Ａ重油組成物
【課題】 常温時のスラッジによるフィルター目詰まりを起こさず、かつ低温時のワックスによるフィルター目詰まりも起こさず、外燃機器、ディーゼル機器、ガスタービン機器などの燃焼機器を安定に運転することが可能で、さらに環境負荷を低減するＡ重油組成物を提供すること。
【解決手段】 酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることを特徴とするＡ重油組成物。
【解決手段】 酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満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重油組成物に関し、詳しくは、ボイラー、ディーゼル機器、ガスタービン等の燃焼機器の燃料として用いられるＡ重油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａ重油は、ボイラー等の外燃機器燃料、小型漁船や建設機械等の陸上輸送用以外のディーゼルエンジン機器燃料、ガスタービン機器燃料などとして広く用いられている。
Ａ重油を用いる各種燃焼機器には、燃料油中の異物を除去する目的で、燃料系統に目開き５〜２５０μｍのフィルターが設けられている。しかし、このような燃焼機器を冬季に使用すると、Ａ重油から析出したワックスなどにより、フィルターの閉塞が起こりやすくなる。
一方、Ａ重油には税法上１０％残留炭素分が０．２質量％以上になるように残留炭素分付与基材を含有させている。しかしながら、従来より残留炭素付与基材に起因するスラッジにより燃料フィルターが閉塞し、燃料供給が不可能となる問題がしばしば生じており、特に近年の燃料フィルターの目開き微細化により、さらに大きな問題となっている。このため、スラッジにより燃料フィルターを閉塞させない、常温におけるフィルター通油性に優れるＡ重油の要望が高まっている。
【０００３】
そこで、かかる問題を解決すべく、Ａ重油の低温流動性などの低温性能を改善するための検討が行われており、重質油の配合、残渣油の増量、低温流動性向上剤の添加などの方法が提案されている（例えば、特許文献１、２及び非特許文献１を参照）。
しかし、上述の各方法で得られるＡ重油はそれぞれ次の点で改善の余地があり、いずれもＡ重油として実用に供し得るには未だ十分とは言えない。すなわち、重質油の増配合はワックス析出点（曇り点）の悪化につながり、残渣油の増量は燃焼ガス中の煤塵量の増加の原因となり得るばかりか、他基材との溶解性が悪化し、常温時のスラッジ生成に伴うフィルター通油性が懸念される。また、低温流動性向上剤の性能は、使用基材との相性によるところが多く、単に添加するだけではＡ重油として充分な低温性能を得ることは困難である。
【特許文献１】特開平９−３３３５８３号公報
【特許文献２】特開平７−９７５８１号公報
【非特許文献１】野村宏次，「舶用燃料の科学」，成山堂，１９９４年，ｐ．１６４−１６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、常温時のスラッジによるフィルター目詰まりを起こさず、かつ低温時のワックスによるフィルター目詰まりも起こさず、さらに燃焼性、潤滑性もよく、外燃機器、ディーゼル機器、ガスタービン機器などの燃焼機器を安定に運転することが可能なＡ重油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の性状を有するＡ重油組成物により上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることを特徴とするＡ重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物を含有することを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物がカルボン酸の多価アルコールエステルであることを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物が動植物油脂であることを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
また本発明は、動植物油脂がパーム油、大豆油、ナタネ油、又はひまわり油であることを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物の含有割合が、Ａ重油組成物全量に対して１〜２０容量％であることを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
さらに本発明は、含酸素化合物を残留炭素付与用基材として使用することを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のＡ重油組成物は、常温でのフィルター通油性、低温性能、燃焼性、潤滑性、安全性等の性能がバランスよく高められたものである。従って、本発明のＡ重油組成物は、ボイラー等の外燃機器、小型漁船や建設機械等の陸上輸送用以外のディーゼルエンジン機器、ガスタービン機器などの燃料として非常に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明のＡ重油組成物は、酸素含有量が０．１質量％以上であることが必要である。Ａ重油燃焼時の重質炭化水素分由来の燃え残りを減らすには含酸素化合物を含有することが有効であることから、酸素含有量は０．１質量％以上が必要であり、好ましくは０．２質量％以上であり、より好ましくは０．３質量％以上である。
なお、ここでいう酸素含有量とは、ＡＳＴＭ Ｄ５６２２−９５「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｔａｌ Ｏｘｙｇｅｎ ｉｎ Ｇａｓｏｌｉｎｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌｓ ｂｙ Ｒｅｄｕｃｔｉｖｅ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ」により得られた値を指す。
【０００８】
本発明のＡ重油組成物は、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上であることが必要である。本発明のＡ重油組成物の赤外分光分析法による分析例を図１に示す。赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１および１１５０〜１１７０ｃｍ−１の吸収はエステル系化合物に由来するものであり、１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度（図１のｂ）と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度（図１のａ）の比（ｂ／ａ）が１以上であることが必要であり、好ましくは１．５以上、より好ましくは２以上である。１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が大きくなると、Ａ重油組成物の燃焼時における重質炭化水素分由来の燃え残りを減らすことができるので有効である。一方、常温での通油性の点から、ｂ／ａは５以下であることが好ましく、より好ましくは４．５以下である。
ここでいう赤外分光分析法とは、試料に赤外線を照射した際、各化合物の官能基が特定の波長（波数）の赤外光を吸収することを利用し、横軸に波数、縦軸に吸光度をとって各化合物の定性、定量を行う分析方法であり、分析条件は以下のとおりである。
測定範囲：４００〜４０００ｃｍ−１
分解能：４ｃｍ−１
使用セル：ＫＢｒセル（厚さ０．０５ｍｍ）
【０００９】
本発明のＡ重油組成物は、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることが必要である。熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃以上であると、Ａ重油燃焼時において重質炭化水素分に由来する燃え残りが増加するため好ましくない。
なお、ここでいう熱重量−示差熱分析とは、試料を所定の温度条件で昇温し、気化・熱分解等に伴う重量減少と気化・酸化・熱分解等に伴う熱量の変化を同時に計測する分析方法である。具体的には、試料約５ｍｇを内径５ｍｍのアルミニウム製パンに量りとり、ＲＩＧＡＫＵ製Ｔｈｅｒｍｏｆｌｅｘ ＴＡＳ３００にセットする。次に、試料を室温から１０００℃まで１００℃／分で昇温する。そして発熱が終わったところの温度を燃えきり温度と定義した。
【００１０】
本発明のＡ重油組成物は含酸素化合物を含有することが好ましい。かかる含酸素化合物としては、例えばカルボン酸の多価アルコールエステルが該当する。
カルボン酸としてはカプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノレン酸，リノール酸、オレイン酸、ヘキサデセン酸等が挙げられる。
一方、多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、グリセリンおよび各々のポリマー、共重合体、また、アルカノールアミン類、およびアルカノールアミン類とグリコール類との共重合体等が挙げられる。
【００１１】
これらのカルボン酸の多価アルコールエステルは化学的合成手法による製造や、動物脂質部や植物種子等からの抽出等によって得られる。
化学的合成手法としては、特に限定されるものではないが、カルボン酸を塩酸、硫酸、芳香族カルボン酸、Ｌｅｗｉｓ酸等の酸性溶液下で多価アルコールと直接反応させてエステル化合物を得る方法などが挙げられる。
カルボン酸を得る方法は特に限定されるものではないが、化学的合成手法としてはＪｏｎｅｓ試薬を用いた一級アルコールの酸化、塩基性酸化銀を用いたアルデヒドの酸化、過マンガン酸カリウム水溶液を用いた１−アルケンの酸化的開裂、Ｇｒｉｇｎａｒｄ試薬を用いたハロゲン化アルキル化合物のカルボキシル化等が挙げられる。
【００１２】
本発明のＡ重油組成物に含有される含酸素化合物は、燃焼性向上に寄与するエステル基含有量の観点から、特に動植物油脂であることが好ましい。
本発明において言う動植物油脂とは、動物の脂肪組織に含まれる油脂分または植物体に含まれる油脂分を抽出したものであり、主成分は脂肪酸とグリセリンから成るトリアシルグリセリドで、他にモノ・ジアシルグリセリド、ビタミン、コレステロール、トコフェノール、植物ステロール等を含む。
動物油脂の原料は特に制限はなく、牛脂、牛乳脂質（バター）、豚油、羊油、鯨油、魚油、肝油、馬油、鶏油等が挙げられる。
植物油脂の原料は特に制限はなく、ココヤシ、パームヤシ、オリーブ、パーム、大豆、菜種、ひまわり、ごま、べにばな、落花生、綿実、米ぬか、とうもろこし等が挙げられる。
本発明に用いられる含酸素化合物としては、燃焼性の点で含酸素量が多いことが好ましく、動植物油脂の原料としては、特にパーム油、ナタネ油、ひまわり油、大豆油であることが好ましい。
【００１３】
本発明において、含酸素化合物は、税法上および燃焼性の観点から残留炭素付与用基材として含有させることが好ましい。
含酸素化合物の含有割合は、税法上Ａ重油の１０％残留炭素分が０．２質量％以上である点から、１容量％以上であることが好ましい。一方、溶解性の観点から上限は２０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く、１０容量％以下であることがさらに好ましい。
本発明のＡ重油組成物における残留炭素付与用基材としては、従来の残留炭素付与用基材よりも燃焼性が良い（煤塵低減となる）ことから動植物油脂が特に好ましい。
【００１４】
また、本発明のＡ重油組成物は、前述の含酸素化合物以外の残留炭素付与用基材として、常圧残油、残油脱硫重油、減圧残油、スラリー油、エキストラクト油等をさらに含有してもよい。これらの残留炭素分付与用基材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上併用して用いることができる。ここで、常圧残油とは、常圧蒸留装置で原油を常圧において蒸留して得られる残油である。残油脱硫重油とは、残油脱硫装置において常圧残油または減圧残油を脱硫したときに得られる重油である。減圧残油とは、減圧蒸留装置で常圧残油を減圧下で蒸留して得られる残油である。スラリー油とは、流動接触分解装置から得られる残油である。エキストラクト油とは、潤滑油原料用減圧蒸留装置からの留分を、溶剤抽出法により抽出分離したもののうち潤滑油に適さない芳香族成分のことである。
【００１５】
本発明のＡ重油組成物を構成する基材の性状及び含有量に関しては、Ａ重油組成物の酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることを満たす限りにおいては特に制限されない。好ましい基材としては、直留軽油留分またはその脱硫軽油留分、直留灯油留分またはその脱硫灯油留分、水素化分解軽油、水素化分解灯油、残油脱硫軽油留分、水素化脱硫軽油留分または水素化精製軽油留分の抽出によりノルマルパラフィン分を除去した残分である脱ノルマルパラフィン軽油留分、重質軽油留分、減圧軽油を脱硫した軽油、流動接触分解軽油、流動接触分解灯油が挙げられる。これらの基材は、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
本発明のＡ重油組成物は、低温流動性向上剤を含有することが好ましい。低温流動性向上剤の種類は特に限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体に代表されるエチレン−不飽和エステル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、アルキルフマレート−不飽和エステル共重合体、アルキルイタコネート−不飽和エステル共重合体等のポリマー型添加剤、油溶性分散型添加剤、フタル酸、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ酢酸等の酸又はその酸無水物とヒドロカルビル置換アミンとの反応生成物からなる極性窒素化合物、アルケニルコハク酸等が挙げられる。これらの低温流動性向上剤は、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を組み合わせてもよい。
低温流動性向上剤の含有量は、１０００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、７００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、５００ｍｇ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。低温流動性向上剤の含有量を１０００ｍｇ／Ｌより多くしても、含有量に見合う低温性能の更なる向上効果が得られない。
【００１７】
本発明のＡ重油組成物は、低温流動性向上剤以外の添加剤として、セタン価向上剤、酸化防止剤、安定化剤、分散剤、金属不活性化剤、微生物殺菌剤、助燃剤、帯電防止剤、識別剤、着色剤等の各種添加剤を含有することもできる。
上述の添加剤（低温流動性向上剤を含む）は、常法に従い合成したものを用いてもよく、また市販の添加剤を用いてもよい。なお、市販されている添加剤は、その添加剤が目的としている効果に寄与する有効成分を適当な溶剤で希釈している場合もある。有効成分が希釈されている市販添加剤を使用する場合には、Ａ重油組成物中の性状が上記の条件を満たすように市販添加剤を添加することが好ましい。なお、低温流動性向上剤を除く添加量としては任意であるが、Ａ重油組成物全量基準で０．５質量％以下、好ましくは０．２質量％以下であるのが通常である。
【００１８】
本発明のＡ重油組成物は、酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であれば、他の性状は特に限定されないが、以下の性状を有していることが好ましい。
【００１９】
本発明のＡ重油組成物の１５℃における密度は特に限定されないが、発熱量の点から、８３０ｋｇ／ｍ３以上であることが好ましい。
なお、本発明でいう１５℃における密度とは、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」で測定される値である。
【００２０】
本発明のＡ重油組成物の引火点は、取り扱い上の安全性の点から、６０℃以上であることが好ましく、より好ましくは６２℃以上である。
なお、本発明でいう引火点とは、ＪＩＳ Ｋ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法」のペンスキーマルテン密閉式で測定される値を意味する。
【００２１】
本発明のＡ重油組成物の動粘度は特に限定されないが、冬季に燃料をタンクから燃焼機器へ問題なく供給し、バーナー燃焼において良好な噴霧・気化を行うという観点から、５０℃における動粘度が１．７〜５.０ｍｍ２／ｓであることが好ましい。
なお、本発明でいう５０℃における動粘度とは、ＪＩＳ Ｋ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法」で測定される値を意味する。
【００２２】
本発明のＡ重油組成物の蒸留性状は特に限定されないが、１０容量％留出温度は１７０〜２５０℃、５０容量％留出温度は２３０〜３２０℃、９０容量％留出温度は２８０〜３８０℃であることが好ましい。
Ａ重油組成物の１０容量％留出温度（以下、「Ｔ１０」という。）は、引火点低下による安全性への影響から、１７０℃以上であることが好ましく、１７３℃以上であることがより好ましく、１７５℃以上であることがさらに好ましい。一方、低温性能の点から、Ｔ１０は、２５０℃以下であることが好ましく、２４５℃以下であることがより好ましい。
Ａ重油組成物の５０容量％留出温度（以下、「Ｔ５０」という。）は、２３０℃以上であることが好ましく、２３５℃以上であることがより好ましい。Ｔ５０が２３０℃未満の場合は発熱量が悪化する傾向にある。一方、燃焼性の点から、Ｔ５０は、３２０℃以下であることが好ましく、３１５℃以下であることがより好ましい。
Ａ重油組成物の９０容量％留出温度（以下、「Ｔ９０」という。）は、３８０℃以下であることが好ましく、３７５℃以下であることがより好ましく、３７０℃以下であることがさらに好ましい。終点が３８０℃を超える場合、気化が進みにくく、完全燃焼し難い傾向にある。また、ワックス含有量が多すぎて低温流動性向上剤の効果が現れにくい。一方、Ｔ９０は、発熱量の点から、２８０℃以上であることが好ましく、２８５℃以上であることがより好ましく、２９０℃以上であることがさらに好ましい。
さらに、Ａ重油組成物のその他の蒸留性状に関し、初留点は、引火点低下による安全性への影響から１５０℃以上であることが好ましい。また、９５容量％留出温度（以下、「Ｔ９５」という）は、燃焼性の点から、４００℃以下であることが好ましく、３９０℃以下であることがより好ましい。
なお、本発明でいう初留点、Ｔ１０、Ｔ５０、Ｔ９０及びＴ９５は、それぞれＪＩＳ Ｋ ２２５４「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」により測定される値を意味する。
【００２３】
また、本発明のＡ重油組成物のセタン指数は、４０以上であることが好ましく、より好ましくは４２以上である。セタン指数が４０未満の場合は、ディーゼルエンジンの着火性が悪化するため好ましくない。
なお、本発明でいうセタン指数は、ＪＩＳ Ｋ ２２８０「石油製品−燃料油−オクタン価及びセタン価試験方法並びにセタン指数算出方法」により測定される値を意味する。
【００２４】
また、本発明のＡ重油組成物の１０％残留炭素分は、０．２〜１．０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．２〜０．８質量％、さらに好ましくは０．２〜０．６質量％である。１０％残留炭素分が１．０質量％より多い場合は燃焼排ガス中の煤塵量が多くなったり、バーナーが汚れやすくなる。一方１０％残留炭素分の下限は、Ａ重油の免税条件上、０．２質量％以上であることが必要である。
なお、本発明でいう１０％残留炭素分は、ＪＩＳ Ｋ ２２７０「原油および石油製品−残留炭素分試験方法」により測定される値を意味する。
【００２５】
本発明のＡ重油組成物の硫黄分は特に限定されないが、燃焼排出ガス中の硫黄酸化物抑制、及び機器に装着されている排ガス後処理用触媒の寿命の点から、組成物全量を基準として、１．０質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以下であることが更に好ましく、０．３質量％以下であることが一層好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。
なお、本発明でいう硫黄分とは、ＪＩＳ Ｋ ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定される値を意味する。
【００２６】
本発明のＡ重油組成物の窒素分は特に限定されないが、燃焼排出ガス中の窒素酸化物抑制の点から、組成物全量を基準として、０．０３質量％以下であることが好ましい。
なお、本発明でいう窒素分とは、ＪＩＳ Ｋ ２６０９「原油及び石油製品−窒素分試験方法」により測定される値を意味する。
【００２７】
本発明のＡ重油組成物の水分は、５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、４００質量ｐｐｍ以下であることがより好ましい。水分が５００質量ｐｐｍより多い場合、冬季では氷となって析出し、金属腐食やフィルター目詰まりを引き起こす傾向にある。
なお、本発明でいう水分とは、ＪＩＳ Ｋ２２７５「原油及び石油製品−水分試験方法」のカールフィッシャー式容量滴定法で測定される値を意味する。
【００２８】
本発明のＡ重油組成物の曇り点は、０℃以下であることが好ましく、−１℃以下であることがより好ましく、−２℃以下であることがさらに好ましい。曇り点が０℃より高い場合は、冬季にタンク内でワックスが析出し、供給されるライン内燃料のワックス量が増え、ライン閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう曇り点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定される値を意味する。
【００２９】
本発明のＡ重油組成物の目詰まり点は、０℃以下であることが好ましく、より好ましくは−３℃以下、さらに好ましくは−５℃以下である。目詰まり点が０℃より高い場合は、冬季にポンプやバーナーのフィルター閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう目詰まり点は、ＪＩＳ Ｋ ２２８８「軽油−目詰まり点試験方法」をＡ重油に適用して測定される値を意味する。
【００３０】
本発明の流動点は、−５℃以下であることが好ましく、より好ましくは−８℃以下、さらに好ましくは−１０℃以下である。流動点が−５℃より高い場合は、冬季に燃料の流動性が低下し、燃焼機器への供給が滞るため好ましくない。
なお、本発明でいう流動点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定される値を意味する。
【００３１】
本発明の修正目詰まり点は、０℃以下であることが好ましく、より好ましくは−３℃以下、さらに好ましくは−５℃以下である。修正目詰まり点が０℃より高い場合は、冬季にポンプやバーナーのフィルター閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう修正目詰まり点は、石油学会規格 ＪＰＩ−５S−４７−９６「Ａ重油の低温流動性試験方法」の解説に記載の修正法４で測定される値を意味する。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３３】
［実施例１〜１２、比較例１〜２］
実施例１〜１２及び比較例１〜２においては、それぞれ表１、２に示す基材、並びに低温流動性向上剤Ａ（油溶性分散型添加剤）及び低温流動性向上剤Ｂ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）を用いて、表３に示す組成を有するＡ重油組成物を調製した。表１、２には基材の諸性状を、表３には各基材の配合割合とＡ重油組成物の諸性状を示す。
【００３４】
表１、２、３に示す諸性状は以下の分析法により測定した。
１５℃における密度は、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定した。
引火点（ＣＯＣ、ＰＭ）は、それぞれＪＩＳ Ｋ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法」のクリーブランド開放式、ペンスキーマルテン密閉式により測定した。
３０℃、５０℃、１００℃における動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法」により測定した。
初留点、Ｔ１０、Ｔ５０、Ｔ９０、Ｔ９５は、それぞれＪＩＳ Ｋ ２２５４「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」により測定した。
セタン指数は、ＪＩＳ Ｋ ２２８０「石油製品−燃料油−オクタン価及びセタン価試験方法並びにセタン指数算出方法」により測定した。
硫黄分は、ＪＩＳ Ｋ ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定した。
窒素分は、ＪＩＳ Ｋ ２６０９「原油及び石油製品−窒素分試験方法」により測定した。
水分（ＫＦ）は、ＪＩＳ Ｋ２２７５「原油及び石油製品−水分試験方法」のカールフィッシャー式容量滴定法により測定した。
曇り点および流動点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定した。
目詰まり点は、ＪＩＳ Ｋ ２２８８「軽油−目詰まり点試験方法」をＡ重油に適用して測定した。
修正目詰まり点は、石油学会規格 ＪＰＩ−５Ｓ−４７−９６「Ａ重油の低温流動性試験方法」の解説に記載の修正法４により測定した。
残留炭素分および１０％残留炭素分は、ＪＩＳ Ｋ ２２７０「原油および石油製品−残留炭素分試験方法」により測定した。
元素分析（炭素、水素、窒素）は、石油学会規格 ＪＰＩ−５Ｓ−６５−２００４「石油製品−炭素分，水素分及び窒素分試験方法」により測定した。
元素分析（酸素）は、ＡＳＴＭ Ｄ５６２２−９５「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｔａｌ Ｏｘｙｇｅｎ ｉｎ Ｇａｓｏｌｉｎｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌｓ ｂｙ Ｒｅｄｕｃｔｉｖｅ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ」により測定した。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
次に、実施例１〜１２及び比較例１〜２のＡ重油組成物について、低温性能評価試験を以下の方法で実施した。
【００３９】
（常温通油性評価試験）
試料容器として、２０Ｌペール缶を用意し、ペール缶の上面に試料吸引管を差し込む穴を設けた。穴の形成位置は、上面の中心と外周上の点とを結ぶ直線の中点とした。一方、試料吸引管として外径１０ｍｍの銅管を用意し、その一端をシリコンゴム管を介してフィルター（日本濾過器株式会社製フューエルフィルタ、型番２７６２３７、通油面積２．０±０．１ｃｍ２）の入口に接続した。また、フィルターの出口を銅管を介して吸引ポンプに接続した。吸引ポンプは、通油量を１〜１０Ｌ／ｈｒの範囲内で調節可能なものを用いた。
次に、温度が２０〜２５℃の試料（Ａ重油組成物）約１０Ｌを上記のペール缶に入れ、ペール缶の上面の穴に試料吸引管付き蓋をした後、ペール缶とフィルターとを低温恒温槽内に収容し、ポンプを駆動させ、通油量が５．０±０．２Ｌ／ｈｒとなるようにポンプ圧力を調節した。低温恒温槽としては、プログラム温度調節機能を備え、温度精度±０．５℃以内で調節可能な恒温槽を用いた。
ペール缶とフィルターとを低温恒温槽に収容した後、低温恒温槽内を所定の温度プロファイルで冷却し、吸引ポンプを駆動させた。より具体的には、初期温度２０℃で２時間保持した後、ポンプを駆動して開始する。圧力計で圧力を測定して通油限界を判定した。通油限界の判定は、保持温度で差圧が２６．６ｋＰａ（２００ｍｍＨｇ）に達する時間を測定した。
通油性が悪い場合は、フィルタ目詰まりを起こし、短時間で差圧が上昇するのに対し、通油性の良好なＡ重油は差圧が上昇するまでの時間が長い。６０分経過しても２６．６ｋＰａに達しない場合を良好（○）、６０分未満で２６．６ｋＰａに達した場合を不良（×）と判断した。得られた結果を表４に示す。
【００４０】
（低温通油性評価試験）
試料容器として、２０Ｌペール缶を用意し、ペール缶の上面に試料吸引管を差し込む穴を設けた。穴の形成位置は、上面の中心と外周上の点とを結ぶ直線の中点とした。一方、試料吸引管として外径１０ｍｍの銅管を用意し、その一端をシリコンゴム管を介してフィルター（ネポン株式会社製、コードＮｏ．１２０２６７）の入口に接続した。また、フィルターの出口を銅管を介して吸引ポンプに接続した。吸引ポンプは、通油量を１〜１０Ｌ／ｈｒの範囲内で調節可能なものを用いた。
次に、温度が２０〜２５℃の試料（Ａ重油組成物）約１５Ｌを上記のペール缶に入れ、ペール缶の上面の穴に試料吸引管付き蓋をした後、ペール缶とフィルターとを低温恒温槽内に収容し、ポンプを駆動させ、通油量が９．５±０．２Ｌ／ｈｒとなるようにポンプ圧力を調整した。低温恒温槽としては、プログラム温度調節機能を備え、温度制度±０．５℃以内で−３０℃以下まで冷却可能な恒温槽を用いた。
ペール缶とフィルターとを低温恒温槽に収容した後、低温恒温槽内を所定の温度プロファイルで冷却し、吸引ポンプを駆動させた。より具体的には、試料の曇り点より８℃高い温度から冷却速度１℃／ｈｒで所定の温度まで冷却した。その温度で３時間保持し、圧力計で圧力を測定して通油限界を判定した。通油限界の判定は、保持温度で６０分間通油中に差圧が３３ｋＰａ（２５０ｍｍＨｇ）以下である場合を合格、３３ｋＰａを超えた場合を不合格とし、不合格となるまで１℃間隔で保持温度を低くして試験を繰り返した。
判定が不合格となった最高温度（目詰まり温度）を低温性能の評価の指標とした。なお、試料は試験ごとに新油に取り替えた。目詰まり温度が−５℃以下を良好（○）、−４℃以上を不良（×）と判断した。得られた結果を表４に示す。
【００４１】
（燃焼性評価試験）
燃焼性は、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度で評価を行った。
試料約５ｍｇを内径５ｍｍのアルミニウム製パンに量りとり、ＲＩＧＡＫＵ製Ｔｈｅｒｍｏｆｌｅｘ ＴＡＳ３００にセットする。次に、試料を室温から１０００℃まで１００℃／分で昇温する。そして発熱が終わったところの温度を燃えきり温度とする。燃えきり温度が６００℃未満を燃料性良好（○）、６００℃以上を燃料性不良（×）と判断した。
【００４２】
（潤滑性評価試験）
潤滑性は、社団法人石油学会から発行されている石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ−５０−９８「軽油−潤滑性試験方法」に準拠して測定したＨＦＲＲ（ＷＳ１．４）で評価した。
まず試料を試料浴に入れ、２５℃に保持する。試験鋼球を試験鋼球固定台に固定して、水平方向に取り付けた試験円板に荷重（２Ｎ）をかけて押しつける。試験円板と接触しながら往復運動する部分が、試料浴内で完全に試料に浸漬した状態で、試験鋼球を５０Ｈｚで７５分間振動させ、試験鋼球に発生した摩耗痕径の水平方向（Ｘ値）と垂直方向（Ｙ値）を標準水蒸気圧での値（ＷＳ１．４）に換算し、潤滑性の尺度とする。単位はマイクロメーター（μｍ）である。潤滑性の効果有無は、残留炭素付与用基材配合前のベース燃料に対して摩耗痕径の改善幅（Δ：ベース燃料の摩耗痕径−残留炭素付与用基材配合後の燃料油の摩耗痕径）が５０μｍ以上あれば良（○）、５０μｍ未満の場合は否（×）と判断した。
【００４３】
【表４】
【００４４】
表４に示したように、実施例１〜１２のＡ重油組成物は、いずれも常温でのフィルタ通油性に優れており、低温性能、燃焼性、潤滑性及び安全性も含めてＡ重油組成物としての性能を十分に満足していることが確認された。
一方、比較例１〜２のＡ重油組成物は常温通油性に劣るか、燃えきり温度が高いか、または潤滑性改善効果がなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のＡ重油組成物の赤外分光分析法による分析例である。
【技術分野】
【０００１】
本発明はＡ重油組成物に関し、詳しくは、ボイラー、ディーゼル機器、ガスタービン等の燃焼機器の燃料として用いられるＡ重油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａ重油は、ボイラー等の外燃機器燃料、小型漁船や建設機械等の陸上輸送用以外のディーゼルエンジン機器燃料、ガスタービン機器燃料などとして広く用いられている。
Ａ重油を用いる各種燃焼機器には、燃料油中の異物を除去する目的で、燃料系統に目開き５〜２５０μｍのフィルターが設けられている。しかし、このような燃焼機器を冬季に使用すると、Ａ重油から析出したワックスなどにより、フィルターの閉塞が起こりやすくなる。
一方、Ａ重油には税法上１０％残留炭素分が０．２質量％以上になるように残留炭素分付与基材を含有させている。しかしながら、従来より残留炭素付与基材に起因するスラッジにより燃料フィルターが閉塞し、燃料供給が不可能となる問題がしばしば生じており、特に近年の燃料フィルターの目開き微細化により、さらに大きな問題となっている。このため、スラッジにより燃料フィルターを閉塞させない、常温におけるフィルター通油性に優れるＡ重油の要望が高まっている。
【０００３】
そこで、かかる問題を解決すべく、Ａ重油の低温流動性などの低温性能を改善するための検討が行われており、重質油の配合、残渣油の増量、低温流動性向上剤の添加などの方法が提案されている（例えば、特許文献１、２及び非特許文献１を参照）。
しかし、上述の各方法で得られるＡ重油はそれぞれ次の点で改善の余地があり、いずれもＡ重油として実用に供し得るには未だ十分とは言えない。すなわち、重質油の増配合はワックス析出点（曇り点）の悪化につながり、残渣油の増量は燃焼ガス中の煤塵量の増加の原因となり得るばかりか、他基材との溶解性が悪化し、常温時のスラッジ生成に伴うフィルター通油性が懸念される。また、低温流動性向上剤の性能は、使用基材との相性によるところが多く、単に添加するだけではＡ重油として充分な低温性能を得ることは困難である。
【特許文献１】特開平９−３３３５８３号公報
【特許文献２】特開平７−９７５８１号公報
【非特許文献１】野村宏次，「舶用燃料の科学」，成山堂，１９９４年，ｐ．１６４−１６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、常温時のスラッジによるフィルター目詰まりを起こさず、かつ低温時のワックスによるフィルター目詰まりも起こさず、さらに燃焼性、潤滑性もよく、外燃機器、ディーゼル機器、ガスタービン機器などの燃焼機器を安定に運転することが可能なＡ重油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の性状を有するＡ重油組成物により上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることを特徴とするＡ重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物を含有することを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物がカルボン酸の多価アルコールエステルであることを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物が動植物油脂であることを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
また本発明は、動植物油脂がパーム油、大豆油、ナタネ油、又はひまわり油であることを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
また本発明は、含酸素化合物の含有割合が、Ａ重油組成物全量に対して１〜２０容量％であることを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
さらに本発明は、含酸素化合物を残留炭素付与用基材として使用することを特徴とする前記記載のＡ重油組成物に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のＡ重油組成物は、常温でのフィルター通油性、低温性能、燃焼性、潤滑性、安全性等の性能がバランスよく高められたものである。従って、本発明のＡ重油組成物は、ボイラー等の外燃機器、小型漁船や建設機械等の陸上輸送用以外のディーゼルエンジン機器、ガスタービン機器などの燃料として非常に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明のＡ重油組成物は、酸素含有量が０．１質量％以上であることが必要である。Ａ重油燃焼時の重質炭化水素分由来の燃え残りを減らすには含酸素化合物を含有することが有効であることから、酸素含有量は０．１質量％以上が必要であり、好ましくは０．２質量％以上であり、より好ましくは０．３質量％以上である。
なお、ここでいう酸素含有量とは、ＡＳＴＭ Ｄ５６２２−９５「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｔａｌ Ｏｘｙｇｅｎ ｉｎ Ｇａｓｏｌｉｎｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌｓ ｂｙ Ｒｅｄｕｃｔｉｖｅ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ」により得られた値を指す。
【０００８】
本発明のＡ重油組成物は、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上であることが必要である。本発明のＡ重油組成物の赤外分光分析法による分析例を図１に示す。赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１および１１５０〜１１７０ｃｍ−１の吸収はエステル系化合物に由来するものであり、１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度（図１のｂ）と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度（図１のａ）の比（ｂ／ａ）が１以上であることが必要であり、好ましくは１．５以上、より好ましくは２以上である。１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が大きくなると、Ａ重油組成物の燃焼時における重質炭化水素分由来の燃え残りを減らすことができるので有効である。一方、常温での通油性の点から、ｂ／ａは５以下であることが好ましく、より好ましくは４．５以下である。
ここでいう赤外分光分析法とは、試料に赤外線を照射した際、各化合物の官能基が特定の波長（波数）の赤外光を吸収することを利用し、横軸に波数、縦軸に吸光度をとって各化合物の定性、定量を行う分析方法であり、分析条件は以下のとおりである。
測定範囲：４００〜４０００ｃｍ−１
分解能：４ｃｍ−１
使用セル：ＫＢｒセル（厚さ０．０５ｍｍ）
【０００９】
本発明のＡ重油組成物は、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることが必要である。熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃以上であると、Ａ重油燃焼時において重質炭化水素分に由来する燃え残りが増加するため好ましくない。
なお、ここでいう熱重量−示差熱分析とは、試料を所定の温度条件で昇温し、気化・熱分解等に伴う重量減少と気化・酸化・熱分解等に伴う熱量の変化を同時に計測する分析方法である。具体的には、試料約５ｍｇを内径５ｍｍのアルミニウム製パンに量りとり、ＲＩＧＡＫＵ製Ｔｈｅｒｍｏｆｌｅｘ ＴＡＳ３００にセットする。次に、試料を室温から１０００℃まで１００℃／分で昇温する。そして発熱が終わったところの温度を燃えきり温度と定義した。
【００１０】
本発明のＡ重油組成物は含酸素化合物を含有することが好ましい。かかる含酸素化合物としては、例えばカルボン酸の多価アルコールエステルが該当する。
カルボン酸としてはカプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノレン酸，リノール酸、オレイン酸、ヘキサデセン酸等が挙げられる。
一方、多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、グリセリンおよび各々のポリマー、共重合体、また、アルカノールアミン類、およびアルカノールアミン類とグリコール類との共重合体等が挙げられる。
【００１１】
これらのカルボン酸の多価アルコールエステルは化学的合成手法による製造や、動物脂質部や植物種子等からの抽出等によって得られる。
化学的合成手法としては、特に限定されるものではないが、カルボン酸を塩酸、硫酸、芳香族カルボン酸、Ｌｅｗｉｓ酸等の酸性溶液下で多価アルコールと直接反応させてエステル化合物を得る方法などが挙げられる。
カルボン酸を得る方法は特に限定されるものではないが、化学的合成手法としてはＪｏｎｅｓ試薬を用いた一級アルコールの酸化、塩基性酸化銀を用いたアルデヒドの酸化、過マンガン酸カリウム水溶液を用いた１−アルケンの酸化的開裂、Ｇｒｉｇｎａｒｄ試薬を用いたハロゲン化アルキル化合物のカルボキシル化等が挙げられる。
【００１２】
本発明のＡ重油組成物に含有される含酸素化合物は、燃焼性向上に寄与するエステル基含有量の観点から、特に動植物油脂であることが好ましい。
本発明において言う動植物油脂とは、動物の脂肪組織に含まれる油脂分または植物体に含まれる油脂分を抽出したものであり、主成分は脂肪酸とグリセリンから成るトリアシルグリセリドで、他にモノ・ジアシルグリセリド、ビタミン、コレステロール、トコフェノール、植物ステロール等を含む。
動物油脂の原料は特に制限はなく、牛脂、牛乳脂質（バター）、豚油、羊油、鯨油、魚油、肝油、馬油、鶏油等が挙げられる。
植物油脂の原料は特に制限はなく、ココヤシ、パームヤシ、オリーブ、パーム、大豆、菜種、ひまわり、ごま、べにばな、落花生、綿実、米ぬか、とうもろこし等が挙げられる。
本発明に用いられる含酸素化合物としては、燃焼性の点で含酸素量が多いことが好ましく、動植物油脂の原料としては、特にパーム油、ナタネ油、ひまわり油、大豆油であることが好ましい。
【００１３】
本発明において、含酸素化合物は、税法上および燃焼性の観点から残留炭素付与用基材として含有させることが好ましい。
含酸素化合物の含有割合は、税法上Ａ重油の１０％残留炭素分が０．２質量％以上である点から、１容量％以上であることが好ましい。一方、溶解性の観点から上限は２０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く、１０容量％以下であることがさらに好ましい。
本発明のＡ重油組成物における残留炭素付与用基材としては、従来の残留炭素付与用基材よりも燃焼性が良い（煤塵低減となる）ことから動植物油脂が特に好ましい。
【００１４】
また、本発明のＡ重油組成物は、前述の含酸素化合物以外の残留炭素付与用基材として、常圧残油、残油脱硫重油、減圧残油、スラリー油、エキストラクト油等をさらに含有してもよい。これらの残留炭素分付与用基材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上併用して用いることができる。ここで、常圧残油とは、常圧蒸留装置で原油を常圧において蒸留して得られる残油である。残油脱硫重油とは、残油脱硫装置において常圧残油または減圧残油を脱硫したときに得られる重油である。減圧残油とは、減圧蒸留装置で常圧残油を減圧下で蒸留して得られる残油である。スラリー油とは、流動接触分解装置から得られる残油である。エキストラクト油とは、潤滑油原料用減圧蒸留装置からの留分を、溶剤抽出法により抽出分離したもののうち潤滑油に適さない芳香族成分のことである。
【００１５】
本発明のＡ重油組成物を構成する基材の性状及び含有量に関しては、Ａ重油組成物の酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることを満たす限りにおいては特に制限されない。好ましい基材としては、直留軽油留分またはその脱硫軽油留分、直留灯油留分またはその脱硫灯油留分、水素化分解軽油、水素化分解灯油、残油脱硫軽油留分、水素化脱硫軽油留分または水素化精製軽油留分の抽出によりノルマルパラフィン分を除去した残分である脱ノルマルパラフィン軽油留分、重質軽油留分、減圧軽油を脱硫した軽油、流動接触分解軽油、流動接触分解灯油が挙げられる。これらの基材は、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
本発明のＡ重油組成物は、低温流動性向上剤を含有することが好ましい。低温流動性向上剤の種類は特に限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体に代表されるエチレン−不飽和エステル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、アルキルフマレート−不飽和エステル共重合体、アルキルイタコネート−不飽和エステル共重合体等のポリマー型添加剤、油溶性分散型添加剤、フタル酸、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ酢酸等の酸又はその酸無水物とヒドロカルビル置換アミンとの反応生成物からなる極性窒素化合物、アルケニルコハク酸等が挙げられる。これらの低温流動性向上剤は、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を組み合わせてもよい。
低温流動性向上剤の含有量は、１０００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、７００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、５００ｍｇ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。低温流動性向上剤の含有量を１０００ｍｇ／Ｌより多くしても、含有量に見合う低温性能の更なる向上効果が得られない。
【００１７】
本発明のＡ重油組成物は、低温流動性向上剤以外の添加剤として、セタン価向上剤、酸化防止剤、安定化剤、分散剤、金属不活性化剤、微生物殺菌剤、助燃剤、帯電防止剤、識別剤、着色剤等の各種添加剤を含有することもできる。
上述の添加剤（低温流動性向上剤を含む）は、常法に従い合成したものを用いてもよく、また市販の添加剤を用いてもよい。なお、市販されている添加剤は、その添加剤が目的としている効果に寄与する有効成分を適当な溶剤で希釈している場合もある。有効成分が希釈されている市販添加剤を使用する場合には、Ａ重油組成物中の性状が上記の条件を満たすように市販添加剤を添加することが好ましい。なお、低温流動性向上剤を除く添加量としては任意であるが、Ａ重油組成物全量基準で０．５質量％以下、好ましくは０．２質量％以下であるのが通常である。
【００１８】
本発明のＡ重油組成物は、酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であれば、他の性状は特に限定されないが、以下の性状を有していることが好ましい。
【００１９】
本発明のＡ重油組成物の１５℃における密度は特に限定されないが、発熱量の点から、８３０ｋｇ／ｍ３以上であることが好ましい。
なお、本発明でいう１５℃における密度とは、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」で測定される値である。
【００２０】
本発明のＡ重油組成物の引火点は、取り扱い上の安全性の点から、６０℃以上であることが好ましく、より好ましくは６２℃以上である。
なお、本発明でいう引火点とは、ＪＩＳ Ｋ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法」のペンスキーマルテン密閉式で測定される値を意味する。
【００２１】
本発明のＡ重油組成物の動粘度は特に限定されないが、冬季に燃料をタンクから燃焼機器へ問題なく供給し、バーナー燃焼において良好な噴霧・気化を行うという観点から、５０℃における動粘度が１．７〜５.０ｍｍ２／ｓであることが好ましい。
なお、本発明でいう５０℃における動粘度とは、ＪＩＳ Ｋ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法」で測定される値を意味する。
【００２２】
本発明のＡ重油組成物の蒸留性状は特に限定されないが、１０容量％留出温度は１７０〜２５０℃、５０容量％留出温度は２３０〜３２０℃、９０容量％留出温度は２８０〜３８０℃であることが好ましい。
Ａ重油組成物の１０容量％留出温度（以下、「Ｔ１０」という。）は、引火点低下による安全性への影響から、１７０℃以上であることが好ましく、１７３℃以上であることがより好ましく、１７５℃以上であることがさらに好ましい。一方、低温性能の点から、Ｔ１０は、２５０℃以下であることが好ましく、２４５℃以下であることがより好ましい。
Ａ重油組成物の５０容量％留出温度（以下、「Ｔ５０」という。）は、２３０℃以上であることが好ましく、２３５℃以上であることがより好ましい。Ｔ５０が２３０℃未満の場合は発熱量が悪化する傾向にある。一方、燃焼性の点から、Ｔ５０は、３２０℃以下であることが好ましく、３１５℃以下であることがより好ましい。
Ａ重油組成物の９０容量％留出温度（以下、「Ｔ９０」という。）は、３８０℃以下であることが好ましく、３７５℃以下であることがより好ましく、３７０℃以下であることがさらに好ましい。終点が３８０℃を超える場合、気化が進みにくく、完全燃焼し難い傾向にある。また、ワックス含有量が多すぎて低温流動性向上剤の効果が現れにくい。一方、Ｔ９０は、発熱量の点から、２８０℃以上であることが好ましく、２８５℃以上であることがより好ましく、２９０℃以上であることがさらに好ましい。
さらに、Ａ重油組成物のその他の蒸留性状に関し、初留点は、引火点低下による安全性への影響から１５０℃以上であることが好ましい。また、９５容量％留出温度（以下、「Ｔ９５」という）は、燃焼性の点から、４００℃以下であることが好ましく、３９０℃以下であることがより好ましい。
なお、本発明でいう初留点、Ｔ１０、Ｔ５０、Ｔ９０及びＴ９５は、それぞれＪＩＳ Ｋ ２２５４「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」により測定される値を意味する。
【００２３】
また、本発明のＡ重油組成物のセタン指数は、４０以上であることが好ましく、より好ましくは４２以上である。セタン指数が４０未満の場合は、ディーゼルエンジンの着火性が悪化するため好ましくない。
なお、本発明でいうセタン指数は、ＪＩＳ Ｋ ２２８０「石油製品−燃料油−オクタン価及びセタン価試験方法並びにセタン指数算出方法」により測定される値を意味する。
【００２４】
また、本発明のＡ重油組成物の１０％残留炭素分は、０．２〜１．０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．２〜０．８質量％、さらに好ましくは０．２〜０．６質量％である。１０％残留炭素分が１．０質量％より多い場合は燃焼排ガス中の煤塵量が多くなったり、バーナーが汚れやすくなる。一方１０％残留炭素分の下限は、Ａ重油の免税条件上、０．２質量％以上であることが必要である。
なお、本発明でいう１０％残留炭素分は、ＪＩＳ Ｋ ２２７０「原油および石油製品−残留炭素分試験方法」により測定される値を意味する。
【００２５】
本発明のＡ重油組成物の硫黄分は特に限定されないが、燃焼排出ガス中の硫黄酸化物抑制、及び機器に装着されている排ガス後処理用触媒の寿命の点から、組成物全量を基準として、１．０質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以下であることが更に好ましく、０．３質量％以下であることが一層好ましく、０．１質量％以下であることが特に好ましい。
なお、本発明でいう硫黄分とは、ＪＩＳ Ｋ ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定される値を意味する。
【００２６】
本発明のＡ重油組成物の窒素分は特に限定されないが、燃焼排出ガス中の窒素酸化物抑制の点から、組成物全量を基準として、０．０３質量％以下であることが好ましい。
なお、本発明でいう窒素分とは、ＪＩＳ Ｋ ２６０９「原油及び石油製品−窒素分試験方法」により測定される値を意味する。
【００２７】
本発明のＡ重油組成物の水分は、５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、４００質量ｐｐｍ以下であることがより好ましい。水分が５００質量ｐｐｍより多い場合、冬季では氷となって析出し、金属腐食やフィルター目詰まりを引き起こす傾向にある。
なお、本発明でいう水分とは、ＪＩＳ Ｋ２２７５「原油及び石油製品−水分試験方法」のカールフィッシャー式容量滴定法で測定される値を意味する。
【００２８】
本発明のＡ重油組成物の曇り点は、０℃以下であることが好ましく、−１℃以下であることがより好ましく、−２℃以下であることがさらに好ましい。曇り点が０℃より高い場合は、冬季にタンク内でワックスが析出し、供給されるライン内燃料のワックス量が増え、ライン閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう曇り点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定される値を意味する。
【００２９】
本発明のＡ重油組成物の目詰まり点は、０℃以下であることが好ましく、より好ましくは−３℃以下、さらに好ましくは−５℃以下である。目詰まり点が０℃より高い場合は、冬季にポンプやバーナーのフィルター閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう目詰まり点は、ＪＩＳ Ｋ ２２８８「軽油−目詰まり点試験方法」をＡ重油に適用して測定される値を意味する。
【００３０】
本発明の流動点は、−５℃以下であることが好ましく、より好ましくは−８℃以下、さらに好ましくは−１０℃以下である。流動点が−５℃より高い場合は、冬季に燃料の流動性が低下し、燃焼機器への供給が滞るため好ましくない。
なお、本発明でいう流動点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定される値を意味する。
【００３１】
本発明の修正目詰まり点は、０℃以下であることが好ましく、より好ましくは−３℃以下、さらに好ましくは−５℃以下である。修正目詰まり点が０℃より高い場合は、冬季にポンプやバーナーのフィルター閉塞が起こりやすくなるため好ましくない。
なお、本発明でいう修正目詰まり点は、石油学会規格 ＪＰＩ−５S−４７−９６「Ａ重油の低温流動性試験方法」の解説に記載の修正法４で測定される値を意味する。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３３】
［実施例１〜１２、比較例１〜２］
実施例１〜１２及び比較例１〜２においては、それぞれ表１、２に示す基材、並びに低温流動性向上剤Ａ（油溶性分散型添加剤）及び低温流動性向上剤Ｂ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）を用いて、表３に示す組成を有するＡ重油組成物を調製した。表１、２には基材の諸性状を、表３には各基材の配合割合とＡ重油組成物の諸性状を示す。
【００３４】
表１、２、３に示す諸性状は以下の分析法により測定した。
１５℃における密度は、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定した。
引火点（ＣＯＣ、ＰＭ）は、それぞれＪＩＳ Ｋ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法」のクリーブランド開放式、ペンスキーマルテン密閉式により測定した。
３０℃、５０℃、１００℃における動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法」により測定した。
初留点、Ｔ１０、Ｔ５０、Ｔ９０、Ｔ９５は、それぞれＪＩＳ Ｋ ２２５４「石油製品−蒸留試験方法−常圧法」により測定した。
セタン指数は、ＪＩＳ Ｋ ２２８０「石油製品−燃料油−オクタン価及びセタン価試験方法並びにセタン指数算出方法」により測定した。
硫黄分は、ＪＩＳ Ｋ ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定した。
窒素分は、ＪＩＳ Ｋ ２６０９「原油及び石油製品−窒素分試験方法」により測定した。
水分（ＫＦ）は、ＪＩＳ Ｋ２２７５「原油及び石油製品−水分試験方法」のカールフィッシャー式容量滴定法により測定した。
曇り点および流動点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「原油および石油製品の流動点並びに石油製品曇り点試験方法」により測定した。
目詰まり点は、ＪＩＳ Ｋ ２２８８「軽油−目詰まり点試験方法」をＡ重油に適用して測定した。
修正目詰まり点は、石油学会規格 ＪＰＩ−５Ｓ−４７−９６「Ａ重油の低温流動性試験方法」の解説に記載の修正法４により測定した。
残留炭素分および１０％残留炭素分は、ＪＩＳ Ｋ ２２７０「原油および石油製品−残留炭素分試験方法」により測定した。
元素分析（炭素、水素、窒素）は、石油学会規格 ＪＰＩ−５Ｓ−６５−２００４「石油製品−炭素分，水素分及び窒素分試験方法」により測定した。
元素分析（酸素）は、ＡＳＴＭ Ｄ５６２２−９５「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｔａｌ Ｏｘｙｇｅｎ ｉｎ Ｇａｓｏｌｉｎｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌｓ ｂｙ Ｒｅｄｕｃｔｉｖｅ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ」により測定した。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
次に、実施例１〜１２及び比較例１〜２のＡ重油組成物について、低温性能評価試験を以下の方法で実施した。
【００３９】
（常温通油性評価試験）
試料容器として、２０Ｌペール缶を用意し、ペール缶の上面に試料吸引管を差し込む穴を設けた。穴の形成位置は、上面の中心と外周上の点とを結ぶ直線の中点とした。一方、試料吸引管として外径１０ｍｍの銅管を用意し、その一端をシリコンゴム管を介してフィルター（日本濾過器株式会社製フューエルフィルタ、型番２７６２３７、通油面積２．０±０．１ｃｍ２）の入口に接続した。また、フィルターの出口を銅管を介して吸引ポンプに接続した。吸引ポンプは、通油量を１〜１０Ｌ／ｈｒの範囲内で調節可能なものを用いた。
次に、温度が２０〜２５℃の試料（Ａ重油組成物）約１０Ｌを上記のペール缶に入れ、ペール缶の上面の穴に試料吸引管付き蓋をした後、ペール缶とフィルターとを低温恒温槽内に収容し、ポンプを駆動させ、通油量が５．０±０．２Ｌ／ｈｒとなるようにポンプ圧力を調節した。低温恒温槽としては、プログラム温度調節機能を備え、温度精度±０．５℃以内で調節可能な恒温槽を用いた。
ペール缶とフィルターとを低温恒温槽に収容した後、低温恒温槽内を所定の温度プロファイルで冷却し、吸引ポンプを駆動させた。より具体的には、初期温度２０℃で２時間保持した後、ポンプを駆動して開始する。圧力計で圧力を測定して通油限界を判定した。通油限界の判定は、保持温度で差圧が２６．６ｋＰａ（２００ｍｍＨｇ）に達する時間を測定した。
通油性が悪い場合は、フィルタ目詰まりを起こし、短時間で差圧が上昇するのに対し、通油性の良好なＡ重油は差圧が上昇するまでの時間が長い。６０分経過しても２６．６ｋＰａに達しない場合を良好（○）、６０分未満で２６．６ｋＰａに達した場合を不良（×）と判断した。得られた結果を表４に示す。
【００４０】
（低温通油性評価試験）
試料容器として、２０Ｌペール缶を用意し、ペール缶の上面に試料吸引管を差し込む穴を設けた。穴の形成位置は、上面の中心と外周上の点とを結ぶ直線の中点とした。一方、試料吸引管として外径１０ｍｍの銅管を用意し、その一端をシリコンゴム管を介してフィルター（ネポン株式会社製、コードＮｏ．１２０２６７）の入口に接続した。また、フィルターの出口を銅管を介して吸引ポンプに接続した。吸引ポンプは、通油量を１〜１０Ｌ／ｈｒの範囲内で調節可能なものを用いた。
次に、温度が２０〜２５℃の試料（Ａ重油組成物）約１５Ｌを上記のペール缶に入れ、ペール缶の上面の穴に試料吸引管付き蓋をした後、ペール缶とフィルターとを低温恒温槽内に収容し、ポンプを駆動させ、通油量が９．５±０．２Ｌ／ｈｒとなるようにポンプ圧力を調整した。低温恒温槽としては、プログラム温度調節機能を備え、温度制度±０．５℃以内で−３０℃以下まで冷却可能な恒温槽を用いた。
ペール缶とフィルターとを低温恒温槽に収容した後、低温恒温槽内を所定の温度プロファイルで冷却し、吸引ポンプを駆動させた。より具体的には、試料の曇り点より８℃高い温度から冷却速度１℃／ｈｒで所定の温度まで冷却した。その温度で３時間保持し、圧力計で圧力を測定して通油限界を判定した。通油限界の判定は、保持温度で６０分間通油中に差圧が３３ｋＰａ（２５０ｍｍＨｇ）以下である場合を合格、３３ｋＰａを超えた場合を不合格とし、不合格となるまで１℃間隔で保持温度を低くして試験を繰り返した。
判定が不合格となった最高温度（目詰まり温度）を低温性能の評価の指標とした。なお、試料は試験ごとに新油に取り替えた。目詰まり温度が−５℃以下を良好（○）、−４℃以上を不良（×）と判断した。得られた結果を表４に示す。
【００４１】
（燃焼性評価試験）
燃焼性は、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度で評価を行った。
試料約５ｍｇを内径５ｍｍのアルミニウム製パンに量りとり、ＲＩＧＡＫＵ製Ｔｈｅｒｍｏｆｌｅｘ ＴＡＳ３００にセットする。次に、試料を室温から１０００℃まで１００℃／分で昇温する。そして発熱が終わったところの温度を燃えきり温度とする。燃えきり温度が６００℃未満を燃料性良好（○）、６００℃以上を燃料性不良（×）と判断した。
【００４２】
（潤滑性評価試験）
潤滑性は、社団法人石油学会から発行されている石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ−５０−９８「軽油−潤滑性試験方法」に準拠して測定したＨＦＲＲ（ＷＳ１．４）で評価した。
まず試料を試料浴に入れ、２５℃に保持する。試験鋼球を試験鋼球固定台に固定して、水平方向に取り付けた試験円板に荷重（２Ｎ）をかけて押しつける。試験円板と接触しながら往復運動する部分が、試料浴内で完全に試料に浸漬した状態で、試験鋼球を５０Ｈｚで７５分間振動させ、試験鋼球に発生した摩耗痕径の水平方向（Ｘ値）と垂直方向（Ｙ値）を標準水蒸気圧での値（ＷＳ１．４）に換算し、潤滑性の尺度とする。単位はマイクロメーター（μｍ）である。潤滑性の効果有無は、残留炭素付与用基材配合前のベース燃料に対して摩耗痕径の改善幅（Δ：ベース燃料の摩耗痕径−残留炭素付与用基材配合後の燃料油の摩耗痕径）が５０μｍ以上あれば良（○）、５０μｍ未満の場合は否（×）と判断した。
【００４３】
【表４】
【００４４】
表４に示したように、実施例１〜１２のＡ重油組成物は、いずれも常温でのフィルタ通油性に優れており、低温性能、燃焼性、潤滑性及び安全性も含めてＡ重油組成物としての性能を十分に満足していることが確認された。
一方、比較例１〜２のＡ重油組成物は常温通油性に劣るか、燃えきり温度が高いか、または潤滑性改善効果がなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のＡ重油組成物の赤外分光分析法による分析例である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることを特徴とするＡ重油組成物。
【請求項２】
含酸素化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載のＡ重油組成物。
【請求項３】
含酸素化合物がカルボン酸の多価アルコールエステルであることを特徴とする請求項２に記載のＡ重油組成物。
【請求項４】
含酸素化合物が動植物油脂であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＡ重油組成物。
【請求項５】
動植物油脂がパーム油、大豆油、ナタネ油、又はひまわり油であることを特徴とする請求項４に記載のＡ重油組成物。
【請求項６】
含酸素化合物の含有割合が、Ａ重油組成物全量に対して１〜２０容量％であることを特徴とする請求項２〜５のうちのいずれか一項に記載のＡ重油組成物。
【請求項７】
含酸素化合物を残留炭素付与用基材として使用することを特徴とする請求項２〜６のうちのいずれか一項に記載のＡ重油組成物。
【請求項１】
酸素含有量が０．１質量％以上、赤外分光分析法における１７３０〜１７５０ｃｍ−１の最大吸光度と１１５０〜１１７０ｃｍ−１の最大吸光度の比が１以上、熱重量−示差熱分析による燃えきり温度が６００℃未満であることを特徴とするＡ重油組成物。
【請求項２】
含酸素化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載のＡ重油組成物。
【請求項３】
含酸素化合物がカルボン酸の多価アルコールエステルであることを特徴とする請求項２に記載のＡ重油組成物。
【請求項４】
含酸素化合物が動植物油脂であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＡ重油組成物。
【請求項５】
動植物油脂がパーム油、大豆油、ナタネ油、又はひまわり油であることを特徴とする請求項４に記載のＡ重油組成物。
【請求項６】
含酸素化合物の含有割合が、Ａ重油組成物全量に対して１〜２０容量％であることを特徴とする請求項２〜５のうちのいずれか一項に記載のＡ重油組成物。
【請求項７】
含酸素化合物を残留炭素付与用基材として使用することを特徴とする請求項２〜６のうちのいずれか一項に記載のＡ重油組成物。
【図１】
【公開番号】特開２００６−５２３１６（Ｐ２００６−５２３１６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３４８０９（Ｐ２００４−２３４８０９）
【出願日】平成１６年８月１１日（２００４．８．１１）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１１日（２００４．８．１１）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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