JP2006160917A - ガソリン組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気バルブデポジット（ＩＶＤ）が改善されたガソリン組成物を提供すること。
【解決手段】 以下の（１）〜（７）を満たすことを特徴とするガソリン組成物。
（１）リサーチ法オクタン価が８９以上、９６未満
（２）硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下
（３）芳香族分が４０容量％以下
（４）ベンゼン含有量が１容量％以下
（５）エチルベンゼン含有量が１〜３０容量％
（６）オレフィン分が３０容量％以下
（７）ガソリン組成物を形成するガソリン基材の未洗実在ガムが、ガソリン組成物１００ｍｌ当たり３ｍｇ以下
【選択図】 なし

Description

本発明は、未洗実在ガムの含有量が制御され、ガソリンエンジンの吸気系統の清浄性に優れたガソリン組成物に関する。

ガソリンには通常、運転性能を確保する必要上、芳香族分を多量に含む改質ガソリンを配合する。そのため、その芳香族分に由来するガム分が未洗実在ガムとなり、吸気バルブデポジット（ＩＶＤ）や燃焼室デポジット（ＣＣＤ）生成の原因となっており、エンジンの円滑な作動の障害となる。そのため、ＪＩＳ規格でも未洗実在ガムを２０ｍｇ／１００ｍｌ以下と規定している（ＪＩＳ Ｋ ２２０２ 表１ 注（²））。
このようなＩＶＤやＣＣＤの生成を抑制する方法としては、改質ガソリンの配合量を少なくすることによって、ガソリン中の芳香族分含有量を低減することが考えられる。しかし、それでは運転性能が低下してしまい、実用に供することができないことになる。そのため通常ガソリンに清浄剤を添加することによってＩＶＤ等を低減しており、これをさらに改良する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、清浄剤を添加したガソリンであってもＩＶＤ等を完全に防止できない場合があり、また清浄剤自体が未洗実在ガムとして測定されるため、その添加量が上記ＪＩＳ規格等によって制限されることから、この問題を解決することが困難な状況にある。
そのため、運転性能を高く維持しつつ、さらにＩＶＤ等の生成を抑制できるガソリンの出現が強く望まれているのが現状である。

特開２００３−３０１１８６号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、運転性能が優れるとともに、ＩＶＤ（吸気バルブデポジット）が改善された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、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の要件を満たすガソリン組成物により本発明の目的が達成されることを見出した。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、以下のガソリン組成物を提供するものである。
１．以下の（１）〜（７）を満たすことを特徴とするガソリン組成物、
（１）リサーチ法オクタン価が８９以上、９６未満
（２）硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下
（３）芳香族分が４０容量％以下
（４）ベンゼン含有量が１容量％以下
（５）エチルベンゼン含有量が２〜３０容量％
（６）オレフィン分が３０容量％以下
（７）ガソリン組成物を形成するガソリン基材の未洗実在ガムが、ガソリン組成物１００ｍｌ当たり３ｍｇ以下
２．ガソリン基材の未洗実在ガムが、ガソリン基材１００ｍｌ当たり１ｍｇ以下である前記１に記載のガソリン組成物、
３．ガソリン基材の一つとして、蒸留終点が１８５℃以下の改質ガソリンを配合したことを特徴とする前記１又は２に記載のガソリン組成物、
４．ガソリン基材の一つとして、エチルベンゼンを配合したことを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載のガソリン組成物、
５．清浄剤を添加した前記１〜４のいずれかに記載のガソリン組成物であって、該ガソリン組成物の未洗実在ガムが、ガソリン組成物１００ｍｌ当たり２０ｍｇ以下であるガソリン組成物、
を提供するものである。

本発明によれば、運転性能が優れるとともに、未洗実在ガムの含有量が制御され、ガソリンエンジンの吸気系統の清浄性に優れたガソリン組成物を提供することができる。

本発明のガソリン組成物は、特定の性状を有するガソリン基材を含有し、必要に応じて添加剤を添加して得られるガソリン組成物である。
なお、本発明において「ガソリン基材」の語は、複数種のガソリン基材からなる混合基材も包含する意味において用いる。
以下、本発明について詳細に説明する。
前記のとおり、本発明のガソリン組成物は、上記（１）〜（７）を満たすものである。すなわち、
（１）本発明のガソリン組成物は、リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が８９以上、好ましくは９０以上である。ＲＯＮが８９以上であれば、耐ノッキング性が良好で運転性能が低下する恐れがない。一方、ＲＯＮの上限値については９６未満、好ましくは９５である。なお、このＲＯＮは、ＪＩＳ Ｋ ２２８０「オクタン価及びセタン価試験方法」に準拠して測定した値である。
（２）本発明のガソリン組成物は、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、好ましくは５質量ｐｐｍ以下である。硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であると、自動車の排出ガス低減を目的として使用している触媒の性能に悪影響を及ぼすことがないので、自動車の排出ガス中のＣＯ、ＴＨＣ（全炭化水素）及びＮＯ_xの濃度が低くなる。ここで、硫黄分は、ＪＩＳ Ｋ ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」に準拠して測定した値である。

（３）本発明のガソリン組成物は、芳香族分が４０容量％以下、好ましくは３５容量％以下である。芳香族分が４０容量％以下であれば排気ガス中のＴＨＣやＣＯが増大せず、点火プラグのくすぶりも抑制できる。一方、芳香族分の下限については特に制限はないが、オクタン価及び運転性能の低下を抑制する観点から、５容量％以上、さらには１０容量％以上であることが好ましい。なお、芳香族分は、ＪＩＳ Ｋ ２５３６「石油製品成分試験方法」に準拠して測定した値である。
（４）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、好ましくは０．５容量％以下である。ベンゼン含有量が１容量％以下であれば、人体に悪影響を及ぼす恐れがある排気ガス中のベンゼン濃度の増大を抑制できる。
なお、ベンゼン含有量は、ＪＩＳ Ｋ ２５３６「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。

（５）本発明のガソリン組成物は、エチルベンゼン含有量が２容量％以上、好ましくは３容量％以上、さらに好ましくは５容量％以上、特に好ましくは７容量％以上である。エチルベンゼンの含有量が２容量％以上であれば、未洗実在ガムを低減しつつオクタン価向上効果が得られる。一方、エチルベンゼンの含有量の上限については、全芳香族分の増大を抑制する観点から、３０容量％以下、好ましくは２５容量％以下である。
（６）本発明のガソリン組成物は、オレフィン分が３０容量％以下、好ましくは２５容量％以下である。オレフィン分が３０容量％以下であると、光化学スモッグ等の原因となるオゾン生成能が減少する。また、酸化安定性が良好となる。一方、オレフィン分の下限については特に制限はないが、５容量％以上であることが好ましく、１０容量％以上であることがより好ましい。オレフィン分が５容量％以上であれば、直噴車において、リーン燃焼時の失火の恐れがないなど運転性が良好となる。なお、上記オレフィン分は、ＪＩＳ Ｋ ２５３６「石油製品成分試験方法」に準拠して測定した値である。
（７）本発明においては、ガソリン組成物を形成するガソリン基材（ガソリン基材組成物）の未洗実在ガムが、ガソリン基材１００ｍｌ当たり３ｍｇ以下、好ましくは２ｍｇ以下、特に好ましくは１ｍｇ以下である。ガソリン基材の未洗実在ガムが、ガソリン基材１００ｍｌ当たり１ｍｇ以下であれば、清浄剤の添加量の抑制が緩和されるため、ガソリン組成物のＩＶＤを充分に低減できる効果がある。なお、この未洗実在ガムは、ＪＩＳ Ｋ ２２６１「石油製品−自動車ガソリン及び航空燃料油−洗実在ガム試験方法−噴射蒸発法」に準拠して測定した値である。

本発明のガソリン組成物は、上記（１）〜（７）の条件を満たす組成物であるが、通常以下の蒸留性状を有するのが好ましい。すなわち、５０％留出温度（Ｔ５０）が７５〜１１０℃（より好ましくは、８０〜１００℃）、７０％留出温度（Ｔ７０）が１００〜１４０℃（より好ましくは１０５〜１３５℃）、９０％留出温度（Ｔ９０）が１１０〜１８０℃（好ましくは、１２０〜１７０℃）である。なお、上記各留出温度は、ＪＩＳ Ｋ ２２５４「石油製品−蒸留試験法」に基づいて測定した蒸留性状から求めた値である。

本発明のガソリン組成物は、上記（１）〜（７）の条件を満たすものであれば特に制限はないが、例えは次に示すガソリン基材を用いて、上記の条件を満たすように配合することにより、調製することができる。ガソリン基材としては、原油の常圧蒸留によるナフサ留分を分留して得られる軽質ナフサ、接触分解法などで得られる分解ガソリン、分解ガソリンの蒸留によって得られる蒸留性状の重質部分（初留点：７０℃以上）からなる重質分解ガソリン、接触改質法などで得られる改質ガソリン、さらに改質ガソリンからベンゼン留分を取り除いた残りの留分（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することにより得られるアルキレートガソリン、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ガソリン、脱ｎ−パラフィン油、及びこれらの特定範囲の留分、並びにエチルベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、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。
該アルコール、エーテルなどの含酸素化合物としては、主にエタノール、エチルターシャリーブチルエーテル、エチルーターシャリーアミルエーテルなどが挙げられる。

上記基材のうち、本発明のガソリン組成物の調製において、特に好適な基材の一つとしては、改質ガソリンの重質留分をカットした留分が挙げられる。例えば、重質留分をカットし蒸留終点を１８５℃以下としたものが好適である。この蒸留終点は、１８０℃以下、さらには１７５℃以下のものがより好ましい。改質ガソリンの蒸留終点が１８５℃以下のものであれば、ガソリン基材の未洗実在ガムを低減する効果があり、それによってガソリン組成物への清浄剤の添加量の抑制が緩和されるため、ガソリン組成物のＩＶＤを充分に低減できる。特に、脱ベンゼン改質ガソリンで、蒸留終点が１８５℃以下のものは、前記の効果を有するとともに、さらに組成物中のベンゼン含有量を低減する効果も有する。
上記改質ガソリン又は脱ベンゼン改質ガソリンの配合割合は、組成物全体を基準に２０容量％以上が好ましく、３０容量％以上、さらには４０容量％以上が好ましい。また改質ガソリン又は脱ベンゼン改質ガソリンの配合割合の上限は特にないが、全芳香族分の増大を抑制する観点から、通常組成物全体を基準に８０容量％以下が好ましく、７０容量％以下、さらには６０容量％以下が好ましい。改質ガソリン又は脱ベンゼン改質ガソリンの配合割合が組成物全体を基準に２０〜８０容量％であれば、良好な運転性能を維持することができ、また排気ガス中のＴＨＣやＣＯ等の増大を抑制できる。

なお、上記脱ベンゼン改質ガソリンは、接触改質ガソリンからベンゼン留分を蒸留によって取り除く方法が好ましく用いられる。その場合、取り除くベンゼン留分の沸点範囲については、これを比較的広く、ベンゼンの沸点を含む３０℃以上にわたる沸点範囲の留分とするのが好ましい。例えば、およそ７０〜１００℃、或いはおよそ７０〜１０５℃留分などとする。このような比較的広い沸点範囲の留分を除去することによって、ベンゼンの除去率を高め、かつオクタン価（ＲＯＮ）を高く保つことができる。

また、さらに本発明のガソリン組成物の調製に好適な基材の一つとして、エチルベンゼンが挙げられる。このエチルベンゼンをガソリンに配合することによって、前記のとおり未洗実在ガムを低減しつつ、ＲＯＮを高めることができる。したがって、上記重質留分をカットした改質ガソリンとともにこのエチルベンゼンを配合することによって、運転性能が優れ、かつ未洗実在ガムを抑制するガソリン組成物の実現が容易になる。
エチルベンゼンの配合割合については、ガソリン組成物全量中のエチルベンゼン含有量が２容量％以上になるように配合するのが好ましく、より好ましくは３容量％以上、さらには５容量％以上、特に７容量％以上になるように配合するのが好ましい。エチルベンゼンの配合により、ガソリン組成物中のエチルベンゼン含有量が３容量％以上であれば、充分なオクタン価向上効果が得られる。一方、エチルベンゼンの配合割合の上限については、全芳香族分の増大を抑制する観点から、ガソリン組成物全量中のエチルベンゼン含有量が３０容量％以下、好ましくは２５容量％以下になるように配合すればよい。

上記エチルベンゼンは、塩化アルミニウム触媒下でエチレンをベンゼンに付加する方法、いわゆる高圧法、固形リン酸法、さらにはＡｌｋａｒ法など、いかなる方法によって製造されたものであっても制限なく用いることができる。例えば、エチレン製造装置から得られるエチレンとハイディール法によって得られるベンゼンとを原料とし、リアクターとして固定床式を用い、触媒としてフッ化ホウ素系化合物を用いるＡｌｋａｒ法によって得られるエチルベンゼンが入手容易性、経済性などの面で好適である。

本発明のガソリン組成物の調整（製造）方法の具定例としては、以下の基材及び配合割合の中で、上記（１）〜（７）の条件を満たすように調製する方法が挙げられる。
(i) １８５℃以下でカットした脱ベンゼン改質ガソリン ０〜８０容量％
（ii） 脱ベンゼン改質ガソリン（ＰＧＰＺ） ０〜８０容量％
（ii） 分解ガソリン（ＦＧ） ０〜８０容量％
（iii）軽質分解ガソリン（ＬＦＧ） ０〜４０容量％
（iv） アルキレート（ＡＬＫ） ０〜３０容量％
（v） 脱硫軽質ナフサ（ＤＬＮ） ０〜４０容量％
（vi） ブタン ０〜１５容量％
（vii）エチルベンゼン ０〜３０容量％

本発明のガソリン組成物においては、上記ガソリン基材に清浄剤を添加することが好ましい。
清浄剤としては、コハク酸イミド系化合物，ポリアルキルアミン系化合物，ポリエーテルアミン系化合物などが挙げられる。これらの清浄剤の添加量については、通常およそ０〜１、０００質量ｐｐｍの範囲で添加すればよい。
ところで、清浄剤は未洗実在ガムとして測定され、その未洗実在ガム値が２０ｍｇ／１００ｍｌ以下と規定しているＪＩＳ Ｋ ２２０２ 表１ 注（²）によって、清浄剤の添加量は制限される。その結果、ＩＶＤ（吸気バルブデポジット）の改善が不充分になることがある。しかしながら、本発明においては、前記のとおり、ガソリン基材自体の未洗実在ガム値が低いため、清浄剤を比較的多量に、例えば好ましくは０〜６００質量ｐｐｍ、特に好ましくは０〜４００質量ｐｐｍの範囲で添加することができる。そのため、ＩＶＤを著しく改善できる効果がある。
本発明のガソリン組成物には、さらに必要に応じて、その他の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、有機リン系化合物などの表面着火防止剤、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、アルケニルこはく酸のエステルなどの錆止め剤、キニザリン，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、これらの一種又は二種以上を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ガソリン組成物の０．１質量％以下とすることが望ましい。

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜４及び比較例１、２
表１に示す性状を有するガソリン基材を表２に示す割合で混合し、表２に示すガソリン組成物を調製した。表１及び表２において、ＰＧＰＺ（１８０℃カット）は、改質ガソリンを脱ベンゼンした後、蒸留により１８０℃以上の留分をカットした留分、ＰＧＰＺは、ＰＧＰＺ（１８０℃カット）の１８０℃以上の留分をカット前の留分、ＡＬＫはアルキレートガソリン、ＬＦＧは軽質分解ガソリン、ＦＧは分解ガソリン、ＤＬＮは脱硫軽質ナフサ、ＥＢはエチルベンゼンを示す。また、Ｔｎ（ｎ＝５０，７０）は、ｎ容量％留出温度、ＥＰは蒸留終点を示す。また、表２において、清浄剤は、ポリエーテルアミン系化合物（ＢＡＳＦ社製「ＡＰ９５」）である。
各ガソリン基材及びガソリン組成物について、ＪＡＳＯ Ｍ ３５２「自動車ガソリン機関−吸気系清浄剤による燃焼室デポジットへの影響性試験法」に準拠して、エンジンを運転し、運転後に、吸気バルブに付着したデポジット（ＩＶＤ）を測定した。この測定結果を表２に示す。

表２より、実施例１〜４のガソリン組成物は、ガソリン基材の未洗実在ガムがいずれも１ｍｇ／１００ｍｌ以下であって、共に４ｍｇ／１００ｍｌである比較例１，２のガソリン組成物と比較して少ない。そのため、ガソリン組成物の未洗実在ガムを２０ｍｇ／１００ｍｌ以下の条件を満たす清浄剤の添加量は、実施例１〜４では４００質量ｐｐｍであるのに対し、比較例１，２では、共に３３０質量ｐｐｍに制限される。その結果、比較例１，２の吸気バルブのデポジット（ＩＶＤ）が各１６ｍｇ／１００ｍｌと１３ｍｇ／１００ｍｌであるのに対し、実施例１〜４のガソリン組成物のＩＶＤは、いずれも５ｍｇ以下／１００ｍｌであって、実施例１〜４のガソリン組成物が優れたＩＶＤ低減効果を有していることが分る。

本発明のガソリン組成物は、内燃機関用燃料として好適であり、かつ長期間の貯蔵が可能である。

Claims (5)

1. 以下の（１）〜（７）を満たすことを特徴とするガソリン組成物。
   （１）リサーチ法オクタン価が８９以上、９６未満
   （２）硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下
   （３）芳香族分が４０容量％以下
   （４）ベンゼン含有量が１容量％以下
   （５）エチルベンゼン含有量が２〜３０容量％
   （６）オレフィン分が３０容量％以下
   （７）ガソリン組成物を形成するガソリン基材の未洗実在ガムが、ガソリン組成物１００ｍｌ当たり３ｍｇ以下
2. ガソリン基材の未洗実在ガムが、ガソリン基材１００ｍｌ当たり１ｍｇ以下である請求項１に記載のガソリン組成物。
3. ガソリン基材の一つとして、蒸留終点が１８５℃以下の改質ガソリンを配合したことを特徴とする請求項１又は２に記載のガソリン組成物。
4. ガソリン基材の一つとして、エチルベンゼンを配合したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガソリン組成物。
5. 清浄剤を添加した請求項１〜４のいずれかに記載のガソリン組成物であって、該ガソリン組成物の未洗実在ガムが、ガソリン組成物１００ｍｌ当たり２０ｍｇ以下であるガソリン組成物。