JP2014015627A - 燃料油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】重質基材に、または該重質基材と軽質基材(1)との混合重質基材に、軽質基材(2)を混合してなる燃料油組成物において、前記重質基材または混合重質基材は、アスファルテン分10質量%以下およびレジン分10〜30質量%を含有し、該アスファルテン分の平均構造パラメータ値の芳香環数が80以下であり、式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または式2により算出されるH’値が共に−230〜32で、軽質基材(1)または軽質基材(2)はアロマ分を10〜80容量%含有し、かつ前記燃料油組成物は、前記重質基材の含有量が59〜68容量%で、50℃における動粘度が181〜280mm2/sである燃料油組成物。
H値=870×Log(Log(50℃における動粘度+0.8))+154(式1)、
H’値={(軽質基材(1)のH値)×(燃料油組成物中の軽質基材(1)の容量比率)+(軽質基材(2)のH値)×(燃料油組成物中の軽質基材(2)の容量比率)}/{(燃料油組成物中の軽質基材(1)の容量比率)+(燃料油組成物中の軽質基材(2)の容量比率)}(式2)
【選択図】なし
Description
舶用燃料油は、船舶のタンクに貯蔵されている。そして、一般に、舶用燃料油は、常温より高い温度で貯蔵され、その結果、含有されているアスファルテンなどの成分の平衡状態が崩れて、スラッジが生成し、動粘度が上昇する場合があるため、舶用燃料油において貯蔵安定性は重要な要求項目である。舶用燃料油における動粘度上昇は、噴霧状態の悪化を引き起こし、燃焼不良を起こす場合があり、これを抑制することは重要である。舶用燃料油におけるスラッジ生成の原因としては、舶用燃料油中に含まれる僅かな溶存酸素によって、舶用燃料油の一部が酸化変質を引き起こすこと、又は、熱履歴によるアスファルテン・ミセルとマルテンとのバランスの崩壊が考えられる(例えば、非特許文献1参照)。
一方、舶用燃料油などの燃料油組成物のスラッジ生成を抑制する方法として、一定の性状を持つ重質基材に、一定の性状の特定の芳香族留分を混合する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記のようなスラッジ生成を抑制する方法によっても、舶用燃料油においては、常温での輸送や燃料タンク貯蔵中にしばしば動粘度が上昇してしまうという課題が残されている。
1) 重質基材に、または該重質基材と軽質基材(1)との混合重質基材に、軽質基材(2)を混合してなる燃料油組成物において、
前記重質基材または混合重質基材は、アスファルテン分10質量%以下およびレジン分10〜30質量%を含有し、該アスファルテン分の平均構造パラメータ値の芳香環数が80以下であり、
式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−230〜32で、軽質基材(1)または軽質基材(2)はアロマ分を10〜80容量%含有し、かつ
前記燃料油組成物は、前記重質基材の含有量が59〜68容量%で、50℃における動粘度が181〜280mm2/sであることを特徴とする燃料油組成物。
H値=870×Log(Log(50℃における動粘度+0.8))+154 (式1)
H’値={(軽質基材(1)のH値)×(燃料油組成物中の軽質基材(1)の容量比率)+(軽質基材(2)のH値)×(燃料油組成物中の軽質基材(2)の容量比率)}/{(燃料油組成物中の軽質基材(1)の容量比率)+(燃料油組成物中の軽質基材(2)の容量比率)} (式2)
2)(a)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−230以上−94未満であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が65容量%以上68容量%以下であるか、又は、
(b)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−94以上−19未満であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が62容量%以上65容量%未満であるか、又は、
(c)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−19以上32以下であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が59容量%以上62容量%未満であることを特徴とする上記1)に記載の燃料油組成物。
本発明の燃料油組成物は、重質基材に軽質基材(2)を混合してなるか、または該重質基材と軽質基材(1)との混合重質基材に軽質基材(2)を混合してなる。
軽質基材(1)と軽質基材(2)は、同一組成でも良いし、異なる組成でも良い。また、混合重質基材を用いる場合、軽質基材(1)と、軽質基材(2)の量的関係は、任意であるが、一般に、軽質基材(1)と軽質基材(2)の合計量に対する軽質基材(1)の量が5〜60容量%であることが適当である。
すなわち、軽質基材のH値またはH’値は、50℃における動粘度から式1または式2により算出した値が−230〜32で、軽質基材(1)または軽質基材(2)はアロマ分を10〜80容量%含有し、かつ燃料油組成物は、前記重質基材の含有量が59〜68容量%で、50℃における動粘度が181〜280mm2/sである。
本発明は、好ましくは
(a)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−230以上−94未満であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が65容量%以上68容量%以下であるか、又は、
(b)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−94以上−19未満であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が62容量%以上65容量%未満であるか、又は、
(c)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−19以上32以下であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が59容量%以上62容量%未満である。
このように、軽質基材の50℃における動粘度から下記式1または式2により算出したH値またはH’値と、燃料油組成物の重質基材の含有量との関係を維持することにより、重質基材に含まれるアスファルテン分の平均構造パラメータ値の芳香環数が80以下であることと相俟って、燃料油組成物の動粘度を、所期のようにその上昇を抑制し、その安定化を図ることができる。
H値870×Log(Log(50℃における動粘度+0.8))+154 (式1)
(出典:石油精製技術便覧(第3版)、産業図書(株))
なお、軽質基材の50℃における動粘度は、JIS K 2283「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」により定量できる。
H’値={(軽質基材(1)のH値)×(燃料油組成物中の軽質基材(1)の容量比率)+(軽質基材(2)のH値)×(燃料油組成物中の軽質基材(2)の容量比率)}/{(燃料油組成物中の軽質基材(1)の容量比率)+(燃料油組成物中の軽質基材(2)の容量比率)} (式2)
また、本発明の燃料油組成物の硫黄分は、4.5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは3.5質量%以下である。
なお、重質基材または混合重質基材のアスファルテン分の平均構造パラメータ値である芳香環数は、JPI−5S−22−83に準拠して抽出したアスファルテン分について、「電子計算機を用いた芳香族系重質油類の構造解析法」(日本化学会誌、1975年、(1)、第127〜134頁)に準拠して、炭素分、水素分、窒素分、硫黄分、平均分子量、芳香族水素、芳香族α位水素、側鎖水素、末端メチル基水素、炭素芳香族性を測定し、それらデータより算出した。
また、該軽質基材(1)または軽質基材(2)に含まれる飽和分量は、20〜85容量%であり、好ましくは22〜83容量%であり、さらに好ましくは24〜80容量%である。飽和分は、燃焼性に優れているが、溶解性が低い。軽質基材(1)または軽質基材(2)に含まれる飽和分量が20容量%以上であれば、得られる燃料油組成物が燃焼性に優れる。また、85容量%以下であれば、得られる燃料油組成物において溶解性が保てるため、スラッジの発生を抑制できる。
本発明の燃料油組成物を上記1回の混合で調製する場合は、混合重質基材を用いない場合である。例えば、重質基材としてアスファルテン分の平均構造パラメータ値が芳香環数80以下の減圧残渣油に、軽質基材(2)としてアロマ分を10〜80容量%含有する流動接触分解装置から得られた軽質接触分解軽油を、燃料油組成物中の前記重質基材の含有量が59〜68容量%となるよう混合することにより得られる。
また、本発明の燃料油組成物を上記2回以上の混合で調製する場合は、混合重質基材を用いる場合である。
例えば、重質基材(減圧残渣油、常圧残渣油など)に軽質基材(1)(軽質接触分解軽油、重質接触分解軽油、接触分解残渣油など)を任意の組み合わせで1回以上混合し、流動性を持たせた半製品である混合重質基材を製造する。混合重質基材の50℃における動粘度の下限は、目的とする製品の動粘度より高くする。また上限は、製造装置上の制限値となるが、281〜3500mm2/sであり、好ましくは、400〜3000mm2/s、さらに好ましくは400〜2000mm2/sである。
このように半製品である混合重質基材を調製することにより、軽質基材(2)の調合割合を調整することで本願燃料油組成物で50℃における動粘度が規定の範囲を有する燃料油組成物を製造することができ、また、本願以外の50℃における動粘度の燃料油組成物も得ることができる。
つまり、混合重質基材を調製することにより、本願も含めた幅広い50℃における動粘度を有する燃料油組成物を製造することができる利点がある。
該混合重質基材に軽質分解軽油、直留軽油など1種または2種以上の軽質基材を混合することにより50℃における動粘度が181〜280mm2/sである燃料油組成物が得られる。
また、上記燃料油組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、スラッジ分散剤など公知の燃料添加剤を一種又は数種組み合わせて添加しても良い。
重質基材及び混合重質基材のアスファルテン分の平均構造パラメータである芳香環数は、JPI−5S−22−83に準拠して抽出したアスファルテン分について、「電子計算機を用いた芳香族系重質油類の構造解析法」(日本化学会誌、1975年、(1)、第127〜134頁)に準拠して、炭素分、水素分、窒素分、硫黄分、平均分子量、芳香族水素、芳香族α位水素、側鎖水素、末端メチル基水素、炭素芳香族性を測定し、それらのデータより算出した。
装置:JNM−ECX400
試料濃度:10mg/0.5mL
測定溶媒:CDCl3(重クロロホルム)
NMR試料管:5mmΦ
測定パルス:single_pulse
パルス幅:45deg(6.05μsec)
パルス待ち時間:5sec
積算回数:8scans
装置:JNM−ECX400
試料濃度:100mg/0.5mL
測定溶媒:CDCl3
NMR試料管:5mmΦ
測定パルス:single_pulse_dec(NNE)
パルス幅:45deg(4.57μsec)
パルス待ち時間:8sec
積算回数:5120scans
実施例及び比較例において、用いた重質基材及び混合重質基材の組成の詳細を表1に、軽質基材の組成の詳細を表2に、燃料油組成物の組成の詳細を表3に示す。表1において、重質基材として減圧残渣油を用いた(重質基材2〜6の組成は不記載)。混合重質基材は、表2記載の組成を有する軽質基材を用いて上記重質基材と混合して調製した。分解軽油は、軽質接触分解軽油である。
なお、密度は、JIS K 2249「原油及び石油製品−密度試験方法」、硫黄分は、JIS K 2541「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」、窒素分は、JIS K 2609「原油及び石油製品−窒素分試験方法」、蒸留は、重質基材では、JIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法」の「6.ガスクロマトグラフ法蒸留試験方法」、軽質基材では、JIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法」の「4.常圧蒸留試験方法」に準拠した。
試験温度:25℃
光の有無:暗所
測定項目:50℃における動粘度
1サンプルあたりの動粘度測定回数:1週間毎、4回
1サンプルあたりの試料量:200mL
サンプル小分け量:50mL
小分けサンプル用試験容器:ガラス製50mLサンプル管
表1及び2に記載の重質基材と軽質基材を表3に示すように用いて燃料油組成物を調製した。燃料油組成物の軽質基材、重質基材の比率(軽質基材比率、重質基材比率)、軽質基材のH値またはH’値、燃料油組成物の50℃における動粘度及び硫黄分を表3に上記と合わせて示す。また、燃料油組成物の動粘度増加分を表4に示す。
Claims (2)
- 重質基材に、または該重質基材と軽質基材(1)との混合重質基材に、軽質基材(2)を混合してなる燃料油組成物において、
前記重質基材または混合重質基材は、アスファルテン分10質量%以下およびレジン分10〜30質量%を含有し、該アスファルテン分の平均構造パラメータ値の芳香環数が80以下であり、
式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−230〜32で、軽質基材(1)または軽質基材(2)はアロマ分を10〜80容量%含有し、かつ
前記燃料油組成物は、前記重質基材の含有量が59〜68容量%で、50℃における動粘度が181〜280mm2/sであることを特徴とする燃料油組成物。
H値=870×Log(Log(50℃における動粘度+0.8))+154 (式1)
H’値={(軽質基材(1)のH値)×(燃料油組成物中の軽質基材(1)の容量比率)+(軽質基材(2)のH値)×(燃料油組成物中の軽質基材(2)の容量比率)}/{(燃料油組成物中の軽質基材(1)の容量比率)+(燃料油組成物中の軽質基材(2)の容量比率)} (式2) - (a)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−230以上−94未満であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が65容量%以上68容量%以下であるか、又は、
(b)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−94以上−19未満であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が62容量%以上65容量%未満であるか、又は、
(c)式1より算出される前記軽質基材(2)のH値、または燃料油組成物中の前記軽質基材(1)と軽質基材(2)の容量比率と式1により算出される前記軽質基材(1)と軽質基材(2)のH値を用いて式2により算出されるH’値が共に−19以上32以下であり、燃料油組成物における前記重質基材の含有量が59容量%以上62容量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の燃料油組成物。
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