(57)【要約】【課題】脂肪酸アルキルエステルを配合した軽油であって、消泡速度が速い軽油組成物を提供すること。【解決手段】組成物全量を基準とし、脂肪酸アルキルエステルを２〜６０容量％、脱硫軽油を２０〜８０容量％及び脱硫灯油を１５〜６５容量％含有してなる軽油組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物全量を基準とし、脂肪酸アルキルエステルを２〜６０容量％、脱硫軽油を２０〜８０容量％及び脱硫灯油を１５〜６５容量％含有してなる軽油組成物。
【請求項２】
以下の（１）〜（５）の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の軽油組成物。
（１）セタン価が４５〜７０
（２）硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下
（３）芳香族分が１０〜２５容量％
（４）１５℃における密度が０．８１〜０．８５ｇ／ｃｍ3
（５）７０％留出温度が２４０〜３３０℃、かつ９０％留出温度が３１０〜３６０℃
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽油組成物に関し、詳しくは、脂肪酸アルキルエステルを配合した軽油組成物であって、消泡速度が速い軽油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年地球温暖化防止の観点から、二酸化炭素の排出量の低減が求められており、自動車から排出される二酸化炭素の排出量についても、同様に削減することが要望されている。
この要望に対して、カーボンニュートラルの概念、すなわち、燃料（油）の中でも、植物に由来するものは、ライフサイクルで見ると大気中の二酸化炭素を増加させることにはならないと考えられることから、それを使用することによって排出される二酸化炭素は、温室効果ガス排出量にはカウントされないこととされている。そのため、植物由来の化合物、例えば植物性油脂類を原料として得られる脂肪酸アルキルエステルを配合した軽油組成物が注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、本発明者らは、脂肪酸アルキルエステルを配合した軽油は、発泡しやすく、かつその泡の消泡速度が遅く、泡が消えるまでに要する時間（消泡時間）が長くなることを見出した。
このような消泡速度が遅く、消泡時間が長い軽油は、取扱い上の問題を生ずることが多い。例えば、通常給油取扱所の軽油の計量機の給油ノズルには満量停止装置が取り付けられていて、ディーゼル車に軽油を給油する際に、軽油が満量近くになって泡面が検知されると給油は停止される。しかし、消泡速度が遅く、消泡時間が長い軽油では、発泡した泡が消えないため満量まで給油されないことがある。このように、消泡速度が遅い軽油は、適切な給油が妨げられることがある。
従って、消泡速度が速い、つまり消泡時間が短い軽油であることが必要とされている。
【０００４】
一方、低硫黄分の軽油に関し、消泡性を改良する方法として、低芳香族分で、動粘度を特定の範囲にしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この方法では、必ずしも消泡速度が速く、消泡時間が短いとはいえず、また脂肪酸アルキルエステルを配合した軽油については、その性能は充分に検討されていない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３１３６号公報
【特許文献２】特開２０００−２６５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような状況下、脂肪酸アルキルエステルを配合した軽油であって、消泡速度が速い軽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】
【０００７】
本発明者らは、脂肪酸アルキルエステルを配合した軽油であっても、特定の基材を特定の配合割合で配合することによって、その目的を達成できることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、
〔１〕組成物全量を基準とし、脂肪酸アルキルエステルを２〜６０容量％、脱硫軽油を２０〜８０容量％及び脱硫灯油を１５〜６５容量％含有してなる軽油組成物、及び
〔２〕以下の（１）〜（５）の条件を満たすことを特徴とする前記〔１〕に記載の軽油組成物、
（１）セタン価が４５〜７０
（２）硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下
（３）芳香族分が１０〜２５容量％
（４）１５℃における密度が０．８１〜０．８５ｇ／ｃｍ3
（５）７０％留出温度が２４０〜３３０℃、かつ９０％留出温度が３１０〜３６０℃
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軽油組成物として好適な基本性能（エンジンの出力や燃費が良好であるなど）を有すると共に、消泡速度が速い軽油組成物を提供することできる。したがって、ディーゼル燃料として優れた性能を有すると同時に、ディーゼル車に自動給油する際に適正に給油ができる軽油組成物である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の軽油組成物は、組成物全量を基準とし、脂肪酸アルキルエステルを２〜６０容量％、脱硫軽油を２０〜８０容量％及び脱硫灯油を１５〜６５容量％含有してなる組成物である。
【００１１】
本発明の軽油組成物に用いる脂肪酸アルキルエステルとしては、炭素数８〜２２の脂肪酸と炭素数１〜４のアルキルアルコールとの反応により得られるエステルが好ましい。
炭素数８〜２２の脂肪酸は、飽和脂肪酸でも不飽和脂肪酸でよく、また直鎖状脂肪酸、分岐鎖を有する脂肪酸であってもよい。このような脂肪酸の具体例としては、例えば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、エイコセン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ベヘニン酸、エルカ酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸などが挙げられる。
【００１２】
本発明の脂肪酸アルキルエステルにおいては、脂肪酸として炭素数８〜２２の脂肪酸を２以上含む混合脂肪酸を用いたエステルが好ましい。
このような混合脂肪酸は、動物油や植物油などの油脂、すなわちトリグリセリドを原料とし、それから得られる混合脂肪酸を用いることが、大量に入手することができるため好適である。このような原料動物油の具体例としては、牛脂、豚脂、羊脂、鯨油、魚油、肝油等が、原料植物油の具体例としては、アマニ油、サフラワー油、ひまわり油、大豆油、コーン油、綿実油、ゴマ油、オリーブ油、ヒマシ油、落花生油、ココヤシ油、パーム核油、パーム油、菜種油、米ぬか油等が挙げられる。また、これら動植物油の廃食油も好適に用いられる。
【００１３】
一方、脂肪酸アルキルエステルを形成する炭素数１〜４のアルキルアルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、直鎖又は分岐鎖を有するプロパノール、直鎖又は分岐鎖を有するブタノールが挙げられる。これらの中で、製造の容易性の観点からメタノール及びエタノールが好ましく、特にメタノールが好ましい。
【００１４】
脂肪酸アルキルエステルは、上記脂肪酸又は油脂（トリグリセリド）とアルキルアルコールとを公知の方法で、例えば、苛性ソーダ等のアルカリ触媒の存在下で、エステル化反応又はエステル交換反応を行えばよい。
【００１５】
脂肪酸アルキルエステルの好適な具体例としては、前記炭素数８〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸メチルエステル及び動植物油から得られる混合脂肪酸のメチルエステルが挙げられ、中でも、アマニ油、サフラワー油、ひまわり油、大豆油、コーン油、綿実油、ゴマ油、オリーブ油、ヒマシ油、落花生油、ココヤシ油、パーム核油、パーム油、菜種油、米ぬか油などから選ばれた１種以上の植物油から得られる混合脂肪酸のメチルエステルが好ましい。
【００１６】
本発明の軽油組成物に配合される脂肪酸アルキルエステルは、全酸価は１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であること好ましい。全酸価が１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であれば、軽油の性状を悪化させる恐れがなく、機器に悪影響を及ぼす恐れもない。この全酸価は、ＪＩＳ Ｋ ２５０１「石油製品及び潤滑油−中和価試験方法」により測定した値である。
【００１７】
本発明における脂肪酸アルキルエステルの配合量は、２〜６０容量％であることを要し、３〜３０容量％であることが好ましい。脂肪酸アルキルエステルの配合量が２容量％未満では、これを配合する目的の一つであるＰＭを低減する効果やカーボンニュートラルの効果が充分に得られず、脂肪酸アルキルエステルの配合量が６０容量％を超えると、ＮＯXの発生が増大する等軽油組成物の基本的性能を確保することができない恐れがある。
【００１８】
本発明の軽油組成物に用いる脱硫軽油（以下、「ＤＧＯ」と略称することがある）としては、通常直留軽油（ＬＧＯ）を水素化脱硫装置を用いて、Ｃｏ−Ｍｏ／アルミナ触媒、Ｎｉ−Ｍｏ／アルミナ触媒等の触媒の存在下で、２．９４〜９．８１ＭＰａ・Ｇ（３０〜１００ｋｇ／ｃｍ2Ｇ）、好ましくは４．９０〜６．８６ＭＰａ・Ｇ（５０〜７０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ）の圧力下、３００〜４００℃、好ましくは３３０〜３６０℃の温度で、液空間速度（ＬＨＳＶ）０．５〜５ｈｒ-1、好ましくは１〜２ｈｒ-1の条件で脱硫反応を行い、その後ストリッパーで硫化水素とナフサを除去して得られるものが用いられる。
その性状は、通常沸点が１４０〜３９０℃の範囲内にあり、５０％留出温度（Ｔ５０）が２００〜３００℃であり、１５℃における密度が０．８０〜０．８５ｇ／ｃｍ3の範囲のものを適宜使用する。また、硫黄分は２０質量ｐｐｍ以下のものが一般に使用できるが、特に１０質量ｐｐｍ以下のものが好適に使用できる。また、本発明に用いるＤＧＯは、芳香族分が１０〜３０容量％、流動点が５．０℃以下、セタン価が４５以上であることが好ましい。
【００１９】
なお、蒸留性状はＪＩＳ  Ｋ  ２５４１、１５℃における密度はＪＩＳ  Ｋ  ２２４９、硫黄分はＪＩＳ  Ｋ  ２５４１−２、芳香族分は、石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７、流動点はＪＩＳ  Ｋ  ２２６９、セタン価はＪＩＳ  Ｋ  ２２８０、により測定される値である。
【００２０】
本発明の軽油組成物に用いる脱硫灯油（以下、「ＤＫ」と略称することがある）としては、通常原油を常圧蒸留して得られる直留灯油を水素化脱硫して得られる脱硫灯油が用いられる。このＤＫの性状としては、通常沸点範囲が１４５〜３００℃であり、５０％留出温度（Ｔ５０）が１８５〜２２０℃であり、１５℃における密度が０．７８０〜０．８１０ｇ／ｃｍ3のものが用いられる。また、硫黄分は、２０質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、特に１０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、芳香族分が１５〜３０容量％、セタン価が４０以上であることが好ましい。
なお、蒸留性状、１５℃における密度等の性状は、上記ＤＧＯの場合と同様の方法によって測定される値である。
【００２１】
本発明の軽油組成物においては、前記ＤＧＯの配合量は、組成物全量を基準として、２０〜８０容量％、好ましくは３０〜７０容量％、ＤＫの配合量は、組成物全量を基準として、１５〜６５容量％、好ましくは２０〜５０容量％である。組成物全量を基準としてＤＧＯの配合量が８０容量％を超える場合、若しくはＤＫの配合量が６５容量％を超える場合、又は、ＤＧＯの配合量が２０容量％未満である場合、若しくはＤＫの配合量が１５容量％未満の場合は、組成物中の脂肪酸アルキルエステルの配合量を適正に保つことが困難となるため、所期の性能を得ることができない。
【００２２】
本発明の軽油組成物は、上記の基材からなるものであるが、本発明の目的に反しない範囲で、上記基材とともに、それら以外の基材を配合することができる。そのような基材としては、例えば、水素化分解灯油（ＨＣＫ），脱硫重質ナフサ（ＤＨＮ）、軽質潤滑油留分（ＬＬ：軽油に近い留分を水添仕上して得られた留分）、水素化分解軽油（ＨＣＧＯ）、接触分解軽油（ＬＣＯ）、脱ろう軽油（ＤＷＧＯ）、脱ろう脱硫軽油（ＤＷＤＧＯ）、直脱軽油（ＤＳＧＯ）、間脱軽質軽油（ＶＨＬＧＯ）、高沸点重質ナフサ（ＨＨＮ），ＧＴＬ（Ｇａｓ  Ｔｏ  Ｌｉｑｕｉｄ）やフィッシャ−トロプシュプロセス等により製造される軽油基材等が挙げられる。
これらの基材の配合量は、軽油組成物全量を基準に３０容量％以下であることが好ましく、１５容量％以下であることがより好ましい。
【００２３】
本発明の軽油組成物は、以下の（１）〜（５）の条件を満たすものが好ましい。すなわち
（１）セタン価が４５〜７０であること。
セタン価が４５以上であれば、異常燃焼によるディーゼルノックを生ずる恐れがなく、排気ガス中のＮＯXやＰＭの増大を抑制することができ、セタン価が７０以下であれば、黒煙の発生を低減できる。セタン価は、４８〜６５がより好ましい。なお、セタン価は、ＪＩＳ  Ｋ２２８０の「オクタン価及びセタン価試験方法」によって測定される値である。
【００２４】
（２）硫黄含有量（硫黄分）が１０質量ｐｐｍ以下であること。
硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であれば、排ガス中のＰＭの排出量が増加することを抑制することができ、また、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）やＮＯｘ触媒などの後処理装置が劣化することを防ぐこともできる。硫黄分は、５質量ｐｐｍ以下であることがより好ましい。なお、硫黄分の含有量はＪＩＳ  Ｋ  ２５４１−２の「原油及び石油製品−硫黄分試験方法−微量電量滴定式酸化法」に従って測定した値である。
【００２５】
（３）芳香族分が１０〜２５容量％であること。
軽油基油の芳香族分が１０容量％以上であれば、ゴム膨潤に起因する燃料漏れが発生することを回避することができる。また、芳香族分が２５容量％以下であれば、排気ガス中の全炭化水素（ＴＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及びＰＭ（粒子状物質）の増加を抑制することができる。芳香族分は、１３〜２３容量％であることがより好ましい。
なお、上記芳香族分は、石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７「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」に従って測定した値である。
【００２６】
（４）１５℃における密度が０．８１〜０．８５ｇ／ｃｍ3であること。
１５℃における密度が０．８１ｇ／ｃｍ3以上であれば、燃費を良好に保つことができ、また、０．８５ｇ／ｃｍ3以下であれば、燃焼性を良好にし、排気ガス中のＴＨＣ、ＣＯ及びＰＭの発生を抑制することができる。１５℃における密度は、０．８２〜０．８４ｇ／ｃｍ3がより好ましい。
なお、上記１５℃における密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４９の「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」に従って測定した値である。
【００２７】
（５）７０％留出温度（Ｔ７０）が２４０〜３３０℃であり、かつ９０％留出温度（Ｔ９０）が２７０〜３６０℃であること。
蒸留性状におけるＴ７０が２４０℃以上であり、かつＴ９０が２７０℃以上であれば、出力が低下する恐れがなく、またＴ７０が３３０℃以下で、かつＴ９０が３６０℃以下であれば、エンジン内で良好な噴霧を形成でき、燃焼状態を良好に保ち、出力の低下やセタン価の低下を回避することができる。
蒸留性状については、さらにさらに５０％留出温度（Ｔ５０）が２３０〜３００℃であることが好ましい。
なお、上記Ｔ５０、Ｔ７０、及びＴ９０は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」に基づいて測定した蒸留性状から求めた値である。
【００２８】
本発明の軽油組成物には、更に必要に応じて各種の添加剤を適宜配合することができる。このような添加剤としては、例えば、流動性向上剤、潤滑性向上剤、清浄剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、セタン価向上剤、消泡剤などが挙げられる。これらの添加剤は１種又は２種以上添加することができる。また、その添加量は状況に応じて適宜選定すればよいが、通常は添加剤の合計量として軽油組成物に対して５質量％以下とすることが好ましい。
【実施例】
【００２９】
次に実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。なお、軽油組成物の性状及び性能は次の方法に従って求めた。
〔軽油組成物の性状と組成〕
（１）セタン価
ＪＩＳ  Ｋ  ２２８０に準拠して測定した。
（２）密度は
ＪＩＳ  Ｋ  ２２４９に準拠して測定した。
（３）動粘度
ＪＩＳ  Ｋ  ２２８３に準拠して測定した。
（４）硫黄分
ＪＩＳ  Ｋ  ２５４１−２に準拠して測定した。
（５）芳香族分
石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７に準拠して測定した。
【００３０】
（６）蒸留性状
ＪＩＳ  Ｋ  ２５４１により測定した。
（７）曇り点（ＣＰ）
ＪＩＳ  Ｋ  ２２６９により測定した。
（８）流動点（ＰＰＴ）
ＪＩＳ  Ｋ  ２２６９により測定した。
（９）目詰まり点（ＣＦＰＰ）
ＪＩＳ  Ｋ  ２２８８により測定した。
【００３１】
〔軽油組成物の性能〕
（１０）消泡速度（消泡時間）
以下の手順で測定した。
(i)   ＪＩＳ  Ｒ  ３５０５に規定する清浄な１００ｍＬの共詮付きメスシリンダに、２３±２℃に保った試料油を６０ｍＬ採取し、共詮する。
(ii)  上記メスシリンダを振幅１２５〜２５０ｍｍ、１秒間に２回の割合で、３０秒間、上下に振とうする。
(iii) 振とう終了した後、直ちにメスシリンダを平面台に置き、泡が消えて油面が確認できるまでの時間（秒）を測定する。
(vi)  泡が消えその時間を消泡時間（秒）とする。消泡時間（秒）が短い程、消泡速度が速く、良好であることを示す。
【００３２】
実施例１〜５及び比較例１〜２
第１表に示した基材を用いて、第２表に示す割合で混合して、軽油組成物を調製し、その性状・組成及び性能を第２表に示す。
第１表及び第２表中のＤＧＯは脱硫軽油、ＤＫは脱硫灯油であり、ＦＡＭＥは菜種油脂肪酸のメチルエステルを示す。
【００３３】
【表１】
2008063416.tif 000002
【００３４】
【表２】
2008063416.tif 000003
【００３５】
第２表より、実施例１〜５の軽油組成物は、いずれも消泡時間が３０秒以下であり消泡速度が速い。これに対し、ＤＧＯの配合量が２０容量％未満であるなど各基材の配合量が規定値を満たさない比較例１及び２の軽油組成物は、いずれも消泡時間は速いものの、Ｔ７０が高く、１５℃における密度も大きい組成物であり、排出ガス中の全炭化水素（ＴＨＣ）が増大するなど軽油としての基本性能を有しない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の軽油組成物によれば、軽油として好適な基本性能を有すると共に、消泡速度が速い軽油組成物を得ることができる。したがって、ディーゼル燃料として優れた性能を有すると同時に、ディーゼル車に自動給油する際に安全かつ適正に給油することができる。