JP4553349B2 - 寒冷地対応ａ重油およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、冬季の北海道で用いられるような寒冷地対応Ａ重油およびこのＡ重油の製造方法に関する。

Ａ重油は、一般的にはＪＩＳ Ｋ ２２０５（重油）に１種としてその品質が規定されている重油であり、主に小、中ディーゼルエンジン、ボイラーや窯業、金属精錬用の各種の炉などの燃料に用いられている。Ａ重油は、軽油留分、重質軽油基材留分もしくは灯油留分からなる基材と残さ油などの残炭調整剤を適宜混合して製造される。Ａ重油を、冬期において、特に寒冷地向けに出荷する場合は、低温流動性が比較的良好な灯油留分からなる基材を多く混合することや、脱蝋した軽油留分からなる基材の混合が行われている（例えば、特許文献１および２、参照）。

一方、Ａ重油に灯油留分を多く混合することは、灯油の需要期である冬季における灯油供給不足を引き起こすことから、低温流動性を維持する為に必要な最低限の灯油留分の混合が望まれている。一方、脱蝋した軽油基材を多く混合することにより、低温時の粘性が増加し、比較的少量の蝋分が析出することにより燃料供給ポンプのサクションフィルター閉塞を引き起こしやすいことが判明している。
特開２００２−３２７１８４号公報 特開２００１−２７９２７２号公報

本発明は、上記の問題を解消するものであり、灯油留分の混合比率を抑えた場合においても、低温流動性に優れ、寒冷地での使用に支障をきたさない寒冷地対応Ａ重油およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、この課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、特定の脱蝋軽油基材と特定の脱蝋重質軽油基材を組合せて用いることで、ワックス析出量と低温における粘度上昇を抑え、低温での流動性に優れた寒冷地対応Ａ重油を生産することができ、このようなＡ重油は寒冷地での使用に好適であることを見出した。

すなわち、本発明は、
（１）炭素数１４以下のノルマルパラフィン含有量が５質量％以下、炭素数２５以上のノルマルパラフィンの含有量が０.２質量％以下、曇り点が−９℃以下、−１５℃におけるワックス量が０.５質量％以下、曇り点から５℃低い温度におけるワックス量が０.５質量％以下、５０℃における動粘度が３.０〜５.５ｍｍ^２／ｓ、−１０℃における動粘度が８０ｍｍ^２／ｓ以下、かつ、セタン指数が４５以上である寒冷地対応Ａ重油、また、
（２）脱蝋軽油基材を２５容量％以上、脱蝋重質軽油基材を３０〜５０容量％、灯油基材を０〜１０容量％配合することからなる上記（１）に記載の寒冷地対応Ａ重油の製造方法である。

以上の構成により、本発明の寒冷地対応Ａ重油は、灯油留分基材をほとんど配合することなしに、優れた低温流動性を確保した燃料であり、ディーゼルエンジン、ボイラーおよび各種の産業炉の燃料として有用である。

本発明の寒冷地対応Ａ重油は、脱蝋軽油基材を２５容量％以上、脱蝋重質軽油基材を３０〜５０容量％、灯油基材を０〜１０容量％配合することにより製造できる。

〔脱蝋軽油基材〕
脱蝋軽油基材の配合量は、２５容量％以上、好ましくは３０〜９０容量％、さらに好ましくは５０〜８０容量％である。脱蝋軽油基材はいわゆる軽油留分であり、具体的には１０％留出温度２３０〜２７０℃、９０％留出温度３１０〜３６０℃、特には１０％留出温度２４０〜２６０℃、９０％留出温度３３０〜３５０℃である。また、曇り点は、−１０℃以下、特にはー１４℃以下が好ましい。５０℃における動粘度は、２.０〜４.０ｍｍ^２／ｓ、特には２.５〜３.５ｍｍ^２／ｓが好ましい。

脱蝋軽油基材は、常圧蒸留装置、減圧蒸留装置、水素化分解装置、熱分解装置などから留出される軽油留分を脱蝋工程、好ましくは接触脱蝋プロセスにより脱蝋したものである。さらには、脱蝋工程前に水素化精製、もしくは水素化精製後に脱蝋工程を行って得られる脱硫された脱蝋軽油基材（脱蝋脱硫軽油基材ともいう）が好ましく、脱蝋軽油基材に含まれる硫黄分は、５００ｐｐｍ以下、特には５０ｐｐｍ以下が好ましい。

脱蝋工程は、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、原料油中のノルマルパラフィン、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接触脱蝋法、MDDW法の他、FTZ法などが知られている。本発明に使用する脱蝋軽油基材、脱蝋重質軽油基材を得る為の前記脱蝋工程は、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。

〔脱蝋重質軽油基材〕
脱蝋重質軽油基材の配合量は、３０〜５０容量％、好ましくは３０〜４５容量％、さらに好ましくは３０〜４０容量％である。脱蝋重質軽油基材はいわゆる重質軽油留分であり、具体的には１０％留出温度２３０〜３００℃、９０％留出温度３４０℃以上、特には１０％留出温度２５０〜２９０℃、９０％留出温度３６０℃以上である。また、曇り点は、０℃以下、特には−５℃以下が好ましい。５０℃における動粘度は、２.０〜２０.０ｍｍ^２／ｓ、特には２.５〜１５.０ｍｍ^２／ｓが好ましい。

脱蝋重質軽油基材は、常圧蒸留装置、減圧蒸留装置、水素化分解装置、熱分解装置などから留出される重質軽油留分を上述の脱蝋工程、好ましくは接触脱蝋プロセスにより脱蝋したものである。

〔灯油基材〕
灯油基材の配合量は、１０容量％以下、好ましくは５容量％以下である。灯油基材はいわゆる灯油留分であり、具体的には１０％留出温度１８０〜２３０℃、９０％留出温度２４０〜２８０℃、特には１０％留出温度１９０〜２２０℃、９０％留出温度２５０〜２７０℃である。また、曇り点は、０℃以下、特にはー５℃以下が好ましい。５０℃における動粘度は、１.０〜４.０ｍｍ^２／ｓ、特には１.２〜３.５ｍｍ^２／ｓが好ましい。灯油基材は、常圧蒸留装置、減圧蒸留装置、水素化分解装置、熱分解装置などから留出される灯油留分であり、好ましくは、常圧蒸留装置から得られるいわゆる直留灯油である。

〔残炭調整剤〕
残炭調整剤として、常圧残さ油、減圧残さ油などを残留炭素分が所定のＡ重油の規格を満たす範囲となるように配合する。

〔その他の基材〕
本発明のＡ重油の製造には、上述の脱蝋軽油基材、脱蝋重質軽油基材、灯油基材および残炭調整剤以外に、脱蝋軽油基材以外の軽油基材、脱蝋重質軽油基材以外の重質軽油基材などを用いることができ、これらは、脱蝋工程を経ていないものである。これらの基材の配合量は、３０容量％以下、特に２０容量％以下、さらには１０容量％以下が好ましい。

このような軽油基材、重質軽油基材としては、
（１）常圧蒸留装置から得られる直留軽油・直留重質軽油、
（２）直留軽油・直留重質軽油を水素化脱硫して得られる脱硫軽油・脱硫重質軽油、
（３）重油直接脱硫装置から得られる直脱軽油・直脱重質軽油、
（３）重油間接脱硫装置から得られる間脱軽油・間脱重質軽油、
（４）接触分解装置から得られる接触分解軽油・接触分解重質軽油、および
（５）水素化分解軽油・水素化分解重質軽油
などが挙げられる。

〔寒冷地対応Ａ重油〕
本発明のＡ重油は、炭素数１４以下のノルマルパラフィン含有量が５質量％以下、好ましくは２質量％以下、特に好ましくは０.５質量％以下であり、炭素数２５以上のノルマルパラフィンの含有量が０.２質量％以下、好ましくは０.１質量％以下、特に好ましくは０.０２質量％以下である。

曇り点が−９℃以下、好ましくは−１０℃以下、である。−１５℃におけるワックス量が０.５質量％以下、好ましくは０.１〜０.５質量％、特には０.１〜０.３質量％が好ましい。曇り点から５℃低い温度におけるワックス量が０.５質量％以下、好ましくは０.１〜０.５質量％、特に好ましくは０.１〜０.３質量％である。

５０℃における動粘度が３.０〜５.５ｍｍ^２／ｓ、好ましくは３.５〜５.５ｍｍ^２／ｓ、特には４.０〜５.０ｍｍ^２／ｓが好ましい。−１０℃における動粘度が８０ｍｍ^２／ｓ以下、好ましくは２５〜７５ｍｍ^２／ｓ、特に好ましくは３０〜６０ｍｍ^２／ｓである。セタン指数が４５以上、好ましくは４５〜６０、特には５０〜５５が好ましい。

本発明の寒冷地対応Ａ重油において、−１５℃におけるワックス量０.５質量％以下、−１０℃における動粘度８０ｍｍ^２／ｓ以下が特に重要であり、冬期に北海道等の寒冷地にある貯油槽から陸上タンクローリーや海上船に出荷する際の低温流動性を維持することができる。

以下に、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。

下記の基材を用いて実施例１、２および比較例１〜３のＡ重油を調製して、各Ａ重油の性状を測定すると共に、性能を評価した。

（１）間接脱硫軽油基材： 常圧残さ油の減圧蒸留により得られた減圧軽油留分を減圧間接脱硫装置にかけて得られた脱硫軽油基材であり、硫黄分３９０ｐｐｍ、初留点１８０.５℃、１０％留出温度２１５℃、９０％留出温度３４９.５℃、終点３８８℃、曇り点−５℃、５０℃における動粘度１１.９３ｍｍ^２／ｓである。

（２）直留灯油基材： 常圧蒸留装置から留出される灯油留分からなる灯油基材であり、硫黄分０.３質量％、初留点１８０.５℃、１０％留出温度２０９℃、９０％留出温度２６２.５℃、終点２９５.５℃、曇り点−４０℃、５０℃における動粘度１.３０ｍｍ^２／ｓである。

（３）脱蝋重質軽油基材： 常圧蒸留装置から留出される重質軽油留分を水素化脱蝋して得られた脱蝋重質軽油基材であり、硫黄分１.９５質量％、初留点１４９.０℃、１０％留出温度２７１.５℃、９０％留出温度４００℃以上、終点４００℃以上、曇り点−７℃、５０℃における動粘度１１.９３ｍｍ^２／ｓである。

（４）脱蝋脱硫軽油基材： 常圧蒸留装置から留出される軽油を水素化脱硫した後、脱蝋して得られた脱蝋軽油基材であり、硫黄分３０ｐｐｍ、初留点１９２.５℃、１０％留出温度２４９.５℃、９０％留出温度３４６℃、終点３７２.５℃、曇り点−１６℃、５０℃における動粘度３.１１ｍｍ^２／ｓである。

（５）接触分解軽油： 流動接触分解装置から留出される軽油基材であり、硫黄分０.４４質量％、初留点１８０℃、１０％留出温度２３９℃、９０％留出温度３４７℃、終点３７０.５℃、曇り点−４℃、５０℃における動粘度２.６７ｍｍ^２／ｓである。

（６）残さ油（残炭調整剤）： 常圧残さ油：常圧蒸留塔からボトム成分として得られた留分であり、残留炭素分は１３.５質量％、硫黄分は４.３質量％、５０℃における動粘度１５７２ｍｍ^２／ｓであった。

上記の基材を、表１に示す配合割合で混合して、実施例１、２および比較例１のＡ重油を調製した。

次いで、調製した各Ａ重油のワックス含有量および低温粘度を、下記の測定方法に従って測定、評価した。その結果を表２に示す。

〔物性試験〕
（１）曇り点：ＪＩＳ Ｋ−２２６９により測定した。
（２）ワックス量：試料２０mlを測定温度に冷却し、析出したワックスを吸引濾過によりミリポアフィルター（細孔径５.０μｍ、直径４７mm）に補集した。このフィルターを２−ブタノンで洗浄・乾燥し、増加重量を析出したワックスの重量としてワックス量を定量した。測定温度として、−１５℃と、曇り点よりも５℃低い温度（曇り点−5℃）にて測定を行なった。
（３）セタン指数：ＪＩＳ Ｋ−２２８０により算出した。
（４）パラフィン：ＪＩＳ Ｋ−２５３６に準拠して測定した。
（５）粘度：ＪＩＳ Ｋ−２２８３に準拠した。

〔低温流動性試験〕
低温流動性は、石油学会規格（JPI−5S−47−96）A重油の低温流動性試験方法（実機シミュレート法）に従って行って試験し、評価した。本試験はハウス栽培用温風機でストレーナをハウス外に設置したタイプをシミュレートしたものである。試料を２０〜２５℃の空気高温槽内に２４時間以上放置した後に２０Lペール缶内に１５L入れる。その後、１５０±５０ｒｐｍの回転速度で攪拌しながら、曇り点より８℃高い温度まで低下させ、さらに１℃／ｈｒの冷却速度で冷却し、３時間後に攪拌を停止させ、任意の試験温度まで継続して冷却する。任意の温度に到達したら、２時間攪拌を行い、噴霧ポンプを駆動し、１００メッシュのストレーナ（濾過面積４７±３ｃｍ^２）への通油を開始する。６０分通油中のストレーナ出口のゲージ圧が−３３ｋＰａ以上を維持した場合はパスとし、−３３ｋＰａ未満に達した場合はフェイルとする。

Claims (2)

1. 炭素数１４以下のノルマルパラフィンの含有量が５質量％以下、炭素数２５以上のノルマルパラフィンの含有量が０.２質量％以下、曇り点が−９℃以下、−１５℃におけるワックス量が０.５質量％以下、曇り点から５℃低い温度におけるワックス量が０.５％質量以下、５０℃における動粘度が３.０〜５.５ｍｍ^２／ｓ、−１０℃における動粘度が８０ｍｍ^２／ｓ以下、かつ、セタン指数が４５以上である寒冷地対応Ａ重油。
2. 少なくとも、１０％留出温度が２３０〜２７０℃、９０％留出温度が３１０〜３６０℃、曇り点が−１０℃以下、５０℃における動粘度が２.０〜４.０mm ² /sの脱蝋軽油基材を２５容量％以上、１０％留出温度が２３０〜３００℃、９０％留出温度が３４０℃以上、曇り点が０℃以下、５０℃における動粘度が２.０〜２０.０mm ² /sの脱蝋重質軽油基材を３０〜５０容量％、および灯油基材を０〜１０容量％配合することからなる請求項１記載の寒冷地対応Ａ重油の製造方法。