JP3655111B2

JP3655111B2 - 無鉛ガソリン組成物

Info

Publication number: JP3655111B2
Application number: JP35879298A
Authority: JP
Inventors: 栄作佐藤; 勉内山; 正飯塚
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2018-12-17
Also published as: JPH11236580A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な無鉛ガソリン組成物に関し、詳しくは大気汚染への影響が少ない無鉛ガソリン組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車排出ガス中には大気汚染物質が含まれており、大気環境の改善のために、その低減化が求められている。テールパイプから排出されるエンジン排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X），一酸化炭素（ＣＯ），炭化水素（ＨＣ）については、既にその規制が実施されている。しかし、光化学スモッグの原因であるオゾンの発生は改善されていない。オゾン生成はＮＯ_X，ＨＣが影響すると考えられており、特にＨＣについては自動車の燃料タンクを含む燃料供給系統から蒸発して大気中に放出される蒸発ガスの影響が注目されている。そこで蒸発ガスについての規制も検討されつつあり、それに伴って、蒸発ガスの低減技術も改良されつつある。
【０００３】
一般に、燃料からの蒸発ガスを低減することによってオゾン生成を低減するためには、燃料の蒸気圧を低くし、オゾン生成性が高い成分である炭素数４のオレフィン分を除くとよいと言われている。しかし、燃料の蒸気圧を低くしたり、オレフィン分を少なくすると、自動車の始動性や加速性等の運転性能に悪影響が出るため、オゾン生成量が少なく、かつ自動車の運転性能に優れた無鉛ガソリンはなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたもので、オゾン生成量が少なく、かつ自動車の運転性能に優れた無鉛ガソリン組成物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の条件を有するガソリン組成物が上記目的を達成することを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
（１）下記の条件を満足することを特徴とするリサーチ法オクタン価が８９以上の無鉛ガソリン組成物。
(1) 蒸気圧が６０ｋＰａ以下
(2) 炭素数４の炭化水素分含有量が４容量％以下
(3) 炭素数４のオレフィン分含有量が２容量％以下
(4) 全オレフィン分含有量が２０．６〜２５容量％
(5) 全芳香族分含有量が４０容量％以下
（２）硫黄分含有量が５０重量ｐｐｍ以下である（１）記載の無鉛ガソリン組成物。
（３）ベンゼン含有量が１容量％以下である（１）又は（２）に記載の無鉛ガソリン組成物。
（４）蒸留性状の５０％留出温度が１０５℃以下である請求項１〜３のいずれかに記載の無鉛ガソリン組成物。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の無鉛ガソリン組成物が満足する諸条件について説明する。
(1) 本発明の無鉛ガソリン組成物の蒸気圧は６０ｋＰａ以下、好ましくは５５ｋＰａ以下であることが必要である。ここで、蒸気圧とは、ＪＩＳＫ２２５８により測定されたリード蒸気圧（ＲＶＰ）を意味する。蒸気圧を６０ｋＰａ以下にすることによって、蒸発ガス量を少なくすることができる。
(2)本発明の無鉛ガソリン組成物の炭素数４の炭化水素分含有量は4容量％以下で、好ましくは３容量％以下である。０でもよいが、実質的には０．１容量％以上である。４容量％以下にすることによって、蒸発ガス量を少なくすることができる。なお、炭素数４の炭化水素分含有量は、石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−３３−９０に準拠し、ガスクロマトグラフィー法により測定された値であり、炭素数４の炭化水素分としては、ｎ−ブタン，イソブタン，１−ブテン，２−ブテン，イソブテン，ブタジエン等がある。
(3) 本発明の無鉛ガソリン組成物の炭素数４のオレフィン分含有量は２容量％以下で、好ましくは１容量％以下である。０でもよいが、実質的には０．１容量％以上である。２容量％以下にすることによって、蒸発ガスのオゾン生成性を低くすることができる。なお、炭素数４のオレフィン分含有量は、石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−３３−９０に準拠し、ガスクロマトグラフィー法により測定された値であり、炭素数４のオレフィン分としては、１−ブテン，２−ブテン，イソブテン，ブタジエン等がある。
(4) 本発明の無鉛ガソリン組成物の全オレフィン分含有量は２０．６〜２５容量％で、好ましくは２０．６〜２３容量％である。２０．６〜２５容量％にすることによって、蒸気圧が６０ｋＰａ以下でも始動性や加速性等の運転性能を良好に保つことができる。なお、全オレフィン分含有量は、石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−３３−９０に準拠し、ガスクロマトグラフィー法により測定された値である。オレフィン分は基本的には分解ガソリンに由来するものであり、通常、炭素数４〜１２のオレフィンである。オレフィンは、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、例えば、４，４−ジメチル−１−ペンテン；１−デセン；２，３−ジメチル−１−ペンテン；４−エチル−３−ヘプテン；２−メチル−３−エチル−１−ペンテン；１−オクテン；２，３−ジメチル−３−ヘキセン；１−ペンテン；２−ペンテン；１−ヘキセン；２−ヘキセン；２−メチル−１−ブテン；３−メチル−１−ブテン；２−エチル−１−ブテン；２−メチル−１−ペンテン；４−メチル−１−ペンテン；２，３−ジメチル−１−ブテン；１−ブテン；３，３−ジメチル−１−ブテンなどを挙げることができる。
(5) 本発明の無鉛ガソリン組成物の全芳香族分含有量は４０容量％以下で、好ましくは３５容量％以下である。４０容量％以下にすることによってテールパイプから排出される排気ガス中のベンゼン量を少なくすることができる。なお、全芳香族分含有量は石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−３３−９０に準拠し、ガスクロマトグラフィー法により測定された値であり、芳香族分は、ベンゼン，トルエン，キシレン，エチルベンゼン，プロピルベンゼン，クメン，エチルトルエンなどを挙げることができる。
【０００７】
本発明の無鉛ガソリン組成物中の硫黄分含有量は、５０重量ｐｐｍ以下、好ましくは３０重量ｐｐｍ以下、更に好ましくは２０重量ｐｐｍ以下とすることが望ましい。５０重量ｐｐｍを超えると、三元触媒の浄化能力が低下し、ＮＯ_X，ＣＯ，ＨＣの排出量が増加する場合がある。ここでいう硫黄分含有量はＪＩＳＫ２５４１により測定される値である。
【０００８】
本発明の無鉛ガソリン組成物中のベンゼン含有量は、発癌性のある疑いのあるベンゼンの大気中への排出を防止するため１容量％以下とするのが好ましい。ここでいうベンゼンの含有量は石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−３３−９０のガスクロマトグラフィー法に準拠して測定される値である。
本発明の無鉛ガソリン組成物は、そのリサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が８９以上であり、またそのモーター法オクタン価（ＭＯＮ）は高速走行時の耐ノック性の低下防止等の観点から８０以上であることが好ましい。ここでのＲＯＮ，ＭＯＮはＪＩＳＫ２２８０により測定される値である。
【０００９】
本発明の無鉛ガソリン組成物は、その蒸留性状のうち５０％留出温度が１０５℃以下であることが好ましい。無鉛ガソリン組成物の５０％留出温度が１０５℃を越えると一部の車種たとえば軽自動車の運転性が悪化する場合があり、高性能の無鉛ガソリンとしては好ましくない。
本発明の無鉛ガソリン組成物は、上記各条件を満たすものであればよく、好ましくは、さらにＪＩＳ規格（ＪＩＳＫ２２０２）を満たすものであればよい。その基材については、例えば、軽質ナフサ留分を脱硫して得られる脱硫軽質ナフサ（ＤＬＮ）、重質ナフサ留分を脱硫して得られる脱硫重質ナフサ（ＤＨＮ）、流動接触分解法により得られる分解ガソリン（ＦＧ）、蒸留によって炭素数４の炭化水素成分を除いた分解ガソリン（脱Ｃ₄ＦＧ）、接触改質法などで得られる改質ガソリン（ＰＧ）、蒸留によって炭素数４の炭化水素成分を除いた改質ガソリン（脱Ｃ₄ＰＧ）、改質ガソリン中のベンゼンを除いた脱ベンゼン改質ガソリン（ＰＧＺ）、蒸留により炭素数４の炭化水素成分を除いた脱ベンゼン改質ガソリン（脱Ｃ₄ＰＧＺ）、イソブタンなどの炭化水素にプロピレンやブテンなどの低級オレフィンを付加（アルキル化）することによって得られるアルキレートガソリン（ＡＬＧ）、イソブチレンとメタノールを反応させて得られるメチルターシャリーブチルエーテル（ＭＴＢＥ）あるいはターシャリーアミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ），エチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ），ターシャリーアミルエチルエーテル（ＴＡＥＥ）などの含酸素化合物などを挙げることができる。これらの基材を、、前記各条件を満たすように適宜配合することにより本発明の無鉛ガソリン組成物を調製することができる。
【００１０】
本発明の燃料油には、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、例えば、フェニレンジアミン系，ジフェニルアミン系，アルキルフェノール系，又はアミノフェノール系などの酸化防止剤、ポリエーテルアミン，ポリアルキルアミンなどの清浄剤、シッフ型化合物やチオアミド型化合物などの金属不活性剤、有機リン系化合物などの表面着火防止剤、多価アルコールやエーテルなどの氷結防止剤、有機酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩，高級アルコールの硫酸エステルなどの助燃剤、アニオン性界面活性剤，カチオン性界面活性剤，両性界面活性剤などの帯電防止剤、アルケニルコハク酸のエステルなどの錆止剤、キリザニン，クマリンなどの識別剤、天然精油，合成香料などの着臭剤、アゾ染料などの着色剤など公知の燃料油添加剤が挙げられ、これらを一種あるいは二種以上添加することができる。また、これらの添加剤の添加量は状況に応じて適宜選定すればよいが、通常は添加剤の合計量として無鉛ガソリンの０．１重量％以下とすることが望ましい。
【００１１】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら制限されるものではない。
なお、無鉛ガソリン組成物の性状及び性能は次の方法によって求めた。
〔無鉛ガソリンの性状〕
（１）リサーチ法オクタン価
ＪＩＳＫ２２８０により測定した。
（２）密度
ＪＩＳＫ２２４９により測定した。
（３）蒸気圧
ＪＩＳＫ２２５８により測定した。
（４）蒸留性状
ＪＩＳＫ２２５４により測定した。
（５）成分組成
石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−３３−９０に準拠し、ガスクロマトグラフィー法により測定した。
（６）硫黄分
ＪＩＳＫ２５４１により測定した。
【００１２】
〔無鉛ガソリンのオゾン生成量、ベンゼン排出量の評価〕
（１）蒸発ガス量
供試車：排気量６６０ｃｃ軽自動車：キャブレター仕様３気筒エンジン搭載
オートマチックトランスミッション仕様
試験法：１０・１５モードを６回運転し、燃料系の開口部（キャニスター下流の大気放出部）に取り付けた炭化水素トラップ（キャニスター用と同じ活性炭（脱水、脱炭化水素したもの）３リットル入り）の運転前後の重量変化を測定して蒸発炭化水素ガス量とした。
（２）オゾン生成性、オゾン生成量
１０・１５モードを６回運転し、燃料系の開口部（キャニスター下流の大気放出部）に取り付けた排出ガス収集袋（テトラバッグ）で収集し、これを発生した蒸発ガスとしてその組成をガスクロマトグラフィー法で分析した。この分析結果を用い、ＳＡＥＰａｐｅｒ９２０３２５に記載の方法に準拠してオゾン生成性ＳＲ−ＭＩＲ（Specific Reactivity −Maximum Incremental Reac tivity）を求めた。さらに、このオゾン生成性と蒸発炭化水素ガス量との積をオゾン生成量として算出した。
（３）排気ガス中のベンゼン量
１１モード（ＴＲＩＡＳ２３−１９９１に準拠）で運転を行い、テールパイプ部から採取したエンジン排ガスをガスクロマトグラフィー法で分析し、この結果よりベンゼン排出量を求めた。
【００１３】
〔無鉛ガソリンの運転性能評価〕
（１）始動性
冷機状態でエンジン始動後、エンジン回転数が１０００ｒｐｍに達するまでの時間で評価した。
（２）加速性
冷機状態でエンジン始動し１０秒間アイドリングした後、スロットル半開でエンジン回転数が２５００ｒｐｍに達するまでの時間で評価した。
（３）ノッキング
冷機状態でエンジン始動し１０秒間アイドリングした後、車速４０ｋｍ／ｈからのスロットル全開加速した時のノッキング強度をエンジンに取り付けたノックセンサーで測定した。
【００１４】
〔実施例１〜５及び比較例１〜３〕
第１表に示す性状及び組成を有する各ガソリン基材を第２表に示す割合で混合して無鉛ガソリン組成物を調製し、その性状，組成及び性能等を上記方法で評価した。その結果を第２表及び第３表に示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
【表３】

【００１８】
【表４】

【００１９】
【表５】

【００２０】
【表６】

【００２１】
【表７】

【００２２】
【発明の効果】
本発明の無鉛ガソリン組成物は、オゾン生成量が少なく、かつ自動車の運転性能に優れたもので、大気汚染への影響が少なく、大気環境の保全が図れる高性能のガソリン組成物である。

Claims

下記の条件を満足することを特徴とするリサーチ法オクタン価が８９以上の無鉛ガソリン組成物。
(1) 蒸気圧が６０ｋＰａ以下
(2) 炭素数４の炭化水素分含有量が４容量％以下
(3) 炭素数４のオレフィン分含有量が２容量％以下
(4) 全オレフィン分含有量が２０．６〜２５容量％
(5) 全芳香族分含有量が４０容量％以下
硫黄分含有量が５０重量ｐｐｍ以下である請求項１記載の無鉛ガソリン組成物。
ベンゼン含有量が１容量％以下である請求項１又は２に記載の無鉛ガソリン組成物。
蒸留性状の５０％留出温度が１０５℃以下である請求項１〜３のいずれかに記載の無鉛ガソリン組成物。