JP4914629B2

JP4914629B2 - 軽油組成物

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Publication number: JP4914629B2
Application number: JP2006097515A
Authority: JP
Inventors: 靖敏井口; 秀昭菅野; 理田村
Original assignee: JXTG Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007269986A

Description

本発明は、軽油組成物に関し、詳しくは、冬季又は寒冷地において好適に使用される軽油組成物に関する。

従来、軽油の基材としては、原油の常圧蒸留装置から得られる直留軽油、原油の常圧蒸留により得られる直留灯油などに、水素化精製処理や水素化脱硫処理を施したものが知られている。また、これらの軽油基材には、必要に応じてセタン価向上剤、清浄剤などの添加剤が配合される。

ところで、近時、大気環境の改善及び環境負荷の低減の観点から、ディーゼルエンジン排出ガスのクリーン化が求められている。そこで、かかる要求に応えるべく、ディーゼル排出ガス中の汚染物質を低減できる軽油基材の開発が進められている。例えば、下記特許文献１には、硫黄及び芳香族化合物の含有量並びにイソパラフィンとノルマルパラフィンとの比が特定条件を満たす圧縮着火エンジン燃料によってディーゼル粒状排出物を低減できることが記載されている。
特表２００５−５２９２１３号公報

しかしながら、上記従来の軽油であっても、燃費性能の点で改善の余地があり、特に、冬季又は寒冷地において着火性が低下する傾向にある。また、従来の軽油の場合、低温流動性が不十分となりやすく、前述の低い着火性と相まって、低温始動性などの運転性能が低下する傾向にある。

また、一般的に、セタン価向上剤などの添加剤を用いずに軽油の着火性を向上させようとすると、容量燃費が低下してしまう傾向にある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、燃費の低下を抑えつつ着火性及び低温流動性に優れ、冬季又は寒冷地において好適に使用可能な軽油組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために、先ず、ガスクロマトグラフ・飛行時間質量分析計（以下、「ＧＣ−ＴＯＦＭＳ」と略す。）を用いて軽油の組成を分析し、その組成が着火性及び低温流動性に及ぼす影響について検討した。その結果、特定の炭素数の範囲におけるパラフィン組成が特定条件を満たすと共に、徐冷曇り点及び流動点がそれぞれ特定条件を満たすようにすることによって、軽油組成物の着火性及び低温流動性を飛躍的に向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の軽油組成物は、炭素数１０〜２４のパラフィンの組成が下記式（１）で表される条件を満たし、徐冷曇り点が−８．０℃以下であり、かつ、
流動点が−７．５℃以下であることを特徴とする。
［式（１）中、ｎはパラフィンの炭素数を示し、ｆ（ｎ）は下記式（２）：
（ｎは１０〜２４の整数を示し、ａ、ｂ及びｃはそれぞれ炭素数ｎのパラフィンの全量に占める炭素数ｎのノルマルパラフィン、炭素数ｎの１分岐のイソパラフィン及び炭素数ｎの２分岐以上のイソパラフィンの割合（モル換算値）を示す。）で表される炭素数ｎのパラフィン組成パラメータを示す。］

このように、炭素数が同一であるノルマルパラフィン、１分岐のイソパラフィン及び２分岐以上のイソパラフィンの割合に基づいて得られるパラフィン組成パラメータｆ（ｎ）を指標とし、炭素数１０〜２４におけるｆ（ｎ）の合計量（上記式（１）の中辺）を３４０．０〜４００．０の範囲内とし、さらに徐冷曇り点を−６．０℃以下、流動点を−７．５℃以下とすることで、着火性及び低温流動性の双方を飛躍的に改善することができ、その結果、冬季又は寒冷地において好適に使用可能な軽油組成物を実現することが可能となる。

ここで、式（２）中の（ｂ／ａ）及び（ｃ／ａ）、すなわち各炭素数におけるノルマルパラフィンに対する１分岐のイソパラフィン及び２分岐以上のイソパラフィンのモル比は、上述の通りＧＣ−ＴＯＦＭＳを用いて得ることができる。ＧＣ−ＴＯＦＭＳにおいては、先ず、試料の構成成分をガスクロマトグラフィーにより分離し、分離された各成分をイオン化する。次いで、イオンに一定の加速電圧を与えたときの飛行速度がイオンの質量によって異なることに基づき、イオンを質量分離し、イオン検出器への到達時間の違いに基づいて質量スペクトルを得る。なお、ＧＣ−ＴＯＦＭＳにおけるイオン化法としては、フラグメントイオンの生成を抑制し、パラフィン組成の測定精度をより向上させることができることから、ＦＩイオン化法が好ましい。本発明における測定装置及び測定条件を以下に示す。
（ＧＣ部）
装置：ＨＥＷＬＥＴＴＰＡＣＫＡＲＤ製、ＨＰ６８９０ＳｅｒｉｅｓＧＣＳｙｓてｍ＆Ｉｎｊｅｃｔｏｒ
カラム：ＡｇｌｉｅｎｔＨＰ−５（３０ｍ×０．３２ｍｍφ、０．２５μｍ−ｆｉｌｍ）
キャリアガス：Ｈｅ、１．４ｍＬ／分（一定流量）
注入口温度：３２０℃
注入モード：スプリット（スプリット比＝１：１００）
オーブン温度：５０℃にて５分間保持し、５℃／分で昇温し、３２０℃にて６分間保持する
注入量：１μＬ
（ＴＯＦＭＳ部）
装置：日本電子製、ＪＭＳ−Ｔ１００ＧＣ
対抗電極電圧：１０．０ｋＶ
イオン化法：ＦＩ＋（電界イオン化）
ＧＣインターフェース温度：２５０℃
測定質量範囲：３５〜５００。

そして、上記の測定データに基づき、炭素数が同一である成分ごとに、ノルマルパラフィンの強度の合計に対して、１分岐のイソパラフィンの強度の合計及び２分岐以上のイソパラフィンの強度の合計の比を求めることによって、ノルマルパラフィンに対する１分岐のイソパラフィン及び２分岐以上のイソパラフィンのモル比を得ることができる。なお、当該モル比は質量スペクトルから直接求めてもよいが、質量スペクトルデータに基づいて、炭素数が同一である成分ごとにガスクロマトグラフィーのリテンションタイムと強度との相関を示すグラフを作成し、そのグラフにおける各成分のピーク面積比をモル比としてもよい。

図１は炭素数が同一である成分のガスクロマトグラフィーのリテンションタイムと強度との相関の一例を示すグラフである。図１中、領域Ａ、Ｂ、Ｃのピークはそれぞれノルマルパラフィン、１分岐のイソパラフィン、２分岐以上のイソパラフィンに対応するピークである。そして、本発明で規定するノルマルパラフィンに対する１分岐のイソパラフィンのモル比（ｂ／ａ）は、領域Ａのピーク面積Ｓ_Ａに対する領域Ｂのピーク面積Ｓ_Ｂの比（Ｓ_Ｂ／Ｓ_Ａ）として求められる。また、ノルマルパラフィンに対する２分岐以上のイソパラフィンのモル比（ｃ／ａ）は、領域Ａのピーク面積Ｓ_Ａに対する領域Ｃのピーク面積Ｓ_ｃの比（Ｓ_ｃ／Ｓ_Ａ）として求められる。

なお、従来の軽油の開発においては、上記特許文献１に記載されているように、ノルマルパラフィンとイソパラフィンとの比を指標とするに留まっており、イソパラフィンの分岐数に着目してその組成を検討した例はほとんどない。このような従来の技術水準からみて、本発明の軽油組成物は、軽油の着火性及び低温流動性の指標としてノルマルパラフィンに対する１分岐のイソパラフィン及び２分岐以上のイソパラフィンのモル比に基づくパラフィン組成パラメータｆ（ｎ）が好適であり、ｆ（ｎ）を求める手法としてＧＣ−ＴＯＦＭＳが有用であるという本発明者らの知見に基づいて初めてなされるものであり、また、本発明による上述の効果も極めて予想外の効果であるといえる。

また、本発明の軽油組成物においては、セタン価が６５以上であり、硫黄含有量が１０質量ｐｐｍ以下であり、芳香族分の含有量が１質量％以下であり、ナフテン分の含有量が５質量％以下であり、目詰まり点が−５℃以下であることがそれぞれ好ましい。

以上の通り、本発明によれば、着火性及び低温流動性に優れ、冬季又は寒冷地において好適に使用可能な軽油組成物が提供される。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

本発明の軽油組成物は、下記条件（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を満たすことを特徴とする。
（Ａ）炭素数１０〜２４のパラフィンの組成が下記式（１）で表される条件を満すこと。

［式（１）中、ｎはパラフィンの炭素数を示し、ｆ（ｎ）は下記式（２）：

（ｎは１０〜２４の整数を示し、ａ、ｂ及びｃはそれぞれ炭素数ｎのパラフィンの全量に占める炭素数ｎのノルマルパラフィン、炭素数ｎの１分岐のイソパラフィン及び炭素数ｎの２分岐以上のイソパラフィンの割合（モル換算値）を示す。）
で表される炭素数ｎのパラフィン組成パラメータを示す。］
（Ｂ）徐冷曇り点が−６．０℃以下であること。
（Ｃ）流動点が−７．５℃以下であること。

上記条件（Ａ）に関し、炭素数１０〜２４の範囲におけるｆ（ｎ）の合計（上記式（１）中の中辺）は、前述の通り３４０．０〜４００．０であり、好ましくは３６０．０〜３９０．０、より好ましくは３７０．０〜３９０．０、更に好ましくは３７５．０〜３８８．０である。炭素数１０〜２４の範囲におけるｆ（ｎ）の合計が３４０．０未満であると容量発熱量が低くなって容量あたりの燃費が大幅に低下してしまい、また、４００．０を超えると粘度が増加してしまい適切な噴射制御ができなくなる。

また、本発明の軽油組成物における芳香族分の含有量は特に制限されないが、ＰＭ等の生成を抑制する点から、組成物全量を基準として、好ましくは１５容量％以下、より好ましくは１０容量％以下、更に好ましくは５容量％以下、特に好ましくは１容量％以下である。なお、本発明でいう「芳香族分の含有量」とは、社団法人石油学会により発行されている石油学会誌ＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７「炭化水素タイプ試験法−高速液体クロマトグラフ法」に準拠して測定される芳香族分含有量の容量百分率（容量％）を意味する。

また、本発明の軽油組成物におけるナフテン分の含有量は特に制限されないが、ＰＭ等の生成を抑制する点から、組成物全量を基準として、好ましくは５０容量％以下、より好ましくは３０容量％以下、更に好ましくは１５容量％以下、特に好ましくは１０容量％以下である。なお、本発明でいう「ナフテン分の含有量」とは、ＡＳＴＭＤ２４２５“ＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｆｏｒＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎＴｙｐｅｓｉｎＭｉｄｄｌｅＤｉｓｔｉｌｌａｔｅｓｂｙＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ”に準拠して測定されるナフテン分の質量百分率（質量％）を意味する。

また、本発明の軽油組成物の硫黄分の含有量は、ディーゼル自動車の排ガス後処理装置の浄化性能を良好に保持できることから、組成物全量を基準として、好ましくは１０質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５質量ｐｐｍ以下、より好ましくは３質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは１質量ｐｐｍ以下である。なお、本発明でいう「硫黄分の含有量」とは、ＪＩＳＫ２５４１「硫黄分試験方法」に準拠して測定される値を意味する。

また、上記条件（Ｂ）に関し、本発明の軽油組成物の徐冷曇り点は、前述の通り−６．０℃以下であり、好ましくは−７．０℃以下、より好ましくは−７．５℃以下、更に好ましくは−８．０℃以下である。徐冷曇り点が−７．０℃以下であると、ディーゼル自動車の燃料噴射装置のフィルターにワックスが付着しても当該ワックスを容易に溶解できる。なお、本発明でいう「徐冷曇り点」とは以下のようにして測定される値を意味する。すなわち、底面がアルミニウム面である試料容器に厚さが１．５ｍｍとなるように試料を入れ、容器の底面より３ｍｍの高さから光を照射する。この状態で、曇り点よりも１０℃以上高い温度から０．５℃／分で徐冷し、反射光の光量が照射光の７／８以下となる温度（徐冷曇り点）を０．１℃単位で検知する。ここで、「曇り点」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」に準拠して測定される曇り点を意味する。本発明の軽油組成物の曇り点は特に制限されないが、好ましくは０．０℃以下であり、より好ましくは−２．０℃以下、更に好ましくは−５．０℃以下、特に好ましくは−８．０℃以下である。曇り点が０℃以下であると、ディーゼル自動車の燃料噴射装置のフィルターにワックスが付着しても当該ワックスを容易に溶解できる傾向にある。

また、上記条件（Ｃ）に関し、本発明の軽油組成物の流動点は、前述の通り−７．５℃以下であり、好ましくは−１０℃以下、より好ましくは−１５℃以下、更に好ましくは−２０℃以下である。流動点を−７．５℃以下とすることで、ディーゼル自動車における燃料ラインでの流動性を十分に確保することができる。なお、本発明でいう「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」に準拠して測定される流動点を意味する。

本発明の軽油組成物を構成する基材は、軽油組成物が上記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を満たす限りにおいて特に制限されず、石油系軽油基材、石油系灯油基材、合成系軽油基材及び合成系灯油基材のうちの１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、２種以上の基材を組み合わせて用いる場合、各基材が単独で上記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を満たす必要はなく、それらを混合した後の軽油組成物が上記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を満たせばよい。

本発明において使用される石油系軽油基材としては、具体的には例えば、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；直留軽油又は減圧軽油を水素化精製して得られる水素化精製軽油；直留軽油を又は減圧軽油を通常の水素化精製より苛酷な条件で一段階又は多段階で水素化脱硫して得られる水素化脱硫軽油；上記の種々の軽油基材を水素化分解して得られる水素化分解軽油などが挙げられる。

また、石油系灯油基材としては、具体的には例えば、原油の常圧蒸留装置から得られる直留灯油；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灯油；直留灯油又は減圧灯油を水素化精製して得られる水素化精製灯油；直留灯油を又は減圧灯油を通常の水素化精製より苛酷な条件で一段階又は多段階で水素化脱硫して得られる水素化脱硫灯油；上記の種々の灯油基材を水素化分解して得られる水素化分解灯油などが挙げられる。

なお、本発明において、石油系軽油基材又は石油系灯油基材を用いる場合、これらの石油系基材を製造する際の各種処理条件は適宜選定することができる。例えば水素化脱硫の際の水素分圧は、１ＭＰａ以上が好ましく、３ＭＰａ以上がより好ましく、５ＭＰａ以上が特に好ましい。また、水素分圧の上限は特に制限されないが、反応器の耐圧力性の観点から、１０ＭＰａ以下が好ましい。また、水素化脱硫の際の反応温度は、３００℃以上が好ましく、３２０℃以上がより好ましく、３４０℃以上が特に好ましい。また、反応温度の上限は特に制限されないが、反応器の耐熱性の観点から、４００℃以下が好ましい。また、水素化脱硫の際の液空間速度は、６ｈ^−１以下が好ましく、４ｈ^−１以下がより好ましく、２ｈ^−１以下が特に好ましい。また、液空間速度の下限は特に制限されないが、偏流の観点から、０．１ｈ^−１以上が好ましい。また、上記水素化脱硫に使用される触媒としては、特に限定されるものではないが、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｄ、Ｐｔなどの金属を２〜３種類組み合わせて用いるものを挙げることができる。具体的には、Ｃｏ−Ｍｏ系、Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏ系、Ｎｉ−Ｗ系等の触媒を好ましく用いることができ、中でも汎用性の点から、Ｃｏ−Ｍｏ系、Ｎｉ−Ｍｏ系の触媒がより好ましい。

また、「合成系軽油基材」とは、天然ガス、アスファルト分、石炭等を原料とし、これを化学合成させることで得られる軽油基材をいう。化学合成方法としては間接液化法、直接液化法などがあり、代表的な合成手法として、フィッシャー・トロプシュ合成法が挙げられるが、本発明で使用する合成系軽油基材はこれらの製造方法により限定されるものではない。合成系軽油基材は一般に飽和炭化水素類が主成分であり、詳しくはノルマルパラフィン類、イソパラフィン類、ナフテン類から構成されている。すなわち合成系軽油基材は一般に、芳香族分をほとんど含有していない。従って、軽油組成物の芳香族分含有量を低減する場合には合成系軽油基材を用いることが好ましい。

また、「合成系灯油基材」とは、天然ガス、アスファルト分、石炭等を原料とし、これを化学合成させることで得られる灯油基材をいう。化学合成方法としては間接液化法、直接液化法などがあり、代表的な合成手法として、フィッシャー・トロプシュ合成法が挙げられるが、本発明で使用する合成系灯油基材はこれらの製造方法により限定されるものではない。合成系灯油基材は一般に飽和炭化水素類が主成分であり、詳しくはノルマルパラフィン類、イソパラフィン類、ナフテン類から構成されている。すなわち合成系灯油基材は一般に、芳香族分をほとんど含有していない。従って、軽油組成物の芳香族分含有量を低減する場合には合成系灯油基材を用いることが好ましい。

本発明の軽油組成物は、上記の石油系基材及び／又は合成系基材のうちの１種又は２種以上を含有することができるが、それらの中でも、硫黄分や芳香族分といった環境負荷を増加させる頻度を低減する点から、合成系軽油基材及び／又は合成系灯油基材を必須成分として含有することが好ましい。合成系軽油基材及び／又は合成系灯油基材の含有量の合計は、組成物全量を基準として、２０容量％以上であることが好ましく、３０容量％以上であることがより好ましく、４０容量％以上であることが更に好ましく、５０容量％以上であることが特に好ましい。

また、本発明の軽油組成物は上記の軽油基材及び／又は灯油基材のみで構成されてもよいが、必要に応じて低温流動性向上剤を含有することができる。低温流動性向上剤としては、具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体に代表されるエチレン−不飽和エステル共重合体、アルケニルコハク酸アミド、ポリエチレングリコールのジベヘン酸エステルなどの線状の化合物、アルキルフマレートまたはアルキルイタコネート−不飽和エステル共重合体などからなるくし形ポリマーなどの低温流動性向上剤、フタル酸、コハク酸、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ酢酸などの酸またはその酸無水物などとヒドロカルビル置換アミンなどとの反応生成物などからなる極性窒素化合物を含有する低温流動性向上剤などを挙げることができ、これらの化合物の１種または２種以上を組み合わせて使用してもよい。この中でも汎用性の観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体系添加剤、極性窒素化合物を含有する低温流動性向上剤を好ましく使用することができ、ワックス結晶微細化促進および、ワックスの凝集沈降を防止する点で、極性窒素化合物を含有する低温流動性向上剤の使用がさらに好ましい。

低温流動性向上剤の含有量は、組成物全量を基準として、好ましくは５０〜５００ｍｇ／Ｌ、より好ましくは１００〜３００ｍｇ／Ｌである。低温流動性向上剤の含有量が前記下限値未満であると、その添加による低温流動性向上効果が不十分となる傾向にある。また、低温流動性向上剤の含有量が前記上限値を超えても、含有量に見合う低温流動性の更なる向上効果は得られない傾向にある。

また、本発明の軽油組成物は、潤滑性向上剤を更に含有することができる。潤滑性向上剤としては、エステル系、カルボン酸系、アルコール系、フェノール系、アミン系等の潤滑性向上剤の１種または２種以上を使用することができる。この中でも、汎用性の観点から、エステル系、カルボン酸系の潤滑性向上剤の使用が好ましい。さらに添加濃度に対する添加効果が飽和に達しにくく、ＨＦＲＲのＷＳ１．４値をより小さくできる点からはエステル系潤滑性向上剤が好ましく、添加濃度に対する添加効果の初期応答性が高く、潤滑性向上剤の添加量を少なくできる可能性があるという点からはカルボン酸系潤滑性向上剤が好ましい。

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等を挙げることができ、具体的には、リノール酸、オレイン酸、サリチル酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ヘキサデセン酸等のグリセリンエステルを挙げることができ、これらの１種または２種以上を適宜使用することができる。

潤滑性向上剤の含有量は、組成物全量を基準として、好ましくは２５〜５００ｍｇ／Ｌ、より好ましくは２５〜３００ｍｇ／Ｌ、更に好ましくは２５〜２００ｍｇ／Ｌである。潤滑性向上剤の含有量が前記下限値未満であると、その添加による潤滑性向上効果が不十分となる傾向にある。また、潤滑性向上剤の含有量が前記上限値を超えても、含有量に見合う低温流動性の更なる向上効果は得られない傾向にある。

また、本発明の軽油組成物は、上記の低温流動性向上剤又は潤滑性向上剤以外の添加剤を更に含有してもよい。かかる添加剤としては、アルケニルコハク酸誘導体、カルボン酸のアミン塩等の清浄剤、フェノール系、アミン系等の酸化防止剤、サリチリデン誘導体等の金属不活性化剤、ポリグリコールエーテル等の氷結防止剤、脂肪族アミン、アルケニルコハク酸エステル等の腐食防止剤、アニオン系、カチオン系、両性系界面活性剤等の帯電防止剤、アゾ染料等の着色剤、シリコン系等の消泡剤などを挙げることができる。これらの他の添加剤は、単独または数種類を組み合わせて添加することができる。添加量も適宜選択することができるが、その他の添加剤全量で、軽油組成物に対して、例えば、０．５質量％以下とすることができ、好ましくは０．２質量％以下である。なお、ここでいう添加量全量とは、添加剤の有効成分としての添加量を意味している。

本発明の軽油組成物は、各種性能の更なる改善の点から、上記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に加えて、以下に示す条件を満たすことが好ましい。

本発明の軽油組成物のセタン指数は、着火性の観点から、好ましくは６５以上であり、より好ましくは７０以上、更に好ましくは７３以上、特に好ましくは７５以上である。

また、本発明の軽油組成物のセタン価は、着火性の観点から、好ましくは６５以上であり、より好ましくは７０以上、更に好ましくは７３以上、特に好ましくは７５以上である。

なお、本発明でいう「セタン指数」及び「セタン価」とは、それぞれ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」に準拠して測定される値を意味する。

また、本発明の軽油組成物の目詰まり点は、ディーゼル自動車の燃料噴射装置に設けられるフィルターの閉塞を抑制できることから、好ましくは−５℃以下であり、より好ましくは−６℃以下、更に好ましくは−７℃以下、特に好ましくは−８℃以下である。なお、本発明でいう「目詰まり点」とは、ＪＩＳＫ２２８８「石油製品−軽油−目詰まり点試験方法」に準拠して測定される値を意味する。

また、本発明の軽油組成物の３０℃における動粘度は、好ましくは１．７ｍｍ^２／ｓ以上、より好ましくは２．０ｍｍ^２／ｓ以上、更に好ましくは２．３ｍｍ^２／ｓ以上、特に好ましくは２．５ｍｍ^２／ｓ以上であり、また、好ましくは５．０ｍｍ^２／ｓ以下、より好ましくは４．７ｍｍ^２／ｓ以下、更に好ましくは４．５ｍｍ^２／ｓ以下、特に好ましくは４．３ｍｍ^２／ｓ以下である。３０℃における動粘度が前記下限値未満であると、ディーゼル自動車において比較的高い温度下で使用された場合に、始動不良が起こりやすくなり、また、アイドリング時のエンジンの回転が不安定化する傾向にある。他方、３０℃における動粘度が前記上限値を超えると、排ガス中の黒煙量が増大する傾向にある。なお、本発明でいう「３０℃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」に準拠して測定される値を意味する。

また、本発明の軽油組成物の引火点は、取り扱い時の安全性の点から、好ましくは４５℃以上であり、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは５３℃以上、特に好ましくは５５℃以上である。なお、本発明でいう「引火点」とは、ＪＩＳＫ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法」に準拠して測定される値を意味する。

また、本発明の軽油組成物の蒸留性状に関し、その初留点（以下、「ＩＢＰ」と略す。）は、好ましくは１４０℃以上、より好ましくは１４５℃以上、更に好ましくは１５０℃以上、特に好ましくは１５５℃以上であり、また、好ましくは１９５℃以下、より好ましくは１９０℃以下、更に好ましくは１８５℃以下、特に好ましくは１８０℃以下である。ＩＢＰが前記下限値未満であると、一部の軽質留分が気化し、ディーゼル自動車のエンジン内において噴霧範囲が広範囲となることに伴って排出ガス中の未燃の炭化水素量が増大し、その結果、高温時の始動性及びアイドリング時のエンジンの回転の安定性が低下する傾向にある。他方、ＩＢＰが前記上限値を超えると、ディーゼル自動車における低温時の始動性及び運転性が低下する傾向にある。

また、本発明の軽油組成物の１０％留出温度（以下、「Ｔ１０」と略す。）は、好ましくは１６５℃以上、より好ましくは１７０℃以上、更に好ましくは１７５℃以上、特に好ましくは１８０℃以上であり、また、好ましくは２０５℃以下、より好ましくは２００℃以下、更に好ましくは１９５℃以下、特に好ましくは１９０℃以下である。Ｔ１０が前記下限値未満であると、一部の軽質留分が気化し、ディーゼル自動車のエンジン内において噴霧範囲が広範囲となることに伴って排出ガス中の未年の炭化水素量が増大し、その結果、高温時の始動性及びアイドリング時のエンジンの回転の安定性が低下する傾向にある。他方、Ｔ１０が前記上限値を超えると、ディーゼル自動車における低温時の始動性及び運転性が低下する傾向にある。

また、本発明の軽油組成物の５０％留出温度（以下、「Ｔ５０」と略す。）は、好ましくは２００℃以上、より好ましくは２０５℃以上、更に好ましくは２１０℃以上、特に好ましくは２１５℃以上であり、また、好ましくは２６０℃以下、より好ましくは２５５℃以下、更に好ましくは２５０℃以下、特に好ましくは２４５℃以下である。Ｔ５０が前記下限値未満であると、ディーゼル自動車における燃料消費率、エンジン出力、高温時の始動性、アイドリング時のエンジンの回転の安定性が低下する傾向にある。他方、Ｔ５０が前記上限値を超えると、ディーゼル自動車においてエンジンから排出される粒子状物質（ＰａｒｔｉｃｌｅＭａｔｔｅｒ、以下、ＰＭという）が増加する傾向にある。

また、本発明の軽油組成物の９０％留出温度（以下、「Ｔ９０」と略す。）は、好ましくは２６５℃以上、より好ましくは２７０℃以上、更に好ましくは２７５℃以上、特に好ましくは２８０℃以上であり、また、好ましくは３３５℃以下、より好ましくは３３０℃以下、更に好ましくは３２５℃以下、特に好ましくは３２０℃以下である。Ｔ９０が前記下限値未満であると、ディーゼル自動車における燃料消費率、高温時の始動性、アイドリング時のエンジンの回転の安定性が低下する傾向にある。また、軽油組成物が低温流動性向上剤を含有する場合には、低温流動性向上剤による目詰まり点等の改善効果が低下する傾向にある。他方、Ｔ９０が前記上限値を超えると、ディーゼル自動車においてエンジンから排出されるＰＭが増加する傾向にある。

また、本発明の軽油組成物の終点（以下、「ＥＰ」と略す。）は、好ましくは３１０℃以上、より好ましくは３１５℃以上、更に好ましくは３２０℃以上、特に好ましくは３２５℃以上であり、また、好ましくは３５５℃以下、より好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３４５℃以下、特に好ましくは３４０℃以下である。ＥＰが前記下限値未満であると、ディーゼル自動車における燃料消費率、高温時の始動性、アイドリング時のエンジンの回転の安定性が低下する傾向にある。また、軽油組成物が低温流動性向上剤を含有する場合には、低温流動性向上剤による目詰まり点等の改善効果が低下する傾向にある。他方、ＥＰが前記上限値を超えると、ディーゼル自動車においてエンジンから排出されるＰＭが増加する傾向にある。

なお、本発明でいう「ＩＢＰ」、「Ｔ１０」、「Ｔ５０」、「Ｔ９０」及び「ＥＰ」とは、それぞれＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」に準拠して測定される値を意味する。

また、本発明の軽油組成物の潤滑性に関し、そのＨＦＲＲのＷＳ１．４値は、好ましくは５００以下、より好ましくは４６０以下、更に好ましくは４２０以下、得に好ましくは４００以下である。ＷＳ１．４値が上記条件を満たすことで、ディーゼル自動車における噴射ポンプ内の潤滑性を十分に確保することができる。なお、本発明でいう「ＨＦＲＲのＷＳ１．４値」とは、軽油の潤滑性の判断指標であり、社団法人石油学会から発行されている石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ−５０−９８「軽油−潤滑性試験方法」に準拠して測定される値を意味する。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１〜２、比較例１〜３］
実施例１〜２及び比較例１〜３においては、それぞれ表１に示す組成及び性状を有する軽油組成物を用意した。実施例１〜２の軽油組成物はそれぞれ、フィッシャー・トロプシュ反応により天然ガスからワックス及び中間留分を得、これに水素化処理を施して得られた燃料である。比較例１の軽油組成物は、一般的な水素化精製により製造された原油由来の燃料である。比較例２の軽油組成物は、フィッシャー・トロプシュ反応により天然ガスからワックス及び中間留分を得、これに水素化処理を施して得られた燃料であるが、実施例１〜２の軽油組成物に比べて水素化処理の度合いを低くした燃料である。比較例３の軽油組成物は、一般的な水素化精製により製造された原油由来の燃料に更に水素化処理を施し、更なる低硫黄化及び低芳香族化を図った燃料である。

次に、実施例１〜２及び比較例１〜３の各軽油組成物について以下の試験を実施した。

［着火性試験］
低温時の着火性を確認するために、環境温度の制御が可能なシャーシダイナモメータ上で、下記のディーゼル次号者を用いて低温時の白煙の測定を行った。
（車両諸元）
エンジン種類：インタークーラー付き過給直列４気筒ディーゼル
排気量：３Ｌ
圧縮比：１８．５
最高出力：１２５ｋＷ／３４００ｒｐｍ
最高トルク：３５０Ｎｍ／２４００ｒｐｍ
規制適合：平成９年度排ガス規制適合
ミッション：４ＡＴ
排ガス後処理装置：酸化触媒。

低温実車試験においては、まず、室温下、ディーゼル自動車の燃料系統を評価燃料（各軽油組成物）でフラッシングした。フラッシング燃料を抜き出し、メインフィルタを新品に交換した後、燃料タンクに評価燃料の規定量（供試車両の燃料タンクの容量の１／２）の張り込みを行った。その後、環境温度を室温から５℃まで急冷し、５℃で１時間保持した後、１℃／ｈの冷却速度で−１０℃に達するまで徐冷し、−１０℃で１時間保持した後で走行試験を開始した。１０秒間のクランキングを３０秒間隔で２回繰り返しても始動しない場合は測定不能とした。また、始動できる場合は、アイドリングで３０秒間放置し、その後５秒間でアクセルペダルを一杯まで踏み込む操作を５回繰り返し、その際の白煙量を透過型測定器で計測した。各軽油組成物について、５回の平均値を算出し、比較例３の平均値を１００としたときの相対値を求め、着火性を評価した。得られた結果を表１に示す。

［低温実車試験］
環境温度の制御が可能なシャーシダイナモメータ上で、下記のＡ、Ｂの２台のディーゼル自動車を用いて低温実車試験を実施した。
（車両Ａ諸元）
最大積載量：２ｔ
エンジンの種類：直列４気筒ディーゼル
エンジンの総排気量：４．３Ｌ
燃料噴射ポンプ：列型
適合規格：短期排出ガス規制適合（ベース車両）
排出ガス後処理装置：東京都指定のＰＭ減少装置（カテゴリー４適合）
ＰＭ減少装置の使用燃料：低硫黄軽油（硫黄分５０質量ｐｐｍ以下）。
（車両Ｂ諸元）
エンジンの種類：インタークーラー付き過給直列４気筒ディーゼル
エンジンの総排気量：３．０Ｌ
燃料噴射システム：コモンレール方式
適合規格：長期排出ガス規制適合
排出ガス後処理装置：酸化触媒。

低温実車試験においては、まず、室温下、ディーゼル自動車の燃料系統を評価燃料（各軽油組成物）でフラッシングした。フラッシング燃料を抜き出し、メインフィルタを新品に交換した後、燃料タンクに評価燃料の規定量（供試車両の燃料タンクの容量の１／２）の張り込みを行った。その後、環境温度を室温から５℃まで急冷し、５℃で１時間保持した後、１℃／ｈの冷却速度で−１０℃に達するまで徐冷し、−１０℃で１時間保持した後で走行試験を開始した。走行試験は、「エンジン始動」、「５分間アイドリング」、「５０ｋｍ／ｈまで加速」及び「５０ｋｍ／ｈで１時間走行」で構成され、その巻の運転状況により合否を判定した。具体的には、エンジン始動、アイドリング及び加速に問題がなく、前走行にわたって５０ｋｍ／ｈでの走行が維持できた場合を良（◎）とした。また、一回目のクランキングではエンジンが始動できなかった場合、並びに走行中一時的に車速が低下したがその後回復した場合など、軽微の不具合を生じたが、走行が継続できた場合を可（○）とした。また、始動不可（１０秒間のクランキングを３０秒間隔で５回繰り返しても始動しない）、アイドリングストール、エンジン停止などにより走行維持ができなかった場合を不可（×）とした。得られた結果を表１に示す。

［燃費試験］
下記に示すディーゼルエンジン搭載車両を用いて、燃費の測定を行った。試験モードは、図２に示す実走行を模擬した過渡運転モードで行い、燃費は試験モード中に消費した燃料容積流量を燃料温度補正し、重量値に置き換えた値について、比較例１の燃料を供試した場合の結果を１００として、各結果を相対的に比較、定量化した。
（車両諸元）
エンジン種類：インタークーラー付過給直列４気筒ディ−ゼル
エンジン総排気量：３Ｌ
圧縮比：１８．５
最高出力：１２５ｋＷ／３４００ｒｐｍ
最高トルク：３５０Ｎｍ／２４００ｒｐｍ
規制適合：平成９年度排ガス規制適合
ミッション：４ＡＴ
排ガス後処理装置：酸化触媒。

ＧＣ−ＴＯＦＭＳを用いて得られる、炭素数が同一である成分のガスクロマトグラフィーのリテンションタイムと強度との相関の一例を示すグラフである。燃費試験における運転モード（時間と車速との関係）を示すグラフである。

Claims

炭素数１０〜２４のパラフィンの組成が下記式（１）で表される条件を満たし、
徐冷曇り点が−８．０℃以下であり、かつ、
流動点が−７．５℃以下である
ことを特徴とする軽油組成物。
［式（１）中、ｎはパラフィンの炭素数を示し、ｆ（ｎ）は下記式（２）：
（ｎは１０〜２４の整数を示し、ａ、ｂ及びｃはそれぞれ炭素数ｎのパラフィンの全量に占める炭素数ｎのノルマルパラフィン、炭素数ｎの１分岐のイソパラフィン及び炭素数ｎの２分岐以上のイソパラフィンの割合（モル換算値）を示す。）
で表される炭素数ｎのパラフィン組成パラメータを示す。］
セタン価が６５以上であり、硫黄含有量が１０質量ｐｐｍ以下であり、芳香族分の含有量が１質量％以下であり、ナフテン分の含有量が５質量％以下であり、目詰まり点が−５℃以下であることを特徴とする、請求項１に記載の軽油組成物。