JP4115891B2

JP4115891B2 - 灯油

Info

Publication number: JP4115891B2
Application number: JP2003182899A
Authority: JP
Inventors: 明保泉
Original assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: JP2005015650A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼機器等に用いられる灯油に関する
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への関心の高まりから、環境負荷の少ない燃料の出現が切望されている。ガソリン機関用、あるいはディーゼル機関用燃料に対する期待が大きい。
一方で、芯上下式石油ストーブやファンヒータ等の燃焼機器に民生用として使用されている炭化水素系燃料、特に灯油に対しても、より環境負荷の少ないものが望まれている。一般に灯油中に含まれるオレフィン分や芳香族分は、着火時・消火時の臭気の起因、燃焼中の不完全燃焼による炭化水素化合物の発生の起因、未燃炭化水素の発生の起因となるおそれがある。また、ＳＯ_２の発生抑制を考慮した場合、灯油中の硫黄分はより少ない方が好ましい。
そのため、従来から燃焼機器に使用されている灯油の利便性、快適性を後退させることなく、燃焼性を向上させ、かつ、上記のような環境負荷の少ない灯油が望まれるようになった。
【０００３】
そこで、従来から、灯油自体の臭気が少なく、また、開放式石油ストーブ使用時の点火・消火時の臭気も少なく、取り扱いに優れた高性能灯油の提供を目的とした、例えば、沸点、芳香族炭化水素含量、密度、硫黄分含量等を規定した灯油が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、燃焼性については改善の余地がある。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１０３３８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の灯油の利便性、快適性を維持あるいは改善しつつ、燃焼性をさらに向上させ、かつ環境負荷が少ない民生用として使用しうる灯油を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意研究を重ねた結果、特定の成分組成、特定の性状を有する灯油により、その目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、下記構成の灯油が提供され、本発明の上記目的が達成される。
１．ナフテン分が４５容量％以上、パラフィン分が４５容量％以上、ナフテン分とパラフィン分の容量比（ナフテン分／パラフィン分）が１．００〜１．１５、そして硫黄分が１質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする灯油。
２．沸点が１４０〜２８０℃であることを特徴とする上記１に記載の灯油。
３．１５℃における密度が０．８１ｇ／ｃｍ^３以下、煙点が３５ｍｍ以上、そして引火点が４５℃以上であることを特徴とする上記１または２に記載の灯油。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の灯油は、ナフテン分が４５容量％以上、好ましくは４８容量％以上であり、パラフィン分が４５容量％以上、好ましくは４６容量％である。ナフテン分が４５容量％未満では容量当たりの発熱量が低下し、パラフィン分が４５容量％未満では、燃焼性が低下する恐れがあるため、それぞれ好ましくない。なお、本発明の灯油は、ナフテン分とパラフィン分が上記含有量であるため、芳香族分の含有量は実質的に１０容量％以下となり、芳香族分からもたらされる環境負荷が低減されている。また、芳香族分は６容量％以下、好ましくは４容量％以下とすることで、さらなる環境負荷の低減、燃焼性の向上が達成される。
そして、本発明の灯油は、ナフテン分とパラフィン分の容量比（ナフテン分／パラフィン分）が１．００〜１．１５、好ましくは１．０５〜１．１５である。この容量比が１．００未満では、パラフィン分が多くなることを意味しており、パラフィン分が多くなると燃焼性は良くなるが、体積当たりの発熱量が小さくなるため、燃焼効率が低下する。一方、この容量比が１．１５を超えると、ナフテン分が多くなり、燃焼性が低下するため好ましくない。なお、上記ナフテン分及びパラフィン分は、ＡＳＴＭＤ２４２５に準拠して測定した値である。
灯油中のナフテン分とパラフィン分の含有量、ナフテン分とパラフィン分の容量比が灯油の利便性、快適性、燃焼性に関連すること、そして各成分の含有量及び割合を上記範囲とすることにより、環境負荷が低減されても従来の灯油の利便性、快適性を維持あるいは改善しつつ、燃焼性を大幅に向上させることができることは、本発明者によりはじめて明かにされたことである。
【０００８】
また、本発明の灯油は、硫黄分が１質量ｐｐｍ以下、好ましくは０．５質量ｐｐｍ以下である。硫黄分が１質量ｐｐｍ以下であれば、燃焼中のＳＯ_２の発生量を少なく抑えられるため好ましい。なお、この硫黄分は、ＪＩＳＫ２５４１に準拠して測定した値である。
本発明の灯油の沸点は、好ましくは１４０℃以上２８０℃以下、より好ましくは１４５℃以上２７０℃以下である。沸点を１４０℃以上２８０℃以下の留分とすることで、揮発性を適度に抑え消火しやすくなると共に、芯上下式石油ストーブの芯へのタール状物質の付着を抑制できる点で好ましい。なお、この沸点は、ＪＩＳＫ２２５４に準拠して測定した値である。
【０００９】
本発明の灯油の密度は、好ましくは０．８１ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは０．８０ｇ／ｃｍ^３以下である。密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以下であることは、比較的燃焼速度の遅い重質の炭化水素留分の含有量が少ないことを意味し、燃焼中の未燃の炭化水素の発生が抑えやすくなる点で好ましい。なお、この密度は、ＪＩＳＫ２２４５に準拠して測定した値である。
【００１０】
本発明の灯油の煙点は、好ましくは３５ｍｍ以上、より好ましくは４０ｍｍ以上である。引火点は、好ましくは４５℃以上、より好ましくは４７℃以上である。
煙点を３５ｍｍ以上にすることで、より良好な燃焼性が得られる点で、また引火点を４５℃以上にすることで、取り扱い上の利便性が増す点で、それぞれ好ましい。
なお、この煙点、及び引火点は、ＪＩＳＫ２５３７、及びＪＩＳＫ２２６５に準拠してそれぞれ測定した値である。
【００１１】
本発明の灯油の製造方法は、前記した性状を満足する限り特に制限されない。
本発明の灯油を製造する際の使用可能な原料油としては、例えば、原油の常圧蒸留から得られる直留灯油、直留灯油を水素化脱硫して得られる水素化脱硫灯油、水素化精製して得られる水素化精製灯油、直接脱硫装置から得られる直接脱硫灯油などが挙げられる。これらの原料油を必要に応じて核水素化することにより、本願灯油を製造することができる。
【００１２】
本発明の灯油には、さらに必要に応じて、各種の添加剤を適宜配合することができる。このような添加剤としては、フェノール系、アミン系等の酸化防止剤、チオアミド化合物等の金属不活性剤、有機リン系化合物等の表面着火防止剤、コハク酸イミド、ポリアルキルアミン、ポリエーテルアミン、ポリイソブチレンアミン等の清浄分散剤、多価アルコール及びそのエーテル等の氷結防止剤、有機酸のアルカリ金属やアルカリ土類金属塩、高級アルコールの硫酸エステル等の助燃剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤等の帯電防止剤、アルケニル琥珀酸エステル等の錆止め剤、及びアゾ染料等の着色剤等、公知の燃料添加剤が挙げられる。これらを１種または数種組み合わせて添加することが出来る。これら燃料添加剤の添加量は任意であるが、通常、添加剤の合計量が灯油の０．１質量％以下、好ましくは０．０５質量％以下である。
【００１３】
本発明の灯油は、芯上下式石油ストーブ、石油ファンヒータ等の民生用暖房機器の燃料として好適である。また、ＦＦ式暖房機、ＦＦ式温水暖房機、油だき温水ボイラー、石油給湯器、及び石油風呂釜にも使用可能である。
さらに、硫黄分濃度が低い本発明の灯油は、改質触媒の劣化を招く恐れなく好適に燃料電池用燃料として用いることができる。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらによって制限されるものではない。
【００１５】
（実施例１）
市販灯油を用いて、アルミナ系触媒にて、反応温度２５０℃、液空間速度（ＬＨＳＶ）３．０ｈ^−１、圧力７０ｋｇ／ｃｍ^２、水素／原料油比３００Ｎｍ^３／ｋｌの条件で、核水素化反応を行った。そして、得られた油から軽質分を蒸留によりカットし、表１に記載する灯油を得た。
【００１６】
（実施例２）
市販灯油を用いて、アルミナ系触媒にて、反応温度２８０℃、ＬＨＳＶ５．０ｈ^−１、圧力７０ｋｇ／ｃｍ^２、水素／原料油比２００Ｎｍ^３／ｋｌの条件で核水素化反応を行い、得られた油から軽質分を蒸留によりカットし、表１に記載する灯油を得た。
【００１７】
（比較例１）
市販のＪＩＳ１号灯油を比較として用いた。表１にその性状を示す。
【００１８】
（比較例２）
脱硫灯油を用いて、アルミナ系触媒で、反応温度２５０℃、ＬＨＳＶ３．１ｈ^−１、圧力５０ｋｇ／ｃｍ^２、水素／原料油比２６０Ｎｍ^３／ｋｌの条件で核水素化反応を行い、得られた油から軽質分を蒸留によりカットし、表１に記載する性状の灯油を得た。
【００１９】
（比較例３）
脱硫灯油を用いて、アルミナ系触媒で、反応温度２１０℃、ＬＨＳＶ３．０ｈ^−１、圧力５０ｋｇ／ｃｍ^２、水素／原料比３００Ｎｍ^３／ｋｌの条件で核水素化反応を行い、得られた油から軽質分を蒸留によりカットし、表１に記載する性状の灯油を得た。
【００２０】
上記実施例１〜２と比較例１〜３の灯油を用いて、以下に述べる各種の性能評価試験を行った。その方法を以下に記し、結果を表１に示す。
（カーボン付着量）
青炎対流式ストーブを使用し、１２０時間燃焼を行い、芯及び芯ガイド部のカーボン付着量を測定した。
（昇温試験）
壁、天井、及び床の厚さが９０ｍｍで、縦３．５ｍ×横２．４ｍ×高さ２．１ｍの約６畳の部屋において、反射式、青炎対流式の２台の石油ストーブを使用し、初期温度５℃から３０℃になるまでの時間を測定した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１に示される結果から以下のことが明かである。
本発明の灯油（実施例１及び２の灯油）は、芳香族分、オレフィン分、硫黄分等の環境負荷物質が大幅に低減されており、比較例１の環境負荷物質が若干含まれ、パラフィン分が多い現行市販灯油と比べて、カーボン付着量が少なく灯油の利便性が改善され、しかも昇温時間が短く燃焼性に優れる。また、本発明の灯油と同じように環境負荷物質が大幅に低減されている比較例２の灯油は、ナフテン分／パラフィン分の容量比が大きいため、本発明の灯油よりも、カーボン付着量が若干多く、かつ昇温時間が若干長いなど、灯油の利便性及び燃焼性が若干劣る結果となった。比較例３の灯油は、ナフテン分／パラフィン分の容積比が小さいため、本発明の灯油より昇温時間が若干長く灯油の利便性が若干劣る結果となった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の灯油は、従来の灯油の利便性、快適性を維持あるいは改善しつつ、燃焼性をさらに向上させ、かつ環境負荷が少ない民生用の灯油として使用することができる。さらに、本発明の灯油は硫黄分濃度が低く、燃料電池用燃料としても好適である。

Claims

ナフテン分が４５容量％以上、パラフィン分が４５容量％以上、ナフテン分とパラフィン分の容量比（ナフテン分／パラフィン分）が１．００〜１．１５、そして硫黄分が１質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする灯油。
沸点が１４０〜２８０℃であることを特徴とする請求項１に記載の灯油。
１５℃における密度が０．８１ｇ／ｃｍ^３以下、煙点が３５ｍｍ以上、そして引火点が４５℃以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の灯油。