JP2011046892A - 外燃用燃料組成物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】煤や窒素酸化物の排出量が少ない外燃用燃料組成物を提供する。
【解決手段】密度（１５℃）が０．８６０〜０．９００ｇ／ｃｍ³、９０％留出温度が３４０〜３７０℃、動粘度（３０℃）が５〜１０ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）が３〜５．５ｍｍ²／ｓ、全硫黄分が０．６質量％以下、全窒素分が３００質量ｐｐｍ以下、全芳香族分が３６〜４５容量％、アニリン点が５５〜６５℃、２環芳香族分が８〜１０容量％、３環芳香族分が３〜５容量％、水分が１２０質量ｐｐｍ以下、セタン指数（ＪＩＳ−２２８０）が４７〜６５であることを特徴とする外燃用燃料組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、外燃用燃料組成物及びその製造方法に関し、特には、煤や窒素酸化物の排出量が少ない外燃用燃料組成物に関する。

工場での加熱用ボイラーや暖房用ボイラー等の外燃機関では、該外燃機関に使用される外燃用燃料を燃焼する際に煤が発生し易く、また、窒素酸化物も発生することから、健康や周辺環境への影響が懸念される。

これに対し、外燃用燃料として、天然ガスを原料とし、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を含有しない、石油系灯軽油と同等の蒸留性状に調製された、いわゆるＧＴＬ（Gas to liquid）燃料を用いることも考えられるが、ＧＴＬ燃料を生産する為にはエネルギー消費が大きい上、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。この為、比較的安価で大量に生産、供給されている石油系燃料の品質改善が望まれている。

一方、煤排出量を低減するために、動物油や植物油等の油脂をエステル化した脂肪酸アルキルエステルを配合したＡ重油を、ディーゼルエンジン等の内燃機関用燃料として使用することが知られている（下記特許文献１参照）。しかしながら、これら脂肪酸アルキルエステルは、原料調達コストが大きく、その供給量は当分限定的である。

特開２００７−２３１１１９号公報

そこで、本発明は、煤や窒素酸化物の排出量が少ない外燃用燃料組成物及びその製造方法を提供することを課題とする。

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、特定の石油系燃料の中質軽油留分に着目し、この留分を市販Ａ重油基材に混合するか、もしくは脱蝋重質軽油留分と共に市販Ａ重油基材に混合して、外燃用燃料組成物の物理性状や化学性状を特定の範囲とすることにより、煤や窒素酸化物の排出量を抑制できることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成した。

即ち、本発明の外燃用燃料組成物は、密度（１５℃）が０．８６０〜０．９００ｇ／ｃｍ³、９０％留出温度が３４０〜３７０℃、動粘度（３０℃）が５〜１０ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）が３〜５．５ｍｍ²／ｓ、全硫黄分が０．６質量％以下、全窒素分が３００質量ｐｐｍ以下、全芳香族分が３６〜４５容量％、アニリン点が５５〜６５℃、２環芳香族分が８〜１０容量％、３環芳香族分が３〜５容量％、水分が１２０質量ｐｐｍ以下、セタン指数（ＪＩＳ−２２８０）が４７〜６５であることを特徴とする。

また、本発明の外燃用燃料組成物の製造方法は、密度（１５℃）が０．８６０ｇ／ｃｍ³以上０．８８０ｇ／ｃｍ³未満、全硫黄分が０．５質量％以下、２環芳香族分が５〜９容量％である重油基材を７０〜９５容量％、密度（１５℃）が０．８８０ｇ／ｃｍ³以上０．９２０ｇ／ｃｍ³以下、９０％留出温度が３４０〜３９０℃、動粘度（５０℃）が３〜９ｍｍ²／ｓ、全硫黄分が３質量％以下、全窒素分が３００質量ｐｐｍ以下、全芳香族分が３６〜４５容量％、２環芳香族分が８〜２０容量％、３環芳香族分が７容量％以下である軽油基材を５〜３０容量％配合することを特徴とする。

本発明の外燃用燃料組成物によれば、特に特定成分の含有量を特定の範囲に限定したことから、燃焼時に煤や窒素酸化物の排出量を抑制する効果が奏される。したがって、本発明によれば、煤の生成量が相当小さいと言われているＧＴＬ灯軽油などの高価な基材や脂肪酸アルキルエステル等をブレンドしなくても煤や窒素酸化物の排出量を低減した外燃用燃料組成物を調製することができる。この結果、ＧＴＬ灯軽油を製造するための高額な生産設備のコストや、操業に要する膨大なエネルギー消費を節約することができ、また、原料調達コストの高い脂肪酸アルキルエステルを使用することもないため、経済的である。

〔密度〕
本発明の外燃用燃料組成物は、密度（１５℃）が０．８６０〜０．９００ｇ／ｃｍ³である。燃料組成物の密度が高いと体積あたりの発熱量が増大し、燃焼温度が上昇する為、窒素酸化物の排出量が増加する。このため、本発明の外燃用燃料組成物の密度は、窒素酸化物の排出量を抑制する観点から、０．９００ｇ／ｃｍ³以下であり、好ましくは０．８９０ｇ／ｃｍ³以下、更に好ましくは０．８８０ｇ／ｃｍ³以下である。一方、燃料組成物の密度が低すぎると燃費が悪化する為、本発明の外燃用燃料組成物の密度は、０．８６０ｇ／ｃｍ³以上であり、好ましくは０．８７０ｇ／ｃｍ³以上、更に好ましくは０．８７１ｇ／ｃｍ³以上である。

〔９０％留出温度〕
本発明の外燃用燃料組成物は、９０％留出温度が３４０〜３７０℃である。９０％留出温度が高すぎると燃焼性が悪化し、煤や窒素酸化物が発生し易くなる。この為、本発明の外燃用燃料組成物の９０％留出温度は、３７０℃以下であり、好ましくは３６８℃以下、更に好ましくは３６５℃以下、特に好ましくは３６０℃以下である。また、９０％留出温度が低すぎると燃費が悪化する。この為、本発明の外燃用燃料組成物の９０％留出温度は、３４０℃以上であり、好ましくは３５０℃以上、更に好ましくは３５３℃以上、特に好ましくは３５５℃以上である。

〔動粘度（３０℃）〕
本発明の外燃用燃料組成物は、動粘度（３０℃）が５〜１０ｍｍ²／ｓである。３０℃での動粘度が高いと燃料噴霧時の燃料粒径が大きくなり、揮発性悪化や、空気との混合悪化から、煤が発生し易くなる。このため、本発明の外燃用燃料組成物の動粘度（３０℃）は、１０ｍｍ²／ｓ以下、好ましくは９ｍｍ²／ｓ以下、更に好ましくは８ｍｍ²／ｓ以下、特に好ましくは７ｍｍ²／ｓ以下である。また、３０℃での動粘度が低いと燃料噴霧時の貫通力が弱くなり、酸素不足から煤が発生し易くなるため、本発明の外燃用燃料組成物の動粘度（３０℃）は、５ｍｍ²／ｓ以上、好ましくは５．５ｍｍ²／ｓ以上、更に好ましくは５．７ｍｍ²／ｓ以上、特に好ましくは５．９ｍｍ²／ｓ以上である。

〔動粘度（５０℃）〕
本発明の外燃用燃料組成物は、動粘度（５０℃）が３〜５．５ｍｍ²／ｓである。５０℃での動粘度が高くても燃料噴霧時の燃料粒径が大きくなり、揮発性悪化や、空気との混合悪化から、煤が発生し易くなる。このため、本発明の外燃用燃料組成物の動粘度（５０℃）は、５．５ｍｍ²／ｓ以下、好ましくは５ｍｍ²／ｓ以下、更に好ましくは４ｍｍ²／ｓ以下、特に好ましくは３．８ｍｍ²／ｓ以下である。また、５０℃での動粘度が低くても燃料噴霧時の貫通力が弱くなり、酸素不足から煤が発生し易くなるため、本発明の外燃用燃料組成物の動粘度（５０℃）は、３ｍｍ²／ｓ以上、好ましくは３．３ｍｍ²／ｓ以上、更に好ましくは３．５ｍｍ²／ｓ以上、特に好ましくは３．６ｍｍ²／ｓ以上である。

〔水分〕
本発明の外燃用燃料組成物は、水分が１２０質量ｐｐｍ以下である。水分が高すぎると外気温度の低下によって油中の水分が遊離し易くなり、遊離水が凍って燃料供給系に設置されている濾過用フィルタの閉塞を発生させ、また、燃料タンク貯蔵中に微生物が発生してスラッジ状物化して前記濾過用フィルタの交換頻度が増加する。このため、本発明の外燃用燃料組成物は、水分が１２０質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは１００質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは８０質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは７０質量ｐｐｍ以下である。

〔セタン指数〕
本発明の外燃用燃料組成物は、セタン指数が４７〜６５である。セタン指数が低すぎると低温での着火性が悪くなり、また、急激に着火して燃焼温度が高くなることで窒素酸化物の排出量が増加するため、本発明の外燃用燃料組成物のセタン指数は、４７以上であり、好ましくは５０以上、更に好ましくは５３以上、特に好ましくは５５以上である。また、セタン指数が高すぎると拡散燃焼の炎の長さが長くなり、局所的に高温スポットが出来やすくなる為、本発明の外燃用燃料組成物のセタン指数は、６５以下であり、好ましくは６０以下、更に好ましくは５８以下である。

〔全硫黄分〕
本発明の外燃用燃料組成物は、全硫黄分が０．６質量％以下である。本発明の外燃用燃料組成物は、全硫黄分が０．６質量％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不快臭や環境負荷が低減される。なお、本発明の外燃用燃料組成物の全硫黄分は、環境負荷低減の観点から、好ましくは０．５８質量％以下、更に好ましくは０．５６質量％以下、特に好ましくは０．５質量％以下である。

〔全窒素分〕
本発明の外燃用燃料組成物は、全窒素分が３００質量ｐｐｍ以下である。本発明の外燃用燃料組成物は、全窒素分が３００質量ｐｐｍ以下であるので、燃焼によって生ずる窒素酸化物が少なく、環境負荷が低減される。なお、本発明の外燃用燃料組成物の全窒素分は、環境負荷低減の観点から、好ましくは２５０質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは２４０質量ｐｐｍ以下、特には２３０質量ｐｐｍ以下である。

〔全芳香族分〕
本発明の外燃用燃料組成物は、全芳香族分が３６〜４５容量％である。全芳香族分が低すぎると燃料消費量が増加する為、本発明の外燃用燃料組成物は、全芳香族分が３６容量％以上であり、好ましくは３８容量％以上、更に好ましくは４０容量％以上である。一方、全芳香族分が高すぎると酸化反応速度が遅くなり、煤が発生し易くなる為、本発明の外燃用燃料組成物は、全芳香族分が４５容量％以下であり、好ましくは４３容量％以下、更に好ましくは４２容量％以下である。

〔２環芳香族分〕
本発明の外燃用燃料組成物は、２環芳香族分が８〜１０容量％である。ここで、２環芳香族分とは、ベンゼン環を２個有する化合物の含有量であり、ベンゼン環同士は、縮合していてもよい。２環芳香族分が高すぎると酸化反応速度が遅くなり、煤が発生し易くなる為、本発明の外燃用燃料組成物の２環芳香族分は、１０容量％以下であり、好ましくは９．７容量％以下、更に好ましくは９．５容量％以下である。また、２環芳香族分が低すぎると２環芳香族分を多く含有する特定の石油系燃料の中質軽油留分を多く混合することが出来なくなり、外燃用燃料組成物の物理性状や化学性状を特定の範囲とすることが極めて困難となり、この結果、煤や窒素酸化物の排出量が増加する。そのため、本発明の外燃用燃料組成物の２環芳香族分は、８容量％以上であり、好ましくは８．３容量％以上、更に好ましくは８．５容量％以上、特に好ましくは８．７容量％以上である。

〔３環芳香族分〕
本発明の外燃用燃料組成物は、３環芳香族分が３〜５容量％である。ここで、３環芳香族分とは、ベンゼン環を３個有する化合物の含有量であり、複数のベンゼン環が縮合していてもよい。３環芳香族分が高すぎると酸化反応速度が遅くなり、煤が発生し易くなる為、本発明の外燃用燃料組成物の３環芳香族分は、５容量％以下であり、好ましくは４．５容量％以下、更に好ましくは４容量％以下である。また、３環芳香族分が低すぎると３環芳香族分を多く含有する特定の石油系燃料の中質軽油留分や脱蝋重質軽油留分を市販Ａ重油基材に多く混合することが出来なくなり、外燃用燃料組成物の物理性状や化学性状を特定の範囲とすることが極めて困難となり、この結果、煤や窒素酸化物の排出量が増加する。そのため、本発明の外燃用燃料組成物の３環芳香族分は、３容量％以上であり、好ましくは３．３容量％以上、更に好ましくは３．５容量％以上、特に好ましくは３．７容量％以上である。

〔アニリン点〕
本発明の外燃用燃料組成物はアニリン点が５５〜６５℃である。アニリン点が低すぎると、芳香族環数が増加し、燃焼性が悪化してスモーク（煤）を発生し易くなる為、本発明の外燃用燃料組成物のアニリン点は、５５℃以上であり、好ましくは５８℃以上、更に好ましくは６０℃以上である。また、アニリン点が高すぎるとパラフィン分の増加により火炎の長さが長くなり、燃焼室内の温度分布が出来やすくなること、また発熱量が低下すること等により、ボイラー等の外燃機関の熱伝達効率が悪化する為、本発明の外燃用燃料組成物のアニリン点は、６５℃以下であり、好ましくは６３℃以下、更に好ましくは６２℃以下である。

〔１０％残留炭素分〕
本発明の外燃用燃料組成物は、特に限定されるものではないが、１０％残油の残留炭素分が０．８質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５質量％以下である。１０％残油の残留炭素分が０．８質量％以下であれば、燃料フィルターの詰まりを十分に抑制できる。

〔外燃用燃料組成物の製法〕
本発明の外燃用燃料組成物は、製法に特に限定はないが、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軽油留分、すなわち初留点から終点までの温度範囲（以下、沸点範囲という）が１４０〜３６０℃の範囲で留出する留分を用いて、水素化脱硫したものに、残炭調整剤として常圧蒸留装置のボトム油を添加することにより得られる。

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、上述した本発明の外燃用燃料組成物が得られるようにする。特には、ＬＨＳＶ、水素圧、水素／オイル比は、大きい方が好ましい。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、低めにすることが好ましい。

（重油基材）
本発明の外燃用燃料組成物は、重油基材を外燃用燃料組成物全量基準で７０〜９５容量％、特には７５〜９０容量％配合すれば、容易に製造できる。該重油基材の代表性状は、密度（１５℃）が０．８６０ｇ／ｃｍ³以上０．８８０ｇ／ｃｍ³未満、特には０．８６５〜０．８７０ｇ／ｃｍ³、９０％留出温度が３５０〜３７０℃、特には３５０〜３６０℃、動粘度（３０℃）が５〜７ｍｍ²／ｓ、特には５〜５．５ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）が３〜５ｍｍ²／ｓ、特には３〜４ｍｍ²／ｓ、全硫黄分が０．５質量％以下、特には０．１質量％以下、全窒素分が４００質量ｐｐｍ以下、特には３００質量ｐｐｍ以下、アニリン点が５０〜７０℃、特には５５〜６５℃、１０％残留炭素分が０．２１〜０．８０質量％、特には０．２５〜０．７０質量％、全芳香族分が３６〜４５容量％、特には３８〜４３容量％、２環芳香族分が５〜９容量％、特には６〜８容量％、３環芳香族分が５容量％以下、特には４容量％以下である。上記の重油基材は、例えば間接脱硫装置の脱硫軽油基材を６０〜９０容量％、接触分解軽油基材を０〜５０容量％、脱硫軽油基材を０〜３０容量％、灯油基材を０〜３０容量％及び常圧残渣油を０〜１容量％配合することで製造することができる。

（軽油基材）
本発明の外燃用燃料組成物は、軽油基材を必須の成分としないが、該軽油基材を外燃用燃料組成物全量基準で５〜３０容量％、特には１０〜２５容量％配合すれば、容易に製造できる。軽油基材の配合量が５容量％未満では、物理性状や化学性状を所望の範囲にすることが難しくなり、一方、３０容量％を超えると、全硫黄分が増加することにより、環境負荷低減が小さくなることから、軽油基材の配合量は３０容量％以下である。上記軽油基材は、例えば原油の常圧蒸留装置から得られる蒸留残渣油を原料油として、さらに減圧蒸留装置で蒸留することにより初留点が２８０℃〜３００℃、９０％留出温度が３４０〜３６０℃の減圧軽油を得、これを単独で、もしくはさらに水素化脱硫して得られる脱硫軽油を用いて生産することができる。

本発明の外燃用燃料組成物の調製に用いる軽油基材の性状は、密度（１５℃）が０．８８０〜０．９２０ｇ／ｃｍ³、特には０．８９０〜０．９１５ｇ／ｃｍ³、９０％留出温度が３４０〜３９０℃、特には３５０〜３８０℃、動粘度（３０℃）が４〜１８ｍｍ²／ｓ、特には４．２〜１７ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）が３〜９ｍｍ²／ｓ、特には３．２〜８ｍｍ²／ｓ、全硫黄分が３質量％以下、特には２．５質量％以下、全窒素分が３００質量ｐｐｍ以下、特には２００質量ｐｐｍ以下、１０％残留炭素分が０．０〜０．６０質量％、特には０．０〜０．２０質量％、全芳香族分が３６〜４５容量％、特には３８〜４２容量％、アニリン点が５５〜７５℃、特には６０〜７０℃、２環芳香族分が８〜２０容量％、特には９〜２０容量％、３環芳香族分が７容量％以下、特には６．５容量％以下である。上記の性状を満たす軽油基材を、外燃用燃料組成物全量基準で５〜３０容量％、特には１０〜２５容量％配合することが好ましい。

さらには、上記の軽油基材と共に、脱蝋脱硫重質軽油基材を混合することが好ましく、外燃用燃料組成物全量基準で、軽油基材４〜１５容量％、脱蝋脱硫重質軽油基材１〜１５容量％とし、重油基材が７０〜９５容量％になる様に混合することが好ましい。上記の脱蝋脱硫重質軽油基材は、例えば原油の常圧蒸留装置から得られる沸点範囲３２０〜４００℃の留分を脱蝋触媒により蝋分を除去後に、水素化精製して生産することができる。本発明の外燃用燃料組成物の調製に用いる脱蝋脱硫重質軽油基材の性状は、密度（１５℃）が０．８７０〜０．９００ｇ／ｃｍ³、特には０．８８０〜０．８９０ｇ／ｃｍ³、９０％留出温度が４００℃以上、動粘度（３０℃）が１０〜３０ｍｍ²／ｓ、特には１５〜２５ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）が５〜１５ｍｍ²／ｓ、特には７〜１３ｍｍ²／ｓ、全硫黄分が０．５質量％以下、特には０．３質量％以下、全窒素分が４００質量ｐｐｍ以下、特には３８０質量ｐｐｍ以下、１０％残留炭素分が０．０〜０．６０質量％、特には０．１〜０．４０質量％、全芳香族分が３０〜４５容量％、特には３５〜４０容量％、アニリン点が６０〜８５℃、特には６５〜８０℃、２環芳香族分が５〜１０容量％、特には７〜９容量％、３環芳香族分が９容量％以下、特には８容量％以下である。

本発明に係る外燃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。

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。

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、本発明の外燃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。また、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、１０〜５００ｐｐｍ、好ましくは５０〜１００ｐｐｍの添加量で十分に耐摩耗性が向上する。

以下に、本発明の外燃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。

＜供試燃料（外燃用燃料組成物）の調製＞
・供試燃料１：市販ＬＳＡ重油 ［沸点範囲２１０．５〜３８３．０℃、９０％留出温度：３５２．５℃、密度（１５℃）０．８６６３ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）５．４４２ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）３．３６５ｍｍ²／ｓ、全硫黄分０．０７質量％、全窒素分２１７質量ｐｐｍ、１０％残留炭素分０．３４質量％、全芳香族分４０．５９容量％、アニリン点６０．０℃、２環芳香族分７．０２容量％、３環芳香族分３．５０容量％］

・供試燃料２：供試燃料１の市販ＬＳＡ重油８０容量％と、常圧蒸留装置から留出した沸点範囲３２０〜４００℃（９０％留出温度：３９０．０℃）、密度（１５℃）０．９１２８ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）４３．３４ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）１０．３９ｍｍ²／ｓ、全硫黄分２．２３質量％、全窒素分５１３質量ｐｐｍ、１０％残留炭素分０．６９質量％、全芳香族分３５．６４容量％、アニリン点８０．７℃、２環芳香族分９．４７容量％、３環芳香族分０．５０容量％の留分２０容量％とを混合して得た。

・供試燃料３：供試燃料１の市販ＬＳＡ重油８０容量％と、減圧蒸留装置から留出した沸点範囲２８９．０〜３７５．０℃（９０％留出温度：３５２．０℃）、密度（１５℃）０．９０７５ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）８．９１９ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）５．０１４ｍｍ²／ｓ、全硫黄分２．４６質量％、全窒素分１９９質量ｐｐｍ、１０％残留炭素分０．０１質量％、全芳香族分４１．２０容量％、アニリン点６２．８℃、２環芳香族分１９．０７容量％、３環芳香族分６．２３容量％の留分２０容量％とを混合して得た。

・供試燃料４：供試燃料１の市販ＬＳＡ重油８０容量％と、減圧蒸留装置から留出した沸点範囲２８９．０〜３７５．０℃（９０％留出温度：３５２．０℃）、密度（１５℃）０．９０７５ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）８．９１９ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）５．０１４ｍｍ²／ｓ、全硫黄分２．４６質量％、全窒素分１９９質量ｐｐｍ、１０％残留炭素分０．０１質量％、全芳香族分４１．２０容量％、アニリン点６２．８℃、２環芳香族分１９．０７容量％、３環芳香族分６．２３容量％の留分１０容量％と、常圧蒸留装置から留出した沸点範囲３２０〜４００℃の留分を脱蝋触媒により蝋分を除去後に、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｐを担持した市販触媒を用い、反応温度３５０℃、反応圧力７．２ＭＰａ、水素／オイル比３００±５Ｎｍ³／ｋＬ、ＬＨＳＶ１．０ｈ^-1、水素純度９４％の条件下で水素化精製して得た脱蝋重質水素化精製油、すなわち、沸点範囲１４９．０℃〜４００℃以上（７０％留出温度：３９０．０℃、９０％留出温度：４００℃以上）、密度（１５℃）０．８８３９ｇ／ｃｍ³、動粘度（３０℃）２０．３４ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）９．２７８ｍｍ²／ｓ、全硫黄分０．２２質量％、全窒素分３５８質量ｐｐｍ、１０％残留炭素分０．３３質量％、全芳香族分３７．６８容量％、アニリン点７４．９℃、２環芳香族分８．６６容量％、３環芳香族分７．０１容量％である脱蝋脱硫重質軽油基材１０容量％とを混合して得た。

＜供試装置（ハウス加温機）＞
・製造会社：ネポン（株）
・型式：ＨＫ３０２５ＴＥ
・出力：８７．２ｋＷ
・油圧：１．０３ＭＰａ
・燃料最大流量：９．７Ｌ／時間

上記の供試燃料１、２、３、４について、それぞれの物性、成分組成を測定し、さらに、ハウス加温機による燃焼試験を行い、その燃焼排ガス中に含まれる煤の排出量、窒素酸化物の排出量から評価を行った。その結果を表１に示す。

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）動粘度：ＪＩＳ Ｋ２２８３「動粘度試験方法」に規定された方法。
４）セタン指数：ＪＩＳ Ｋ２２８０「セタン指数算出方法」に規定された方法
５）全硫黄分：ＪＩＳ Ｋ２５４１−６「硫黄分試験方法（紫外蛍光法）」に規定された方法。
６）全窒素分：ＪＩＳ Ｋ２６０９「窒素分試験方法」に規定された方法。
７）水分：ＪＩＳ Ｋ２２７５「水分試験方法」に規定された「カールフィッシャー式電量滴定法」。
８）総発熱量：ＪＩＳ Ｋ２２７９「発熱量試験方法及び計算による推定方法」に規定された方法。
９）全芳香族分、１環芳香族分、２環芳香族分、３環芳香族分：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法」に規定された方法。
１０）アニリン点：ＪＩＳ Ｋ２２５６「石油製品−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。
１１）１０％残留炭素分：ＪＩＳ Ｋ２２７０「原油及び石油製品残留炭素分試験方法」。

＜燃焼試験方法＞
缶体から直近の煙道に排ガス採取口を取り付け、燃焼用空気量を制御するエアシャッター開度を５〜７ポイント順次変えて、燃焼排ガス分析計にて排ガス（Ｏ₂、ＣＯ、ＣＯ₂およびＮＯｘ）とバッカラックスモークテスター（スモークテスターと略す）にてスモークを採取する。燃焼排ガスは定電位電解方式により同時にＯ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、ＮＯｘが測定できる。スモーク（煤）はメーカ説明書に従い、ハンドルを手動にて１０回前後させて排ガスを吸引し、予めセットした白色のろ紙に付着した色を所定のスケール（１０段階：清浄０〜９汚染）の色と比較をし、濃度（等級ナンバー）を判定する。毎回、排ガス中のＯ₂濃度およびスモーク濃度を確認しながら、エアシャッター開度を変えていく。一般に、エアシャッター開度を狭めていくと、燃焼用空気量が減少し、効率は増加するが、スモークは増加していき、ある空気量より急激に増加していく。スモークは缶体から煙道を通過し大気放出されるが、黒煙は周囲環境を汚染することになり、近隣からのクレームの原因となる。また、スモークは長期間の運転により缶体の壁面等に堆積し、伝熱効率を低下さすため、定期的にボイラー内部の清掃をしなければならない。従って、スモークが少ないボイラー用燃料が望まれている。

＜燃焼排ガス分析計仕様＞
・名称：燃焼排ガス分析計
・メーカ名：ホダカ株式会社
・型式：ＨＴ−１６００Ｎ
・計測項目：Ｏ₂、ＣＯ、ＣＯ₂、ＮＯｘ（定電位電解方式）
排ガス温度、圧力、燃焼効率

表１から、排出ガス中酸素（Ｏ₂）濃度が一定の場合、比較例１及び２に比べて、実施例１及び２は、煤排出量（スモーク）が低減されていることが分かる。また、排出ガス中酸素（Ｏ₂）濃度が一定の場合、比較例１及び２に比べて、実施例１及び２は、窒素酸化物排出量も低減されていた。

Claims (2)

1. 密度（１５℃）が０．８６０〜０．９００ｇ／ｃｍ³、９０％留出温度が３４０〜３７０℃、動粘度（３０℃）が５〜１０ｍｍ²／ｓ、動粘度（５０℃）が３〜５．５ｍｍ²／ｓ、全硫黄分が０．６質量％以下、全窒素分が３００質量ｐｐｍ以下、全芳香族分が３６〜４５容量％、アニリン点が５５〜６５℃、２環芳香族分が８〜１０容量％、３環芳香族分が３〜５容量％、水分が１２０質量ｐｐｍ以下、セタン指数（ＪＩＳ−２２８０）が４７〜６５であることを特徴とする外燃用燃料組成物。
2. 密度（１５℃）が０．８６０ｇ／ｃｍ³以上０．８８０ｇ／ｃｍ³未満、全硫黄分が０．５質量％以下、２環芳香族分が５〜９容量％である重油基材を７０〜９５容量％、密度（１５℃）が０．８８０ｇ／ｃｍ³以上０．９２０ｇ／ｃｍ³以下、９０％留出温度が３４０〜３９０℃、動粘度（５０℃）が３〜９ｍｍ²／ｓ、全硫黄分が３質量％以下、全窒素分が３００質量ｐｐｍ以下、全芳香族分が３６〜４５容量％、２環芳香族分が８〜２０容量％、３環芳香族分が７容量％以下である軽油基材を５〜３０容量％配合することを特徴とする、請求項１記載の外燃用燃料組成物の製造方法。