JPH10316981A - ディーゼルエンジン用燃料油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いセタン価を保持しつつ、燃焼の際に生ず
る粒子状物質（パティキュレートマター、またはＰＭ）
の排気ガス中への排出量を低減し、かつ安価なディーゼ
ルエンジン用燃料油を提供すること。 【解決手段】 鉱油を主成分とし、 【化１】 （式中、Ｒ₁およびＲ₂は、アルキル基、シクロアルキル
基、フェニル基またはアルケニル基であって、炭素数１
〜１０を有する。また、Ｒ₁およびＲ₂は同一であっても
異なっていてもよい。そして、ｎは、０または１〜５の
整数である。）で表されるジケトン化合物の少なくとも
１種を１〜１５重量％含有することを特徴とするディー
ゼルエンジン用燃料油組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なディーゼル
エンジン用燃料油組成物に関する。さらに詳しくは、鉱
油を主成分とし、ジケトン化合物を１〜１５重量％含有
するディーゼルエンジン用燃料油組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンは、自動車、船舶、
建設機械などに搭載されて社会に広く普及し、更にその
量は年々増加する傾向にある。これに伴ってディーゼル
エンジン用燃料油の需要が増大することから、直留軽油
の重質化、直留軽油への分解軽油の混合使用などの対応
が必至となっている。これらの対応によって、軽油のセ
タン価が低下して、ディーゼルエンジンの着火性の悪化
をもたらす。一方、ディーゼルエンジンからの排気ガス
中の、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、亜硫酸ガ
ス、粒子状物質がさらに増加する。従って、ディーゼル
エンジンの正常な運転および大気汚染防止の観点から、
高いセタン価を保持し、かつこれらの排出物質を低減す
ることが社会からの強い要望となっている。

【０００３】ディーゼルエンジンからの排出物質を低減
するために、燃焼室の形状、排気ガス再循環装置、排気
ガス浄化用触媒装置、粒子状物質の捕集装置、燃料油お
よび潤滑油の品質の改良など、多方面からの努力がなさ
れてきたが、経済性においても、長期間にわたる性能の
安定性においても、いまだ充分な低減効果を得るに至っ
ていない。

【０００４】一方、燃料油の品質を改良して排出物質を
低減する方法は、ディーゼルエンジンの機構の変更を殆
ど必要としないことから、有効な低減方法として注目さ
れてきた。たとえば、特開平３−２３４７９３号公報に
は、鉱油にジメチルアセタールを含有する燃料油は、黒
煙発生量及びＮＯｘが極めて少なく、着火性、熱効率が
よいことが記載されている。しかし、多量のジメチルア
セタールを含有するディーゼルエンジン用燃料油を日常
的に燃料油として使用することは、経済的な観点から困
難であった。

【０００５】特開平４−２１３３９１号公報には、過塩
基化カルシウムスルホネートを有機溶媒に分散したディ
ーゼル燃料用添加剤を用いたものが記載されている。特
開平７−７０５７０号公報には、有機酸の金属塩の過酸
化物である化合物を含有する燃料添加剤を用いたものが
記載されている。しかし、金属を含有する添加剤は、燃
料油が燃焼した時、それ自体が灰分、すなわち、アッシ
ュとなって排気ガス中へ排出され、人体に害を及ぼすと
いう弊害があった。

【０００６】また、特開昭５９−２０７９８８号公報に
は、低質軽油の着火性を改善する目的で、０．１ｗｔ％
以上のアルキルナイトレート、又はジアルキルフタレー
トを添加した燃料組成物が記載され、さらに、ジアルキ
ルフタレートを添加した燃料組成物は、初期燃焼を進め
て燃焼を完全とし、汚れの発生を防ぐことが記載されて
いる。しかし、実使用状態のディーゼルエンジンにおけ
る多様な運転条件下で生ずる粒子状物質の排出量は、燃
料組成物の初期燃焼を進めるのみで達成することは困難
であった。

【０００７】さらに、特開平７−１８２７１号公報に
は、グリコール・エーテル化合物を添加したディーゼル
機関用燃料組成物は、燃焼排気ガス中の窒素酸化物およ
び高級炭化水素を顕著に減少させ、さらに燃焼排気ガス
の臭気および黒色煙をも大幅に減少できることが記載さ
れている。しかし、グリコール・エーテル化合物は、そ
の製造工程でアルキルクロライド、フッ化水素などの高
価な物質を使用することから、製造コストが大きいとい
う問題があった。

【０００８】上記のとおり、従来の技術のいずれにおい
ても、鉱油を主成分とし、排気ガス中への粒子状物質
（以下、パティキュレートマターまたはＰＭという。）
の排出量を著しく低減し、かつ安価なディーゼルエンジ
ン用燃料油組成物を得ることができなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来の技術を改善し、燃焼の際に生ずるＰＭの排気ガス
中への排出量を低減し、かつ安価なディーゼルエンジン
用燃料油を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、燃料油添
加剤として、含酸素化合物に着目して鋭意検討を重ねた
結果、ジケトン化合物の製造コストが安価であって、し
かも、ジケトン化合物の特定量を添加したディーゼルエ
ンジン用燃料油は、燃焼の際に生ずるＰＭの排気ガス中
への排出量を著しく低減することを見いだし、本発明を
完成するに至った。

【００１１】すなわち、本発明は、鉱油を主成分とし、 （ａ）化学式（１）

【化２】 （式中、Ｒ₁およびＲ₂は、アルキル基、シクロアルキル
基、フェニル基またはアルケニル基であって、炭素数１
〜１０を有する。また、Ｒ₁およびＲ₂は同一であっても
異なっていてもよい。そして、ｎは、０または１〜５の
整数である。）で表されるジケトン化合物の少なくとも
１種を１〜１５重量％含有することを特徴とするディー
ゼルエンジン用燃料油組成物を提供するものである。

【００１２】本発明は、上記のようなディーゼルエンジ
ン用燃料油組成物に係るものであるが、その好ましい実
施の態様として、次のものを包含する。 （１）前記ジケトン化合物を表す化学式（１）中のＲ₁
およびＲ₂が、アルキル基またはアルケニル基であっ
て、炭素数が１〜４を有し、かつｎは、１〜３の整数で
あるディーゼルエンジン用燃料油組成物。 （２）前記ジケトン化合物が、アセチルアセトンである
ディーゼルエンジン用燃料油組成物。 （３）前記ジケトン化合物の含有量が、２〜８重量％で
あるディーゼルエンジン用燃料油組成物。 （４）前記ジケトン化合物の含有量が、２〜８重量％で
ある上記（１）または上記（２）記載のディーゼルエン
ジン用燃料油組成物。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。本発明のディーゼルエンジン用燃料油組成物は、鉱
油を主成分とし、ジケトン化合物の特定量を含有したも
のである。

【００１４】（Ａ）鉱油 本発明で使用する鉱油は、引火点が４０℃以上、かつ蒸
留性状の９０％留出温度が３６０℃以下の石油留分を５
０％以上含有する鉱油留分を使用することができる。た
とえば、灯油、ＪＩＳ Ｋ２２０４に規定する軽油、Ｊ
ＩＳ Ｋ２２０５に規定するＡ重油などを挙げることが
できる。上記の石油留分は、原油を常圧蒸留して製造し
た石油留分のほか、原油を常圧蒸留して製造した石油留
分をさらに水素化分解、接触分解などの処理をした石油
留分を、単独にまたは混合して使用することができる。
本発明で使用する鉱油のＨ／Ｃ（原子比）は、１．７〜
１．９である。Ｈ／Ｃが、１．７未満の場合にはディー
ゼルエンジンの燃焼室において完全燃焼しにくいために
ＰＭおよびＣＯの排出量が増大し、１．９を超える場合
にはディーゼルエンジン用燃料油組成物の単位重量当た
りの発熱量が高いものの、単位容量当たりの発熱量が低
く、ディーゼル自動車の走行燃費（走行距離／燃料油
（ｋｍ／Ｌ））が劣る。

【００１５】（Ｂ）ジケトン化合物 本発明で使用するジケトン化合物は、化学式（１）

【００１６】

【化３】 （式中、Ｒ₁およびＲ₂は、アルキル基、シクロアルキル
基、フェニル基またはアルケニル基であって、炭素数１
〜１０を有する。また、Ｒ₁およびＲ₂は同一であっても
異なっていてもよい。そして、ｎは、０または１〜５の
整数である。）で表されるものである。

【００１７】本発明で使用するジケトン化合物は、化学
式（１）中のＲ₁およびＲ₂が、アルキル基、シクロアル
キル基、フェニル基またはアルケニル基であって、炭素
数１〜１０を有するものである。アルキル基またはアル
ケニル基は、直鎖状であっても、分鎖状であってもよ
い。たとえば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、
イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒ
ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、シク
ロヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−
エチルヘキシル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基などを
挙げることができる。炭素数が１０を超える場合にはデ
ィーゼルエンジン用燃料油組成物の粘度が増大して、燃
料油系統内での通油および燃料噴射が困難となる。好ま
しい炭素数は１〜４であって、メチル基、エチル基、ｎ
−プロピル基、ｎ−ブチル基などである。本発明で使用
するジケトン化合物は、単独にまたは２種以上を併用し
て使用することができる。

【００１８】また、化学式（１）中のｎは、０または１
〜５の整数である。ｎが５を超える場合にはディーゼル
エンジン用燃料油組成物の粘度が増大して、燃料油系統
内での通油および燃料噴射が困難となる。好ましくは１
〜３の整数である。

【００１９】このようなジケトン化合物としては、アセ
トニルアセトン（ＣＨ₃ＣＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＣＨ₃）、
２，６−ヘプタンジオン（ＣＨ₃ＣＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｃ
ＯＣＨ₃）などの１，４−、１，５−または１，６−ジ
ケトン；アセチルアセトン（ＣＨ₃ＣＯＣＨ₂ＣＯＣ
Ｈ₃）、プロピオニルアセトン（ＣＨ₃ＣＨ₂ＣＯＣＨ₂Ｃ
ＯＣＨ₃）、ブチオニルアセトン（ＣＨ₃ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯ
ＣＨ₂ＣＯＣＨ₃）などの１，３−ジケトン；ジアセチル
（ＣＨ₃ＣＯＣＯＣＨ₃）などの１，２−ジケトンなどを
挙げることができる。好ましくはアセチルアセトンであ
る。

【００２０】本発明で使用するジケトン化合物の含有量
が１重量％未満の場合には、ＰＭを低減する効果が得ら
れず、１５重量％を超える場合には、含有量に見合うだ
けのＰＭを低減する効果が得られず経済的でない。従っ
て、ジケトン化合物の含有量が１〜１５重量％の場合に
おいてのみ、ＰＭが低減する効果が得られ、かつ経済的
である。ジケトン化合物の含有量は、好ましくは２〜８
重量％である。

【００２１】本発明で使用するジケトン化合物は、所望
により稀釈剤に溶解して使用することができる。稀釈剤
としては、公知の有機溶媒を使用することができ、たと
えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ドデカンなどの飽和脂肪族炭
化水素、キシレン、トルエンなどの芳香族炭化水素、軽
油などの燃料油などを挙げることができる。これらの稀
釈剤の使用量は、本発明のディーゼルエンジン用燃料油
組成物の性能の障害にならない範囲であれば特に限定さ
れないが、通常ジケトン化合物の含有量１００重量部に
対して、１０〜１０００重量部である。

【００２２】（Ｄ）燃料油添加剤 所望により、本発明のディーゼルエンジン用燃料油組成
物は、その性能を損なわない範囲で、公知の燃料油添加
剤を使用することができる。たとえば、セタン価向上
剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、清浄剤、腐食防止剤
などを挙げることができる。これらの燃料油添加剤は、
たとえば桜井俊男編「石油製品添加剤」（幸書房）に記
載されている。これらの添加剤の添加量は、たとえば、
セタン価向上剤の場合、０．１〜２．０重量％である
が、この添加量に限定するものでない。これらの添加剤
は、単独にまたは２種以上を適宜組み合わせて使用する
ことができる。

【００２３】さらに、本発明のディーゼルエンジン用燃
料油組成物は、その性能を損なわない範囲で、アルコー
ル、エーテルなどの含酸素化合物を使用することもでき
る。たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブ
タノール、アミルアルコール、イソアミルアルコール、
ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、ｎ−ヘプ
チルアルコール、トリデシルアルコール、シクロヘキサ
ノール、メチルシクロヘキサノールなどの脂肪族アルコ
ール、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、エチルｔｅｒ
ｔ−ブチルエーテルなどを挙げることができる。アルコ
ール、エーテルなどの含酸素化合物の添加量は、０．１
〜１０％の範囲であるが、この添加量に限定するもので
はない。

【００２４】

【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに詳
細に説明する。なお本発明は、以下の実施例によって何
等限定されるものではない。また以下の実施例では、次
の鉱油 、ジケトン化合物を使用し、ＰＭの排出量は、
「ディーゼル自動車１３モード排出ガス及び粒子状物質
試験法」（ＴＲＩＡＳ ２３−１９９２）に準拠して測
定した。 （１）鉱油 原油を常圧蒸留して得られた軽油留分７０容量％、およ
び原油を常圧常留して得られた重質油留分を接触分解し
て得られた接触分解軽油留分３０容量％を混合して、鉱
油を調製した。 調製した鉱油の物理性状を表１に示し
た。

【００２５】

【表１】 （２）ジケトン化合物 ＡＡ：アセチルアセトン（東京化成株式会社製：試薬特
級）を使用した。 （３）ディーゼル自動車１３モード排出ガス及び粒子状
物質試験法 排気ガス中へのＰＭの排出量の測定方法は、「ディーゼ
ル自動車１３モード排出ガス及び粒子状物質試験法」
（ＴＲＩＡＳ ２３−１９９２）に準拠した。 （ａ）試験エンジンおよび運転条件 試験に使用したディーゼルエンジンの主要諸元を表２に
示す。また、エンジンの運転常件は、表３のとおりであ
る。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】（ｂ）排気ガスの捕集方法および測定方法 排気管から、排気ガスの一部をミニダイリューショント
ンネルシステム（司測研株式会社製）に導き、ＰＭの排
出量を測定した。また、自動車排気ガス測定装置（堀場
製作所株式会社製 ＭＥＸＡ−９００Ｄ）を用いてＣＯ
の排出量を測定した。エンジン試験方法に規定した１３
種類の運行条件で発生した各排出量を測定し、その総排
出量（ｇ／ｋＷｈ）を算出した。

【００２９】（実施例および比較例）鉱油に、ＡＡ（ア
セチルアセトン）を添加して良く混合して、燃料油を調
製した。調製した燃料油について、エンジン試験を行
い、ＰＭおよびＣＯの排出量を測定した。ＡＡの配合割
合および排気ガス中のＰＭおよびＣＯの排出量の測定結
果を、表４に示した。

【００３０】

【表４】

【００３１】表４から明らかなように、ＡＡの特定量を
含有したディーゼルエンジン用燃料油は、特定量を含有
していないものに較べて、優れたＰＭの低減効果が認め
られた。すなわち、ジケトン化合物の特定量を含有した
ディーゼルエンジン用燃料油組成物は、排気ガス中のＰ
Ｍの排出量を著しく低減した。また、ＣＯの排出量は、
殆ど変わらなかった。

【００３２】

【発明の効果】以上、詳細かつ具体的に説明したよう
に、本発明によれば、鉱油に、化学式（１）で表される
ジケトン化合物を１〜１５重量％とすることによって、
燃焼の際に生ずるＰＭの排出量が著しく低減し、ＣＯの
排出量の増加もなく、かつ安価なディーゼルエンジン用
燃料油組成物を提供することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉱油を主成分とし、次の化学式（１） 【化１】 （式中、Ｒ₁およびＲ₂は、アルキル基、シクロアルキル
   基、フェニル基またはアルケニル基であって、炭素数１
   〜１０を有する。また、Ｒ₁およびＲ₂は同一であっても
   異なっていてもよい。そして、ｎは、０または１〜５の
   整数である。）で表されるジケトン化合物の少なくとも
   １種を１〜１５重量％含有することを特徴とするディー
   ゼルエンジン用燃料油組成物。