JPH0885796A - 低硫黄分軽油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 常圧蒸留により得られる硫黄分が０．１重量
％以下である低硫黄分軽油留分を、軽油基材として３容
量％以上含有しており、総硫黄分が０．０５重量％以下
である低硫黄分軽油組成物。 【効果】 優れた耐摩耗性と優れた摺動性を兼ね備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた耐摩耗性及び優
れた摺動性を兼ね備えた低硫黄分軽油組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】環境問題に対応するため、軽油基材の低
硫黄化処理（具体的には深度脱硫、間接脱硫、直接脱
硫、水素化分解などであり、石油精製プロセスにおける
軽油留分の低硫黄化につながるすべてのプロセスを意味
する）又は灯油などの軽質留分を混合することにより得
られる硫黄分０．０５重量％以下の低硫黄分軽油が提案
されている。しかし、これらの低硫黄分軽油は、従来の
軽油に対して潤滑性の低下が指摘されている。これは、
既に軽油の硫黄分の０．０５重量％以下の規制が始まっ
ている欧米諸国の一部において、ディーゼルエンジンに
燃料を供給する分配型燃料噴射ポンプの作動不良や耐久
性の低化による故障事故が多発したことに端を発してい
る。この分配型燃料噴射ポンプは主に小、中型ディーゼ
ル車に搭載されているもので、軽油自身の潤滑性能によ
りポンプ内部の可動部分を潤滑することが特徴であり、
軽油の潤滑性の低下と作動不良や耐久性の悪化との関係
が報告されている。そのため、その対応が急務となって
いる。これらの改善方法として、市販の燃料油用腐食防
止剤（ＣＩ）の中でも潤滑性向上機能を兼ね備えたもの
や、潤滑性向上剤（ＬＩ）を添加し、低硫黄分軽油の摩
耗試験評価における潤滑性の向上を目的とした研究例が
多くある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の添加剤による改善方法は、ポンプ内部の摩耗への対策
にはある程度有効であるが、次の欠点があることが判明
した。 １．添加剤の使用による軽油組成物は、潤滑性以外の性
能の低下があり、例えば、スラッジの生成や、酸化安定
性、熱安定性、ディーゼルエンジン及び排ガスへの悪影
響がある。 ２．分配型燃料噴射ポンプの内部機構は複雑であり、単
に摩耗を改善することだけでは、ポンプの性能を維持で
きない。特に、ディーゼルエンジンの排ガス対策を目的
とする高性能な分配型燃料噴射ポンプでは高い摺動性を
必要とする可動部分が多く、軽油の潤滑性の改善を添加
剤によって行っただけでは、ポンプの性能が十分に発揮
できない。摺動性は、ある物体の表面上を他の物体が転
がることなく滑る時、加えた外力と反対方向に働く抵抗
力（すべり摩擦）の特性であり、摺動面に働く抵抗力が
小さく、摺動面でスムーズに物体が滑ることが好まし
い。このような摺動面はポンプ内部に多数存在してお
り、軽油の摺動性が悪いと、ポンプの機械制御部分に悪
影響を与える。本発明は、上記従来技術の状況に鑑みて
なされたものであり、優れた耐摩耗性及び優れた摺動性
を兼ね備えた低硫黄分軽油組成物を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
低硫黄分軽油の潤滑性について鋭意研究を行った結果、
低硫黄分原油から脱硫プロセスを行うことなく、常圧蒸
留により得られる硫黄分の低い軽油留分を軽油基材とし
て、所定量含有させることにより、添加剤を使用するこ
となく、優れた耐摩耗性と優れた摺動性を兼ね備えた低
硫黄分軽油組成物ができることを見出し、本発明を完成
するに至った。すなわち、本発明は、常圧蒸留により得
られる硫黄分が０．１重量％以下である低硫黄分軽油留
分を、軽油基材として３容量％以上含有しており、総硫
黄分が０．０５重量％以下であることを特徴とする低硫
黄分軽油組成物を提供するものである。以下、本発明を
詳細に説明する。

【０００５】本発明で使用する硫黄分が０．１重量％以
下である低硫黄分軽油留分は、低硫黄分原油を常圧蒸留
することにより得られる。ここで常圧蒸留とは、石油精
製プロセスにおける一般的な常圧蒸留プロセスを意味す
る。原料の低硫黄分原油は、常圧蒸留で得られる軽油留
分の硫黄分が０．１重量％以下、好ましくは０．０７重
量％以下、さらに好ましくは０．０５重量％以下となる
原油であり、一般的には、中国系及び南方系が多く、具
体的にはスマトラライト、シンタ、バックフォー、ハン
デル、ジャクスン、大慶などの原油が挙げられる。ここ
で、軽油留分とは、ＪＩＳ Ｋ２２５４に規定された常
圧法蒸留試験法による蒸留性状の温度範囲が１６０〜３
９０℃の範囲内の留分である。この低硫黄分原油は、１
種単独で用いても、２種類以上併用しても何ら差し障り
なく、原油のブレンドによって上記の条件を満たすもの
も特に制約されない。

【０００６】本発明において使用される常圧蒸留により
得られる硫黄分が０．１重量％以下である低硫黄分軽油
留分は、上記の低硫黄分原油の常圧蒸留によって得られ
る軽油留分であり、硫黄分が０．１重量％以下のもので
あり、好ましくは０．０７重量％以下のものであり、さ
らに好ましくは０．０５重量％以下のものである。この
低硫黄分軽油留分は、通常の軽油留分内であれば組成上
の制約はないが、この低硫黄分軽油留分の蒸留性状とし
ては、１０％蒸留点で通常約２３０〜３１０℃、好まし
くは２９０〜３１０℃、５０％蒸留点で通常約２５０〜
３４０℃、好ましくは３００〜３４０℃、９０％蒸留点
で通常約２７０〜３６０℃、好ましくは３２０〜３６０
℃、９５％蒸留点で通常約２８０〜３８０℃、好ましく
は３２０〜３８０℃である。なお、この蒸留性状は、Ｊ
ＩＳ Ｋ２２５４に規定された常圧法蒸留試験法による
蒸留性状である。これらの低硫黄分軽油留分は、１種単
独で用いても、２種以上を併用しても何ら差し障りな
い。

【０００７】本発明の低硫黄分軽油組成物は、上記低硫
黄分軽油留分を軽油基材として３容量％以上含有し、総
硫黄分を０．０５重量％以下にしたものである。低硫黄
分軽油留分の含有割合は、低硫黄分軽油留分を他の軽油
基材と混合することにより容易に調整することができ
る。低硫黄分軽油留分と混合する他の軽油基材は、低硫
黄分軽油留分を３容量％以上、好ましくは５容量％以
上、さらに好ましくは１０容量％以上混合しても、硫黄
分が０．０５重量％以下に調整できる硫黄分レベルで、
製品軽油の性状上何ら問題とならないものであればどん
な基材でもよい。該低硫黄分軽油留分を軽油基材として
３容量％以上混合する他の軽油基材の具体例としては、
例えば低硫黄化処理を経て得られる低硫黄分軽油基材や
灯油留分のような軽質低硫黄分軽油基材などが挙げられ
る。これらの他の軽油基材は、１種単独で用いてもよい
し、２種類以上併用しても何ら差し障りない。低硫黄分
軽油留分と混合する他の軽油基材の硫黄分は、通常０．
１重量％以下が好適であり、より好ましくは０．０７重
量％以下であり、さらに好ましくは０．０５重量％以下
である。

【０００８】また、低硫黄分軽油留分の含有割合は、混
合する他の軽油基材の硫黄分を考慮し、混合後の硫黄分
が０．０５重量％以下になるように決めればよい。例え
ば低硫黄分軽油留分の硫黄分が０．０５重量％以上、
０．１重量％以下の場合は、潤滑性向上効果も考慮し、
低硫黄分軽油留分が３容量％以上、好ましくは５容量％
以上、さらに好ましくは１０容量％以上混合できるよう
に、混合する相手の軽油基材の硫黄分の制約を受ける。
つまり、低硫黄分軽油留分の硫黄分が０．０９重量％
で、混合する相手の他の軽油基材の硫黄分が０．０４重
量％の場合では、低硫黄分軽油留分の含有割合は、２０
容量％以下にする必要がある（基材密度が同じ場合）。
反対に、低硫黄分軽油留分の硫黄分が０．０５重量％以
下で、混合する相手の他の軽油基材の硫黄分が０．０５
重量％以上の場合には、該低硫黄分軽油留分を混合する
ことによって、混合後の硫黄分を０．０５重量％以下に
する必要性があるため、低硫黄分軽油留分の混合量は増
加することになる。つまり、低硫黄分軽油留分の硫黄分
が０．０２重量％、混合する相手の他の軽油基材の硫黄
分が０．０６重量％の場合には、低硫黄分軽油留分を２
５容量％以上混合する必要がある（基材密度が同じ場
合）。また、低硫黄分軽油留分と他の軽油基材の両方の
硫黄分が０．０５重量％以下の場合は、低硫黄分軽油留
分の含有割合の上限については、特に制約されない。

【０００９】上記何れの場合でも低硫黄分軽油留分の含
有割合が高くなる場合については、製品軽油の性状上へ
の影響、例えば、低温流動性などの影響を考慮して選定
すればよく、必要ならば各種添加剤、例えば流動性向上
剤、セタン価向上剤などを使用することも可能である。
低硫黄分軽油留分の含有割合は、蒸留性状、硫黄分、そ
の他の性状にもよるが、通常３〜４０容量％が好適であ
り、より好ましくは５〜３５容量％であり、さらに好ま
しくは１０〜３０容量％である。なお、本発明の低硫黄
分軽油組成物には、その他の各種添加剤、例えば防腐
剤、防錆剤、泡消剤、清浄剤、酸化防止剤、色相改善
剤、潤滑性向上剤などを添加してもよい。

【００１０】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によりさら
に具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によ
って何ら制限されるものではない。実施例及び比較例に
おいて使用した軽油の一般性状を表１に示した。表１に
おける深脱軽油基材（１）、（２）は、中東系原油を主
体とする原油から常圧蒸留によって得られた軽油留分を
深度脱硫プロセスを経て硫黄分０．０５重量％以下に生
成した軽油基材である。また、２号軽油（１）、（２）
は、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ２２０４における軽油種
類２号の規定に準拠した製品軽油である。また、低硫黄
分軽油留分Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、低硫黄分原油を常圧蒸留
により得られた軽油留分であり、本発明の必須成分であ
る常圧蒸留により得られる硫黄分が０．１重量％以下で
ある低硫黄分軽油留分に相当する。また、比較例におい
て使用した添加剤の諸性状を表２に示した。

【００１１】

【表１】 注 表１における略号は、次の意味である。 ＴＤ％：全留出量 ＲＯ：残油量 ＬＯＳＳ：減失量

【００１２】

【表２】 注 表２において、商品名の１行目に示す言葉は、以下の社
名を意味する。 Ｅｔｈｙｌ：Ｅｔｈｙｌ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ａｄｄ
ｉｔｉｖｅｓ．Ｉｎｃ． ＤｕＰｏｎｔ：ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｕｂｒｉｚｏｌ：Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａ
ｔｉｏｎ

【００１３】また、実施例及び比較例の評価試験は、次
の方法により行った。 （１）摩耗試験 摩耗試験は、オプチモール社製振動摩擦摩耗試験器を用
いて行った。試験条件は下記の通りである。 荷重：３Ｎ 振幅：０．６０ｍｍ 振動数：６０Ｈｚ 試料温度：６０℃ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ−ｂａｌｌ：ＳＵＪ ２ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ−ｆｌａｔ：ＳＵＪ ２ Ｂａｌｌ直径：１０ｍｍ 試験時間：６０分 摩耗評価は、テストボールに付いた摩耗痕の直径によっ
て行った。摩耗痕の直径は、振動方向の直径と、これと
垂直方向の直径の平均値とし、他の軽油基材として深脱
軽油基材（１）を使用する場合は、深脱軽油基材（１）
の摩耗痕直径を１００とした場合の相対摩耗痕直径によ
り表し、他の軽油基材として深脱軽油基材（２）を使用
する場合は、深脱軽油基材（２）の摩耗痕直径を１００
とした場合の相対摩耗痕直径により表し、他の軽油基材
として深脱軽油基材（１）と深脱軽油基材（２）の混合
物を使用する場合は、深脱軽油基材（１）と深脱軽油基
材（２）の混合物の摩耗痕直径を１００とした場合の相
対摩耗痕直径により表した。

【００１４】（２）摩擦係数の測定 各試料を、ミリポアーろ紙（材質：ＨＡ、サイズ：０．
４５μｍ）による吸引ろ過で、チリ等の不純物を取り除
く前処理を行った。摩擦係数の測定は、曽田Ｔ字型振り
子摩擦試験器II型により、境界摩擦係数を測定した。測
定条件は、下記の通りである。 初期振幅：０．５ラジアン 水平重錘：３０ｇ 水平重錘距離：３４０ｍｍ 垂直重錘：１５ｇ 垂直重錘距離：１００ｍｍ 鋼球：上級３／１６級、ＳＵＪ２ ローラーピン：ＳＵＪ２ 試料温度：２５℃ 測定は、繰り返し（５０〜８０回）振り子を振幅させ、
定常状態（２０〜４０回以降）に至ってからの平均値を
算出し、これを１〜３回繰り返し平均を摩擦係数とし、
他の軽油基材として深脱軽油基材（１）を使用する場合
は、深脱軽油基材（１）の摩擦係数を１００とした場合
の相対摩擦係数により表し、他の軽油基材として深脱軽
油基材（２）を使用する場合は、深脱軽油基材（２）の
摩擦係数を１００とした場合の相対摩擦係数により表
し、他の軽油基材として深脱軽油基材（１）と深脱軽油
基材（２）の混合物を使用する場合は、深脱軽油基材
（１）と深脱軽油基材（２）の混合物の摩擦係数を１０
０とした場合の相対摩擦係数により表した。

【００１５】実施例１〜５ 表３に示した低硫黄分軽油留分Ａ及び深脱軽油基材
（１）の各基材を、表３に示した割合で配合し混合し
て、低硫黄分軽油組成物を調製した。これらの低硫黄分
軽油組成物の総硫黄分を表３に示した。これらの低硫黄
分軽油組成物について、摩耗試験と摩擦係数の測定を行
った。その結果を表３に示した。

【００１６】実施例６ 低硫黄分軽油留分Ａのみから成る低硫黄分軽油組成物を
調製した。この低硫黄分軽油組成物について、摩耗試験
と摩擦係数の測定を行った。その結果を表３に示した。

【００１７】実施例７ 表３に示した低硫黄分軽油留分Ａ及び深脱軽油基材
（２）の基材を、表３に示した割合で配合し混合して、
低硫黄分軽油組成物を調製した。この低硫黄分軽油組成
物の総硫黄分を表３に示した。この低硫黄分軽油組成物
について、摩耗試験と摩擦係数の測定を行った。その結
果を表３に示した。

【００１８】実施例８〜１２ 表３及び表４に示した低硫黄分軽油留分Ｂ及び深脱軽油
基材（１）の各基材を、表３及び表４に示した割合で配
合し混合して、低硫黄分軽油組成物を調製した。これら
の低硫黄分軽油組成物の総硫黄分を表３及び表４に示し
た。これらの低硫黄分軽油組成物について、摩耗試験と
摩擦係数の測定を行った。その結果を表３及び表４に示
した。

【００１９】実施例１３ 低硫黄分軽油留分Ｂのみから成る低硫黄分軽油組成物を
調製した。この低硫黄分軽油組成物について、摩耗試験
と摩擦係数の測定を行った。その結果を表４に示した。

【００２０】実施例１４ 表４に示した低硫黄分軽油留分Ｂ及び深脱軽油基材
（２）の基材を、表４に示した割合で配合し混合して、
低硫黄分軽油組成物を調製した。この低硫黄分軽油組成
物の総硫黄分を表４に示した。この低硫黄分軽油組成物
について、摩耗試験と摩擦係数の測定を行った。その結
果を表４に示した。

【００２１】実施例１５〜１８ 表４に示した低硫黄分軽油留分Ｃ及び深脱軽油基材
（１）の各基材を、表４に示した割合で配合し混合し
て、低硫黄分軽油組成物を調製した。これらの低硫黄分
軽油組成物の総硫黄分を表４に示した。これらの低硫黄
分軽油組成物について、摩耗試験と摩擦係数の測定を行
った。その結果を表４に示した。

【００２２】実施例１９ 低硫黄分軽油留分Ｃのみから成る低硫黄分軽油組成物を
調製した。この低硫黄分軽油組成物について、摩耗試験
と摩擦係数の測定を行った。その結果を表４に示した。

【００２３】実施例２０〜２３ 表５に示した低硫黄分軽油留分Ｄ及び深脱軽油基材
（１）の各基材を、表５に示した割合で配合し混合し
て、低硫黄分軽油組成物を調製した。これらの低硫黄分
軽油組成物の総硫黄分を表５に示した。これらの低硫黄
分軽油組成物について、摩耗試験と摩擦係数の測定を行
った。その結果を表５に示した。

【００２４】実施例２４ 低硫黄分軽油留分Ｄのみから成る低硫黄分軽油組成物を
調製した。この低硫黄分軽油組成物について、摩耗試験
と摩擦係数の測定を行った。その結果を表５に示した。

【００２５】実施例２５ 表５に示した低硫黄分軽油留分Ｂ、深脱軽油基材（１）
及び深脱軽油基材（２）の各基材を下記の割合で配合し
混合して、低硫黄分軽油組成物を調製した。この低硫黄
分軽油組成物の総硫黄分は、０．０３８重量％であっ
た。 低硫黄分軽油留分Ｂ ２０容量％ 深脱軽油基材（１） ４０容量％ 深脱軽油基材（２） ４０容量％ この低硫黄分軽油組成物について、摩耗試験と摩擦係数
の測定を行ったところ、深脱軽油基材（１）だけのとき
よりも、摩耗で４０％、摩擦係数で２０％の低減効果が
あった。

【００２６】実施例２６ 表５に示した、低硫黄分軽油留分Ａ、低硫黄分軽油留分
Ｂ、深脱軽油基材（１）及び深脱軽油基材（２）の各基
材を下記の割合で配合し混合して、低硫黄分軽油組成物
を調製した。この低硫黄分軽油組成物の総硫黄分は、
０．０３５重量％であった。 低硫黄分軽油留分Ａ １５容量％ 低硫黄分軽油留分Ｂ ５容量％ 深脱軽油基材（１） ４０容量％ 深脱軽油基材（２） ４０容量％ この低硫黄分軽油組成物について、摩耗試験と摩擦係数
の測定を行ったところ、深脱軽油基材（１）だけのとき
よりも、摩耗で３５％、摩擦係数で２０％の低減効果が
あった。

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】

【表５】

【００３０】比較例１〜４ それぞれ、深脱軽油基材（１）、深脱軽油基材（２）、
２号軽油（１）、２号軽油（１）のみから成る軽油組成
物を調製した。この軽油組成物について、摩耗試験と摩
擦係数の測定を行った。その結果を表４に示した。

【００３１】比較例５〜８ それぞれ、深脱軽油基材（１）に、表２記載の各種添加
剤を３０ｍｇ／ｌの割合で混合し、軽油組成物を調製し
た。この軽油組成物について、摩耗試験と摩擦係数の測
定を行った。その結果を表４に示した。

【００３２】

【表６】

【００３３】上記表から明らかなように、深脱軽油基材
のみから成る比較例１及び比較例２は、摩耗痕が大き
く、摩擦係数も高いので、耐摩耗性及び摺動性の両方が
悪い。２号軽油のみから成る比較例３及び比較例４は、
硫黄分が０．０５重量％をはるかに超えており、環境汚
染が著しい。また、深脱軽油基材（１）に各種添加剤を
３０ｍｇ／ｌ添加した比較例５〜８では、２号軽油に近
いレベルまで摩耗を低減させているが、摩擦係数の低減
には全く効果がなかった。これに対し、本発明の低硫黄
分軽油組成物は、低硫黄分軽油留分の含有量が増すにつ
れて摩耗低減効果が増し、何れの場合も２５容量％程度
以上の混合で、２０％以上の摩耗低減効果が認められ
る。特に、低硫黄分軽油留分Ｂについては、１０容量％
程度の混合で４０％以上の大幅な摩耗の改善が確認でき
る。このように本発明において使用する低硫黄分軽油留
分を深脱軽油基材のような摩耗性のよくない基材に混合
することで、摩耗を著しく低減させることができる。ま
た、本発明の低硫黄分軽油組成物は、低硫黄分軽油留分
の含有量が増すにつれて摩擦係数低減効果が増し、何れ
の場合も２５容量％程度以上の混合で、１０％以上の摩
擦係数低減効果が認められ、２号軽油と同等又はそれ以
上に低減することができる。特に、低硫黄分軽油留分Ｂ
については、１０容量％程度の混合で大幅な摩擦係数の
改善が確認できる。従って、本発明の低硫黄分軽油組成
物は、従来の添加剤による潤滑性向上に比べて、同等又
はそれ以上の優れた耐摩耗性を有するだけでなく、さら
に優れた摺動性をも兼ね備えていることが明らかであ
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、常圧蒸留により得られる硫黄
分が０．１重量％以下である低硫黄分軽油留分を一定
量、軽油基材として用いるという簡単な手段で、添加剤
を使用することなくして、優れた耐摩耗性と優れた摺動
性を兼ね備えた低硫黄分軽油組成物を提供することがで
きる。従って、本発明の低硫黄分軽油組成物は、実用上
極めて有用である。

フロントページの続き (72)発明者 岩宮 保雄 埼玉県幸手市権現堂1134−２ 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 常圧蒸留により得られる硫黄分が０．１
   重量％以下である低硫黄分軽油留分を、軽油基材として
   ３容量％以上含有しており、総硫黄分が０．０５重量％
   以下であることを特徴とする低硫黄分軽油組成物。