JP2004091677A - Ａ重油 - Google Patents

Abstract

【課題】ディーゼルエンジン機器から排出される粒子状物質を低減した環境に優しいＡ重油を提供する。
【解決手段】硫黄分が０．０２質量％以下であり、残留炭素分付与用基材として、石油樹脂を含有することを特徴とするＡ重油。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ａ重油に関する。更に詳しくは、環境負荷を低減する低硫黄Ａ重油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ａ重油は、ボイラー等の外燃機器燃料や小型漁船、建設機器等の陸上輸送用以外のディーゼルエンジン機器燃料として用いられている。
近年、環境負荷低減の観点から、ディーゼルエンジン機器から排出される有害物質、とりわけ粒子状物質の低減要望が非常に強くなっている。
ディーゼルエンジン機器から排出される粒子状物質を低減するために、粒子状物質中のサルフェートの生成要因である、Ａ重油に含まれる硫黄分のさらなる低減が求められている。
一方、Ａ重油は税法上１０％残留炭素分が０．２質量％以上になるように、残留炭素分付与基材を含有しなければならない。しかし、従来使用されている残留炭素付与基材は重質基材であるため、通常の基材と違い、石油精製工程中の装置で脱硫することは不可能である。そのため、残留炭素付与基材に起因する硫黄分により、Ａ重油中に含まれる硫黄分の低減が難しい状況である。
【０００３】
Ａ重油中の硫黄分を低減する方法として、基材を脱硫することが考えられるが、上述したようにその方法では、残留炭素付与基材に起因する硫黄分により、Ａ重油に含まれる硫黄含有量の低減が難しく、硫黄分を０．０２質量％以下にすることは不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、環境負荷を低減する低硫黄Ａ重油を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、硫黄分が０．０２質量％以下であり、残留炭素分付与用基材として石油樹脂を含有することを特徴とするＡ重油に関する。
また本発明は、５０℃での動粘度が１０ｍｍ^２／ｓ以下、流動点が０℃以下、窒素分０．１質量％以下、水分０．１容量％以下、セタン指数４０以上、ドライスラッジ量が２．０ｍｇ／１００ｍｌ以下であることを特徴とする前記Ａ重油に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のＡ重油は、硫黄分が０．０２質量％以下であることが必須である。硫黄分は排ガス中の有害物質を低減するために、０．０２質量％以下であることが必要であり、０．０１５質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％以下であることがより好ましい。
本発明において、硫黄分とは、それぞれ、ＪＩＳ　Ｋ　２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」、ＪＩＳ　Ｋ　２６０９「原油及び石油製品−窒素分試験方法」に準拠して得られた値を意味している。
【０００７】
本発明のＡ重油は、残留炭素分付与用基材として、石油樹脂を含有することが必須である。
本発明でいう石油樹脂とは、石油類の熱分解（スチームクラッキング等）によりエチレン、プロピレンを製造する際に副生する分解油留分中のジオレフィン、モノオレフィンなどを混合物のまま、フリーデルークラフツ型触媒を用いてカチオン的に重合して得られる熱可塑性樹脂のことをいう。石油樹脂としては、重合にあずかる分解油留分のうちＣ５留分（ピペリレン、イソブチレンなど）を原料とするものを脂肪族系またはＣ５系石油樹脂、Ｃ９留分（スチレン同族体ならびにインデン同族体など）を原料とするものをＣ９系石油樹脂とする２種類の石油樹脂が知られており、いずれも従来の残留炭素分付与用基材と比べると、硫黄含有量が著しく低くなっている。
本発明において使用する石油樹脂としては特に制限はなく、市販のものをはじめとして各種の石油樹脂を使用することができる。そのうち、原料の分解油留分がＣ９留分であり、重量平均分子量が５００から５０００、軟化点が６０℃から２００℃、硫黄分が０．０１質量％以下のものを使用することが好ましい。なかでも、製造コスト、Ａ重油への溶解性、Ａ重油の硫黄分の点から、重量平均分子量は１０００以上２５００以下、軟化点が９０℃以上１４０℃以下、硫黄分が０．００１質量％以下のＣ９系石油樹脂を使用することが特に好ましい。
本発明のＡ重油は上述した通り、石油樹脂を使用することが必須であるが、Ａ重油の硫黄分が０．０２質量％を超えない範囲で、その他の残留炭素分付与用基材を併用して用いても良い。
その他の残留炭素分付与用基材としては、常圧残油、直脱残油、減圧残油、エキストラクト、スラリー油等が挙げられる。これらの中の１種もしくは２種以上を石油樹脂に混合して使用することができる。
【０００８】
本発明のＡ重油の１０％残留炭素分については特に制限はないが、税法上のＡ重油の免税条件である「１０％残油の残留炭素分０．２質量％以上」の点から０．２質量％以上であることが必要であり、スラッジによるフィルター目詰まり防止の点から、０．５質量％以下が必要であり、０．４質量％以下が好ましく、０．３質量％以下がより好ましい。
本発明において、１０％残留炭素分とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２７０「原油及び石油製品−残留炭素分試験方法」により測定される値を意味するものである。
【０００９】
本発明のＡ重油の５０℃における動粘度については特に制限はないが、燃焼異常を防止する点から、５ｍｍ^２／ｓ以下のものが好ましく、４ｍｍ^２／ｓ以下がより好ましく、３ｍｍ^２／ｓ以下が最も好ましい。また、燃料噴射ポンプの摩耗および焼付き防止の点から、１．２ｍｍ^２／ｓ以上が好ましく、１．４ｍｍ^２／ｓ以上がより好ましく、１．６ｍｍ^２／ｓ以上が最も好ましい。
本発明において、５０℃における動粘度とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２８３「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」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【００１０】
本発明のＡ重油の流動点については特に制限はないが、低温時のワックス析出を減少させる点から、０℃以下であることが好ましく、−５℃以下がより好ましく、−１０℃以下が最も好ましい。
本発明において、流動点とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２６９「原油及び石油製品の流動点試験方法」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【００１１】
本発明のＡ重油の窒素分については特に制限はないが、排ガス中の有害物質を低減するには、０．１質量％以下であることが好ましく、０．０８質量％以下であることがより好ましく、０．０５質量％以下であることが最も好ましい。
本発明において、窒素分とは、ＪＩＳ　Ｋ　２６０９「原油及び石油製品−窒素分試験方法」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【００１２】
本発明のＡ重油の水分含有量については特に制限はないが、低温時のフィルター目詰まりを防止するには、水分は０．１容量％以下であることが好ましく、０．０８容量％以下がより好ましく、０．０５容量％以下であることが最も好ましい。
本発明において、水分含有量とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２７５「原油及び石油製品−水分試験方法」に準拠して得られた値を表すものを意味している。
【００１３】
本発明のＡ重油のセタン指数については、特に制限はないが、燃焼性向上の点から４０以上であることが好ましく、４３以上であることがより好ましく、４５以上であることが最も好ましい。
本発明において、セタン指数はＪＩＳ　Ｋ　２２０４−１９９２「軽油」に準拠して得られた値を表すものを意味している。つまり次の式によって算出する。
セタン指数＝０．４９０８３＋１．０６５７７Ｘ−０．００１０５２２Ｘ^２
ただし、上記式中、Ｘは以下のとおりである。
Ｘ＝９７．８３３（ｌｏｇＡ）^２＋２．２０８８ＢｌｏｇＡ＋０．０１２４７Ｂ^２−４２３．５１ｌｏｇＡ−４．７８０８Ｂ＋４１９．５９
Ａ：（９／５）［１０１．３ｋＰａ（７６０ｍｍＨｇ）における５０％留出温度（℃）］＋３２
Ｂ：ＡＰＩ度
なお、「１０１．３ｋＰａ（７６０ｍｍＨｇ）における５０％留出温度（℃）」は、ＪＩＳ　Ｋ　２２５４「石油製品−蒸留試験方法」によって測定し、「ＡＰＩ度」は、ＪＩＳ　Ｋ　２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」によって１５℃の密度から換算して求める。
【００１４】
本発明のＡ重油のドライスラッジ量については特に制限はないが、常温でのフィルター目詰まりが起こり難くなる点から、２．０ｍｇ／１００ｍｌ以下であることが好ましく、１．５ｍｇ／１００ｍｌ以下であることがより好ましく、１．０ｍｇ／１００ｍｌ以下であることが最も好ましい。
ここでいうドライスラッジ量とは、常温において、試料を目開き１．２μｍのフィルターで吸引ろ過し、ろ過後のフィルター及びフィルター上の残留物をｎ−ヘプタンで洗浄し、乾燥後残留物の質量から、試料１００ｍｌ当りの残留物の質量で表される値を意味している。
【００１５】
また、本発明のＡ重油のセタン価については特に制限はないが、燃焼性向上の点から、３５以上であることが好ましく、３８以上であることがより好ましく、４０以上であることが最も好ましい。
ここでいうセタン価とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２８０「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」に準拠して得られる値を意味している。
【００１６】
また、本発明のＡ重油のＣＦＰＰ（目詰まり点）については特に制限はないが、冬期においてワックスによるフィルター目詰まりの防止により優れることから、＋５℃以下であることが好ましく、０℃以下であることがより好ましく、−５℃以下であることが最も好ましい。
本発明において、ＣＦＰＰとは、ＪＩＳ　Ｋ　２２８８「軽油−目詰まり点試験方法」に準拠して得られる値を意味している。
【００１７】
また、本発明のＡ重油の−５℃におけるワックス含有量については特に制限はないが、冬期においてワックスによるフィルター目詰まりの防止により優れることから、１．０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましく、０．３質量％以下であることが最も好ましい。
本発明において、−５℃におけるワックス含有量とは、メンブランフィルター、メチルエチルケトン−アセトン混合溶剤及び試料を−５℃まで冷却し、試料１７ｇを、目開き５．０μｍのメンブランフィルターで吸引ろ過し、フィルター上のワックスをメチルエチルケトン−アセトン混合溶剤３０ｍｌで洗浄した後、フィルターに捕集したワックス量を測り、試料全量に対するワックス量を表すものを意味している。
【００１８】
本発明のＡ重油のアスファルテン分は特に制限はないが、低温性能等を向上させる点から、０．０５質量％以下であることが好ましく、０．０３質量％以下であることがより好ましく、０．０２質量％以下であることが最も好ましい。
本発明において、アスファルテン分とは、ＩＰ１４３「アスファルテン分試験方法」に準拠して得られる値を意味している。
【００１９】
また、本発明のＡ重油の蒸留性状については何ら制限はないが、通常は下記性状を満たすものが好ましい。
蒸留初留点　　　　　　　：　１２０〜２４０℃
１０％留出温度（Ｔ１０）：　１５０〜２８０℃
５０％留出温度（Ｔ５０）：　２３０〜３３０℃
９０％留出温度（Ｔ９０）：　２８０〜４１０℃
本発明のＡ重油の初留点は、燃焼機器出力低下防止の点から１２０℃以上が好ましく、１３０℃以上がより好ましく、１４０℃以上が最も好ましい。また、燃焼異常を防止する点から２４０℃以下が好ましく、２３０℃以下がより好ましく、２２０℃以下が最も好ましい。
本発明のＡ重油のＴ１０は、燃焼機器出力低下防止の点から１５０℃以上が好ましく、１６０℃以上がより好ましく、１７０℃以上が最も好ましい。また、燃焼異常を防止する点から２８０℃以下が好ましく、２７０℃以下がより好ましく、２６０℃以下が最も好ましい。
本発明のＡ重油のＴ５０は、燃焼機器出力低下防止の点から２３０℃以上が好ましく、２４０℃以上がより好ましく、２５０℃以上が最も好ましい。また、燃焼異常を防止する点から３３０℃以下が好ましく、３２０℃以下がより好ましく、３１０℃以下が最も好ましい。
本発明のＡ重油のＴ９０は、燃焼機器出力低下防止の点から２８０℃以上が好ましく、２９０℃以上がより好ましく、３００℃以上が最も好ましい。また、燃焼異常を防止する点から４１０℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましく、３９０℃以下が最も好ましい。
本発明において、上記蒸留性状は、ＪＩＳ　Ｋ　２２５４「石油製品−蒸留試験方法」に準拠して得られる値を意味している。
【００２０】
本発明のＡ重油の引火点については特に制限はないが、通常６０℃以上１１０℃以下であることが好ましく、燃焼異常を防止する点から１００℃以下がより好ましく、９５℃以下がさらに好ましく、９０℃以下が最も好ましい。
本発明において、引火点とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法」に準拠して得られた値を意味している。
【００２１】
本発明のＡ重油の総発熱量については特に制限はないが、通常３００００Ｊ／ｇ以上５００００Ｊ／ｇ以下であることが好ましい。総発熱量の下限は、機器の燃焼効率の低下を防止する点から、３１０００Ｊ／ｇ以上がより好ましく、３２０００Ｊ／ｇ以上がさらに好ましい。また、上限については、燃焼異常を防止する点から、４９０００Ｊ／ｇ以下がより好ましく、４８０００Ｊ／ｇ以下がさらに好ましい。
本発明において、総発熱量とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２７９「原油及び石油製品−発熱量試験方法及び計算による推定方法」に準拠して得られた値を意味している。
【００２２】
本発明のＡ重油の１５℃における密度については特に制限はないが、通常０．８０ｇ／ｃｍ^３以上０．９５ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。１５℃における密度の下限は、機器の燃焼効率の低下を防止する点から、０．８１ｇ／ｃｍ^３以上がより好ましく、０．８２ｇ／ｃｍ^３以上がさらに好ましい。また、上限については、燃焼異常を防止する点から、０．９４ｇ／ｃｍ^３以下がより好ましく、０．９３ｇ／ｃｍ^３以下がさらに好ましい。
本発明において、１５℃における密度とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」に準拠して得られた値を意味している。
【００２３】
本発明のＡ重油の製造方法は任意であり、本発明で規定する性状を逸脱しない範囲で、Ａ重油基材に残留炭素付与用基材を混合し、必要に応じて添加剤を配合して製造される。
Ａ重油基材としては、常圧蒸留装置より得られる直留灯油又は脱硫処理した灯油、直留軽質軽油又は脱硫処理した軽質軽油、直留重質軽油又は脱硫処理した重質軽油、流動接触分解装置及び／又は残渣流動接触分解装置より得られる軽質サイクル油、減圧蒸留装置より得られる減圧軽油を水素化脱硫した水素化脱硫減圧軽油、水素化分解装置より得られる水素化分解軽油、直接重油脱硫装置より得られる直脱軽油等が挙げられる。これらの基材を１種、または２種以上を混合して使用することができる。
【００２４】
また、添加剤としては、流動性向上剤、セタン価向上剤、酸化防止剤、安定化剤、分散剤、金属不活性化剤、微生物殺菌剤、助燃剤、帯電防止剤、識別剤、着色剤等の各種添加剤を適宜加えることができる。
これらの中でも、冬期においてワックスによるフィルター目詰まりを防止する効果により優れることから、流動性向上剤を添加することが好ましい。流動性向上剤としては、たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体等のポリマー型添加剤、油溶性分散剤型添加剤およびアルケルコハク酸等を用いることが出来る。
また、流動性向上剤の添加量については何ら制限はないが、Ａ重油全量基準で０．００１〜０．１容量％であることが好ましく、０．０１〜０．０５容量％であることがより好ましい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のＡ重油は低硫黄Ａ重油であり、環境負荷を著しく低減することができる。
【００２６】
【実施例】
次に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。
【００２７】
［実施例１〜３および比較例１〜４］
表１に示す性状を有する各基材を表２に示す容量比で混合し、実施例１〜３および比較例１のＡ重油を調製した。各試料油の性状を表２に記載した。また、比較例２〜４として市販Ａ重油の性状を表２に併記した。なお、実施例１〜３の残留炭素分付与用基材として、表１の石油樹脂（原料分解油留分：Ｃ９留分、重量平均分子量：１５００、軟化点：１２０℃、硫黄含有量：０．００１質量％）を用いた。
各試料油および市販Ａ重油について、排出ガス中の粒子状物質の測定を下記の方法により行い、結果を表２に併記した。
【００２８】
（排出ガス粒子状物質測定）
試験用エンジンとして下記の諸元のものを用いる。なお、全ての試験において、回転数１５００ｒｐｍ、負荷５．０ｋＷの定常条件で排出ガスの測定を行った。
排出ガスの粒子状物質の測定は株式会社司測研製のＴＥＯＭ（Ｔａｐｅｒ　　Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ　　Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）：Ｔｙｐｅ５１０５を用い、排出ガスを３０倍に希釈し、４０℃で濃度測定を行った。粒子状物質のサンプリングには炭化フッ素皮膜ガラス繊維フィルターを使用した。
評価は、比較例１で行ったときの粒子状物質の値を１００とし、その値を基準とする相対値で行った。
・エンジン諸元
エンジン種類：空冷４サイクル単気筒ディーゼルエンジン
排気量：４０６ｃｃ
最大出力：７．４ｋＷ
【００２９】
表２の結果から明らかなように、実施例１〜３のＡ重油は、いずれも粒子状物質が非常に少なく、環境負荷低減に優れることが分かる。
これに対して、硫黄分が本発明の規定範囲外である比較例１〜４のＡ重油は排出ガス粒子状物質が多いものであった。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【表２】

Claims (2)

1. 硫黄分が０．０２質量％以下であり、残留炭素分付与用基材として石油樹脂を含有することを特徴とするＡ重油。
2. ５０℃での動粘度が１０ｍｍ^２／ｓ以下、流動点が０℃以下、窒素分０．１質量％以下、水分０．１容量％以下、セタン指数４０以上、ドライスラッジ量が２．０ｍｇ／１００ｍｌ以下であることを特徴とする請求項１記載のＡ重油。