JP3824961B2 - 燃料油組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料油組成物に関する。詳しくは、ワックス含有燃料油と流動性向上剤を含有する燃料油組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
石油中間留出油、例えば、ディーゼル燃料油、A重油等は、冬期あるいは寒冷地において低温(例えば0℃〜−20℃)にさらされると、その中に含まれるワックスが析出し、配管系のフィルターを目詰まらせたり、又、配管系内にて固化することにより不具合が発生している。
これらの低温での流動性に関する問題点を解決するために、従来、▲1▼エチレン−飽和カルボン酸ビニルエステル系共重合体を基油に添加する方法が数多く提案されている。例えば、特公昭39−200692号公報、特公昭48−23165号公報、特開昭59−136391号公報などに記載されている。
また、これらの低温流動性をより向上させるものとして、▲2▼エチレン−カルボン酸ビニル共重合体の不飽和ジカルボン酸エステルグラフト付加物及びそれら付加物とエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体を併用して添加する方法[特公昭58−39472公報、特開平10−245574号公報]などが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら▲1▼、▲2▼に開示されているものは、燃料油の低温での流動性を向上させるものの、副作用として常温でフィルターの目詰まりを起こす問題(通油性の低下)が生じる。従来の硫黄含量が高い燃料油においては、比較的少量の流動性向上剤で低温流動性を向上できたため、通油性の低下は大きな問題とはならなかったが、低硫黄燃料油に対しては低温流動性を向上させるのに必要な添加量が著しく増大し、その結果、通油性の低下が問題となっている。
近年、環境問題から燃料油組成物中の硫黄含量の低減が望まれており、低温流動性に優れ、かつ通油性の問題のない低硫黄燃料油組成物の開発が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、高硫黄含量の燃料油からなる燃料油組成物のみならず、とりわけ低硫黄含量とした場合においても、低温流動性に優れ、かつ通油性の問題のない燃料油組成物を見いだし本発明に至った。
すなわち本発明は、炭素数20以上のn−パラフィンを含有する燃料油および低温流動性向上剤からなる燃料油組成物であって、低温流動性向上剤がエチレン(a)および炭素数2〜24の脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b)を必須構成単量体としてなる共重合体(A)からなり、燃料油中の炭素数20以上のn−パラフィンの炭素数(x)とその含有量(y[重量%])の下記関係式(1)における傾き(α)の絶対値(αa)と、燃料油組成物中の共重合体(A)の含有量(WA[重量%])が下式(2)の関係を満たし、かつ、(A)の+10℃におけるヘキサン不溶分(IH[重量%])と(αa)が下式(3)の関係を満たすことを特徴とする燃料油組成物である。
y=αx+β (1)
0.04 ≦ WA÷(αa−0.17) ≦ 0.4 (2)
−4 ≦ (IH−5)×(αa−0.14) ≦ 5 (3)
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明において、炭素数20以上のn−パラフィンを含有する燃料油としては、低硫黄原油(たとえば、ミナス原油等、南方系の原油)の通常の蒸留で得られるJIS1号軽油、JIS2号軽油、JIS3号軽油、JIS特3号軽油およびA重油;通常の原油から水素化脱硫処理工程を経て製造される脱硫軽油およびA重油;該脱硫軽油と直留軽油(水素化脱硫工程前の軽油)をブレンドして得られる軽油留分から製造されるJIS1号軽油、JIS2号軽油、JIS3号軽油、JIS特3号軽油およびA重油などが挙げられる。
これらのうち、水素化脱硫処理工程を経て製造される脱硫軽油を50%以上ブレンドして製造される、JIS1号軽油、JIS2号軽油、JIS3号軽油およびJIS特3号軽油に対して有用であり、特にJIS2号軽油およびJIS3号軽油において本発明の燃料油組成物は有用である。
本発明における燃料油の曇り点は、下限が通常−25℃、好ましくは−8℃、さらに好ましくは−6℃であり、上限が+5℃、好ましくは+2℃、さらに好ましくは0℃である。曇り点が上記範囲の燃料油を使用すると、本発明の燃料油組成物は低温流動性と通油性の両立の観点で特に優れる。
本発明における燃料油の硫黄含有量は、通常0.05%以下、好ましくは0.005%以下である。硫黄含量が低い燃料油ほど後述の(αa)が大きくなる、すなわちワックスの析出温度がシャープになりやすいため、本発明の燃料油組成物は低温流動性と通油性の両立の観点で優れる。
【0006】
燃料油中の炭素数20以上の各n−パラフィンの含有量は、以下のガスクロマトグラフィー法によって求めることができる。
キャピラリーカラム(例えばJ&W Scientific社製DB−1HT、長さ30m、口径0.25mm、膜厚0.1μm)を付した、キャピラリーガスクロマトグラフ装置(例えば島津製作所製GC−14B、FID検知器)を用い、ヘリウムをキャリアガスとし、インジェクション温度360℃、ディテクター温度360℃にて、カラム温度を140から355℃まで毎分5℃の昇温させて、サンプル量0.5μlをスプリット比1/60で注入し測定する。
測定結果は、データ処理装置(例えば島津製作所製クロマトパックCR−7A)を用いて各ピークの面積%を求める。燃料油中の分岐パラフィンおよびナフテン成分は異性体が多く、ピークが十分に分割できない。そのピークがn−パラフィンのピークに一部重なるが、ピークを垂直に分割することで面積%を求める。なお、n−パラフィンの同定は、標品を用い、そのリテンションタイムの比較から決定する。
上記測定によって求めた各n−パラフィンのピークの、試料全体のピークの合計に対する面積%をもって各n−パラフィンの含有量(重量%)とする。
上記で求めた炭素数20以上の各n−パラフィンについて、その炭素数をx軸にして、その含有量(重量%)をy軸にしてプロットする。最小二乗法にて一次近似し、下記式(1)を得て、その傾き(α)の絶対値(αa)を求める。
y=αx+β (1)
なお、燃料油の種類によっては、上記n−パラフィンの含油量分布が一次近似から外れ、相関係数(r2)が0.94未満になる場合がある。その場合は、相関係数が0.94以上になるように、含有量が少ない炭素数の大きなものから順に最小二乗法から省いて算出する。
本発明において(α)の絶対値(αa)は、下限が好ましくは0.2、さらに好ましくは0.23、特に好ましくは0.27であり、上限は好ましくは0.5、さらに好ましくは0.45、特に好ましくは0.42である。
(αa)が上記範囲の燃料油に対して本発明を適用することで、低温流動性と通油性の両立が図れる点で好ましい。
また、炭素数20以上のn−パラフィンの含有量の総量は、好ましくは3〜10重量%、さらに好ましくは4〜8重量%、特に好ましくは4.5〜7.5重量%である。
【0007】
本発明においては、前記(αa)と、後述の共重合体(A)の含有量(WA[重量%])が以下の関係を満たすことが重要である。
0.04 ≦ WA÷(αa−0.17) ≦ 0.4 (1)
[WA÷(αa−0.17)]は、下限が通常0.04、好ましくは0.05、さらに好ましくは0.06であり、上限が0.4、好ましくは0.3、さらに好ましくは0.24、特に好ましくは0.21である。
前記範囲とすることで、低温流動性と通油性の両立が図れる。
【0008】
エチレン(a)とともに共重合体(A)を構成する、炭素数2〜24の脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b)としては、炭素数2〜4(カルボニル炭素も含む:以下同様)の飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b1)および炭素数5〜24の脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b2)が挙げられる。
(b1)としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニルなどが挙げられる。
(b2)としては、分岐飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b21)、直鎖飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b22)、不飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b23)などが挙げられる。
(b21)としては、2級アルキル基を有する脂肪族カルボン酸ビニルエステル[例えば、2-エチルヘキサン酸ビニル、イソドデカン酸ビニル、イソステアリン酸ビニルなど]および3級アルキル基を有する脂肪族カルボン酸ビニルエステル[例えば、ネオペンタン酸ビニル、ネオノネン酸ビニル、ネオデカン酸ビニル、ネオウンデカン酸ビニルなど]が挙げられる。
(b22)としては、n−ヘキサン酸ビニル、n−デカン酸ビニル、n−ドデカン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ベヘン酸ビニルなどが挙げられる。
(b23)としては、デセン酸ビニル、ドデセン酸ビニル、ドデカジエン酸ビニル、テトラデセン酸ビニル、ヘキサデセン酸ビニル、オレイン酸ビニル、リノール酸ビニル、リノレン酸ビニル、エイコセン酸ビニルなどが挙げられる。
これら(b)のうち、好ましいものは(b1)、(b2)およびそれらの併用であり、さらに好ましいものは(b1)およびそれと(b2)の併用であり、特に好ましいものは(b1)およびそれと(b21)の併用であり、とりわけ好ましいものは酢酸ビニルと炭素数5〜24の分岐3級脂肪族カルボン酸ビニルエステルの併用である。
【0009】
共重合体(A)は、(a)および(b)から誘導される単位の他に必要により1種以上の(a)、(b)以外のその他のビニル単量体(c)から誘導される単位を構成単位として含んでいてもよい。
(c)としては、アルキルアルコール(好ましくは炭素数1〜30の直鎖または分岐アルキルアルコール)の不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸など]エステル[(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノ2-エチルヘキシル、マレイン酸モノドデシル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ビス2-エチルヘキシル、マレイン酸ジドデシル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノ2-エチルヘキシル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル、フマル酸ビス2-エチルヘキシル、フマル酸ジドデシルイタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸モノ2-エチルヘキシル、イタコン酸モノドデシル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル、イタコン酸ビス2-エチルヘキシル、イタコン酸ジドデシルなど];脂環アルコールの不飽和カルボン酸エステル[(メタ)アクリル酸シクロヘキシルおよび(メタ)アクリル酸デカヒドロナフチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルエチルなど];芳香族アルコールの不飽和カルボン酸エステル[(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、マレイン酸モノベンジル、マレイン酸ジフェニル、フマル酸ジベンジル、フマル酸モノベンジル、フマル酸ジフェニル、フマル酸ジベンジル、イタコン酸モノベンジル、イタコン酸ジフェニル、イタコン酸ジベンジルなど];多価アルコール類の不飽和カルボン酸エステル[エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートおよび(ポリ)オキシエチレン(重合度=1〜100)ジ(メタ)アクリレートなど];炭素数3〜50の直鎖または分岐の1-オレフィン[プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチルペンテン-1、1-オクテン、1-ドデセン、1-テトラデセンおよび1-オクタデセンおよびその他のα−オレフィンなど];脂環式炭化水素系ビニル単量体[シクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ノルボルネン、ピネン、インデン、ビニルシクロヘキセンなど];炭素数2〜4のアルケニル基を有するアルキルアルケニルエーテル[炭素数1〜12の直鎖又は分岐アルキル基を有するアルキルアルケニルエーテル(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、メチルアリルエーテル、エチルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、オクチルアリルエーテル、ドデシルアリルエーテルなど)、アリールビニルエーテル(フェニルビニルエーテルなど)];芳香族炭化水素系ビニル単量体[スチレン、ビニルトルエンなど];炭素数4〜12のアルカジエン[ブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,7-オクタジエンなど];ビニルケトン類[メチルビニルケトン、ブチルビニルケトン、フェニルビニルケトンなど];ハロゲン原子含有ビニル単量体[塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニルなど];アミド基もしくはイミド基含有ビニル単量体{非置換もしくはアルキル(炭素数1〜4)置換(メタ)アクリルアミド[(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-i-プロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミドなど]、N-ビニルカルボン酸アミド[N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルピロリドンなど]、および非置換もしくは置換マレイミド[マレイミド、フェニルマレイミド、エチルマレイミド、ドデシルマレイミドなど]など};ヒドロキシル基含有ビニル単量体{ヒドロキシル基含有芳香族ビニル単量体[p-ヒドロキシスチレンなど]、ヒドロキシアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリレート[2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなど]、および炭素数2〜12のアルケノール[ビニルアルコール(カルボン酸ビニル単位の加水分解により形成される)、(メタ)アリルアルコール、(イソ)プロペニルアルコール、1-オクテノールなど]など};1〜3級アミノ基含有単量体{炭素数2〜6のアルケニルアミン[ビニルアミン、アリルアミン、クロチルアミンなど]、アミノアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリレート[アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モルホリノエチル(メタ)アクリレートなど]、アミノアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリルアミド[アミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなど]、アミノ基含有芳香族ビニル単量体[N,N-ジメチルアミノスチレンなど]、含窒素複素環含有ビニル単量体[ビニルピリジン、ビニルカルバゾールなど]など};ニトリル基またはニトロ基含有ビニル単量体[(メタ)アクロロニトリル、シアノスチレン、ニトロスチレンなど];エポキシ基含有ビニル単量体[グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アリルエーテルなど];カルボキシル基含有ビニルモノマー[(メタ)アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、(無水)マレイン酸、(無水)フマル酸および(無水)イタコン酸、シトラコン酸およびアコニット酸など];ポリオキシアルキレン鎖を有するビニルモノマー[(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレン(重合度=2〜100)グリコールモノエステル、(メタ)アクリル酸ポリオキシプロピレン(重合度=2〜100)グリコールモノエステル、(メタ)アクリル酸メトキシポリオキシエチレン(重合度=2〜100)グリコールエステル、(メタ)アクリル酸ラウロキシポリオキシエチレン(重合度=2〜100)グリコールエステルなど];イソシアネート基含有ビニルモノマー[イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルメチルベンジルイソシアネートなど]などが挙げられる。
【0010】
(A)における構成単位のうち、エチレン基(a)の割合は、好ましくは70〜95モル%、さらに好ましくは75〜90モル%、特に好ましくは80〜87モル%であり、重量%としては好ましくは40〜85重量%、さらに好ましくは45〜75、とくに好ましくは50〜68重量%である。エチレン基の割合が70モル%以上(または40重量%以上)であれば、低温流動性向上効果に優れる点で好ましく、95モル%以下(または85重量%以下)であれば通油性に優れる点で好ましい。
(b)の割合は、好ましくは2〜30モル%、さらに好ましくは5〜25モル%、とくに好ましくは10〜20モル%である。
また、必要により併用される(c)の割合は、好ましくは全構成単位のうちの10モル%以下であり、さらに好ましくは5モル%以下、特に好ましくは3モル%以下である。
【0011】
本発明において共重合体(A)は、その全量もしくは、一部に対してさらに前述の(c)をグラフト重合することもできる。エチレン含量が多い(A)にグラフト重合したもの(A')を(A)と併用することで通油性を悪化させることなく低温流動性を向上できる点で好ましい。
(A)中の(A')の比率は、通常0〜30重量%、好ましくは0〜20重量%、さらに好ましくは5〜15重量%である。
グラフト重合する(c)として好ましいものは、アルキルアルコールの不飽和カルボン酸エステルであり、さらに好ましいものはフマル酸ジアルキルエステルおよびマレイン酸ジアルキルエステルである。
グラフト重合体(A')中のグラフト重合する(c)の比率は、(A')の全重量に基づいて好ましくは0〜60%、さらに好ましくは10〜50%である。
また本発明においては、共重合組成の異なる2種以上の(A)を併用することもできる。2種以上の(A)を併用することで低温流動性が向上する点で好ましく、とりわけ燃料油の(αa)が小さい場合に有効である。
【0012】
本発明においては、共重合体(A)は、特定の温度でのヘキサン不溶分が特定の範囲であることが好ましい。
(A)の+10℃におけるヘキサン不溶分(IH)は、好ましくは30%以下(以下において特に断りのない限り%は重量%を表す)、さらに好ましくは20%以下、特に好ましくは15%以下、とりわけ好ましくは10%以下である。
IHを30%以下にすることで低温流動性、通油性のいずれもが向上する点で好ましい。
また、(A)の−20℃におけるヘキサン不溶分(IL)は、好ましくは40%以上、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは65%以上、特に好ましくは70%以上である。
ILを60%以上にすることで低温流動性が向上する点で好ましい。
+10℃および−20℃におけるヘキサン不溶分は、以下の方法により測定することができる。まず、試料100gを500mlのビーカーに採り取り、これを150℃、10mmHgで2時間減圧乾燥することにより揮発成分を蒸発させる。これを約30g精秤し(重量を(W)[g]とする)、その20%濃度のn-ヘキサン溶液を作製する(必要により加温して均一透明になるまで溶解する)。これを400mlの遠沈管に入れ、+10℃の恒温槽中にて4時間静置する。これを+10℃に温調した遠心分離機にて10,000rpmで30分間遠心分離した後、不溶分と可溶分をデカンテーションして分離する。遠沈管内の不溶分を120℃、10mmHgで2時間減圧乾燥することにより残存ヘキサンを蒸発させ、その重量(Wi)[g]から+10℃におけるヘキサン不溶分(Wi/W×100[%])を算出する。
一方、+10℃におけるヘキサン可溶分として分離した溶液を再度遠沈管中に入れ、−20℃の恒温槽中にて4時間静置する。これを−20℃に温調した遠心分離機にて前述と同様の条件で遠心分離し、不溶分と可溶分を分離する。得られた可溶分を減圧エバポレータにて濃縮後前述と同様の条件で減圧乾燥し、その重量(Ws)[g]から−20℃におけるヘキサン不溶分{100−(Ws/W)×100}[%]を算出する。
【0013】
また、IHと燃料油のαaは下式(3)の関係を満たすことが好ましい。
−4 ≦ (IH−5)×(αa−0.14) ≦ 5 (3)
(IH−5)×(αa−0.14)は、より好ましくは−1.8〜3、さらに好ましくは−1.6〜2.5、特に好ましくは−1.2〜1.5である。
αaが大きくなるのに従って流動性向上剤の添加量は増大するが、その際の通油性が向上する点から、上記範囲が好ましい。
さらに、(IH)と(WA)が下式(4)の関係を満たすことが好ましい
250×WA+IH ≦ 35 (4)
250×WA+IHは、より好ましくは30以下、さらに好ましくは25以下、特に好ましくは20以下である。
上記範囲とすることで通油性が向上する点で好ましい。
【0014】
(A)の分岐度は、好ましくは4%以下、さらに好ましくは3%以下、特に好ましくは2.5%以下、とりわけ好ましくは2.2%以下である。尚、分岐度とは、(a)および(b)のビニル基由来のメチレン基、メチン基の総個数に対する枝分かれによって生じたメチル基の個数の百分率である。
分岐度は1H-NMRによって求めることができる。
たとえばエチレンと酢酸ビニルの共重合体の場合は、0.8〜0.9ppmのピーク強度[1](分岐メチル基由来)と、1.0〜1.9ppmのピーク強度[2](エチレン由来のビニルメチレンおよびメチン、ならびに酢酸ビニルのビニルメチレン由来)と、2.0ppm付近のピーク強度[3](酢酸ビニルのアセチルメチル基由来)と4.7〜5.0ppmのピーク強度[4](酢酸ビニルのビニルメチン由来)から下式のよって算出する。
分岐度(%) = [1]/3÷{([2]−[1]/3)/2+[1]/3+[4]}×100酢酸ビニル以外のカルボン酸ビニルを含有する場合は、カルボン酸基由来のピークが[1]および[2]と重なる場合がある。その場合はカルボン酸基のカルボニル基の隣の炭素に結合しているプロトンのピークの強度[5](2.0〜2.3ppm)および4.7〜5.0ppmのピーク強度[4](脂肪酸ビニルのビニルメチン由来)からカルボン酸ビニルの含有量を求め、そのモル比から[1]および[2]と重なっているカルボン酸基の吸収を減じて算出する。
α-オレフィンを含有している場合は、1H-NMRでは分岐とα-オレフィンの区別が困難なので、重合時の仕込量と反応率からα-オレフィンの共重合比を算出し、そのモル比から[1]および[2]と重なっているα-オレフィン側鎖の吸収を減じて算出する。
【0015】
(A)の重量平均分子量は好ましくは1,000〜100,000、さらに好ましくは3,000〜50,000である。重量平均分子量は標準物質にポリスチレンを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算分子量として測定することが出来る。
【0016】
(A)の5%ケロシン溶液の曇点は、好ましくは+30〜−10℃、さらに好ましくは+25〜−5℃、特に好ましくは+25〜0℃である。低温流動性の観点から−10℃以上が好ましく、通油性の観点から+30℃以下が好ましい。
なお(A)の曇点は、(A)を5%の濃度になるようにケロシンに溶解(必要により加温して溶解)した後、徐々に冷却(0.5℃/分)し、溶液が白濁し始める温度を読み取ることにより測定できる。
(A)の溶解度パラメーター(SP値)は、低温流動性および溶解性の観点から、好ましくは8.4〜9.7、さらに好ましくは8.6〜9.5、特に好ましくは8.9〜9.3である。8.4以上にすることで流動性向上効果に優れる点で好ましく、9.7以下にすることで通油性が向上する点で好ましい。
なお、本発明のSP値は、Fedors法[Poym.Eng.Sci.14(2)152,(1974)]によって算出される値である。
【0017】
(A)は、公知の方法によって得ることができる。例えば前記ビニル単量体類を溶剤中もしくは無溶剤下にラジカル重合することにより得られる。この場合、重合開始剤としては、アゾ系開始剤(例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニトリルなど)や過酸化物系開始剤(例えば、ジイソプロピルパーカーボネート、ベンゾイルパーオキシド、クミルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、ジt-ブチルパーオキサイドなど)を用いることができる。
重合溶剤としては、脂肪族炭化水素(ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素[トルエン、キシレン、エチルベンゼン、炭素数9の芳香族混合溶剤(トリメチルベンゼン、エチルトルエンなどの混合物)、炭素数10〜11の芳香族混合溶剤など]、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)などが挙げられる。これらの重合溶剤は重合完了後留去することもできるが、そのまま(A)を溶液状にするための溶剤として使用することもできる。
また、共重合組成分布を小さくするために、重合中に各単量体の比率が一定になるように重合率の進行に合わせてモノマーを滴下することも有効である。分岐度を小さくするためには、重合温度を低く(通常30〜300℃、好ましくは30〜160℃)するとともに、連鎖移動剤を併用することも有効である。連鎖移動剤としては公知のメルカプタン類(ブチルメルカプタン、ラウリルメルカプタンなど)、2級アルコール(イソプロピルアルコール、s-ブタノールなど)、置換芳香族化合物(トルエン、キシレン、クメンなど)、アルデヒド類(プロピオンアルデヒドなど)などが使用できる。
また、必要によりヘキサン不溶分を特定の範囲にするために、重合体の一部が析出する温度で、必要な重合体を分別して(A)を得ることもできる。例えば、重合体をヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの溶剤に溶解した後、所定温度に温調し遠心分離器を用いて可溶分と不溶分を分離する。その後脱溶剤することで所望のヘキサン不溶分に分別した重合体(A)が得られる。
【0018】
(A)の具体例としては以下のものなどが挙げられる。
▲1▼エチレン/酢酸ビニル(モル比82/18)共重合体
▲2▼エチレン/酢酸ビニル/ネオデカン酸ビニル(モル比82/17/1)共重合体
▲3▼エチレン/酢酸ビニル/2-エチルヘキサン酸ビニル(モル比83/15/2)共重合体、
▲4▼エチレン/4-メチルペンテン-1共重合体、
▲5▼エチレン/酢酸ビニル/4-メチルペンテン-1共重合体、
▲6▼エチレン/アクリル酸メチル共重合体、
▲7▼前記▲1▼〜▲6▼のヘキサンによる分別物。
【0019】
本発明の燃料油組成物においては、(A)以外のその他の添加剤を含有させることもできる。
その他の添加剤としては、たとえば、ワックス分散剤(フマル酸ジアルキル/酢酸ビニル共重合体、フマル酸ジアルキル/プロピレン共重合体など)、腐食防止剤(ドデシルアミンのエチレンオキサイド付加物、オクチルアミン、脂肪族アミンおよびその塩、有機リン酸エステル、有機スルホン酸塩、アルケニルコハク酸系防錆剤、アルケニルコハク酸のエステル系防錆剤など)、清浄分散剤(ジブチルアミンのエチレンオキサイド付加物、ブタノールのエチレンオキサイド付加物など)、潤滑性向上剤(高級脂肪酸およびそのグリセリンエステル、ソルビタンモノオレート、グリセリンモノオレートなど)、セタン価向上剤(アルキル硝酸エステル類、アミルナイトレート、イソプロピルナイトレートなど)、酸化防止剤(ヒンダードフェノール類、サリチリデン誘導体など)、その他消泡剤、燃焼性向上剤、導電性付与剤、および他の流動性向上剤(ポリアルキルメタクリレート、ポリオールの脂肪酸エステルなど)などが挙げられる。
その他の添加剤の使用量は、燃料油組成物の全重量に基づいて、通常0〜10,000ppm、好ましくは10〜5,000ppmになるような量である。
【0020】
【実施例】
以下に実施例および製造例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、部はいずれも重量部を表す。
【0021】
製造例1
温度計および撹拌装置の付いたガラス製フラスコに、エチレン/酢酸ビニル/ネオデカン酸ビニル共重合体(83/16/1モル%、分岐度2.9、Mn4000、Mw7300)200部とヘキサン800部を加え、60℃にて撹拌し溶解した。次いで、これを−20℃にて4時間静置後、−20℃にて遠心分離(10,000rpm×30分間)し、不溶分を単離した。得られた不溶分を150℃にて減圧乾燥し、重合体(1)124部を得た。重合体(1)の分析値を表1に示す。
撹拌装置、加熱装置および温度計を備えたガラス製容器に、重合体(1)650部、および希釈剤として炭素数10〜11の石油系芳香族混合溶剤(初留点182℃〜終点204℃)350部を加え、100℃にて均一溶解して、流動性向上剤組成物(T1)を得た。
【0022】
製造例2
耐圧管状反応器に、エチレン533部、酢酸ビニル360部、ネオデカン酸ビニル107部、プロピオンアルデヒド40部および「パーロイルIPP−50」0.5部の混合物を供給し、120℃、110MPa、滞留時間3分の条件下で重合した。重合終了後、未反応のモノマーを減圧乾燥により除去し、重合体(2)を得た。重合体(2)の分析値を表1に示す。
重合体(2)を実施例1と同様に炭素数10〜11の石油系芳香族混合溶剤に均一溶解して、流動性向上剤組成物(T2)を得た。
【0023】
製造例3
原料モノマーの比率を、エチレン506部、酢酸ビニル312部、ネオデカン酸ビニル182部に代える以外は製造例2と同様にして重合し、重合体(3)を得た。重合体(3)の分析値を表1に示す。
重合体(3)を実施例1と同様に炭素数10〜11の石油系芳香族混合溶剤に均一溶解して、流動性向上剤組成物(T3)を得た。
【0024】
製造例4および5
撹拌装置、加熱装置、温度計、窒素吹き込み管を備えたガラス製反応器に、エチレン/酢酸ビニル共重合体(96.5/3.5モル%、分岐度3.4、Mn2600、Mw6600)500部およびジ2-エチルヘキシルフマレート500部を加え、窒素雰囲気とし、155℃に昇温した。これに155℃にてジータシャリーブチルパーオキサイド20部およびラウリルメルカプタン1.7部を2時間で滴下した。滴下終了後さらに2時間155℃で反応し、重合体(3)を得た。
重合体(4)は上記エチレン/酢酸ビニル共重合体にジ2-エチルヘキシルフマレートがグラフトした共重合体であった。重合体(4)の分析値を表1に示す。
市販のエチレン/酢酸ビニル/ネオデカン酸ビニル共重合体[84/14/2モル%、分岐度4.2、Mn3200、Mw7500、+10℃におけるヘキサン不溶分7重量%、−20℃におけるヘキサン不溶分43重量%]を重合体(5)とする。重合体(5)の分析値を表1に示す。
重合体(4)65部、重合体(5)585部および炭素数10〜11の石油系芳香族混合溶剤(初留点182℃〜終点204℃)350部を実施例1と同様に均一溶解し、流動性向上剤組成物(T4)を得た。
重合体の比率を重合体(4)195部、重合体(5)455部に変える以外は同様にして、流動性向上剤組成物(T5)を得た。
【0025】
製造例6
市販のエチレン/酢酸ビニル共重合体[85/15モル%、分岐度3.2、Mn3300、Mw8300、+10℃におけるヘキサン不溶分18重量%、−20℃におけるヘキサン不溶分52重量%]を重合体(6)とする。重合体(6)の分析値を表1に示す。
重合体(6)を実施例1と同様に炭素数10〜11の石油系芳香族混合溶剤に均一溶解し、流動性向上剤組成物(T6)を得た。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
実施例1〜20、比較例1〜4
表3に示す性状の燃料1〜燃料5のいずれかの燃料油(軽油)に、表2に示した添加剤組成物を表4に示した添加量加えて、40℃にて均一に混合することにより、本発明の燃料油組成物および比較燃料油組成物を得た。
各燃料油組成物について以下の評価を行うことにより、低温流動性と通油性を評価した。
低温流動性は、PP[流動点(℃):JIS K2269 3に記載の方法]とCFPP[低温濾過器目詰まり点(℃):JIS K2288に記載の方法]を測定することにより評価した。
また、通油性は、メンブランフィルター(孔径5μm、フィルター径13mmφ)を付した加圧濾過器に、5℃に温調した評価油をポンプにて毎分20mLの流量で送液し、その濾過圧が0.1MPaに到達するまでの通油時間をもって評価した。
その結果を表5に示す。これから明らかなように本発明の燃料油組成物は、非常に優れた低温流動性を示すとともに、通油性にも優れる。
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
【表5】
【0032】
【発明の効果】
本発明による燃料油組成物は、高硫黄含量の燃料油からなる燃料油組成物のみならず、とりわけ低硫黄含量の燃料油からなる燃料油組成物であっても、低温流動性に優れ、かつ通油性の問題のない燃料油組成物である。
Claims (13)
- 炭素数20以上のn−パラフィンを含有する燃料油および低温流動性向上剤からなる燃料油組成物であって、低温流動性向上剤がエチレン(a)および炭素数2〜24の脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b)を必須構成単量体としてなる共重合体(A)からなり、燃料油中の炭素数20以上のn−パラフィンの炭素数(x)とその含有量(y[重量%])の下記関係式(1)における傾き(α)の絶対値(αa)と、燃料油組成物中の共重合体(A)の含有量(WA[重量%])が下式(2)の関係を満たし、かつ、(A)の+10℃におけるヘキサン不溶分(IH[重量%])と(αa)が下式(3)の関係を満たすことを特徴とする燃料油組成物。
y=αx+β (1)
0.04 ≦ WA÷(αa−0.17) ≦ 0.4 (2)
−4 ≦ (IH−5)×(αa−0.14) ≦ 5 (3) - (αa)が0.2〜0.5である請求項1記載の燃料油組成物。
- (IH)と(WA)が下式(4)の関係を満たす請求項1または2記載の燃料油組成物。
250×WA+IH ≦ 35 (4) - 燃料油中の炭素数20以上のn−パラフィンの含有量の総量が3〜10重量%である請求項1〜3のいずれか記載の燃料油組成物。
- 燃料油の曇り点(CP)が−8〜+2℃である請求項1〜4のいずれか記載の燃料油組成物。
- 燃料油の硫黄含量が0.005重量%以下である請求項1〜5のいずれか記載の燃料油組成物。
- (A)中のエチレン(a)単位のモル%が70〜95モル%である請求項1〜6のいずれか記載の燃料油組成物。
- (A)が、炭素数2〜4の飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b1)を必須構成単量体とする共重合体である請求項1〜7のいずれか記載の燃料油組成物。
- (A)が、炭素数5〜24の脂肪族カルボン酸のビニルエステル(b2)を必須構成単量体とする共重合体である請求項1〜7のいずれか記載の燃料油組成物。
- (b2)が炭素数8〜15の分岐飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステルである請求項9記載の燃料油組成物。
- (A)の1H-NMRで測定される分岐度が4%以下である請求項1〜10のいずれか記載の燃料油組成物。
- (A)の+10℃におけるヘキサン不溶分(IH)が30重量%以下であり、かつ(A)の−20℃におけるヘキサン不溶分(IL)が60重量%以上である請求項1〜11のいずれか記載の燃料油組成物。
- (A)の5%ケロシン溶液の曇点が+30℃〜−10℃である請求項1〜12のいずれか記載の燃料油組成物
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