JP4413583B2

JP4413583B2 - 燃料油組成物

Info

Publication number: JP4413583B2
Application number: JP2003379783A
Authority: JP
Inventors: 晴也田中; 重行田中; 治夫滝澤
Original assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2023-11-10
Also published as: JP2005139383A

Description

本発明は、主に家庭用石油ストーブに使用するための燃料油組成物に関し、特には、燃料臭気が少なく、燃焼性が良好なため煤等の発生が少ない燃料油組成物に関する。

現在石油ストーブに使用されている灯油の種類と規格は、日本工業規格（ＪＩＳＫ２２０３）に示されており、その中でも１号灯油は、家庭用の暖房機器等に広く用いられている。ＪＩＳ１号灯油は、一般に原油を常圧蒸留して得られる直留灯油分を水素化脱硫して製造されるが、芳香族分や微量に含まれる硫黄分に由来する臭気等がある。また芳香族分を多く含む灯油を石油ストーブ等に使用した場合、主に着・消火時において煤が発生する場合がある。近年、環境問題への関心の高まりから、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が、硫黄分を含まないパラフィン系の燃料を使用すれば、臭気は少なくできることが知られている（特許文献１）。また、パラフィンは燃焼性が良好であることから着・消火時における煤発生はかなり抑えられることが知られている。

しかしながら、上記のように、パラフィン系の燃料油を使用すれば臭気は少なく、燃焼性が良好であることから煤発生等は低減できるが、燃焼性が良すぎることにより、従来灯油を使用することを基準として設計されている現行の燃焼機器に対しては安定した燃焼が保てないことが懸念される。
特開昭６３−１５０３８０号公報

本発明の目的は、燃料臭気が少なく、燃焼時における煤発生が少なく、さらに現行タイプの家庭用燃焼機器（主に石油ストーブ）に使用しても安定した燃焼状態を維持できる燃料油組成物を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、蒸留性状を適正化したｎ−パラフィン溶剤を燃料油として利用することで、燃焼性が良好で煤の発生等が少なく、かつ石油ストーブに使用した際に安定した燃焼を保ち、かつ消火時における鎮火時間も短くなるという知見を得て本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、純度９８．０容量％以上のｎ−パラフィンから成り、蒸留性状が初留点１４０〜１６５℃、５０％留出温度１８５〜２２０℃、７０％留出温度２００〜２４０℃、９０％留出温度２２５〜２６５℃、９５％留出温度２４５〜２６５℃であることを特徴とする燃料油組成物が提供され、本発明の上記目的が達成される。

本発明による燃料油組成物は、煙点が非常に高いため煤の発生等をかなり抑えることができる。さらに石油ストーブに使用しても安定燃焼が可能で消火性も良好であり、本発明による燃料油組成物は実用上非常に有用である。

以下に本発明の詳細を記載する。
本発明の燃料油組成物の蒸留性状は、初留点１３５〜１７０℃、５０％留出温度１８５〜２２０℃、７０％留出温度２００〜２４０℃、９０％留出温度２２５〜２６５℃、９５％留出温度２４０〜２７０℃である。特に、初留点１４０〜１６５℃、５０％留出温度１９０〜２１５℃、７０％留出温度が２０５〜２３５℃、９０％留出温度が２３０〜２６０℃、９５％留出温度２４５〜２６５℃であることが好ましい。
初留点が１７０℃より高い場合、着火し難くなる可能性があり好ましくない。初留点が１３５℃より低い場合、引火点が低くなりＪＩＳＫ２２０３で定められる規格値である引火点４０℃を下回る可能性があり好ましくない。また５０％留出温度が２２０℃、７０％留出温度が２４０℃、９０％留出温度が２６５℃、９５％留出温度が２７０℃より高い場合、着火し難く定常燃焼に至るまでに時間がかかる可能性があり、好ましくない。また５０％留出温度が１８５℃、７０％留出温度が２００℃、９０％留出温度が２２５℃、９５％留出温度が２４０℃より低い場合、芯式・放射形石油ストーブ使用時において、炎を燃焼筒の上部から出さずに、燃焼筒を赤熱した状態に保つという安定した燃焼状態が保てず、また消火の際に鎮火し難くなる場合があり、好ましくない。

本発明の燃料油組成物に使用するｎ−パラフィンの純度は９８容量％以上である。換言すれば、本発明の燃料油組成物は９８容量％以上ｎ−パラフィンを含有する。純度が９８容量％未満のものは、不純物の影響が大きくなり、燃焼性が低下する可能性があり好ましくない。
本発明において使用するｎ−パラフィンは、炭素数８〜１６のｎ−パラフィンから成ることが好ましい。炭素数７以下および炭素数１７以上のｎ−パラフィンが存在した場合、蒸留性状を前述の適正範囲に制御することが困難となる可能性があり好ましくない。
また本発明において使用するｎ−パラフィンは、炭素数８〜１６のｎ−パラフィンの内、炭素数１２〜１６のｎ−パラフィンの合計量が３３〜５５容量％、特に３５〜５２容量％であることが好ましい。炭素数１２〜１６のｎ−パラフィンが３３容量％未満である場合、前述の適正蒸留性状の内、５０％留出温度が１８５℃、７０％留出温度が２００℃を下回る可能性があり好ましくない。炭素数１２〜１６のｎ−パラフィンが５５容量％より多い場合、５０％留出温度が２２０℃、７０％留出温度が２４０℃を超える可能性があり好ましくない。
また本発明において使用するｎ−パラフィンは、炭素数８〜１６のｎ−パラフィンの内、炭素数１５と炭素数１６のｎ−パラフィンの合計量が５〜１８容量％、特に６〜１６容量％であることが好ましい。炭素数１５と炭素数１６のｎ−パラフィンの合計量が５容量％未満である場合、前述の適正蒸留性状の内、９０％留出温度が２２５℃、９５％留出温度が２４０℃を下回る可能性があり好ましくない。炭素数１５と炭素数１６のｎ−パラフィンの合計量が１８容量％より多い場合、９０％留出温度が２６５℃、９５％留出温度が２７０℃を超える可能性があり好ましくない。

本発明における燃料油組成物のＣ／Ｈ比は、０．４４〜０．４８であることが好ましい。Ｃ／Ｈが０．４８より大きい場合、煙点が低くなり、煤発生等の原因となるため好ましくない。またＣ／Ｈが０．４４より小さいものは灯油留分としては軽質になり過ぎ、引火点がＪＩＳＫ２２０３で定められる規格値である４０℃を下回る可能性があり好ましくない。

本発明における燃料油組成物の硫黄分は、１０質量ｐｐｍ以下、好ましくは５質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。硫黄含有量は少ないほど好ましく、硫黄分が１０質量ｐｐｍより多い場合、硫黄分に由来する臭気が強くなるため好ましくない。

本発明における燃料油組成物の総発熱量は、３３〜３８ＭＪ／ｌであることが好ましい。総発熱量が３３ＭＪ／ｌより小さい場合、十分な暖房ができず、燃料消費量が多くなるため好ましくない。また総発熱量が３８ＭＪ／ｌより大きい場合には、発熱が大きすぎ、現行のＪＩＳ１号灯油を使用することを目的に設計された暖房機器には適さない可能性があり好ましくない。

本発明における燃料油組成物の製造方法は、特に定めるものではないが、市販溶剤の混合、種々の原料から得られる水素化分解油からの精製油、あるいは種々の原料から得られる合成燃料油等が使用可能である。

（作用）
家庭用暖房機器に使用される灯油は、臭気が少なく、使用時に煤発生が少ないものが求められるが、ｎ−パラフィンを燃料として利用する場合、燃焼性が良すぎるため従来灯油を使用することを基準として設計されている現行の燃焼機器に対しては安定した燃焼が保てない場合がある。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ｎ−パラフィンを石油ストーブ用燃料として使用する場合、燃焼性と蒸留性状が密接な関係にあり、適正な蒸留性状を有するｎ−パラフィン燃料を使用することで、安定燃焼を達成し、消化性も良好であることを見出した。

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。実施例、比較例において、引火点、蒸留性状、硫黄分、煙点は、ＪＩＳＫ２２０３に定められる方法に準拠して測定を行なった。
また石油ストーブを用いた燃焼性評価は下記方法により行なった。

＜燃焼性試験方法＞
芯式・放射型石油ストーブを用いて各種試料の燃焼性を、燃焼中の燃焼状態、消火時、それぞれにおいて目視にて評価した。評価基準を下記表１および表２に示す。

＜実施例１＞
純度９８．０容量％以上の市販ｎ−パラフィン溶剤を用いて、ｎ−Ｃ８（炭素数８のｎ−パラフィンを意味する。以下、同様）：４．０容量％、ｎ−Ｃ９：１５．０容量％、ｎ−Ｃ１０：１６．０容量％、ｎ−Ｃ１１：１６．０容量％、ｎ−Ｃ１２：１３．０容量％、ｎ−Ｃ１３：１２．０容量％、ｎ−Ｃ１４：１０．０容量％、ｎ−Ｃ１５：１０．０容量％、ｎ−Ｃ１６：４．０容量％の割合で混合し、蒸留性状が初留点１５１℃、５０％留出温度２０６℃、７０％留出温度２２９℃、９０％留出温度２５４℃、９５％留出温度２６１℃であり、Ｃ／Ｈ比が０．４６であるｎ−パラフィン９９．５容量％の燃料油組成物を調製した。得られた燃料油組成物の一般性状および、芯式・放射型石油ストーブによる燃焼試験結果を表３に示す。

＜実施例２＞
純度９８．０容量％以上の市販ｎ−パラフィン溶剤を用いて、ｎ−Ｃ８：１０．０容量％、ｎ−Ｃ９：１３．０容量％、ｎ−Ｃ１０：１５．０容量％、ｎ−Ｃ１１：１５．０容量％、ｎ−Ｃ１２：１３．０容量％、ｎ−Ｃ１３：１１．０容量％、ｎ−Ｃ１４：９．０容量％、ｎ−Ｃ１５：９．０容量％、ｎ−Ｃ１６：５．０容量％の割合で混合し、蒸留性状が初留点１４０℃、５０％留出温度２００℃、７０％留出温度２２２℃、９０％留出温度２４８℃、９５％留出温度２５７℃であり、Ｃ／Ｈ比が０．４５であるｎ−パラフィン９９．３容量％の燃料油組成物を調製した。得られた燃料油組成物の一般性状および、芯式・放射型石油ストーブによる燃焼試験結果を表３に示す。

＜実施例３＞
純度９８．０容量％以上の市販ｎ−パラフィン溶剤を用いて、ｎ−Ｃ８：４．０容量％、ｎ−Ｃ９：１９．５容量％、ｎ−Ｃ１０：２０．０容量％、ｎ−Ｃ１１：１９．５容量％、ｎ−Ｃ１２：１８．０容量％、ｎ−Ｃ１３：７．０容量％、ｎ−Ｃ１４：５．０容量％、ｎ−Ｃ１５：５．０容量％、ｎ−Ｃ１６：２．０容量％の割合で混合し、蒸留性状が初留点１５３℃、５０％留出温度１９１℃、７０％留出温度２０７℃、９０％留出温度２３４℃、９５％留出温度２４９℃であり、Ｃ／Ｈ比が０．４５であるｎ−パラフィン９９．４容量％の燃料油組成物を調製した。得られた燃料油組成物の一般性状および、芯式・放射型石油ストーブによる燃焼試験結果を表３に示す。

＜比較例１＞
純度９８．０容量％以上の市販ｎ−パラフィン溶剤を用いて、ｎ−Ｃ８：１．０容量％、ｎ−Ｃ９：３３．０容量％、ｎ−Ｃ１０：４４．５容量％、ｎ−Ｃ１１：１９．０容量％、ｎ−Ｃ１２：１．５容量％、ｎ−Ｃ１３：１．０容量％の割合で混合し、蒸留性状が初留点１５４℃、５０％留出温度１７１℃、７０％留出温度１７６℃、９０％留出温度１８６℃、９５％留出温度１９１℃であり、Ｃ／Ｈ比が０．４５であるｎ−パラフィン９９．３容量％の燃料油組成物を調製した。得られた燃料油組成物の一般性状および、芯式・放射型石油ストーブによる燃焼試験結果を表４に示す。

＜比較例２＞
純度９８．０容量％以上の市販ｎ−パラフィン溶剤を用いて、ｎ−Ｃ８：４．０容量％、ｎ−Ｃ９：２４．５容量％、ｎ−Ｃ１０：２４．０容量％、ｎ−Ｃ１１：２３．５容量％、ｎ−Ｃ１２：２２．５容量％、ｎ−Ｃ１３：１．５容量％の割合で混合し、蒸留性状が初留点１５２℃、５０％留出温度１８１℃、７０％留出温度１９２℃、９０％留出温度２０５℃、９５％留出温度２０９℃であり、Ｃ／Ｈ比が０．４４であるｎ−パラフィン９９．４容量％の燃料油組成物を調製した。得られた燃料油組成物の一般性状および、芯式・放射型石油ストーブによる燃焼試験結果を表４示す。

＜比較例３＞
純度９８．０容量％以上の市販ｎ−パラフィン溶剤を用いて、ｎ−Ｃ８：４．０容量％、ｎ−Ｃ９：２２．０容量％、ｎ−Ｃ１０：２２．０容量％、ｎ−Ｃ１１：２１．０容量％、ｎ−Ｃ１２：１９．０容量％、ｎ−Ｃ１３：１１．０容量％、ｎ−Ｃ１４：１．０容量％の割合で混合し、蒸留性状が初留点１５２℃、５０％留出温度１８４℃、７０％留出温度１９９℃、９０％留出温度２１７℃、９５％留出温度２２３℃であり、Ｃ／Ｈ比が０．４６であるｎ−パラフィン９９．６容量％の燃料油組成物を調製した。得られた燃料油組成物の一般性状および、芯式・放射型石油ストーブによる燃焼試験結果を表４に示す。

＜比較例４＞
純度９８．０容量％以上の市販ｎ−パラフィン溶剤を用いて、ｎ−Ｃ８：４．０容量％、ｎ−Ｃ９：１８．０容量％、ｎ−Ｃ１０：１８．０容量％、ｎ−Ｃ１１：１７．０容量％、ｎ−Ｃ１２：１６．０容量％、ｎ−Ｃ１３：１４．０容量％、ｎ−Ｃ１４：１１．０容量％、ｎ−Ｃ１５：２．０容量％の割合で混合し、蒸留性状が初留点１５３℃、５０％留出温度１９５℃、７０％留出温度２１３℃、９０％留出温度２３２℃、９５％留出温度２３９℃であり、Ｃ／Ｈ比が０．４５であるｎ−パラフィン９９．７容量％の燃料油組成物を調製した。得られた燃料油組成物の一般性状および、芯式・放射型石油ストーブによる燃焼試験結果を表４に示す。

＜比較例５＞
純度９８．０容量％以上の市販ｎ−パラフィン溶剤を用いて、ｎ−Ｃ８：２．５容量％、ｎ−Ｃ９：２４．０容量％、ｎ−Ｃ１０：３０．０容量％、ｎ−Ｃ１１：１７．５容量％、ｎ−Ｃ１２：７．５容量％、ｎ−Ｃ１３：６．５容量％、ｎ−Ｃ１４：５．０容量％、ｎ−Ｃ１５：５．０容量％、ｎ−Ｃ１６：２．０容量％の割合で混合し、蒸留性状が初留点１５２℃、５０％留出温度１８３℃、７０％留出温度１９９℃、９０％留出温度２３９℃、９５％留出温度２５５℃であり、Ｃ／Ｈ比が０．４５であるｎ−パラフィン９９．７容量％の燃料油組成物を調製した。得られた燃料油組成物の一般性状および、芯式・放射型石油ストーブによる燃焼試験結果を表４に示す。

表３および表４に示される結果より、ｎ−パラフィンから調製した燃料油組成物は煙点がいずれも５０ｍｍ以上となり、非常に燃焼性に優れることが分かる。このことから、燃焼時における煤の発生もかなり抑えられることが推察される。
しかし、蒸留性状を適正化していない比較例１〜５は、芯式・放射型石油ストーブに使用した場合、安定した燃焼ができず、さらに消火し難い。比較例１〜３は、初留点以外は本発明で特定される蒸留性状の範囲より低いため、安定燃焼ができず、消火し難い結果となった。比較例４の場合は、初留点〜９０％留出温度までは本発明で特定される範囲を満たすが、９５％留出温度が低いため、安定燃焼ができず、消火し難い結果となった。比較例５の場合は、９０％留出温度および９５％留出温度は本発明で特定される範囲を満たすが、５０％留出温度および７０％留出温度が低いため、安定燃焼ができない結果となった。
一方、蒸留性状を全て満たす範囲に適正化した実施例１〜３は、高い煙点を保ったまま、芯式・放射型石油ストーブに使用しても安定した燃焼を示し、消火性も良好な結果となった。

Claims

純度９８容量％以上のｎ−パラフィンから成り、蒸留性状が初留点１４０〜１６５℃、５０％留出温度１８５〜２２０℃、７０％留出温度２００〜２４０℃、９０％留出温度２２５〜２６５℃、９５％留出温度２４５〜２６５℃であることを特徴とする燃料油組成物。