JPH08333586A - 高性能低硫黄分軽油組成物の製造方法 - Google Patents

高性能低硫黄分軽油組成物の製造方法

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JPH08333586A
JPH08333586A JP16140795A JP16140795A JPH08333586A JP H08333586 A JPH08333586 A JP H08333586A JP 16140795 A JP16140795 A JP 16140795A JP 16140795 A JP16140795 A JP 16140795A JP H08333586 A JPH08333586 A JP H08333586A
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JP
Japan
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gas oil
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sulfur
fie
oil
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JP16140795A
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English (en)
Inventor
Yasuyuki Komatsu
泰幸 小松
Naoyuki Takenaga
尚之 竹永
Masahiko Shibuya
昌彦 渋谷
Ichiro Kobayashi
一郎 小林
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Showa Shell Sekiyu KK
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Showa Shell Sekiyu KK
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来軽油において考慮されていなかったTP
Cという概念を導入し、硫黄分の規格を満足させる範囲
内でTPCを増加させ、しいては、FIEのポンプの駆
動部において金属部の摩耗、破損などのトラブルを発生
しにくくするという新たな高性能低硫黄分軽油組成物を
製造する方法の提供。 【構成】 直留軽油留分70〜95容量%、沸点が
180〜380℃の範囲内であり、かつ、15℃におけ
る密度が0.85〜0.95g/cm3である接触分解
軽油(以下LCOと略す)30〜5容量%よりなる組成
物を深度脱硫することを特徴とする全極性化合物分(=
硫黄分+窒素分+芳香族分+酸素分 以下TPCと略
す)が20〜40質量%であって、ディーゼルエンジン
の燃料噴射装置(Feed Injection Eq
uipment 以下FIEと略す)の金属部の摩耗、
破損が発生しにくい高性能低硫黄分軽油組成物の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
燃料ポンプ駆動部の早期摩耗を発生させることのない高
性能低硫黄分軽油組成物の製造方法およびそれにより得
られた組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境保全の観点から、有害な排気
ガスによる大気汚染が国際的に問題となっている。わが
国においてもそのなかのひとつであるディーゼルエンジ
ンの排気ガスによる汚染がクローズアップされ、198
9年に窒素酸化物の削減、パティキュレート規制、軽油
中の硫黄分の低減等が中央公害対策審議会から答申さ
れ、エンジンおよび燃料の両方から、大気汚染物質削減
に向けて改善が進められている。硫黄分規格の低減化は
段階的に行われ、1992年10月に0.5質量%以下
から0.2質量%以下に低減され、(EGRの装着前
硫黄による影響)さらに1997年には0.05質量%
に低減される予定である(パティキュレートラップ、酸
化触媒の実用化前)。このため、石油会社各社は軽油の
低硫黄化に向け、水添脱硫設備の新設、改造に着手して
いる。
【0003】一方、アメリカにおいては大気浄化法の改
正(1990年)を受けて、日本より早い1993年1
0月にディーゼル軽油中の硫黄分が0.2%から0.0
5質量%以下に規制されている。また、酸性雨問題が深
刻な北欧スウェーデンでは、アメリカより更に一歩進ん
でClass 1が0.001質量%以下、Class
2が0.005質量%以下といった超低硫黄分軽油が
1991年より使用されている。以上述べたように軽油
の低硫黄化は、環境保全から世界的な動きである。
【0004】ところが、スウェーデンにおいて、超低硫
黄分軽油が使われ始めた1991年1月以降ディーゼル
車の燃料噴射装置(Feed Injection E
quipment)(FIE)が早期に故障し、走行で
きなくなるというトラブルが発生した。このトラブルは
Class 1(硫黄分0.001質量%以下)、Cl
ess 2(硫黄分0.005質量%以下)といった灯
油並みの低硫黄分軽油を用いた小型乗用車の燃料ポンプ
で発生し、その数は数千台にのぼっている。スウェーデ
ンの事例では、通常ディーゼル車の燃料ポンプの最低保
証距離は10万kmであるといわれているのに対し、C
lass 2で約5000〜30000km、Clas
s 1にいたっては約3000〜10000kmで損傷
したと報告されている。
【0005】このトラブルは以下の原因で起こると推察
されている。大型トラック、バスといったディーゼルエ
ンジンのFIEは駆動部の潤滑は潤滑油(Lub Oi
l)を用いることで良好に保たれている。一方、ディー
ゼル乗用車のFIEの潤滑は、潤滑油(Lub Oi
l)ではなく、燃料自身、すなわち、ディーゼルエンジ
ンの場合、ディーゼル軽油で駆動部の摩耗を防ぐという
構造になっている。
【0006】このFIE内の金属同士の潤滑は、摩耗が
起こる金属間同士のクリアランス(Clearanc
e)が比較的小さいため、軽油の物性値で動粘度が支配
的となる流体潤滑ばかりでなく、潤滑油(この場合は燃
料である軽油)の極性化合物が支配的となる境界潤滑も
起こっている。境界潤滑が起こっている場合極性を有し
ている金属表面に、極性化合物が吸着し薄い膜を形成す
ることにより金属同士の摩耗を防いでいると言われてい
る。
【0007】スウェーデンでのFIEトラブルの原因
は、超低硫黄分軽油にすることにより、軽油中の極性化
合物すなわち、硫黄分、窒素分及び芳香族分含有量が極
度に減少したことにより(一般に超低硫黄分軽油を製造
するためには、水添脱硫装置での脱硫率を上昇させるた
め、かなり過酷な運転をしなければならず、この際副反
応の脱窒素化、芳香族の核水添反応が大幅に進行するた
め、軽油中の窒素分、芳香族分が大幅に減少することが
知られている。)、軽油の上記の境界潤滑性が大幅に減
少したためであると思われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】硫黄分の規格を満足す
るための深度脱硫をすることにより、FIEのポンプの
駆動部において金属部の摩耗、破損などのトラブルが発
生しやすくなったことを解決するために、本発明の目的
は、従来軽油において考慮されていなかったTPCとい
う概念を導入し、硫黄分の規格を満足させる範囲内でT
PCを増加させ、しいては、FIEのポンプの駆動部に
おいて金属部の摩耗、破損などのトラブルを発生しにく
くするという新たな高性能低硫黄分軽油組成物を製造す
る方法を提供する点にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、日本でも
1997年より、硫黄分0.05質量%以下の深脱軽油
の生産が開始されるのに伴い、前記問題点に関連して低
硫黄分軽油組成物における動粘度とTPCのFIEでの
潤滑性に与える影響を検討し、多大な実験結果から、F
IEでの潤滑性つまりFIEでのトラブルについては、
動粘度ではなくTPCが支配的な要因であることを確認
した。
【0010】そこで、本発明者らは原油の常圧蒸留装置
から得られる直留軽油に接触分解軽油を5〜30容量%
混合し水添脱硫することにより得られるディーゼル軽油
組成物が、軽油の潤滑性の低下を防ぐことができること
を発見し、本発明を完成するに至ったものである。
【0011】すなわち、本発明は、直留軽油留分70
〜95容量%、沸点が180〜380℃の範囲内であ
り、かつ、15℃における密度が0.85〜0.95g
/cm3である接触分解軽油(以下LCOと略す)30
〜5容量%よりなる組成物を深度脱硫することを特徴と
する全極性化合物分(=硫黄分+窒素分+芳香族分+酸
素分 以下TPCと略す)が20〜40質量%であっ
て、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置(Feed I
njection Equipment 以下FIEと
略す)の金属部の摩耗、破損が発生しにくい高性能低硫
黄分軽油組成物の製造方法およびそれにより得られた組
成物に関する。
【0012】前記直留軽油とは沸点が180〜380℃
の範囲で、15℃における密度が0.84〜0.87g
/cm3のものが好ましい。
【0013】混合する分解軽油の割合は脱硫軽油の色相
やセタン指数、パティキュレートの問題を考慮して、全
原料油に対して、5〜30容量%、好ましくは10〜2
0容量%混入させる。
【0014】水添脱硫の条件は水素分圧30〜55kg
/cm2、好ましくは38〜42kg/cm2、触媒は市
販のNi−Mo系、Co−Mo系を始めとする一般に使
用されているものであるが、適切なTPCを調整するた
めに、より選択的な脱硫活性を示すCo−Mo系触媒が
好ましい。液空間速度は1.5hr-1〜2.5hr-1
ガス比は200〜300Nl・H2/l・Oil、反応
温度は水添脱硫後の深脱軽油の硫黄分が0.05質量%
以下の深脱軽油が得られるときの温度を選択する。
【0015】得られた深脱軽油の耐摩耗性試験法として
はHFRR(High Frequency Rece
procaring Rig)やBOCLE(Boll
on Cylinder Evaluator)等が
代表的試験法であるがこれら試験器の普及が極めて低い
ことから、一般に潤滑油、グリース等の試験装置として
用いられているASTM D 4172に準じて実施し
た。ASTM D 4172の試験法の概要を以下に説明
する。この試験器では直径1/2インチのステンレス金
属球4個を用いる。まず3個を上からみて正三角形の頂
点になるように固定し、試料(軽油組成物)を満たし、
その中央部に上から残りの1個を乗せて荷重をかける。
この上から乗せた球をポンプによって10分間回転させ
た後回転を止め、下の3個についた摩耗痕を顕微鏡で拡
大し、直交する2つの軸〔摩耗線と平行する軸(X)と
直交する軸(Y)〕方向のそれぞれの直径を測定し、3
つの球それぞれのX、Yを足し合わせて平均した値を摩
耗直径として摩耗量の目安とした。この摩耗直径が小さ
いほど潤滑性が良好で、FIEトラブルが起こりにくい
試料であると推定される。
【0016】なお、特開平6−271874号公報に
は、燃焼時に粒子状物質の発生が少なくし、かつ発生熱
量を高くし、貯蔵時のスラッジ生成を少なくすることを
目的として、硫黄分0.2質量%以下の脱硫処理済みの
ディーゼル軽油基材に、接触分解軽油をブレンドしてな
るディーゼル軽油組成物が開示されている。しかしなが
ら、この技術は水添脱硫処理されたディーゼル軽油基材
へのブレンドに関するものであり、かつ発明の目的も本
発明とは根本的に異っている。
【0017】
【実施例】次に実施例を詳細に説明するが、本発明はこ
れらの実施例によって何ら制限されるものではない。硫
黄分、窒素分、動粘度はJIS K 2541、JIS
K 2609およびJIS K 2283に基づきそ
れぞれ測定した。芳香族分は、液体クロマトグラフ法を
用いて測定した。また、直留軽油およびLCOには、酸
素分はほとんどないため、表1には記載しなかった。
【0018】実施例1 常圧蒸留装置から得られる直留軽油と接触分解装置から
得られる接触分解軽油を組成物全量基準で10容量%混
合させたものを原料油として水添脱硫を行った。脱硫条
件は、1)触媒:Ni−Mo系触媒 2)LHSV:
1.6hr-1 3)ガス比:250Nl・H2/l・Oil 4)反応
温度:プロダクトの硫黄分が0.04質量%を得る温度
(338℃) 5)水素分圧:40kg/cm2であ
る。上記の条件下で得られた高性能低硫黄分軽油のAS
TM D 4172に準じて行った試験結果を表1に示
す。
【0019】実施例2 常圧蒸留装置から得られる直留軽油と接触分解装置から
得られる接触分解軽油を組成物全量基準で15容量%混
合させたものを原料油として水添脱硫を行った。脱硫条
件は、1)触媒:Co−Mo系触媒 2)LHSV:
1.6hr-1 3)ガス比:250Nl・H2/l・Oil 4)反応
温度:プロダクトの硫黄分が0.04質量%を得る温度
(330℃) 5)水素分圧:50kg/cm2であ
る。上記の条件下で得られた高性能低硫黄分軽油のAS
TM D 4172に準じて行った試験結果を表1に示
す。
【0020】実施例3 実施例2で得られた高性能低硫黄分軽油1000リット
ルに、さらに市販の低温流動性向上剤を0.1リットル
添加しASTM D 4172に準じて行った試験結果を
表1に示す。
【0021】比較例1 実施例1と同じ脱硫条件下で常圧蒸留装置から得られる
直留軽油のみを原料油として、水添脱硫を行い得られた
低硫黄分軽油の上記の条件下で得られた高性能低硫黄分
軽油のASTM D 4172に準じて行った結果を表1
に示す。
【0022】比較例2 実施例2と同じ脱硫条件下で常圧蒸留装置から得られる
直留軽油のみを原料油として、水添脱硫を行って得られ
た低硫黄分軽油の上記の条件下で得られた高性能低硫黄
分軽油のASTM D 4172に準じて行った結果を表
1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【考察】脱硫条件が同じではあるが、原料油が異なる実
施例1と比較例1および実施例2と比較例2の摩耗直径
を比較した場合、原料油中にLCOを混入させた実施例
1の方が比較例1より、摩耗量が約20μm(約6%)
小さくまた、原料油中にLCOを混入させた実施例2の
方が比較例2より、摩耗量が35μm(約8%)小さ
く、原料油中にLCOを混入させた方が耐摩耗性に優れ
た深脱軽油であることがわかる。従って、LCOを混合
してTPCを増加させることにより、摩耗直径が5%以
上軽減できることが今回初めて明らかにされた。またさ
らに流動点降下剤などで代表される極性の高い添加剤を
添加することにより、摩耗直径が小さくなり、FIEの
摩耗、破損等のトラブルが一層起こりにくくなる。
【0025】
【効果】
(1)本発明により、JIS規格に定める硫黄分が0.
05質量%以下の深脱軽油について、従来の常圧蒸留装
置から留出される直留軽油分のみを水添脱硫するという
製造方法により製造される低硫黄分軽油よりも、潤滑性
に優れ、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置(FIEと
略す)の摩耗、破損等のトラブルが発生しにくい高性能
低硫黄分軽油組成物を提供できた。 (2)本発明は、用途が余り多くないLCOの用途を拡
大できた。 (3)LCOの使用分だけ軽油組成物の増産ができた。
フロントページの続き (72)発明者 渋谷 昌彦 東京都千代田区霞が関3丁目2番5号 昭 和シェル石油株式会社内 (72)発明者 小林 一郎 東京都千代田区霞が関3丁目2番5号 昭 和シェル石油株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直留軽油留分70〜95容量%、沸
    点が180〜380℃の範囲内であり、かつ、15℃に
    おける密度が0.85〜0.95g/cm3である接触
    分解軽油(以下LCOと略す)30〜5容量%よりなる
    組成物を深度脱硫することを特徴とする全極性化合物分
    (=硫黄分+窒素分+芳香族分+酸素分 以下TPCと
    略す)が20〜40質量%であって、ディーゼルエンジ
    ンの燃料噴射装置(Feed Injection E
    quipment 以下FIEと略す)の金属部の摩
    耗、破損が発生しにくい高性能低硫黄分軽油組成物の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法で得られた全極性化
    合物分(=硫黄分+窒素分+芳香族分+酸素分 以下T
    PCと略す)が20〜40質量%であって、ディーゼル
    エンジンの燃料噴射装置(Feed Injectio
    n Equipment 以下FIEと略す)の金属部
    の摩耗、破損が発生しにくい高性能低硫黄分軽油組成
    物。
JP16140795A 1995-06-05 1995-06-05 高性能低硫黄分軽油組成物の製造方法 Pending JPH08333586A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012031333A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Cosmo Oil Co Ltd 軽油組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012031333A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Cosmo Oil Co Ltd 軽油組成物

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