JPH09194857A

JPH09194857A - 寒冷地向け低硫黄軽油およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09194857A
Application number: JP27359496A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yamazaki; 雄二山崎
Original assignee: JIYOMO TECHNICAL RES CENTER KK
Current assignee: JIYOMO TECHNICAL RES CENTER KK
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1997-07-29
Anticipated expiration: 2016-10-16
Also published as: JP3018327B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低硫黄分で潤滑性にも優れた寒冷地向け
軽油の提供。【解決手段】硫黄分が０．０５質量％以下、２環以上
の多環芳香族分が１．１〜１５．０容量％であって、脱
ろう脱硫軽油基材を軽油全量基準で５０容量％以上配合
したものであることを特徴とする寒冷地向け低硫黄軽
油。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンなどの内燃機関の燃料として用いられ、特には寒冷地
において潤滑性に優れた、低硫黄軽油及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今の環境問題に端を発して、ディーゼ
ル車排気ガスのＮＯ_X、パティキュレート低減のため、
ディーゼル車に用いる軽油中の硫黄分を０．０５質量％
以下にすることが検討されている。

【０００３】軽油中の硫黄分を０．０５質量％以下とす
る脱硫（以下、深度脱硫という）方法としては、石油蒸
留留出油を２段水素化処理により脱硫する方法（特開平
６−２５６７７号公報）、原料軽油を分留して複数の留
分に分割した後、水素化処理による脱硫処理、脱色処理
し、その後各留分を混合する方法（特開平６−４９８７
３号公報）などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、硫黄分が非常に
低い軽質な環境対応型ディーゼル軽油が発売されたスカ
ンジナビア諸国では、軽油の潤滑性の欠如によるとおも
われるディーゼル車のトラブルが発生した。

【０００５】このため我が国でも、高圧下の境界潤滑部
の潤滑を燃料である軽油に頼るディーゼルエンジンの燃
料噴射ポンプなどの部品摩耗、焼け付きなどのトラブル
が多発する危険性が憂慮されている。この問題は、寒冷
地において適切な低温流動性を確保するために、潤滑性
が劣る精製灯油を多量に配合せざるを得ない寒冷地向け
の３号軽油や特３号軽油においてさらに重大である。３
号軽油や特３号軽油では、精製灯油の配合によって結果
的に軽油の潤滑性が一層悪化する。

【０００６】この対策として、深度脱硫した軽油の潤滑
性を向上するため、添加剤の使用が検討されており、上
記３号軽油や特３号軽油では特に多量の添加剤が必要に
なる。しかし、このような潤滑性を向上させるための添
加剤は化学的に活性なものが多いため、多量に配合する
とエンジンオイルの添加剤、例えばＣａ系清浄剤と反応
しカーボンデポジットの発生量を増加させてしまう。ま
た、多量に添加する場合は、コスト的に不利になる等の
問題がある。

【０００７】本発明は、こうした実情の下に、低硫黄分
を保持して環境保全に対応しつつ、潤滑性が向上した寒
冷地向け軽油を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、深度脱硫軽
油の潤滑性の低下が精製灯油の配合によって促進される
こと、一方脱ろう脱硫軽油基材は、低温流動性が通常の
軽油に比較して良好なため、潤滑性の劣る精製灯油の配
合割合を最小限にして軽油の潤滑性を確保できること、
さらに脱ろう脱硫軽油基材は、精製プロセス的に粘度−
圧力係数の低いｎ−パラフィン分などを水素化分解し、
同時に同係数の高い多環芳香族分を温存することから、
脱ろう脱硫軽油基材を配合すれば、ディーゼル車の燃料
噴射ポンプの如き高圧下において軽油の潤滑性が確保さ
れるとの着想を持ち、鋭意研究を行った。

【０００９】その結果、寒冷地向けの３号軽油や特３号
軽油においても、脱ろう脱硫軽油基材を所定量配合する
ことにより、多環芳香族分に富み、耐摩耗性などの潤滑
性に優れることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１０】すなわち、本発明による軽油は、硫黄分が
０．０５質量％以下、２環以上の多環芳香族分が１．１
〜１５．０容量％であって、脱ろう脱硫軽油基材を軽油
全量基準で５０容量％以上配合したものである。さら
に、これだけで潤滑性が不十分な場合は、潤滑性向上剤
を１０〜３００ｍｇ／ｌ添加することで目的は達成され
る。

【００１１】ここで、硫黄分は、軽油中の硫黄または硫
黄化合物に含まれる硫黄の総質量の軽油全質量に占める
割合である。

【００１２】また２環以上の多環芳香族分は、アミノ分
析カラム、示差屈折計検出器を装備した高速液体クロマ
トグラフにて軽油中の芳香族化合物のクロマトグラフを
得たときナフタレン以降に溶出する成分であり、具体的
にはナフタレン、アセナフチレン、アセナフテン、フル
オレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテ
ン、ピレン、クリセン、それらのアルキル置換誘導体な
どを指すものであって、その濃度は、２環以上の多環芳
香族分容量の軽油全容量に占める割合で示す。

【００１３】２環以上の多環芳香族分は、１．１〜１
５．０容量％、好ましくは１．２〜１０．０容量％、よ
り好ましくは１．３〜５．０容量％である。

【００１４】２環以上の芳香族分が１．１容量％未満で
あれば、軽油の潤滑性の効果が弱い。一方、１５．０容
量％を超えた場合であるが、潤滑性能に限ってみれば２
環以上の芳香族分濃度は高い方が好ましい。しかし、２
環以上の芳香族分が増加するとディーゼル車の排気ガス
に含まれるパティキュレートが増加する。Ｘ．Ｍｏｎｔ
ａｇｎｅ等（X.Montagne,R.Boulet and J.C.Guibet;13t
h WPC "Fuel QualityEffect on Emissions of Compress
ion Ignition Engines",FUELS-GAS OIL,[16],1 (199
1).）の報告によると、２環以上の芳香族分が１０容量
％を超えるとパティキュレートの増加が顕著になるとし
ている。従って、２環以上の芳香族分の実用上の上限は
１５．０容量％が好ましく、パティキュレートの生成抑
制の点からは１０．０容量％以下がより好ましい値とな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の軽油は、脱ろう脱硫軽油
基材を５０容量％以上、好ましくは５５容量％以上、よ
り好ましくは６０容量％以上配合したもので、配合量は
ＪＩＳＫ２２０４に規定する流動点、目詰まり点規格
を満足する限りにおいて多量である方が望ましい。

【００１６】脱ろう脱硫軽油基材の配合量が５０容量％
に満たない場合は、結果的に潤滑性が劣る精製灯油の配
合量が多くなって軽油の潤滑性が悪くなる他、軽油の密
度、セタン指数が低下してディーゼル車の燃費、始動
性、排気ガス性状などが悪化する弊害があり好ましくな
い。

【００１７】本発明の軽油は、軽油自体の潤滑性を補う
目的で、必要であれば潤滑性向上剤を添加することがで
きる。このような潤滑性向上剤としては、たとえば高級
脂肪酸、高級脂肪酸のメチル、エチル又はブチルエステ
ル、高級脂肪酸のポリエチレン又はポリプロピレングリ
コールエステル、パーム油、大豆油、ナタネ油、セチル
アルコール、ラウリルアルコール、オレイルアルコー
ル、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコー
ル、セチルアミン、オレイルアミンなどが挙げられ、こ
れらの１種或いは２種以上を添加することができる。こ
こで、高級脂肪酸としては、たとえばラウリン酸、オレ
イン酸、リシノレン酸、リシノール酸、ステアリン酸、
エルカ酸、ヤシ脂肪酸、大豆脂肪酸、ナタネ脂肪酸など
が挙げられ、これらの１種或いは２種以上を使用するこ
とができる。この場合、効果の大きな添加剤を選択する
とともに、デポジットなどの問題を生じない範囲内で配
合する必要がある。しかし、脱ろう脱硫軽油を配合した
軽油の潤滑性向上剤必要量は、一般的に脱ろう脱硫軽油
基材を配合しない軽油に比較して少なく、軽油全量基準
で３００ｍｇ／ｌを超えることはない。

【００１８】潤滑性向上剤の添加量は、１０ｍｇ／ｌ以
下ではほとんど効果がなく、添加しない場合との差は僅
かである。従って、添加するのであれば、１０〜３００
ｍｇ／ｌ、好ましくは５０〜２５０ｍｇ／ｌ、より好ま
しくは１００〜２００ｍｇ／ｌの範囲である。３００ｍ
ｇ／ｌを超えると、デポジットなどの問題が生じるため
好ましくない。

【００１９】本発明による軽油の製造方法は、水素化脱
硫工程と脱ろう工程を組み合わせて硫黄分を０．０９質
量％以下にした脱ろう脱硫軽油基材に、硫黄分が０．０
１５質量％以下の精製灯油を配合することを特徴とす
る。脱ろう脱硫軽油基材は、原油の常圧蒸留装置から得
られる直留軽油、直留軽油に原油の常圧蒸留装置から得
られる直留灯油、接触分解装置から得られる接触分解軽
油、重油直接脱硫装置から得られる直脱軽油などを配合
したものを原料油として、水素化脱硫工程と脱ろう工程
を組み合わせて生産した軽油基材である。脱ろう脱硫軽
油基材の密度（１５℃）は０．８２〜０．８８ｇ／ｃｍ
₃、硫黄分は０．０９質量％以下、沸点範囲は１６０〜
３８０℃、動粘度（３０℃）は２．５〜９．０ｍｍ²／
ｓのものである。ここで本発明に使用する脱ろう脱硫軽
油基材を得るための前記水素化脱硫工程のプロセス、運
転条件は特に限定するものではなく、公知の任意の軽油
脱硫装置を適宜組み合わせて使用することができる。脱
ろう工程は、Ｐｔ−Ｈ−モルデナイト、合成ゼオライト
などの特殊な触媒を使用して、原料油中のｎ−パラフィ
ン、側鎖の少ないパラフィンを選択的に水素化分解し、
低温流動性の優れた軽油基材を得る工程であって、例え
ば石油学会編「新石油精製プロセス」に記載のあるＢＰ
接触脱ろう法、ＭＤＤＷ法の他、ＦＴＺ法などが知られ
ている。本発明に使用する脱ろう脱硫軽油基材を得るた
めの前記脱ろう工程は、プロセス、原料油、運転条件を
特に限定するものではなく、公知の任意の装置が採用で
きる。また接触分解装置は、無定形シリカアルミナ、ゼ
オライトなどの触媒を使用して、軽油から減圧軽油まで
の石油留分の他、重油間接脱硫装置から得られる間脱軽
油、重油直接脱硫装置から得られる直脱重油、常圧残渣
油などを接触分解して高オクタン価ガソリン基材を得る
装置であって、例えば石油学会編「新石油精製プロセ
ス」に記載のあるＵＯＰ接触分解法、フレキシクラッキ
ング法、ウルトラ・オルソフロー法、テキサコ流動接触
分解法などの流動接触分解法、ＲＣＣ法、ＨＯＣ法など
の残油流動接触分解法があるが、本発明における接触分
解装置は、プロセス、原料油、運転条件を特に限定する
ものではなく、公知の任意の装置が採用できる。

【００２０】また、本発明の軽油の製造に使用する前記
硫黄分が０．０１５質量％以下の精製灯油は、公知の水
素化脱硫法、水素化分解法などにより製造することがで
きる。

【００２１】また、本発明の軽油の製法にはその他、直
留灯油、直留軽油、脱硫軽油、重油直接脱硫装置から得
られる直脱軽質軽油、重油間接脱硫装置から得られる間
脱軽質軽油、接触分解装置から得られる接触分解軽油の
他、水素化分解灯油、水素化分解軽油なども目的とする
軽油を製造し得る範囲内で使用することができる。

【００２２】また本発明の軽油には、以下に述べる公知
の燃料油添加剤を単独もしくは組み合わせて使用するこ
とができる。これらの添加剤としては、例えばエチレン
酢酸ビニル共重合体、アルケニルコハク酸アミドなどの
低温流動性向上剤、硝酸エステル、有機過酸化物などの
セタン価向上剤、アルケニルコハク酸イミド、ポリアル
キルアミンなどの清浄分散剤、フェノール系、アミン系
などの酸化防止剤、サリチリデン誘導体などの金属不活
性化剤、アゾ染料などの着色剤などがある。これらの添
加剤の配合量は任意であるが、各々の添加剤の配合量は
軽油全量基準で０．５質量％以下、好ましくは０．２質
量％以下である。

【００２３】本発明による寒冷地向け軽油は、上述以外
の性状について特に限定するものではないが、内燃機関
用燃料として、密度（１５℃）は０．８１〜０．８７ｇ
／ｃｍ³、沸点範囲は１４５〜３８０℃、動粘度（３０
℃）は１．７〜６．０ｍｍ²／ｓ、かつセタン価は４５
以上、好ましくは５０以上であることが望ましい。

【００２４】

【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例により具体
的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限
定されるものではない。なお、以下の実施例、比較例に
おいて、密度（１５℃）、蒸留性状、硫黄分、動粘度
（３０℃）、目詰まり点、流動点、芳香族分、２環以上
の多環芳香族分、試験鋼球の摩耗痕径は次に示す方法に
より求めた。

【００２５】密度（１５℃）はＪＩＳＫ２２４９
（原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・
容量換算表）により、蒸留性状はＪＩＳＫ２２５４
（石油製品−蒸留試験方法）の常圧法蒸留試験方法によ
り、硫黄分はＪＩＳＫ２５４１（原油及び石油製品
−硫黄分試験方法）により、動粘度（３０℃）はＪＩＳ
Ｋ２２８３（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）の動粘度試験方法により、目詰まり
点はＪＩＳＫ２２８８（軽油−目詰まり点試験方
法）により、流動点はＪＩＳＫ２２６９（原油及び
石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法）の流
動点試験方法により求めた。芳香族分と２環以上の芳香
族分は、（社）石油学会が平成７年３月に発行した「軽
油組成分析法に関する報告書（平成６年度活動報告）」
に記載する「軽油留分の芳香族炭化水素タイプ分析方法
（高速液体クロマトグラフ法）（案）」により求めた。

【００２６】ここで２環以上の多環芳香族分とは、２環
芳香族分と３環＋４環芳香族分の合計であり、芳香族分
とは、２環以上の多環芳香族分と１環芳香族分の総計を
指す。

【００２７】試験鋼球の摩耗痕径は、ＩＳＯ／ＤＩＳ
１２１５６−１．２（ＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅｓ −
ＤｉｅｓｅｌＦｕｅｌＬｕｂｒｉｃｉｔｙ −
Ｐａｒｔ１；ＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ）に規定するＨ
ＦＲＲ（ＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙＲｅｃｉｐｒ
ｏｃａｔｉｎｇＲｉｇ）に準拠して、試験した。摩耗
痕径（以下ＷＳＤ）の値が小さいものほど軽油の潤滑性
が良好であることを示しており、この値はディーゼルエ
ンジンの燃料噴射装置の耐久性と相関が高いことが知ら
れている。

【００２８】実施例及び比較例の軽油の性状及びその評
価結果（ＷＳＤ）を表１、２に示す。また実施例と比較
例に用いた脱ろう脱硫軽油基材、脱硫軽油基材及び精製
灯油の性状を表３に示す。

【００２９】表１の実施例１の軽油は脱ろう脱硫軽油基
材Ａ７０部に精製灯油３０部を、実施例２は脱ろう脱硫
軽油基材Ａ５０部に精製灯油５０部を、実施例３は脱ろ
う脱硫軽油基材Ｂ７０部に精製灯油３０部を配合したも
のである。また比較例１の軽油は脱ろう脱硫軽油Ａ３０
部と脱硫軽油Ａ３０部に精製灯油４０部を、比較例２は
脱ろう脱硫軽油Ｂ５０部に精製灯油５０部を、比較例３
は脱ろう脱硫軽油Ｂ３０部と脱硫軽油Ｂ３０部に精製灯
油４０部を配合したものである。各々、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体系の低温流動性向上剤（エクソン化学(株)
製ＰＡＲＡＦＬＯＷ２４０）１００ｍｇ／ｌを添加して
いる。

【００３０】表２の実施例４の軽油は脱ろう脱硫軽油基
材Ａ６０部に精製灯油４０部を配合し、前述の低温流動
性向上剤２００ｍｇ／ｌを添加したもので、実施例５は
これに高級脂肪酸エステル系潤滑性向上剤（エクソン化
学(株)製ＰＡＲＡＤＹＮＥ６３１）２００ｍｇ／ｌを添
加したものである。また、実施例６の軽油は脱ろう脱硫
軽油基材Ｂ６０部に精製灯油４０部を配合し、前述の低
温流動性向上剤２００ｍｇ／ｌを添加したもので、実施
例７はこれに上記高級脂肪酸エステル系潤滑性向上剤２
００ｍｇ／ｌを添加したものである。上述の実施例に対
する表２の比較例４の軽油は、脱硫軽油基材Ａ３０部に
精製灯油７０部を配合し前述の低温流動性向上剤１００
ｍｇ／ｌを添加したもので、比較例５はこれに前述の潤
滑性向上剤５００ｍｇ／ｌを添加したものである。ま
た、比較例６は脱硫軽油基材Ｂ３０部に精製灯油７０部
を配合し前述の低温流動性向上剤１００ｍｇ／ｌを添加
したもので、比較例７の軽油はこれに前述の潤滑性向上
剤５００ｍｇ／ｌを添加したものである。

【００３１】本発明による実施例は、多環芳香族分が
１．１容量％未満或いは脱ろう脱硫軽油基材が軽油全量
基準で５０容量％未満の軽油に比較して、ＷＳＤ値が低
い。また、潤滑性向上剤を添加することにより、さらに
ＷＳＤ値を低下させることができる。潤滑性向上剤によ
るＷＳＤ値低下効果は、２環以上の多環芳香族分が３．
５容量％以上の場合により有効である。実施例と比較例
の比較から、脱ろう脱硫軽油基材の配合による摩耗防止
効果が大きいことが分る。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】表３の脱硫軽油基材Ａは、中東系原油の常
圧蒸留装置から得られる硫黄分１．３質量％の直留軽油
を、反応塔水素分圧：３．９×１０⁶〜４．９×１０⁶Ｐ
ａ（約４０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²）、反応温度：３３０
〜３４０℃、ＬＨＳＶ：２．０〜２．５の条件にて、ア
ルミナ坦体／Ｃｏ−Ｍｏ系硫化物触媒を用い水素化脱硫
したものである。また、脱硫軽油基材Ｂは、上述と同じ
直留軽油を、反応塔水素分圧：５．９×１０⁶〜６．９
×１０⁶Ｐａ（約６０〜７０ｋｇｆ／ｃｍ²）、反応温
度：３４０〜３６０℃、ＬＨＳＶ：１．５〜２．０の条
件にて、アルミナ坦体／Ｃｏ−Ｍｏ系硫化物触媒を用い
水素化脱硫したものである。

【００３６】脱ろう脱硫軽油基材Ａ、Ｂは、それぞれ上
記脱硫軽油基材Ａ、Ｂを、反応塔水素分圧：２．０×１
０⁶〜３．９×１０⁶Ｐａ（約２０〜４０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²）、反応温度：３００〜４００℃、ＬＨＳＶ：１．
０〜２．０の条件にて、合成ゼオライト触媒を用い接触
脱ろうしたものである。

【００３７】

【発明の効果】上述のように、本発明による軽油は、２
環以上の多環芳香族分が１．１容量％以上、かつ脱ろう
脱硫軽油基材を軽油全量基準で５０容量％以上含むもの
であって、寒冷地向けの低硫黄軽油としては優秀な潤滑
性を有するものである。従って、潤滑性向上剤を添加す
る場合であっても、他例に比較してごく少量配合するだ
けでよい。本発明は、環境対策上必要とされる低硫黄化
に対応しつつ、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の燃
料とした場合に燃料噴射装置などの部品に摩耗、焼け付
きなどを起こすことが無く、かつ燃費、始動性、排気ガ
ス特性などに優れた寒冷地向け軽油を提供することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ１０Ｇ 71/00 9547−4ＨＣ１０Ｇ 71/00 Ｃ１０Ｍ 101/02 Ｃ１０Ｍ 101/02 Ｃ１０Ｎ 40:25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硫黄分が０．０５質量％以下、２環以上
の多環芳香族分が１．１〜１５．０容量％であって、脱
ろう脱硫軽油基材を軽油全量基準で５０容量％以上配合
したものであることを特徴とする寒冷地向け低硫黄軽
油。
【請求項２】潤滑性向上剤を１０〜３００ｍｇ／ｌ配
合したものであることを特徴とする請求項１記載の寒冷
地向け低硫黄軽油。
【請求項３】水素化脱硫工程と脱ろう工程を組み合わ
せて硫黄分を０．０９質量％以下にした脱ろう脱硫軽油
基材に、硫黄分が０．０１５質量％以下の精製灯油を配
合することを特徴とする請求項１または２に記載の寒冷
地向け低硫黄軽油の製造方法。