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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024143144
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】A重油組成物
(51)【国際特許分類】
   C10L 1/04 20060101AFI20241003BHJP
【FI】
C10L1/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023055667
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000105567
【氏名又は名称】コスモ石油株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002538
【氏名又は名称】弁理士法人あしたば国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】江頭 嘉朗
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 史弥
(57)【要約】
【課題】水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含有するものであるにも拘わらず、スラッジの析出を効果的に抑制し得る新規なA重油組成物を提供する。
【解決手段】水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を5.0~52.0容量%、芳香族炭化水素の含有量が45.0~65.0容量%である流動接触分解軽油基材を25.0~35.0容量%、硫黄分含有量が0.20質量%以下である脱硫軽油基材を15.0容量%~65.0容量%含有し、50℃における動粘度が2.800mm/秒以上、前記パラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材を各含有割合に応じて混合してなる混合基材のカウリブタノール価が29.6以上であることを特徴とするA重油組成物である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水素化処理植物油からなるパラフィン系基材を5.0~52.0容量%、
芳香族炭化水素の含有量が45.0~65.0容量%である流動接触分解軽油基材を25.0~35.0容量%、
硫黄分含有量0.20質量%以下である脱硫軽油基材を15.0容量%~65.0容量%含有し、
50℃における動粘度が2.800mm/秒以上、
前記パラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材を各含有割合に応じて混合してなる混合基材のカウリブタノール価が29.6以上である
ことを特徴とするA重油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、A重油組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、重油組成物は、各種産業分野において種々の用途に使用されており、JIS K2205:2006において、動粘度により、1種(A重油)、2種(B重油)及び3種(C重油)の3種類に分類されている。
これらの重油組成物のうち、A重油(A重油組成物)は、ハウス加温栽培用暖房機の燃料油や、ビル等の暖房機の燃料油や、漁船の燃料油等として用いられている(例えば、特許文献1(特開2022-138559号公報参照)。
【0003】
一般に、A重油組成物は、灯油留分や各種軽油留分から選択される一種以上の中間留分を基材として含有しつつ、さらに、常圧蒸留残渣油、減圧蒸留残渣油、直脱残渣油、エキストラクト油(潤滑油の溶剤抽出副生油)等の残渣油等を残炭調整材(残留炭素分付与基材)として含有している。
【0004】
A重油組成物の残留炭素分に関し、JIS K 2205:2006(重油)には4質量%以下とすることが規定されており、また、軽油取引税の課税対象である軽油組成物との製品区分を明確化するために、A重油組成物は、10%残油の残留炭素分を0.20質量%以上含む必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2022-138559号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一方、近年、環境に対する意識の向上に伴って、所謂カーボンニュートラルの観点等から、化石燃料に代えて、再生可能原料、すなわち生物由来の有機性資源(バイオマス)を原料とし、発酵、搾油、熱分解処理等して製造された基材を含有する再生可能原料を用いた燃料油が注目されるようになっている。
このようなバイオマスまたはバイオマスを原料とする燃料油基材として、油脂由来の炭化水素系基材である、水素化処理植物油(HVO:Hydrotreated Vegetable Oil)が知られている。
【0007】
水素化処理植物油(HVO)は、廃食油や藻類中の油脂や、一般的な動植物油から得られる油脂を原料としてこれを水素化分解または水素化することにより合成された、パラフィン類を主成分として含むものである。
水素化処理植物油(HVO)は、油脂(トリグリセリド)を原料とする再生可能燃料であるとともに、トリグリセリド等のエステル化合物ではなく石油系基材と同様にパラフィン(鎖式飽和炭化水素)類から構成されることから、燃料油基材として好適に使用し得ることが期待される。
【0008】
しかしながら、本発明者等が検討したところ、A重油組成物の構成基材として水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を使用した場合、A重油組成物を構成する残炭調整材に起因してアスファルテン凝集物(スラッジ)が析出し易いことが判明した。
【0009】
すなわち、A重油組成物を燃料とするエンジンや各種の燃焼機器には、燃料系等に目開き5~250μm程度のフィルターが設けられ、燃料油中の異物を除去することにより後段の精密機器を保護しているが、A重油組成物に配合されている残炭調整材を構成するアスファルテン分(縮合環の芳香族炭化水素が架橋結合して出来た高分子化合物)が凝集することによってスラッジとして析出し、上記フィルターを閉塞し易くなることが判明した。
【0010】
このような状況下、本発明は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含有するものであるにも拘わらず、スラッジの析出を効果的に抑制し得る新規なA重油組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
このような状況下、本発明者等が鋭意検討したところ、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を5.0~52.0容量%、芳香族炭化水素の含有量が45.0~65.0容量%である流動接触分解軽油基材を25.0~35.0容量%、硫黄分含有量が0.20質量%以下である脱硫軽油基材を15.0容量%~65.0容量%含有し、50℃における動粘度が2.800mm/秒以上、前記パラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材を各含有割合に応じて混合してなる混合基材のカウリブタノール価が29.6以上であるA重油組成物により上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。
【0012】
すなわち、本発明は、
水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を5.0~52.0容量%、
芳香族炭化水素の含有量が45.0~65.0容量%である流動接触分解軽油基材を25.0~35.0容量%、
硫黄分含有量が0.20質量%以下である脱硫軽油基材を15.0容量%~65.0容量%含有し、
50℃における動粘度が2.800mm/秒以上、
前記パラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材を各含有割合に応じて混合してなる混合基材のカウリブタノール価が29.6以上である
ことを特徴とするA重油組成物、
を提供するものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含有するものであるにも拘わらず、スラッジの析出を効果的に抑制し得る新規なA重油組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
なお、本明細書中、数値範囲を現す「~」は、その上限及び下限としてそれぞれ記載されている数値を含む範囲を表す。また、「~」で表される数値範囲において上限値のみ単位が記載されている場合は、下限値も同じ単位であることを意味する。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率又は含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本明細書において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
【0015】
本明細書において、下記項目の値は、特に断らない限り、各々以下の試験方法及び計算方法を用いて求めた値を意味する。
・「15℃における密度(密度(15℃))」
JIS K 2249-1:2011「原油及び石油製品-密度の求め方―(振動法)」に規定されている方法。
・「50℃における動粘度(動粘度(50℃))」
JIS K 2283:2000「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」に規定されている方法。
・「窒素分(窒素化合物)含有割合」
JIS K 2609:2022「原油及び石油製品-窒素分試験方法」に規定されている方法。
・「硫黄分(硫黄化合物)含有割合」
500質量ppm以下の硫黄分:JIS K 2541-6:2013「原油及び石油製品-硫黄分試験方法-第6部:紫外蛍光法」に規定されている方法。
500質量ppmを超える硫黄分:JIS K 2541-4:2003「原油及び石油製品-硫黄分試験方法-第4部:放射線式励起法」に規定されている方法。
・「酸価」
JIS K 2501:2003「石油製品及び潤滑油-中和価試験方法」に規定されている全酸価の測定方法。
・「スラッジ量」
メンブランフィルター(孔径1.2μm)の重量を0.1mgの桁まで求めた後、吸引ろ過装置にメンブランフィルターをセットし、測定試料100mLをろ過する。メンブランフィルター上に液体が見えなくなった後、メンブランフィルターの縁に油状のものが確認できなくなるまで、n-ヘプタンで洗浄する。その後、メンブランフィルターを乾燥させ、乾燥後のメンブランフィルターの重量を測定し、乾燥後のメンブランフィルターの重量からフィルターの重量を引き、スラッジ量を求める。
・「カウリブタノール価」
ASTM D1133-13(2021)「Standard Test Method for Kauri-Butanol Value of Hydrocarbon Solvents」に記載の方法。
具体的には、以下に記載の方法により測定する。
すなわち、天然カウリ樹脂とブチルアルコールで調製した標準カウリブタノール溶液20±0.1gを200ミリリットル(mL)の三角フラスコにとり、この三角フラスコを25±1℃に保った水溶液に浸す。次に、先ずトルエンをビュレットに採り、上記の三角フラスコ内に滴定する。終点は、フラスコの下に印刷活字を置き、活字の字画が不鮮明になったときとする。同様に、トルエンとn-ヘプタンとの混合液(容量割合でトルエン25:n-ヘプタン75)についても滴定する。そして、カウリブタノール価測定対象油(以下、「試料」と言う)をビュレットにとり、同様の操作で滴定する。
カウリブタノール価は、下記数1の式によって算出する。
<<数1>>
カウリブタノール価=[〔65(C-B)〕/〔A-B〕]+40
A:滴定に要したトルエンの量(mL)
B:滴定に要したn-ヘプタン・トルエン混合液の量(mL)
C:滴定に供した試料の量(mL)
なお、前記カウリブタノール価の測定法において、標準カウリブタノール溶液は、トルエンで滴定したときカウリブタノール価が100~110で、容量割合でトルエン25:ヘプタン75の混合液で滴定したときカウリブタノール価が40になるように予め調整しておく。
・「引火点」
JIS K 2265-3:2007「引火点の求め方―第3部:ペンスキーマルテンス密閉法」に規定されている方法(PM法)。
・「セタン指数」
JIS K 2204:1992に規定されている方法。
・「蒸留性状(留出温度)」
JIS K 2254:2018「石油製品-蒸留性状の求め方」に規定されている「常圧法」に規定されている方法。
・「10%残油の残留炭素分(10%残留炭素分)」(試料を蒸留して試料の体積分率90%までの留出油を除いて得られる残油中の残留炭素分)
JIS K 2270-2:2009「原油及び石油製品―残留炭素分の求め方―第2部:ミクロ法」に規定されている方法。
・「残留炭素分」
JIS K 2270-2:2009「原油及び石油製品―残留炭素分の求め方―第2部:ミクロ法」に規定されている方法。
・「総発熱量」
JIS K 2279:2003「原油及び石油製品-発熱量試験方法及び計算による推定方法-」に規定されている方法。
・「真発熱量」
JIS K 2279:2003 「原油及び石油製品-発熱量試験方法及び計算による推定方法-」に規定されている方法。
・「曇り点」
JIS K 2269:1987「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」に規定されている方法。
・「流動点」
JIS K 2269:1987「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」により測定されている方法。
・「ワックス析出点」
ワックス析出点は、試料中のワックスが析出し始める温度を意味し、以下に記載するとおり、DSC(示差走査熱量計)を用い、試料を一定速度で冷却して測定したDSC曲線の発熱ピークの補外開始温度より求める。
すなわち、(株)リガク製示差走査熱量計DSCvestaを用いて、試料約10mgを、流量毎分50mlの窒素雰囲気中で室温から毎分5℃の速度で冷却し、ワックス析出による発熱ピークを取得する。その後、発熱ピークの立ち上がり部分の最大傾斜点で接線を引き、ピーク前のベースラインと接線が交わった点の温度をワックス析出点として求める。
・「-10℃析出ワックス分」
上記ワックス析出点の測定方法により求めたDSC曲線において、-10℃におけるDSC曲線の発熱量ピークより析出したワックス量を求める。
・「芳香族分(芳香族炭化水素)の含有割合」、「一環芳香族炭化水素(一環アロマ)の含有割合」、「二環芳香族炭化水素(二環アロマ)の含有割合」、「三環芳香族炭化水素(三環アロマ)の含有割合」
JPI-5S-49-07「石油製品―炭化水素タイプ試験方法―高速液体クロマトグラフ法」に規定されている方法。
・「飽和分(飽和炭化水素化合物)の含有割合」
JPI-5S-49-07「石油製品―炭化水素タイプ試験方法―高速液体クロマトグラフ法」に規定されている方法。
・「オレフィン分(不飽和炭化水素化合物)の含有割合」
JPI-5S-49-07「石油製品―炭化水素タイプ試験方法―高速液体クロマトグラフ法」に規定されている方法。
・「ナフテン分(環式飽和炭化水素)の含有割合」
先ず高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて、以下の条件により飽和分(飽和炭化水素)と芳香族分(芳香族炭化水素)とを分取する。
装置:(株)島津製作所製 Prominence ISO-UV System (CBM20A)
カラム:Develosil 30-3 (4.6mmx250mm 野村化学(株)製)
カラム温度:室温
移動相:n-ヘキサン (HPLC用) 1.0mL/min 5.3MPa
試料希釈:n-ヘキサンで20容量%に希釈
サンプルラック温度:室温
続いて、分取した飽和分と芳香族分とを下記の条件で水素炎イオン化検出器付ガスクロマトグラフ(GC-FID)で測定し、それぞれの面積比を質量%として算出する。
装置:アジレント・テクノロジー社製Agilent 7890B
カラム:DB-HT SimDis 5m×0.53mmI.D.×0.15um (145-1001 Agilent社)
オーブン温度:40℃(1min)-(30℃/min)-350℃(2min)
注入口温度:オーブントラックモード(オーブン+3℃)
検出器:FID 400℃
キャリアガス:He 0.45702psi 3.51mL/min コンスタントフロー 27.453cm/sec
注入方法:オンカラム注入4μl
次に、分取した飽和分を以下の条件にてガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)で測定し、平均マススペクトルを求めた後、ASTM D 2786-91(2016)に従って解析を行い、鎖式飽和炭化水素と環式飽和炭化水素の容量比を求める。
装置:アジレント・テクノロジー社製Agilent 7890A Agilent 5975C 四重極質量分析計
カラム:DB-1HT 30m×0.32mmI.D.×0.10um
オーブン温度:40℃(2min)-(20℃/min)-300℃(5min)
注入口温度:オーブントラックモード(オーブン+3℃)
トランスファライン温度:300℃
キャリアガス:He定圧モード30kPa 初期2.1mL/min 52cm/sec
溶媒待ち時間:2.5分
質量範囲:30-750 Threshold:100 Sampling♯2 2.07scan/sec
イオン化電圧:EI 70eV
注入方法:オンカラム注入0.5μl
最後に、飽和分と芳香族分の密度が同一と仮定し、GC-FIDで求めた飽和分の質量%に、GC/MSで求めた鎖式飽和炭化水素と環式飽和炭化水素の容量比を乗算することで、組成物中における鎖式飽和炭化水素の容量%とともに環式飽和炭化水素(ナフテン分)の容量%を求める。
【0016】
本発明に係るA重油組成物は、
水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を5.0~52.0容量%、
芳香族炭化水素の含有量が45.0~65.0容量%である流動接触分解軽油基材を25.0~35.0容量%、
硫黄分含有量が0.20質量%以下である脱硫軽油基材を15.0容量%~65.0容量%含有し、
50℃における動粘度が2.800mm/秒以上、
前記パラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材を各含有割合に応じて混合してなる混合基材のカウリブタノール価が29.6以上である
ことを特徴とするものである。
【0017】
以下、本発明に係るA重油組成物を構成する各基材について説明する。
【0018】
本発明に係るA重油組成物は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を構成基材として含むものである。
【0019】
水素化処理植物油(HVO)は、廃食油や藻類中の油脂や、一般的な動植物油から得られる油脂を原料としてこれを水素化分解または水素化することにより合成された、パラフィン(鎖式飽和炭化水素)類を主成分として含むものである。
このような水素化処理植物油(HVO)として、例えば、上記藻類や、ジャトロファ、カメリナ等の植物の種子から得られる油脂に対して脱酸素化処理および水素化処理を施すことにより得られるパラフィンを主成分とする炭化水素系基材や、廃食油や一般的な油脂脂に由来するさまざまな脂質を水素化処理し、不純物を除去した後、得られたパラフィン分を異性化し、適宜分留処理して得られるイソパラフィンを主成分とする炭化水素系基材を挙げることができる。
水素化処理植物油(HVO)の原料となる動植物油としては、特に制限されないが、例えば、菜種油、大豆油、パーム油、オリーブ油、ココナッツ油、米油、大麻油、ヤトロファ油、オウレンボク等の植物油や、牛脂、豚脂、魚油等の動物油の他、天婦羅油など廃食用油等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
これらの中でも、原料の入手性の観点から植物油が好ましく、特に、菜種油、大豆油、パーム油等から選ばれる一種以上が好ましい。
【0020】
本発明に係るA重油組成物において、動植物油を原料として水素化処理植物油(HVO)を調製する方法としては、特に制限されず公知の方法を採用することができ、例えば特表2012-519744号記載の方法を挙げることができる。
【0021】
本発明に係るA重油組成物は、構成基材として、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含むことにより、従来の石油系基材から構成されるA重油組成物と同様の沸点範囲を有するA重油組成物を容易に製造することができる。
【0022】
本発明に係るA重油組成物を構成する、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材は、再生可能エネルギーとしてカーボンニュートラルな燃料用の基材であるとされており、二酸化炭素排出量削減の観点から好適に使用することができる。
【0023】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の15℃における密度(密度(15℃))は、0.7600~0.8000g/cmであることが好ましく、0.7650~0.7950g/cmであることがより好ましく、0.7700~0.7900g/cmであることがさらに好ましい。
【0024】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の15℃における密度(密度(15℃))が上記範囲内にあることにより、容量あたりの炭化水素含有量が多くなり、発熱量が向上してA重油組成物の燃焼時に良好な燃焼状態を容易に発揮することができる。
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の硫黄分(硫黄化合物)含有割合は、10質量ppm以下(0~10質量ppm)であることが好ましく、6質量ppm以下(0~6質量ppm)であることがより好ましく、3質量ppm以下(0~3質量ppm)であることがさらに好ましい。
【0025】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の硫黄分(硫黄化合物)含有割合が上記範囲内にあることにより、燃焼時における硫黄酸化物の生成を容易に低減することができる。
【0026】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の酸価は、0.10mgKOH/g以下(0.00~0.10mgKOH/g)であることが好ましく、0.08mgKOH/g以下(0.00~0.08mgKOH/g)であることがより好ましく、0.06mgKOH/g(0.00~0.06mgKOH/g)であることがさらに好ましい。
【0027】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の酸価が上記範囲内にあることにより、A重油組成物を貯蔵ないし燃焼する際に使用する燃料タンクやエンジン等の腐食を抑制することができる。
【0028】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材のスラッジ量は、0.0~1.0mg/100mLであることが好ましく、0.0~0.8 mg/100mLであることがより好ましく、0.0~0.6mg/100mLであることがさらに好ましい。
【0029】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材のスラッジ量が上記範囲内にあることにより、A重油組成物へのパラフィン系基材由来のスラッジの持ち込みを容易に抑制することができる。
【0030】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材のカウリブタノール価は、通常、15.0~20.0である。
【0031】
水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材は、通常、カウリブタノール価が上記範囲内にあるものであり、A重油組成物の構成基材として配合した場合に残炭調整材の溶解性に劣り、スラッジを析出し易くなるものである。一方、本発明に係るA重油組成物は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を所定量含むとともに、後述するように、所定の流動接触分解軽油基材および所定の脱硫軽油基材を各々所定量含み、所定の物性を有するものであることから、残炭調整材を構成するアスファルテンを好適に溶解してスラッジの析出を効果的に抑制することができる。
【0032】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材のセタン指数は、80.0~90.0であることが好ましく、81.0~90.0であることがより好ましく、82.0~90.0であることがさらに好ましい。
【0033】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材のセタン指数が上記範囲内にあることにより、A重油組成物を燃焼させる際に良好な燃焼状態を得ることができる。
【0034】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の常圧法蒸留試験における10容量%留出温度(T10)は、230.0~300.0℃であることが好ましく、235.0~295.0℃であることがより好ましく、240.0~290.0℃であることがさらに好ましい。
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の常圧法蒸留試験における90容量%留出温度(T90)は、280.0~310.0℃であることが好ましく、285.0~305.0℃であることがより好ましく、290.0~300.0℃であることがさらに好ましい。
【0035】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の常圧法蒸留試験におけるT10およびT90が上記範囲内にあることにより、A重油組成物の構成基材として好適に使用することができる。
【0036】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の総発熱量は、44.00~47.00MJ/kgであることが好ましく、45.00~47.00MJ/kgであることがより好ましく、46.00~47.00MJ/kgであることがさらに好ましい。
また、本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の真発熱量は、41.00~44.00MJ/kgであることが好ましく、42.00~44.00MJ/kgであることがより好ましく、43.00~44.00MJ/kgであることがさらに好ましい。
【0037】
本発明に係るA重油組成物において、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材の総発熱量または真発熱量が上記範囲内にあることにより、A重油組成物の単位重量あたりの発熱量を容易に向上させることができる。
【0038】
本発明に係るA重油組成物は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を、基材として、5.0容量%~52.0容量%含むものであり、6.0容量%~51.5容量%含むものであることが好ましく、8.0容量%~51.0容量%含むものであることがより好ましい。
【0039】
本発明に係るA重油組成物は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を上記範囲内で含有するものであることにより、スラッジの析出を効果的に抑制しつつ、カーボンニュートラルな燃料用基材として有効に利用することができる。
【0040】
本発明に係るA重油組成物は、本発明に係るA重油組成物は、構成基材として、流動接触分解軽油(LCO)を含むものである。
本出願書類において、流動接触分解軽油とは、流動接触分解装置または残渣流動接触分解装置から得られる軽油留分を意味する。
【0041】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の15℃における密度(密度(15℃))は、0.8700 ~0.9100g/cmであることが好ましく、0.8800~0.9100g/cmであることがより好ましく、0.8900~0.9100g/cmであることがさらに好ましい。
【0042】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の15℃における密度(密度(15℃))が上記範囲内にあることにより、容量あたりの炭化水素含有量が多くなり、発熱量が向上してA重油組成物の燃焼時に良好な燃焼状態を容易に発揮することができる。
【0043】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の硫黄分(硫黄化合物)含有割合は、0.05~0.40質量%であり、0.05~0.30質量%であることが好ましく、0.05~0.20質量%であることがより好ましい。
【0044】
本発明に係るA重油組成物において、流動接触分解軽油基材の硫黄分(硫黄化合物)含有割合が上記範囲内にあることにより、燃焼時における硫黄酸化物の生成を容易に低減することができる。
【0045】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の芳香族分(芳香族炭化水素化合物)の含有割合は、45.0~65.0容量%であり、50.0~65.0容量%であることが好ましく、55.0~65.0容量%であることがより好ましい。
【0046】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の芳香族分(芳香族炭化水素化合物)含有割合が上記範囲内にあることにより、A重油組成物の発熱量が向上するとともにスラッジの析出を容易に抑制することができる。
【0047】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の酸価は、0.03mgKOH/g以下(0.00~0.03mgKOH/g)であることが好ましく、0.02mgKOH/g以下(0.00~0.02mgKOH/g)であることがより好ましく、0.01mgKOH/g以下(0.00~0.01mgKOH/g)であることがさらに好ましい。
【0048】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の酸価が上記範囲内にあることにより、A重油組成物を貯蔵ないし燃焼する際に使用する燃料タンクやエンジン等の腐食を抑制することができる。
【0049】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油のスラッジ量は、0.0~0.5mg/100mLであることが好ましく、0.0~0.4mg/100mLであることがより好ましく、0.0~0.3mg/100mLであることがさらに好ましい。
【0050】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油基材のスラッジ量が上記範囲内にあることにより、A重油組成物への流動接触分解軽油基材由来のスラッジの持ち込みを容易に抑制することができる。
【0051】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油のカウリブタノール価は、45.0~55.0であることが好ましく、46.0~55.0であることがより好ましく、47.0~55.0であることがさらに好ましい。
【0052】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油のカウリブタノール価が上記範囲内にあることにより、アスファルテンを含む残炭調整材を好適に溶解してスラッジの析出を好適に抑制することができる。
【0053】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油のセタン指数は、30.0~40.0であることが好ましく、31.0~40.0であることがより好ましく、32.0~40.0であることがさらに好ましい。
【0054】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油のセタン指数が上記範囲内にあることにより、A重油組成物を燃焼させる際に良好な燃焼状態を得ることができる。
【0055】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の常圧法蒸留試験における10容量%留出温度(T10)は、190.0~210.0℃であることが好ましく、195.0~210.0℃であることがより好ましく、200.0~210.0℃であることがさらに好ましい。
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の常圧法蒸留試験における90容量%留出温度(T90)は、330.0~ 360.0℃であることが好ましく、335.0~355.0℃であることがより好ましく、340.0~350.0℃であることがさらに好ましい。
【0056】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の常圧法蒸留試験におけるT10およびT90が上記範囲内にあることにより、A重油として適切な引火点および動粘度、低温流動性を好適に発揮することができる。
【0057】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の総発熱量は、42.00~46.00MJ/kgであることが好ましく、43.00~46.00MJ/kgであることがより好ましく、44.00~46.00MJ/kgであることがさらに好ましい。
また、本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の真発熱量は、40.00~44.00MJ/kgであることが好ましく、41.00~44.00MJ/kgであることがより好ましく、42.00~44.00MJ/kgであることがさらに好ましい。
【0058】
本発明に係るA重油組成物において、基材となる流動接触分解軽油の総発熱量または真発熱量が上記範囲内にあることにより、A重油組成物の単位重量あたりの発熱量を容易に向上させることができる。
【0059】
本発明に係るA重油組成物は、流動接触分解軽油基材を、25.0容量%~35.0容量%含むものであり、25.5容量%~35.0容量%含むものであることが好ましく、26.5容量%~35.0容量%含むものであることがより好ましい。
【0060】
本発明に係るA重油組成物は、流動接触分解軽油基材を上記含有割合で含有することにより、アスファルテンを含む残炭調整材を好適に溶解してスラッジの析出を効果的に抑制することができる。
【0061】
本発明に係るA重油組成物は、脱硫軽油基材を構成基材として含むものである。
本出願書類において、脱硫軽油基材とは、石油精製プロセスで得られる各種留分を水素化脱硫装置で脱硫処理して得られる、通常軽油組成物の基材として使用される脱硫処理して得られる軽油相当留分を意味する。
上記脱硫軽油基材として、具体的には、原油を常圧蒸留して得られる軽油留分(直留軽油)を水素化脱硫処理した「水素化脱硫軽油基材」、原油の常圧蒸留残査を減圧蒸留して得られる減圧軽油を水素化脱硫処理して得られる「間接脱硫軽油基材」、原油の常圧蒸留残渣及び減圧蒸留残渣を水素化脱硫処理して得られる「直接脱硫軽油基材」等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
上記脱硫軽油基材としては、カウリブタノール価が高く、スラッジの溶解性に優れる間接脱硫軽油基材が好ましい。
【0062】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の15℃における密度(密度(15℃))は、0.8200~0.9000 g/cmであることが好ましく、0.8300~0.8900 g/cmであることがより好ましく、0.8400~0.8800g/cmであることがさらに好ましい。
【0063】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の15℃における密度(密度(15℃))が上記範囲内にあることにより、容量あたりの炭化水素含有量が多くなり、発熱量が向上してA重油組成物の燃焼時に良好な燃焼状態を容易に発揮することができる。
【0064】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の硫黄分(硫黄化合物)含有割合は、0.20質量%以下(0.00~0.20質量%)であり、0.05~0.20質量%であることが好ましく、0.10~0.20質量%であることがより好ましい。
【0065】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の硫黄分(硫黄化合物)含有割合が上記範囲内にあることにより、燃焼時における硫黄酸化物の生成を容易に低減することができる。
【0066】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の酸価は、0.03mgKOH/g以下(0.00~0.03mgKOH/g)であることが好ましく、0.02mgKOH/g以下(0.00~0.02mgKOH/g)であることがより好ましく、0.01mgKOH/g以下(0.00~0.01mgKOH/g)であることがさらに好ましい。
【0067】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の酸価が上記範囲内にあることにより、A重油組成物を貯蔵ないし燃焼する際に使用する燃料タンクやエンジン等の腐食を抑制することができる。
【0068】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材のスラッジ量は、0.0~0.8mg/100mLであることが好ましく、0.0~0.7mg/100mLであることがより好ましく、0.0~0.6mg/100mLであることがさらに好ましい。
【0069】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材のスラッジ量が上記範囲内にあることにより、A重油組成物への脱硫軽油基材由来のスラッジの持ち込みを容易に抑制することができる。
【0070】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材のカウリブタノール価は、23.0~27.0であることが好ましく、24.0~27.0であることがより好ましく、25.0~27.0であることがさらに好ましい。
【0071】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材のカウリブタノール価が上記範囲内にあることにより、アスファルテンを含む残炭調整材を好適に溶解してスラッジの析出を好適に抑制することができる。
【0072】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材のセタン指数は、50.0~56.0であることが好ましく、51.0~56.0であることがより好ましく、52.0~56.0であることがさらに好ましい。
【0073】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材のセタン指数が上記範囲内にあることにより、A重油組成物を燃焼させる際に良好な燃焼状態を得ることができる。
【0074】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の常圧法蒸留試験における10容量%留出温度(T10)は、220~285.0℃であることが好ましく、225.0~285.0℃であることがより好ましく、235.0~285.0℃であることがさらに好ましい。
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の常圧法蒸留試験における90容量%留出温度(T90)は、325.0~390.0℃であることが好ましく、330.0~390.0℃であることがより好ましく、335.0~390.0℃であることがさらに好ましい。
【0075】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の常圧法蒸留試験におけるT10およびT90が上記範囲内にあることにより、A重油として適切な引火点、動粘度および低温流動性を好適に発揮することができる。
【0076】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の総発熱量は、43.00~48.00MJ/kgであることが好ましく、 44.00~47.00MJ/kgであることがより好ましく、45.00~46.00MJ/kgであることがさらに好ましい。
また、本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の真発熱量は、40.00~45.00MJ/kgであることが好ましく、41.00~44.00MJ/kgであることがより好ましく、42.00~43.00MJ/kgであることがさらに好ましい。
【0077】
本発明に係るA重油組成物において、脱硫軽油基材の総発熱量または真発熱量が上記範囲内にあることにより、A重油組成物の発熱量を容易に向上させることができる。
【0078】
本発明に係るA重油組成物は、脱硫軽油基材を、15.0容量%~65.0容量%含むものであり、15.0容量%~64.0容量%含むものであることが好ましく、15.0容量%~63.0容量%含むものであることがより好ましい。
【0079】
本発明に係るA重油組成物は、脱硫軽油基材を上記範囲内で含むとともに、上述した流動接触分解軽油基材を所定範囲内で含有するものであることにより、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含有するものであっても、A重油組成物に配合したときに、硫黄分含有量を所望範囲内に好適に抑制しつつスラッジの析出を効果的に抑制することができる。
【0080】
本発明に係るA重油組成物は、上記水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材を、合計で、99.2~99.8容量%含むことが好ましく、99.3~99.8容量%含むことがより好ましく、99.4~99.8容量%含むことがさらに好ましい。
【0081】
本発明に係るA重油組成物は、上記水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材の合計含有量が上記範囲内にあることにより、スラッジの析出を効果的に抑制することができる。
【0082】
本発明に係るA重油組成物は、上記水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材とともに、通常A重油組成物を構成する各種基材を含有してもよい。
本発明に係るA重油組成物において、上記水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材以外の構成基材としては、未脱硫軽油基材、高圧水素化処理基材、脂肪酸メチルエステル基材および減圧軽油基材等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
【0083】
本発明に係るA重油組成物は、残炭調整材(残留炭素分付与基材)を含む。残炭調整材としては、常圧蒸留残渣油、減圧蒸留残渣油、直脱残渣油、エキストラクト油(潤滑油の溶剤抽出副生油)等の残渣油等を挙げることができる。
【0084】
本発明に係るA重油組成物は、残炭調整材の含有割合は、0.2~0.8容量%であることが適当であり、0.2~0.7容量%であることがより適当であり、0.2~0.6容量%であることがさらに適当である。
【0085】
本発明に係るA重油組成物は、残炭調整材を上記範囲内で含むものであっても、スラッジの析出を効果的に抑制することができる。
【0086】
本発明に係るA重油組成物は、上記各構成基材や残炭調整材の他に、各種添加剤を配合してなるものであってもよい。
上記添加剤としては、低温流動性向上剤、酸化防止剤等の公知の燃料添加剤から選択される一種以上が挙げられる。
【0087】
本発明に係るA重油組成物は、15℃における密度(密度(15℃))が、0.8100~0.8900g/cmであるものが好ましく、0.8150~0.8900g/cmであることがより好ましく、0.8200~0.8900g/cmであることがさらに好ましい。
【0088】
本発明に係るA重油組成物の15℃における密度(密度(15℃))が上記範囲内にあることにより、容量あたりの炭化水素含有量が多くなり、発熱量が向上してA重油組成物の燃焼時に良好な燃焼状態を容易に発揮することができる。
【0089】
本発明に係るA重油組成物は、硫黄分(硫黄化合物)含有割合が、0.03~0.12質量%であることが好ましく、0.03~0.10質量%であることがより好ましく、0.03~0.09質量%であることがさらに好ましい。
【0090】
本発明に係るA重油組成物の硫黄分(硫黄化合物)含有割合が上記範囲内にあることにより、燃焼時における硫黄酸化物の生成を容易に低減することができる。
【0091】
本発明に係るA重油組成物は、スラッジ量が、0.0~5.0 mg/100mLであることが好ましく、0.0~4.7mg/100mLであることがより好ましく、0.0~4.4mg/100mLであることがさらに好ましい。
【0092】
本発明に係るA重油組成物において、スラッジ量が上記範囲内にあることにより、エンジンや各種の燃焼機器に設けられたフィルターの閉塞を容易に抑制することができる。
【0093】
本発明に係るA重油組成物は、50℃における動粘度が、2.800mm/秒以上であり、2.800~3.500mm/秒であることが好ましく、2.800~3.300mm/秒であることがより好ましい。
【0094】
本発明に係るA重油組成物において、50℃における動粘度が上記規定を満たすものであることにより、霧化しやすく、空気と混合しやすくなって完全燃焼しやすくなる。
【0095】
本発明に係るA重油組成物は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材を各含有割合に応じて混合してなる混合基材のカウリブタノール価が、29.6以上であるものであり、29.7~50.0であるものが好ましく、29.8~50.0であるものがより好ましい。
【0096】
本発明に係るA重油組成物において、各含有割合に応じて基材を混合した混合基材のカウリブタノール価が上記範囲内にあることにより、アスファルテンを含む残炭調整材を好適に溶解してスラッジの析出を好適に抑制することができる。
【0097】
上記カウリブタノール価は、炭化水素の相対的溶解力を示すものであり、カウリブタノール価が高いほど樹脂溶解性が高いことを示すものである。
上記樹脂溶解性の指標となるカウリブタノール価は、従来、(液体である)石油系の燃料組成物の溶解性を示す指標として殆ど使用されてこなかったが、本発明者等が検討したところ、アスファルテン凝集物(スラッジ)の溶解性を示す指標として好適に使用し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。
【0098】
なお、上記混合基材は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油および脱硫軽油基材の混合物からなるものであって、残炭調整材は含まないものとする。
【0099】
本発明に係るA重油組成物は、セタン指数が、45.0~70.0であることが好ましく、46.0~70.0であることがより好ましく、47.0~70.0であることがさらに好ましい。
【0100】
本発明に係るA重油組成物のセタン指数が上記範囲内にあることにより、A重油組成物を燃焼させる際に良好な燃焼状態を得ることができる。
【0101】
本発明に係るA重油組成物は、常圧法蒸留試験における10容量%留出温度(T10)が、215.0~260.0℃であることが好ましく、220.0~260.0℃であることがより好ましく、225.0~260.0℃であることがさらに好ましい。
本発明に係るA重油組成物は、常圧法蒸留試験における90容量%留出温度(T90)が、320.0~365.0℃であることが好ましく、320.0~360.0℃であることがより好ましく、320.0~355.0℃であることがさらに好ましい。
【0102】
本発明に係るA重油組成物の常圧法蒸留試験におけるT10およびT90が上記範囲内にあることにより、A重油として適切な引火点、動粘度および低温流動性を好適に発揮することができる。
【0103】
本発明に係るA重油組成物は、総発熱量が、44.50~46.00MJ/kgであることが好ましく、44.60~46.00MJ/kgであることがより好ましく、44.70~46.00 MJ/kgであることがさらに好ましい。
また、本発明に係るA重油組成物は、真発熱量が、42.00~43.00MJ/kgであることが好ましく、42.10~43.00MJ/kgであることがより好ましく、42.20~43.00MJ/kgであることがさらに好ましい。
【0104】
本発明に係るA重油組成物の総発熱量または真発熱量が上記範囲内にあることにより、燃焼効率を容易に向上させることができる。
【0105】
本発明に係るA重油組成物は、上述した水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油基材および脱硫軽油基材を必須基材として所定量混合するとともに、さらに本発明の効果を阻害しない範囲において公知の基材または添加剤を混合することにより調製することができる。
【0106】
上記各基材を混合して本発明に係るA重油組成物を調製する場合、その混合順序は特に制限されない。
【0107】
本発明によれば、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含有するものであるにも拘わらず、スラッジの析出を効果的に抑制し得る新規なA重油組成物を提供することができる。
【実施例0108】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれ等の例により何ら限定されるものではない。
【0109】
(基材)
以下の実施例および比較例においては、以下の基材を使用した。各基材の特性を表1-1および表1-2に示す。
・水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材
廃食油を水素化処理して得られたもの。
・流動接触分解軽油基材(LCO)
流動接触分解装置から留出した分解軽油。
・水素化脱硫軽油基材
中東系原油等を常圧蒸留して得られる軽油留分(直留軽油)を水素化脱硫処理したもの。
・間接脱硫軽油基材
中東系原油等の常圧蒸留残査を減圧蒸留する際に得られた減圧軽油を水素化脱硫処理して得られたもの。
・残炭調整材
中東系原油等の常圧蒸留残渣を減圧蒸留する際に得られた減圧残渣に流動接触分解軽油(LCO)等を配合したもの。
【0110】
また、以下の表1-1中で、硫黄分が「<1」であるとは、硫黄分(硫黄化合物)の含有割合が1質量ppm未満であることを意味し、酸価が「<0.01」であるとは、酸価が0.01mgKOH/g未満であることを意味し、10%残油中の残留炭素分が「<0.01」であるとは10%残油中の残留炭素分が0.01質量%未満であることを意味する。
【0111】
【表1-1】
【0112】
【表1-2】
【0113】
(実施例1~実施例5、比較例1~比較例3、参考例1)
上記各基材、すなわち、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油基材(LCO)、脱硫軽油基材(水素化脱硫軽油基材および間接脱硫軽油基材)と残炭調整材とを、表2に示す配合割合で各々配合することにより、実施例1~実施例5、比較例1~比較例3および参考例1に係る各A重油組成物を調製した。
得られた各A重油組成物の特性を表3に示す。
【0114】
以下の表3中で、「カウリブタノール価」は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材、流動接触分解軽油基材(LCO)、水素化脱硫軽油基材および間接脱硫軽油基材を、各実施例および比較例における配合割合に応じて混合した混合基材のカウリブタノール価を意味する。
【0115】
【表2】
【0116】
【表3】
【0117】
表1-1~表1-2、表2および表3より、実施例1~実施例5で得られた本発明に係るA重油組成物は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を5.0~52.0容量%、所定の流動接触分解軽油基材(LCO)を25.0~35.0容量%、所定の脱硫軽油基材(水素化脱硫軽油および間接脱硫軽油)を15.0容量%~65.0容量%含有し、50℃における動粘度が2.800mm/秒以上であり、上記パラフィン系基材、流動接触分解軽油基材(LCO)および脱硫軽油基材を各含有割合に応じて混合してなる混合基材のカウリブタノール価が29.6以上であるものである。
このため、これ等の実施例で得られたA重油組成物は、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含有するものであるにも拘わらず、参考例1で得られた水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含まないA重油組成物と同様に、スラッジの析出を効果的に抑制し得ることが分かる(表3参照)。
【0118】
一方、表1-1~表1-2、表2および表3より、比較例1~比較例3で得られたA重油組成物は、流動接触分解軽油基材の含有割合が所定範囲外であったり(比較例1および比較例2)、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を多量に含むものであり(比較例3)、50℃における動粘度が2.800mm/秒未満であったり(比較例3)、上記パラフィン系基材(HVO)、流動接触分解軽油基材(LCO)および脱硫軽油基材を各含有割合に応じて混合してなる混合基材のカウリブタノール価が29.6未満である(比較例1~比較例3)ものである。
このため、これ等の比較例で得られたA重油組成物は、スラッジの析出を抑制し得ないこと(比較例1~比較例3)が分かる(表3参照)。
【産業上の利用可能性】
【0119】
本発明によれば、水素化処理植物油(HVO)からなるパラフィン系基材を含有するものであるにも拘わらず、スラッジの析出を効果的に抑制し得る新規なA重油組成物を提供することができる。