JP7165578B2 - 重油組成物および重油組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
これらの重油組成物のうち、A重油は、一般にハウス加温栽培用暖房機やビル等の暖房機用の燃料油として用いられ、B重油及びC重油は、一般に船舶用大型ディーゼルエンジンの燃料油や、工場、発電所、地域冷暖房などの大規模ボイラーの燃料油として用いられている。
特に、船舶用燃料油として使用されるC重油相当の重油組成物については、IMO(国際海事機関)の定める国際条約(MARPOL条約)によって硫黄分の含有量が段階的に規制され、今後、0.50質量%以下に低減することが求められている。
C重油相当の重油組成物の着火性の指標としては、重油組成物の15℃における密度および50℃における動粘度から算出されるCCAI(Calculated Carbon Aromaticity Index)が知られており、一般的には、CCAIが高い重油組成物ほど着火性が低いとされている。
直接脱硫重油は、スラリーオイルに比較して粘度が高いばかりか、脱硫工程で受ける熱等の影響によりセジメントを生じ易い。しかしながら、本発明者等が検討したところ、驚くべきことに、石油基材として、各々特定性状を有する直接脱硫重油および特定性状を有する接触分解重油に相当する基材(基材A)のみを一定割合で配合することにより、硫黄分の含有割合を効果的に低減しつつ、CCAIを所望範囲に制御し、かつセジメントの発生を抑制し得ることを見出して、本発明を完成するに至ったものである。
(1)潜在セジメントが0.4質量%以下の直接脱硫重油を75容量%~90容量%、直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが850以上かつ15℃における密度が0.9600g/cm3以上の基材Aを10容量%~25容量%含み、
前記直接脱硫重油および基材Aの合計量が100容量%であり、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が60.0mm2/秒~240.0mm2/秒、
CCAIが870以下、
潜在セジメントが0.1質量%以下
であることを特徴とする重油組成物、
(2)50℃における動粘度が60.0mm2/秒~200.0mm2/秒である上記(1)に記載の重油組成物、
(3)重油組成物を製造する方法であって、
潜在セジメントが0.4質量%以下の直接脱硫重油が75容量%~90容量%、直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが850以上かつ15℃における密度が0.9600g/cm3以上の基材Aが10容量%~25容量%、前記直接脱硫重油および基材Aの合計量が100容量%となるように混合して、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が60.0mm2/秒~240.0mm2/秒、
CCAIが870以下、
潜在セジメントが0.1質量%以下
である重油組成物を得ることを特徴とする重油組成物の製造方法、
(4)得られる重油組成物の50℃における動粘度が60.0mm2/秒~200.0mm2/秒である上記(3)に記載の重油組成物の製造方法
を提供するものである。
なお、本明細書中、数値範囲を現す「~」は、その上限及び下限としてそれぞれ記載されている数値を含む範囲を表す。また、「~」で表される数値範囲において上限値のみ単位が記載されている場合は、下限値も同じ単位であることを意味する。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率又は含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本明細書において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
・「15℃における密度」;
JIS K 2249-1(2011)「原油製品及び石油製品―密度試験方法」
・「硫黄分」;
JIS K 2541-7(2003)「原油及び石油製品―硫黄分試験方法」(蛍光X線法)
・「50℃における動粘度」;
JIS K 2283(2000)「原油及び石油製品―動粘度試験方法」
・「CCAI」;
下記式(α)に示す計算方法で求めた値を意味する。
CCAI=D-140.7log10log10(V+0.85)-80.6 (α)
式(α)中、Dは15℃における密度(kg/m3)、Vは50℃における動粘度(mm2/s)を示す。
・「潜在セジメント」;
ISO 10307-2:2009「Petroleum products― Total sediment in residual fuel oils―」
Thermal ageing(Procedure A)により測定した値を意味する。
本発明の重油組成物は、潜在セジメントが0.4質量%以下の直接脱硫重油を75容量%~90容量%、直接脱硫重油を除く基材であって、CCAIが850以上、15℃における密度が0.9600g/cm3以上の基材Aを10容量%~25容量%含み、
前記直接脱硫重油および基材Aの合計量が100容量%であり、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が60.0mm2/秒~240.0mm2/秒、
CCAIが870以下、
潜在セジメントが0.1質量%以下
であることを特徴とするものである。
水素化脱硫に用いる直接脱硫装置としては、特に制限はなく、公知の装置を適用することができる。
しかしながら、本発明の重油組成物によれば、特定性状を有する直接脱硫重油に対し、特定性状を有する基材Aを特定割合で配合することによって、セジメントの発生を好適に抑制することができる。
直接脱硫重油中の硫黄分はより少ないことが好ましいが、直接脱硫重油中の硫黄分を過度に低減しようとすると、脱硫原料油が制約されたり、過酷な処理条件等が必要になるたり、コストアップに繋がり易くなる。
直接脱硫重油中の硫黄分含有割合が上記範囲内にあることにより、重油組成物の硫黄分含有量を容易に調整することができる。
15℃における密度が、上記範囲内にある直接脱硫重油を用いて調製された重油組成物は、容量当りの発熱量を大きくすることができ、かつ燃焼の不均一性や燃焼障害の発生を容易に抑制することができる。
15℃における密度が上記範囲の上限値よりも高くなると、得られる重油組成物の芳香族性が高くなったり重質化が進行し、燃焼性が低下し易くなる。
50℃における動粘度が上記範囲内にある直接脱硫重油を用いて調製された重油組成物は、工業炉やボイラー等に対して安定して供給し易くなり、内燃機関で使用した場合には噴霧状態が良好となるため、燃焼の不均一性及び失火を容易に抑制することができる。
770~825であるものがより好ましく、775~820であるものがさらに好ましい。
直接脱硫重油のCCAIが上記範囲内にあることにより、上記範囲内にある直接脱硫重油を用いて調製された重油組成物は、良好な着火性を有することができる。
本発明の重油組成物は、潜在セジメント量が0.4質量%以下である直接脱硫重油を含むことにより、貯蔵時におけるセジメントの発生を容易に抑制することができる。
また、接触分解重油は、流動接触分解装置又は残油流動接触分解装置から得られる、沸点がおよそ230℃~600℃の重質留分または上記スラリーオイルであり、一般的には、軽油相当留分以上の沸点範囲を有するものである。
流動接触分解装置又は残油流動接触分解装置としては、特に制限はなく、公知の装置を用いることができる。
基材Aの硫黄分の含有割合が上記範囲内にあることにより、重油組成物中の硫黄分を0.5質量%に容易に調製することができる。
基材Aの15℃における密度が上記範囲内にあることにより、得られる重油組成物におけるセジメント発生を効率的に抑制し、着火性の低下を抑制することができる。
基材Aの50℃における動粘度が上記範囲内にあることにより、上記範囲内にある直接脱硫重油を用いて調製された重油組成物は、工業炉やボイラー等に対して安定して供給することが可能となり、内燃機関で使用した場合には噴霧状態が良好となるため、燃焼の不均一性及び失火を抑制することができる。
基材AのCCAIが上記範囲内にあることにより、重油組成物が所望量の芳香族分等を含むことになり、潜在セジメントを抑制することができる。また、着火性の低下を容易に抑制することができる。
基材Aにおける潜在セジメントが上記範囲内にあることにより、重油組成物におけるセジメントの発生をより容易に抑制することができる。
すなわち、石油基材として直接脱硫重油および基材Aのみを含む。
添加剤としては、流動性向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、スラッジ分散剤、エマルジョン防止剤、燃焼促進剤、腐食防止剤等公知の燃料添加剤が挙げられる。
添加剤は、1種単独であってもよく、又は2種以上の組み合わせでもよい。
本発明の重油組成物は、動粘度が上記範囲内にあることにより、工業炉やボイラー等に対して安定して供給することが可能となり、内燃機関で使用した場合には噴霧状態が良好となるため、燃焼の不均一性及び失火を抑制することができる。
本発明の製造方法は、潜在セジメントが0.4質量%以下の直接脱硫重油が75容量%~90容量%、直接脱硫重油を除く基材であってCCAIが850以上かつ15℃における密度が0.9600g/cm3以上の基材Aが10容量%~25容量%、前記直接脱硫重油および基材Aの合計量が100容量%となるように混合して、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が60.0mm2/秒~240.0mm2/秒、
CCAIが870以下、
潜在セジメントが0.1質量%以下
である重油組成物を得ることを特徴とするものである。
本発明の製造方法で得られる重油組成物としては、特にC重油組成物を挙げることができ、係るC重油組成物は、例えば船舶用燃料等として好適に使用することができる。
表1に示す性状を有する、直接脱硫重油1、直接脱硫重油2、直接脱硫重油3、接触分解重油1、接触分解重油2、直留軽油、水素化脱硫軽油、減圧蒸留残油と分解軽油との混合油を用いて、各々表2に示す割合で配合することにより、実施例1~実施例5および比較例1~比較例5に係るC重油組成物を調製した。
上記直接脱硫重油1および直接脱硫重油2が本発明の重油組成物を構成する直接脱硫重油に相当し、上記接触分解重油1および接触分解重油2が基材Aに相当する(基材Aの要件を満たす)基材である。
得られた各重油組成物の性状(硫黄分含有量、15℃における密度、50℃における動粘度、CCAI、潜在セジメント)を測定した。結果を表2に示す。
Claims (4)
- 潜在セジメントが0.4質量%以下の直接脱硫重油を75容量%~90容量%、CCAIが850以上かつ15℃における密度が0.9600g/cm3以上の接触分解重油を10容量%~25容量%含み、
前記直接脱硫重油および接触分解重油の合計量が100容量%であり、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が60.0mm2/秒~240.0mm2/秒、
CCAIが870以下、
潜在セジメントが0.1質量%以下
であることを特徴とする重油組成物。 - 50℃における動粘度が60.0mm2/秒~200.0mm2/秒である請求項1に記載の重油組成物。
- 重油組成物を製造する方法であって、
潜在セジメントが0.4質量%以下の直接脱硫重油が75容量%~90容量%、CCAIが850以上かつ15℃における密度が0.9600g/cm3以上の接触分解重油が10容量%~25容量%、前記直接脱硫重油および接触分解重油の合計量が100容量%となるように混合して、
硫黄分含有量が0.50質量%以下、
50℃における動粘度が60.0mm2/秒~240.0mm2/秒、
CCAIが870以下、
潜在セジメントが0.1質量%以下
である重油組成物を得ることを特徴とする重油組成物の製造方法。 - 得られる重油組成物の50℃における動粘度が60.0mm2/秒~200.0mm2/秒である請求項3に記載の重油組成物の製造方法。
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