JP4589940B2 - 高出力軽油組成物 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ディーゼル燃料などに用いられ、優れた燃費が得られる高出力軽油組成物に関する。

軽油は、ディーゼルエンジンに用いられる燃料として広く用いられている。ディーゼルエンジンは、トラック、バス、船舶、建設機械などに用いられ、エネルギー変換効率が高く、二酸化炭素の排出が低く押さえられることから注目されている。

また、排気ガス中の窒素酸化物、パーティキュレートを低減するために、軽油に含まれる芳香族分の低減が求められている。

しかしながら、軽油中の芳香族分を低減すると、一般に、燃費が低下する。

本発明は、このような燃費の低下を解決するもので、その目的は、排気ガス中の窒素酸化物、パーティキュレートなどを低減し、かつ、高い燃費が得られる軽油組成物を提供するものである。

本発明による軽油組成物は、硫黄含有量が５０ｐｐｍ以下、セタン価が５０以上、１５℃での密度が０．８２ｇ／ｃｍ³以上、全芳香族分が４０質量％以下、かつ、全芳香族分［質量％］が（密度［ｇ／ｃｍ³］×４５０−３５０）の値より少ない炭化水素油を主成分とするものである。

特に、硫黄含有量が５０ｐｐｍ以下、セタン価が５２以上、１５℃での密度が０．８２ｇ／ｃｍ³以上０．８６ｇ／ｃｍ³以下、全芳香族分が２５質量％以下１０質量％以上、かつ、全芳香族分［質量％］が（密度［ｇ／ｃｍ³］×４５０−３５６）の値より少なく、（密度［ｇ／ｃｍ³］×４５０−３６５）の値より大きい炭化水素油を主成分とすることが好ましい。

本発明による軽油組成物の製造方法は、セタン価が５４以上である高セタン価基材と、１５℃での密度が０．８４ｇ／ｃｍ³以上である高密度基材とを１０：９０〜９０：１０の重量比で配合し、前記高セタン価基材のセタン価は前記高密度基材よりも５以上高く、かつ、前記高密度基材の密度は、前記高セタン価基材よりも０．０３ｇ／ｃｍ³以上高いものであり、高セタン価基材と高密度基材の５０％留出温度の一方が２９０℃以下であり、他方が３００℃以上であることが好ましい。

本発明による高出力軽油組成物は、硫黄含有量が５０ｐｐｍ以下、セタン価が５０以上、１５℃での密度が０．８２以上、全芳香族分が４０質量％以下、かつ、全芳香族分［質量％］が（密度［ｇ／ｃｍ³］×４５０−３５０）の値より少ない炭化水素油を主成分とするものである。

本発明によれば、硫黄含有量、芳香族含有量を減らして、排気ガス中のパーティキュレート（ＰＭ）を低減し、その際に燃費を低下させることもない。

本発明の炭化水素油は、高セタン価基材と高密度基材を混合することで好ましく製造することができる。具体的には、（ａ）軽質な高セタン価基材（以下、高セタン価軽質基材ともいう）と重質な高密度基材（以下、高密度重質基材ともいう）の組み合わせ、および、（ｂ）重質な高セタン価基材（以下、高セタン価重質基材ともいう）と軽質な高密度基材（以下、高密度軽質基材ともいう）の組み合わせが好ましい。通常、高セタン価基材と高密度基材とを９０：１０〜１０：９０、好ましくは８０：２０〜２０：８０の重量比で混合して本発明の炭化水素油を調製する。

セタン価が高く、密度の低い重質軽油基材とセタン価が高く、密度の低い軽質軽油基材の組み合わせでは燃費が低く、また、セタン価が低く、密度の高い軽質軽油基材とセタン価が低く、密度の高い重質軽油基材との組み合わせでは十分なセタン価が得られない。

好ましい炭化水素油の性状は、硫黄含有量が５０ｐｐｍ以下、特には２０〜５０ｐｐｍ、セタン価が５２以上、特には、５２〜６５、１５℃での密度が０．８２ｇ／ｃｍ³以上、特には０．８２〜０．８６ｇ／ｃｍ³、または、全芳香族分が３０質量％以下、特には３０〜１０質量％である。

セタン価が高く、密度の低い重質軽油基材（高セタン価重質基材）としては、比重が０．８２ｇ／ｃｍ³未満、特には０．７６〜０．８１ｇ／ｃｍ³、セタン価は５４以上、特には５６以上、また、５０％留出温度が２７０℃以上、特には ２８０℃〜３４０℃の性状が好ましく用いられる。このような基材は、原油の常圧蒸留、減圧蒸留から得られる重質軽油留分を水素化精製した基材を用いることができる。水素化精製の条件としては、芳香族分が１０％、特には５％以下になるように、また、核水添が生じる条件を選ぶことが好ましい。

セタン価が高く、密度の低い重質軽油基材（高セタン価重質基材）と組み合わされる高密度軽質基材の性状は、高セタン価重質基材よりも０．０３ｇ／ｃｍ³以上比重が高く、セタン価が５以上低く、かつ、５０％留出温度が低い。具体的な高密度軽質基材の性状は、比重が０．８２ｇ／ｃｍ³以上、特には０．８３〜０．９２ｇ／ｃｍ³、セタン価は５４以下、また、５０％留出温度が３００℃未満、特には２５０℃〜３００℃の性状が好ましく用いられる。このような基材は、原油の常圧蒸留、減圧蒸留から得られる、または、石油留分や他の炭素源から得られる分解油を分留して得ることができる。

セタン価が低く、密度の高い軽質軽油基材（高密度軽質基材）としては、比重が０．８２ｇ／ｃｍ³以上、特には０．８３〜０．９２ｇ／ｃｍ³、セタン価は５４以下、また、５０％留出温度が３００℃未満、特には２３０℃〜２９０℃の性状が好ましく用いられる。このような基材は、（１）石炭液化油、天然ガス液化油などの原油以外の炭素源を用いた液化油や、（２）石油留分の熱分解、接触分解により得られる分解油の軽油留分を水素化精製した基材を用いることができる。

セタン価が低く、密度の高い軽質軽油基材（高密度軽質基材）と組み合わされる高セタン価重質基材の性状は、高密度軽質基材よりも比重が小さく、セタン価が高く、かつ、５０％留出温度が高い。具体的な高密度軽質基材の性状は、比重が０．８２ｇ／ｃｍ³以下、特には０．７６〜０．８１ｇ／ｃｍ³、セタン価は ５６以上、特には５６〜６０、また、５０％留出温度が２７０℃以上、特には ２８０℃〜３４０℃の性状が好ましく用いられる。このような基材は、原油の常圧蒸留、減圧蒸留から得られる石油留分を分留し、さらには水素化精製などを経て得ることができる。

本発明の軽油組成物には、エーテル化合物などの含酸素化合物に代表される他の基材を２０重量％、特には１０重量％まで含んでいてもよい。さらに、耐摩耗性向上剤、セタン価向上剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、腐食防止剤等の公知の燃料添加剤を添加してもよい。耐摩耗性向上剤としては、耐摩耗性向上剤としては、長鎖（例えば、炭素数１２〜２４）の脂肪酸またのその脂肪酸エステルが好ましく用いられる。１０〜５００、好ましくは５０〜１００ｐｐｍの添加量で十分に耐摩耗性が向上する。また、通常、自動車に搭載される高速回転型ディーゼルエンジン用燃料として、９０％留出温度は３５０℃以下、３０℃における動粘度は１．５〜５．０ｃＳｔとする。

以下、実施例に基づき本発明を説明する。

実施例となる供試油１は、軽質基材７７重量％と、重質基材２３重量％を配合し、耐摩耗性向上剤（エクソン社製、パラダイン６５５）を７５重量ｐｐｍ添加したものである。供試油１、軽質基材および重質基材の性状を表１にまとめる。用いた軽質基材は南方系原油の常圧蒸留から得た軽質軽油留分を核水添がほとんど起こらない条件で水素化精製したものである。また、用いた重質基材は中東系原油の常圧蒸留から得たから得た重質軽油留分を核水添が起こる条件で水素化精製したものである。

また、比較のために、表２にその性状を示す供試油２、３、４を用意した。供試油２は軽質な軽油留分を水素化精製したものであり、供試油３は重質な軽油留分を水素化精製したものであり、また、供試油４は市販軽油である。

セタン価は、ＣＦＲエンジンを用いてＪＩＳ Ｋ２２８０に規定の方法により、硫黄分は、ＪＩＳ Ｋ ２５４１ 電流滴定酸化法により、窒素分はＪＩＳ Ｋ ２６０９ 化学発光法により、また、芳香族は石油学会規格 ＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７に準拠してそれぞれ測定した。

（排ガス、燃費評価）
供試油１〜４について、表３に示すエンジン試験条件で、市販のエンジンを用いてディーゼル自動車１３モード排出ガスおよび粒子状物質試験法（ＴＲＩＡＳ２３−１９９２）に従って、排気ガス中のパーティキュレート（以下、ＰＭともいう）〔ミニダイリューションシステム(堀場製作所製)により採取〕、ＨＣ、 ＣＯ、ＮＯｘ〔自動車排気ガス測定装置ＭＥＸＡ−４０００、堀場製作所製〕を測定した。その際の燃費も併せて測定した。その測定結果を表４に示す。測定値は、市販軽油での値を１００とした相対値で示している。なお、パーティキュレートは、エンジン回転数１０８０ｒｐｍおよび２１６０ｒｐｍで測定した。

これらの結果から明らかなように、供試油１は、燃費を悪化させること無く、パーティキュレート（ＰＭ）を低減することができる。他方、供試油３は燃費の向上はみられるが、パーティキュレートは増大してしまう。供試油２はパーティキュレートの低減は可能であるが、燃費は低下する。

他の実施例となる供試油５は、石炭液化油２５重量％と、重質基材７５重量％を配合し、耐摩耗性向上剤（エクソン社製、パラダイン６５５）を７５重量ｐｐｍ添加したものである。供試油５、石炭液化油および重質基材の性状を表５のまとめる。用いた重質基材は重質軽油留分を水素化精製したものである。

Claims (2)

1. 硫黄含有量が５０ｐｐｍ以下、セタン価が５０以上、１５℃での密度が０．８２ｇ／ｃｍ³以上、全芳香族分が４０質量％以下、かつ、全芳香族分［質量％］が（密度［ｇ／ｃｍ³］×４５０−３５０）の値より少ない炭化水素油を主成分とする軽油組成物。
2. セタン価が５２以上、１５℃での密度が０．８２ｇ／ｃｍ³以上０．８６ｇ／ｃｍ³以下、全芳香族分が２５質量％以下１０質量％以上、かつ、全芳香族分［質量％］が（密度［ｇ／ｃｍ³］×４５０−３５６）の値より少なく、（密度［ｇ／ｃｍ³］×４５０−３６５）の値より大きい炭化水素油を主成分とする請求項１記載の軽油組成物。