JP5448647B2

JP5448647B2 - 軽油組成物及びその製造方法

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Publication number: JP5448647B2
Application number: JP2009198964A
Authority: JP
Inventors: 行男赤坂; 英治田中
Original assignee: JX Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: JP2011046895A

Description

本発明は、ディーゼルエンジン用の軽油組成物及びその製造方法、特には、ディーゼルパティキュレートフィルターを装着した大型ディーゼルエンジン車用の軽油組成物に関するものである。

自動車の緊急且つ重要な課題は「ＣＯ₂と排出ガスの同時削減」であり、該課題に対し、自動車単体での改良に加えて、交通流対策も検討されている。交通流対策としては、ＩＴ技術の活用によって自動車の流れをスムーズにすることに加えて、自動車の種別による規制も大気質の改善に寄与することが知られている。すなわち、大型ディーゼルエンジン車は、原則として都市間の物流に活用し、その都市部内への進入を規制することは、大気環境が悪化している都市部の大気改善に寄与する。都市間走行では、加減速や始動、アイドリングが少なく中高負荷条件下で長離走行をするので、排出ガス温度が高く、排出ガスを浄化するための後処理触媒を効果的に利用できることとなる。そのため、大型ディーゼルエンジン車用の燃料としては、排出ガスの削減よりも出力や燃費の優れた燃料が求められる。また、小型車（乗用車など）は、都市内走行を担うため、始動、アイドリングに加えて加減速頻度の多い走行条件となるので、後処理触媒の温度も低くなる。そのため、小型ディーゼルエンジン車用の燃料としては、後処理装置への負荷が少なく、排出ガスが少なく、運転性に優れた燃料が求められる。すなわち、交通流規制の施行により、軽油の使用実態によって要求燃料品質が異なることとなる。なお、都市内の物流は、都市部に大型物流拠点を設けて、小規模な個別配送拠点を削減して、排出ガスの少ない天然ガス車などクリーンエンジンの導入で対応することも提案されている。

一方、化石燃料の有効利用や非石油系燃料の導入・拡大は、エネルギーセキュリティーの観点から極めて重要な課題であり、そのためには、セタン価が低く、芳香族が多い分解系軽油基材（石油系の接触分解軽油基材（ＬＣＯ）やオイルサンド由来の軽油基材）の活用が必要であり、多方面で研究されている。しかしながら、この種の研究は、ディーゼルエンジン車の種別（小型車と大型車の区別）や走行条件（都市間と都市内）を問わずに一括で規制されている既存の交通流を前提にした軽油品質規格を満足させるためのアップグレーディングを目指しており（非特許文献１および２）、燃料品質の向上（水素化精製）による多大なＣＯ₂排出を伴うこととなる。さらに、アップグレーディングの程度（シビアリティー）を高めると、燃料の製造価格が高くなることから、経済性の観点からも、よりマイルドな条件で水素化精製した分解系軽油の基材の利用が求められている。

さらに、石油のノーブルユースや経済性の観点からは、製油所で製造される既存の軽油基材留分を余すことなく利用し、分解系軽油基材を含む望ましい軽油を生産する必要がある。すなわち、軽油基材の特定の留分や成分のみを利用した製造法では、上述の観点から実現性がなく、避けるべきである。

そこで、上述の交通流規制が施行され、従来とは異なる燃料の配送・消費形態が確立した場合において、該配送・消費形態に基づいた「軽油品質とディーゼルエンジン車の利用形態との組み合わせ」でトータルとして、「排出ガスとＣＯ₂の同時削減」を維持しつつ「エネルギーセキュリティー（すなわち、分解系軽油の利用）」を「経済性をも加味して」達成する方策を見出すことが、極めて重要な課題になっている。

石油産業活性化センター第２３回技術開発研究成果発表会予稿集、「超重質油（オイルサンド油）等の分解有用化技術開発」（２００９年６月３日）石油産業活性化センター第２３回技術開発研究成果発表会予稿集、「オイルサンド合成原油のわが国石油製品への適用化の技術開発」（２００９年６月３日）

したがって、上記の交通流対策として、大型ディーゼルエンジン車（例えば、長距離輸送用のトラックなど）の都市内への進入が制限される状況における軽油の配送・消費形態を前提とし、且つディーゼルエンジン車に微粒子を捕捉・浄化するディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）が装着されている場合においては、「都市部を走行する小型ディーゼルエンジン車には既存の軽油よりも排出ガスが少ない軽油」を、「都市間を走行する大型ディーゼルエンジン車には既存の軽油と同等の排出ガスであるが、燃費の良い軽油」を以下の両条件を満たして製造することが課題となる。
１）分解系軽油基材を製造時のＣＯ₂排出量を最小にし、且つ経済性も加味してマイルドな条件で水素化精製して利用する。
２）上記のエネルギーセキュリティー、石油のノーブルユースや経済性の観点で、製油所で製造される既存の軽油基材留分を有効利用する（特定の留分や成分のみが利用され、残りの留分や成分の利用法が見出せない対応は避ける）。

このような状況下、本発明の目的は、上記の条件を満たしつつ、エンジンが要求する品質を確保でき、且つ製造時のＣＯ₂排出量が少なく、さらにはエネルギーセキュリティーに貢献する、大型ディーゼルエンジン車用の軽油組成物及びその製造方法を提供することにある。なお、本願に記載した大型ディーゼルエンジン車とは、専ら荷物や多数の乗客の搬送に利用される自動車で、自動車の用途による分類では、貨客兼用車、貨物自動車、乗り合い自動車に分類されるディーゼルエンジン駆動の自動車である。また、車体による分類では、バス、トラック、トレーラートラックに分類されるディーゼル車である（新編自動車工学便覧、自動車技術会、１９８４年）。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、低品質な軽油基材、特には、セタン価が３０以下で、全芳香族分が５０容量％以上の軽油基材を、特定の蒸留性状を有し、主としてセタン価及び全芳香族分が特定範囲の値となるよう水素化精製して得た燃料を、重質な軽油に多く混合することで得られる軽油組成物が、ＤＰＦを装着した大型ディーゼルエンジン車用の燃料として好適であり、該軽油組成物を使用することで、石油のノーブルユースとエネルギーセキュリティーに貢献でき、また、該軽油組成物は、製造時のＣＯ₂排出量や経済性が考慮されており、排出ガスは既存軽油と同等であるものの、既存軽油よりも燃費に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の軽油組成物は、軽油基材を水素分圧が３〜１５ＭＰａ、温度が２５０〜４２０℃、液空間速度が０．３〜１０．０ｈｒ ^-1 、水素／オイル比が１００〜２，０００Ｌ／Ｌの条件で水素化精製することにより得られる水添軽油に、軽油基材を２５０〜３２０℃で分留した重質留分である重質軽油を混合してなり、セタン価が４５以上、全芳香族分が２０〜４０容量％、初留点が１５０〜２５０℃、終点が３００〜３７０℃、硫黄分が５０質量ｐｐｍ以下、１５℃における密度が０．８４０〜０．８７０ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする、ディーゼルパティキュレートフィルターを装着したディーゼルエンジン用の軽油組成物である。

また、本発明の軽油組成物の製造方法は、軽油基材を２５０〜３２０℃で分留した重質留分である、セタン価が６０〜８０、全芳香族分が１５〜３０容量％、初留点が２６０〜３００℃、終点が３２０〜４００℃、１５℃における密度が０．８３０〜０．９００ｇ／ｃｍ³である重質軽油を２０〜８０容量％、軽油基材を水素分圧が３〜１５ＭＰａ、温度が２５０〜４２０℃、液空間速度が０．３〜１０．０ｈｒ ^-1 、水素／オイル比が１００〜２，０００Ｌ／Ｌの条件で水素化精製することにより得られる、セタン価が３６以下、全芳香族分が３６〜６０容量％、初留点が１１０〜２００℃、終点が３００〜４００℃、１５℃における密度が０．８４０〜０．９９０ｇ／ｃｍ³である水添軽油を２０〜８０容量％配合することを特徴とする。

本発明の軽油組成物によれば、石油系の接触分解軽油基材（ＬＣＯ）やオイルサンド由来の軽油基材等の低品質な軽油基材、さらには石油系の重質な軽油基材を有効利用できる効果を奏することで石油のノーブルユースとエネルギーセキュリティーに貢献し、且つ、製造時のＣＯ₂排出量並びに製造コスト、及びＮＯｘ等の排出ガスの量を増加させることなく、燃費に優れるという格別な効果を奏する。

以下に、本発明の詳細を説明する。本発明の軽油組成物は、例えば、石油系の接触分解軽油基材（ＬＣＯ）やオイルサンド由来の軽油基材等の低品質な軽油基材のような低質油を原料とし、該原料をマイルドな運転条件で水素化精製して得た基材を、重質な軽油に多く混合した軽油組成物であって、品質が以下の性状を有する燃料であり、ＤＰＦを装着したディーゼルエンジン用の燃料として用いられることを特徴とする。

＜密度＞
本発明の軽油組成物は、１５℃での密度が０．８４０〜０．８７０ｇ／ｃｍ³である。軽油組成物の密度が０．８７０ｇ／ｃｍ³を超えると、燃料の霧化特性の悪化などから、エンジン出口の粒子状物質（ＰＭ）の排出量が顕著に増加して、ＤＰＦ通過後のＰＭも増大するので環境負荷を十分に低減できない。また、密度が高過ぎると、燃焼効率の低下を引き起こす場合があるため、本発明の軽油組成物は、密度が０．８７０ｇ／ｃｍ³以下、好ましくは０．８６５ｇ／ｃｍ³以下、更に好ましくは０．８６０ｇ／ｃｍ³以下である。一方、密度が０．８４０ｇ／ｃｍ³未満では、容量基準の燃料消費率の向上効果が小さくなるので、本発明の軽油組成物は、密度が０．８４０ｇ／ｃｍ³以上、好ましくは０．８４５ｇ／ｃｍ³以上、更に好ましくは０．８５０ｇ／ｃｍ³以上である。

＜硫黄分＞
本発明の軽油組成物は、硫黄分が５０質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは１５質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは１０質量ｐｐｍ以下である。本発明の軽油組成物は、硫黄分が５０質量ｐｐｍ以下であるため、燃焼生成物である硫黄酸化物が少なく、環境負荷の低減に寄与できる。また、硫黄分は、ＰＭを酸化・除去するＤＰＦ触媒を被毒するので、硫黄分の低減は、ＰＭの浄化率を維持するために極めて重要である。更に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を装着した車輌においては、該触媒の硫黄被毒の再生に燃料を使用するので、硫黄分の低減は、燃費の向上にも寄与する。そして、これらの効果は、硫黄分が低い程顕著であるため、本発明の軽油組成物中の硫黄分は５０質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは１５質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは１０質量ｐｐｍ以下である。

＜蒸留性状＞
本発明の軽油組成物は、初留点（ＩＢＰ）が１５０〜２５０℃であり、好ましくは１７０〜２５０℃、更に好ましくは１８０〜２５０℃である。軽油組成物の初留点が１５０℃を下回ると、高温条件下では燃料の噴射系に燃料蒸気が発生し、必要な燃料噴射量を確保できなくなることが懸念される。また、初留点が低過ぎると、燃料の取り扱いや燃料の供給システムでの燃料の気化に伴う危険性が増すことからも、初留点は１５０℃以上であることが必要であり、好ましくは１７０℃以上、更に好ましくは１８０℃以上である。また、初留点が２５０℃を超えると、本発明の軽油組成物に利用できる軽油基材の量（得率）が少なくなりすぎるので、経済性や必要な軽油基材量の確保の観点から、本発明の軽油組成物は、初留点が２５０℃以下である。また、初留点が高過ぎると、軽油組成物の低温流動性の悪化や、粘度の増大を招くことからも、本発明の軽油組成物は、初留点が２５０℃以下であることを要する。

また、本発明の軽油組成物は、終点（ＥＰ）が３００〜３７０℃であり、好ましくは３３０〜３６５℃、更に好ましくは３４０〜３６０℃である。軽油組成物の終点が３７０℃を超えると、粒子状物質（ＰＭ）の排出量増加が顕著になり、ＤＰＦ通過後のＰＭも増大するので環境負荷を十分に低減できない。また、終点が高過ぎると、未燃の燃料の一部がオイルパンへと流れ込み、エンジンオイルの希釈を引き起こし易くなるので、本発明の軽油組成物の終点は３７０℃以下であることが必要であり、好ましくは３６５℃以下、更に好ましくは３６０℃以下である。また、本発明の軽油組成物は、燃料噴射ポンプの潤滑性の維持や燃料噴射ノズルの摩耗防止の観点から、終点が３００℃以上であることを要し、好ましくは３３０℃以上、更に好ましくは３４０℃以上である。

＜セタン価＞
本発明の軽油組成物は、セタン価が４５以上、好ましくは４８以上、更に好ましくは５０以上である。セタン価が４５未満では、特に低温始動条件下において、着火性の悪化によって着火遅れが長くなり、排出ガスの悪化が顕著になる。さらに、セタン価の低下は燃焼変動の増大を引き起こし、エンジン性能の悪化を起こすので、本発明の軽油組成物は、セタン価が４５以上、好ましくは４８以上、更に好ましくは５０以上である。一方、セタン価がある値以上になると、セタン価の向上に伴う着火遅れの短縮が得られないので、必要以上に高くすることは、エンジン性能上からは無意味である。また、セタン価を高めると、製造時のＣＯ₂排出量が増加するばかりでなく、燃料の製造価格が高くなるので、経済性の観点からも、エンジンが要求する最低のセタン価に設定する必要があり、特に限定されるものではないが、セタン価を６０以下とすることが好ましく、５７以下とすることが更に好ましい。

＜芳香族＞
本発明の軽油組成物は、全芳香族分が４０容量％以下であり、好ましくは３５容量％以下、更に好ましくは３０容量％以下である。軽油組成物中の芳香族の含有量が増大し過ぎると、ＤＰＦ通過後でも粒子状物質（ＰＭ）の排出量が増加して、環境負荷を十分に低減できないからである。また、本発明の軽油組成物は、全芳香族分が２０容量％以上であり、好ましくは２５容量％以上、更に好ましくは２８容量％以上である。軽油組成物中の芳香族の含有量が多いほど、製造時のＣＯ₂排出量並びに製造コストを抑えることができ、且つマイルドに水素化精製した低質油をより多く混合できるので、石油のノーブルユースとエネルギーセキュリティーに貢献するからである。さらには、軽油組成物中の芳香族の含有量が少な過ぎると、自動車の燃料系ゴム材が設計上見込まれる程には膨張しないので、燃料の滲みや漏れを引き起こす原因となる。また、特に限定されるものではないが、２環以上の芳香族が１環芳香族よりもＰＭ排出量の増加への影響が大きいので、本発明の軽油組成物中の２環以上芳香族含有量は、好ましくは１５容量％以下、より好ましくは１０容量％以下、更に好ましくは７容量％以下である。なお、石油系軽油では、芳香族含有量と密度には大凡の相関性があり、密度と芳香族含有量の両者が高い燃料では排出ガス（特に、ＰＭ）の悪化が顕著であるため、高密度燃料では、全芳香族分は３５．０容量％以下が望ましい。

（軽油組成物の調製）
上記の交通流対策では、軽油が「都市間走行用（大型ディーゼルエンジン車用）軽油（トラック用軽油）」と「都市内走行用（小型ディーゼルエンジン車用）軽油（乗用車用軽油）」に分けられる。前者、すなわち本発明の軽油組成物には、マイルドな条件で水素化精製された（製造時のＣＯ₂排出量が少ない）分解系軽油基材を混合することができる。また、本発明の軽油組成物は、輸送業者などが保有する大型の燃料給油所に供給して利用され、後者の軽油は一般の給油所（ＳＳ）に供給して利用されることとなるが、実態としては大型ディーゼルエンジン車でもＳＳを利用する場合があると想定される。また、上述と逆の場合（即ち、小型ディーゼルエンジン車が大型給油所を利用する場合）は、殆どないと予想されるが、消費者の利便性を損なわないように、ディーゼルエンジン車の種別によらずに利用しても、両軽油の品質はエンジン性能に悪影響を及ぼさない規格とすることが好ましい。具体的には、以下の製造条件を全て満たすことで、本発明の効果が得られる。
１）市販型軽油の全留分、すなわち初留点約１４０℃から終点３７０℃までの範囲の留分を全てディーゼルエンジン車用燃料の軽油として利用する。
２）マイルドな条件で水素化精製した分解系軽油基材を２０容量％以上混合する。

上記の条件を全て満たし、上記の性状を満たす本発明の軽油組成物を生産するためには、製油所で生産される脱硫軽油基材を２５０〜３２０℃、特には２８０〜３００℃で分留し、軽質留分は乗用車用軽油に、重質留分にはマイルドな条件で水素化精製した接触分解軽油基材（ＬＣＯ）を混合して本発明の軽油組成物とすることで対応できる。すなわち、乗用車用軽油は軽質化で対応し、一方、大型ディーゼルエンジン車用の軽油、すなわち、本発明の軽油組成物は重質化に伴うセタン価の向上効果を低セタン価であるマイルドな条件で水素化精製したＬＣＯの有効利用に活用し、且つ高密度である両者（重質油、水添ＬＣＯ）の混合で、本発明の軽油組成物を製造できる。

一方、軽油基材を２５０〜３２０℃、特には２８０〜３００℃で分留した軽質油は、排出ガスが少ない環境対応型軽油として、乗用車に利用できるので、軽油基材留分を全てディーゼルエンジン車に利用でき、トータルの軽油生産量を削減することとはならないので、ＬＣＯの有効利用が図られる分、エネルギーセキュリティーに寄与することとなる。

なお、軽油の軽質化が排出ガスの削減に効果があることは広く知られており、北欧の一部の国では、都市型軽油として市販された実績がある。しかしながら、環境対応型軽油として提案されている軽質軽油は、種々散見されるが、残りの重質留分の活用法は提案されていない。従って、軽油の需要に変化がなければ、軽質留分の利用割合が増加するほど、残りの一般軽油が重質化することを意味しており、ディーゼルエンジン車の種別（小型、大型車）によらず、一般軽油を利用する状況下では、軽質軽油のみの導入（重質油の有効活用がない対応）は、トータルでは大気環境の改善に寄与しないこととなる。

本発明の軽油組成物は、上記の性状を満たすように、分解系軽油基材（ＬＣＯ）やオイルサンド由来の軽油基材等の低品質な軽油基材、特には、セタン価が３０以下で、全芳香族分が５０容量％以上の軽油基材（低質油）を原料に用い、該軽油基材（低質油）をマイルドな条件で水素化精製することにより得られる水添軽油（以下、水添軽油という）に、水素化脱硫した軽油基材を２５０〜３２０℃、特には２８０〜３００℃で分留した重質留分（以下、重質軽油という）を混合して調製することができる。水添軽油に関しては、特定の芳香族濃度を有する軽油、例えば分解系軽油留分（例えば、初留点１２０℃から終点４００℃までの温度範囲の留分）を特定の条件で水素化精製することにより、適切なセタン価を有し、しかも残留硫黄分の低い軽油留分を得ることができる。さらに、反応塔を２基に分けて、その中間に既知の硫化水素除去装置を設けて水素化脱硫工程で生じた硫化水素を除去することも有効である。また、本発明の軽油組成物は、高圧流通式反応器に固定床式触媒を形成した通常の反応装置を使用し、かつ比較的マイルドな反応条件で軽油留分を処理して調製することもできる。よって、本発明によれば、例えば余剰の分解系軽油をディーゼル燃料等の軽油留分へ経済的に転化することができる。

（重質軽油）
上記重質軽油の性状は、セタン価が６０〜８０、特には６５〜７５、全芳香族分が１５〜３０容量％、特には１６〜２０容量％、初留点が２６０〜３００℃、特には２８０〜３００℃、終点が３２０〜４００℃、特には３５０〜３８０℃、１５℃における密度が０．８３０〜０．９００ｇ／ｃｍ³、特には０．８３０〜０．８５０ｇ／ｃｍ³である。本発明の軽油組成物は、上記した軽油組成物の性状を満たすように、該重質軽油を基材として軽油組成物全量基準で２０〜８０容量％含むことが好ましい。該重質軽油の混合割合は、更に好ましくは３０〜７０容量％であり、より好ましくは４５〜６５容量％である。軽油基材の有効利用の観点で２０容量％以上が好ましく、物理性状や化学性状を所望の範囲にしやすいので８０容量％以下が好ましい。

上記の低質油のマイルドな水素化精製に使用する水素化精製触媒は、特に限定されるものではないが、以下に例示する担体に金属を担持した触媒が好ましい。担体としては種々のものが使用できるが、例えば、シリカ、アルミナ、ボリア、マグネシア、チタニア、ゼオライトなどの無機酸化物が挙げられる。これらの無機酸化物は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、上記担体に６族金属、８族金属から選ばれる少なくとも１種の金属を担持した触媒が好ましい。水素化精製条件は、水素分圧が３〜１５ＭＰａ、温度が２５０〜４２０℃、液空間速度が０．３〜１０．０ｈｒ^-1、水素／オイル比が１００〜２，０００Ｌ／Ｌの範囲で適宜選択すればよい。

（水添軽油）
上記の水素化精製条件で低質油をマイルドに水素化精製して得た水添軽油の性状は、セタン価が３６以下、特には３０以下、全芳香族分が３６〜６０容量％、特には４５〜５０容量％、初留点が１１０〜２００℃、特には１４０〜１８０℃、終点が３００〜４００℃、特には３３０〜３８０℃、１５℃における密度が０．８４０〜０．９９０ｇ／ｃｍ³、特には０．８６０〜０．９００ｇ／ｃｍ³である。本発明の軽油組成物は、上記した軽油組成物の性状を満たすように、該水添軽油を基材として軽油組成物全量基準で２０〜８０容量％含むことが好ましい。なお、該水添軽油の混合割合は、更に好ましくは３０〜７０容量％であり、より好ましくは３５〜５５容量％である。該水添軽油の配合量が２０容量％未満では、低品質な軽油基材を十分に利用できなくなり、一方、８０容量％を超えると、排出ガス性状（特に、ＰＭ）の悪化が顕著であるため、好ましくは８０容量％以下である。

＜添加剤＞
（セタン価向上剤）
本発明の軽油組成物には、必要に応じてセタン価向上剤を添加しても良く、上記セタン価向上剤としては、アルキルナイトレート系セタン価向上剤や、有機過酸化物系セタン価向上剤が挙げられる。ここで、上記アルキルナイトレート系セタン価向上剤としては、炭素数６〜１２のアルキルナイトレートが好ましく、２−メチルヘキシルナイトレートが特に好ましい。また、上記有機過酸化物系セタン価向上剤としては、炭素数６〜１２のジアルキルパーオキサイドが好ましく、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドが特に好ましい。そして、これらセタン価向上剤の添加量は、０．５質量％以下が好ましく、０．１質量％以下が更に好ましい。セタン価向上剤の添加量を増すとセタン価は高くなるが、その増加の割合は、添加量が０．５質量％を超えると極めて小さくなるので、セタン価向上剤添加の費用対効果の観点から添加量は０．５質量％以下とすることが好ましい。

（その他の添加剤）
また、本発明の軽油組成物には、任意に、軽油組成物の安定性を確保するための酸化防止剤、軽油組成物の低温流動性を確保するための低温流動性向上剤、軽油組成物の潤滑性を確保するための潤滑性向上剤、エンジンの清浄性を確保するための清浄剤等を適宜添加することができる。

ここで、上記酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、２−ｔ−ブチル−４，６−ジメチルフェノール、２−ｔ−ブチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤や、Ｎ，Ｎ'−ジイソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系酸化防止剤、およびこれらの混合物が挙げられる。ここで、これら酸化防止剤の添加量は、０．００１〜０．１０質量％の範囲が好ましい。酸化防止剤の添加効果は大きいので、実用的には０．１０質量％の添加で十分な効果が得られるからである。

上記低温流動性向上剤としては、公知のエチレン共重合体等が挙げられ、特に、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等の飽和脂肪酸のビニルエステルが好ましい。これら低温流動性向上剤の添加量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。

上記潤滑性向上剤としては、長鎖（例えば、炭素数１２〜２４）の脂肪酸またはその脂肪酸エステルが挙げられる。そして、軽油組成物に対し該潤滑性向上剤を１０〜５００質量ｐｐｍ、好ましくは５０〜１００質量ｐｐｍ添加することにより、軽油組成物の潤滑性を向上して燃料噴射器の摩耗を抑制することができる。

上記清浄剤としては、コハク酸イミド、ポリアルキルアミン、ポリエーテルアミン等が挙げられる。これら清浄剤の添加量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。

＜ＤＰＦ付きディーゼルエンジン＞
上述した本発明の軽油組成物は、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）が装着されたディーゼルエンジンに用いられる。該ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）は、エンジンから排出される微粒子（ＰＭ）を捕集し、一定の走行距離（例えば、１５０ｋｍ程度）に達したら（ＤＰＦへのＰＭ捕集量が一定値に達したと推定される距離）、ＤＰＦの温度を高めてＰＭを燃焼させ、ＰＭを浄化する装置であり、ＰＭの浄化率は８０％以上に達する。したがって、極端な低質燃料を用いないならば、ＰＭは十分に削減され、燃料性状のＰＭへの影響は極めて小さくなるので、ＤＰＦ触媒に悪影響を及ぼす硫黄分を除けば、燃料性状への要求は小さくなる。すなわち、より広範囲な性状を有する燃料を利用できることとなる。また、ＤＰＦを装着したディーゼルエンジンであれば、低質な燃料を使用しても、ＤＰＦ通過後のＰＭは殆ど、または、全く増大しないため、低質な燃料の使用が可能となる。そして、低質な燃料は、製油所における水素化精製条件がマイルドであるため、製造時のＣＯ₂排出量（ＷｔＴ−ＣＯ２）が少なく、製造時のＣＯ₂排出量とエンジンからのＣＯ₂排出量の合計で見た場合、従来の軽油よりも、ＷｔＷ−ＣＯ２（合計でのＣＯ₂排出量）を低減できる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

＜軽油組成物の調製＞
まず以下のようにして、評価試験のために用いる軽油組成物（燃料−１〜燃料−１１）を調製した。これら燃料−１〜燃料−１１の組成等の分析値を表１に示す。

・燃料−１：市販ＪＩＳ２号軽油
・燃料−２：石油系直留軽油基材を２８０℃で分留した重質留分
・燃料−３：ＬＣＯをマイルドな条件で水素化精製した燃料［ＬＣＯを原料として、Ｎｉ、Ｍｏ系触媒の存在下で、反応温度３６０℃、水素分圧１１ＭＰａ、水素／オイル比１００２、通油量１．０ｈ^-1で水素化精製した製品の初留点１５６．０℃〜終点３４９．５℃留出分］
・燃料−４：ＬＣＯをシビアな条件で水素化精製した燃料［ＬＣＯを原料として、Ｎｉ、Ｍｏ系触媒の存在下で、反応温度３６０℃、水素分圧１４ＭＰａ、水素／オイル比９９７、通油量０．５ｈ^-1で水素化精製した製品の初留点１３８．０℃〜終点３４１．５℃留出分］
・燃料−５：ＬＣＯをマイルドな条件で水素化精製した燃料［ＬＣＯを原料として、Ｎｉ、Ｍｏ系触媒の存在下で、反応温度３８０℃、水素分圧８ＭＰａ、水素／オイル比９９６、通油量０．５ｈ^-1で水素化精製した製品の初留点１１０．５℃〜終点３５０．０℃留出分］

・燃料−６：軽油基材を２８０℃で分留した重質留分（燃料−２）６０容量％と、ＬＣＯをマイルドな条件で水素化精製した燃料（燃料−３）４０容量％との混合物［（６０％燃料−２）＋（４０％燃料−３）］
・燃料−７：軽油基材を２８０℃で分留した重質留分（燃料−２）６０容量％と、ＬＣ
Ｏをマイルドな条件で水素化精製した燃料（燃料−５）４０容量％との混合物［（６０％燃料−２）＋（４０％燃料−５）］
・燃料−８：燃料−１が６０容量％と、ＬＣＯをマイルドな条件で水素化精製した燃料（燃料−３）が４０容量％の混合物［（６０％燃料−１）＋（４０％燃料−３）］
・燃料−９：燃料−１が６０容量％と、ＬＣＯをシビアな条件で水素化精製した燃料（燃料−４）が４０容量％の混合物［（６０％燃料−１）＋（４０％燃料−４）］
・燃料−１０：燃料−１が９０容量％と、ＬＣＯをマイルドな条件で水素化精製した燃料（燃料−３）が１０容量％の混合物［（９０％燃料−１）＋（１０％燃料−３）］
・燃料−１１：石油系直留軽油基材を２８０℃で分留した軽質留分にアルキルナイトレートセタン価向上剤を０．５（容量％）添加 [燃料−２の軽質留分にセタン価向上剤を添加]

＜燃料の性状分析＞
・密度：ＪＩＳＫ２２４９「原油及び石油製品の密度試験法」
・蒸留性状：ＪＩＳＫ２２５４「蒸留試験法」
・硫黄分：ＪＩＳＫ２５４１−６「硫黄分試験法（紫外蛍光法）」
・全芳香族分、２環以上の芳香族分：石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７「石油製品−炭化水素タイプ試験方法−高速液体クロマトグラフ法」
・セタン価：ＪＩＳＫ２２８０「石油製品−燃料油−オクタン価およびセタン価試験方法並びにセタン指数算出法」
・Ｈ分とＣ分：有機元素分析装置（ＬＥＣＯ社製ＣＨＮ−１０００型）を用いて測定した。

＜供試機関諸元と運転条件＞
気筒数：１
排気量：１００７（ｃｍ³）
圧縮比：２０
燃料噴射系：コモンレール、高圧噴射
後処理装置：Ｐｔを担持した触媒を有するディーゼルパティキュレートトラップ

エンジン回転速度を１３００（ｒｐｍ）に固定し、２０（％）及び８０（％）負荷条件での排出ガス及び燃費を測定した。また、始動性はエンジン及び環境温度を室温に１０時間以上保った後に、エンジンを始動し、燃焼挙動を解析した。

＜エンジン性能評価方法＞
燃焼解析：圧力センサーで燃焼室内圧力を検出して司測研製燃焼装置で、図示平均有効圧力、燃焼変動などの燃焼挙動を解析した。
排出ガス：堀場製排出ガス分析装置を用いて、排出ガス中のＰＭ、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ、ＣＯ₂を分析した。
始動性：上述の燃焼解析で得た図示平均有効圧力の観察から、始動直後の燃焼変動の大きさ、燃焼が安定するまでの時間から始動性を評価した。
燃料消費率（燃費）：司測研製燃料流量計で燃料消費速度（ｍｌ／分）を測定し、上述の燃焼解析で得た図示平均有効圧力（ｋｇ／ｃｍ²）から、燃費（ｍｌ／ｋｗ・ｈ）を算出した。

＜エンジン性能の評価・判定方法＞
エンジン試験で各燃料からの排出ガスは、市販軽油ＪＩＳ２号軽油（燃料−１）を基準に、これよりも排出ガスが多い燃料を（×）、同等な燃料を（△）、少ない燃料を（○）として表した。また、始動性も排出ガスと同様に、燃料−１との比較で評価し、燃料−１よりも始動性が悪い燃料を（×）、同等な燃料を（△）、良好な燃料を（○）で表した。さらに、燃費も燃料−１を基準として、各燃料の燃費向上度（％）で表した。

＜ＬＣＯ水素化精製時のＣＯ₂排出量＞
ＬＣＯを水素化精製する条件である温度や水素消費量などから、精製に伴うＣＯ₂排出量を算出し、マイルドな水素化精製条件である燃料−３及び燃料−５と、シビアな条件である燃料−４を比較した結果、燃料−４の条件では燃料−３及び燃料−５の条件に比較して、水素消費量が極めて多いのでＣＯ₂排出量が多い。また、水素分圧が高いことなどから水素化精製に伴う経済性も燃料−４の方が悪い。したがって、ＬＣＯ水素化精製時（ＬＣＯ水添時）のＣＯ₂排出量は、燃料−３及び燃料−５を（○）、燃料−４を（×）とした。これらの結果を表１に示す。

表１に示した各燃料の評価結果は次の通りである。まず、燃料−２は、エンジン性能には問題は無いが、分解系軽油基材が活用されていない。また、燃料−３と燃料−５共に、分解系軽油基材の活用の点では優れているが、満足すべきエンジン性能が得られない。また、燃料−４は、エンジン性能、分解系軽油基材の活用の点では、共に満足できるが、シビアな水素化精製条件であるため、製造時のＣＯ₂排出量や経済性の観点で問題がある。また、燃料−８は、分解系軽油基材が活用されているものの、満足すべきエンジン性能が得られない。また、燃料−９は、エンジン性能、分解系軽油基材の活用の点では、共に満足できるが、燃料−４に比較すると軽微であるものの、燃料−４を混合しているので、製造時のＣＯ₂排出量や経済性の観点で問題が残る。また、エンジン性能、製造時のＣＯ₂排出量や経済性の観点を満足するように調合した燃料−１０では、分解系軽油基材の混合比率が少ないため、本発明の前提条件を満たしていない。

一方、燃料−６と燃料−７は共に、燃費が良い上、エンジン性能、分解系軽油基材の活用の点でも共に満足でき、更には、製造時のＣＯ₂排出量や経済性の観点でも問題がなく、最適である。

また、燃料−２の軽質留分は、セタン価向上剤を添加すると燃料−１１となり、燃費は劣るが、環境対応型軽油として有効に利用できるので、本発明が解決しようとする課題の条件２、すなわち、上記のエネルギーセキュリティー、石油のノーブルユースや経済性の観点で、製油所で製造される既存の軽油基材留分を有効利用する（特定の留分や成分のみが利用され、残りの留分や成分の利用法が見出せない対応は避ける）点を満足している。

Claims

軽油基材を水素分圧が３〜１５ＭＰａ、温度が２５０〜４２０℃、液空間速度が０．３〜１０．０ｈｒ ^-1 、水素／オイル比が１００〜２，０００Ｌ／Ｌの条件で水素化精製することにより得られる水添軽油に、軽油基材を２５０〜３２０℃で分留した重質留分である重質軽油を混合してなり、
セタン価が４５以上、全芳香族分が２０〜４０容量％、初留点が１５０〜２５０℃、終点が３００〜３７０℃、硫黄分が５０質量ｐｐｍ以下、１５℃における密度が０．８４０〜０．８７０ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする、ディーゼルパティキュレートフィルターを装着したディーゼルエンジン用の軽油組成物。
軽油基材を２５０〜３２０℃で分留した重質留分である、セタン価が６０〜８０、全芳香族分が１５〜３０容量％、初留点が２６０〜３００℃、終点が３２０〜４００℃、１５℃における密度が０．８３０〜０．９００ｇ／ｃｍ³である重質軽油を２０〜８０容量％、
軽油基材を水素分圧が３〜１５ＭＰａ、温度が２５０〜４２０℃、液空間速度が０．３〜１０．０ｈｒ ^-1 、水素／オイル比が１００〜２，０００Ｌ／Ｌの条件で水素化精製することにより得られる、セタン価が３６以下、全芳香族分が３６〜６０容量％、初留点が１１０〜２００℃、終点が３００〜４００℃、１５℃における密度が０．８４０〜０．９９０ｇ／ｃｍ³である水添軽油を２０〜８０容量％配合することを特徴とする、請求項１記載の軽油組成物の製造方法。