JP2007246760A - 無鉛高オクタン価ガソリン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エタノール(EtOH)を1〜15容量%含み、かつ、(1)リサーチ法オクタン価が97〜105、(2)モーター法オクタン価が84〜92、(3)リード蒸気圧が45〜93kPa、(4)50%留出温度が75〜110℃、(5)70℃留出量が18〜40容量%、(6)芳香族分含有量が45容量%以下、(7)オレフィン分含有量が25容量%以下、(8)ベンゼン含有量が1容量%以下、(9)硫黄分含有量が10質量ppm以下、(10)多環芳香族指数Yが6以下である無鉛高オクタン価ガソリン。
【選択図】なし
Description
一般に、高オクタン価ガソリンとして、重質で芳香族分含有量の多い高オクタン価基材を配合し、特定の蒸留性状及び成分組成を有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような、ガソリンの重質化、吸気バルブへのデポジットの付着を改善するには、軽質・高オクタン価基材を配合することが重要であると考えられる。
しかしながら、MTBEの環境面への影響が懸念され、現在は日本国内でのMTBEを配合したガソリンの生産・販売が自制されている。MTBEはオクタン価が高い基材であるために、MTBEの配合を中止する場合には、それに代わる高いオクタン価基材が必要とされている。その中で、ガソリンのオクタン価低下を補い、また環境負荷が低いと考えられる、MTBE以外の含酸素有機化合物が新しいガソリン基材として注目されている。中でも、エタノールは、オクタン価も高く、芳香族分やオレフィン分を含まず、バイオマスとして考える場合には再生可能燃料としてとらえることができるといった利点を有している(例えば、非特許文献1参照)。
エタノールをガソリンに配合したものとしては、エタノール1〜10容量%と、ベースガソリン90〜99容量%とを含有し、ベースガソリン全量を基準として、ノルマルパラフィン系炭化水素と、イソパラフィン系炭化水素と、オレフィン系炭化水素と、芳香族系炭化水素との関係を式に表したものがある(例えば、特許文献3参照、特許文献4参照)。しかし、これらはエタノールの配合による見かけのモーター法オクタン価が、配合するベースガソリンによって異なることにより、エタノール配合ガソリンのモーター法オクタン価を正確に予測することができないという課題から生まれた発明であり、エタノール配合ガソリンによる自動車の始動性や加速性については改善が必要である。
即ち、本発明は、エタノール(EtOH)を1〜15容量%含み、かつ、以下の性状を満足することを特徴とする無鉛高オクタン価ガソリンを提供する。
(1)リサーチ法オクタン価(RON)が97〜105
(2)モーター法オクタン価(MON)が84〜92
(3)リード蒸気圧(RVP)が45〜93kPa
(4)50%留出温度(T50)が75〜110℃
(5)70℃留出量(E70)が18〜40容量%
(6)芳香族分含有量が45容量%以下
(7)オレフィン分含有量が25容量%以下
(8)ベンゼン含有量が1容量%以下
(9)硫黄分含有量が10質量ppm以下
(10)下記式(1)で表される多環芳香族指数が6以下
Y=(0.002×3R-A)+(0.01×4R-A)+(0.07×5R-A)+(0.2×6R+-A)・・・・(1)
(式中、3R-Aは3環芳香族分量を表し、4R-Aは4環芳香族分量を表し、5R-Aは5環芳香族分量を表し、6R+-Aは6環以上の芳香族分量を表す。なお、該多環芳香族分量はいずれもガソリン中の含有量で質量ppmを示す。)
本発明の無鉛高オクタン価ガソリンに用いられるエタノール(EtOH)は、純度が92.0容量%以上であって、好ましくは95.0容量%以上、更に好ましくは99.5容量%以上である。
エタノールの製造方法は特に限定されるものではなく、一般的に製造される全てのエタノールが使用可能である。
エタノールの含有量は、エタノール配合ガソリン全量に対し1容量%以上15容量%以下の範囲にあり、好ましくは3容量%以上15容量%以下である。1容量%以上であれば、エタノール配合によるオクタン価向上の利点が得られ、15容量%以下とすることで他のガソリン基材との共沸現象により蒸発特性が著しく変化することがなく、ガソリン自動車の適正な運転性が確保できる。
Y=(0.002×3R-A)+(0.01×4R-A)+(0.07×5R-A)+(0.2×6R+-A)・・・・(1)
〔式中、3R-Aは3環芳香族分量、4R-Aは4環芳香族分量、5R-Aは5環芳香族分量、6R+-Aは6環以上の芳香族分量(何れもガソリン中の含有量で質量ppm)を示す〕
ここで、多環芳香族指数Yは、多環芳香族分の含有量とエンジン内のデポジット量の関係から求められる実験式であり、3環、4環、5環、6環以上と多環になるほど高い値を示す。これは、排出ガス中の有害成分の増加、及びエンジン内のデポジットの生成が多環ほど高くなることを示している。
該指数Yが6以下であれば、排出ガス中の有害成分の増加、及びエンジン内のデポジットの生成の増加を防ぐことができる。なお、これら多環芳香族分含有量は、以下に示すガスクロマトグラフ法により環数別の定量を行った値であり、定量法は環数別の代表的な標準試料による絶対検量線法とした。すなわち、カラムには長さ30m、内径0.25mmであるジメチルシリコンのキャピラリーカラムを用い、検出器は水素イオン化検出器(FID)、キャリアガスは流量1.3ml/minのヘリウム、スプリットレス注入、注入口温度300℃、検出器温度350℃の条件において、カラム温度を初期温度50℃より終期温度350℃まで昇温させて測定した値である。
(イ)重質の直留ナフサなどを接触改質法(プラットフォーミング法、マグナフォーミング法、アロマイジング法、レニフォーミング法、フードリフォーミング法、ウルトラフォーミング法、パワーフォーミング法等)により、水素気流中で高温・加圧下で触媒(例えば、アルミナ担体に白金やロジウムと塩素とを担持したもの等)と接触処理して得られた改質ガソリンからベンゼン留分を蒸留により取り除いた脱ベンゼン接触改質ガソリン。
(ロ)上記接触改質法により接触処理して得られた改質ガソリンを蒸留により、軽質留分、ベンゼン留分、重質留分に分けた内の軽質留分(脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン)及び重質留分(脱ベンゼン重質接触改質ガソリン)。
(ハ)灯・軽油から常圧残油に至る石油留分、好ましくは重質軽油や減圧軽油を、従来から知られている接触分解法、特に流動接触分解法(UOP法、シェル二段式法、フレキシ
クラッキング法、ウルトラオルソフロー法、テキサコ法、ガルフ法、ウルトラキャットクラッキング法、RCC法、HOC法等)により、固体酸触媒(例えば、シリカ・アルミナにゼオライトを配合したもの等)で分解して得られた接触分解ガソリンを蒸留して得られる軽質接触分解ガソリン。
(ニ)イソブタンと低級オレフィン(ブテン、プロピレン等)を原料として、酸触媒(硫酸、フッ化水素、塩化アルミニウム等)の存在下で反応させて得られるアルキレート。
(ホ)原油や粗油等の常圧蒸留時、改質ガソリン製造時、あるいは分解ガソリン製造時等に蒸留して得られるブタン、ブテン類を主成分としたC4留分。
(ヘ)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、あるいはアイソメレートを精密蒸留して得られるイソペンタン、接触改質ガソリンから得られるトルエン、キシレン、あるいは炭素数9以上の芳香族を主体とする成分等。
接触分解装置、接触改質装置又は常圧蒸留装置から生成するC4留分(ブタン、ブテン類)、表2に示す性状の脱ベンゼン接触改質ガソリン、脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン重質接触改質ガソリン、軽質接触分解ガソリン、アルキレート、及びEtOHを表3に示す配合比で配合することにより、表3に記載する性状のガソリンを得た。
実施例1、2に記載のC4留分(ブタン、ブテン類)、脱ベンゼン接触改質ガソリン、脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン重質接触改質ガソリン、軽質接触分解ガソリン、及びアルキレートを表3に示す配合比で配合することにより、表3に記載する性状のガソリンを得た。
また、吸気バルブデポジット(IVD)試験を、排気量1.5L、マルチポイントインジェクション(MPI)方式の車両を用い、シャシーダイナモにおいて、60−100km/hの加減速×1,500サイクル(8,000km走行)の条件で行った。
これらの評価ないし試験方法を以下に記し、結果を表3に示す。
クランキング開始から完爆までの時間(エンジンが自力で回転が続けられるようになるまでの時間)で評価した。
(加速性)
エンジン始動後、10秒間アイドリングを行い、アクセル開度50%で車速が40km/hに到達するまでの時間で評価した。
(デメリット点数)
CRC(Coordinating Research Council)Report No.483評価方法に準拠して評価した。
評価方法としては、発生した現象の程度によって与えられるデメリット点数(Σ=デメリット評点×不具合の係数)により判断した。
なお、アイドル時及び走行中ストールは演算せず、それぞれの係数を加算した。点数が小さい方が性能が優れていることを示す。
運転前後の吸気バルブ重量を秤量することにより得られる、吸気バルブに付着したデポジット(IVD)重量及びIVD評点(Rating:CRC No.16)により評価した。なお、このRating値は、数値が大きい方が、IVD量が少ないことを示す。
総排気量2L、MPI方式、オートマチックトランスミッション(AT)の車両を用い、−10℃の試験温度条件で、1サイクル約30分(エンジン始動⇒10−20km/hの加減速を10回繰り返し⇒28分間冷却)の繰返し試験を行い、そのプラグの絶縁抵抗を測定することによりプラグの汚損度を測定した。なお、プラグのくすぶりは、プラグの絶縁抵抗値が100MΩ以下で発生したと判定した。
Claims (1)
- エタノール(EtOH)を1〜15容量%含み、かつ、以下の性状を満足することを特徴とする無鉛高オクタン価ガソリン。
(1)リサーチ法オクタン価(RON)が97〜105
(2)モーター法オクタン価(MON)が84〜92
(3)リード蒸気圧(RVP)が45〜93kPa
(4)50%留出温度(T50)が75〜110℃
(5)70℃留出量(E70)が18〜40容量%
(6)芳香族分含有量が45容量%以下
(7)オレフィン分含有量が25容量%以下
(8)ベンゼン含有量が1容量%以下
(9)硫黄分含有量が10質量ppm以下
(10)下記式(1)で表される多環芳香族指数が6以下
Y=(0.002×3R-A)+(0.01×4R-A)+(0.07×5R-A)+(0.2×6R+-A)・・・・(1)
(式中、3R-Aは3環芳香族分量を表し、4R-Aは4環芳香族分量を表し、5R-Aは5環芳香族分量を表し、6R+-Aは6環以上の芳香族分量を表す。なお、該芳香族分量はいずれもガソリン中の含有量で質量ppmを示す。)
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