JP4585173B2

JP4585173B2 - ガソリン

Info

Publication number: JP4585173B2
Application number: JP2003036627A
Authority: JP
Inventors: 正典廣瀬; 忠豪曽根; 宏次尾山
Original assignee: JX Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP2004244532A

Description

【０００１】
【発明の属する技術的分野】
本発明は、自動車用燃料として有用なエタノール配合ガソリンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の環境問題への意識の高まりから、排出ガス中の一酸化炭素を削減するために、含酸素化合物をガソリンに配合することが注目され、メチル−ｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）を配合したガソリンが脚光を浴びてきた（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、ＭＴＢＥによる水質汚染などの問題から、ＭＴＢＥ以外の含酸素化合物のガソリンへの配合を検討する必要が生じてきている。中でも、エタノールが地球温暖化抑制の面から注目を集めている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−９３８９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ガソリンにエタノールを配合した場合の問題点の一つは、吸気バルブデポジットが増加することである。このため、エタノール配合前のベースガソリンの性状を調整せずに、通常のガソリンに単にエタノールを配合して用いた場合、吸気バルブデポジットの生成量は配合前のベースガソリンに比べて大幅に上昇する。吸気バルブデポジットの生成量が増加すると、運転性が悪化する原因となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題について鋭意研究を重ねた結果、特定量のエタノールを配合したガソリンにおいて、ある特定の性状を満足するように調整した場合に、吸気バルブデポジットの生成量増加を抑制できることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、ガソリン全量基準でエタノールを１〜１０容量％含有し、留出温度１５０℃における留出量が９４容量％以上、留出温度１８０℃における留出量が９７容量％以上、蒸留終点が１９０℃以下、炭素数９以上の芳香族分が１０容量％以下、オレフィン分が１５容量％以下および硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするリサーチオクタン価８９以上のガソリンに関する。
本発明のガソリンには、清浄分散剤が２５〜１０００ｍｇ／Ｌ含有していることが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。
本発明のガソリンは、エタノールを１〜１０容量％含有することが必要である。エタノールの含有割合は既販車の燃料供給系統部材への影響を抑える観点から７容量％以下が好ましく、５容量％以下がさらに好ましい。エタノールの製造法は特に限定されるものではなく、公知の製造法から得られるすべてのエタノールが使用可能である。製造法としては、例えば、エチレンを原料として工業的に合成する方法や酵母の働きにより糖から製造する発酵法などが挙げられる。これらの中でも、製造時の二酸化炭素排出量など環境への影響を考慮すると、とうもろこし、さとうきびやその他の農産物、または木質資源や木質系廃棄物を利用したバイオマスからエタノールを製造することが試みられている。
【０００７】
本発明のガソリンは、留出温度１５０℃における留出量（Ｅ１５０）が９０容量％以上、留出温度１８０℃における留出量（Ｅ１８０）が９７容量％以上、蒸留終点（ＥＰ）が１９０℃以下であることが必要である。
Ｅ１５０は、吸気バルブへのデポジット前駆体の付着防止の観点から、９２容量％以上が好ましく、９４容量％以上が更に好ましい。Ｅ１５０が９０容量％未満のときは、ガソリンが重質化し、吸気バルブへのデポジットが増加する原因となり好ましくない。
Ｅ１８０は、吸気バルブへのデポジット前駆体の付着防止の観点から、９８容量％以上が好ましく、９９容量％以上がさらに好ましい。Ｅ１８０が９７容量％未満のときは、ガソリンが重質化し、吸気バルブへのデポジットが増加する原因となり好ましくない。
ＥＰの上限値は、１８５℃以下であることが好ましく、更に好ましくは１８０℃以下である。ＥＰが１９０℃を越える場合は吸気バルブデポジットが増加する可能性がある。
なお、ここでいうＥ１５０、Ｅ１８０およびＥＰは、ＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」に準拠した方法により測定される留出量、温度を意味する。
【０００８】
本発明のガソリンにおけるその他の蒸留性状は下記の通りであることが好ましい。ここでいう蒸留性状とは、ＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」によって測定される蒸留性状を意味する。
蒸留初留点：２０〜３７℃
１０容量％留出温度（Ｔ10）：３５〜７０℃
３０容量％留出温度（Ｔ30）：５５〜７７℃
５０容量％留出温度（Ｔ50）：７５〜１０５℃
７０容量％留出温度（Ｔ70）：９５〜１３０℃
９０容量％留出温度（Ｔ90）：１１５〜１５０℃
【０００９】
蒸留初留点の下限値は２０℃であることが好ましく、更に好ましくは２３℃である。２０℃に満たない場合は排出ガス中の炭化水素が増加する可能性がある。一方、上限値は３７℃であることが好ましく、更に好ましくは３５℃である。３７℃を超える場合には、低温運転性に不具合が生じる可能性がある。
Ｔ10の下限値は３５℃であることが好ましく、更に好ましくは４０℃である。３５℃に満たない場合は排出ガス中の炭化水素が増加する可能性があり、また、ベーパーロックにより高温運転性の不具合を生じる可能性がある。一方、Ｔ10の上限値は７０℃であることが好ましく、更に好ましくは６０℃である。７０℃を超える場合には、低温始動性に不具合を生じる可能性がある。
【００１０】
Ｔ30の下限値は５５℃であることが好ましく、更に好ましくは６０℃である。５５℃に満たない場合は燃費が悪化する可能性がある。一方、Ｔ30の上限値は７７℃であることが好ましく、更に好ましくは７５℃、更に好ましくは７０℃である。７７℃を超える場合には、中低温運転性に不具合を生じる可能性がある。
Ｔ50の下限値は７５℃であることが好ましく、更に好ましくは８０℃である。７５℃に満たない場合は燃費が悪化する可能性がある。一方、Ｔ50の上限値は１０５℃であることが好ましく、更に好ましくは１００℃、更に好ましくは９５℃である。１０５℃を超える場合には、排出ガス中の炭化水素が増加する可能性がある。
【００１１】
Ｔ70の下限値は９５℃であることが好ましい。９５℃に満たない場合は、燃費が悪化する可能性がある。一方、Ｔ70の上限値は１３０℃であることが好ましく、更に好ましくは１２８℃である。１３０℃を越える場合は冷機時の中低温運転性に不具合が発生する可能性があり、また、排出ガス中の炭化水素の増加、吸気バルブデポジットの増加、燃焼室デポジットが増加する可能性がある。
Ｔ90の下限値は１１５℃であることが好ましく、更に好ましくは１２０℃である。１１５℃に満たない場合は、燃費が悪化する可能性がある。
【００１２】
本発明のガソリンは、炭素数９以上の芳香族分が１０容量％以下であることが必要である。炭素数９以上の芳香族分は、吸気バルブデポジットの増加を抑制する点から８容量％以下がより好ましく、６容量％以下が更に好ましい。
なお、ここでいう炭素数９以上の芳香族分は石油学会規格ＪＰＩ-５Ｓ-５２-９９で規定されているキャピラリーカラムガスクロマトグラフ法により測定される値を意味する。
【００１３】
本発明のガソリン中の芳香族分は、１０〜４５容量％であることが好ましい。より好ましくは１５容量％以上、４２容量％以下である。芳香族分が４５容量％を超えると、燃焼室デポジットが増加する可能性があり、また、点火プラグのくすぶりが発生する可能性がある。あるいはまた、排出ガス中のベンゼン濃度が増加する可能性がある。一方、芳香族分が１０容量％を下回る場合には燃費が悪化する可能性がある。ここでいう芳香族分とは、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品−炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定されるガソリン組成物中の含有量を意味する。
【００１４】
本発明のガソリン中のオレフィン分は、１５容量％以下であることが必要である。オレフィン分が１５容量％を超えると、ガソリンの酸化安定性を悪化させ吸気バルブデポジットを増加させる可能性がある。ここでいうオレフィン分とは、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品−炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定されるガソリン中の含有量を意味する。
【００１５】
本発明のガソリンは、その硫黄分がガソリン全量基準で１０質量ｐｐｍ以下であることが必要であり、好ましくは８質量ｐｐｍ以下である。硫黄分が１０ｐｐｍを越える場合、排出ガス処理触媒の性能に悪影響を及ぼし、排出ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣの濃度が高くなる可能性があり、またベンゼンの排出量も増加する可能性がある。ここでいう硫黄分とは、ＪＩＳＫ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定される硫黄含有量を意味する。
【００１６】
本発明のガソリンのリサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）は８９以上が必要である。好ましくは９０以上である。ＲＯＮが８９に満たない場合には耐ノッキング性が悪くなり好ましくない。
なお、ここでいうリサーチ法オクタン価とは、ＪＩＳＫ２２８０「オクタン価及びセタン価試験方法」により測定されるリサーチ法オクタン価を意味する。
【００１７】
本発明のガソリンは清浄分散剤を含有していることが好ましい。清浄分散剤としては、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ガソリン清浄分散剤として公知の化合物を用いることができる。これらの中でも空気中３００℃で熱分解を行った場合にその残分が無いものが望ましい。好ましくはポリイソブテニルアミン及び／またはポリエーテルアミンを使用するのが良い。清浄分散剤の添加により吸気バルブデポジットを防止し、燃焼室デポジットを低減させることができる。清浄分散剤の含有量はガソリン全量基準で２５〜１０００ｍｇ／Ｌであることが好ましく、吸気バルブデポジットを防止し、燃焼室デポジットをより低減させる点から、５０〜５００ｍｇ／Ｌが更に好ましく、１００〜３００ｍｇ／Ｌが最も好ましい。
【００１８】
本発明のガソリンの密度は、０．７１〜０．７７ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。より好ましくは０．７３５ｇ／ｃｍ³以上であり、また０．７６ｇ／ｃｍ³以下である。ガソリンの密度が０．７１ｇ／ｃｍ³に満たない場合は燃費が悪化する可能性があり、一方、０．７７ｇ／ｃｍ³を超える場合は加速性の悪化やプラグのくすぶりを生じる可能性がある。ここでいう密度とは、ＪＩＳＫ２２４９「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される密度を意味する。
【００１９】
本発明のガソリンの未洗実在ガム量は、２０ｍｇ／１００ｍＬ以下であることが好ましい。また洗浄実在ガム量は、３ｍｇ／１００ｍＬ以下であることが好ましく、１ｍｇ／１００ｍＬ以下であることがより好ましい。未洗実在ガム量および洗浄実在ガム量が上記の値を超えた場合は、燃料導入系統において析出物が生成したり、吸入バルブが膠着する心配がある。ここでいう未洗実在ガム量および洗浄実在ガム量とは、ＪＩＳＫ２２６１「石油製品−自動車ガソリン及び航空燃料油−実在ガム試験方法−噴射蒸発法」により測定した値を意味する。
【００２０】
本発明のガソリンの低発熱量は燃費悪化防止の点から、４００００Ｊ／ｇ以上が好ましく、４２０００Ｊ／ｇ以上がより好ましい。なお、ここでいう低発熱量とは、ＪＩＳＫ２２７９「原油及び石油製品−発熱量試験方法及び計算による推定方法」により測定される低発熱量を意味する。
【００２１】
本発明のガソリンの酸化安定度は、４８０分以上であることが好ましく、１４４０分以上であることがより好ましい。酸化安定度が４８０分に満たない場合は、貯蔵中にガムが生成する可能性がある。ここでいう酸化安定度とは、ＪＩＳＫ２２８７「ガソリン酸化安定度試験方法（誘導期間法）」によって測定した値を意味する。
【００２２】
本発明のガソリンは、銅板腐食（５０℃、３ｈ）が１であるのが好ましく、１ａであるのがより好ましい。銅板腐食が１を越える場合は、燃料系統の導管が腐食する可能性がある。ここでいう銅板腐食とは、ＪＩＳＫ２５１３「石油製品−銅板腐食試験方法」（試験温度５０℃、試験時間３時間）に準拠して測定した値を意味する。
【００２３】
本発明のガソリンは、灯油混入量が０〜４容量％であることが望ましい。ここでいう灯油混入量とは、ガソリン全量基準での炭素数１３〜１４の炭化水素含有量（容量％）を表し、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品−成分試験方法」により測定される灯油分を意味する。
【００２４】
本発明のガソリンは、本発明で規定する性状を具備するようにエタノールと、一種又は二種以上のガソリン基材とを配合し、所望により清浄分散剤やその他の添加剤を添加することで調製することができる。
ガソリン基材は、従来公知の任意の方法で製造することができる。ガソリン基材としては、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、水素化分解法など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；オレフィンの重合によって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（アルキル化）することによって得られるアルキレート；軽質ナフサを異性化装置でイソパラフィンに転化して得られる異性化ガソリン；脱ｎ−パラフィン油；ブタン；芳香族炭化水素化合物；プロピレンを二量化し、続いてこれを水素化して得られるパラフィン留分などが挙げられる。
【００２５】
本発明のガソリンに添加することができるその他の燃料油添加剤としては、具体的には、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジイソブチル−ｐ−フェニレンジアミン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ヒンダードフェノール類等の酸化防止剤；Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデン−１，２−ジアミノプロパンのようなアミンカルボニル縮合化合物等の金属不活性化剤；有機リン系化合物などの表面着火防止剤；多価アルコールあるいはそのエーテルなどの氷結防止剤；有機酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩；高級アルコール硫酸エステルなどの助燃剤；アニオン系界面活性剤；カチオン系界面活性剤；両性界面活性剤などの帯電防止剤；アゾ染料などの着色剤；有機カルボン酸あるいはそれらの誘導体類；アルケニルコハク酸エステル等の防錆剤；ソルビタンエステル類等の水抜き剤；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等が挙げられる。
これらの添加剤は、１種または２種以上を添加することができ、その合計添加量はガソリン全量基準で０．１質量％以下とすることが好ましい。
【００２６】
本発明のガソリンは、四エチル鉛等のアルキル鉛化合物を実質的に含有しないガソリンであり、たとえ極微量の鉛化合物を含有する場合であっても、その含有量はＪＩＳＫ２２５５「ガソリン中の鉛分試験方法」の適用区分下限値以下である。
【００２７】
本発明のガソリンには必要に応じてエタノール以外の含酸素化合物を適宜配合しても良い。エタノール以外の含酸素化合物としては、例えば、炭素数３〜４のアルコール類、炭素数４〜８のエーテル類などが含まれる。具体的な含酸素化合物としては、例えば、メチル−tert-ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エチル−tert-ブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、tert-アミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ）、tert-アミルエチルエーテルなどを挙げることができる。なお、メタノールは排出ガス中のアルデヒド濃度が高くなる可能性があり、腐食性もあるので好ましくない。
エタノールを含む含酸素化合物の含有量（原料の由来の含有量及び／又添加剤として加えた場合の含有量）は酸素元素換算でその上限が３．７質量％であることが好ましく、より好ましくは２．５質量％、更に好ましくは２．０質量％である。３．７質量％を越える場合は、排出ガス中のＮＯｘが増加する可能性がある。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のガソリンは、エタノール配合に起因する吸気バルブデポジットの生成の増加を抑制することができる。
【００２９】
【実施例】
以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００３０】
（実施例１〜５および比較例１）
軽質ナフサ、分解ガソリン、改質ガソリン、ブタンおよびエタノールの基材を用いて、実施例１〜５のガソリンを調製した。また、比較例１として市販のレギュラーガソリンにエタノールを配合したガソリンを調整した。各ガソリンの性状を表１に示す。これらのガソリンの吸気バルブデポジットを下記方法により算出した。その結果を表１に併記した。
【００３１】
（ａ）吸気バルブデポジット試験
試験車両として下記緒元の国産乗用車を使用し、表２に示す試験モードサイクル（１時間／サイクル）で２００時間運転し、運転終了後の各吸気バルブのデポジット生成量を測定し、その平均値を算出した。
（ｂ）試験車両
エンジン：直列４気筒
排気量：２．０Ｌ
燃料噴射方式：ポート燃料噴射式
【００３２】
【表１】

【００３３】
【表２】

【００３４】
表１に示す通り、本発明のガソリンは、エタノール配合によるデポジット生成量（吸気バルブデポジット量）の増加が抑制されていることが分かる。

Claims

ガソリン全量基準でエタノールを１〜１０容量％含有し、留出温度１５０℃における留出量が９４容量％以上、留出温度１８０℃における留出量が９７容量％以上、蒸留終点が１９０℃以下、炭素数９以上の芳香族分が１０容量％以下、オレフィン分が１５容量％以下および硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするリサーチオクタン価８９以上のガソリン。
清浄分散剤を２５〜１０００ｍｇ／Ｌ含有することを特徴とする請求項１に記載のガソリン。