JPH0833383B2 - ディーゼル燃料油の一般性状からの環分析方法 - Google Patents
ディーゼル燃料油の一般性状からの環分析方法Info
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- JPH0833383B2 JPH0833383B2 JP2114095A JP11409590A JPH0833383B2 JP H0833383 B2 JPH0833383 B2 JP H0833383B2 JP 2114095 A JP2114095 A JP 2114095A JP 11409590 A JP11409590 A JP 11409590A JP H0833383 B2 JPH0833383 B2 JP H0833383B2
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- oil
- diesel fuel
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディーゼル燃料油の環分析方法に関する。
環分析とは、油の構造分析の一方法であって、油の各炭
化水素成分ごとの炭素数の割合および各環状炭化水素の
平均環数を分析する方法である。本発明は、新規かつ簡
便なディーゼル燃料油の環分析方法に関する。
環分析とは、油の構造分析の一方法であって、油の各炭
化水素成分ごとの炭素数の割合および各環状炭化水素の
平均環数を分析する方法である。本発明は、新規かつ簡
便なディーゼル燃料油の環分析方法に関する。
〔従来の技術〕 軽油、Ａ重油には精製法の違いによって直留油と分解
油にわけられる。また重質重油については直留油、ビス
ブレーク油、FCC（流動式接触分解）油にわけられる。
これらの油質を判別する手段として、環分析が用いられ
ている。
油にわけられる。また重質重油については直留油、ビス
ブレーク油、FCC（流動式接触分解）油にわけられる。
これらの油質を判別する手段として、環分析が用いられ
ている。
燃料油の環分析方法としては、従来ASTMに準拠する方
法が一般に用いられている。すなわち、屈折率nD 20、密
度d20および平均分子量Ｍから石油の炭素種別および構
造群分析を計算で行う標準試験方法（ASTM D3238-85）
である。環分析の内容は以下に記載するものである。
法が一般に用いられている。すなわち、屈折率nD 20、密
度d20および平均分子量Ｍから石油の炭素種別および構
造群分析を計算で行う標準試験方法（ASTM D3238-85）
である。環分析の内容は以下に記載するものである。
１、CCAI（計算炭素芳香族指数）〔国際燃焼機関会議
（CIMAC）で決定されている〕 ２、炭素型組成（wt％） ％CA（芳香族系炭素量） ％CN（ナフテン系炭素量） ％CP（パラフィン系炭素量） ％CR（環状系炭素量） ３、環状炭素化水素の平均環数 RA（平均分子中の芳香族環の環数） RN（平均分子中のナフテン環の環数） RT＝RA＋RN 以上の環分析の諸数値はいずれも平均分子量Ｍが重要な
因子であり、まずこれを求めることが必要である。
（CIMAC）で決定されている〕 ２、炭素型組成（wt％） ％CA（芳香族系炭素量） ％CN（ナフテン系炭素量） ％CP（パラフィン系炭素量） ％CR（環状系炭素量） ３、環状炭素化水素の平均環数 RA（平均分子中の芳香族環の環数） RN（平均分子中のナフテン環の環数） RT＝RA＋RN 以上の環分析の諸数値はいずれも平均分子量Ｍが重要な
因子であり、まずこれを求めることが必要である。
石油の平均分子量Ｍは沸点上昇法などで実測する方法
もあるが、これは特殊な装置を必要とし、測定には相当
長時間を要する。また、ASTM D2502には37.8℃と98.9℃
における動粘度Ｖを測定し、この数値から数表を用いて
Ｈ関数を求め、この値とＶとを組み合わせたチャートを
使ってＭを求める方法もあるが、これには上記２点のＶ
の値と数表およびチャートがないとＭを求めることがで
きない。また、前記37.8℃（100゜F）と98.9℃（210゜F）
における動粘度Ｖは現在余り使われず、もっばら燃料油
では30℃、50℃、100℃が、潤滑油では40℃と100℃とが
使われているため、わざわざ測りなおさなければならな
い不便がある。
もあるが、これは特殊な装置を必要とし、測定には相当
長時間を要する。また、ASTM D2502には37.8℃と98.9℃
における動粘度Ｖを測定し、この数値から数表を用いて
Ｈ関数を求め、この値とＶとを組み合わせたチャートを
使ってＭを求める方法もあるが、これには上記２点のＶ
の値と数表およびチャートがないとＭを求めることがで
きない。また、前記37.8℃（100゜F）と98.9℃（210゜F）
における動粘度Ｖは現在余り使われず、もっばら燃料油
では30℃、50℃、100℃が、潤滑油では40℃と100℃とが
使われているため、わざわざ測りなおさなければならな
い不便がある。
さらに、重油を軽油で希釈したり、A/Cブレンド油を
つくる場合、両者の混合安定性が悪いと、混合して20〜
24時間後に大量のスラッジが発生して、重油濾過器の目
詰りを起こし、逆洗回数が増加するばかりでなく、燃焼
上も種々の障害をおこす。この障害を未然に検知する方
法は殆ど採られていないのが現状である。
つくる場合、両者の混合安定性が悪いと、混合して20〜
24時間後に大量のスラッジが発生して、重油濾過器の目
詰りを起こし、逆洗回数が増加するばかりでなく、燃焼
上も種々の障害をおこす。この障害を未然に検知する方
法は殆ど採られていないのが現状である。
本発明は、前記のように、ディーゼル燃料油の油質の
判別や軽油と重油との混合の可否の判断等において重要
な役割をもつ環分析を行うに当たり、従来の平均分子量
の測定上の不便を解消して、簡便かつ迅速な平均分子量
Ｍを得る方法を提供し、環分析の迅速化を図ることを目
的とする。
判別や軽油と重油との混合の可否の判断等において重要
な役割をもつ環分析を行うに当たり、従来の平均分子量
の測定上の不便を解消して、簡便かつ迅速な平均分子量
Ｍを得る方法を提供し、環分析の迅速化を図ることを目
的とする。
すなわち本発明は、ディーゼル燃料油の15℃における
密度D15と、50℃における動粘度V50とから、該ディーゼ
ル燃料油の平均分子量を求め、この平均分子量を用いて
「計算炭素芳香族指数」、「炭素型組成」および「環状
炭化水素の平均環数」を求めることを特徴とするディー
ゼル燃料油の環分析方法である。
密度D15と、50℃における動粘度V50とから、該ディーゼ
ル燃料油の平均分子量を求め、この平均分子量を用いて
「計算炭素芳香族指数」、「炭素型組成」および「環状
炭化水素の平均環数」を求めることを特徴とするディー
ゼル燃料油の環分析方法である。
本発明は、ディーゼル燃料油の一般性状のうち、15℃
における換算密度D15と50℃における動粘度V50（cSt）
とを測定し、これを用いて平均分子量Ｍを求め、このＭ
用いてCCAI、炭素型組成（wt％）、CA、CN、CP、CRおよ
び環状炭化水素の平均環数RA、RN、RT（＝RA＋RN）を求
める環分析方法を提供する。
における換算密度D15と50℃における動粘度V50（cSt）
とを測定し、これを用いて平均分子量Ｍを求め、このＭ
用いてCCAI、炭素型組成（wt％）、CA、CN、CP、CRおよ
び環状炭化水素の平均環数RA、RN、RT（＝RA＋RN）を求
める環分析方法を提供する。
前記した環分析の内容の諸数値はASTM D3238-85に示
される下記の計算式によって求められる。
される下記の計算式によって求められる。
まず、20℃における屈折率nD 20と、密度d20とを用い
て、素数ｘおよびｙを次式（１）および（２）により求
める。
て、素数ｘおよびｙを次式（１）および（２）により求
める。
ｘ＝2.51（nD 20−1.4750）−（d20−0.8510） …（１） ｙ＝−1.11（nD 20−1.4750）＋（d20−0.8510） …
（２） 式中nD 20は、既に本発明者が行った研究により、各燃
料油の25℃における屈折率nD 25と、15℃における比重d
15 4との関係（第３図）からnD 25、を求め、次式（３）
を用いて容易に換算される。
（２） 式中nD 20は、既に本発明者が行った研究により、各燃
料油の25℃における屈折率nD 25と、15℃における比重d
15 4との関係（第３図）からnD 25、を求め、次式（３）
を用いて容易に換算される。
nD 20＝nD 25−0.0003（20−25） …（３） （発明者著；「海洋の油汚染」、海文堂） また式（１）および（２）中のd20は、15℃の測定値d15
から次式（４）によって換算される。なお、換算密度d
15＝換算比重G15 4×0.99997の関係があるので、近似的
にd15＝G15 4とみなすことができる。
から次式（４）によって換算される。なお、換算密度d
15＝換算比重G15 4×0.99997の関係があるので、近似的
にd15＝G15 4とみなすことができる。
d20＝d15/1.0035 …（４） （出典 同前） このようにして求めた素数ｘおよびｙを用いて、下記
の（５）から（15）式により環分析の諸数値が求められ
る。
の（５）から（15）式により環分析の諸数値が求められ
る。
ｘが正の場合 ％CA＝430x＋3660/M …（５） ｘが負の場合 ％CA＝670x＋3660/M …（６） ｙが正の場合 ％CR＝820y−3S＋10,000/M …（７） ｙが負の場合 ％CR＝1,440y−3S＋10,600/M …（８） ％CN＝％CR−％CA …（９） ％CP＝100−％CR …（10） ｘが正の場合 RA＝0.44＋0.055Mx …（11） ｘが負の場合 RA＝0.44＋0.080Mx …（12） ｙが正の場合 RT＝1.33＋0.146M（ｙ−0.005S） …（1
3） ｙが負の場合 RT＝1.33＋0.180M（ｙ−0.005S） …（1
4） RN＝RT−RA …（15） 上式において、 nD 20:20℃の屈折率 d20 :20℃の密度 M ：平均分子量 S ：硫黄分、wt％ ％CA:芳香族系炭素量wt％ ％CN:ナフテン系炭素量wt％ ％CP:パラフィン系炭素量wt％ ％CR:環状系炭素量wt％ RA :1平均分子中の芳香族環数 RN :1平均分子中のナフテン環数 RT :1平均分子中の合計環数 である。
3） ｙが負の場合 RT＝1.33＋0.180M（ｙ−0.005S） …（1
4） RN＝RT−RA …（15） 上式において、 nD 20:20℃の屈折率 d20 :20℃の密度 M ：平均分子量 S ：硫黄分、wt％ ％CA:芳香族系炭素量wt％ ％CN:ナフテン系炭素量wt％ ％CP:パラフィン系炭素量wt％ ％CR:環状系炭素量wt％ RA :1平均分子中の芳香族環数 RN :1平均分子中のナフテン環数 RT :1平均分子中の合計環数 である。
上記（５）から（15）において、平均分子量Ｍを求め
る方法が問題であり、本発明の要旨はこの平均分子量Ｍ
を求める新規かつ簡便な方法を提供し、これを用いて環
分析の使用を容易にすることである。
る方法が問題であり、本発明の要旨はこの平均分子量Ｍ
を求める新規かつ簡便な方法を提供し、これを用いて環
分析の使用を容易にすることである。
従来の平均分子量Ｍを求める方法は前記したように、
動粘度値と数表およびＨ関数と動粘度を組み合わせたチ
ャート等複雑な手順を経なければならない。
動粘度値と数表およびＨ関数と動粘度を組み合わせたチ
ャート等複雑な手順を経なければならない。
本発明は前記のように、d15とV50（cSt）の測定値を
用いて簡便にＭを求めることができる新規な方法であ
る。
用いて簡便にＭを求めることができる新規な方法であ
る。
以下本発明を詳細に説明する。
1.CCAI（計算炭素芳香族指数）の計算 この計算方法については国際燃焼機関会議で既に規定
されており、次式（16）が使用される。
されており、次式（16）が使用される。
CCAI＝1000D−141 loglog（Ｖ＋Ｃ）−81 …（16） 式（16）において、Ｄは燃料油の15℃換算密度、Ｖは50
℃における動粘度（cSt）、Ｃは定数でＡ重油では0.3、
重質重油では0.85である。動粘度Ｖは米国標準試験方法
（ASTM D445＝JIS K2283）に準拠して測定することがで
きる。
℃における動粘度（cSt）、Ｃは定数でＡ重油では0.3、
重質重油では0.85である。動粘度Ｖは米国標準試験方法
（ASTM D445＝JIS K2283）に準拠して測定することがで
きる。
2.CCAIの値から特性係数Ｋを求める。
特性係数Ｋとは、ディーゼル燃料油の発火指数の一つ
として広く用いられている数値であって、 次式（17） （式中、BPは平均沸点で、゜F＋460の数値、Ｇは60/60゜F
における比重である） で表される。本発明においては、ディーゼル燃料油につ
いて、ＫとCCAIとの間に密接な相関性があることを利用
して、実験式により相関曲線を作成した。第１図は特性
係数Ｋ（縦軸）とCCAI（横軸）との関係を示す図であ
る。この図の曲線を利用して、前記１で、求めたCCAIの
値から特性係数Ｋの値が直ちに求められる。
として広く用いられている数値であって、 次式（17） （式中、BPは平均沸点で、゜F＋460の数値、Ｇは60/60゜F
における比重である） で表される。本発明においては、ディーゼル燃料油につ
いて、ＫとCCAIとの間に密接な相関性があることを利用
して、実験式により相関曲線を作成した。第１図は特性
係数Ｋ（縦軸）とCCAI（横軸）との関係を示す図であ
る。この図の曲線を利用して、前記１で、求めたCCAIの
値から特性係数Ｋの値が直ちに求められる。
3.特性係数Ｋの値から平均分子量Ｍを求める。
従来、油の平均分子量を計算で求めるには、次式（1
8）〔H.W.McAdams＆C.Morrellの式〕 logM＝−4.7523＋2.5100log（ｔ＋393） …（18） （式中ｔは平均沸点℃）がよく使われている。しかし式
（18）を使うためには、平均沸点を求めるために分留試
験が必要である。本発明においては、前記15℃における
換算密度D15と特性係数Ｋおよび平均分子量Ｍの間に一
定の関係が成立することを見出し、実験式を用いて関係
曲線を作成した。第２図は、平均分子量Ｍと特性係数Ｋ
と換算密度D15との関係を示す図である。第２図におい
て、各曲線は右側の縦軸に記された特性係数ごとに画か
れており、横軸上にとった密度の数値と曲線との交点の
左側縦軸目盛りが平均分子量Ｍとなる。すなわち15℃換
算密度と特性係数Ｋを知ることにより、第２図の曲線を
用いて平均分子量を直ちに読み取ることができる。なお
第２図の曲線は特性係数Ｋが0.5間隔に画かれている
が、更にこのＫの間隔を0.2、0.1等の小さい間隔で画く
こともできる。
8）〔H.W.McAdams＆C.Morrellの式〕 logM＝−4.7523＋2.5100log（ｔ＋393） …（18） （式中ｔは平均沸点℃）がよく使われている。しかし式
（18）を使うためには、平均沸点を求めるために分留試
験が必要である。本発明においては、前記15℃における
換算密度D15と特性係数Ｋおよび平均分子量Ｍの間に一
定の関係が成立することを見出し、実験式を用いて関係
曲線を作成した。第２図は、平均分子量Ｍと特性係数Ｋ
と換算密度D15との関係を示す図である。第２図におい
て、各曲線は右側の縦軸に記された特性係数ごとに画か
れており、横軸上にとった密度の数値と曲線との交点の
左側縦軸目盛りが平均分子量Ｍとなる。すなわち15℃換
算密度と特性係数Ｋを知ることにより、第２図の曲線を
用いて平均分子量を直ちに読み取ることができる。なお
第２図の曲線は特性係数Ｋが0.5間隔に画かれている
が、更にこのＫの間隔を0.2、0.1等の小さい間隔で画く
こともできる。
以上詳説したように、本発明の方法によれば、油の15
℃換算密度D15（これは15℃換算比重と同一と考えてよ
い）と50℃の動粘度V50（cSt）が判ればCCAIが計算で
き、このCCAIの値から第１図を用いて特性係数Ｋが求め
られる。さらに特性係数Ｋと換算密度D15（または換算
比重）とから第２図により平均分子量Ｍが求められる。
℃換算密度D15（これは15℃換算比重と同一と考えてよ
い）と50℃の動粘度V50（cSt）が判ればCCAIが計算で
き、このCCAIの値から第１図を用いて特性係数Ｋが求め
られる。さらに特性係数Ｋと換算密度D15（または換算
比重）とから第２図により平均分子量Ｍが求められる。
さらに得られた平均分子量Ｍを、前記式（５）〜（1
5）に代入することにより、環分析の諸数値を求めるこ
とができ、これらの諸数値から、ディーゼル燃料油の油
質の判別が可能となり、また軽油と重油の混合の可否判
断が可能となる。
5）に代入することにより、環分析の諸数値を求めるこ
とができ、これらの諸数値から、ディーゼル燃料油の油
質の判別が可能となり、また軽油と重油の混合の可否判
断が可能となる。
本発明の方法により、ディーゼル燃料油の15℃換算密
度D15、50℃における動粘度V50（cSt）、硫黄分（wt
％）から平均分子量Ｍを求め、さらに硫黄分（wt％）を
用いて環分析した結果を第１表に示した。軽油について
のCCAIは適用外であるが、他油との比較のためＡ重油と
同じ算式で計算した。また、Ｃ重油中の高硫黄分重油に
ついては、％CAとRAしか求められなかった。
度D15、50℃における動粘度V50（cSt）、硫黄分（wt
％）から平均分子量Ｍを求め、さらに硫黄分（wt％）を
用いて環分析した結果を第１表に示した。軽油について
のCCAIは適用外であるが、他油との比較のためＡ重油と
同じ算式で計算した。また、Ｃ重油中の高硫黄分重油に
ついては、％CAとRAしか求められなかった。
燃料油の環分析は、油質の判断、軽油・重油の混合の
可否判断等有用な方法であるが、そのためには屈折率、
平均分子量など品質規格にない特殊な項目について調べ
る必要があり、従来一部研究試験室でしか活用されてい
なかった。本発明はディーゼル燃料油についてよく調べ
られる一般性状、すなわち密度、動粘度、硫黄分から簡
便に平均分子量を求めて環分析を行うことができる方法
であって、前記油質の判断、軽油・重油の混合の可否判
断が簡便にできる極めて優れた発明である。
可否判断等有用な方法であるが、そのためには屈折率、
平均分子量など品質規格にない特殊な項目について調べ
る必要があり、従来一部研究試験室でしか活用されてい
なかった。本発明はディーゼル燃料油についてよく調べ
られる一般性状、すなわち密度、動粘度、硫黄分から簡
便に平均分子量を求めて環分析を行うことができる方法
であって、前記油質の判断、軽油・重油の混合の可否判
断が簡便にできる極めて優れた発明である。
本発明の方法を用いた環分析の結果を参考にして、各
燃料油の直留、分解等の油質を判別する一つの基準を設
定してみると第２表のようになる。
燃料油の直留、分解等の油質を判別する一つの基準を設
定してみると第２表のようになる。
また、同様に環分析の結果を参考にして、各燃料油の
混合安定性について、組合せをまとめると第３表のよう
になる。
混合安定性について、組合せをまとめると第３表のよう
になる。
第１図は、ディーゼル燃料油のCCAIと特性係数Ｋとの関
係を示す図、第２図は、ディーゼル燃料油の密度、特性
係数Ｋ−平均分子量Ｍの関係を示す図、第３図は、ディ
ーゼル燃料油の比重−屈折率の関係を示す図である。
係を示す図、第２図は、ディーゼル燃料油の密度、特性
係数Ｋ−平均分子量Ｍの関係を示す図、第３図は、ディ
ーゼル燃料油の比重−屈折率の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】ディーゼル燃料油の15℃における密度D15
と、50℃における動粘度V50とから、該ディーゼル燃料
油の平均分子量を求め、この平均分子量を用いて「計算
炭素芳香族指数」、「炭素型組成」および「環状炭化水
素の平均環数」を求めることを特徴とするディーゼル燃
料油の環分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114095A JPH0833383B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ディーゼル燃料油の一般性状からの環分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114095A JPH0833383B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ディーゼル燃料油の一般性状からの環分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH049759A JPH049759A (ja) | 1992-01-14 |
| JPH0833383B2 true JPH0833383B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=14628986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114095A Expired - Lifetime JPH0833383B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ディーゼル燃料油の一般性状からの環分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833383B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011112362A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Ship Partners Ltd | 液体の品質分析方法及び液体の品質分析装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6424747B2 (ja) * | 2015-06-11 | 2018-11-21 | 株式会社デンソー | ディーゼル機関の制御装置 |
| JP7463166B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2024-04-08 | 出光興産株式会社 | 多成分混合物の物性値の推算方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59211859A (ja) * | 1983-05-17 | 1984-11-30 | Shinsaku Hirano | デイ−ゼル機関燃料油の自動測定および清浄装置の制御方法 |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2114095A patent/JPH0833383B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011112362A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Ship Partners Ltd | 液体の品質分析方法及び液体の品質分析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH049759A (ja) | 1992-01-14 |
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