JP2004315757A - 自動車用液化石油ガス - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＰＧ車のベーパライザー内部のデポジット生成を抑制し、かつデポジット生成に起因する動作不良を回避できる自動車用液化石油ガス組成物を提供する。
【解決方法】１０５℃残渣分が１０質量ｐｐｍ以下であり、かつ１０５℃残渣分のｐＨが６以上であることを特徴とする自動車用液化石油ガス。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術的分野】
本発明は火花点火機関用液化石油ガスに関し、特に液化石油ガス車の動作不良を回避することができる自動車用液化石油ガス（オートガス）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大気汚染状況の悪化に伴い自動車の排気ガスに対する規制が強化されており、軽油を燃料とするディーゼル車、ことにディーゼルトラック車の使用が制限される状況が起きてきている。これに対応するためディーゼル車の排気ガス浄化システムの開発が行なわれているが、より排出ガスがクリーンな低公害車への代替も検討されており、液化石油ガス（ＬＰＧ）を燃料とするトラックなどがディーゼルトラック車の代替として期待されている。さらに、タクシーではＬＰＧがその主たる燃料として過去４０年近くにわたり使用されている実績がある。しかしながらＬＰＧの品質に起因する機能障害を完全に排除するまでには至っていないのが現状である（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
わが国で使用されるＬＰＧは、その約１／４を国内生産により、約３／４を輸入によりまかなわれている。昨今、輸入ＬＰＧ供給源の多様化を図るため輸入先を広げる試みなども行なわれており、また国内生産分も製油所にて原油蒸留時に分離されるもの以外に各種石油精製プラントや石油化学工場のプラントなどからの副生物などより得られるものも増えており、ＬＰＧの品質に関し必ずしも従来と同一とはいえない状況になりつつある。一方、わが国におけるＬＰＧの品質規格を顧みるに、日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ２２４０には液化石油ガスの規格として組成、硫黄分、蒸気圧、密度、銅版腐食の規定はあるが、車両の不具合の原因となるデポジットを想定した項目は存在していない。また、自動車用液化石油ガス（オートガス）に関しては、ガス組成が燃焼性、排出ガスに与える影響についての研究はなされているが（例えば、特許文献１参照。）、デポジットに着目した研究はなされていない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１２１０６９号公報
【非特許文献１】
「ＬＰガス・データ必携（ＬＰガス・データ必携編集委員会編）」、産報、科学技術庁資源局監修、１９６４年、ｐ．１６６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らがＪＩＳ規格を満足したＬＰＧを用いて、通常使用されているＬＰＧ車を調査したところ、燃料のＬＰＧを気化、調圧する部品であるベーパライザー（レギュレータとも称する。）の内部に粘着性もしくは固着性のデポジットが付着しているケースが散見された。これらの付着量の程度では特に不具合が生じることはないが、もしこの部分のデポジット付着量が増加した場合、ベーパライザーの動作不良を引き起こし、車両の加速不良、始動不良などに及ぶことが懸念され、現状ＪＩＳ規格のみを満足した品質ではデポジット付着量の増加を抑制できない恐れがある。
【０００６】
【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、ＬＰＧ車のベーパライザー内部のデポジット生成を抑制し、かつデポジット生成に起因する動作不良を回避できる自動車用ＬＰＧを見出し、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、１０５℃残渣分が１０質量ｐｐｍ以下であり、かつ１０５℃残渣分のｐＨが６以上であることを特徴とする自動車用液化石油ガスに関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。
本発明の自動車用ＬＰＧは、１０５℃残渣分が１０質量ｐｐｍ以下であることが必要である。１０５℃残渣分は、デポジット生成速度およびドレン抜き出し頻度を減少させることができる観点から５質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、２質量ｐｐｍ以下であることが特に好ましい
なお、ここでいう１０５℃残渣分とは、ＡＳＴＭ Ｄ２１５８に定める方法に準拠して測定される値であるが、初期サンプル量をＡＳＴＭ法記載の１００ｍＬから４Ｌに変更し、設定温度を３８℃からさらに７５℃、１０５℃と順に変えてゆき、最終的には１０５℃にて残った残渣の重量を秤量することにより測定される値のことをいう。この際、各温度での保持時間はＡＳＴＭ法記載の５分ではなくその温度での蒸発がほぼ認められなくなるまでの十分な時間をとるものとする。
【０００８】
本発明の自動車用ＬＰＧは、１０５℃残渣分のｐＨが６以上であることが必要である。１０５℃残渣分のｐＨが６未満であると、ベーパライザー内部のデポジット生成が増加する恐れがある。一方、燃料ラインとベーパライザーの腐食防止の点でｐＨは８以下であることが好ましい。より好ましくはｐＨが６〜７であり、さらに好ましくはｐＨが７である。
なお、ここでいう１０５℃残渣分のｐＨとは、上述の１０５℃残渣分の測定方法で得られた１０５℃残渣分に残渣分の１０００倍量の蒸留水（残渣分が１ｍｇ以下の場合は１ｍＬの蒸留水）を加え攪拌した後、水相部分のｐＨをｐＨ試験紙により測定することによって得られる値のことをいう。
【０００９】
本発明の自動車用ＬＰＧの組成は、主成分としてプロパン混合物とブタン混合物とからなる。両者の割合は使用地域、季節により任意に規定できる。プロパン混合物はプロパンおよびプロピレンよりなり、ブタン混合物はブタンおよびブチレンよりなる。本発明の自動車用ＬＰＧの組成はこれら以外に少量のエタン混合物、ブタジエン、ペンタンなどを含有することができる。エタン混合物はエタンおよびエチレンよりなり、ＬＰＧ組成物中におけるエタン混合物の含有量は５容量％以下であることが好ましい。またＬＰＧ組成物中におけるブタジエンの含有量は０．５容量％以下であることが好ましく、ペンタンの含有量は２容量％以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明の自動車用ＬＰＧの硫黄分は、燃料ラインの腐食防止と排気ガス中への硫黄酸化物排出防止の点からＬＰＧ全量基準で０．０２質量％以下であることが好ましく、０．０１５質量％以下であることがより好ましく、０．００５質量％以下であることがさらに好ましく、０．００１質量％以下であることが最も好ましい。
なお、ここでいう硫黄分とは、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−硫黄分試験方法」により測定される値を意味する。
【００１１】
本発明の自動車用ＬＰＧの４０℃における蒸気圧は、低温時始動性確保の点から０．２８ＭＰａ以上であることが好ましく、０．３８ＭＰａ以上がより好ましい。一方、取り扱い上の安全性の点から１．５５ＭＰａ以下であることが好ましく、１．２５ＭＰａ以下がより好ましく、０．５２ＭＰａ以下が最も好ましい。
なお、ここでいう４０℃における蒸気圧とは、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−蒸気圧試験方法」により測定される値を意味する。
【００１２】
本発明の自動車用ＬＰＧの１５℃における密度は、燃費向上の点から０．５００ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましく、一方、重質分の混入を防止する点から０．６２０ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましく、０．６００ｇ／ｃｍ^３以下がより好ましい。
なお、ここでいう１５℃における密度とは、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰＧ）−密度試験方法」により測定される値を意味する。
【００１３】
本発明の自動車用ＬＰＧの銅板腐食は、燃料配管の腐食防止の点から１以下であることが好ましく、１ａがより好ましい。
なお、ここでいう銅板腐食とは、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−銅板腐食試験方法」により測定される値を意味する。
【００１４】
本発明の自動車用ＬＰＧは、従来公知の任意の方法で製造することができる。例えば、原油蒸留装置、ナフサ改質装置、アルキレーション装置等から得られるプロパンを中心とした直留系プロパン留分、ブタンを中心とした直留系ブタン留分、それらを脱硫した直留系脱硫プロパン留分、直留系脱硫ブタン留分、接触分解装置等から得られるプロパン・プロピレンを中心とした分解系プロパン留分、ブタン・ブテンを中心とした分解系ブタン留分を１種又は２種以上を混合することで製造することができる。製造にあたって使用する各留分は、その出所を問わず、例えば石油精製工場、石油化学工場等で副産物として得られるガス成分、原油採掘に際して油井より得られる随伴ガス中のガス成分、天然ガス中のガス成分、さらには輸入等により市場から調達することにより得られるガス成分などを用いて、本発明で規定するＬＰＧを製造することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の自動車用ＬＰＧは、１０５℃残渣分の重量およびｐＨを特定の範囲に規定することにより、ＬＰＧ車のベーパライザー内部のデポジットの付着量を抑制し、デポジット生成に起因する動作不良を回避することができる。
【００１６】
【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。
【００１７】
［実施例１〜２および比較例１〜３］
製油所より生産されるブタン、プロパンおよび輸入ブタン、輸入プロパンを用いて、実施例１〜２の自動車用ＬＰＧを調製した。また、１０５℃残渣分の重量およびｐＨを本発明で規定した範囲から外れた自動車用ＬＰＧを作成するため、上記の基材に加えアルキレートおよび硫酸を混入することにより比較例１〜３の自動車用ＬＰＧを調製した。実施例、比較例に用いた各ＬＰＧの性状を表１に示す。これらのＬＰＧについて、耐久走行試験を行い、始動性の評価、運転性の評価を下記の方法により実施し、その結果を表１に併記した。
【００１８】
（ａ）性状測定
各ＬＰＧの性状は以下の方法により測定した。
１０５℃残渣分は、ＡＳＴＭ Ｄ２１５８に定める方法に準拠し、初期サンプル量をＡＳＴＭ法記載の１００ｍＬから４Ｌに変更し、設定温度をＡＳＴＭ法記載の３８℃からさらに７５℃、１０５℃と順に変えてゆき、最終的には１０５℃にて残った残渣の重量を秤量することにより測定される値である。
１０５℃残渣分のｐＨは、上記１０５℃残渣分の測定方法にて得られた１０５℃残渣分に残渣分の１０００倍量の蒸留水（残渣分が１ｍｇ以下の場合は１ｍＬの蒸留水）を加え攪拌した後、水相部分のｐＨをｐＨ試験紙（東洋濾紙社製ｐＨ試験紙）により測定することによって得られる値である。
プロパン、ブタン等の組成分析は、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−組成分析方法（ガスクロマトグラフ法）」により測定される値である。
硫黄分含有量は、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−硫黄分試験方法」により測定される値である。
４０℃における蒸気圧は、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−蒸気圧試験方法」により測定される値である。
１５℃における密度は、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰＧ）−密度試験方法」により測定される値である。
銅板腐食は、ＪＩＳ Ｋ ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−銅板腐食試験方法」により測定される値である。
【００１９】
（ｂ）耐久走行試験−始動性の評価
下記試験車両を用いて、以下に示す走行パターンに従って４０，０００ｋｍまでの耐久走行試験を行なった。その際、走行距離１万ｋｍ、２万ｋｍ、４万ｋｍ時点でのエンジン始動試験の結果をもとに始動性の評価を行なった。評価結果を表１に併記した。
【００２０】
（耐久走行試験）
▲１▼ 走行パターン（１日）
エンジン始動試験→（２０ｋｍ／ｈ×３０分）＋（４０ｋｍ／ｈ×３０分）＋（アイドリング×３０分）を繰り返しながら２１時間走行→３時間エンジンを止めソーク
▲２▼ 目標の走行距離に達するまで▲１▼の走行パターンを繰り返す。
（エンジン始動試験）
セルモーターにてクランキング開始してからエンジンが始動するまでの時間を計測。
【００２１】
（試験車両）
エンジン：直列４気筒
排気量：１９９８ｃｃ
燃料供給方式：電子制御式キャブレター
ミッション：オートマチックトランスミッション
【００２２】
（ｃ）耐久走行試験−加速性の評価
上記と同一の試験車両を用いて、加速性の評価を行なった。加速性評価は上記耐久走行試験で４万ｋｍ走行した後、４０ｋｍ／ｈまでの緩加速を行い、官能評価を実施した。評価は加速中のもたつき、加速不良、失火、エンジン停止などに分けて行い、特に問題が見受けられない場合は良好と判断した。評価結果を表１に併記した。
【００２３】
【表１】

【００２４】
表１に示すとおり、本発明の自動車用ＬＰＧは、１０５℃残渣分の重量およびｐＨを特定の範囲に規定することにより、ＬＰＧ車のベーパライザー内部のデポジットの生成を抑制し、デポジット生成に起因するエンジン始動不可、加速性能の悪化といった車両の動作不良を回避することができる。

Claims (1)

1. １０５℃残渣分が１０質量ｐｐｍ以下であり、かつ１０５℃残渣分のｐＨが６以上であることを特徴とする自動車用液化石油ガス。