガス対策が進んだ車両に対しても有効な燃料が求められている。
排出ガス低減のための燃料の改良方法としては幾つか考えられるが、含酸素化合物を配合した燃料はエンジン部材等への悪影響も懸念され、本格的な使用には多くの問題を解決しなければならない。
従って、本発明の目的は、ディーゼル排出ガスに含まれるパティキュレートの排出をエンジンの全負荷範囲で大幅に低減させることが可能な軽油組成物を提供することにある。特にＤＰＦ装着車に対しても排出ガスの低減（中でもＰＭ濃度低減）に有効な軽油組成物を提供することでもある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、組成物全量基準で５００〜１４００質量ｐｐｍのセタン価向上剤と、アルケニルコハク酸誘導体及びカルボン酸のアミン塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の清浄剤を組成物全量基準で２０〜３００質量ｐｐｍとを含有し、かつセタン指数が４５以上、１０容量％留出温度が１５５〜２１０℃、５０容量％留出温度が１９０〜２５０℃、９０容量％留出温度が３１５℃以下、９５容量％留出温度が３４５℃以下、１５℃における密度が８１１〜８２０ｋｇ／ｍ ^３、硫黄分含有量が５００質量ｐｐｍ以下、そして３０℃における動粘度が１．７ｍｍ²／ｓ以上である軽油組成物にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の軽油組成物は、ベース軽油にセタン価向上剤及び清浄剤とを含有してなるものである。
まず、セタン価向上剤及び清浄剤について説明する。
セタン価向上剤としては、当業界でセタン価向上剤として知られる各種の化合物を任意に使用することができる。例えば、硝酸エステルや有機過酸化物等を挙げることができる。本発明で用いるセタン価向上剤は、硝酸エステルであることことが好ましい。硝酸エステルには、例えば、２−クロロエチルナイトレート、２−エトキシエチルナイトレート、イソプロピルナイトレート、ブチルナイトレート、第一アミルナイトレート、第二アミルナイトレート、イソアミルナイトレート、第一ヘキシルナイトレート、第二ヘキシルナイトレート、ｎ−ヘプチルナイトレート、ｎ−オクチルナイトレート、２−エチルヘキシルナイトレート、シクロヘキシルナイトレート、及びエチレングリコールジナイトレートなどの種々のナイトレート等が包含される。これらの中でも、炭素数６〜８のアルキルナイトレートであることが好ましい。セタン価向上剤としては１種類の化合物を単独で用いても良く、２種以上の化合物を組み合わせて用いても良い。
【０００７】
本発明の軽油組成物におけるセタン価向上剤の含有量は、組成物全量基準で５００質量ｐｐｍ以上であって、これに満たない場合はディーゼルエンジン排出ガスのＮＯｘ濃度、ＰＭ濃度、アルデヒド濃度等を満足できる程度に低下させることができない。本発明の軽油組成物にあっては、組成物全量基準で規定されるセタン価向上剤の含有量は６００質量ｐｐｍ以上であることが好ましく、７００質量ｐｐｍ以上であることがより好ましく、８００質量ｐｐｍ以上であることが特に好ましく、９００質量ｐｐｍ以上であることが最も好ましい。セタン価向上剤の含有量の上限値は、本発明では特には限定されないが、一般的には、セタン価向上剤の含有量は軽油組成物全量基準で、１４００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、１２５０質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１１００質量ｐｐｍ以下であることが特に好ましく、１０００質量ｐｐｍ以下であることが最も好ましい。
【０００８】
なお、セタン価向上剤と称して市販されている商品は、セタン価向上に寄与する有効成分、つまり、セタン価向上剤を適当な溶剤で希釈した状態で入手されるのが通例である。こうした市販品を使用して本発明の軽油組成物を調製する場合には、軽油組成物中の前記有効成分の含有量が、組成物全量基準で５００質量ｐｐｍ以上であることが肝要である。
【０００９】
清浄剤は、アルケニルコハク酸誘導体及び/又はカルボン酸のアミン塩である。
本発明で用いるアルケニルコハク酸誘導体は、下記の一般式（１）〜（４）で表される化合物であることが好ましい。
【００１０】
【化１】

【００１１】
（式中、Ａは、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基を表し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、及びＲ⁴は、各々独立に水素原子、メチル基またはエチル基を表し、但し、Ｒ¹〜Ｒ⁴の合計炭素数は２であり、Ｒ⁵は、炭素数１〜３６のアルキレン基を表し、そしてｍは、１〜１００の整数を表す。）
【００１２】
【化２】

【００１３】
（式中、Ａは、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基を表し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、及びＲ⁴は、各々独立に水素原子、メチル基またはエチル基を表し、但し、Ｒ¹〜Ｒ⁴の合計炭素数は２であり、Ｒ⁵は、炭素数１〜３６のアルキレン基を表し、そしてｍは、１〜１００の整数を表し、ｎは、１〜１０の整数を表す。）
【００１４】
【化３】

【００１５】
（式中、Ａは、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基を表し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、及びＲ⁴は、各々独立に水素原子、メチル基またはエチル基を表し、但し、Ｒ¹〜Ｒ⁴の合計炭素数は２であり、Ｒ⁵は、炭素数１〜３６のアルキレン基を表し、ｍは、１〜１００の整数を表し、そしてｎは、１〜１０の整数を表す。）
【００１６】
【化４】

【００１７】
（式中、Ａは、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基を表し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、及びＲ⁴は、各々独立に水素原子、メチル基またはエチル基を表し、但し、Ｒ¹〜Ｒ⁴の合計炭素数は２であり、Ｒ⁵は、炭素数１〜３６のアルキレン基を表し、ｍは、１〜１００の整数を表し、そしてｎは、１〜１０整数を表す。）
【００１８】
上記一般式（１）〜（４）で表されるアルケニルコハク酸誘導体について詳述する。
Ａは、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基を示す。より優れた清浄性が得られることから、ｔｅｒｔ−ブチル基であることが好ましい。
Ｒ¹〜Ｒ⁴は、それぞれ水素原子、メチル基またはエチル基を示す。そして、このＲ¹〜Ｒ⁴の合計炭素数は２である。
本発明においては、より優れた清浄性が得られることから、Ｒ¹およびＲ³が共に水素原子であり、かつＲ²およびＲ⁴が共にメチル基である場合、またはＲ¹およびＲ³が共にメチル基であり、かつＲ²およびＲ⁴が共に水素原子である場合が好ましい。
【００１９】
Ｒ⁵は、炭素数１〜３６のアルキレン基を表す。Ｒ⁵は、好ましくは炭素数１〜１８のアルキレン基、より好ましくは炭素数１〜６のアルキレン基、特に好ましくは炭素数１〜４のアルキレン基を表す。炭素数１〜４のアルキレン基としては、具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基（１−メチルエチレン基、２−メチルエチレン基）、トリメチレン基、ブチレン基（１−エチルエチレン基、２−エチルエチレン基）、１，２−ジメチルエチレン基、２，２−ジメチルエチレン基、１−メチルトリメチレン基、２−メチルトリメチレン基、３−メチルトリメチレン基、テトラメチレン基などが挙げられる。これらの中でも、Ｒ⁵は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基（１−メチルエチレン基、２−メチルエチレン基）またはトリメチレン基である場合が最も好ましい。
【００２０】
一般式（１）〜（４）におけるｍは１〜１００の整数を示す。ｍは軽油組成物への分散性保持、清浄性保持の点から、５以上が好ましく、１０以上がより好ましい。また、粘度上昇によるバルブスティックや熱分解性悪化による燃焼室デポジットへの影響の点から、５０以下が好ましく、４０以下がより好ましい。
ｎは、１〜１０の整数を表す。ｎは、好ましくは１〜５、より好ましくは１〜３の整数である。
【００２１】
なお、下記式（５）で表される基は、下記式（６）で表される基を構成単位とする、一般式（１）〜（４）で表されるアルケニルコハク酸誘導体の重合骨格を示すものである。
【００２２】
【化５】

【００２３】
（上記式（５）および（６）におけるＲ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴およびｍは、一般式（１）〜（４）におけるＲ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴およびｍと同一の基、整数を示す。）
【００２４】
上記式（１）〜（４）および（５）において、上記式（６）で表されるｍ個の基は同一分子中で同じでも異なっていてもよい。つまり、上記式（１）〜（４）で表される化合物および上記式（５）で表される基は、単独重合体であっても、共重合体であっても良い。共重合体は、ランダム共重合体、交互重合体、あるいはブロック共重合体のいずれであっても良い。
【００２５】
また、アルケニルコハク酸誘導体の数平均分子量については何ら制限はないが、軽油組成物中への分散性保持、清浄性保持の点から、その数平均分子量は５００以上であることが好ましく、１０００以上であることがより好ましく、１５００以上であることがさらにより好ましく、２０００以上であることが最も好ましい。また、粘度上昇によるバルブスティックや熱分解性悪化による燃焼室デポジットへの影響の点から、その数平均分子量は６０００以下であることが好ましく、５０００以下であることがより好ましい。
【００２６】
本発明のアルケニルコハク酸誘導体としては、一般式（１）〜（４）で表される化合物から選ばれる１種のみの化合物を単独で用いてもよく、２種以上の化合物を混合して用いてもよい。
２種以上を用いる場合には、一般式（２）で表される化合物と一般式（３）で表される化合物の混合物であることが好ましい。その際の混合比（質量比）は、（２）：（３）＝１：９９〜９９：１であることが好ましく、１０：９０〜９０：１０であることがより好ましく、２０：８０〜８０：２０であることがさらにより好ましく、３０：７０〜７０：３０であることが最も好ましい。
【００２７】
次に、本発明に用いる清浄剤のカルボン酸のアミン塩について詳述する。
カルボン酸は、炭素数が５〜５０のものであることが好ましく、更に好ましくは炭素数７〜３０のもの、特に好ましくは炭素数９〜２０のものである。カルボン酸は、モノカルボン酸、あるいは多価カルボン酸のいずれであっても良いが、モノカルボン酸であることが好ましい。またカルボン酸は、脂肪酸、脂環族カルボン酸、芳香族カルボン酸のいずれであっても良いが、脂肪酸であることが好ましい。脂肪酸としては、直鎖のものでも分岐鎖のものでも良く、飽和でも不飽和でも良い。
【００２８】
炭素数９〜２０の脂肪酸としては、具体的には例えば、以下のものを挙げることができる。直鎖または分岐鎖のノナン酸、直鎖または分岐鎖のデカン酸、直鎖または分岐鎖のウンデカン酸、直鎖または分岐鎖のドデカン酸、直鎖または分岐鎖のトリデカン酸、直鎖または分岐鎖のテトラデカン酸、直鎖または分岐鎖のペンタデカン酸、直鎖または分岐鎖のヘキサデカン酸、直鎖または分岐鎖のヘプタデカン酸、直鎖または分岐鎖のオクタデカン酸、直鎖または分岐鎖のノナデカン酸、直鎖または分岐鎖のイコサン酸、直鎖または分岐鎖のノネン酸、直鎖または分岐鎖のデセン酸、直鎖または分岐鎖のウンデセン酸、直鎖または分岐鎖のドデセン酸、直鎖または分岐鎖のトリデセン酸、直鎖または分岐鎖のテトラデセン酸、直鎖または分岐鎖のペンタデセン酸、直鎖または分岐鎖のヘキサデセン酸、直鎖または分岐鎖のヘプタデセン酸、直鎖または分岐鎖のオクタデセン酸（オレイン酸を含む）、直鎖または分岐鎖のノナデセン酸、直鎖または分岐鎖のイコセン酸等。また、リノール酸等の水酸基を含有する脂肪酸も含まれる。上記のカルボン酸は、１種のカルボン酸を単独で用いても良く、２種以上のカルボン酸を組み合わせて用いても良い。
【００２９】
アミンは炭素数１〜３０のものであることが好ましい。更に好ましくは炭素数５〜２０のものであり、特に好ましくは炭素数８〜１８のものである。アミンとしては、例えば、モノアミン、ポリアミン、アルカノールアミン等が挙げられるが、モノアミンであることが好ましい。
モノアミンとしては、一つの炭化水素基を有するモノ置換アミン、二つの炭化水素基を有するジ置換アミン、三つの炭化水素基を有するトリ置換アミン等が挙げられるが、モノ置換アミンであることが好ましい。
【００３０】
モノ置換アミンとしては、例えば、アルキルアミン、アルケニルアミン、芳香族置換アルキルアミン、シクロアルキルアミン、及びアルキルシクロアルキルアミン等が挙げれられる。アルキルアミン及びアルケニルアミンであることが好ましい。
炭素数８〜１８のアルキルアミンとしては、例えば、直鎖または分岐鎖のオクチルアミン、直鎖または分岐鎖のノニルアミン、直鎖または分岐鎖のデシルアミン、直鎖または分岐鎖のウンデシルアミン、直鎖または分岐鎖のドデシルアミン、直鎖または分岐鎖のトリデシルアミン、直鎖または分岐鎖のテトラデシルアミン、直鎖または分岐鎖のペンタデシルアミン、直鎖または分岐鎖のヘキサデシルアミン、直鎖または分岐鎖のヘプタデシルアミン、直鎖または分岐鎖のオクタデシルアミン等が挙げられる。
【００３１】
炭素数８〜１８のアルケニルアミンとしては、例えば、直鎖または分岐鎖のオクテニルアミン、直鎖または分岐鎖のノネニルアミン、直鎖または分岐鎖のデセニルアミン、直鎖または分岐鎖のウンデセニルアミン、直鎖または分岐鎖のドデセニルアミン、直鎖または分岐鎖のトリデセニルアミン、直鎖または分岐鎖のテトラデセニルアミン、直鎖または分岐鎖のペンタデセニルアミン、直鎖または分岐鎖のヘキサデセニルアミン、直鎖または分岐鎖のヘプタデセニルアミン、直鎖または分岐鎖のオクタデセニルアミン（オレイルアミンを含む）等が挙げられる。
上記アミンは、１種のアミンを単独で用いても良く、２種以上のアミンの混合物を用いても良い。
【００３２】
清浄剤の配合量は、組成物全量基準で２０質量ｐｐｍ以上とすることが好ましく、更に好ましくは６０質量ｐｐｍ以上であり、特に好ましくは８０質量ｐｐｍ以上である。２０質量ｐｐｍに満たない量を添加しても効果が現れない可能性がある。一方、配合量が多すぎても、それに見合う効果が期待できず、逆にディーゼルエンジン排出ガス中のＮＯｘ、ＰＭ、アルデヒド等の各濃度を増加させる恐れがあることから、清浄剤の配合量は３００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは２５０質量ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは２００質量ｐｐｍ以下である。
【００３３】
なお、先のセタン価向上剤の場合と同様、清浄剤と称して市販されている商品は、清浄に寄与する有効成分が適当な溶剤で希釈された状態で入手されるのが通例である。こうした市販品を本発明の軽油組成物に配合した場合にあっては、清浄剤に関して上述した配合量は、有効成分としての配合量を意味する。
【００３４】
本発明の軽油組成物のセタン指数は４５以上である。セタン指数が４５に満たない場合には、排出ガス中のＮＯｘ、ＰＭ、アルデヒドの各濃度が高くなる恐れがある。本発明では、そのセタン指数は、４７以上であることが好ましく、４８以上であることがより好ましく、５０以上であることが最も好ましい。
【００３５】
本発明で言うセタン指数とは、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」の「８．４変数方程式を用いたセタン指数の算出方法」によって算出した値を意味する。なお、上記ＪＩＳ規格におけるセタン指数は、セタン価向上剤を添加したものに対しては適用されないが、本発明ではセタン価向上剤を添加したもののセタン指数も、上記「８．４変数方程式を用いたセタン指数の算出方法」によって算出した値を意味する。
【００３６】
本発明の軽油組成物においては、そのセタン価に関して特に制限はないが、前記のセタン価向上剤を添加することにより、そのセタン価は４５以上に調整されていることが好ましく、４８以上であることがより好ましく、５０以上であることが最も好ましい。４５以上のセタン価とすることで、排出ガス中のＮＯｘ、ＰＭ、アルデヒドの各濃度をより低減させることが出来る。ここでセタン価とは、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」の「７．セタン価試験方法」に準拠して測定されるセタン価を意味する。
【００３７】
本発明の軽油組成物は、９０容量％留出温度（Ｔ₉₀）は３３０℃以下である。Ｔ₉₀が３３０℃を超える場合には、排出ガス中のＰＭ濃度が高くなる恐れがある。本発明では、そのＴ₉₀は３２５℃以下であることが好ましく、３２０℃以下であることがより好ましく、３１５℃以下であることが特に好ましい。Ｔ₉₀の下限値については特に制限はないが、燃費をより向上させ、エンジンの出力をより高めるために、Ｔ₉₀は２８０℃以上であることが好ましく、２８５℃以上であることがより好ましい。
【００３８】
本発明の軽油組成物は、Ｔ₉₀以外の蒸留性状について特に制限はないが、下記の性状を満たしていることが望ましい。
初留点：１３５〜１８０℃
１０容量％留出温度（Ｔ₁₀）：１５５〜２１０℃
３０容量％留出温度（Ｔ₃₀）：１７５〜２５０℃
５０容量％留出温度（Ｔ₅₀）：１９０〜２７０℃
７０容量％留出温度（Ｔ₇₀）：２２０〜３００℃
９５容量％留出温度（Ｔ₉₅）：２９０〜３６０℃
蒸留終点：３２０〜３６０℃
【００３９】
本発明の軽油組成物の蒸留性状について更に詳述する。
軽油組成物の初留点が低すぎる場合には、一部の軽質留分が気化して噴霧範囲が広がりすぎ、未燃分として排出ガスに同伴される炭化水素量が増加する恐れがあることから、初留点は１３５℃以上であることが好ましく、更に好ましくは１４０℃以上、特に好ましくは１４５℃以上である。一方、初留点が高すぎる場合は、低温始動性および低温運転性に不具合を生じる可能性があるため、初留点の上限は１８０℃であることが好ましく、更に好ましくは１７０℃である。
【００４０】
軽油組成物のＴ₁₀が低すぎる場合は、初留点が低すぎる場合と同様な理由から、排出ガスに同伴される炭化水素量の増大が懸念されるため、Ｔ₁₀は１５５℃以上であることが好ましく、更に好ましくは１６０℃以上、特に好ましくは１６５℃以上である。一方、これが高すぎると、低温始動性および低温運転性に不具合を生じる心配があるため、Ｔ₁₀は２１０℃以下であることが好ましく、更に好ましくは２０５℃以下、特に好ましくは２００℃以下である。
【００４１】
軽油組成物のＴ₃₀が低すぎる場合は、上に述べたと同じ理由から、排出ガスに同伴される炭化水素量の増大が懸念される。従って、Ｔ₃₀は１７５℃以上であることが好ましく、更に好ましくは１８０℃以上、特に好ましくは１８５℃以上である。一方、これが高すぎる場合は、低温始動性および低温運転性に不具合を生じる可能性があることから、Ｔ₃₀は２５０℃以下であることが好ましく、更に好ましくは２３０℃以下、特に好ましくは２１０℃以下である。
【００４２】
軽油組成物のＴ₅₀は、燃費およびエンジン出力の面から、１９０℃以上であることが好ましく、更に好ましくは１９５℃以上、特に好ましくは２００℃以上である。そして、排出ガス中のＰＭ濃度を低減させる上で、Ｔ₅₀は２７０℃以下であることが好ましく、更に２６０℃以下、２５０℃以下、２４０℃以下の順に好ましく、特に好ましくは２３０℃以下であり、最も好ましくは２２５℃以下である。
【００４３】
軽油組成物のＴ₇₀もＴ₅₀と同様、燃費とエンジン出力を左右する。燃費をより向上させ、エンジンの出力をより高めるために、Ｔ₇₀は２２０℃以上であることが好ましく、更に好ましくは２２５℃以上、特に好ましくは２３０℃以上である。そして、排出ガス中のＰＭ濃度をより低減させる上で、Ｔ₇₀は３００℃以下であることが好ましく、更に２９０℃以下、２８０℃以下、そして２７０℃以下の順に好ましく、特に好ましくは２６５℃以下であり、最も好ましくは２６０℃以下である。
【００４４】
軽油組成物のＴ₉₅は２９０℃以上であることが望ましいが、排出ガス中のＰＭ濃度をより低減させるためには、Ｔ₉₅は３６０℃以下であることが好ましく、更に３５５℃以下、３５０℃以下、そして３４５℃以下の順で好ましく、特に好ましくは３４２℃以下であり、最も好ましくは３４０℃以下である。
【００４５】
軽油組成物の蒸留終点は３２０℃以上が望ましい。しかし、排出ガス中のＰＭ濃度をより低減させるためには、蒸留終点は３６０℃以下であることが好ましく、更に好ましくは３５５℃以下、特に好ましくは３５０℃以下である。
本発明でいう蒸留性状（初留点、Ｔ₁₀、Ｔ₃₀、Ｔ₅₀、Ｔ₇₀、Ｔ₉₀、Ｔ₉₅、蒸留終点）は、全てＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」によって測定される値である。
【００４６】
本発明の軽油組成物の硫黄分含有量は５００質量ｐｐｍ以下である。硫黄分含有量が５００質量ｐｐｍを超える場合は、排出ガスの後処理装置の耐久性を悪化させたり、エンジン内部の腐食を招く恐れがある。本発明において、硫黄分含有量は３５０質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、２００質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１５０質量ｐｐｍ以下であることがさらにより好ましく、１００質量ｐｐｍ以下であることがさらに一層好ましく、５０質量ｐｐｍ以下であることが最も好ましい。ここで硫黄分含有量とは、ＪＩＳＫ２５４１「硫黄分試験方法」により測定される軽油組成物全量基準の硫黄分の含有量を意味する。
【００４７】
本発明の軽油組成物の３０℃における動粘度は１．７ｍｍ²／ｓ以上である。該動粘度が１．７ｍｍ²／ｓに満たない場合は、燃料噴射時期の制御が困難になる心配があり、またエンジンに付設された分配型燃料噴射ポンプの潤滑性が損なわれる。この動粘度は１．７２ｍｍ²／ｓ以上であることが好ましく、１．７３ｍｍ²／ｓ以上であることがより好ましく、１．７５ｍｍ²／ｓ以上であることがさらにより好ましく、１．７８ｍｍ²／ｓ以上であることがさらによりもっと好ましく、１．８０ｍｍ²／ｓ以上であることが最も好ましい。
【００４８】
３０℃における動粘度の上限値については特に制限は無いが、排出ガス中のＰＭ濃度をより一層低減させることができることから、３．５ｍｍ²／ｓ以下であることが好ましく、３．０ｍｍ²／ｓ以下であることがより好ましく、２．５ｍｍ²／ｓ以下であることがさらに好ましく、２．４ｍｍ²／ｓ以下であることがさらにより好ましく、２．２ｍｍ²／ｓ以下であることが最も好ましい。
ここで動粘度とは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」により測定される動粘度を意味する。
【００４９】
本発明に係る軽油組成物の１５℃における密度については特に制限はない。しかし、燃料消費率および加速性をより向上させることができることから、その値は８０２ｋｇ／ｍ³以上であることが好ましい。一方、１５℃における密度の上限値は、排出ガス中のＰＭ濃度をより低下させることができるから、８４０ｋｇ／ｍ³以下であることが好ましく、８３５ｋｇ／ｍ³以下であることが更に好ましく、８３０ｋｇ／ｍ³以下であることがさらにより好ましく、８２０ｋｇ／ｍ³以下であることが特に好ましく、８１５ｋｇ／ｍ³以下であることが最も好ましい。ここで密度とは、ＪＩＳＫ２２４９「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される密度を意味する。
【００５０】
本発明の軽油組成物において、飽和分、オレフィン分および芳香族分の各含有量は特に制限はないが、下記の組成であることが望ましい。
飽和分含有量：６０〜９５容量％
オレフィン分含有量：０〜５容量％
芳香族分含有量：５〜４０容量％
軽油組成物の飽和分含有量は、排出ガス中のＮＯｘおよびＰＭの各濃度を低下させるうえで、６０容量％以上であることが好ましく、更に好ましくは６５容量％以上、特に好ましくは７０容量％以上、最も好ましくは７５容量％以上である。一方、低温始動性および低温運転性を良好に維持するうえで、飽和分含有量は、９５容量％以下であることが好ましく、更に好ましくは９０容量％以下、特に好ましくは８５容量％以下である。
【００５１】
軽油組成物のオレフィン分含有量は、当該組成物の安定性の観点から、０〜５容量％の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは０〜１容量％の範囲にある。
【００５２】
軽油組成物の芳香族分含有量は、燃料消費率およびエンジン出力に関係するので、５容量％以上であることが好ましく、更に好ましくは８容量％以上、より好ましくは１０容量％以上、更により好ましくは１２容量％以上、最も好ましくは１５容量％以上である。一方、この芳香族分含有量は、排出ガスに含まれるＮＯｘおよびＰＭの各濃度に関係することから、この含有量は４０容量％以下であることが好ましく、更に好ましくは３５容量％以下、特に好ましくは３０容量％以下、最も好ましくは２５％以下である。
【００５３】
本発明の軽油組成物においては、上記芳香族分含有量のうち、二環以上の芳香族分含有量は３容量％以下であることが好ましい。これにより、排出ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、ＮＯｘおよびＰＭの各濃度をより低減させることができる。この含有量は２容量％以下であることが更に好ましく、特に好ましくは１容量％以下、最も好ましくは０．５容量％以下である。また同様の理由から三環以上の芳香族分含有量は１容量％以下であることが好ましく、更に好ましくは０．５容量％以下、特に好ましくは０．３容量％以下である。
【００５４】
本発明でいう飽和分含有量、オレフィン分含有量および芳香族分含有量は、ＪＩＳＫ２５３６に規定する「石油製品−成分試験方法」の蛍光指示薬吸着法に準拠して測定される飽和分、オレフィン分および芳香族分の容量百分率（容量％）を意味する。また二環以上の芳香族分含有量は、石油学会規格ＪＩＳ５Ｓ４９−９７に規定する「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」により測定される二環以上の芳香族分の容量％を意味する。
【００５５】
本発明の軽油組成物は、その流動点について特に限定はない。しかし、低温始動性ないしは低温運転性の観点から、組成物の流動点は−５℃以下であることが好ましく、−１０℃以下であることがより好ましく、−２０℃以下であることが特に好ましく、−３０℃以下であることが最も好ましい。ここで流動点とは、ＪＩＳＫ２２６９「原油及び石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定される流動点を意味する。
【００５６】
本発明の軽油組成物は、その目詰まり点については特に限定はない。しかし、組成物の目詰まり点は−１℃以下であることが好ましく、−５℃以下であることがより好ましく、−１２℃以下であることがさらにより好ましく、−１９℃以下であることが最も好ましい。ここで目詰まり点とは、ＪＩＳＫ２２８８「軽油−目詰まり点試験方法」により測定される目詰まり点を意味する。
【００５７】
本発明の軽油組成物には上記セタン価向上剤、清浄剤以外の添加剤を必要に応じて配合することができる。特に、潤滑性向上剤を配合することが好ましい。
潤滑性向上剤としては、例えば、カルボン酸系、エステル系、アルコール系およびフェノール系の各潤滑性向上剤の１種又は２種以上が任意に使用可能である。この中でも、カルボン酸系、エステル系の潤滑性向上剤が好ましい。
カルボン酸系の潤滑性向上剤としては、例えば、リノ−ル酸、オレイン酸、サリチル酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ヘキサデセン酸及び上記カルボン酸の２種以上の混合物を挙げることができる。
エステル系の潤滑性向上剤としては、例えば、グリセリンのカルボン酸エステルが挙げられる。カルボン酸エステルを構成するカルボン酸は、１種であっても２種以上であってもよく、その具体例としては、リノ−ル酸、オレイン酸、サリチル酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、及びヘキサデセン酸等を挙げることができる。
【００５８】
潤滑性向上剤の配合量には特別な制限はない。しかし、配合した潤滑性向上剤の効能を引き出すためには、具体的には、分配型噴射ポンプを搭載したディーゼルエンジンにおいて、運転中のポンプの駆動トルク増を抑制し、ポンプの摩耗を低減させるためには、潤滑性向上剤の配合量は、組成物全量基準で３５質量ｐｐｍ以上であることが好ましく、５０質量ｐｐｍ以上であることがより好ましい。そして、配合量の上限値はそれ以上加えても添加量に見合う効果が得られないことから、１４０質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０５質量ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００５９】
なお、先のセタン価向上剤の場合と同様、潤滑性向上剤と称して市販されている商品は、潤滑性向上に寄与する有効成分が適当な溶剤で希釈された状態で入手されるのが通例である。こうした市販品を本発明の軽油組成物に配合した場合にあっては、潤滑性向上剤に関して上述した配合量は、有効成分としての配合量を意味する。
【００６０】
本発明の軽油組成物には、その性能をさらに高める目的でその他の公知の燃料油添加剤を単独でまたは数種類組み合わせて添加することもできる。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、アルケニルコハク酸アミドなどの低温流動性向上剤；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；ポリグリコールエーテルなどの氷結防止剤；脂肪族アミン、アルケニルコハク酸エステルなどの腐食防止剤；アニオン系、カチオン系、両性系界面活性剤などの帯電防止剤；アゾ染料などの着色剤；シリコン系などの消泡剤などを挙げることができる。
これらの添加剤の添加量は任意に決めることができるが、添加剤個々の添加量は、軽油組成物全量基準で通常０．５質量％以下であり、好ましくは０．２質量％以下である。
【００６１】
本発明の軽油組成物は公知の方法を利用して製造することができる。典型的には、ベース軽油に、セタン価向上剤及び清浄剤、必要に応じて潤滑油向上剤、その他の添加剤を所定量配合して製造される。
ベース軽油としては、例えば、原油の常圧蒸留装置から得られる直留軽油；常圧蒸留装置から得られる直留重質油や残査油を減圧蒸留装置にかけて得られる減圧軽油；減圧蒸留装置から得られる減圧軽油を水素化精製して得られる水素化精製軽油；直留軽油を通常の水素化精製より苛酷な条件で一段階または多段階で水素化脱硫して得られる水素化脱硫軽油；脱硫または未脱硫の減圧軽油、減圧重質軽油あるいは脱硫重油を接触分解して得られる接触分解軽油；原油の常圧蒸留により得られる直留灯油；直留灯油を水素化精製して得られる水素化精製灯油；原油の常圧蒸留によって得られる軽油留分を分解して得られる分解灯油などの1種もしくは２種以上が使用可能である。
ベース軽油の硫黄分含有量が５００質量ｐｐｍを越えている場合には、セタン価向上剤などの配合に先立って、水素化精製などの適当な手段で硫黄分含有量を５００質量ｐｐｍ以下に低減させる脱硫処理がベース軽油には施される。
【００６２】
【実施例】
以下に実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００６３】
軽油組成物の調製
下記式で示される清浄剤を使用して表１（実施例）、及び表２（比較例）に示す軽油組成物を調製した。なお、セタン価向上剤及び潤滑性向上剤は以下のものを使用した。
セタン価向上剤：２−エチルヘキシルナイトレ−ト
潤滑性向上剤：リノ−ル酸を主成分とするカルボン酸混合物
【００６４】
【化６】
清浄剤１：下記式で表される化合物（数平均分子量：２５００）

（Ａ：ｔｅｒｔ−ブチル基、Ｒ¹、Ｒ³：水素原子、Ｒ²、Ｒ⁴：メチル基、Ｒ⁵：トリメチレン基）
【００６５】
【化７】
清浄剤２：下記式で表される化合物（数平均分子量：２３００）

（Ａ：ｔｅｒｔ−ブチル基、Ｒ¹、Ｒ³：水素原子、Ｒ²、Ｒ⁴：メチル基、Ｒ⁵：エチレン基、ｎ：３）
【００６６】
【化８】
清浄剤３：下記式で表される化合物（数平均分子量：４５００）

（Ａ：ｔｅｒｔ−ブチル基、Ｒ¹、Ｒ³：水素原子、Ｒ²、Ｒ⁴：メチル基、Ｒ⁵：エチレン基、ｎ：３）
【００６７】
【化９】
清浄剤４：下記式で表される化合物（数平均分子量：２２００）

（Ａ：ｔｅｒｔ−ブチル基、Ｒ¹、Ｒ³：水素原子、Ｒ²、Ｒ⁴
Ｒ⁵：エチレン基、ｎ：３）
【００６８】
【化１０】
清浄剤５：下記式で表される化合物（数平均分子量：４４００）

（Ａ：ｔｅｒｔ−ブチル基、Ｒ¹、Ｒ³：水素原子、Ｒ²、Ｒ⁴：メチル基、Ｒ⁵：エチレン基、ｎ：３）
【００６９】
【化１１】
清浄剤６：下記式で表される化合物（数平均分子量：２８００）

（Ａ：ｔｅｒｔ−ブチル基、Ｒ¹、Ｒ³：水素原子、Ｒ²、Ｒ⁴：メチル基、Ｒ⁵：エチレン基、ｎ：３）
【００７０】
清浄剤７：オレイン酸を主成分とする炭素数１３〜２０の混合脂肪酸と炭素数８〜１６のアルキル基を有するモノ置換アミン及び炭素数８〜１６のアルケニル基を有するモノ置換アミンの混合物との塩
【００７１】
表１及び表２に示す各軽油組成物を用いて、（１）エンジン試験１、（２）エンジン試験２、（３）潤滑性試験及び（４）ノズル清浄性試験を行った。試験結果を表１及び表２に示す。
（１）エンジン試験１
下記エンジンＡを用いて、ＴＲＩＡＳ２４−５−１９９３の条件により排出ガス中のＰＭ、炭化水素（ＨＣ）及びＮＯｘを測定した。ＰＭは、堀場製作所製のミニダイリュウショントンネルを用いて、フィルター上に捕集し、ＰＭの重量を測定した。ＨＣ、ＮＯｘは排気管より直接サンプリングして測定した。
（エンジン諸元）
エンジン種類：自然吸気式直列６気筒ディーゼル
排気量：７．１Ｌ
内径×行程：１１０ｍｍ×１２５ｍｍ
圧縮比：１７．５
最高出力：２６０ｐｓ／２７００ｒｐｍ
最高トルク：７７ｋｇｆ（７５４．６Ｎ）／２７００ｒｐｍ
【００７２】
（２）エンジン試験２
下記エンジンＢの排気管をＤＰＦ装置に導き、ＤＰＦ装置から排出される排出ガス中のＰＭ、炭化水素（ＨＣ）及びＮＯｘを、ＴＲＩＡＳ２４−５−１９９３の条件により測定した。ＰＭは、堀場製作所製のミニダイリュウショントンネルを用いて、フィルター上に捕集し、ＰＭの重量を測定した。ＨＣ、ＮＯｘは排気管より直接サンプリングして測定した。
（エンジン諸元）
エンジン種類：自然吸気式直列４気筒ディーゼル
排気量：４．９８５Ｌ
内径×行程：１１５ｍｍ×１２５ｍｍ
圧縮比：１９．５
最高出力：１５０ｐｓ／３１００ｒｐｍ
最高トルク：３７ｋｇｆ（３６２．６Ｎ）／１６００ｒｐｍ
【００７３】
（３）潤滑性試験
以下の条件でＨＦＲＲ試験を行い、試験後の試験球についた円状の傷の振動方向の直径と振動方向に垂直な方向の直径を測定し、その平均値を摩耗痕直径（ＷＳＤ）とした。
試験球
材質：ＡＮＳＩ５２１００
硬度：６４５ＨＶ３０
表面粗さ：０．１μｍＲａ以下
直径：６．２５ｎｍ、
試験板
材質：ＡＮＳＩ５２１００
硬度：１８０ＨＶ３０
表面粗さ：０．１μｍＲａ以下
荷重：２Ｎ
試験温度：６０℃
ストローク：１．０ｍｍ
振動数：５０Ｈｚ
時間：７５分
【００７４】
（４）ノズル清浄性試験
エンジン試験１及びエンジン試験２に使用したエンジンＡ及びエンジンＢを使用し、回転１８４０ｒｐｍ、トルク３６．４Ｎｍの条件において４８時間連続運転を行い、試験後のノズルの残存流量割合を測定した。ノズルの残存流量割合とは試験前の新品ノズルの流量に対して試験後のノズル流量の割合を示したものである。
なお、ノズル流量は針弁リフト０．１ｍｍ時で測定した。本試験において、ノズル残存流量割合の値が大きい程、清浄性に優れていることを表す。
【００７５】
【表１】

【００７６】
【表２】

Claims

組成物全量基準で５００〜１４００質量ｐｐｍのセタン価向上剤と、アルケニルコハク酸誘導体及びカルボン酸のアミン塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の清浄剤を組成物全量基準で２０〜３００質量ｐｐｍとを含有し、かつセタン指数が４５以上、１０容量％留出温度が１５５〜２１０℃、５０容量％留出温度が１９０〜２５０℃、９０容量％留出温度が３１５℃以下、９５容量％留出温度が３４５℃以下、１５℃における密度が８１１〜８２０ｋｇ／ｍ ^３、硫黄分含有量が５００質量ｐｐｍ以下、そして３０℃における動粘度が１．７ｍｍ²／ｓ以上である軽油組成物。