JP2004210909A

JP2004210909A - 無鉛ガソリン組成物およびその製造方法

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Publication number: JP2004210909A
Application number: JP2002380678A
Authority: JP
Inventors: Eiji Tanaka; 英治田中
Original assignee: JOMO TECHNICAL RESEARCH CENTER CO Ltd
Current assignee: JOMO TECHNICAL RESEARCH CENTER CO Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP3945768B2

Abstract

【課題】硫黄分、オレフィン分を低減しながら、十分な運転特性を確保した無鉛ガソリン組成物とその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の無鉛ガソリン組成物は、サーチ法オクタン価が８９〜９３であり、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、オレフィン分が５質量％以下、炭素数５〜７のオレフィンの含有量が３質量％以下、炭素数５〜７のイソパラフィンの含有量が３５質量％以上、炭素数７のアロマの含有量が１０質量％以上であり、全アロマ含有量が４０質量％以下、５０％留出温度が１００℃以下であることを特徴とし、また、無鉛ガソリン組成物の製造方法は、接触改質ガソリン基材の留分を主な基材として用いることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は環境への影響を低減した無鉛ガソリン組成物に関し、詳しくは硫黄分、オレフィン分を低減することで環境問題に配慮しつつかつ十分な運転特性を確保した無鉛ガソリン組成物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題の高まりからガソリン自動車技術に種々の工夫が加えられ、燃料として用いられるガソリンにも硫黄分、オレフィン分の低減が求められている。従来、ガソリンは、接触分解ガソリン基材、接触改質ガソリン基材、直留ナフサ、アルキレートなどの基材を配合して製造されている。
【０００３】
硫黄分、オレフィン分は、接触分解ガソリン基材中に多く含まれている。接触分解ガソリン基材中の配合量を減らせば、硫黄分、オレフィン分を低減することができる。しかし、これを低減すると、オレフィン分はオクタン価が高い成分のため、ガソリン全体のオクタン価が低下するので、十分な運転性能が得られない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの課題を解決するものであり、硫黄分、オレフィン分を低減し、かつ、十分な運転特性を確保した無鉛ガソリン組成物、また、特には、接触分解ガソリン基材の配合量を低減した無鉛ガソリン組成物の製造方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、接触改質ガソリン基材からアロマ分を抽出した留分（アロマ抽出残留分）を主なガソリン基材として用いることにより、接触分解ガソリン基材を実質的に用いなくとも十分な運転特性を有するガソリンを製造できることを見出し、この知見に基づき、本発明を完成した。
【０００６】
本発明による無鉛ガソリン組成物は、リサーチ法オクタン価が８９〜９３であり、硫黄分が１０ｐｐｍ以下、オレフィン分が５質量％以下、炭素数５〜７のオレフィンの含有量が３質量％以下、炭素数５〜７のイソパラフィンの含有量が３５質量％以上、炭素数７のアロマの含有量が１０質量％以上であり、全アロマ含有量が４０質量％以下、５０％留出温度が１００℃以下である。
【０００７】
好ましくは、本発明による無鉛ガソリン組成物は、特には、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、オレフィン分が３質量％以下、炭素数５〜７のオレフィンの含有量が２質量％以下、炭素数５〜７のイソパラフィンの含有量が３８〜４５質量％、炭素数７のアロマの含有量が１０〜２０質量％、全アロマ含有量が３０〜４０質量％、および／または、５０％留出温度が８５〜９５℃である。
【０００８】
本発明による無鉛ガソリン組成物の製造方法は、接触改質ガソリン基材からアロマ分を抽出した留分であり９０％留出温度が１００℃以下であるアロマ抽出残留分４０質量％以上と、１０％留出温度が１５０℃以上である重質改質ガソリン留分２０質量％以上とを配合し、接触分解ガソリン基材を２０質量％以下配合するか、または配合しないものである。
【０００９】
好ましくは、アロマ抽出残留分は、アロマ分の含有量が０〜２質量％、９０％留出温度が７０〜９５℃、および／または、その配合量は４５〜５５質量％である。また、好ましくは、重質改質留分は、１０％留出温度が１５０〜１８０℃、アロマ分の含有量が９０〜１００質量％、および／または、その配合量は４５〜５５質量％である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
〔オクタン価〕
本発明による無鉛ガソリン組成物のリサーチ法オクタン価（以下、ＲＯＮともいう）が８９〜９３である。ＲＯＮは、ＪＩＳＫ２２８０のリサーチ法オクタン価試験方法により測定できる。ＲＯＮがこの範囲より高い場合は、ガソリン製造に係るコストアップに見合う性能向上が得られず、また高ＲＯＮ基材の偏用によってガソリンの蒸留性状がいびつになるので好ましくなく、一方低すぎる場合は、とりわけ登坂加速時にノッキングしやすくなるので好ましくない。
【００１１】
〔硫黄分〕
本発明による無鉛ガソリン組成物の硫黄分は１０ｐｐｍ以下、好ましくは５ｐｐｍ以下である。硫黄分はＪＩＳＫ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」の微量電量滴定式酸化法により測定できる。
【００１２】
〔オレフィン含有量〕
本発明による無鉛ガソリン組成物のオレフィン分は、５質量％以下、好ましくは３質量％以下である。また、炭素数５〜７のオレフィンの含有量が３質量％以下、好ましくは２質量％以下である。なお、本発明でのオレフィン含有量、パラフィン含有量、アロマ含有量は、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品−成分試験方法」のガスクロによる全成分試験方法により測定できる。
【００１３】
無鉛ガソリン組成物に含まれる炭化水素化合物のうち、芳香環を有するものをアロマに分類し、アロマ以外で不飽和結合を有するものをオレフィンに分類し、それ以外をパラフィンとしている。パラフィンの内、分岐を有するものをイソパラフィンとしている。
【００１４】
〔パラフィン含有量〕
本発明による無鉛ガソリン組成物の炭素数５〜７のイソパラフィン含有量は３５質量％以上、好ましくは３８〜４５質量％であり、また、パラフィン含有量（飽和分）は５０〜８５質量％が好ましい。
【００１５】
〔アロマ含有量〕
本発明による無鉛ガソリン組成物において、炭素数７のアロマの含有量は１０質量％以上であり、好ましくは１１〜２５質量％である。全アロマ含有量は４０質量％以下、好ましくは３０〜４０質量％であり、ベンゼン含有量は１．０容量％以下が好ましい。
【００１６】
〔蒸留性状〕
本発明による無鉛ガソリン組成物において、５０％留出温度は１００℃以下、好ましくは８５〜９５℃であり、１０％留出温度は５０〜６０℃が好ましく、９７％留出温度は１６８〜１７８℃が好ましい。
【００１７】
〔アロマ抽出残留分〕
接触改質ガソリン基材からアロマ分を抽出した留分であり、９０％留出温度が１００℃以下である。この留分の好ましい性状は、飽和分（パラフィン分）が９０質量％以上であり、アロマ分、オレフィン分がそれぞれ５質量％以下であり、１０％留出温度が４５〜６５℃、９０％留出温度が９０〜１００℃である。このようなアロマ抽出残留分を無鉛ガソリン組成物に４０質量％以上、特には４５〜６０質量％配合することが好ましい。
【００１８】
〔重質改質ガソリン留分〕
重質改質ガソリン留分は、接触改質ガソリン基材の比較的重質な、炭素数９の炭化水素を主成分とする留分であり、１０％留出温度が１５０℃以上、好ましくは１５５〜１７０℃である留分である。この留分は、アロマ分を９０質量％以上、特には９５質量％以上含み、９０％留出温度が１６５〜１７５℃であることが好ましい。このような重質改質ガソリン留分を無鉛ガソリン組成物に２０質量％以上、特には２０〜３０質量％配合することが好ましい。
【００１９】
〔接触分解ガソリン基材〕
本発明による無鉛ガソリン組成物には、実質的には接触分解ガソリン基材を配合しない、配合するとしても２０質量％以下であり、５質量％以下であることが好ましい。接触分解ガソリン基材を製造するプロセスは、接触分解装置、原料油、運転条件を特に限定するものでなく、公知の任意の製造工程を採用できる。接触分解装置は、無定形シリカアルミナ、ゼオライトなどの触媒を使用して、軽油から減圧軽油までの石油留分の他、重油間接脱硫装置から得られる間脱軽油、重油直接脱硫装置から得られる直脱重油、常圧残さ油などを接触分解して高オクタン価ガソリン基材を得る装置である。例えば石油学会編「新石油精製プロセス」に記載のあるＵＯＰ接触分解法、フレキシクラッキング法、ウルトラ・オルソフロー法、テキサコ流動接触分解法などの流動接触分解法、ＲＣＣ法、ＨＯＣ法などの残油流動接触分解法などがある。
【００２０】
他のガソリン基材としては、（ｉ）原油を常圧蒸留した直留ナフサ、（ｉｉ）直留ナフサを脱硫処理した脱硫ナフサ、（ｉｉｉ）低級オレフィンとイソブタンを酸触媒下で反応させて得られるアルキレート、（ｉｖ）軽質ナフサを接触処理し、異性化してオクタン価を高めたアイソメレート、（ｖ）原油や各種の２次精製装置から回収されるＬＰＧ留分や軽質ナフサなどを精密蒸留して得られるブタン、さらには、イソペンタン、トルエンなどがあり、これらを適宜選択して適宜の割合で混合して本発明の無鉛ガソリン組成物を製造することができる。これらのガソリン基材の配合量は、無鉛ガソリン組成物全量に対して合計量で、１０〜４０質量％、特には１５〜３０質量％が好ましい。
【００２１】
また、メチルターシャリーブチルエーテル、エチルターシャリーブチルエーテル、ターシャリーアミルメチルエーテル、エタノール、メタノールなどの含酸素化合物からなるガソリン基材も用いることができる。これらの基材の配合量は本発明の趣旨を逸脱しない限り任意であるが、含酸素化合物を配合する場合、その配合量は１〜２０容量％程度とすることが好ましい。
【００２２】
本発明の無鉛ガソリン組成物には、必要に応じて公知の燃料添加剤を配合することができる。これらの配合量は適宜選べるが、通常は添加剤の合計量として０．１質量％以下とすることが好ましい。本発明の無鉛ガソリン組成物で使用可能な添加剤を例示すれば、アミン系、フェノール系、アミノフェノール系などの酸化防止剤、シッフ型化合物、チオアミド型化合物などの金属不活性化剤、有機リン系化合物などの表面着火防止剤、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、多価アルコールや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、アルケニルコハク酸エステルなどのさび止め剤、キニザリン、クマリンなどの識別剤、アゾ染料などの着色剤を挙げることができる。
【００２３】
【実施例】
以下に本発明を実施例および比較例に基づいて、より具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００２４】
実施例および比較例の無鉛ガソリン組成物の製造に用いた接触分解ガソリン基材、アロマ抽出残留分、軽質ナフサ留分、重質改質留分の性状を表１に示す。接触分解ガソリン基材は、硫黄分０．２９質量％の脱硫減圧重質軽油を接触分解して得た。アロマ抽出残留分は、接触改質ガソリン基材からアロマ分を溶剤抽出した残りの留分である。軽質ナフサは、直留ナフサを水素化精製し、硫黄分などを低減した留分である。重質改質ガソリン留分は、接触改質ガソリン基材の比較的重質な留分であり、炭素数９の炭化水素を主成分とする。
【００２５】
密度（１５℃）はＪＩＳＫ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」の振動式密度試験方法により、蒸留性状はＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」の常圧法蒸留試験方法（減失加算）により、ベンゼン含有量はＪＩＳＫ２５３６のタンデム式ガスクロによる成分試験方法により、リード法蒸気圧はＪＩＳＫ２２５８により、硫黄分はＪＩＳＫ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」の微量電量滴定式酸化法により、ＲＯＮはＪＩＳＫ２２８０のリサーチ法オクタン価試験方法により求めた。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表１のガソリン基材を用いて、表２に示す配合割合で、実施例１および比較例１、２に示す無鉛ガソリン組成物を調製した。調製した実施例１および比較例１、２に示す無鉛ガソリン組成物の性状などを表２に併わせて示す。さらに、添加剤としては、着色剤（シラド化学製ＣＬ−５３）２ｍｇ／ｌ、酸化防止剤（住友化学工業製スミライザー４ＭＬ）２０ｍｇ／ｌ、清浄分散剤（ビーエーエスエフ製ＫｅｒｏｐｕｒＡＰ−９５）１００ｍｇ／ｌを添加した。
【００２８】
【表２】

【００２９】
実車にてノッキング発生回転数域および加速時間を、実施例１および比較例１、２に示す無鉛ガソリンについて評価した。評価結果を表３にまとめる。この結果から、実施例１は、比較例１、２と同程度またはそれ以下の回転数範囲でノッキングが生じており、実車において実用上十分な耐ノッキング特性を有していることがわかる。さらに、実施例１は、比較例１、２よりも加速性に優れており、実車における運転性能が優れていることがわかる。
【００３０】
【表３】

【００３１】
ノッキング発生回転数域の測定方法は、石油学会のＯＮＲ試験法に従う。ミッション車については最高ギア位置で、加速開始速度より１０００回転以上高い速度からブレーキで速度を落とし、１０００回転になったところで絞り弁全開加速を行う。加速時間の測定方法は、シフトダウンしない様に遅延加速により、時速３０ｋｍから１２０ｋｍまで加速させ、最高速度に到達するまでの所要時間を計測した。
【００３２】
用いた車両について、スターレットはトヨタ自動車製、平成９年式、型式／車種記号：Ｅ−ＥＰ９１、エンジン形式：４Ｅ−ＦＥであり、プリメーラは日産自動車製、平成９年式、型式／車種記号：Ｅ−ＥＰ１１、エンジン形式：ＳＲ１８ＤＥであり、ミラージュは、三菱自動車製、平成９年式、型式／車種記号：Ｅ−ＣＫ２Ａ、エンジン形式：４Ｇ１５である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明による無鉛ガソリン組成物は、リサーチ法オクタン価が８９〜９３であり、硫黄分が５質量ｐｐｍ以下、オレフィン分が５質量％以下、炭素数５〜７のオレフィンの含有量が３質量％以下、炭素数５〜７のイソパラフィンの含有量が３５３質量％以上、炭素数７のアロマの含有量が１０質量％以上であり、全アロマ含有量が４０質量％以下、５０％留出温度が１００℃以下であり、本発明によれば、硫黄分、オレフィン分を十分に低減し環境問題に配慮した燃料であり、同時に、実際のガソリン自動車に用いた場合に総合的に良好な運転性を提供できる。

Claims

リサーチ法オクタン価が８９〜９３であり、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、オレフィン分が５質量％以下、炭素数５〜７のオレフィンの含有量が３質量％以下、炭素数５〜７のイソパラフィンの含有量が３５質量％以上、炭素数７のアロマの含有量が１０質量％以上であり、全アロマ含有量が４０質量％以下、および５０％留出温度が１００℃以下である無鉛ガソリン組成物。
接触改質ガソリン基材からアロマ分を抽出した留分であり９０％留出温度が１００℃以下であるアロマ抽出残留分４０質量％以上と、１０％留出温度が１５０℃以上である重質改質ガソリン留分２０質量％以上とを配合し、接触分解ガソリン基材を２０質量％以下配合するか、または配合しない無鉛ガソリン組成物の製造方法。