JP4827349B2 - 燃料油組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料油組成物に関し、さらに詳しくは、取扱い性、流動性及び燃焼性が良好で、かつ従来品より高い発熱量を有する、ディーゼルエンジンなどの内燃機、ボイラーや工業炉などの外燃機に使用される燃料油組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンなどの内燃機に限らず、ボイラーや工業炉などの外燃機に使用される燃料油についても、より高い発熱量（高カロリー）の燃料油が要求される傾向がある。
従来、内燃機や外燃機用燃料油として、主に灯油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油が用いられている。しかしながら、Ｂ重油及びＣ重油は、灯油、Ａ重油などよりも高い発熱量を有するが、高粘度のために加温設備が必要であるなど、取り扱いが不便である上、燃焼性にも劣るという欠点を有している。
このようなＢ重油及びＣ重油には、動粘度の調整のため、通常、動粘度調整基材として、灯油（ＫＥＲＯ）、軽質軽油（ＬＧＯ）、重質軽油（ＨＧＯ）、減圧蒸留軽油（ＶＧＯ），脱ろう軽油（ＤＷＧＯ）、直脱軽油（ＤＳＧＯ：直脱で副生した軽油）、接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）留分等を用いるが、この場合、密度低下が大きくなり、体積当たりの発熱量の低下が著しいという問題が生じていた。特に、動粘度調整基材として、灯油等の低沸点留分を多く含む基材を用いた場合、少量の混合量で製品の動粘度低下が大きく効果的であるが、製品の加温使用時にベーパーロック現象を起こしやすい。また、灯油、軽質軽油、脱ろう軽油等の主基材と組成（溶解度パラメータ）が大きく異なる直留系あるいは水素化処理系基材を用いた場合、相溶性の点からスラッジが発生しやすいという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、スラッジ発生やベーパーロック現象を起こし難く、取扱い性、流動性及び燃焼性が良好で、かつ従来品より高い発熱量を有する、ディーゼルエンジンなどの内燃機、ボイラーや工業炉などの外燃機に使用される燃料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、前記の好ましい性質を有する燃料油組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、基材として、特定の性状を有する接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）留分を所定の割合で含む燃料油組成物が、その目的に適合し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、基材として、（１）１０％留出温度２５５℃以上及び９０％留出温度３８０℃以下、（２）密度０．９３０ｇ／ｃｍ3 以上、及び（３）５０℃における動粘度が5.０ｍｍ2 ／ｓ以下の性状を有する留分、特に接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）留分を５〜４９容量％を含むことを特徴とする燃料油組成物を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の燃料油組成物は、以下に示す性状を有する留分（以下、「本発明の留分」ということがある）を５〜４９容量％の範囲で含むものである。
上記本発明の留分の性状としては、まず、蒸留性状において、１０％留出温度が２５５℃以上である。この温度が上記範囲内にあれば、当該本発明の留分の他の性状の確保を容易にし、製品の加温使用時のベーパーロック現象の発生を防止し、更に、発熱量等の良好な製品性状が得られる。好ましい１０％留出温度は２７０℃以上、さらに好ましくは２８０℃以上、特に好ましくは２９０℃以上である。
また、本発明の留分の９０％留出温度は３８０℃以下である。この温度が上記範囲内であれば、該留分の動粘度調整剤としての機能、例えば、動粘度、流動性が十分に確保され、この結果、得られる燃料油組成物の動粘度及び燃焼性を優れたものとすることができる。好ましい９０％留出温度は３７０℃以下である。なお、上記蒸留性状は、ＪＩＳ Ｋ２２５４に従って測定した値である。
【０００６】
次に、本発明の留分はその密度が０．９３０ｇ／ｃｍ3 以上である。この密度が上記範囲内であれば、高い発熱量を有する燃料油組成物を容易に得ることができる。好ましい密度は０．９４０ｇ／ｃｍ3 以上であり、より好ましくは０．９５０ｇ／ｃｍ3 以上である。なお、上記密度は、ＪＩＳ Ｋ２２４９に従って測定した値である。
さらに、本発明の留分は、５０℃におけるその動粘度が5.０ｍｍ2 ／ｓ以下である。この動粘度が上記範囲内にあれば、該留分の動粘度調整剤としての機能が確保され、この結果、所望の動粘度及び燃焼性を有する燃料油組成物を容易にうることができる。好ましい動粘度は4.０ｍｍ2 ／ｓ以下であり、より好ましくは3.５ｍｍ2 ／ｓ以下である。なお、この動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３に従って測定した値である。
【０００７】
本発明においては、このような性状を有する本発明の留分を、燃料油組成物中に５〜４９容量％の範囲で含むものである。この含有量は主基材の種類により上記範囲内で適宜選択しうるが、５容量％未満では所望の動粘度を有する燃料油組成物が得られず、本発明の目的が達成し難く、一方４９容量％を超えると燃料油組成物の発熱量を確保することができない。該留分の好ましい含有量は７〜４０容量％であり、より好ましくは９〜３５容量％の範囲である。
本発明の留分としては、上記（１）〜（３）の性状を有するものであれば使用可能であるが、本発明においては、ＬＣＯ留分が好ましく用いられる。
【０００８】
前記の性状を有するＬＣＯ留分は、例えば、流動接触分解法（ＦＣＣ）又は残油流動接触分解法（ＲＦＣＣ）より得られたＬＣＯを、沸点により２分画又は３分画し、各留分を所望する性状が得られるように混合することにより調製することができる。本発明においては、得られるＬＣＯの密度が高いことから、ＲＦＣＣから得られたものを好ましく用いる。なお、上記ＬＣＯとしては、得られる燃料油組成物中の目標硫黄分含有量により、必要に応じて脱硫処理したものを用いることができる。
【０００９】
本発明の燃料油組成物における主基材としては、例えば、常圧残渣油（ＲＣ）、減圧残渣油（ＶＲ）、接触分解残渣油（ＣＬＯ）、脱硫重油（ＤＳＲＣ）等、又はこれらを単独あるいは２種以上組合せ、脱金属及び／又は水素化処理（例えば、脱硫、分解、水素添加処理等）したもの、さらにはこれらを２種以上組み合わせたものを使用することができる。
また、本発明の留分である特定性状を有するＬＣＯ以外に使用しうる動粘度調整基剤としては、特に制限はないが、例えば、灯油（ＫＥＲＯ）、軽質軽油（ＬＧＯ）、重質軽油（ＨＧＯ）、減圧蒸留軽油（ＶＧＯ）、脱ろう軽油（ＤＷＧＯ）、直脱軽油（ＤＳＧＯ）、上記特定性状を有するＬＣＯ以外の他の接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）、廃プラスチック油、又はこれらを単独あるいは２種以上組合せ、脱金属及び／又は水素化処理（例えば、脱硫、分解、水素添加処理等）したもの、さらにはこれらを２種以上組み合わせたものを使用することができる。
【００１０】
本発明の燃料油組成物としては、以下に示す性状を有するものが好適である。
まず、温度５０℃における動粘度が、好ましくは２５〜１０００ｍｍ2 ／ｓ、より好ましくは２５〜２５０ｍｍ2 ／ｓの範囲である。この動粘度が上記範囲内にあれば、取扱い性、流動性及び燃焼性、更には発熱量の点で好ましい。
総発熱量は好ましくは９８５０ｋｃａｌ／リットル以上、より好ましくは９９００ｋｃａｌ／リットル以上、さらに好ましくは９９５０ｋｃａｌ／リットル以上である。該発熱量が上記範囲内にあれば、本発明の効果が有効に得られることとなる。なお、上記総発熱量は、ＪＩＳ Ｋ２２７９に従って測定した値である。
【００１１】
また、密度としては、0.９３５〜1.０５０ｇ／ｃｍ3 の範囲内であることが好ましく、更に0.９４０〜0.９９５ｇ／ｃｍ3 の範囲内であることが好ましい。流動点（ＰＰ）は、好ましくは−２０〜５０℃の範囲、更に好ましくは−１５〜２０℃の範囲である。なお、上記ＰＰ値は、ＪＩＳ Ｋ２２６９に従い、ＣＦＰＰ値はＪＩＳ Ｋ２２８８に従って測定した値である。
残留炭素分は、１４質量％以下の範囲が好ましい。なお、上記残留炭素分は、ＪＩＳ Ｋ２２７０に従って測定した値である。
また、スポットテスト（ＡＳＴＭ Ｄ４７４０）による値は２以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明の燃料油組成物においては、灰分が0.０５質量％以下、バナジウムが１５０ｐｐｍ以下（好ましくは５０ｐｐｍ以下）、ナトリウムが５０ｐｐｍ以下、アルミナ及び珪素が合計で３０ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、炭素分が８4.８〜８8.２質量％、水素分１0.５〜１2.５質量％、窒素分が0.０５〜0.４０質量％であることが好ましい。
本発明の燃料油組成物は、上記性状及び組成を有することで、本発明の前記目的を効果的に達成することができる。
また、本発明の燃料油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて低温流動性向上剤、潤滑性向上剤、セタン価向上剤、清浄剤などの添加剤を適宜配合することができる。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さら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１〜５及び比較例１〜１０
第１表に示す性状を有する基材を、第２表に示す割合で混合して燃料油組成物を調製し、その性状を評価した。結果を第２表に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
（注）
Ｈ−ＬＧＯ：高沸点ＬＧＯ
Ｈ−ＬＣＯ：高沸点ＬＣＯ（本発明で規定された性状を有するＬＣＯであり、ＲＦＣＣから得られたＬＣＯを沸点により３分画する方法により調製した）
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、特定性状の留分（例えば、ＬＣＯ）を特定量基材として用いることにより、スラッジ生成やベーパーロック現象を起すことなく、取扱い性、流動性及び燃焼性が良好で、かつ従来品より高い発熱量を有するディーゼルエンジンなどの内燃機、ボイラーや工業炉などの外燃機に使用される燃料油組成物を容易に得ることができる。また、本発明の燃料油組成物により、燃料使用料の低減、環境負荷低減が可能となる。
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料油組成物に関し、さらに詳しくは、取扱い性、流動性及び燃焼性が良好で、かつ従来品より高い発熱量を有する、ディーゼルエンジンなどの内燃機、ボイラーや工業炉などの外燃機に使用される燃料油組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンなどの内燃機に限らず、ボイラーや工業炉などの外燃機に使用される燃料油についても、より高い発熱量（高カロリー）の燃料油が要求される傾向がある。
従来、内燃機や外燃機用燃料油として、主に灯油、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油が用いられている。しかしながら、Ｂ重油及びＣ重油は、灯油、Ａ重油などよりも高い発熱量を有するが、高粘度のために加温設備が必要であるなど、取り扱いが不便である上、燃焼性にも劣るという欠点を有している。
このようなＢ重油及びＣ重油には、動粘度の調整のため、通常、動粘度調整基材として、灯油（ＫＥＲＯ）、軽質軽油（ＬＧＯ）、重質軽油（ＨＧＯ）、減圧蒸留軽油（ＶＧＯ），脱ろう軽油（ＤＷＧＯ）、直脱軽油（ＤＳＧＯ：直脱で副生した軽油）、接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）留分等を用いるが、この場合、密度低下が大きくなり、体積当たりの発熱量の低下が著しいという問題が生じていた。特に、動粘度調整基材として、灯油等の低沸点留分を多く含む基材を用いた場合、少量の混合量で製品の動粘度低下が大きく効果的であるが、製品の加温使用時にベーパーロック現象を起こしやすい。また、灯油、軽質軽油、脱ろう軽油等の主基材と組成（溶解度パラメータ）が大きく異なる直留系あるいは水素化処理系基材を用いた場合、相溶性の点からスラッジが発生しやすいという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、スラッジ発生やベーパーロック現象を起こし難く、取扱い性、流動性及び燃焼性が良好で、かつ従来品より高い発熱量を有する、ディーゼルエンジンなどの内燃機、ボイラーや工業炉などの外燃機に使用される燃料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、前記の好ましい性質を有する燃料油組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、基材として、特定の性状を有する接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）留分を所定の割合で含む燃料油組成物が、その目的に適合し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、基材として、（１）１０％留出温度２５５℃以上及び９０％留出温度３８０℃以下、（２）密度０．９３０ｇ／ｃｍ3 以上、及び（３）５０℃における動粘度が5.０ｍｍ2 ／ｓ以下の性状を有する留分、特に接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）留分を５〜４９容量％を含むことを特徴とする燃料油組成物を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の燃料油組成物は、以下に示す性状を有する留分（以下、「本発明の留分」ということがある）を５〜４９容量％の範囲で含むものである。
上記本発明の留分の性状としては、まず、蒸留性状において、１０％留出温度が２５５℃以上である。この温度が上記範囲内にあれば、当該本発明の留分の他の性状の確保を容易にし、製品の加温使用時のベーパーロック現象の発生を防止し、更に、発熱量等の良好な製品性状が得られる。好ましい１０％留出温度は２７０℃以上、さらに好ましくは２８０℃以上、特に好ましくは２９０℃以上である。
また、本発明の留分の９０％留出温度は３８０℃以下である。この温度が上記範囲内であれば、該留分の動粘度調整剤としての機能、例えば、動粘度、流動性が十分に確保され、この結果、得られる燃料油組成物の動粘度及び燃焼性を優れたものとすることができる。好ましい９０％留出温度は３７０℃以下である。なお、上記蒸留性状は、ＪＩＳ Ｋ２２５４に従って測定した値である。
【０００６】
次に、本発明の留分はその密度が０．９３０ｇ／ｃｍ3 以上である。この密度が上記範囲内であれば、高い発熱量を有する燃料油組成物を容易に得ることができる。好ましい密度は０．９４０ｇ／ｃｍ3 以上であり、より好ましくは０．９５０ｇ／ｃｍ3 以上である。なお、上記密度は、ＪＩＳ Ｋ２２４９に従って測定した値である。
さらに、本発明の留分は、５０℃におけるその動粘度が5.０ｍｍ2 ／ｓ以下である。この動粘度が上記範囲内にあれば、該留分の動粘度調整剤としての機能が確保され、この結果、所望の動粘度及び燃焼性を有する燃料油組成物を容易にうることができる。好ましい動粘度は4.０ｍｍ2 ／ｓ以下であり、より好ましくは3.５ｍｍ2 ／ｓ以下である。なお、この動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３に従って測定した値である。
【０００７】
本発明においては、このような性状を有する本発明の留分を、燃料油組成物中に５〜４９容量％の範囲で含むものである。この含有量は主基材の種類により上記範囲内で適宜選択しうるが、５容量％未満では所望の動粘度を有する燃料油組成物が得られず、本発明の目的が達成し難く、一方４９容量％を超えると燃料油組成物の発熱量を確保することができない。該留分の好ましい含有量は７〜４０容量％であり、より好ましくは９〜３５容量％の範囲である。
本発明の留分としては、上記（１）〜（３）の性状を有するものであれば使用可能であるが、本発明においては、ＬＣＯ留分が好ましく用いられる。
【０００８】
前記の性状を有するＬＣＯ留分は、例えば、流動接触分解法（ＦＣＣ）又は残油流動接触分解法（ＲＦＣＣ）より得られたＬＣＯを、沸点により２分画又は３分画し、各留分を所望する性状が得られるように混合することにより調製することができる。本発明においては、得られるＬＣＯの密度が高いことから、ＲＦＣＣから得られたものを好ましく用いる。なお、上記ＬＣＯとしては、得られる燃料油組成物中の目標硫黄分含有量により、必要に応じて脱硫処理したものを用いることができる。
【０００９】
本発明の燃料油組成物における主基材としては、例えば、常圧残渣油（ＲＣ）、減圧残渣油（ＶＲ）、接触分解残渣油（ＣＬＯ）、脱硫重油（ＤＳＲＣ）等、又はこれらを単独あるいは２種以上組合せ、脱金属及び／又は水素化処理（例えば、脱硫、分解、水素添加処理等）したもの、さらにはこれらを２種以上組み合わせたものを使用することができる。
また、本発明の留分である特定性状を有するＬＣＯ以外に使用しうる動粘度調整基剤としては、特に制限はないが、例えば、灯油（ＫＥＲＯ）、軽質軽油（ＬＧＯ）、重質軽油（ＨＧＯ）、減圧蒸留軽油（ＶＧＯ）、脱ろう軽油（ＤＷＧＯ）、直脱軽油（ＤＳＧＯ）、上記特定性状を有するＬＣＯ以外の他の接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）、廃プラスチック油、又はこれらを単独あるいは２種以上組合せ、脱金属及び／又は水素化処理（例えば、脱硫、分解、水素添加処理等）したもの、さらにはこれらを２種以上組み合わせたものを使用することができる。
【００１０】
本発明の燃料油組成物としては、以下に示す性状を有するものが好適である。
まず、温度５０℃における動粘度が、好ましくは２５〜１０００ｍｍ2 ／ｓ、より好ましくは２５〜２５０ｍｍ2 ／ｓの範囲である。この動粘度が上記範囲内にあれば、取扱い性、流動性及び燃焼性、更には発熱量の点で好ましい。
総発熱量は好ましくは９８５０ｋｃａｌ／リットル以上、より好ましくは９９００ｋｃａｌ／リットル以上、さらに好ましくは９９５０ｋｃａｌ／リットル以上である。該発熱量が上記範囲内にあれば、本発明の効果が有効に得られることとなる。なお、上記総発熱量は、ＪＩＳ Ｋ２２７９に従って測定した値である。
【００１１】
また、密度としては、0.９３５〜1.０５０ｇ／ｃｍ3 の範囲内であることが好ましく、更に0.９４０〜0.９９５ｇ／ｃｍ3 の範囲内であることが好ましい。流動点（ＰＰ）は、好ましくは−２０〜５０℃の範囲、更に好ましくは−１５〜２０℃の範囲である。なお、上記ＰＰ値は、ＪＩＳ Ｋ２２６９に従い、ＣＦＰＰ値はＪＩＳ Ｋ２２８８に従って測定した値である。
残留炭素分は、１４質量％以下の範囲が好ましい。なお、上記残留炭素分は、ＪＩＳ Ｋ２２７０に従って測定した値である。
また、スポットテスト（ＡＳＴＭ Ｄ４７４０）による値は２以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明の燃料油組成物においては、灰分が0.０５質量％以下、バナジウムが１５０ｐｐｍ以下（好ましくは５０ｐｐｍ以下）、ナトリウムが５０ｐｐｍ以下、アルミナ及び珪素が合計で３０ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、炭素分が８4.８〜８8.２質量％、水素分１0.５〜１2.５質量％、窒素分が0.０５〜0.４０質量％であることが好ましい。
本発明の燃料油組成物は、上記性状及び組成を有することで、本発明の前記目的を効果的に達成することができる。
また、本発明の燃料油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて低温流動性向上剤、潤滑性向上剤、セタン価向上剤、清浄剤などの添加剤を適宜配合することができる。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さら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１〜５及び比較例１〜１０
第１表に示す性状を有する基材を、第２表に示す割合で混合して燃料油組成物を調製し、その性状を評価した。結果を第２表に示す。
【００１４】
【表１】
（注）
Ｈ−ＬＧＯ：高沸点ＬＧＯ
Ｈ−ＬＣＯ：高沸点ＬＣＯ（本発明で規定された性状を有するＬＣＯであり、ＲＦＣＣから得られたＬＣＯを沸点により３分画する方法により調製した）
【００１６】
【表２】
【表３】
【表４】
【発明の効果】
本発明によれば、特定性状の留分（例えば、ＬＣＯ）を特定量基材として用いることにより、スラッジ生成やベーパーロック現象を起すことなく、取扱い性、流動性及び燃焼性が良好で、かつ従来品より高い発熱量を有するディーゼルエンジンなどの内燃機、ボイラーや工業炉などの外燃機に使用される燃料油組成物を容易に得ることができる。また、本発明の燃料油組成物により、燃料使用料の低減、環境負荷低減が可能となる。
Claims (4)
- 基材として、（１）１０％留出温度２５５℃以上及び９０％留出温度３８０℃以下、（２）密度０．９３０ｇ／ｃｍ3 以上、及び（３）５０℃における動粘度が５.０ｍｍ2 ／ｓ以下の性状を有する留分５〜４９容量％を含み、５０℃における動粘度が２５〜１０００ｍｍ 2 ／ｓの範囲にあり、かつ総発熱量が９８５０ｋｃａｌ／リットル以上であることを特徴とする燃料油組成物。
- 上記（１）、（２）及び（３）の性状を有する留分が接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）留分である請求項１記載の燃料油組成物。
- 接触分解軽質軽油（ＬＣＯ）留分が、ＬＣＯを沸点により２分画又は３分画し、各留分を混合したものである請求項１又は２に記載の燃料油組成物。
- ５０℃における動粘度が２５〜２５０ｍｍ2 ／ｓの範囲にある請求項１〜３のいずれかに記載の燃料油組成物。
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003096476A JP2003096476A (ja) | 2003-04-03 |
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Cited By (1)
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