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技術 灯油組成物および灯油組成物の製造方法

出願人 出光興産株式会社
発明者 高橋大介内山勉平野智章
出願日 2014年3月31日 (6年7ヶ月経過) 出願番号 2014-073391
公開日 2015年11月5日 (5年0ヶ月経過) 公開番号 2015-193770
状態 特許登録済
技術分野 石油精製,液体炭化水素混合物の製造 液体炭素質燃料
主要キーワード 可燃性蒸気 密閉式引火点試験 付着具合 排気ガス試験 強制通気 容量割合 石油ファンヒーター ボルトカラー
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課題

本発明は、暖房機器を長期にわたって安定的に運転できる灯油組成物およびその灯油組成物の製造方法を提供する。

解決手段

本発明の灯油組成物は、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合が10質量%以上34質量%未満であり、芳香族分の割合が10質量%以上29質量%未満である。また、本発明の灯油組成物の製造方法は、直留灯油KERO)に、接触分解軽質軽油HVN)またはオイルサンド由来灯油留分を混合した原料油を、水素化精製触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化精製処理する工程を含む。さらに、本発明の灯油組成物の製造方法は、重質軽油(HGO)、減圧重質軽油(VGO)またはそれらの混合品に、接触分解軽油(LCO)を混合した原料油を、水素化分解触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化分解処理する工程を含む。

概要

背景

石油ストーブ石油ファンヒーターなどの暖房機器などに好適に使用される灯油組成物を得るために、灯油組成物には様々な改良がなされてきた。そのような改良がなされた灯油組成物として、たとえば、着火性燃焼性が良好で、燃料消費量が少ない、石油燃焼機器用燃料組成物(たとえば、特許文献1参照)、酸化安定性を改善した灯油組成物(たとえば、特許文献2参照)、貯蔵安定性に優れる灯油組成物(たとえば、特許文献3参照)、暖房機器を長期にわたって安定的に運転することが可能な低硫黄灯油(たとえば、特許文献4参照)などが従来技術として知られている。

概要

本発明は、暖房機器を長期にわたって安定的に運転できる灯油組成物およびその灯油組成物の製造方法を提供する。本発明の灯油組成物は、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合が10質量%以上34質量%未満であり、芳香族分の割合が10質量%以上29質量%未満である。また、本発明の灯油組成物の製造方法は、直留灯油KERO)に、接触分解軽質軽油HVN)またはオイルサンド由来灯油留分を混合した原料油を、水素化精製触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化精製処理する工程を含む。さらに、本発明の灯油組成物の製造方法は、重質軽油(HGO)、減圧重質軽油(VGO)またはそれらの混合品に、接触分解軽油(LCO)を混合した原料油を、水素化分解触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化分解処理する工程を含む。

目的

本発明は、暖房機器を長期にわたって安定的に運転できる灯油組成物およびその灯油組成物の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合が10質量%以上34質量%未満であり、芳香族分の割合が10質量%以上29質量%未満である、灯油組成物

請求項2

パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合をa質量%とし、芳香族分の割合をb質量%としたとき、a<−2.525×b+93.167の関係を満たす、請求項1に記載の灯油組成物。

請求項3

パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合が10質量%以上29質量%以下であり、芳香族分の割合が10質量%以上28質量%以下である、請求項1に記載の灯油組成物。

請求項4

パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合をa質量%とし、芳香族分の割合をb質量%としたとき、a≦−1.77×b+70.074の関係を満たす、請求項3に記載の灯油組成物。

請求項5

前記芳香族分における1環芳香族の割合は、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、23質量%以上26質量%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の灯油組成物。

請求項6

前記飽和分における2環のナフテンの割合は、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、1質量%以上11質量%未満である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の灯油組成物。

請求項7

前記芳香族分におけるインダン類およびテトラリン類の割合は、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、1質量%以上9質量%未満である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の灯油組成物。

請求項8

煙点が21mm以上50mm未満である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の灯油組成物。

請求項9

密度が0.75g/cm3以上0.85g/cm3以下であり、沸点範囲が140℃以上300℃以下であり、95%留出温度が220℃以上270℃以下であり、硫黄分が80質量ppm以下であり、過酸化物価が1ppm以下であり、窒素分が1質量ppm以下であり、30℃における動粘度が0.9mm2/s以上1.7mm2/s以下であり、セーボルトカラーが+25以上であり、銅版腐食が1以下であり、引火点が40℃以上である、請求項1〜8のいずれか1項に灯油組成物

請求項10

接触分解軽油を混合した重質軽油水素化分解装置水素化分解して作製した灯油基材、接触分解軽油を分留脱硫した灯油留分、およびオイルサンド由来の脱硫した灯油留分からなる群から選択される少なくとも1種を1容量%以上含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の灯油組成物。

請求項11

前記接触分解軽油を混合した重質軽油を水素化分解装置で水素化分解して作製した灯油基材の割合が1容量%以上40容量%未満であり、前記接触分解軽油を分留し脱硫した灯油留分の割合が、1容量%以上15容量%未満であり、前記オイルサンド由来の脱硫した灯油留分の割合が、1容量%以上10容量%以下である、請求項10に記載の灯油組成物。

請求項12

直留灯油KERO)に、接触分解軽質軽油HVN)またはオイルサンド由来の灯油留分を混合した原料油を、水素化精製触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化精製処理する工程を含む灯油組成物の製造方法であって、前記直留灯油が下記(a)〜(c)の性状を、前記接触分解軽質軽油が下記(d)〜(f)の性状をそれぞれ満たし、前記水素化精製処理における前記原料油の導入口において、水素圧力を2MPa以上10MPa以下、LHSVを2h-1以上15h-1以下、反応温度を、200℃以上360℃以下、水素/原料油比を、50nL/L以上500nL/L以下とした、灯油組成物の製造方法。(a)前記直留灯油における常圧蒸留装置から留出する95%留出温度が200℃以上280℃以下であり、(b)前記直留灯油の密度が0.750g/cm3以上0.850g/cm3以下であり、(c)前記直留灯油の硫黄分が0.001質量%以上0.8質量%以下であり、(d)前記接触分解軽質軽油における接触分解装置から留出する95%留出温度が180℃以上270℃以下であり、(e)前記接触分解軽質軽油の密度が0.750g/cm3以上0.900g/cm3以下であり、(f)前記接触分解軽質軽油の硫黄分は、0.001質量%以上0.08質量%以下である。

請求項13

前記オイルサンド由来の灯油留分が、プレミアムアラビアシンセティックサンコールオイルサンドブレンドAおよびシンクルードスイートブレンドからなる群から選択される1種以上を含むオイルサンド合成原油を常圧蒸留装置に通油して得られる灯油留分である、請求項12に記載の灯油組成物の製造方法。

請求項14

重質軽油(HGO)、もしくは減圧重質軽油(VGO)またはそれらの混合品に、接触分解軽油(LCO)を混合した原料油を、水素化分解触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化分解処理する工程を含む灯油組成物の製造方法であって、前記重質軽油および減圧重質軽油が下記(a)〜(c)の性状を、前記接触分解軽質軽油が下記(d)〜(f)の性状をそれぞれ満たし、前記水素化分解処理における前記原料油の導入口において、水素圧力を3MPa以上20MPa以下、LHSVを0.1h-1以上10h-1以下、反応温度を300℃以上450℃以下、水素/原料油比を300nL/L以上2000nL/L以下とした、灯油組成物の製造方法。(a)前記重質軽油および減圧重質軽油における常圧蒸留装置または減圧蒸留装置から留出する終点が400℃以上600℃以下であり、(b)前記重質軽油および減圧重質軽油の密度が0.800g/cm3以上1.000g/cm3以下であり、(c)前記重質軽油および減圧重質軽油の硫黄分が1.0質量%以上3.0質量%以下であり、(d)前記接触分解軽質軽油における接触分解装置から留出する90%留出温度が280℃以上390℃以下であり、(e)前記接触分解軽質軽油の密度が0.800g/cm3以上1.000g/cm3以下であり、(f)前記接触分解軽質軽油の硫黄分が0.1質量%以上0.8質量%以下である。

請求項15

請求項12〜14のいずれか1項に記載の灯油組成物の製造方法により製造される灯油組成物。

技術分野

0001

本発明は、灯油組成物および灯油組成物の製造方法に関し、とくに石油ストーブ石油ファンヒーターなどの暖房機器などに好適に用いられる灯油組成物およびその製造方法に関する。

背景技術

0002

石油ストーブや石油ファンヒーターなどの暖房機器などに好適に使用される灯油組成物を得るために、灯油組成物には様々な改良がなされてきた。そのような改良がなされた灯油組成物として、たとえば、着火性燃焼性が良好で、燃料消費量が少ない、石油燃焼機器用燃料組成物(たとえば、特許文献1参照)、酸化安定性を改善した灯油組成物(たとえば、特許文献2参照)、貯蔵安定性に優れる灯油組成物(たとえば、特許文献3参照)、暖房機器を長期にわたって安定的に運転することが可能な低硫黄灯油(たとえば、特許文献4参照)などが従来技術として知られている。

先行技術

0003

特開2011−84675号公報
特開2007−77355号公報
特開2005−290186号公報
特開2006−348186号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1〜4に記載されている灯油組成物は、長期間の使用(たとえば、1000時間の使用)において評価されたものではないので、その改良された灯油組成物を用いて暖房機器を長期にわたって実際に安定的に運転できるとは限らない。そこで、本発明は、暖房機器を長期にわたって安定的に運転できる灯油組成物およびその灯油組成物の製造方法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

本発明らは、灯油組成物中ナフテンの割合および芳香族分の割合を所定範囲内にすることにより、暖房機器を長期にわたって安定的に運転できる灯油組成物を得られることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下のとおりである。
本発明の灯油組成物は、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合が、10質量%以上34質量%未満であり、芳香族分の割合が10質量%以上29質量%未満である。
また、本発明は、直留灯油KERO)に、接触分解軽質軽油HVN)またはオイルサンド由来灯油留分を混合した原料油を、水素化精製触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化精製処理する工程を含む灯油組成物の製造方法であって、直留灯油が下記(a)〜(c)の性状を、接触分解軽質軽油が下記(d)〜(f)の性状をそれぞれ満たし、水素化精製処理における原料油の導入口において、水素圧力を2MPa以上10MPa以下、LHSVを2h-1以上15h-1以下、反応温度を、200℃以上360℃以下、水素/原料油比を、50nL/L以上500nL/L以下とした。
(a)直留灯油における常圧蒸留装置から留出する95%留出温度が200℃以上280℃以下であり、
(b)直留灯油の密度が0.750g/cm3以上0.850g/cm3以下であり、
(c)直留灯油の硫黄分が0.001質量%以上0.8質量%以下であり、
(d)接触分解軽質軽油における接触分解装置から留出する95%留出温度が180℃以上270℃以下であり、
(e)接触分解軽質軽油の密度が0.750g/cm3以上0.900g/cm3以下であり、
(f)接触分解軽質軽油の硫黄分は、0.001質量%以上0.08質量%以下である。
さらに、本発明は、重質軽油(HGO)、もしくは減圧重質軽油(VGO)またはそれらの混合品に、接触分解軽油(LCO)を混合した原料油を、水素化分解触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化分解処理する工程を含む灯油組成物の製造方法であって、重質軽油および減圧重質軽油が下記(a)〜(c)の性状を、接触分解軽質軽油が下記(d)〜(f)の性状をそれぞれ満たし、水素化分解処理における原料油の導入口において、水素圧力を3MPa以上20MPa以下、LHSVを0.1h-1以上10h-1以下、反応温度を300℃以上450℃以下、水素/原料油比を300nL/L以上2000nL/L以下とした。
(a)重質軽油および減圧重質軽油における常圧蒸留装置または減圧蒸留装置から留出する終点が400℃以上600℃以下であり、
(b)重質軽油および減圧重質軽油の密度が0.800g/cm3以上1.000g/cm3以下であり、
(c)重質軽油および減圧重質軽油の硫黄分が1.0質量%以上3.0質量%以下であり、
(d)接触分解軽質軽油における接触分解装置から留出する90%留出温度が280℃以上390℃以下であり、
(e)接触分解軽質軽油の密度が0.800g/cm3以上1.000g/cm3以下であり、
(f)接触分解軽質軽油の硫黄分が0.1質量%以上0.8質量%以下である。
また、本発明の灯油組成物は、本発明の灯油組成物の製造方法により製造される。

発明の効果

0006

本発明によれば、暖房機器を長期にわたって安定的に運転できる灯油組成物およびその灯油組成物の製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0007

図1は、実施例および比較例の灯油組成物のストーブ燃焼試験による評価結果を示すグラフである。

0008

本発明の灯油組成物は、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合が10質量%以上34質量%未満であり、芳香族分の割合が10質量%以上29質量%未満である。以下、本発明の灯油組成物を詳細に説明する。

0009

(飽和分および芳香族分)
飽和分はパラフィンおよびナフテンからなる。パラフィンは飽和鎖状化合物であり、パラフィンには、直鎖状分枝状とがある。ナフテンは、ナフテン環飽和環)を持つ化合物である。一方、芳香族分は、芳香族環を有する化合物である。

0010

本発明の灯油組成物において、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合は10質量%以上34質量%未満であり、芳香族分の割合は10質量%以上29質量%未満であり、好ましくは、ナフテンの割合は10質量%以上29質量%以下であり、芳香族分は10質量%以上28質量%以下である。パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合が10質量%以上34質量%未満であり、芳香族分の割合が10質量%以上29質量%以下であると、灯油組成物は、暖房機器を長期にわたって安定的に運転させることができる。なお、ナフテンの割合および芳香族分の割合は、2次元ガスクロマトグラフィーにより測定した値である。

0011

上記暖房機器を長期にわたって安定的に運転させるとは、たとえば、暖房機器において灯油組成物を1000時間燃焼させた後も、排気ガス試験燃費試験、におい試験、点火時間および消火時間試験ならびに芯式ストーブの芯とファンヒーターノズルとの劣化状況観察において合格していることである。各試験および劣化状況観察は、後述の実施例で詳細に説明する。

0012

より好ましくは、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、ナフテンの割合をa質量%とし、芳香族分の割合をb質量%としたとき、a<−2.525×b+93.167の関係を満たし、さらに好ましくは、a≦−1.77×b+70.074の関係を満たす。灯油組成物中のナフテンの割合および芳香族分の割合が上記範囲内であると、灯油組成物は、暖房機器を長期にわたってさらに安定的に運転させることができる。

0013

ナフテンは、1環のナフテンと2環のナフテンとを含む。本発明者らは、ナフテンの中でも、とくに2環のナフテンが、暖房機器の長期にわたる運転に影響を及ぼすことを見出した。飽和分における2環のナフテン分の割合は、パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、好ましくは、1質量%以上11質量%未満である。2環のナフテン分の割合が1質量%以上11質量%未満であると、灯油組成物は、暖房機器を長期にわたって、より安定的に運転させることができる。なお、1環のナフテンおよび2環のナフテンの割合は、2次元ガスクロマトグラフィーにより測定した値である。

0014

芳香族分は、1環芳香族分および2環芳香族分を含む。本発明者らは、芳香族分の中でも、とくに1環芳香族分が、暖房機器の長期にわたる運転に影響を及ぼすことを見出した。パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、芳香族分における1環芳香族の割合は、好ましくは、23質量%以上26質量%以下である。芳香族分における1環芳香族の割合が23質量%以上26質量%以下であると、灯油組成物は、暖房機器を長期にわたって、より安定的に運転させることができる。なお、1環芳香族分および2環芳香族分の割合は、2次元ガスクロマトグラフィーにより測定した値である。

0015

1環の芳香族分は、アルキルベンゼン類インダン類およびテトラリン類とを含む。本発明者らは、1環芳香族分の中でも、とくにインダン類およびテトラリン類が、暖房機器の長期にわたる運転に影響を及ぼすことを見出した。パラフィンおよびナフテンからなる飽和分ならびに芳香族分の合計に対して、芳香族分におけるインダン類およびテトラリン類の割合は、好ましくは、1質量%以上9質量%未満である。インダン類およびテトラリン類の割合が1質量%以上9質量%未満であると、灯油組成物は、暖房機器を長期にわたって、より安定的に運転させることができる。なお、アルキルベンゼン類とインダン類およびテトラリン類との割合は、2次元ガスクロマトグラフィーにより測定した値である。

0016

本発明の灯油組成物の煙点は、好ましくは21mm以上50mm未満であり、より好ましくは23mm以上50mm未満である。なお、灯油組成物の煙点は、JIS K 2537に準拠して測定された値である。煙点が21mm以上50mm未満であると、長期にわたって暖房機器の運転中に煙が発生することを抑制できる。

0017

(灯油組成物の性状)
本発明の灯油組成物は、さらに、以下の性状を有することが好ましい。
密度:0.75g/cm3以上0.85g/cm3以下
沸点範囲:140℃以上300℃以下
95%留出温度:220℃以上270℃以下
硫黄分:80質量ppm以下
過酸化物価:1ppm以下
窒素分:1質量ppm以下
30℃における動粘度:0.9mm2/s以上1.7mm2/s以下
セーボルトカラー:+25以上
銅版腐食:1以下
引火点:40℃以上

0018

密度は、JIS K 2249に準拠して測定した値である。密度が0.75g/cm3以上0.85g/cm3以下であると、灯油組成物の発熱量が高くなり、燃料消費率が良好になる。密度は0.77g/cm3以上0.82g/cm3以下であることがより好ましい。

0019

沸点範囲は、原油蒸留して得られる留分の沸点範囲である。沸点範囲が140℃以上300℃以下であると、灯油組成物の燃焼性が良好になる。沸点範囲は、145℃以上285℃以下であることがより好ましい。

0020

95%留出温度は、JIS K 2254に準拠して測定した値である。95%留出温度が220℃以上270℃以下であると、芯式ストーブに利用する際、芯に未燃分が残存し不具合が発生することを抑制できる。95%留出温度は225℃以上268℃以下であることがより好ましい。

0021

硫黄分は、JIS K 2541に準拠して測定した値である。硫黄分が80質量ppm以下であると、燃焼中のSOxの発生を抑制できる。硫黄分は50質量ppm以下であることがより好ましい。

0022

過酸化物価は、JIS K 2276に準拠して測定した値である。過酸化物価が1ppm以下であると、灯油組成物の貯蔵安定性が良好になる。過酸化物価は0.5ppm以下であることがより好ましい。

0023

窒素分は、化学発光法で測定される値であり、ガスクロ原子発光法もしくはガスクロ−化学発光法で測定した値である。窒素分が1質量ppm以下であると、燃焼中のNOxの発生を抑制できる。窒素分は0.5質量ppm以下であることがより好ましい。

0024

30℃における動粘度は、JIS K 2283に準拠して測定した値である。30℃における動粘度が0.9mm2/s以上1.7mm2/s以下であると、常温可燃性蒸気が発生し、静電気などにより着火することを抑制できるとともに、毛細管現象にて燃料を供給する芯式ストーブの燃料に用いる場合も、燃料が安定して供給することができる。30℃における動粘度は1.0mm2/s以上1.6mm2/s以下であることがより好ましい。

0025

セーボルトカラーは、JIS K 2580に準拠して測定した値である。セーボルトカラーが+25以上であると、灯油組成物が着色して劣化灯油とみなされることを抑制できる。セーボルトカラーは+30以上であることがより好ましい。

0026

銅版腐食は、JIS K 2513に準拠して測定した値である。銅版腐食が1以下であると、灯油組成物により暖房機器が腐食することを抑制できる。

0027

引火点は、JIS K 2265(タグ密閉式引火点試験方法)に準拠して測定した値である。引火点が40℃以上であると、常温で可燃性蒸気が発生し、静電気などにより灯油組成物が着火することを抑制できる。引火点は41℃以上であることがより好ましい。

0028

煙点は、JIS K 2537に準拠して測定した値である。煙点が21mm以上であると、良好な燃焼性を維持できる。煙点は23mm以上であることがより好ましい。

0029

表3の芳香族分、1環芳香族分、2環芳香族分、3環芳香族分および不飽和分容量割合は、石油学会規格JPI−5S−49−2007(石油製品炭化水素タイプ分析方法−高速液体クロマトグラフHPLC)法)に準拠して測定した値である。芳香族分および2環以上の芳香族分が、それぞれ、5容量%以上30容量%以下、1容量%以下であると良好な燃焼性を維持できる。芳香族分および2環以上の芳香族分は、それぞれ10容量%以上28容量%以下、0.8容量%以下であることが好ましい。

0030

(灯油組成物の原料
本発明の灯油組成物は、好ましくは、接触分解軽油を混合した重質軽油を水素化分解装置水素化分解して作製した灯油基材、接触分解軽油を分留脱硫した灯油留分およびオイルサンド由来の脱硫した灯油留分からなる群から選択される少なくとも1種を1容量%以上含む。より好ましくは、本発明の灯油組成物における、接触分解軽油を混合した重質軽油を水素化分解装置で水素化分解して作製した灯油基材の割合が1容量%以上40容量%未満であり、さらに好ましくは1容量%以上20容量%以下であり、接触分解軽油を分留し脱硫した灯油留分の割合が1容量%以上15容量%未満であり、さらに好ましくは1容量%以上11容量%以下であり、オイルサンド由来の脱硫した灯油留分の割合が1容量%以上15容量%以下であり、さらに好ましくは1容量%以上10容量%以下である。このような灯油基材または灯油留分を使用することにより、上述のナフテンの割合および芳香族分の割合を有する灯油組成物を得ることができる。

0031

(灯油組成物の製造方法)
本発明の灯油組成物は、たとえば、直留灯油(KERO)に、接触分解軽質軽油(HVN)またはオイルサンド由来の灯油留分を混合した原料油を、水素化精製触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化精製処理する工程を含む灯油組成物の製造方法によって得られる(灯油組成物の製造方法1)。とくに、水素化精製処理により、原料油中臭気の原因となるメルカプタンおよび発煙性を高める原因となる芳香族分を減少させるとともに、原料油の腐食性および色を改善することができる。この場合、好ましくは、直留灯油における常圧蒸留装置から留出する95%留出温度は200℃以上280℃以下であり、より好ましくは220℃以上270℃以下であり、直留灯油の密度は0.750g/cm3以上0.850g/cm3以下であり、より好ましくは0.770g/cm3以上0.820g/cm3以下であり、直留灯油の硫黄分は0.001質量%以上0.8質量%以下であり、より好ましくは0.005質量%以上0.7質量%以下である。また、接触分解軽質軽油における接触分解装置から留出する95%留出温度は180℃以上270℃以下であり、より好ましくは180℃以上250℃以下であり、接触分解軽質軽油の密度は0.750g/cm3以上0.900g/cm3以下であり、より好ましくは0.770g/cm3以上0.880g/cm3以下であり、接触分解軽質軽油の硫黄分は0.001質量%以上0.08質量%以下であり、より好ましくは0.001質量%以上0.07質量%以下である。さらに、水素化精製処理における原料油の導入口において、水素圧力は2MPa以上10MPa以下であり、より好ましくは2.5MPa以上8MPa以下であり、LHSVは2h-1以上15h-1以下であり、より好ましくは3h-1以上12h-1以下であり、反応温度は、200℃以上360℃以下であり、より好ましくは250℃以上340℃以下であり、水素/原料油比は、50nL/L以上500nL/L以下であり、より好ましくは70nL/L以上300nL/L以下である。

0032

なお、水素化精製触媒には、たとえば、アルミナ担体上にモリブデン担持したアルミナ触媒を使用することができる。さらに、助触媒金属としてコバルトニッケルおよびモリブデンなどを使用してもよい。また、オイルサンド由来の灯油留分は、プレミアムアラビアシンセティックサンコールオイルサンドブレンドAおよびシンクルードスイートブレンドからなる群から選択される1種または2種以上を含むオイルサンド合成原油を常圧蒸留装置に通油して得られる灯油留分であることが好ましい。

0033

また、本発明の灯油組成物を、重質軽油(HGO)、減圧重質軽油(VGO)またはそれらの混合品に、接触分解軽油(LCO)を混合した原料油を、水素化分解触媒を用いて形成された触媒床に接触させて水素化分解処理する工程を含む灯油組成物の製造方法によって得ることもできる(灯油組成物の製造方法2)。この場合、好ましくは、重質軽油および減圧重質軽油における常圧蒸留装置または減圧蒸留装置から留出する終点が400℃以上600℃以下であり、より好ましくは420℃以上580℃以下であり、重質軽油および減圧重質軽油の密度は0.800g/cm3以上1.000g/cm3以下であり、より好ましくは0.820g/cm3以上0.950g/cm3以下であり、重質軽油および減圧重質軽油の硫黄分は1.0質量%以上3.0質量%以下であり、より好ましくは1.5質量%以上2.8質量%以下である。また、接触分解軽質軽油における接触分解装置から留出する90%留出温度は280℃以上390℃以下であり、より好ましくは300℃以上370℃以下であり、接触分解軽質軽油の密度は0.800g/cm3以上1.000g/cm3以下であり、より好ましくは0.820g/cm3以上0.980g/cm3以下であり、接触分解軽質軽油の硫黄分は0.1質量%以上0.8質量%以下であり、より好ましくは0.2質量%以上0.7質量%以下である。さらに、水素化分解処理における原料油の導入口において、水素圧力は3MPa以上20MPa以下であり、より好ましくは10MPa以上18MPa以下であり、LHSVは0.1h-1以上10h-1以下であり、より好ましくは0.3h-1以上5h-1以下であり、反応温度は300℃以上450℃以下であり、より好ましくは360℃以上420℃以下であり、水素/原料油比は300nL/L以上2000nL/L以下であり、より好ましくは500nL/L以上1000nL/L以下である。また、接触分解軽油の生産において、流動接触分解装置反応塔出口温度は、たとえば、500℃以上540℃以下であり、反応塔圧力は、たとえば0.07MPaG以上0.30MPaG以下であり、触媒オイル比は、たとえば4以上30以下である。

0034

上述の灯油組成物の製造方法1で作製した灯油組成物と上述の灯油組成物の製造方法2で作製した灯油組成物とを混合することによっても、本発明の灯油組成物を作製することもできる。

0035

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。

0036

[灯油組成物の組成分析評価方法
各実施例および比較例における組成分析および評価は以下のように行った。
(2次元ガスクロマトグラフィーによる組成分析)
2次元ガスクロマトグラフィー(ZOEX社製、型番:ZOEX KT2006)を使用して、実施例および比較例の灯油組成物中の飽和分およびに芳香族分の合計に対する、パラフィン、1環ナフテン、2環ナフテン、3環ナフテン、アルキルベンゼン類、インダン類およびテトラリン類、インデン類ナフタレン類およびビフェニル類の割合を測定した。なお、1環ナフテン、2環ナフテンおよび3環ナフテンの割合の合計がナフテンの割合となる。また、パラフィンおよびナフテンの割合の合計が飽和分の割合となる。さらに、アルキルベンゼン類ならびにインダン類およびテトラリン類の割合の合計が1環芳香族分の割合となる。また、インデン類、ナフタレン類およびビフェニル類の割合の合計が2環芳香族分の割合となる。さらに、1環芳香族分および2環芳香族分の割合の合計が芳香族分の割合となる。

0037

高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による組成分析)
高速液体クロマトグラフィー(アジレント社製、型番:Agilent 1260)を使用して、実施例および比較例の灯油組成物中の不飽和分および芳香族分の合計に対する、1環芳香族分、2環環芳香族分、3環環芳香族分の容量比率を測定した。なお、1環環芳香族分、2環環芳香族分および3環環芳香族分の割合の合計が芳香族分の割合となる。高速液体クロマトグラフィーは、ナフテン分の測定ができないが、試験法(石油学会規格JPI−5S−49−2007(石油製品−炭化水素タイプ分析方法−高速液体クロマトグラフ法))として制定され、幅広く使用されており測定が容易である。

0038

(ストーブ燃焼試験)
灯油組成物をのべ1000時間燃焼させた芯式ストーブ((株)コロナ製、型番:SX−246、種類:芯式、放射型点火方式電池点火暖房出力:2.42kW、燃料消費量:0.235L/h、芯の種類:普通筒芯(R−28)、芯の呼び寸法:φ65×2.8mm)およびファンヒーター(ダイニチ工業(株)製、型番:FW−253NES、種類:気化式、強制通気型、強制対流型、点火方式:連続放電点火、暖房出力:2.50kW、燃料消費量:最大0.243L/h、最小0.066L/h)(以下、これらをまとめて暖房装置という場合がある)を使用して、以下の項目について試験を行った。なお、上記暖房装置を1日、10時間運転させた。

0039

(1)排気ガス試験
排気ガス分析装置((株)堀場製作所製、型番:NEXA−7000DEGR)を使用して、点火後5分間に暖房装置から生ずる排気ガス定常燃焼になってから30分間に暖房装置から生ずる排気ガスおよび消火後5分間に暖房装置から生ずる排気ガスのCO、CO2、NOxおよびTHC(全炭化水素)の濃度を測定した。そして、測定した濃度の平均濃度を、それぞれのガスの点火時の濃度、定常燃焼時の濃度および消火時の濃度とした。定常燃焼時の排気ガスのCO/CO2およびNOxが、それぞれ0.002以下、90ppm以下、点火時のTHCの濃度が、100ppm以下である場合、排気ガス試験合格とした。なお、NOxに関しては、JIS S 3032に従い、最小燃焼時(CO2濃度15.2%)に換算した。

0040

(2)燃費試験
暖房装置の定常燃焼における1時間の燃料使用量を調べた。暖房装置の設定は、最大燃焼とした。暖房装置の定常燃焼における1時間の燃料使用量と定格の燃料消費量との差異が定格の燃料消費量の10%以内である場合、燃費試験合格とした。

0041

(3)排気ガスの臭い試験
暖房装置の点火時、燃焼時および消火時の排気ガスの臭気を5人のモニターによる官能試験で5段階評価した。
評価段階1:感じない
評価段階2:わずかに感じる
評価段階3:感じる
評価段階4:やや強く感じる
評価段階5:強く感じる
評価段階5の評価をしたモニターが2人以上いない場合、排気ガスの臭い試験合格とした。

0042

(4)点火時間、消火時間
芯式ストーブの場合は、電熱線での火種が芯に接触してから、火が芯全周に回るまでの時間を測定し、ファンヒーターの場合は、点火スイッチを押してから火がつくまでの時間を測定し、測定した時間を点火時間とした。また、芯式ストーブの場合は、ストーブの芯を通常の消火位置にしてから芯上の炎が完全に消えるまでの時間を測定し、ファンヒーターの場合は、消火スイッチを押してから火が消えるまでの時間を測定し、測定した時間を消火時間とした。芯式ストーブでは、点火時間および消火時間が、それぞれ10秒以内および300秒以内である場合、ファンヒーターの場合は、点火時間および消火時間が、それぞれ40秒以内および20秒以内である場合、点火時間および消火時間合格とした。

0043

(5)芯式ストーブの芯およびファンヒーターのノズルの劣化状況観察
芯式ストーブの芯およびファンヒーターのノズルの劣化状況を、拡大鏡を使用して観察した。そして、コークタール付着具合を調べた。芯式ストーブの芯およびファンヒーターのノズルに、著しく多くのコークタールが付着していなければ、芯式ストーブの芯およびファンヒーターのノズルの劣化状況観察合格とした。

0044

なお、上記項目の評価について、すべて合格した場合、ストーブ燃焼試験に合格したとする。

0045

[用いた原料油の性状]
各実施例および比較例で用いた原料油の性状をまとめて表1に示す。

0046

0047

(実施例1,2および比較例1)
重質軽油(HGO)に、20容量%の接触分解軽油(LCO)を混合した原料油を水素化分解処理することによって作製した軽油基材を市販の灯油に0容量%、20容量%および40容量%添加することによって実施例1および2ならびに比較例1の灯油組成物を作製した。

0048

水素化分解処理の条件は、重質軽油における常圧蒸留装置または減圧蒸留装置から留出する終点が540℃であり、重質軽油の密度は0.910g/cm3であり、重質軽油の硫黄分は2.20質量%であった。また、接触分解軽質軽油における接触分解装置から留出する90%留出温度は352℃であり、接触分解軽質軽油の密度は0.940g/cm3であり、接触分解軽質軽油の硫黄分は0.50質量%であった。さらに、水素化分解処理における原料油の導入口において、水素圧力は15MPaであり、LHSVは3h-1であり、反応温度は380℃であり、水素/原料油比は700nL/Lであった。

0049

(実施例3および比較例2)
直留灯油(KERO)に、11容量%および15容量%の接触分解軽質軽油(HVN)を混合した原料油を水素化精製処理することによって、実施例3および比較例2の灯油組成物を作製した。

0050

水素化精製処理の条件は、直留灯油における常圧蒸留装置から留出する95%留出温度は263℃であり、直留灯油の密度は0.796g/cm3であり、直留灯油の硫黄分は0.4質量%であった。また、接触分解軽質軽油における接触分解装置から留出する95%留出温度は223℃であり、接触分解軽質軽油の密度は0.861g/cm3であり、接触分解軽質軽油の硫黄分は0.05質量%であった。さらに、水素化精製処理における原料油の導入口において、水素圧力は5MPaであり、LHSVは7h-1であり、反応温度は290℃であり、水素/原料油比は70nL/L以上80nL/L以下であった。

0051

(実施例4)
直留灯油(KERO)に、10容量%のオイルサンド由来の灯油留分を混合した原料油を水素化精製処理することによって実施例4の灯油組成物を作製した。

0052

水素化精製処理の条件は、直留灯油における常圧蒸留装置から留出する95%留出温度は263℃であり、直留灯油の密度は0.796g/cm3であり、直留灯油の硫黄分は0.4質量%であった。また、オイルサンド由来の灯油留分における接触分解装置から留出する95%留出温度は263℃であり、オイルサンド由来の灯油留分の密度は0.840g/cm3であり、オイルサンド由来の灯油留分の硫黄分は0.006質量%であった。さらに、水素化精製処理における原料油の導入口において、水素圧力は6MPaであり、LHSVは7h-1であり、反応温度は300℃であり、水素/原料油比は70nL/L以上80nL/L以下であった。

0053

各実施例および比較例で得られた灯油組成物の2次元ガスクロマトグラフィーによる分析結果を表2に、また、灯油組成物の性状を表3に示す。

0054

0055

0056

各実施例および比較例で得られた灯油組成物のストーブ燃焼試験による評価結果を表4および図1に示す。なお、表4において、「芯」は芯式ストーブを示し、「ファン」はファンヒーターを示す。また、「OK」は、ストーブ燃焼試験に合格したことを示し、「NG」は、ストーブ燃焼試験に合格しなかったことを示す。さらに、図1において、「○」は、ストーブ燃焼試験に合格したことを示し、「×」は、ストーブ燃焼試験に合格しなかったことを示す。

0057

実施例

0058

表4に記載の結果をまとめたものが図1のグラフである。これをみると、ナフテンの割合が34質量%未満であり芳香族分の割合が29質量%未満である、全ての灯油組成物がストーブ燃焼試験に合格していることがわかる。また、ナフテンの割合をa質量%とし、芳香族分の割合をb質量%としたとき、a<−2.525×b+93.167の関係を満たす、全ての灯油組成物もストーブ燃焼試験に合格していることがわかる。さらに、ナフテンの割合が29質量%以下であり芳香族分の割合が28質量%以下である、全ての灯油組成物もストーブ燃焼試験に合格していることがわかる。また、ナフテンの割合をa質量%とし、芳香族分の割合をb質量%としたとき、a≦−1.77×b+70.074の関係を満たす、全ての灯油組成物もストーブ燃焼試験に合格していることがわかる。

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