JP4866004B2

JP4866004B2 - 新規ガソリン基材及び該基材を含有するガソリン組成物

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Publication number: JP4866004B2
Application number: JP2004380889A
Authority: JP
Inventors: 恭志秋元
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP2006182997A

Description

本発明は、新規ガソリン基材及び該基材を含有するガソリン組成物に関し、詳しくは接触分解装置から生ずる分解ガソリンを利用して得られる新規ガソリン基材及び該基材を含有するガソリン組成物に関する。

ＪＩＳＫ２２０２によれば、２号ガソリン（いわゆるレギュラーガソリン）のリサーチ法オクタン価（以下「ＲＯＮ」と略記することがある）は８９．０以上、１号ガソリン（いわゆるプレミアムガソリン）のＲＯＮは９６．０以上と規定されている。したがって、レギュラーガソリンのＲＯＮは、８９以上、９６未満の範囲のガソリンである。一方、市場におけるレギュラーガソリンのＲＯＮは、前記規格の範囲であるが、およそ９０のものが多く、新たに開発されるレギュラーガソリンも同程度のＲＯＮのものが殆どである（例えば、特許文献１、２の実施例参照）。このような事情から、レギュラーガソリンの原料としては、ＲＯＮが比較的低い分解ガソリンが主要な基材として使用されている。
ところが、地球温暖化対策として二酸化炭素の排出量を低減することが必要であり、その目的達成のためにレギュラーガソリンのＲＯＮをこれまでより高く、例えば９３以上にしたいという要請がある。また、排気ガス対策として、排気ガス中のＳＯ_Xやベンゼン濃度を考慮するとガソリン中の硫黄分や、ベンゼンなどの芳香族分をさらに低減する必要がある。

しかしながら、前記レギュラーガソリンの主要基材である分解ガソリンは、ＲＯＮが９０〜９２程度であり、硫黄分やベンゼンなどの含有量も多い。また、この分解ガソリンを低硫黄化すべく、水素化脱硫処理をすると、分解ガソリン中のオレフィン分が水素化されることによってそのオクタン価がさらに低下する現象が生ずる。その上、ベンゼン含有量を低減する課題も解決できない。
そのような背景から、レギュラーガソリンの主要原料として、高オクタン価、低硫黄、低ベンゼン等の性状を満たし、かつ安定して供給できるガソリン基材が求められる。また、同時に、前記比較的高いオクタン価であり、低硫黄、低ベンゼン等を満たし、地球温暖化や排気ガス規制等の環境汚染を解決した環境対応型ガソリンの開発が要望されている。

特開２０００−７３０７４号公報特開２００１−２８８４８３

本発明は、このような状況下でなされたもので、入手が容易な接触分解ガソリンを活用し、高オクタン価、低硫黄、低ベンゼンのガソリン基材を得ると共に、そのような新規ガソリン基材を含有する環境対応型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、接触分解ガソリンを３留分に分留し、そのうちの中間留分を除く、軽質留分と重質留分を用いることによって、目的のガソリン基材を得ることができ、またそのようなガソリン基材を含有する組成物がその目的を達成できることを見出した。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、
１．接触分解装置から得られる分解ガソリンを軽質留分、中間留分、及び重質留分に分留し、該中間留分を除いた軽質留分と重質留分を混合してなるガソリン基材、
２．前記中間留分の沸点範囲が９０〜１８０℃である前記１に記載のガソリン基材、
３。前記中間留分の沸点範囲が７５〜１８０℃である前記１に記載のガソリン基材、
４．オクタン価が９３以上である前記１〜３のいずれかに記載のガソリン基材、
５．前記１〜４のいずれかに記載のガソリン基材を含有するガソリン組成物、
６．リサーチオクタン価が８９以上、９６未満、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、芳香族分が４５容量％以下、ベンゼン含有量が１容量％以下、かつ、下記の式（Ｉ）で表される排出ガス指数（Ｙ）が２．５以下である前記５に記載のガソリン組成物、
Ｙ＝１．０７ＢＺ＋０．１２ＴＯ＋０．１１ＥＢ＋０．０５ＸＹ＋０．０３Ｃ₉ ⁺Ａ＋０．００５〔１００−（ＢＺ＋ＴＯ＋ＥＢ＋ＸＹ＋Ｃ₉ ⁺Ａ）〕
・・・・・・・・・（Ｉ）
〔式中、ＢＺはベンゼン含有量、ＴＯはトルエン含有量、ＥＢはエチルベンゼン含有量、ＸＹはキシレン含有量、Ｃ₉ ⁺Ａは炭素数９以上の芳香族分含有量（いずれもガソリン組成物中の含有量で容量％）を示す。〕
を提供するものである。

本発明の高オクタン価ガソリン基材は、オクタン価が高い上に、低硫黄、低ベンゼンであり、しかも安定して入手できる分解ガソリンを原料とする。そのためこれを含有する本発明のガソリン組成物は、高められたオクタン価を有し、低硫黄、低ベンゼンであり、地球温暖化や排気ガス汚染などを抑制できる環境対応型ガソリンである。

前記のとおり、本発明におけるガソリン基材は、接触分解装置から得られる分解ガソリンを軽質留分、中間留分、及び重質留分に分留し、該中間留分を除いた、軽質留分と重質留分を混合してなるガソリン基材である。
ここで接触分解装置から得られる分解ガソリンとは、間接脱硫装置から留出する留分を処理する流動接触分解装置、又は重油直接脱硫装置から留出する留分を処理する重油流動接触分解装置から留出する分解ガソリンをいい、それら流動接触分解装置から得られる分解ガソリンと重油流動接触分解装置から得られる分解ガソリンの混合物であってもよい。
この分解ガソリンの沸点範囲は通常およそ１０〜２３０℃であり、オクタン価はおよそ８８〜９３、硫黄分はおよそ０〜１００質量ｐｐｍ，芳香族分はおよそ５〜５０容量％、ベンゼン含有量はおよそ０．５〜２．５容量％等の性状を有する。

本発明のガソリン基材においては、上記分解ガソリンの中間留分を除き、それ以外の軽質留分、及び重質留分を利用する。すなわち、分解ガソリンの軽質留分と重質留分からなるガソリン基材である。この場合取り除く中間留分の沸点範囲については、７０〜１８０℃であればよいが、特に９０〜１８０℃、若しくは７５〜１８０℃であることが好ましい。取り除く中間留分の沸点範囲が９０〜１８０℃であれば、この沸点範囲に低オクタン化合物が多く存在するため、得られるガソリン基材のオクタン価を高めることができる。また、取り除く中間留分の沸点範囲が７５〜１８０℃の場合は、得られるガソリン基材のオクタン価が向上するとともに、ベンゼン含有量などを極めて低くすることができ、後述する排出ガス指数を低減する基材としても有効な基材となる。
なお、中間留分として取り除く留分は、必ずしも上記の沸点範囲全般に亘る留分である必要はなく、その沸点範囲の一部の留分であってもよい。例えば、沸点範囲が９０〜１６０℃や７５〜１６０℃の中間留分であっても上記の効果が得られる。

以上のようにして得られたガソリン基材は、好ましくは次の性状を有する。
オクタン価は９３以上、より好ましくは９４以上、特に好ましくは９５以上である。硫黄分は２０質量ｐｐｍ以下、より好ましくは１０質量ｐｐｍ以下、芳香族分は４５容量％以下、より好ましくは４０容量％以下、ベンゼン含有量は１．５容量％以下、より好ましくは０．５容量％以下である。また、沸点範囲はおよそ２０〜２２０℃である。

次に、本発明のガソリン組成物においては、上記ガソリン基材を含有することが必要である。
これによって、高オクタン価のレギュラーガソリンであって、地球温暖化や排気ガス汚染などを抑制する環境対応型ガソリンが容易に製造できる。
本発明のガソリン組成物における、前記ガソリン基材の含有量は、特に制限はないが、５０容量％以上含有することが好ましく、より好ましくは６０〜１００容量％、特に好ましくは７０〜９８容量％である。本願発明のガソリン基材の含有量が５０容量％であれば、オクタン価を高めるとともに、硫黄分、ベンゼン含有量の低減などを達成でき、排出ガス指数も低く保つことができる。

本発明のガソリン組成物は、上記以外のガソリン基材を使用することができる。例えば、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、接触分解法や水素化分解法で得られる分解ガソリン、接触改質法で得られる改質ガソリン中のベンゼンを取り除いた留分（脱ベンゼン改質ガソリン）、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して得られるアルキレート、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レート、脱n―パラフィン油、ナフサの熱分解によって得られる熱分解ガソリン、及びこれらの特定範囲の留分、トルエン、キシレン、などの芳香族炭化水素、イソパラフィン類、さらにアルコール、エーテルなどの含酸素化合物などが挙げられる。

また、本発明のガソリン組成物には、更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分散剤、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、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両面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さび止め剤、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、公知のガソリン添加剤が挙げられ、これらの添加剤を１種又は２種以上添加することができる。また、これら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に対して０．１質量％以下とすることが好ましい。

本発明のガソリン組成物は、次の性状を有することが好ましい。
本発明のガソリン組成物におけるＲＯＮは８９以上が好ましく、より好ましくは９０以上、さらには９２以上、特に好ましくは９３以上である。ＲＯＮの上限値については特に制限はないが、通常およそ９６未満、さらには９５以下である。ＲＯＮが８９以上であれば、ノッキングを生ずる恐れがなく良好な運転性能が確保できる。また、ＲＯＮが９３以上、９６未満であれば、二酸化炭素排出量を低減する効果も期待できる。なおこのリサーチ法オクタン価は、ＪＩＳＫ２２８０により測定した値である。
また、本発明のガソリン組成物は、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましくは５質量ｐｐｍ以下である。硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であれば、排ガス中のＳＯｘの増加や、三元触媒の活性が低下による排気ガス中のＣＯ、炭化水素、ＮＯｘなどを増加を抑制できる。なお、硫黄分の含有量はＪＩＳＫ２５４１の微量電量滴定式酸化法に従って測定した値である。

本発明のガソリン組成物は、芳香族分が４５容量％以下が好ましく、より好ましくは４０容量％以下である。芳香族分が４５容量％以下であれば、点火プラグがくすぶりを生ずる恐れがなく、良好な運転性能が得られる。一方、芳香族分の下限については特に制限はないが、運転性能の低下を防止する観点から、１０容量％以上であることが好ましく、１５容量％以上が更に好ましい。なお、芳香族分は、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品成分試験方法」の蛍光指示薬吸着法で測定した値である。

本発明のガソリン組成物は、ベンゼン含有量が１容量％以下、より好ましくは０．７容量％以下である。ベンゼンが１容量％以下であれば排気ガス中のベンゼン含有量を抑制できる。なお、ベンゼン含有量は、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品成分試験方法」のガスクロマトグラフィーによる全成分試験方法によって測定した値である。

さらに、本発明のガソリン組成物は、以下の蒸留性状を有することが好ましい。すなわち、５０％留出温度（Ｔ５０）が、６０〜１００℃さらには６５〜９０℃、７０％留出温度（Ｔ７０）が７０〜１４５℃、さらには８０〜１３５℃、９０％留出温度（Ｔ９０）が１０５〜１６５℃さらには、１１０〜１５０℃などである。このような蒸留性状を有すれば、加速性などの運転性能が良好に保たれる。
なお、上記Ｔ５０、Ｔ７０、及びＴ９０は、ＪＩＳＫ２２５４に基づいて測定した蒸留性状から求めた値である。

また、本発明の高性能ガソリンは、通常さらに次の性状を有することが好ましい。すなわち、ＭＴＢＥ（メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル）の含有量が０．１容量％以下であることが好ましい。ＭＴＢＥが０．１容量％を超えると、地下水の汚染など環境問題を招来する恐れがある。なお、ＭＴＢＥの含有量は、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品成分試験方法」によって測定した値である。

また、モータ法オクタン価（ＭＯＮ）が７９以上、さらには８２以上、特に８４以上であることが好ましい。ＭＯＮが７９以上であると高速においてノッキングを生ずるおそれがなく、運転性能を良好に保つことができる。一方、ＭＯＮの上限値については特に制限はないが、通常およそ８９である。
本発明のガソリン組成物は、上記のような性状を有するため、下記（I）で表す排出ガス指数（Ｙ）が２．５以下、さらには２．０以下、特に１．５以下のガソリンを得ることができる。

Ｙ＝１．０７ＢＺ＋０．１２ＴＯ＋０．１１ＥＢ＋０．０５ＸＹ＋０．０３Ｃ₉ ⁺Ａ＋０．００５〔１００−（ＢＺ＋ＴＯ＋ＥＢ＋ＸＹ＋Ｃ₉ ⁺Ａ）〕
・・・・・・・・・（Ｉ）
〔式中、ＢＺはベンゼン含有量、ＴＯはトルエン含有量、ＥＢはエチルベンゼン含有量、ＸＹはキシレン含有量、Ｃ₉ ⁺Ａは炭素数９以上の芳香族分含有量（いずれもガソリン組成物中の含有量で容量％）を示す。〕
なお、各芳香族分の含有量は、ガスクロマトグラフ法によるガソリン組成物の全組成分析（石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−９０に準拠）から算出した値である。

次に実施例により本発明を詳しく説明するが、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。なお、ガソリン組成物の性状及び性能は次の方法に従って求めた。
〔ガソリンの性状〕
・リサーチ法オクタン価：ＪＩＳＫ２２８０に準拠して測定した。
・硫黄分：ＪＩＳＫ２５４１の微量電量滴定酸化法によって測定した。
・芳香族分：ＪＩＳＫ２５３６に準拠して測定した。
・ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物の含有量：ＪＩＳＫ２５３６「石油製品成分試験方法」ガスクロマトグラフィーによる全成分試験法により測定した。
・蒸留性状：ＪＩＳＫ２５４１により測定した。
〔ガソリンの性能〕
・排出ガス指数：前記一般式（I）により求めた。

実施例１、２及び参考例１
(I)実施例１
接触分解装置から得られた下記に示す性状を有する分解ガソリンを分留し、軽質留分、中間留分、及び重質留分を得た。沸点範囲が９０〜１６０℃の中間分留を取り除き、軽質留分（ＬＦＧ）と重質留分（ＨＦＧ）を混合してガソリン基材１（実施例１）を得た。その性状を表１に示した。
（２）実施例２
中間留分の沸点範囲が７５〜１６０℃であること以外は、実施例１と同様にして軽質留分（ＬＦＧ）と重質留分（ＨＦＧ）を混合してガソリン基材２（実施例２）を得た。その性状を表１に示した。

分解ガソリンの性状
・沸点範囲：３１．０〜１９７．５℃
・ＲＯＮ：９１．６
・芳香族分：３７．２容量％
・硫黄分：７質量ｐｐｍ

また、参考のために従来の分解ガソリン（ＦＧ）を参考例１としてその性状を表１に示した。

表１より、実施例１のガソリン基材１及び実施例２のガソリン基材２は、ＲＯＮが９３．５及び９６．２であって、ＦＧ（分解ガソリン）のＲＯＮ９１．９より高い。また、ガソリン基材２のベンゼン含有量が０容量％であって、ＦＧのベンゼン含有量０．７容量％より低いことが分る。
実施例３〜６、及び比較例１，２

表１に示す実施例１、２のガソリン基材１，２、参考例１のＦＧ，及びその他のガソリ
ン基材１（ＰＧ），２（ＤＬＮ）を表２に示す割合で配合し、得られたガソリン組成物の性状及び排出ガス指数を表２に示した。
その他の基材１は、接触改質ガソリン（ＰＧ）、その他の基材２は、軽質ナフサ（ＤＬＮ）であって、いずれも公知のガソリン基材である。

本発明によれば、高オクタン価、低硫黄、低ベンゼンであり、しかも安定して入手できる分解ガソリンを原料とするガソリン基材を得ることができ、そのガソリン基材を含有する本発明のガソリン組成物は、高められたオクタン価を有し、地球温暖化や排気ガス汚染などを抑制できる環境対応型レギュラーガソリンとして有用である。

Claims

接触分解装置から得られる分解ガソリンを軽質留分、中間留分、及び重質留分に分留し、沸点範囲が９０〜１８０℃である該中間留分を除いた軽質留分と重質留分を混合してなり、リサーチオクタン価が９５以上であるガソリン基材。
接触分解装置から得られる分解ガソリンを軽質留分、中間留分、及び重質留分に分留し、沸点範囲が７５〜１８０℃である該中間留分を除いた軽質留分と重質留分を混合してなり、ベンゼン含有量が１．５容量％以下であり、リサーチオクタン価が９５以上であるガソリン基材。
請求項１又は２に記載のガソリン基材を含有するガソリン組成物。
リサーチオクタン価が９３以上である請求項３記載のガソリン組成物。
ベンゼン含有量が１容量％以下である請求項３又は４に記載のガソリン組成物。
リサーチオクタン価が９３以上、９６未満、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、芳香族分が４５容量％以下、ベンゼン含有量が１容量％以下、かつ、下記の式（Ｉ）で表される排出ガス指数（Ｙ）が２．５以下である請求項３〜５のいずれかに記載のガソリン組成物。
Ｙ＝１．０７ＢＺ＋０．１２ＴＯ＋０．１１ＥＢ＋０．０５ＸＹ＋０．０３Ｃ₉ ⁺Ａ＋０．００５〔１００−（ＢＺ＋ＴＯ＋ＥＢ＋ＸＹ＋Ｃ₉ ⁺Ａ）〕
・・・・・・・・・（Ｉ）
〔式中、ＢＺはベンゼン含有量、ＴＯはトルエン含有量、ＥＢはエチルベンゼン含有量、ＸＹはキシレン含有量、Ｃ₉ ⁺Ａは炭素数９以上の芳香族分含有量（いずれもガソリン組成物中の含有量で容量％）を示す。〕