JPS6219479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

原油を蒸留することによつて、特に揮発性の点
で互に区別できる数種の異つた生成物に分留でき
ることは既知である。 火花点火内燃機関の燃料には従来フランスでは
エセンスと呼ばれ、米国ではガソリン、英国では
ペトロールと呼ばれているいわゆるガソリン留分
が使用され、この留分はその揮発性のためにエン
ジンシリンダ中にそれを導入する前に空気により
気化させることが可能である。 デイーゼル機関の燃焼サイクルでは軽油のよう
なよりガソリンより重質な留分を使用することが
でき、軽油は空気圧縮工程の末期にエンジンシリ
ンダ中に別個に噴射され、圧縮熱により同時に発
火する。 従来人々はこの二元系のピストンエンジン燃料
を使用すること、および対応する２種のエンジン
を使用することの不便を我慢してきた。 気化器を備え、燃料を含んだ空気が発火前にシ
リンダ中で圧縮される、エンジンの場合にはオク
タン価によつて特徴付けられるようになつたアン
チノツク特性を燃料がもつことが有利である。 石油を蒸留して得た普通の留分は一般にオクタ
ン価が低く、このことは低圧縮度の圧縮を可能に
するにすぎない。気化器付きエンジンの性能を改
善するためには、種々の工夫をしてこのオクタン
価を高くすることが強制される。その一つの方策
はガソリンに四エチル鉛のような生成物を添加す
ることである。しかしこの四エチル鉛は不幸にし
て非常に有毒であり、従つて環境汚染の点で非常
に不利である。更に四エチル鉛は鉛を析出するこ
とによつてエンジンを汚染し、弁を腐食する一因
となる。 石油精油所において現在使用されている他の方
策はガソリンより重質および軽質の留分をそれぞ
れとり、それらをクラツキングまたは改質してア
ンチノツク性をもつ芳香族型またはナフテン型炭
化水素に変え、これらをガソリン留分と混合して
そのオクタン価を高めることからなる。 しかしこの処置は、それが複雑で費用のかかる
装置を必要とすることは別としても、装置を加熱
するために燃焼される燃料および残分として一般
にフレアとして燃焼させるガスをも生ずる燃料の
損失を生ずる。これらの損失は原油の約５％であ
ることが評価されている。 現在の経済的事情ではこれらの損失は重大な欠
点をなすものであることは明らかである。 他方デイーゼルエンジンは技術的に顕著な進歩
をなし、今日では町においてさえ自動車輛の推進
用に、軽量で、走行にある程度の融通性をもち、
非常にやかましいといつたことがない、高速度デ
イーゼルエンジンを造ることができる。 発明者は近代的デイーゼル、特に予燃室（ante
−chamber）付きデイーゼルの運転によく適し
た、原油からの重質留分および軽質留分を配合し
た「ロングカツト」（long−cut、広範囲留分）と
呼ばれる単一の燃料により前記２種の型の燃料を
置き換え、その結果ピストンエンジン用のこの新
規な燃料が徐々に現在使用されている上述の２種
の燃料の代りに使用されるようになると同時に、
特に、デイーゼルエンジンの場合には高オクタン
価の燃料を必要としないから上述の欠点が解消さ
れることによつてデイーゼルエンジンが従来の気
化器付きエンジンに取つて替るだろうとの発想を
した。 デイーゼルエンジンはガソリンエンジンより一
般に低消費率であるから、さらに２つの経済的根
源をデイーゼルエンジンに加えることができる：
一つは石油精製過程に関するもの、他の一つはエ
ンジンの運転に関するものである。デイーゼルエ
ンジンはまた排気ターボ圧縮機を備え付けること
を一層容易にすることができるから軽油より一層
多効用の燃料のおかげで経済性面での進歩が達成
されよう。 この新規燃料は軽油用の市場に加えてガソリン
用市場の一部にも進出しようから、それは原油か
ら広範囲に入手できなければならない。 新規燃料はその最も広義な定義においては高速
度エンジン用の軽油を含む蒸気留分およびそれよ
り軽質の蒸留留分の全部からなり、より軽質留分
の呼び方は種々あるが、しかし慣用の呼び方では
灯油（ケロシン）および軽質および重質ナフサと
も呼ばれる留出物からなる。従つて新規燃料は普
通の軽油および軽油留分の留出温度より低い温度
で留出する留出物により得られる区分を含む。 以下に記述上の便宜のためにLCと呼ぶ、この
発明の目的をなす、新規ロングカツト燃料（広留
出範囲燃料）は主として下記の特性により特徴付
けられる。 (a) 標準蒸留試験で蒸留は約30℃で開始され、高
速度エンジン用の慣用の軽油の温度範囲と同じ
温度範囲で蒸留が終る； (b) この同じ標準蒸留試験において210℃〜250℃
と360℃との範囲の温度で90％の体積の留出物
が目盛付受器中に留出する。 自動車輛用の軽質軽油は原油の10〜20体積％を
占めるのにすぎないのと異つて、原油の約50〜60
体積％を占めるこの新規な燃料は既に指示した利
点を有するだけでなく、ガソリンより重質な生成
物（留分）が存在するためにポンプ、イソゼクタ
および付属品の固有の動作に対して充分な潤滑力
をもち、しかもデイーゼルエンジンの低温始動を
容易にする揮発性生成物（留分）をも含有する。 この新規燃料は、自動車輛用の現在のガソリン
がとりわけオクタン価に対する要求のために製造
に際して特殊の操作を必要とし、特殊の場合を除
いては一般には原油から単純な蒸留により得るこ
とができないから前記ガソリンよりも原料からよ
り多く得ることができることは云うまでもない。 タンク内の液体燃料上にある液体燃料蒸気で飽
和した雰囲気が引火限界内に入るのに充分量の揮
発性炭化水素が存在することを特徴とする燃料爆
発基底レベル内に、燃料が使用する地理的地域の
普通の温度で入ることを避けることが重要であ
る。 液体ガソリンを含有するタンクではガソリンが
少量だけにせよその雰囲気は少くとも適度の気
候、すなわち冬期温度が−20℃より高い気候では
一般にガソリン蒸気が濃すぎて発火しないことは
既知である。 他方灯油および軽油の場合には飽和雰囲気は蒸
気濃度が低すぎて発火しない。 しかし、もし灯油とガソリンとの混合物を取扱
うとタンク中の飽和雰囲気は発火条件従つて爆燃
および爆発条件に達することができる。 この発明による燃料の商業的配分を過度に複雑
なものにしないために、上述の観点において新規
燃料をガソリンと類似のものとなすのが有利であ
る。 この目的のためには、上記燃料は最小量の軽質
炭化水素を含むべきで、この最小量は最低のリー
ド蒸気圧によつて特徴付けられるか、または標準
蒸留試験における低温度での留出する留出物の％
の最小量により特徴付けられる。 軽質炭化水素のこの割合は50ピエズすなわち
500ｇ／cm²よりいリード蒸気圧と一致するか、
場合によつては使用する他方的条件に依存して35
〜40ピエズよりいのにすぎないものでもよい。 低温度で留出する留出物の最小％に関しては、
燃料配合物は体積の10％が70℃または75℃以下で
留出するように適合させる。この制限は使用する
地理的地域の最低の大気温度に依存する。 他の観点から、エンジンへの燃料供給回路での
ペーパーロツクを避け、給油ポンプの能力低下を
避けるために、リード蒸気圧がある値、例えばフ
ランスおよび他の温緩な国においては夏期で65ピ
エズおよび冬期においては80ピエズを越えないの
が有利である。 添付図面はこの発明によるロングカツト燃料の
標準蒸留試験曲線を例示する。縦軸に温度
（℃）、横軸に目盛付受器に留出した生成物（留
分）の％をプロツトした。 図において点Ａは上述の条件(b)に該当する温度
範囲の上限（360℃）で、点ＢおよびB₁は温度範
囲の下限（210℃〜250℃）に該当する。点Ｃは上
述した揮発性炭化水素の最小量（70℃〜75℃より
低い温度で留出する10％）の存在に該当する。 このような曲線は当業者すなわち石油精製の専
問家に任意の産地の原料を原料としてこの発明に
よる燃料を造ることを可能となす。 こうして、慣用の仕方で原油を例えば段塔中で
分留し、次いで分留により分離した分留を適当割
合で再配合してこの発明によるLC燃料をつくる
ことができる。蒸留専問家は種々の留分の適当な
割合を決定するのに何の困難も感じない。必要に
応じて臨機にブタンまたはペンタンのようなガス
状炭化水素を混合物中に溶解してもよい。 直接蒸留による新規燃料の収率を表に示す。表
において種々の産地の原油を使用して得た軽油お
よび新規LC燃料の％を記載した。自動車輛用の
ガソリンは記載しなかつた。これはガソリンはあ
る留分の再処理を必要とし、かつその入手性は原
油の種類および使用できる精製装置に依存するか
らである。 原油精製により提起される問題うちで、重質留
分が過度に多くならないようにするために軽油よ
り重質な石油中間製品留分を熱的に分解（例えば
接触クラツキングによつて）することが必要であ
るかも知れない。事実これらの留分の市場は原子
力発電所または石炭発電所さえの使用およびそれ
ら発電所の余熱の使用が増大することによつて前
記留分の市場が奪われるために減少する傾向があ
る。これらの環境下で精製業者は高オクタン価の
ガソリン製造または軽油として知られる範囲の生
成物の製造に適合できる、重質生成物の接触クラ
ツキング装置を使用するようになるだろう。LC
燃料の採用は任意の性質の生成物の使用を可能と
することによつてこれらの適合性を一層融通性あ
るものとなす。接触クラツキング装置の使用およ
び運転は水素化クラツキングにせよ、またはそう
でないにせよ、それによつて簡単化され、対応す
る投資を減少できる。

【表】 デイーゼルエンジン中での軽油の燃焼はこれら
のエンジン中でノツキングを避けるために最低セ
タン指数の使用に帰することは既知である。この
ノツキングは着火が調節されたエンジンの場合の
ガソリンの爆発しやすいことから生ずる。LC燃
料の使用が発展してもそれを変える理由は全くな
い。 精製を促進するために芳香族炭素の最高含量を
規定すること、例えば20〜25％に規定して、より
ノツキング性が低く、排気中の煙が最小であるよ
うにすることは可能である。 蒸留曲線上の90％点に対する最高温気の点Ａ
（360゜）は燃焼に際して析出物が生じたり、煙が
出たりするほどに重質ではない炭化水素を確保す
る点に該当する。360℃という温度は普通の軽油
と比較して比重が僅かに増大する点に対応する。
それはロングカツト燃料中の軽質留分の使用によ
り起される。 硫黄含量に関する要求は自動車輛に使用するた
めの普通の軽油に対してなされる要求と同じよう
に留保される。普通の硫黄含量は留出留分の密度
と共に往々にして増大するから、それらの要求に
合致することは精製の場合一層容易である。慣用
の軽油の最高硫黄含量に比較してロングカツト燃
料の最高硫黄含量を最少量にすることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明によるロングカツト燃料の標準蒸
留曲線の例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 往復内燃機関に噴射するための燃料であつ
   て、該燃料が原油中に存在する軽質炭化水素およ
   び重質炭化水素を含む原料油から本質的になり、
   且つ下記の性質： (a) 軽質炭化水素含有量は上記原料油の10体積％
   が70〜75℃より低い温度で留出し、35ピエズよ
   り大きいリード蒸気圧を示す軽質炭化水素含有
   量であり； (b) 上記原料油の90体積％が210℃〜と360℃との
   間の範囲の温度で集収され； (c) 上記原料油の最終留出温度が現在の自動車エ
   ンジン用の慣用の軽油と同じ温度範囲にある； を有する、往復内燃機関に噴射するための燃料。 ２ 軽質炭化水素含有量が50ピエズより高いリー
   ド蒸気圧を示す軽質炭化水素含有量である、特許
   請求の範囲第１項に記載の燃料。 ３ 軽質炭化水素含有量が80ピエズより低いリー
   ド蒸気圧を示す軽質炭化水素含有量である、特許
   請求の範囲第１項に記載の燃料。 ４ 最高芳香族炭化水素含有量が20〜25％程度で
   ある、特許請求の範囲第１項に記載の燃料。 ５ 90体積％が250℃〜360℃の範囲の温度で集収
   される特許請求の範囲第１項に記載の燃料。