JP4790276B2

JP4790276B2 - ガソリン組成物

Info

Publication number: JP4790276B2
Application number: JP2005007729A
Authority: JP
Inventors: 恭志秋元; 正飯塚
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: JP2005226070A

Description

本発明は、ガソリン基材が重質化した場合においても、自動車の良好な運転性（加速応答性、始動性）を維持することができるガソリン組成物に関する。

従来から、ガソリン基材の生産量を上げる方法が種々検討され、その一つに、ガソリン基材を製造する際の分留時のカット温度を上げる方法がある。しかし、このカット温度を上げて得られたガソリン基材を配合したガソリン組成物は、蒸留性状が重質化し、自動車の運転性（加速応答性、始動性）が悪くなるという問題があった。また、自動車を冷機状態で始動した直後における炭化水素等の排出ガス組成に問題があった。このため、ガソリン基材の生産量を上げたことによってガソリン組成物が重質化した場合でも、十分な運転性を確保する必要があった。
一方、改質ガソリンは芳香族化合物の含有濃度が高く（通常、６０容量％以上）、各芳香族成分に沸点差があるため、改質ガソリンを主基材として含むガソリン組成物は、分解ガソリンを主基材として含むガソリン組成物と比べて、蒸留性状が段階的なものとなる。このため、自動車の運転性（加速応答性、始動性）が悪くなるという問題があった。
従来、ガソリン組成物として、オレフィン分及びアセチレンの含有量を規定したガソリン組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照）が、この組成物においては、オレフィン分及びアセチレンの合計含有量が５０容量％以上であるため、酸化安定性に問題があった。
また、炭素数５〜８のオレフィン分の含有量が規定されたガソリン組成物が開示されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、このガソリン組成物においては、改質ガソリンを主基材とする場合、トルエンの沸点以上の留分の含有量が多くなる。このため、このガソリン組成物が重質化した場合、炭素数８以下のオレフィン分では、自動車の運転性を改善することができないという問題があった。
さらに、リサーチ法オクタン価、芳香族分の含有量、硫黄分の含有量、ベンゼン含有量などが規定されたガソリン組成物が開示されており（例えば、特許文献３参照）、高温や低温における運転性の評価を行っているが、７０容量％留出温度１２１℃、９０容量％留出温度１６０．５℃までの評価であり、さらに重質化したガソリン組成物についての評価は行われていない。

特開平６−２００２６４号公報特開平６−２８７５７６号公報特開２０００−７３０７４号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ガソリン基材が重質化した場合においても、自動車の良好な運転性（加速応答性、始動性）を維持することができる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。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の要件を満たすガソリン組成物により本発明の目的が達成されることを見出した。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、本発明は、以下のガソリン組成物を提供するものである。
１．（１）リサーチ法オクタン価が８９〜９６、（２）硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、（３）芳香族分が４５容量％以下、（４）ベンゼンが１容量％以下、（５）オレフィン分が１０〜３０容量％であって、該オレフィン分のうち、炭素数８以上のオレフィン分が、ガソリン組成物基準で２〜３０容量％、及び（６）７０容量％留出温度が１３０℃以下で、９０容量％留出温度が１７５℃以下、を満たすガソリン組成物。

２．芳香族分が３５容量％以下である上記１に記載のガソリン組成物。

３．炭素数８以上のオレフィン分が、ガソリン組成物基準で２〜１０容量％である上記１又は２に記載のガソリン組成物。
４．分解ガソリンを３０〜９０容量％含有する上記１〜３のいずれかに記載のガソリン組成物。
５．分解ガソリンのうち、沸点１１０℃以上の重質分解ガソリンの含有量が、ガソリン組成物基準で１０〜４０容量％である上記４に記載のガソリン組成物。

本発明によれば、ガソリン基材が重質化した場合においても、運転性（加速応答性、始動性）の良好なガソリン組成物を提供することができる。

本発明のガソリン組成物は、上記要件（１）〜（６）を満たすものである。すなわち、本発明のガソリン組成物において、リサーチ法オクタン価（以下、ＲＯＮと略記することがある。）は８９〜９６であることを要し、好ましくは９０〜９６、より好ましくは９２〜９６である。ＲＯＮが８９以上であると、耐ノッキング性が良好となる。なお、ＲＯＮは、ＪＩＳＫ２２８０「オクタン価及びセタン価試験方法」に準拠して測定した値である。
本発明のガソリン組成物において、硫黄分は、ガソリン組成物基準で１０質量ｐｐｍ以下であることを要し、好ましくは８質量ｐｐｍ以下である。硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であると、自動車の排出ガス低減を目的として使用している触媒の性能に悪影響を及ぼすことがないので、自動車の排出ガス中のＣＯ、ＴＨＣ（全炭化水素）及びＮＯ_ｘの濃度が低くなる。ここで、硫黄分は、ＪＩＳＫ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」に準拠して測定した値である。
本発明のガソリン組成物において、芳香族分は、ガソリン組成物基準で４５容量％以下であることを要し、好ましくは４０容量％以下、より好ましくは３５容量％以下、さらに好ましくは３０容量％以下である。芳香族分の含有量が４５容量％以下であると、自動車の排出ガス中のＣＯ及びＴＨＣの排出量が増加しない。芳香族分の下限については特に制限はないが、通常０．１容量％程度である。ここで、芳香族分としては、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、クメン及びエチルトルエンなどが挙げられる。発癌性の疑いのあるベンゼンの、自動車の排出ガス中の濃度を低減させる観点から、本発明においては、芳香族分のうちベンゼンの含有量が、ガソリン組成物基準で１容量％以下であることを要する。

本発明のガソリン組成物において、オレフィン分は、ガソリン組成物基準で１０〜３０容量％であることを要し、好ましくは１０〜２０容量％、より好ましくは１０〜１５容量％である。オレフィン分の含有量が１０容量％以上であると、直噴車において、リーン燃焼時の失火がないなど運転性が良好となる。オレフィン分の含有量が３０容量％以下であると、ガソリン組成物の組成から算出されるオゾン生成能が減少する。また、酸化安定性が良好となる。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。オレフィンには、直鎖状、分岐鎖状、環状のものがあり、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−ブテン及び３，３−ジメチル−１−ブテンなどを挙げることができる。
本発明のガソリン組成物においては、炭素数８以上のオレフィン分の含有量が、ガソリン組成物基準で２〜３０容量％であることを要し、好ましく２〜１０容量％、より好ましくは３〜１０容量％、さらに好ましくは３〜５容量％である。炭素数８以上のオレフィン分の含有量が２容量％以上であると、自動車の運転性が向上する。また、３０容量％以下であると、酸化安定性が良好となる。
なお、上記芳香族分及びオレフィン分は、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品−成分試験方法」に準拠して測定した値である。

本発明のガソリン組成物の蒸留性状は、７０容量％留出温度（以下、Ｔ７０と略記することがある。）が１３０℃以下で、９０容量％留出温度（以下、Ｔ９０と略記することがある。）が１７５℃以下であることを要し、好ましくはＴ７０が１０５〜１３０℃、Ｔ９０が１２０〜１７０℃である。Ｔ７０が１３０℃以下であると、自動車の運転性が良好となり、Ｔ９０が１７５℃以下であると、エンジンの加速性が良好となる。なお、Ｔ７０及びＴ９０は、ＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験法」に準拠して測定した値である。

本発明のガソリン組成物は、上記（１）〜（６）の条件を満たすものであれば特に制限はないが、例えば次に示すガソリン基材を用いて、上記の条件を満たすように配合することにより、調製することができる。ガソリン基材としては、原油の常圧蒸留によるナフサ留分を分留して得られる軽質ナフサ、接触分解法などで得られる分解ガソリン、接触改質法などで得られる改質ガソリンからベンゼン留分を取り除いた残りの留分、オレフィンの重合により得られる重合ガソリン、イソブタンなどの炭化水素に低級オレフィンを付加することにより得られるアルキレートガソリン、直鎖の低級パラフィン系炭化水素の異性化によって得られるアイソメートガソリン、脱ｎ−パラフィン油、及びこれらの特定範囲の留分や芳香族炭化水素、さらには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−ｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、あるいはｔ−アミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ）、エチル−ｔ−ブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、ｔ−アミルエチルエーテル（ＴＡＥＥ）、エタノール等の含酸素化合物などが挙げられる。
本発明のガソリン組成物には、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、フェノール系やアミン系などの酸化防止剤、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、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などの清浄剤、多価アルコール及びエーテルなどの氷結防止剤、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、アルケニルこはく酸のエステルなどの錆止め剤、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、これらの一種又は二種以上を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ガソリン組成物の０．１質量％以下とすることが望ましい。

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。
実施例１〜実施例７および比較例１〜比較例４
表１に示す組成及び蒸留性状を有する、脱硫軽質ナフサ（ＤＬＮ）、分解ガソリン（ＦＧ）、軽質分解ガソリン（ＬＦＧ）、アルキレート（ＡＬＫ）、脱ベンゼン改質ガソリン（ＰＧＰＺ）、炭素数８の芳香族分の混合物（Ｃ８ＭＩＸ）、炭素数９を主体とする芳香族分（Ｃ９Ａ）、炭素数１０を主体とする芳香族分（Ｃ１０Ａ）、エチル−ｔ−ブチルエーテル（ＥＴＢＥ）及び直鎖の低級パラフィン系炭化水素の異性化によって得られるアイソメートガソリン（Ｉｓｏｍｅｒ）を混合し、表２に示す割合で含有するガソリン組成物を調製した。ここで、ＦＧの蒸留性状は、蒸留初留点（ＩＢＰ）が５１．５℃、１０容量％留出温度（Ｔ１０）が６３．５℃、３０容量％留出温度（Ｔ３０）が８１．０℃、５０容量％留出温度（Ｔ５０）が９６．５℃、Ｔ７０及びＴ９０は表１に示すように、それぞれ１２４．５℃及び１６６．５℃、蒸留終点（ＥＰ）が１９７．０℃ある。

各ガソリン組成物について下記の方法により運転性を評価した。結果を表２に示す。
＜運転性の評価＞
燃料供給システムがキャブレターである車両を用い、シャシーダイナモメーターにて評価した。加熱時間増加割合は、シャシーダイナモ室内温度を２０℃として、下記(1) 及び(2) によりｔ_１及びｔ_２を測定し、これらの測定値により算出した。
(1) 水温及び油温度が２０℃となるように車両を冷却した後、アクセル開度５０％においてエンジン回転数が３０００ｒｐｍになるまでアイドリングを断続的に行い、次に、水温５０〜６０℃においてアイドリングを行い、エンジン回転数が３０００ｒｐｍに達するまでの時間（ｔ_１）を測定した。
(2) 水温及び油温度が８０℃となるように車両を暖めた後、アクセル開度５０％による加速を行い、エンジン回転数が３０００ｒｐｍに達するまでの時間（ｔ_２）を測定した。
(3) 下記式により加速時間増加割合を求めた。
加速時間増加割合（％）＝［（ｔ_１−ｔ_２）／（ｔ_２）］×１００
市販のレギュラーガソリンの加速時間増加割合（８％）と比較して、３％以上加速時間が増加した場合を、加速性が悪化したと判定した。

本発明のガソリン組成物は、内燃機関用燃料として好適である。

Claims

（１）リサーチ法オクタン価が８９〜９６、（２）硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、（３）芳香族分が４５容量％以下、（４）ベンゼンが１容量％以下、（５）オレフィン分が１０〜３０容量％であって、該オレフィン分のうち、炭素数８以上のオレフィン分が、ガソリン組成物基準で２〜３０容量％、及び（６）７０容量％留出温度が１３０℃以下で、９０容量％留出温度が１７５℃以下、を満たすガソリン組成物。
芳香族分が３５容量％以下である請求項１に記載のガソリン組成物。
炭素数８以上のオレフィン分が、ガソリン組成物基準で２〜１０容量％である請求項１又は２に記載のガソリン組成物。
分解ガソリンを３０〜９０容量％含有する請求項１〜３のいずれかに記載のガソリン組成物。
分解ガソリンのうち、沸点１１０℃以上の重質分解ガソリンの含有量が、ガソリン組成物基準で１０〜４０容量％である請求項４に記載のガソリン組成物。