JP4237287B2

JP4237287B2 - 無鉛ガソリン組成物

Info

Publication number: JP4237287B2
Application number: JP03693098A
Authority: JP
Inventors: 恵一大木; 健北村
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: JPH10316980A

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する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、省エネルギーの観点からガソリン自動車の燃費改善が求められている。一般にガソリン性状を変えることで燃費を改善する方法として、ガソリンの密度を高くすることが考えられる。しかし、密度を高くすると蒸留性状は重質化する傾向にあり、ある程度以上重質なガソリンを自動車に使用した場合、運転性不良、オイル希釈、排気ガス中の有害物質（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯ_X等）の増加などの問題が発生してしまう。
【０００３】
一般に、ガソリンエンジンでは、ガソリンの蒸発、蒸発したガソリンと空気の混合・拡散、着火、火炎の伝播という形態をとり、その結果出力が得られる。
ガソリンエンジンでは、ガソリンの燃焼時に発生するエネルギーが全て出力として利用されるわけではなく、機械損失，熱損失，排気損失等のエネルギー損失が発生する。それで、火炎伝播速度が高いガソリンほど燃焼時間が短くなり、その結果熱損失が減少してエネルギー利用効率が高まり、燃費が改善されると予想される。
【０００４】
一方、一般にオレフィン分はアロマ分やパラフィン分に比べて火炎伝播速度が高いことが知られている。そのため、同じ密度であれば、オレフィン分が多いガソリンほど低燃費が実現できると考えられる。しかし、オレフィン分は酸化安定性が悪いため、ガソリン中のオレフィン分を多くするほど酸化安定性が低下するという問題が生じてしまう。
【０００５】
【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、密度を高くすることなく、従来のガソリンに比べて低燃費であり、かつ十分な酸化安定性を有する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。
【０００６】
【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、特定のオレフィン分が特定式を満足する含有量の範囲にあ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）基材として少なくとも分解ガソリンを含有するジエン価が３．６以下，ベンゼン含有量が１容量％以下の無鉛ガソリンであって、下記式（Ｉ）及び（II）を満足する炭素数７以上のオレフィン分と炭素数６以下のオレフィン分を含有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（但し、基材として少なくとも脱ベンゼン改質ガソリンを配合して調整されるベンゼン含量が１容量％以下の無鉛ガソリンであって、炭素数６以下のオレフィン分の含有量が３〜２０容量％であり、かつ炭素数７以上のオレフィン分の含有量が０．１〜９容量％であるものを除く。）。
【０００７】
Ｘ＋０．１８Ｙ ≦ １１．５・・・（Ｉ）
Ｘ＋１．０２Ｙ ≧ ５・・・（II）
（式中、Ｘはガソリン組成物中の炭素数７以上のオレフィン分の容量％を示し、Ｙは炭素数６以下のオレフィン分の容量％を示す。）
（２）さらに、下記の式（VI）を満たす（１）記載の無鉛ガソリン組成物。
０ ≦ Ｘ／Ｙ ≦ ０．７・・・（VI）
（式中、Ｘはガソリン組成物中の炭素数７以上のオレフィン分の容量％を示し、Ｙは炭素数６以下のオレフィン分の容量％を示す。）
（３）硫黄分含有量が５０重量ｐｐｍ以下である（１）又は（２）記載の無鉛ガソリン組成物。
（４）３０容量％留出温度が５０〜７５℃である（１）〜（３）のいずれかに記載の無鉛ガソリン組成物。
（５）５０容量％留出温度が７５〜１０５℃である（１）〜（４）のいずれかに記載の無鉛ガソリン組成物。
（６）９０容量％留出温度が１０５〜１８０℃である（１）〜（５）のいずれかに記載の無鉛ガソリン組成物。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の無鉛ガソリン組成物は、炭素数７以上のオレフィン分と炭素数６以下のオレフィン分の含有量（容量％）が前記式（Ｉ）及び（II）を満足する必要がある。式（Ｉ）を満足しないと、酸化安定性が低下してしまい、式（II）を満足しないと燃費が劣り好ましくない。また、下記式（III)及び（IV）を満足すると、効果の点でより好ましい。
【０００９】
Ｘ＋０．１８Ｙ ≦ １１・・・（III)
Ｘ＋１．０２Ｙ ≧ １０・・・（IV)
（式中、Ｘ，Ｙは前記と同じである。）
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、実質的には炭素数７以上のオレフィンはＣ₇〜Ｃ₁₂、炭素数６以下のオレフィンはＣ₄〜Ｃ₆である。なお、Ｃ₄については、一部ブタン留分に由来するものもある。
【００１０】
炭素数７以上のオレフィン分としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、例えば、２，２，３−トリメチル−１−ブテン；２，２，３−トリメチル−２−ブテン；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−ヘキセンなどを挙げることができる。また、炭素数６以下のオレフィン分としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、例えば、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。
【００１１】
また、オレフィン分の供給源である分解ガソリンの組成から考えると、下記式（Ｖ）を満足した方が好ましく、式（VI）を満足した方がさらに好ましい。
０ ≦ Ｘ／Ｙ ≦ １・・・（Ｖ)
０ ≦ Ｘ／Ｙ ≦ ０．７・・・（VI)
本発明の無鉛ガソリン組成物のジエン価は３．６以下であることを要する。３．６を超えると酸化安定性が劣ることがある。好ましくは２．８以下である。なお、上記の炭素数７以上のオレフィン分と炭素数６以下のオレフィン分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。ジエン価はＵＯＰ３２６−５８に準拠して測定される値である。
【００１２】
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以下とするのが好ましく、更に好ましくは２０重量ｐｐｍ以下とする。５０重量ｐｐｍを超えると、三元触媒の浄化能力が低下し、ＮＯ_X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。
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。
【００１３】
本発明の無鉛ガソリン組成物は、その３０容量％留出温度が５０〜７５℃の範囲にあるのが好ましい。この３０容量％留出温度が７５℃を超えると、気化性が悪くなり、燃料と空気との混合性が不十分になり、始動性および運転性に不具合を生じる場合があり、５０℃未満であると、ベーパーロック（燃料ラインでの気化発生）が起こる可能性がある。また、本発明の無鉛ガソリン組成物は、その５０容量％留出温度が７５〜１０５℃の範囲にあるのが好ましい。この５０容量％留出温度が１０５℃を超えると、低温や中間気温での運転性に不具合を生じる場合があり、７５℃未満であると、ベーパーロックやキャブレター車でのアイシングが生じる場合がある。さらに、本発明のガソリン組成物は、その９０容量％留出温度が１０５〜１８０℃の範囲にあるのが好ましい。この９０容量％留出温度が１８０℃を超えると、オイル希釈や空燃比のずれによるＮＯ_X増加が生じる場合がある。１０５℃未満であると、密度が低下して燃費が悪化する場合がある。なお、３０，５０及び９０容量％留出温度は、ＪＩＳＫ２２５４により測定される値である。
【００１４】
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。本発明の無鉛ガソリン組成物は、上記各条件を満たし、かつＪＩＳ規格を満たすものであればよく、その基材については、少なくとも流動接触分解法により得られる分解ガソリン（ＦＧ）を含有し、その他特に制限はないが、例えば、原油の常圧蒸留による軽質ナフサ留分を脱硫して得られる脱硫軽質ナフサ（ＤＬＮ）、分解ガソリンの蒸留によって得られる蒸留性状の軽質部分のみからなる軽質分解ガソリン（ＬＦＧ）、流動接触分解法により得られる分解ガソリン（ＦＧ）の蒸留によって得られる蒸留性状の重質部分のみからなる重質分解ガソリン（ＨＦＧ）、接触改質法などで得られる改質ガソリン（ＰＧ）、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）、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）、軽質ナフサ中よりｎ−パラフィンを分離除去することにより得られるイソペンタン（ｉ−Ｃ５）、原油の常圧蒸留によるＬＰＧあるいは流動接触分解法で得られる分解ガス留分等からのブタン、石油化学において生産されるキシレン留分（Ｃ８）、石油化学においてベンゼン，トルエン，キシレン等を生産する際に副生する炭素数９の芳香族を主体とする留分（Ｃ９−Ａ）、イソブチレンとメタノールを反応させて得られる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、前記各条件を満たすように適宜配合することにより調製することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
【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。
〔無鉛ガソリン組成物の性状〕
（１）リサーチ法オクタン価、モーター法オクタン価
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）ジエン価
ＵＯＰ３２６−５８に準拠して測定した。
（７）硫黄分
ＪＩＳＫ２５４１により測定した。
（８）酸化安定度
ＪＩＳＫ２２８７により測定した。
【００１７】
〔実施例１及び比較例１，２〕
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たベースガソリンに、酸化防止剤としてスミライザー４ＭＬ（住友化学工業（株）製）を２４ｍｇ／リットル添加して、実施例１及び比較例１，２の無鉛ガソリン組成物を得た。得られた無鉛ガソリン組成物の性状，組成を第２表に示す。これら実施例と比較例の無鉛ガソリンを用いて、前記の酸化安定度を測定し、誘導期間を求めた。その結果を第２表に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【表２】

【００２０】
【表３】

【００２１】
【表４】

【００２２】
誘導期間は、自動車ガソリンの貯蔵中でのガム生成傾向の目安で、長いほど酸化安定性が高い。第２表から明らかなように、実施例は比較例に比較して誘導期間が長く、酸化安定性が高いことが分かる。
〔実施例２及び比較例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３表に示す割合で混合し、実施例２及び比較例３の無鉛ガソリン組成物を得た。得られた無鉛ガソリン組成物の性状，組成を第３表に示す。これら実施例と比較例の無鉛ガソリンで排気量１８３４ｃｃエンジン搭載車（三菱ギャランＧＤＩ）を使用して６０ｋｍ／ｈ一定速度での燃費試験をシャシーダイナモにて行った。その結果を第４表に示す。
【００２３】
【表５】

【００２４】
【表６】

【００２５】
【表７】

【００２６】
第４表より、実施例２は比較例３に比較して、平坦路では１．３％、＋３°の勾配では３．１％低燃費であることが分かる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の無鉛ガソリン組成物は、密度を高くすることなく、従来のガソリンに比べて低燃費であり、かつ十分な酸化安定性を有する。

Claims

基材として少なくとも分解ガソリンを含有するジエン価が３．６以下，ベンゼン含有量が１容量％以下である無鉛ガソリンであって、下記式（Ｉ）及び（II）を満足する炭素数７以上のオレフィン分と炭素数６以下のオレフィン分を含有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（但し、基材として少なくとも脱ベンゼン改質ガソリンを配合して調整されるベンゼン含量が１容量％以下の無鉛ガソリンであって、炭素数６以下のオレフィン分の含有量が３〜２０容量％であり、かつ炭素数７以上のオレフィン分の含有量が０．１〜９容量％であるものを除く。）。
Ｘ＋０．１８Ｙ ≦ １１．５・・・（Ｉ）
Ｘ＋１．０２Ｙ ≧ ５・・・（ＩＩ）
（式中、Ｘはガソリン組成物中の炭素数７以上のオレフィン分の容量％を示し、Ｙは炭素数６以下のオレフィン分の容量％を示す。）
さらに、下記の式（VI）を満たす請求項１記載の無鉛ガソリン組成物。
０ ≦ Ｘ／Ｙ ≦ ０．７・・・（VI）
（式中、Ｘはガソリン組成物中の炭素数７以上のオレフィン分の容量％を示し、Ｙは炭素数６以下のオレフィン分の容量％を示す。）
硫黄分含有量が５０重量ｐｐｍ以下である請求項１又は２記載の無鉛ガソリン組成物。
３０容量％留出温度が５０〜７５℃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。
５０容量％留出温度が７５〜１０５℃である請求項１〜４のいずれかに記載の無鉛ガソリン組成物。
９０容量％留出温度が１０５〜１８０℃である請求項１〜５のいずれかに記載の無鉛ガソリン組成物。