石油燃焼機器用燃料組成物及びその製造方法
【課題】（Ｉ）供給不足を補う為に新たな精製工程を必要とせず、（ＩＩ）着火性、燃焼性が良好で、（ＩＩＩ）燃料消費量が少ない、石油燃焼機器用燃料組成物を提供する。
【解決手段】密度（１５℃）が０．７９〜０．８１ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０℃以上、９５％留出温度が２３０〜２５０℃、煙点が２３〜２９ｍｍ、引火点が４０〜４６℃、全芳香族分が１０〜２７容量％、炭素数９の芳香族分が４〜１５容量％、炭素数１１の芳香族分が３〜６容量％であることを特徴とする石油燃焼機器用燃料組成物である。
【解決手段】密度（１５℃）が０．７９〜０．８１ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０℃以上、９５％留出温度が２３０〜２５０℃、煙点が２３〜２９ｍｍ、引火点が４０〜４６℃、全芳香族分が１０〜２７容量％、炭素数９の芳香族分が４〜１５容量％、炭素数１１の芳香族分が３〜６容量％であることを特徴とする石油燃焼機器用燃料組成物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油燃焼機器用燃料組成物及びその製造方法に関し、特には、需要時期の冬季に不足する石油燃焼機器用燃料基材をガソリンや石化用基材となる芳香族基材から補うことで、該石油燃焼機器用燃料基材の供給不足を解消し、なおかつ石油燃焼機器の燃焼を悪化させず、燃料消費量を低減するという格段の効果を奏する石油燃焼機器用燃料組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ストーブや給湯器等の家庭用燃焼機器に使用される石油燃焼機器用燃料は、需要時期の冬季に不足することから、従来常圧蒸留装置の灯油留分の沸点範囲を拡大して水素化脱硫することにより灯油を増産することが行われている。しかしながら、この方法はガソリンから軽油までの供給バランスを変化させ、ガソリンや軽油の需要構造変化に対して柔軟に対応することが困難となる。また、軽油から灯油留分を大きくカットすると、軽油の低温流動性問題が生じるため、必ずしも灯油の大幅な増産には繋がらない。一方、ガソリンは冬季には比較的高い揮発性を要求される為、重質芳香族基材のガソリンへの混合量が低下する。また、石化品の製造原料となる重質芳香族基材は、石化需要構造変化により余剰化する。
【０００３】
また、天然ガスを原料として、フィッシャー・トロプシュ合成により生産される硫黄分や芳香族分を含有しない、石油系灯油と同等の蒸留性状に調製された、いわゆるＧＴＬ（Gas to liquid）灯油が市場に投入されている。しかしながら、ＧＴＬ灯油を生産する為にはエネルギー投資が大きい上、生産設備コスト、運転コストがともに大きいことから、その供給量は当分限定的であるものと見込まれる。また、石油燃焼機器にＧＴＬ灯油を用いた場合、石油系燃料に比較して燃料消費量が大きいという問題がある。
【０００４】
そこで、灯油の増産対策として、従来は灯油基材として用いることのなかった重油を直接脱硫装置により処理し、そこで得られた特定の直脱軽油低沸点留分を利用する方法が行われている。また、特定の芳香族炭化水素成分が多くなると臭気が強くなることから、特定の芳香族炭化水素成分の含有量を所定範囲にすることが行われてきた。しかしながら、前者は特定の直脱軽油低沸点留分を得る為に、新たに蒸留工程を必要とし精製エネルギーコスト増加となる。また、両者ともに所定割合で分布している軽質留分の特定炭化水素の含有量を所定範囲とする為、需要構造変化に応じて利用可能な特定炭素数の芳香族基材の混合には着目していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５６６８１号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、需要構造変化に応じて利用可能な芳香族基材を所定範囲で混合することにより、（Ｉ）供給不足を補う為に新たな精製工程を必要とせず、（ＩＩ）着火性、燃焼性が良好で、（ＩＩＩ）燃料消費量が少ない、石油燃焼機器用燃料組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究したところ、ガソリン基材や石化原料となる重質芳香族基材である炭素数９の芳香族分を、特定の性状範囲になる様に灯油基材に混合することが灯油の増産に有効で、燃料消費量も低減することが出来ることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、密度（１５℃）が０．７９〜０．８１ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０℃以上、９５％留出温度が２３０〜２５０℃、煙点が２３〜２９ｍｍ、引火点が４０〜４６℃、全芳香族分が１０〜２７容量％、炭素数９の芳香族分が４〜１５容量％、炭素数１１の芳香族分が３〜６容量％であることを特徴とする。
【０００９】
なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、さらに、アニリン点が５０〜５７℃、臭素指数が９０〜１００であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の製造方法は、密度（１５℃）が０．８７〜０．８９ｇ／ｃｍ3、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２２０℃、炭素数９の芳香族分が８０容量％以上、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下である炭化水素組成物を２〜１０容量％、密度（１５℃）が０．７８〜０．８０ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２７０℃、炭素数９の芳香族分が２．５〜５容量％、炭素数１１の芳香族分が６容量％以下である灯油基材を９０〜９８容量％配合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物によれば、特に特定の芳香族基材の含有量を特定の範囲に限定したことから、着火性、燃焼性、燃料消費量に加えて、排出ガス性状を改善することができる。さらに、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物によれば、特にガソリン基材や石化原料となる重質芳香族基材である炭素数９の芳香族分を、特定の性状範囲になる様に灯油基材に配合することで、灯油需要期の供給不足を補う為に新たな精製工程を必要とせず、灯油を増産することができるという格別な効果が奏される。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔密度〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、密度（１５℃）が０．７９〜０．８１ｇ／ｃｍ3である。燃料組成物の密度（１５℃）が０．７９ｇ／ｃｍ3未満では、燃料消費量が悪化し、使用時間あたりの石油燃焼機器への給油量が増加する。これは、時間あたりの二酸化炭素排出量の増大となり、燃料需要量増大による供給不足を招き易いことから、０．７９２ｇ／ｃｍ3以上が好ましく、さらには０．７９４ｇ／ｃｍ3以上が好ましい。一方、密度（１５℃）が０．８１ｇ／ｃｍ3を超えると、揮発性が悪化し、空気との混合不足により排出ガス性状が悪化し易い。
【００１３】
〔硫黄分〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下である。本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であるので、燃焼によって生ずる亜硫酸ガス等に基づく悪臭や環境負荷が低減される。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の硫黄分は、環境負荷低減の観点から、好ましくは８質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは６質量ｐｐｍ以下である。
【００１４】
〔初留点〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、初留点が１５０℃以上である。燃料組成物の初留点が１５０℃未満であると、ハンドリング時に臭気が強くなる。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の硫黄分は、ハンドリング時の臭気改善の観点から、好ましくは１５２℃以上である。また、燃料組成物の初留点が１８０℃を超えると、着火時に火が点き難く、排出ガス性状が悪化する可能性があるため、燃料組成物の初留点は１８０℃以下であることが好ましい。
【００１５】
〔９５％留出温度〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、９５％留出温度が２３０〜２５０℃である。燃料組成物の９５％留出温度が２３０℃未満であると、燃料消費量が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の９５％留出温度は、２３０℃以上であり、好ましくは２３２℃以上、さらに好ましくは２３４℃以上である。一方、９５％留出温度が２５０℃を超えると、揮発性が悪化し、空気との混合不足により排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の９５％留出温度は、２５０℃以下であり、好ましくは２４５℃以下、さらに好ましくは２４０℃以下、特には２３６℃以下である。
【００１６】
〔煙点〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、煙点が２３〜２９ｍｍである。燃料組成物の煙点が２３ｍｍ未満では、煙が発生し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の煙点は、２３ｍｍ以上であり、好ましくは２３．５ｍｍ以上である。また、煙点が２９ｍｍを超えると、煙点が良好なノルマルパラフィンの含有量が増加することにより、製造時のエネルギーコストが増加し、さらには燃料消費量も増大する。この為、本発明の石油燃焼機器用組成物の煙点は、２９ｍｍ以下であり、好ましくは２７ｍｍ以下、さらに好ましくは２５ｍｍ以下、特には２４ｍｍ以下である。
【００１７】
〔引火点〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、引火点が４０〜４６℃である。燃料組成物の引火点が４０℃を下回ると、石油燃焼機器使用時に炎の長さが長くなり、機器の各部耐熱温度を超えやすくなる。また、船舶やタンクロ−リでの輸送時において、前油種の影響を受けやすくなり、ハンドリング時の安全性が著しく損なわれる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の引火点は４０℃以上であり、好ましくは４０．５℃以上である。一方、引火点が４６℃を超えると、着火時に火が点き難くなり、排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の引火点は４６℃以下であり、好ましくは４５℃以下、さらに好ましくは４４℃以下、特に好ましくは４３℃以下である。
【００１８】
〔全芳香族分〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、全芳香族分は１０〜２７容量％である。燃料組成物の全芳香族分が１０容量％未満では燃費が悪化する。また、芳香環の水素化や蒸留分離等によって全芳香族分を低減するには、膨大なコストがかかる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の全芳香族分は１０容量％以上であり、好ましくは１５容量％以上、さらに好ましくは２０容量％以上、特に好ましくは２２容量％以上である。一方、全芳香族分が２７容量％を超えると燃焼性が悪化し、煤が発生し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の全芳香族分は２７容量％以下であり、好ましくは２６容量％以下、さらに好ましくは２５容量％以下、特に好ましくは２３容量％以下である。
【００１９】
〔炭素数９の芳香族分〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、炭素数９の芳香族分が４〜１５容量％である。炭素数９の芳香族分が４容量％を下回ると、燃料消費量が増加する。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の炭素数９の芳香族分は４容量％以上であり、好ましくは７容量％以上、さらに好ましくは７．５容量％以上、一層好ましくは７．９容量％以上、特に好ましくは８．０容量％以上である。また、炭素数９の芳香族分が１５容量％を上回ると燃焼性が悪化し、排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の炭素数９の芳香族分は１５容量％以下であり、好ましくは１３容量％以下、さらに好ましくは１１容量％以下、特に好ましくは１０容量％以下である。ここで、炭素数９の芳香族分としては、１−エチル−２−メチルベンゼン、１−エチル−３−メチルベンゼン、１−エチル−４−メチルベンゼン、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼン、プロピルベンゼン等が挙げられる。なお、炭素数９の芳香族分については後述するガスクロマトグラフィーによりその含有量を測定することができる。
【００２０】
〔炭素数１１の芳香族分〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、炭素数１１の芳香族分が３〜６容量％である。炭素数１１の芳香族分が３容量％を下回ると、燃料消費量が増加する。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の炭素数１１の芳香族分は３容量％以上であり、好ましくは３．５容量％以上、さらに好ましくは４．０容量％以上、特に好ましくは４．５容量％以上である。また、炭素数１１の芳香族分が６容量％を上回ると燃焼性が悪化し、排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の炭素数１１の芳香族分は６容量％以下であり、好ましくは５．５容量％以下、さらに好ましくは５．０容量％以下、特に好ましくは４．７容量％以下である。ここで、炭素数１１の芳香族分としては、１−メチルブチルベンゼン、１−エチルプロピルベンゼン、１，３−ジエチル−５−メチルベンゼン、１−メチル−４−（１−メチルプロピル）ベンゼン、２，４−ジエチル−１−メチルベンゼン、エチル−１，２，４−トリメチルベンゼン、１−エチル−４−（１−メチルエチル）ベンゼン、１，２，３，４−テトラヒドロ−５−メチルナフタレン、２，３−ジヒドロ−２，２−ジメチルインデン等が挙げられる。なお、炭素数１１の芳香族分については後述するガスクロマトグラフィーによりその含有量を測定することができる。
【００２１】
〔臭素指数〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、臭素指数が９０〜１００であることが好ましい。ここで、臭素指数とは、反応性に富む二重結合の多さを表す指標である。臭素指数が低いと酸化反応の進行が遅く、燃焼性が悪化し易くなる為、本発明の石油燃焼機器用組成物の臭素指数は、好ましくは９０以上であり、さらに好ましくは９５以上である。一方、臭素指数が高すぎると酸化反応性が容易に進行することから、石油燃焼機器の高温部において、熱重合によるデポジットが堆積し易くなり、芯式ストーブの芯の固着を招くか、もしくは石油燃焼機器の燃焼時に排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の臭素指数は、好ましくは１００以下であり、さらに好ましくは９８以下である。
【００２２】
〔アニリン点〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、アニリン点が５０〜５７℃であることが好ましい。ここで、アニリン点とは、芳香族性の強さを表す指標である。アニリン点が低いと芳香族性が強く酸化反応の進行が遅くなり、燃焼性が悪化し易くなる為、本発明の石油燃焼機器用組成物のアニリン点は、好ましくは５０℃以上であり、さらに好ましくは５１℃以上、より一層好ましくは５３℃以上である。一方、アニリン点が高すぎると芳香族性が弱くなり酸化反応の進行が進み、石油燃焼機器の高温部において、熱重合によるデポジットが堆積し易くなり、芯式ストーブの芯の固着を招くか、もしくは石油燃焼機器の燃焼時に排出ガス性状が悪化し易くなる為、本発明の石油燃焼機器用組成物のアニリン点は、好ましくは５７℃以下であり、さらに好ましくは５６℃以下である。
【００２３】
本発明に係る石油燃焼機器用燃料組成物に対しては、当業者に知られた任意の酸化防止剤を必要に応じて添加することができる。酸化防止剤を添加する場合、その添加量は当業者であれば目的とする酸化安定性に応じて適宜調整することができる。例えば、燃料組成物が炭素数１０以上のスチレン類及び炭素数１５以上のジエン類を夫々０．０１質量％以上含有する場合、酸化防止剤を添加して良好な酸化安定性を維持することができ、１〜１０質量ｐｐｍ程度の添加量で所望の効果を得ることができるが、１０質量ｐｐｍ以上添加してもよい。
【００２４】
上記酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤の中で特に制限なく使用できる。具体的には、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、２−ｔ−ブチル−４，６−ジメチルフェノール、２−ｔ−ブチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤や、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系酸化防止剤、及びこれらの混合物が挙げられる。フェノール系及びアミン系の化合物以外にも酸化防止効果を有する物質が考えられるが、区別を明確にするために、本発明においてはフェノール系及びアミン系の化合物のみを酸化防止剤として取扱い、酸化防止効果を有するその他の化合物を添加する場合は燃料基材として取り扱う。
【００２５】
また、その他、低温流動性向上剤、耐摩耗性向上剤、セタン価向上剤等の公知の燃料添加剤を添加しても良い。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は低温流動性が良好である為、低温流動性向上剤を添加する必要はないが、添加する場合はエチレン共重合体などを用いることができ、特には酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなどの飽和脂肪酸のビニルエステルが好ましく用いられる。耐摩耗性向上剤としては、例えば長鎖脂肪酸（炭素数１２〜２４）又はその脂肪酸エステルが好ましく用いられ、１０〜５００質量ｐｐｍ、好ましくは５０〜１００質量ｐｐｍの添加量で十分に耐摩耗性が向上する。
【００２６】
〔石油燃焼機器用燃料組成物の製法〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、製法に特に限定はないが、例えば、密度（１５℃）が０．８７〜０．８９ｇ／ｃｍ3、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２２０℃、炭素数９の芳香族分が８０容量％以上、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下である炭化水素組成物を２〜１０容量％、密度（１５℃）が０．７８〜０．８０ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２７０℃、炭素数９の芳香族分が２．５〜５容量％、炭素数１１の芳香族分が６容量％以下である灯油基材を９０〜９８容量％配合することで容易に得られる。
【００２７】
（炭化水素組成物）
上記炭化水素組成物は、例えば、接触改質ガソリンから、必要に応じて精密蒸留を行うことによって容易に得ることが出来る。また、該炭化水素組成物の代表的な性状は、密度（１５℃）が０．８７〜０．８９ｇ／ｃｍ3、特には０．８７５〜０．８８５ｇ／ｃｍ3、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、特には１質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、特には１６０〜１６７℃、終点が１８０〜２２０℃、特には１９０〜２１５℃、炭素数９の芳香族分が８０容量％以上、特には９０容量％以上、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下、全芳香族分が９９．５容量％以上、特には９９．８容量％以上、引火点が３５℃以上、特には４０℃以上、煙点が５ｍｍ以上、特には６ｍｍ以上である。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物には、上記炭化水素組成物を２〜１０容量％配合することが好ましく、更に好ましくは３〜８容量％、特に好ましくは４〜６容量％配合する。
【００２８】
（灯油基材）
また、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物に用いる灯油基材は、原料油として、例えば、常圧蒸留装置、接触分解装置、熱分解装置等から得られる灯油留分、すなわち初留点から終点までの温度範囲が１４０〜２８０℃の範囲で留出する留分を用いて、水素化脱硫することにより得られるが、２環芳香族含有量を抑える為、水素化脱硫する原料油にこれらの化合物を多く含まない原料油、例えばアスファルトを熱分解した油の混合比率を抑えたり、原料油を選択したりすることが有効である。また、これら化合物含有量を抑える為に、原料油の高沸点側を蒸留分離したり、反応温度を高めとし、水素分圧を上げたり、水素／オイル比を高くしたりすることも有効である。なお、接触分解装置、熱分解装置等から得られる灯油留分は難脱硫成分も多く含有することから、水素化脱硫にあたっては硫黄分を選択的に除去する触媒を用いる必要がある。また、該灯油基材の代表的な性状は、密度（１５℃）が０．７８〜０．８０ｇ／ｃｍ3、特には０．７８５〜０．７９５ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、特には７質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、特には１５２〜１６５℃、終点が１８０〜２７０℃、特には１９５〜２５５℃、炭素数９の芳香族分が２．５〜５容量％、特には３〜４容量％、炭素数１１の芳香族分が６容量％以下、特には５容量％以下、全芳香族分が１２〜２０容量％、特には１４〜１８容量％、引火点が４０℃以上、特には４１〜４６℃、煙点が２３〜３５ｍｍ、特には２４〜３０ｍｍである。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物には、上記灯油基材を９０〜９８容量％配合することが好ましく、更に好ましくは９２〜９７容量％、特に好ましくは９４〜９６容量％配合することが好ましい。また、上記性状を有する灯油基材が９０〜９８容量％配合された石油燃焼機器用燃料組成物であれば、該燃料組成物の９５％留出温度を２３０〜２５０℃の範囲に調整することが可能となる。
【００２９】
なお、上記水素化脱硫は、例えば、水素化脱硫触媒として、Ｃｏ、Ｍｏ及びＮｉの１種以上を含有し、又所望によりＰを担持したものを用い、反応温度２７０〜３８０℃、好ましくは２９５〜３６０℃、反応圧力２．５〜８．５ＭＰａ、好ましくは２．７〜７．０ＭＰａ、ＬＨＳＶ０．９〜６．０ｈ-1、好ましくは０．９〜５．４ｈ-1、水素／オイル比１３０〜３００（±５程度の変動は許容される。）Ｎｍ3／ｋＬの条件の範囲で適宜選択して、上記灯油基材が得られるようにする。特には、ＬＨＳＶ、水素圧、水素／オイル比は大きい方が良い。また反応温度は酸化安定性の悪いスチレン類化合物やジエン類化合物の生成を抑える為に、低めにするとよい。
【実施例】
【００３０】
以下に、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物について具体的に実施例により説明する。なお、本発明は、以下の実施例のように実施すれば実現できるが、本実施例に限定されるものではない。
【００３１】
＜供試燃料（石油燃焼機器用燃料組成物）の調製＞
・供試燃料１：市販灯油
・供試燃料２：常圧蒸留装置から留出した初留点８０℃〜終点１４０℃の留分をＮｉ，Ｍｏを担持した市販触媒を用い、反応温度３２０℃、反応圧力３ＭＰａ、ＬＨＳＶ８．０ｈ-1、水素純度９４％の条件下で水素化脱硫により精製して得た原料油を、アルミナ担体、白金−スズが主成分の市販触媒を用い、反応温度５３８℃、反応圧力０．６４ＭＰａ、ＬＨＳＶ１．０ｈ-1で接触改質を行った。この接触改質油を精密蒸留により、密度が０．９２ｇ／ｃｍ3、引火点が７０℃、初留点が１７５℃の留分を得て、これを炭化水素組成物とした。そして、該炭化水素組成物５容量％と、供試燃料１の市販灯油９５容量％とを混合して得た。
・供試燃料３：供試燃料２で用いた接触改質油を精密蒸留により、密度が０．８８１０ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１質量ｐｐｍ以下、初留点が１６４．５℃、終点が２１２．０℃、炭素数９の芳香族分が１００容量％、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下、全芳香族分が１００容量％、引火点が４７．５℃、煙点が６．５ｍｍの留分を得て、これを炭化水素組成物とした。そして、該炭化水素組成物５容量％と、供試燃料１の市販灯油９５容量％とを混合して得た。
【００３２】
調製した供試燃料１〜３について、それぞれの物性、成分組成を測定し、さらに、石油ストーブによる燃焼試験を行い、燃料消費量及び排出ガス性状を評価した。その結果を表１に示す。また、燃料消費量及び排出ガス性状の判定基準を表２に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
なお、表１に記載の物性、成分組成及び燃焼排ガス評価などの測定方法及び評価方法は、次に示す方法で測定、評価した。
１）密度：ＪＩＳ Ｋ２２４９「原油及び石油製品密度試験方法」に規定された方法。
２）蒸留性状：ＪＩＳ Ｋ２２５４「蒸留試験方法」に規定された方法。
３）硫黄分：ＪＩＳ Ｋ２５４１−６「硫黄分試験方法（紫外蛍光法）」に規定された方法。
４）煙点：ＪＩＳ Ｋ２５３７「煙点試験方法」に規定された方法。
５）全芳香族分：石油学会法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」に規定された方法。
６）引火点：ＪＩＳ Ｋ２２６５−３「ペンスキーマルテンス密閉法」に規定された方法。
７）アニリン点：ＪＩＳ Ｋ２２５６「アニリン点及び混合アニリン点試験方法」に規定された方法。
８）臭素指数：ＪＩＳ Ｋ２６０５「臭素指数試験方法（電気滴定法）」に規定された方法。
９）炭素数９の芳香族分、炭素数１１の芳香族分の詳細成分：２つの極性が異なるガスクロカラムを、モジュレータを介して直列に接続したガスクロマトグラフィーを用いて測定した。詳細条件は次の通りである。
ＧＣシステム：一次カラムへの通油後にモジュレータにより物質移動制御を行い、続けて二次カラムを通油させて極性の違い等により分離を行う。本分析装置のシステム構成は、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製ＨＰ−６８９０Ｎ型ＦＩＤ検出器付きＧＣ、日本電子社製ＡｃｃｕＴＯＦ ＪＭＳ−Ｔ１００ＧＣ飛行時間型質量分析計からなる。
１次カラム：無極性または微極性カラム（Ｓｕｐｅｌｃｏ社製ＰＴＥ−５、長さ３０ｍ、内径０．２５ｍｍ、フィルム厚０．２５μｍ）
モジュレータ中空カラム：長さ２ｍ、内径０．１ｍｍ
２次カラム：高極性カラム（Ｓｕｐｅｌｃｏ社製ＳｐｅｌｃｏＷＡＸ１０、長さ２ｍ、内径０．２５ｍｍ、フィルム厚０．２５μｍ）
昇温条件：１０℃／分（５０℃（５分保持）から２８０℃（２７分保持））
注入口温度：２８０℃
注入量：１．０μｌ
スプリット比：１００：１
キャリアガス：ヘリウム（Ｈｅ）、１．０ｍｌ／分
モジュレータ温度：下記のコールド温度、ホット温度を繰り返す。
ホットジェットガス温度：１５０℃（５分保持）から３２０℃（３３分保持）に１０℃／分で昇温。
コールドジェットガス温度：約−１４０℃
モジュレータ頻度：６秒間で０．３秒間ホット温度、その後５．７秒間コールド温度
インターフェイス中空カラム：長さ０．５ｍ、内径０．２５ｍｍ
ＦＩＤガス条件：水素（４５ｍＬ／分）、空気（４５０ｍＬ／分）、メークアップヘリウム（２５ｍＬ／分、一定）
本ＧＣで同定された全ピークの合計を含有量合計（１００容量％）とし、それぞれのピークから対応するそれぞれの詳細成分（化合物）の含有量（容量％）を算出した。
１０）燃焼排ガスの性状、燃料消費量：
下記の石油ストーブ及びファンヒータを用い、燃焼時の排出ガス性状と燃料消費量を次の条件下にて計測し評価した。
・石油燃焼機器：コロナＳＸ-Ｅ２９８Ｙ(ＨＤ)
・燃焼条件：室温２０〜２１℃、湿度６３〜６８％の条件下で、１日８時間、計４００時間燃焼
・計測項目：燃料消費量（Ｌ/h、表示差％（燃焼機器表示との差））、点火時間、消火時間、燃焼状態、排出ガス性状（二酸化炭素、未燃炭化水素（消火時））
表２の判定基準に基づいて各燃料を評価した結果、表１から、供試燃料１、２に比較して供試燃料３は燃料消費量、排出ガス性状ともに良好であることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油燃焼機器用燃料組成物及びその製造方法に関し、特には、需要時期の冬季に不足する石油燃焼機器用燃料基材をガソリンや石化用基材となる芳香族基材から補うことで、該石油燃焼機器用燃料基材の供給不足を解消し、なおかつ石油燃焼機器の燃焼を悪化させず、燃料消費量を低減するという格段の効果を奏する石油燃焼機器用燃料組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ストーブや給湯器等の家庭用燃焼機器に使用される石油燃焼機器用燃料は、需要時期の冬季に不足することから、従来常圧蒸留装置の灯油留分の沸点範囲を拡大して水素化脱硫することにより灯油を増産することが行われている。しかしながら、この方法はガソリンから軽油までの供給バランスを変化させ、ガソリンや軽油の需要構造変化に対して柔軟に対応することが困難となる。また、軽油から灯油留分を大きくカットすると、軽油の低温流動性問題が生じるため、必ずしも灯油の大幅な増産には繋がらない。一方、ガソリンは冬季には比較的高い揮発性を要求される為、重質芳香族基材のガソリンへの混合量が低下する。また、石化品の製造原料となる重質芳香族基材は、石化需要構造変化により余剰化する。
【０００３】
また、天然ガスを原料として、フィッシャー・トロプシュ合成により生産される硫黄分や芳香族分を含有しない、石油系灯油と同等の蒸留性状に調製された、いわゆるＧＴＬ（Gas to liquid）灯油が市場に投入されている。しかしながら、ＧＴＬ灯油を生産する為にはエネルギー投資が大きい上、生産設備コスト、運転コストがともに大きいことから、その供給量は当分限定的であるものと見込まれる。また、石油燃焼機器にＧＴＬ灯油を用いた場合、石油系燃料に比較して燃料消費量が大きいという問題がある。
【０００４】
そこで、灯油の増産対策として、従来は灯油基材として用いることのなかった重油を直接脱硫装置により処理し、そこで得られた特定の直脱軽油低沸点留分を利用する方法が行われている。また、特定の芳香族炭化水素成分が多くなると臭気が強くなることから、特定の芳香族炭化水素成分の含有量を所定範囲にすることが行われてきた。しかしながら、前者は特定の直脱軽油低沸点留分を得る為に、新たに蒸留工程を必要とし精製エネルギーコスト増加となる。また、両者ともに所定割合で分布している軽質留分の特定炭化水素の含有量を所定範囲とする為、需要構造変化に応じて利用可能な特定炭素数の芳香族基材の混合には着目していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５６６８１号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、需要構造変化に応じて利用可能な芳香族基材を所定範囲で混合することにより、（Ｉ）供給不足を補う為に新たな精製工程を必要とせず、（ＩＩ）着火性、燃焼性が良好で、（ＩＩＩ）燃料消費量が少ない、石油燃焼機器用燃料組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究したところ、ガソリン基材や石化原料となる重質芳香族基材である炭素数９の芳香族分を、特定の性状範囲になる様に灯油基材に混合することが灯油の増産に有効で、燃料消費量も低減することが出来ることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、密度（１５℃）が０．７９〜０．８１ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０℃以上、９５％留出温度が２３０〜２５０℃、煙点が２３〜２９ｍｍ、引火点が４０〜４６℃、全芳香族分が１０〜２７容量％、炭素数９の芳香族分が４〜１５容量％、炭素数１１の芳香族分が３〜６容量％であることを特徴とする。
【０００９】
なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、さらに、アニリン点が５０〜５７℃、臭素指数が９０〜１００であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の製造方法は、密度（１５℃）が０．８７〜０．８９ｇ／ｃｍ3、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２２０℃、炭素数９の芳香族分が８０容量％以上、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下である炭化水素組成物を２〜１０容量％、密度（１５℃）が０．７８〜０．８０ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２７０℃、炭素数９の芳香族分が２．５〜５容量％、炭素数１１の芳香族分が６容量％以下である灯油基材を９０〜９８容量％配合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物によれば、特に特定の芳香族基材の含有量を特定の範囲に限定したことから、着火性、燃焼性、燃料消費量に加えて、排出ガス性状を改善することができる。さらに、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物によれば、特にガソリン基材や石化原料となる重質芳香族基材である炭素数９の芳香族分を、特定の性状範囲になる様に灯油基材に配合することで、灯油需要期の供給不足を補う為に新たな精製工程を必要とせず、灯油を増産することができるという格別な効果が奏される。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔密度〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、密度（１５℃）が０．７９〜０．８１ｇ／ｃｍ3である。燃料組成物の密度（１５℃）が０．７９ｇ／ｃｍ3未満では、燃料消費量が悪化し、使用時間あたりの石油燃焼機器への給油量が増加する。これは、時間あたりの二酸化炭素排出量の増大となり、燃料需要量増大による供給不足を招き易いことから、０．７９２ｇ／ｃｍ3以上が好ましく、さらには０．７９４ｇ／ｃｍ3以上が好ましい。一方、密度（１５℃）が０．８１ｇ／ｃｍ3を超えると、揮発性が悪化し、空気との混合不足により排出ガス性状が悪化し易い。
【００１３】
〔硫黄分〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下である。本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であるので、燃焼によって生ずる亜硫酸ガス等に基づく悪臭や環境負荷が低減される。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の硫黄分は、環境負荷低減の観点から、好ましくは８質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは６質量ｐｐｍ以下である。
【００１４】
〔初留点〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、初留点が１５０℃以上である。燃料組成物の初留点が１５０℃未満であると、ハンドリング時に臭気が強くなる。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の硫黄分は、ハンドリング時の臭気改善の観点から、好ましくは１５２℃以上である。また、燃料組成物の初留点が１８０℃を超えると、着火時に火が点き難く、排出ガス性状が悪化する可能性があるため、燃料組成物の初留点は１８０℃以下であることが好ましい。
【００１５】
〔９５％留出温度〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、９５％留出温度が２３０〜２５０℃である。燃料組成物の９５％留出温度が２３０℃未満であると、燃料消費量が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の９５％留出温度は、２３０℃以上であり、好ましくは２３２℃以上、さらに好ましくは２３４℃以上である。一方、９５％留出温度が２５０℃を超えると、揮発性が悪化し、空気との混合不足により排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の９５％留出温度は、２５０℃以下であり、好ましくは２４５℃以下、さらに好ましくは２４０℃以下、特には２３６℃以下である。
【００１６】
〔煙点〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、煙点が２３〜２９ｍｍである。燃料組成物の煙点が２３ｍｍ未満では、煙が発生し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の煙点は、２３ｍｍ以上であり、好ましくは２３．５ｍｍ以上である。また、煙点が２９ｍｍを超えると、煙点が良好なノルマルパラフィンの含有量が増加することにより、製造時のエネルギーコストが増加し、さらには燃料消費量も増大する。この為、本発明の石油燃焼機器用組成物の煙点は、２９ｍｍ以下であり、好ましくは２７ｍｍ以下、さらに好ましくは２５ｍｍ以下、特には２４ｍｍ以下である。
【００１７】
〔引火点〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、引火点が４０〜４６℃である。燃料組成物の引火点が４０℃を下回ると、石油燃焼機器使用時に炎の長さが長くなり、機器の各部耐熱温度を超えやすくなる。また、船舶やタンクロ−リでの輸送時において、前油種の影響を受けやすくなり、ハンドリング時の安全性が著しく損なわれる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の引火点は４０℃以上であり、好ましくは４０．５℃以上である。一方、引火点が４６℃を超えると、着火時に火が点き難くなり、排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の引火点は４６℃以下であり、好ましくは４５℃以下、さらに好ましくは４４℃以下、特に好ましくは４３℃以下である。
【００１８】
〔全芳香族分〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、全芳香族分は１０〜２７容量％である。燃料組成物の全芳香族分が１０容量％未満では燃費が悪化する。また、芳香環の水素化や蒸留分離等によって全芳香族分を低減するには、膨大なコストがかかる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の全芳香族分は１０容量％以上であり、好ましくは１５容量％以上、さらに好ましくは２０容量％以上、特に好ましくは２２容量％以上である。一方、全芳香族分が２７容量％を超えると燃焼性が悪化し、煤が発生し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の全芳香族分は２７容量％以下であり、好ましくは２６容量％以下、さらに好ましくは２５容量％以下、特に好ましくは２３容量％以下である。
【００１９】
〔炭素数９の芳香族分〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、炭素数９の芳香族分が４〜１５容量％である。炭素数９の芳香族分が４容量％を下回ると、燃料消費量が増加する。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の炭素数９の芳香族分は４容量％以上であり、好ましくは７容量％以上、さらに好ましくは７．５容量％以上、一層好ましくは７．９容量％以上、特に好ましくは８．０容量％以上である。また、炭素数９の芳香族分が１５容量％を上回ると燃焼性が悪化し、排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の炭素数９の芳香族分は１５容量％以下であり、好ましくは１３容量％以下、さらに好ましくは１１容量％以下、特に好ましくは１０容量％以下である。ここで、炭素数９の芳香族分としては、１−エチル−２−メチルベンゼン、１−エチル−３−メチルベンゼン、１−エチル−４−メチルベンゼン、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼン、プロピルベンゼン等が挙げられる。なお、炭素数９の芳香族分については後述するガスクロマトグラフィーによりその含有量を測定することができる。
【００２０】
〔炭素数１１の芳香族分〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、炭素数１１の芳香族分が３〜６容量％である。炭素数１１の芳香族分が３容量％を下回ると、燃料消費量が増加する。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の炭素数１１の芳香族分は３容量％以上であり、好ましくは３．５容量％以上、さらに好ましくは４．０容量％以上、特に好ましくは４．５容量％以上である。また、炭素数１１の芳香族分が６容量％を上回ると燃焼性が悪化し、排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の炭素数１１の芳香族分は６容量％以下であり、好ましくは５．５容量％以下、さらに好ましくは５．０容量％以下、特に好ましくは４．７容量％以下である。ここで、炭素数１１の芳香族分としては、１−メチルブチルベンゼン、１−エチルプロピルベンゼン、１，３−ジエチル−５−メチルベンゼン、１−メチル−４−（１−メチルプロピル）ベンゼン、２，４−ジエチル−１−メチルベンゼン、エチル−１，２，４−トリメチルベンゼン、１−エチル−４−（１−メチルエチル）ベンゼン、１，２，３，４−テトラヒドロ−５−メチルナフタレン、２，３−ジヒドロ−２，２−ジメチルインデン等が挙げられる。なお、炭素数１１の芳香族分については後述するガスクロマトグラフィーによりその含有量を測定することができる。
【００２１】
〔臭素指数〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、臭素指数が９０〜１００であることが好ましい。ここで、臭素指数とは、反応性に富む二重結合の多さを表す指標である。臭素指数が低いと酸化反応の進行が遅く、燃焼性が悪化し易くなる為、本発明の石油燃焼機器用組成物の臭素指数は、好ましくは９０以上であり、さらに好ましくは９５以上である。一方、臭素指数が高すぎると酸化反応性が容易に進行することから、石油燃焼機器の高温部において、熱重合によるデポジットが堆積し易くなり、芯式ストーブの芯の固着を招くか、もしくは石油燃焼機器の燃焼時に排出ガス性状が悪化し易くなる。この為、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物の臭素指数は、好ましくは１００以下であり、さらに好ましくは９８以下である。
【００２２】
〔アニリン点〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、アニリン点が５０〜５７℃であることが好ましい。ここで、アニリン点とは、芳香族性の強さを表す指標である。アニリン点が低いと芳香族性が強く酸化反応の進行が遅くなり、燃焼性が悪化し易くなる為、本発明の石油燃焼機器用組成物のアニリン点は、好ましくは５０℃以上であり、さらに好ましくは５１℃以上、より一層好ましくは５３℃以上である。一方、アニリン点が高すぎると芳香族性が弱くなり酸化反応の進行が進み、石油燃焼機器の高温部において、熱重合によるデポジットが堆積し易くなり、芯式ストーブの芯の固着を招くか、もしくは石油燃焼機器の燃焼時に排出ガス性状が悪化し易くなる為、本発明の石油燃焼機器用組成物のアニリン点は、好ましくは５７℃以下であり、さらに好ましくは５６℃以下である。
【００２３】
本発明に係る石油燃焼機器用燃料組成物に対しては、当業者に知られた任意の酸化防止剤を必要に応じて添加することができる。酸化防止剤を添加する場合、その添加量は当業者であれば目的とする酸化安定性に応じて適宜調整することができる。例えば、燃料組成物が炭素数１０以上のスチレン類及び炭素数１５以上のジエン類を夫々０．０１質量％以上含有する場合、酸化防止剤を添加して良好な酸化安定性を維持することができ、１〜１０質量ｐｐｍ程度の添加量で所望の効果を得ることができるが、１０質量ｐｐｍ以上添加してもよい。
【００２４】
上記酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤の中で特に制限なく使用できる。具体的には、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、２−ｔ−ブチル−４，６−ジメチルフェノール、２−ｔ−ブチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤や、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系酸化防止剤、及びこれらの混合物が挙げられる。フェノール系及びアミン系の化合物以外にも酸化防止効果を有する物質が考えられるが、区別を明確にするために、本発明においてはフェノール系及びアミン系の化合物のみを酸化防止剤として取扱い、酸化防止効果を有するその他の化合物を添加する場合は燃料基材として取り扱う。
【００２５】
また、その他、低温流動性向上剤、耐摩耗性向上剤、セタン価向上剤等の公知の燃料添加剤を添加しても良い。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は低温流動性が良好である為、低温流動性向上剤を添加する必要はないが、添加する場合はエチレン共重合体などを用いることができ、特には酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなどの飽和脂肪酸のビニルエステルが好ましく用いられる。耐摩耗性向上剤としては、例えば長鎖脂肪酸（炭素数１２〜２４）又はその脂肪酸エステルが好ましく用いられ、１０〜５００質量ｐｐｍ、好ましくは５０〜１００質量ｐｐｍの添加量で十分に耐摩耗性が向上する。
【００２６】
〔石油燃焼機器用燃料組成物の製法〕
本発明の石油燃焼機器用燃料組成物は、製法に特に限定はないが、例えば、密度（１５℃）が０．８７〜０．８９ｇ／ｃｍ3、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２２０℃、炭素数９の芳香族分が８０容量％以上、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下である炭化水素組成物を２〜１０容量％、密度（１５℃）が０．７８〜０．８０ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２７０℃、炭素数９の芳香族分が２．５〜５容量％、炭素数１１の芳香族分が６容量％以下である灯油基材を９０〜９８容量％配合することで容易に得られる。
【００２７】
（炭化水素組成物）
上記炭化水素組成物は、例えば、接触改質ガソリンから、必要に応じて精密蒸留を行うことによって容易に得ることが出来る。また、該炭化水素組成物の代表的な性状は、密度（１５℃）が０．８７〜０．８９ｇ／ｃｍ3、特には０．８７５〜０．８８５ｇ／ｃｍ3、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、特には１質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、特には１６０〜１６７℃、終点が１８０〜２２０℃、特には１９０〜２１５℃、炭素数９の芳香族分が８０容量％以上、特には９０容量％以上、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下、全芳香族分が９９．５容量％以上、特には９９．８容量％以上、引火点が３５℃以上、特には４０℃以上、煙点が５ｍｍ以上、特には６ｍｍ以上である。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物には、上記炭化水素組成物を２〜１０容量％配合することが好ましく、更に好ましくは３〜８容量％、特に好ましくは４〜６容量％配合する。
【００２８】
（灯油基材）
また、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物に用いる灯油基材は、原料油として、例えば、常圧蒸留装置、接触分解装置、熱分解装置等から得られる灯油留分、すなわち初留点から終点までの温度範囲が１４０〜２８０℃の範囲で留出する留分を用いて、水素化脱硫することにより得られるが、２環芳香族含有量を抑える為、水素化脱硫する原料油にこれらの化合物を多く含まない原料油、例えばアスファルトを熱分解した油の混合比率を抑えたり、原料油を選択したりすることが有効である。また、これら化合物含有量を抑える為に、原料油の高沸点側を蒸留分離したり、反応温度を高めとし、水素分圧を上げたり、水素／オイル比を高くしたりすることも有効である。なお、接触分解装置、熱分解装置等から得られる灯油留分は難脱硫成分も多く含有することから、水素化脱硫にあたっては硫黄分を選択的に除去する触媒を用いる必要がある。また、該灯油基材の代表的な性状は、密度（１５℃）が０．７８〜０．８０ｇ／ｃｍ3、特には０．７８５〜０．７９５ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、特には７質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、特には１５２〜１６５℃、終点が１８０〜２７０℃、特には１９５〜２５５℃、炭素数９の芳香族分が２．５〜５容量％、特には３〜４容量％、炭素数１１の芳香族分が６容量％以下、特には５容量％以下、全芳香族分が１２〜２０容量％、特には１４〜１８容量％、引火点が４０℃以上、特には４１〜４６℃、煙点が２３〜３５ｍｍ、特には２４〜３０ｍｍである。なお、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物には、上記灯油基材を９０〜９８容量％配合することが好ましく、更に好ましくは９２〜９７容量％、特に好ましくは９４〜９６容量％配合することが好ましい。また、上記性状を有する灯油基材が９０〜９８容量％配合された石油燃焼機器用燃料組成物であれば、該燃料組成物の９５％留出温度を２３０〜２５０℃の範囲に調整することが可能となる。
【００２９】
なお、上記水素化脱硫は、例えば、水素化脱硫触媒として、Ｃｏ、Ｍｏ及びＮｉの１種以上を含有し、又所望によりＰを担持したものを用い、反応温度２７０〜３８０℃、好ましくは２９５〜３６０℃、反応圧力２．５〜８．５ＭＰａ、好ましくは２．７〜７．０ＭＰａ、ＬＨＳＶ０．９〜６．０ｈ-1、好ましくは０．９〜５．４ｈ-1、水素／オイル比１３０〜３００（±５程度の変動は許容される。）Ｎｍ3／ｋＬの条件の範囲で適宜選択して、上記灯油基材が得られるようにする。特には、ＬＨＳＶ、水素圧、水素／オイル比は大きい方が良い。また反応温度は酸化安定性の悪いスチレン類化合物やジエン類化合物の生成を抑える為に、低めにするとよい。
【実施例】
【００３０】
以下に、本発明の石油燃焼機器用燃料組成物について具体的に実施例により説明する。なお、本発明は、以下の実施例のように実施すれば実現できるが、本実施例に限定されるものではない。
【００３１】
＜供試燃料（石油燃焼機器用燃料組成物）の調製＞
・供試燃料１：市販灯油
・供試燃料２：常圧蒸留装置から留出した初留点８０℃〜終点１４０℃の留分をＮｉ，Ｍｏを担持した市販触媒を用い、反応温度３２０℃、反応圧力３ＭＰａ、ＬＨＳＶ８．０ｈ-1、水素純度９４％の条件下で水素化脱硫により精製して得た原料油を、アルミナ担体、白金−スズが主成分の市販触媒を用い、反応温度５３８℃、反応圧力０．６４ＭＰａ、ＬＨＳＶ１．０ｈ-1で接触改質を行った。この接触改質油を精密蒸留により、密度が０．９２ｇ／ｃｍ3、引火点が７０℃、初留点が１７５℃の留分を得て、これを炭化水素組成物とした。そして、該炭化水素組成物５容量％と、供試燃料１の市販灯油９５容量％とを混合して得た。
・供試燃料３：供試燃料２で用いた接触改質油を精密蒸留により、密度が０．８８１０ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１質量ｐｐｍ以下、初留点が１６４．５℃、終点が２１２．０℃、炭素数９の芳香族分が１００容量％、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下、全芳香族分が１００容量％、引火点が４７．５℃、煙点が６．５ｍｍの留分を得て、これを炭化水素組成物とした。そして、該炭化水素組成物５容量％と、供試燃料１の市販灯油９５容量％とを混合して得た。
【００３２】
調製した供試燃料１〜３について、それぞれの物性、成分組成を測定し、さらに、石油ストーブによる燃焼試験を行い、燃料消費量及び排出ガス性状を評価した。その結果を表１に示す。また、燃料消費量及び排出ガス性状の判定基準を表２に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
なお、表１に記載の物性、成分組成及び燃焼排ガス評価などの測定方法及び評価方法は、次に示す方法で測定、評価した。
１）密度：ＪＩＳ Ｋ２２４９「原油及び石油製品密度試験方法」に規定された方法。
２）蒸留性状：ＪＩＳ Ｋ２２５４「蒸留試験方法」に規定された方法。
３）硫黄分：ＪＩＳ Ｋ２５４１−６「硫黄分試験方法（紫外蛍光法）」に規定された方法。
４）煙点：ＪＩＳ Ｋ２５３７「煙点試験方法」に規定された方法。
５）全芳香族分：石油学会法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」に規定された方法。
６）引火点：ＪＩＳ Ｋ２２６５−３「ペンスキーマルテンス密閉法」に規定された方法。
７）アニリン点：ＪＩＳ Ｋ２２５６「アニリン点及び混合アニリン点試験方法」に規定された方法。
８）臭素指数：ＪＩＳ Ｋ２６０５「臭素指数試験方法（電気滴定法）」に規定された方法。
９）炭素数９の芳香族分、炭素数１１の芳香族分の詳細成分：２つの極性が異なるガスクロカラムを、モジュレータを介して直列に接続したガスクロマトグラフィーを用いて測定した。詳細条件は次の通りである。
ＧＣシステム：一次カラムへの通油後にモジュレータにより物質移動制御を行い、続けて二次カラムを通油させて極性の違い等により分離を行う。本分析装置のシステム構成は、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製ＨＰ−６８９０Ｎ型ＦＩＤ検出器付きＧＣ、日本電子社製ＡｃｃｕＴＯＦ ＪＭＳ−Ｔ１００ＧＣ飛行時間型質量分析計からなる。
１次カラム：無極性または微極性カラム（Ｓｕｐｅｌｃｏ社製ＰＴＥ−５、長さ３０ｍ、内径０．２５ｍｍ、フィルム厚０．２５μｍ）
モジュレータ中空カラム：長さ２ｍ、内径０．１ｍｍ
２次カラム：高極性カラム（Ｓｕｐｅｌｃｏ社製ＳｐｅｌｃｏＷＡＸ１０、長さ２ｍ、内径０．２５ｍｍ、フィルム厚０．２５μｍ）
昇温条件：１０℃／分（５０℃（５分保持）から２８０℃（２７分保持））
注入口温度：２８０℃
注入量：１．０μｌ
スプリット比：１００：１
キャリアガス：ヘリウム（Ｈｅ）、１．０ｍｌ／分
モジュレータ温度：下記のコールド温度、ホット温度を繰り返す。
ホットジェットガス温度：１５０℃（５分保持）から３２０℃（３３分保持）に１０℃／分で昇温。
コールドジェットガス温度：約−１４０℃
モジュレータ頻度：６秒間で０．３秒間ホット温度、その後５．７秒間コールド温度
インターフェイス中空カラム：長さ０．５ｍ、内径０．２５ｍｍ
ＦＩＤガス条件：水素（４５ｍＬ／分）、空気（４５０ｍＬ／分）、メークアップヘリウム（２５ｍＬ／分、一定）
本ＧＣで同定された全ピークの合計を含有量合計（１００容量％）とし、それぞれのピークから対応するそれぞれの詳細成分（化合物）の含有量（容量％）を算出した。
１０）燃焼排ガスの性状、燃料消費量：
下記の石油ストーブ及びファンヒータを用い、燃焼時の排出ガス性状と燃料消費量を次の条件下にて計測し評価した。
・石油燃焼機器：コロナＳＸ-Ｅ２９８Ｙ(ＨＤ)
・燃焼条件：室温２０〜２１℃、湿度６３〜６８％の条件下で、１日８時間、計４００時間燃焼
・計測項目：燃料消費量（Ｌ/h、表示差％（燃焼機器表示との差））、点火時間、消火時間、燃焼状態、排出ガス性状（二酸化炭素、未燃炭化水素（消火時））
表２の判定基準に基づいて各燃料を評価した結果、表１から、供試燃料１、２に比較して供試燃料３は燃料消費量、排出ガス性状ともに良好であることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度（１５℃）が０．７９〜０．８１ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０℃以上、９５％留出温度が２３０〜２５０℃、煙点が２３〜２９ｍｍ、引火点が４０〜４６℃、全芳香族分が１０〜２７容量％、炭素数９の芳香族分が４〜１５容量％、炭素数１１の芳香族分が３〜６容量％であることを特徴とする石油燃焼機器用燃料組成物。
【請求項２】
さらに、アニリン点が５０〜５７℃、臭素指数が９０〜１００である請求項１に記載の石油燃焼機器用燃料組成物。
【請求項３】
密度（１５℃）が０．８７〜０．８９ｇ／ｃｍ3、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２２０℃、炭素数９の芳香族分が８０容量％以上、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下である炭化水素組成物を２〜１０容量％、密度（１５℃）が０．７８〜０．８０ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２７０℃、炭素数９の芳香族分が２．５〜５容量％、炭素数１１の芳香族分が６容量％以下である灯油基材を９０〜９８容量％配合することを特徴とする請求項１又は２に記載の石油燃焼機器用燃料組成物の製造方法。
【請求項１】
密度（１５℃）が０．７９〜０．８１ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０℃以上、９５％留出温度が２３０〜２５０℃、煙点が２３〜２９ｍｍ、引火点が４０〜４６℃、全芳香族分が１０〜２７容量％、炭素数９の芳香族分が４〜１５容量％、炭素数１１の芳香族分が３〜６容量％であることを特徴とする石油燃焼機器用燃料組成物。
【請求項２】
さらに、アニリン点が５０〜５７℃、臭素指数が９０〜１００である請求項１に記載の石油燃焼機器用燃料組成物。
【請求項３】
密度（１５℃）が０．８７〜０．８９ｇ／ｃｍ3、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２２０℃、炭素数９の芳香族分が８０容量％以上、炭素数１１の芳香族分が０．１容量％以下である炭化水素組成物を２〜１０容量％、密度（１５℃）が０．７８〜０．８０ｇ／ｃｍ3、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、初留点が１５０〜１７０℃、終点が１８０〜２７０℃、炭素数９の芳香族分が２．５〜５容量％、炭素数１１の芳香族分が６容量％以下である灯油基材を９０〜９８容量％配合することを特徴とする請求項１又は２に記載の石油燃焼機器用燃料組成物の製造方法。
【公開番号】特開２０１１−８４６７５（Ｐ２０１１−８４６７５Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３９７３７（Ｐ２００９−２３９７３７）
【出願日】平成２１年１０月１６日（２００９．１０．１６）
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１６日（２００９．１０．１６）
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]