(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽油基材油中に接触分解軽油を０．０１容量％以上および潤滑性向上剤を２０〜２００重量ｐｐｍを配合してなり、総硫黄含量が０．０５重量％以下である軽油組成物において、該接触分解軽油は、（１）２環以上の多環芳香族化合物２５容量％以上、および（２）３環以上の多環芳香族化合物５容量％以上を含むことを特徴とする軽油組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な軽油組成物に関する。さらに詳しくは、特定組成の接触分解軽油および潤滑性向上剤を含んでなる軽油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンは、自動車、船舶、建設機械などに搭載されて社会に広く普及しており、更に年々増加する傾向にある。一方、環境保全の観点から、有害な排気ガスによる大気汚染は国際的な問題となってきており、汚染源の一つであるディーゼルエンジンの排気ガスについても、汚染物質の排出量削減が社会的に厳しく要求されている。
【０００３】
ディーゼルエンジンの排気ガス中の窒素酸化物、粒子状物質などの排出物質を低減するために、燃焼室の形状の改良、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）、排気ガス浄化用触媒装置、粒子状物質の捕集装置の装着、軽油およびディーゼルエンジン用潤滑油の品質の改良など、多方面からの努力がなされている。有力な方法の一つとして見なされているＥＧＲ装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスを、燃焼用空気の一部として、燃焼室に再度循環する装置であるが、排気ガス中の硫酸イオン、粒子状物質などに起因して、エンジンの耐久性や信頼性の低下、潤滑油の劣化、粒子状物質の排出量の増大、出力の低下などの多くの問題を有する。特に、高負荷運転が求められる直接噴射方式のディーゼルエンジンに装着した場合に問題が大きい。硫酸イオンは、軽油中に含有される硫黄分に由来するものであることから、硫黄分を０．０５重量％以下とする「軽油の低硫黄化」が求められている。
【０００４】
軽油に含有される硫黄分は、基材油の精製処理、特に接触水素処理により高度に低減することができる。しかし、硫黄分を低減すると、同時に基材油中の潤滑性能に寄与する微量成分も分解、変質または除去されることから、軽油の潤滑性能が低下する。このために、低硫黄分軽油は、ディーゼルエンジンのインジェクションポンプの損傷を招くという問題があった。特に、硫黄分が０．２重量％以下に低減すると、潤滑性能の低減も著しく、インジェクションポンプの摩耗量は、硫黄分の低下と共に顕著に増大することが知られている。
【０００５】
このような問題を解決するために、従来より、低硫黄分軽油に潤滑性向上剤を添加することが試みられてきた。たとえば、特開平８−１３４４７６号公報には、低硫黄分軽油留分に、ジアミンのジカルボン酸塩、ジアミンのモノカルボン酸塩、モノアミンのカルボン酸塩のうちから選ばれる少なくとも１種を添加してなる低硫黄分軽油組成物が記載されている。また、特表平８−５０５８９３号公報には、低硫黄分の液体炭化水素中級燃料油（例えばディーゼル燃料）に、炭素原子を２〜５０有するカルボン酸と炭素原子を１以上有するアルコールとのエステル（例えばグリセロールモノオレエート）を添加した燃料油組成物が記載されている。
【０００６】
さらに、特開平１１−１８１４５２号公報に、原油の常圧蒸留より得られる直留軽油留分を０．００１容量％以上を含有した低硫黄分軽油に、潤滑性向上剤を２５〜２００容量ｐｐｍ配合した低硫黄軽油組成物は、優れた耐摩耗性を有することが開示されている。また、特開平１１−３３５６７８号公報には、２環以上の多環芳香族を２５容量％以上含む接触分解軽油から分離した極性成分で構成される低硫黄軽油用潤滑剤、およびこれを添加した低硫黄軽油組成物が開示され、このような低硫黄軽油組成物は、高価な潤滑性向上剤を用いることなく、摩耗特性を向上させることができるとしている。
【０００７】
しかし、これらの技術はいずれも高価な潤滑性向上剤あるいは特殊な成分を低硫黄分軽油に配合するものであり、また潤滑性能の向上効果も不充分なものであった。そのために、所望の潤滑性能を達成するべく、これらの潤滑性向上剤あるいは特殊な成分を多量に添加する必要があり、その結果低硫黄分軽油の製造コストが増加するという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、総硫黄含量が０．０５重量％以下であり、かつ優れた潤滑性能を有する軽油組成物を低コストで提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、軽油の基材油として接触分解軽油に注目し、その組成と潤滑性向上剤との作用機構について鋭意検討した結果、特定量の２環以上と３環以上の多環芳香族化合物を含む接触分解軽油を配合した軽油は、潤滑性向上剤の性能を相乗的に向上させること、その結果潤滑性向上剤の添加量を大幅に低減させることができること、したがって優れた潤滑性能を有する低硫黄分軽油を低コストで経済的に製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明によって、軽油基材油中に接触分解軽油を０．０１容量％以上および潤滑性向上剤を２０〜２００重量ｐｐｍを配合してなり、総硫黄含量が０．０５重量％以下である軽油組成物において、該接触分解軽油は、（１）２環以上の多環芳香族化合物２５容量％以上、および（２）３環以上の多環芳香族化合物５容量％以上を含むことを特徴とする軽油組成物が提供される。
【００１１】
本発明は、上記のような軽油組成物に係るものであるが、その好ましい実施の態様として、次のものを包含する。
（１）前記接触分解軽油は、０．０５〜２容量％配合されることを特徴とする前記の軽油組成物。
（２）前記接触分解軽油は、２環以上の多環芳香族化合物を３０〜５０容量％含むことを特徴とする前記または上記（１）のいずれかに記載の軽油組成物。
（３）前記接触分解軽油は、３環以上の多環芳香族化合物を１０〜２０容量％含むことを特徴とする前記、上記（１）または（２）のいずれかに記載の軽油組成物。
（４）前記潤滑性向上剤は、エステル系化合物であることを特徴とする前記、または上記（１）〜（３）のいずれかに記載の軽油組成物。
（５）前記潤滑性向上剤は、４０〜１６０重量ｐｐｍ配合されることを特徴とする前記、または上記（１）〜（４）のいずれかに記載の軽油組成物。
（６）前記潤滑性向上剤は、６０〜１２０重量ｐｐｍ配合されることを特徴とする前記、または上記（１）〜（４）のいずれかに記載の軽油組成物。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の軽油組成物は、軽油基材油に特定量の２環以上および３環以上の多環芳香族化合物を含む接触分解軽油および潤滑性向上剤を配合したものであり、また総硫黄含量が０．０５重量％以下のものである。
【００１３】
（軽油基材油）
本発明の軽油組成物を構成する軽油基材油は、特に限定するものではなく公知の低硫黄分の軽油基材油を用いることができる。たとえば、鉱油を主成分とし、引火点が４０℃以上、かつ蒸留性状の９０％留出温度が３６０℃以下の軽油留分であって、硫黄含量が０．０５重量％以下、好ましくは０．０４重量％以下のものである。
【００１４】
軽油基材油の硫黄分は、その製造工程で、高度に脱硫処理をすることにより、低減することができる。脱硫処理の程度は、本発明の軽油組成物の総硫黄含量が０．０５重量％以下となるように、適宜脱硫条件を制御して設定することができる。
【００１５】
鉱油としては、原油を常圧蒸留して得られる軽油留分のほか、原油を常圧蒸留または減圧蒸留して得られる石油留分を、水素化精製、水素化分解、接触分解、溶剤抽出などの処理を組み合わせて得られる軽油留分を挙げることができる。また、鉱油以外の成分としては、例えば大豆油、ヤシ油、なたね油などの植物油、鯨油、魚油などの動物油などを挙げることができる。これらの軽油留分は、単独にまたは混合して使用することができる。
【００１６】
（接触分解軽油）
本発明の軽油組成物を構成する接触分解軽油は、原油の常圧残油を脱硫した留分または常圧残油をさらに減圧蒸留および脱硫して得られる重質軽油留分などの重質油を原料として、これを接触分解して得られる軽油留分であって、特に限定するものではなく、公知のものを用いることができる。しかし、本発明においては、接触分解軽油は、２環以上の多環芳香族化合物を２５容量％以上、好ましくは３０〜５０容量％、および３環以上の多環芳香族化合物を５容量％以上、好ましくは１０〜２０容量％含有することが肝要である。２環以上の多環芳香族化合物が２５容量％未満の場合および／または３環以上の多環芳香族化合物が５容量％未満の場合は、潤滑性向上剤の性能を相乗的に向上させる効果が小さい。このため、軽油組成物が所望の潤滑性能を有するために多量の潤滑性向上剤を配合する必要があり経済的でない。
【００１７】
２環以上または３環以上のいずれの多環芳香族化合物についても、その上限値は特定されるものではない。しかし、その含有量の増加と共に潤滑性向上剤の性能を相乗的に向上させるものの、軽油組成物のセタン価を低下させ、排出ガス特性を悪化させるという問題がある。２環以上の多環芳香族化合物の含有量は、通常接触分解装置の運転条件からみて５０容量％以下である。また、３環以上の多環芳香族化合物の含有量も、接触分解軽油は軽油留分であってその沸点範囲が通常約２２０〜３５０℃であること、また３環多環芳香族化合物であるアントラセンおよびフェナントレンの沸点が約３４０℃であることから、通常２０容量％以下である。
【００１８】
また、接触分解軽油は、通常０．１〜１．０重量％の硫黄分を含有するが、水素処理などにより適宜脱硫して低硫黄分とすることができる。脱硫処理の程度は、接触分解軽油を配合した際に、本発明の軽油組成物の総硫黄含量が０．０５重量％以下となるように、適宜脱硫条件を制御して設定することができる。脱硫処理後の硫黄分は通常０．０２〜０．０５重量％である。
【００１９】
さらに、本発明の軽油組成物における接触分解軽油の配合量は、０．０１容量％以上、好ましくは０．０５〜２容量％とするものである。０．０１容量％未満の場合は、潤滑性向上剤の性能を相乗的に向上させる効果が小さく、軽油組成物が所望の潤滑性能を有するために多量の潤滑性向上剤を配合する必要がある。一方、接触分解軽油の含有量の上限値は、特に限定するものではない。しかし、含有量の増加と共に潤滑性向上剤の性能を相乗的に向上させるものの、軽油組成物のセタン価を低下させ、排出ガス特性を悪化させるという問題がある。通常２容量％以下である。
【００２０】
（潤滑性向上剤）
本発明の軽油組成物を構成する潤滑性向上剤は、特に限定するものではなく、公知のものを使用することができる。たとえば、ステアリン酸、リノール酸、オレイン酸などの脂肪酸系化合物、リノール酸とグリセリンのエステルに代表される脂肪酸と多価アルコールとのエステルなどのエステル系化合物などを挙げることができる。好ましくはエステル系化合物である。潤滑性向上剤の配合量は、２０〜２００重量ｐｐｍ、好ましくは４０〜１６０重量ｐｐｍ、さらに好ましくは６０〜１２０重量ｐｐｍである。これらの潤滑性向上剤は、単独にまたは２種以上を混合して使用することができる。２０重量ｐｐｍ未満の場合には、潤滑性能を向上する効果が得られず、２００重量ｐｐｍを超える場合には、配合量に見合うだけの潤滑性能を向上する効果が得られないので経済的でない。
【００２１】
（軽油組成物）
本発明の軽油組成物は、上記した通りの軽油基材油に、上記したとおりの接触分解軽油および潤滑性向上剤、さらに所望により他の燃料油添加剤を配合してなるものである。また、本発明の軽油組成物の製造方法は、特に限定するものではなく、公知の軽油製造方法を採用して行なうことができる。
【００２２】
所望により配合することができる燃料油添加剤は、本発明の軽油組成物の性能を損なわない範囲で、公知のものを使用することができる。たとえば、流動性向上剤、流動点降下剤、セタン価向上剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、清浄剤、腐食防止剤、氷結防止剤、微生物殺菌剤、助燃剤、帯電防止剤、着色剤などを挙げることができる。これらの添加剤は、１種または２種以上を適宜組み合わせて使用することができる。これらの添加剤の添加量は、たとえば流動点降下剤の場合、０．１〜０．５重量％であるがこの添加量に限定するものでない。
【００２３】
流動性向上剤としては、ポリエチレングリコールエステル系化合物、エチレン−酢酸ビニル系共重合体、エチレン−アルキルアクリレート系共重合体、塩素化ポリエチレン、ポリアルキルアクリレート、アルケニルこはく酸アミド系化合物などを挙げることができる。
【００２４】
さらに、所望により、本発明の軽油組成物は、その性能を損なわない範囲で、含酸素化合物を配合することもできる。たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、アミルアルコール、イソアミルアルコール、ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、ｎ−ヘプチルアルコール、トリデシルアルコール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノールなどの脂肪族アルコール、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、エチルｔｅｒｔ−ブチルエーテルなどのエーテル類、ジエチルフタレート、ジプロピルフタレート、ジブチルフタレートなどのジアルキルフタレート系化合物、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテルなどのグリコール・エーテル系化合物、ヒドロキシルアミン系化合物、アセチルアセトンなどのジケトン化合物などを挙げることができる。含酸素化合物の配合量は、１〜１５重量％の範囲であるが、この配合量に限定するものではない。
【００２５】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて、本発明の軽油組成物をさらに詳細に説明する。なお本発明は、以下の実施例によって何等限定されるものではない。また以下の実施例および比較例では、次に示す軽油基材油、接触分解軽油および潤滑性向上剤を使用した。
【００２６】
（１）軽油基材油
軽油基材油として、中東原油を常圧蒸留して軽油留分を得、これを水素脱硫処理をして得たものを用いた。表１に、実施例および比較例で用いた軽油基材油の一般性状を示した。２環以上および３環以上の多環芳香族化合物の含有量は、石油学会法（ＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７）（ＨＰＬＣ法）に準拠して測定した。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
（２）接触分解軽油
減圧軽油を流動接触分解して接触分解軽油留分を得、これを水素脱硫処理をして得た接触分解軽油Ａを用いた。また、減圧軽油の流動接触分解に際して、接触分解装置の運転条件を調節して軽質の接触分解軽油留分を得、これを水素脱硫処理をして得た接触分解軽油Ｂを用いた。表１に、接触分解軽油Ａおよび接触分解軽油Ｂの一般性状を示した。２環以上および３環以上の多環芳香族化合物は、上記した方法によって測定した。
【００２９】
（３）潤滑性向上剤
ＰＤＮ６５５（Ｉｎｆｉｎｅｕｍ社製、エステル系化合物を有効成分とする潤滑性向上剤）を用いた。
【００３０】
（実施例１）
軽油基材油に、軽油組成物の全容量を基準として接触分解軽油Ａを１．０容量％配合し、次いで軽油組成物の全重量を基準として潤滑性向上剤（ＰＤＮ６５５）を、約８５、約１０５、約１２０重量ｐｐｍ配合して３種類の軽油組成物（１）〜（３）を調製した。軽油組成物（１）〜（３）のうち軽油組成物（１）について、配合割合、潤滑性向上剤の配合量および一般性状を表２に示した。また、潤滑性試験方法は、下記のとおりである。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
（潤滑性試験方法）
軽油組成物の潤滑性能は、ＪＰＩ−５Ｓ−５０−９８（軽油−潤滑性試験方法）に準拠して試験した。ＨＦＲＲ試験装置（High Frequency Reciprocating Rig）（ＰＣＳ社製）を使用し、表３に示した試験条件で、摩耗痕径（ＷＳＤ）（μｍ）を測定した。摩耗痕径は、（摩耗痕の長径＋磨耗痕の短径）/２から計算して求め、かつ試験を数回繰り返して得られた値の平均値である。潤滑性能が優れる軽油組成物は摩耗痕径が小さく、逆に潤滑性能が劣る軽油組成物は摩耗痕径が大きい。
【００３３】
【表３】
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【００３４】
次いで、３種類の軽油組成物について、それぞれ潤滑性試験を行って摩耗痕径を測定し、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を図１の曲線１に示した。図１において、縦軸は摩耗痕径を表し、目標とする摩耗痕径（基準摩耗痕径）を１．０とする相対摩耗痕径で示した。一方横軸は潤滑性向上剤の配合量を表し、後述する比較例１において、基準摩耗痕径（１．０）を達成するために必要な潤滑性向上剤の配合量（基準配合量）を１．０とする相対配合量で示した。また、図１の曲線１から、基準摩耗痕径（１．０）を達成するために必要な潤滑性向上剤の相対配合量（０．８７）を求めた。これを表４に示した。
【００３５】
【表４】
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【００３６】
（実施例２）
実施例１において、接触分解軽油Ａを０．１容量％配合したことを除いて実施例１と同様にして、潤滑性向上剤の配合量が異なる３種類の軽油組成物（４）〜（６）を調製した。軽油組成物（４）〜（６）のうち軽油組成物（４）について、配合割合、潤滑性向上剤の配合量および一般性状を表２に示した。次いで、３種類の軽油組成物について、それぞれ潤滑性試験を行って摩耗痕径を測定し、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を図１の曲線２に示した。また、図１の曲線２から、基準摩耗痕径（１．０）を達成するために必要な潤滑性向上剤の相対配合量（０．９０）を求めた。これを表４に示した。
【００３７】
（比較例１）
実施例１において、接触分解軽油Ａを用いなかったことを除いて実施例１と同様にして、潤滑性向上剤の配合量が異なる３種類の軽油組成物（７）〜（９）を調製した。軽油組成物（７）〜（９）のうち軽油組成物（７）について、配合割合、潤滑性向上剤の配合量および一般性状を表５に示した。次いで、３種類の軽油組成物について、それぞれ潤滑性試験を行って摩耗痕径を測定し、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を図１の曲線３に示した。また、比較例１の軽油組成物においては、前述したとおり、基準摩耗痕径（１．０）を達成するために必要な潤滑性向上剤の相対配合量は１．００である。これを表４に示した。
【００３８】
【表５】
0003851753.tif 000006
【００３９】
（比較例２）
実施例１において、接触分解軽油Ａに替えて接触分解軽油Ｂを１．０容量％配合したことを除いて実施例１と同様にして、潤滑性向上剤の配合量が異なる３種類の軽油組成物（１０）〜（１２）を調製した。軽油組成物（１０）〜（１２）のうち軽油組成物（１０）について、配合割合、潤滑性向上剤の配合量および一般性状を表５に示した。次いで、３種類の軽油組成物について、それぞれ潤滑性試験を行って摩耗痕径を測定し、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を図１の曲線４に示した。また、図１の曲線４から、基準摩耗痕径（１．０）を達成するために必要な潤滑性向上剤の相対配合量（１．０７）を求めた。これを表４に示した。
【００４０】
（比較例３）
実施例１において、接触分解軽油Ａに替えて接触分解軽油Ｂを０．１容量％配合したことを除いて実施例１と同様にして、潤滑性向上剤の配合量が異なる３種類の軽油組成物（１３）〜（１５）を調製した。軽油組成物（１３）〜（１５）のうち軽油組成物（１３）について、配合割合、潤滑性向上剤の配合量および一般性状を表５に示した。次いで、３種類の軽油組成物について、それぞれ潤滑性試験を行って摩耗痕径を測定し、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を図１の曲線５に示した。また、図１の曲線５から、基準摩耗痕径（１．０）を達成するために必要な潤滑性向上剤の相対配合量（１．１０以上）を求めた。これを表４に示した
【００４１】
図１の曲線１および表４の結果から明らかなように、実施例１の軽油組成物は、潤滑性向上剤の相対配合量の増加と共に相対摩耗痕径が顕著に低減し、目標とする摩耗痕径（基準摩耗痕径＝１．０）を達成するために必要な潤滑性向上剤の相対配合量は０．８７であった。同様に、実施例２の軽油組成物の相対配合量は、曲線２および表４の結果からみて０．９０であった。これに対して、比較例１〜３の軽油組成物の場合は、曲線３〜５および表４の結果からみて、いずれも潤滑性向上剤の相対配合量の増加と共に、相対摩耗痕径が低減するものの、目標とする摩耗痕径（基準摩耗痕径＝１．０）を達成するためには、従来と同様の１．０若しくはそれ以上の相対配合量を必要とした。また、比較例３の軽油組成物の場合は、相対配合量を増加しても目標とする摩耗痕径（基準摩耗痕径＝１．０）を達成することができなかった。
【００４２】
すなわち、本発明の実施例１および２の軽油組成物は、比較例１〜３の軽油組成物に比べて、目標とする摩耗痕径（基準摩耗痕径＝１．０）を達成するために必要な潤滑性向上剤の相対配合量を、従前の１．０以上から０．８７〜０．９０まで、約１０％以上低減したものであった。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的に説明したように、本発明によれば、軽油組成物の構成を、軽油基材油中に接触分解軽油０．０１容量％以上および潤滑性向上剤２０〜２００重量ｐｐｍを配合してなり、総硫黄含量が０．０５重量％以下である軽油組成物において、該接触分解軽油は、（１）２環以上の多環芳香族化合物を２５容量％以上、および（２）３環以上の多環芳香族化合物を５容量％以上含むこととしたことから、このような軽油組成物は、優れた潤滑性能を有し、その結果潤滑性向上剤の配合量を低減させることができ、したがって潤滑性能に優れた軽油組成物を低コストで製造できるという効果を奏した。また、軽油基材油として接触分解軽油を有効利用できることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１、実施例２および比較例１〜３の軽油組成物について、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を表す図である。
【符号の説明】
１  実施例１の軽油組成物について、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を表わす線である。
２  実施例２の軽油組成物について、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を表わす線である。
３  比較例１の軽油組成物について、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を表わす線である。
４  比較例２の軽油組成物について、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を表わす線である。
５  比較例３の軽油組成物について、潤滑性向上剤の配合量と摩耗痕径との関係を表わす線である。
【図１】
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