JPH01502122A - 軽質燃料油、デイーゼル燃料及びほかの品質向上油として使用できる製品へ含ろう油を品質向上する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 軽質燃料油、ディーゼル燃料及びほかの品質向上油として使用できる製品へ含ろ う油を品質向上する方法 本発明は、品質向上製品が軽質燃料油（軽質加熱用油としても知られている）及 びディーゼル油が現在使用゛される目的に使用できるように５０％以上のアルカ ン含参を有する重質、含ろう油を品質向上する方法に関する。

さらに本発明は、前記の方法によって：！１ｌｆｊされた安定なエマルジョンの 形の品質向上油とＪｃｉ１様に、これらの目的にかなう安定なエマルジョンの調 製方法を記述する。

原油がたとえばエネルギー源や化学的供給原料として使用されることができるた めには、蒸留によって指定された留分に分留され次いでさまざまの特殊の技術に よってｌｌ１ｌされなければならない。軽油又は中間留出物と称せられる一群の 生成物は一つ又はそれ以上の精製留分を形成する。だが一方これらの留分の幾つ かはそのまま又は比較的小さい追加の処理によって、たとえばディーゼル油、そ れ以外の物、特に通常それ本来の状態で売るのに適した製品としてその使用を効 果的に妨げるしばしば高いろう含滲を有する重質又は広範囲及び／又は減圧軽油 と称せられるものが使用可能である。それゆえこれらの油がさらに進んでＮ製工 程を受けることはありふれた慣行である。

この付加的精製が必要であることは軽質油に対するよりもこれらの油に対する経 済的価値が低いことに反映されている。他方、その化学構造はディーゼル駆動モ ーター用の加熱用油又は燃料のような、特定の応用での使用に対してそれらを特 によく適合するようにする。たとえば、前記の油の多くは高いセタン価を与える 、高含量の線状アルカンと低含良の芳香族類を持っている。

この型の油に対する改良精製技術の発達はそれゆえ石油産業に対して関心を継続 させる要素である。

よく知られておりそして大いに使用される方法はクラッキングプロセス、すなわ ち熱の適用によってそして時にはまた触媒の存在下に、これらの油留分を分校異 性体及び環状炭化水素に転換することを含む。しかしながらこれらのプロセスは 幾つかの不都合を有する：１）　供給原料より経済的価値が低いコークス及び／ 又は重質生成物の残留物がよく存在する。このことはこの技術の収益性を減じる 。

２）かなりの資本投資が必要であり、そしてまた大量のエネルギー消費は油価が 変動する期間中高い経済的危険を暗に意味する。

３）　分解生成物はその線状の対応物よりもゆっくり燃焼する。このことは燃焼 中に、特にｔ！５焼時間が制限されるときに、たとえばディーゼルモーターにお いてすす粒子、多環式芳香族炭化水素及び窒素酸化物（ＮＯＸ）の放出を増大す る結果を生じる可能性がある。

だが一方ここに記述された重質含ろう軽油はろうが沈殿する危険があるがゆえに 最終消費者に販売するためには不適当であり、従来の油製品でさえ時々消費者が 関連のある問題に左右されることは事実である。これらはさまざまな要因、たと えば Ａ）貯蔵中に水の分離した相又は大きな水滴の生成を導く過度の水分吸収、この ことは輸送の問題、細菌の生長、金属表面の腐食、燃焼の不規則性、などを結果 として生じる可能性がある。

Ｂ）　最低の貯蔵及び使用温度は油が流体である最低温度、流動点及びろうが沈 殿し始める温度、曇り点に密接に関係がある。油製品製造業者の観点からはでき るだけ高い曇り点が使用の時点で消費者によって許容されるということが経済的 に望ましいので、このことはしばしば異なる気候又は貯蔵条件のもとで異なる等 級の同じ製品を販売するように仕向ける。

実例はディーゼル燃料の夏と冬の品質の販売である。

これは貯蔵及び輸送能力を次善のものを使用するように仕向ける可能、性がある 。

によってひき起される可能性がある。

方法が記述され、それによって燃焼性の要求された改善を達成するために油は水 中油型エマルシコンに転換されるが、この方法の有効性はまた実際にはがなりの ＩＩＪ限を受ける。更に、これらの方法の記述は５０％以上のアルカン含りを有 する重質軽油のような重質、含ろう性の油を排除する。これらの方法の記述は連 続相中に多量のアルコールの使用を含みもしなければ、それらがエマルジョン自 身に対して要求されるのと同じ目的に対して別のやり方で使用されてきた油に基 礎を置くだけその製造に使用された油のどのような品質向上を達成することを要 求もしない。

ノルウェー特許出願第８５２６３７号は少なくとも１種の生物学的に誘等された 乳化剤を含有している乳化剤系の存在下に水中での乳化によって１！料油の水準 に重質鉱油留分の燃焼特性を改善する方法を記述している。この方法は５０％よ り少ないアルカン含石油に限定される。

ノルウェー特許出願第８３０７８５号は水性相がアルコールと水の混合物からな る系中で使用するための乳化剤を記述している。だが一方燃料油中水型のエマル ジョンは燃料油として使用できることが主張されているが、水中油型エマルジョ ンはそのような目的に使用できないこと、またそれらは事実上出発物質として使 用された油の品質向上も生じないことが記述されている。

末尾参照に記載した一連の特許（１〜１１）はエマルジョン化した！！料油の５ １製を記述しているが、これらの全てはゲル又はチクソトロビックエマルジョン と称せられる７０％より多い分散油を含有している非常に粘稠なの中で考慮に入 れられてなく、その中に記述されている燃料もまたその高い粘度ゆえにディーゼ ル燃料又は加熱用油として使用するために好適と考えられていない。これらの特 許においてなされた主張はそれによって作られたエマルジョンがディーゼル燃料 として使用可能であることを示唆しているにもかかわらず、モーターそれ自身の 可成りの変更なしに存在するディーゼル！！料駆動エンジン、たとえば航空機の エンジンにはこの種の応用は生成物に対してふされしくない。

また燃焼工程を改善するために使用できる油中水型エマルジョンも開示されてい るが、それらは従来のディーゼル油又は軽質加熱用油の使用を与え、このことは それらが重質留分を品質向上するために使用できないことを意味する。

本発明の主要な目的は５０％より多いアルカン含量を有し、またそれらがこれら の目的のために使用できるような程度まで、これまで軽質燃料油及び／又はディ ーゼル油として使用するためには不適であると考えられてきた重質、含ろう油成 分の特性を改善することにある。本発明は油を４０〜６５体積％、好ましくは５ ０〜６０体積％含有し、ディーゼル油又は軽質燃料油の代用物として使用できる 安定な水中油型エマルジョンをＩＩＩする方法を記述する。

安定なエマルジョンは下記の試験手順、（ｉ）２ケ月間放置、続いて （ｉｉ）　マグネチツクスターラーで５００　ｒｐｍで２４時間かくはん、続い て （ｉｌ　１５００　ｇで１時間遠心回転が行なわれた後、不安定の目に見える信 号、すなわち油だけからなる分離した相を示さないエマルジョンとして本発明の 文脈内に定義される。

一般的に言ってこの中に記述される技術による品質向上に対して好適な油留分は 、 ａ）重質軽油 ｂ）減圧軽油 Ｃ）スラツクワックス ｄ）　コーカー重質軽油 を包含するが、これに限定されるものではない。

植物及び動物の両起源の油及び脂肪は単独又は鉱油との混合物がここに記述され た技術を使用してディーゼルに適したそして加熱用油に適した製品に品質向上で きることはありそうもないことはない。

以下に記述するように、本発明はエマルジョン中の連続相である水性相は水／ア ルコール相の全容積の５〜７０体積％、好ましくは２０〜６０％の範囲までフル コールを、ところでアルコールはアルカノール、好ましくはメタノールでありう るという事実によって特徴づけられる。

本発明に従って作られたエマルジョンは１．水／アルコール相の高い割合にかん がみて意外にこれらの油製品の典型的な応用である慣例的なディーゼルｖ５Ｆｌ 又は加熱用油に使用できることが証明された。このことはメタノールのエネルギ ー含」はディーゼル油及び重質油の約半分にすぎなく、その上水がエマルシコン の利用可能なエネルギー含量を減じるがゆえに予期されないことである。

従来の常識はエマルシコンのセタン価が低すぎることを示唆するであろうから、 この型のエマルジョンが標準のディーゼルモーター用燃料として使用できること は特に驚くべきことである。

下記の処方 ６０体積％のおよそ５０のセタン価を有する油、２４体積％のセタン価が０のメ タノール（連続相の６０体積％）、 残りはセタン価のない水 をもつエマルジョンに対する一つの実例として、通常の混合計算はエマルジョン に対して３０より小さい理論セタン価を生じる。

経済的限界内でできたセタン価増高物の付加は２〜３ポイントだけ、すなわち約 ３３までこの系の理論的セタン価を上昇する。自動車のディーゼルモーターを駆 動するために使用された燃料のセタン価を管理する現在の基準及びｔａ準はエマ ルジョンがそのような目的に使用できないのが当然であることを暗に意味する４ ７という最低セタン価を推奨する。これにもかかわらず、上記のエマルジョンは 自動車のディーゼルモーターを駆動するために使用できる。

本発・明に従って、重質の、含ろう油は自動車のディーゼル燃料として又は軽質 加熱用油としで使用するために水中油／アルコール型エマルジョンに乳化により 転換される。

エマルジョンは油１１当り１〜３０９の１種又はそれ以上の非イオン性及びアニ オン性の乳化剤及び１種又はそれ以上の重合体の安定剤、好ましくは油１１当り ５〜１５９の、１２〜１７のＨＬＢ値を有する非イオン性乳化剤からなる本発明 による乳化剤系を含有する。

エマルジョンは硝酸エステル及び硝酸塩を、好ましくはエマルジョン１１当り０ ．１〜４．０ｇの缶を含有する。これらはラ　ゼル燃料の代わりに使用されるエ マルジョン中でセタン価用高物としての又は！！質加熱用油の代わりに使用され るエマルシコン中で１！焼触媒としての機能を果たす。

乳化工程は標準的な方法に従って行なわれる。本発明に従って油を乳化すること によって、油は１〜２０μ瓦の範囲内の粒径を有する微細に分配された小滴とし て存在するであろう。このことはエマルジョンに重要でしかも特別に有利な特性 、たとえば １）ろうの分離はもはや問題でない。ろうはまだ十分に低い温度で結晶化するか もしれないが、これは各小滴内で起るであろうし、連続水性相・はお互いに小滴 を効果的に分離し、またそれによって流動及び輪送の問題をひき起すであろう境 りの生成を避ける。

２）　油相は燃焼工程に先立って微細に分割される。この ことは可燃物が燃焼空白にあるＦｇ１間中だ焼工程がいっそう完全であるという 結果を伴なって、通常の油が噴射ノズルを経て微粉化される場合よりも、燃焼至 内の油滴のいっそう最適の粒度分布を保証する。

この有利な点の一つの結果はエマルジョンを噴射するとき燃料噴射ノズルの微粒 化礪能はもはや良好な燃焼遂行に対して臨界的でないということである。

このことは油燃焼機械装置の噴射システムに対して為されるべき可成りの機械的 単純化を可能にする可能性がある。

３）この発明において記述されたエマルジョンの粘度は、非常な低温でさえ低レ ベルに保たれる。これはエマルジョンの粘度が連続水／アルコール相の粘度およ び油の容積比率に決定されるからである。

軽質加熱用油又はディーゼル燃料として使用される本発明に従って得られたエマ ルジョンは従来の油製品に比して下記の有利な点、 Ａ）燃焼によるＮＯｘ及びすすの汚染放出の減少。

Ｂ）−４０’Ｃ（連続相中のアルコールの型を２に依存して）より低い温度で使 用されそして貯蔵される、また５℃まで降下された８！勤点を有する能力。

Ｃ）−４０℃で３００ｃｐより低い粘度（基準Ｂ参照）。

口）　低い原料費及び／又は低い生産費達成の可能性。

Ｅ）　適度の量の水分の存在下での使用の安定性及び特性の維持。

Ｆ）細菌の生長に対する抵抗。

を示す。

以下の実施例は本発明をいっそう完全に記述するために役立つであろう。

実施例 ０．８６７ｇ／ｊの密度を為しそしてアルカンを７６．４％含有している重質軽 油（ノルウェーの製油所、５ｔａｔｏｉｌ°Ｓ　ＨＯｎＱＳｔａｄ　のＲａｆｉ ｎｏｒ　ＴＧ）は下記のように水／メタノール混合物に乳化した。

９７．５１のＲａｆｉｎｏｌ　ＴＧ ３６　１のメタノール ２４　１の水 ０．３Ｋｇの硝酸塩 ２　隋の乳化剤系 ０．０４５故の有機硝酸エステル 混合物は先ずプレエマルジョンを作り次いで該エマルジョンを超音波ホモジナイ ザー中で均一化することによって乳化した。

このようにａｌｌされたエマルジョンは６１　ＣＤの粘度、２７℃より高いが５ ５℃より低い引火点（ノルウェーの輸送及び貯蔵目的に対してＢ流体として分類 されることを可能にする）及び０．８９４９／ｌｄの密度を持っていた。

このエマルジョンはそれからターボチャージャー付きの、高速、完全装備５ｃａ ｎｉａ　Ｖａｂｉｓ　ＤＳ　１１デイーゼルエンジンの燃料として使用された。

同じエンジンをそのとき比較対照として０．８３４９／ｄの密度と５ｃｐの粘度 を有する標準の夏用ディーゼル燃焼で運転した。

排気の分析は、エンジンの空転状態から完全負荷に至るまで、比較対照が使用さ れたときよりもエマルジョンが燃焼されたとき、燃焼生成物中のＮＯｘとすすの 量が常に低かったことを示した。比較対照に比べて、ＮＯｘは（負荷に従って） １８％〜８７％だけ減少し、その上Ｂｏｓｃｈ法によって測定されたすすの放出 は１．００〜１．７６単位低かった。

メタノールはディーゼル燃料及び重質軽油のおよそ５０％のエネルギー含量を有 する。計算によれば、上記の調製されたエマルジョンはディーゼル燃料のおよそ ７４％のエネルギー倉口を有する。これに関する確認として、燃料１１当りのエ ンジンの産出力はエマルジョンに関しては比較対照として使用したディーゼル燃 料の７０〜７５％であることが測定された。

参照 １、米国特許第４．０８４，９４０＠ ２、米国特許第３．４９０．２３７号 ３、米国特許第３．３５２．１０９号 ４、米国特許第３．７５６．７９４号 ５、米国特許第３．６１５，２９０号 ６、欧州特許第０．１５６．４８６丹 ７、カナダ特許１１，１３２．９０８号８、西独特許第３０．１６，５４４号 ９、西独特許第１６．４４．９４２号 １０、フランス特許第２．５４８．２０８号１１、米国特許第４，３８２，８０ ２号蘭尼損審報牛

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．エマルジョンの連続相が水／アルコール混合物からなっておりそして非連続 相は５０％より多いアルカンを含有して５℃に降下された流動点を有する重質、 含ろう油からなり、さらに油相の容積はエマルジョンの全容積の４０〜６５体積 ％、好ましくは５０〜６０体積％を占めそしてエマルジョンは乳化剤及び燃焼触 媒及び／又はセタン価増高物を含有していることを特徴とするディーゼル燃料及 び／又は軽質加熱用油に対する代用物として使用するための安定な水中油／アル コール型エマルジヨン。
2. ２．アルコールが低分子量アルカノール、好ましくはメタノールであって、エマ ルジョンの連続相中に５〜７０体積％、好ましくは２０〜６０体積％存在するこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載の安定なエマルジョン。
3. ３．乳化剤系が１種もしくはそれ以上の非イオン性乳化剤又は１種もしくはそれ 以上の非イオン性乳化剤、１種もしくはそれ以上のアニオン性乳化剤及び１蓮も しくはそれ以上の重合体の安定剤の混合物からなり、油の１ｌ当り１〜３０ｇ、 好ましく油の１ｌ当り５〜１５ｇの量で１２〜１７のＨＬＢ値を有する非イオン 性乳化剤であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の安定なエマルジョン。
4. ４．セタン価増高物として作用する硝酸エステル及び／又は硝酸塩を０．１〜４ ．０ｇ／ｌの範囲まで含有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の安定な エマルジョン。
5. ５．−４０℃の温度で３００ＣＰより小さい粘度を有する−４０℃という低温で 安定かつ容易な流動をすることを特徴とする請求の範囲第１項記載の安定なエマ ルジョン。
6. ６．燃焼によって、軽質加熱用油のディーゼル燃料の燃焼の場合より少ないＮＯ ｘ及びすすを含有する排気を生じることを特徴とする請求の範囲第１項記載の安 定なエマルジョン。
7. ７．細菌の生長に抵抗することを特徴とする請求の範囲第１項記載の安定なエマ ルジヨン。
8. ８．請求の範囲第１項〜第７項に記載した安定な水中油／アルコール型エマルジ ョンの調製のために５０％より多いアルカンを含有する重質、含ろう油留分を品 質向上する方法において、エマルジョンの全容積について計算して４０〜６５体 積％、好ましくは５０〜６０体積％の油が乳化剤及びセタン価増高物及び／又は 燃焼触媒を添加することによって連続相を構成する水／アルコール混合物の安定 なエマルジョンに乳化されることを特徴とする品質向上方法。
9. ９．軽質加熱用油及び／又はディーゼル燃料の代用物として請求の範囲第１項〜 第７項に記載した水中油／アルコール型エマルジョンの応用。