JP2008255364A

JP2008255364A - 自動車用液化石油ガス組成物

Info

Publication number: JP2008255364A
Application number: JP2008160358A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Uchida; 充内田
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2008-10-23

Abstract

【課題】液化石油ガス（ＬＰＧ）車の燃料系統での不具合及び動作不良を回避することが可能な自動車用液化石油ガス組成物を提供する。
【解決手段】８０℃残渣分の窒素濃度が０.８質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする自動車用液化石油ガス組成物である。該自動車用液化石油ガス組成物を燃料として使用することにより、液化石油ガス車の燃料系統、例えば、ベーパライザー中のゴム部材の腐食を防止することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、自動車用液化石油ガス組成物に関し、特に液化石油ガス（ＬＰＧ）車の燃料系統での不具合及び動作不良を回避することが可能な自動車用液化石油ガス組成物に関するものである。

昨今、大気の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厳しくなっており、例えば、軽油を燃料とするディーゼル車、中でも、ディーゼルトラック車の使用が制限されている。この規制に対応するために、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。

一方、燃料としてＬＰＧはガソリンと比較して安価なことから、ＬＰＧを燃料とするトラック等が上記ディーゼルトラック車の代替として期待されている。この点に関して、タクシーにおいては、ＬＰＧが主たる燃料として長年に渡って使用されているという実績がある。しかしながら、依然として、ＬＰＧの品質に起因する燃料系統での不具合及び動作不良を完全に排除できていない。

ここで、我国におけるＬＰＧの品質規格としては、例えば、日本工業規格ＪＩＳＫ２２４０に組成、硫黄分、蒸気圧、密度、銅版腐食の規定が定められている。また、日本ＬＰガス協会による「ＬＰガスの品質に関わるガイドライン」には、密度、蒸気圧、組成、銅板腐食、残渣分、硫黄分、含有水分についての指標が示されている。

また、ＬＰＧの研究に関しては、ガス組成の燃焼性及び排出ガスに与える影響についての研究（特許文献１参照）や、デポジットに着目した残渣分のｐＨに関する研究（特許文献２参照）が知られている。

ところで、ＬＰＧ製造工程には、製造工程での腐食環境中に添加して金属の腐食を低減するために、窒素系腐食防止剤が使用されている。そして、該窒素系腐食防止剤としては、主として次の二種類が使用されている。一つは、皮膜剤といわれる高分子窒素系化合物であり、金属表面または硫化鉄などの初期腐食表面に吸着して腐食を低減するものである。もう一つは、中和剤といわれる低分子窒素系化合物であり、腐食酸性成分を中和して腐食を低減するものである。

上記皮膜剤及び中和剤とも、製品ＬＰＧ中には殆ど混入する事はなく、製造工程にて、ＬＰＧより重質な留分に移行するか、排水中に移行して系外に排出される。

しかしながら、高分子の皮膜剤については、極微量でもＬＰＧ中に混入した場合、長期間の使用によってＬＰＧ車のベーパライザー等に蓄積し、接触するゴム部材を腐食して、作動不良を引き起こす事が懸念される。また、次世代のＬＰＧ車といわれるインジェクション方式のＬＰＧ車においても、燃料系統においてゴム材料が使用される事が推定されるため、高温環境下においても蓄積される高分子の皮膜剤の混入は好ましくない。

特開平１０−１２１０６９号公報特開２００４−３１５７５７号公報

ところで、ＬＰＧ中の蒸発残渣に関し、上記した日本ＬＰガス協会の「ＬＰガスの品質に関するガイドライン」で残渣の量については、１０５℃蒸発残渣で１０ｗｔｐｐｍ以下及び７５℃蒸発残渣で６０ｗｔｐｐｍ以下という指標が示されているが、残渣の質に関する指標は示されていない。

しかしながら、高分子量の蒸発残渣はＬＰＧ車等のベーパライザーに蓄積するため、ＬＰＧがゴム部材等に対して腐食性のある成分を含有している場合、長期使用により腐食性成分がベーパライザー内に蓄積して、接触するゴム部材を腐食することにより、ベーパライザーの作動不良を引き起こし、その結果として、車両の加速不良、始動不良などに及ぶことが懸念される。従って、現状のＪＩＳ規格のみを満足する品質ではＬＰＧ車燃料系統でのゴム部材の腐食等を抑制できない恐れがある。

そこで、本発明の目的は、上記の問題を解決し、液化石油ガス車の燃料系統での不具合及び動作不良を回避することが可能な自動車用液化石油ガス組成物を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、ＬＰＧ車等のベーパライザーにおける皮膜剤の混入による作動不良を回避することが可能なＬＰＧ組成物を見出し、本発明を完成するに至ったものである。

即ち、本発明は、８０℃残渣分中の窒素分濃度が０.８質量ｐｐｍ以下である自動車用ＬＰＧ組成物に関する。

本発明によれば、ＬＰＧ車の走行時におけるベーパライザーの通常使用温度である８０℃での蒸発残渣中の窒素濃度を特定値以下とした自動車用ＬＰＧ組成物を使用する事により、ベーパライザーでのゴム部材の腐食による作動不良を回避することができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の自動車用ＬＰＧ組成物は、８０℃残渣分の窒素濃度が０.８質量ｐｐｍ以下であることを要し、０.４質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。自動車用ＬＰＧ組成物の８０℃残渣分中の窒素濃度が０.８質量ｐｐｍを超えると、ベーパライザーのゴム部材が長期使用により蓄積した残渣成分によって腐食し、作動不良を引き起こす恐れがあるため好ましくない。尚、ここでいう８０℃残渣分とは、日本ＬＰガス協会規格ＪＬＰＧＡ−Ｓ−０３「ＬＰガスの蒸発残渣分試験方法」に準拠して測定される値であるが、ＪＬＰＧＡ−Ｓ−０３記載の７５℃残渣分の測定における恒温水槽の設定温度を８０℃として得られた残渣である。

また、８０℃残渣中の窒素分濃度の測定は、下記の通り実施する。
（１）８０℃残渣質量を測定する（残渣質量が０ｍｇの場合は１ｍｇとする）。
（２）残渣分をヘキサンに溶解させ、ヘキサン溶液中の窒素質量をＪＩＳＫ２６０９「原油及び石油製品−窒素分試験方法」にて測定する。
（３）｛（２）で求めた窒素質量｝／｛（１）で求めた８０℃残渣質量｝より、８０℃残渣中の窒素濃度（質量ｐｐｍ）を算出する。

本発明の自動車用ＬＰＧ組成物は、ベーパライザーでのドレン切り頻度の減少の観点から、１０５℃残渣分が１０質量ｐｐｍ以下及び７５℃残渣分が６０質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０５℃残渣分が５質量ｐｐｍ以下及び７５℃残渣分が３０質量ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。尚、ここでいう１０５℃残渣分及び７５℃蒸発残分は、ＪＬＰＧＡ−Ｓ−０３にて測定された値である。

本発明の自動車用ＬＰＧ組成物は、プロパン混合物とブタン混合物を主成分とする液化石油ガスである。プロパン混合物の最低含有量は、使用地域及び使用時期により、使用温度での蒸気圧が大気圧以上を確保できる範囲で任意に設定できる。また、自動車用ＬＰＧ組成物は、少量のプロピレン、ブチレン、ブタジエン、ペンタン、エタン及びエチレン等を含有するが、オレフィン分及びジエン類の供給機器等のゴム部材への影響低減及び異常燃焼防止の観点から、プロピレンとブチレンの合計含有量は５.０容量％以下であることが好ましく、ブタジエン含有量は０.５容量％以下であることが好ましく、ペンタン含有量は１.５容量％以下であることが好ましく、また、輸送及び貯蔵での安全の確保の観点からエタンとエチレンの合計量は５容量％以下であることが好ましい。

本発明の自動車用ＬＰＧ組成物は、燃焼時の排出ガス中への硫黄酸化物排出防止及び排出ガス処理触媒性能維持の観点から、硫黄分が０.００５０質量％以下であることが好ましく、０.００１０質量％以下であることが特に好ましい。尚、ここでいう硫黄分とは、ＪＩＳＫ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−硫黄分析方法」により測定される値である。

本発明の自動車用ＬＰＧ組成物は、燃料系統の金属の腐食防止の観点から、銅版腐食が１以下であることが好ましく、１ａ以下であることが更に好ましい。尚、ここでいう銅板腐食とは、ＪＩＳＫ２２４０「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。

本発明の自動車用ＬＰＧ組成物は、エタン及びエチレンの過剰混入防止及び燃費向上の観点から、１５℃における密度が０.５００ｇ／ｃｍ³以上であることが好ましく、また、Ｃ５以上の重質分の混入による残渣分の増加及び燃焼不良防止の観点から、０.６２０ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましく、０.５９０ｇ／ｃｍ³以下であることが更に好ましい。尚、ここでいう１５℃における密度は、ＪＩＳＫ２２４０「液化石油ガス（ＬＰガス）−密度試験方法」により測定される値である。

本発明の自動車用ＬＰＧ組成物は、低温時の揮発性確保の観点から、４０℃における蒸気圧が０.３７ＭＰａ以上であることが好ましく、０.４４ＭＰａ以上であることが更に好ましい。また、取り扱い、輸送及び貯蔵の安全性の観点から、４０℃における蒸気圧が１.５３ＭＰａ以下であることが好ましく、１.２５ＭＰａ以下であることが更に好ましい。尚、ここでいう４０℃における蒸気圧は、ＪＩＳＫ２２４０「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。

本発明の自動車用ＬＰＧ組成物は、従来公知の任意の方法で製造する事ができる。例えば、石油精製工程での原油蒸留装置、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及びブタン留分を硫化水素等の硫黄分を除去するために洗浄して得られるプロパン及びブタン、又は石油化学工場等で副産物として得られるガス成分、さらには、輸入により調達するプロパン及びブタンより製造することができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

製油所生産品及び輸入品のプロパン及びブタンを用い、自動車用ＬＰＧを調製した。調製した自動車用ＬＰＧの性状を表１に示す。

次に、８０℃蒸発残渣中の窒素濃度を変化させる為に、表１に示した自動車用ＬＰＧにイミダゾリン系腐食防止剤及び灯油の添加量を変化させて添加し、ＪＬＰＧＡ−Ｓ−０３質量法に定める７５℃残渣分測定方法記載の恒温水槽の設定温度を８０℃として、実施例１〜３及び比較例１〜２の８０℃蒸発残渣を調製し、その窒素濃度を測定した。

［ゴム浸漬試験−腐食性確認試験］
実施例１〜３及び比較例１〜２の８０℃残渣をガラス容器に入れ、その中にＬＰＧ車用ベーパライザー部品より入手したフッ素ゴム（ＦＫＭ）を浸漬する。そのガラス容器を耐圧ボンベ内に入れ、８０℃に調整したオイルバスに設置し加熱する。４８時間オイルバスにて８０℃に加熱後、浸漬したフッ素ゴムを取り出し、硬度及び外観を観察する。ここで硬度測定はＪＩＳＫ６２５３により実施し、浸漬前の硬度より硬度変化を求めた。また、外観については目視及び光学顕微鏡にて表面状態を観察した。評価結果を表２に示す。尚、比較例１，２において、４８時間経過後のゴム試験片は、表面が腐食により劣化しており、硬度の測定が不可能であった。

表２に示すとおり、ＬＰＧ組成物の８０℃残渣中の窒素濃度を０.８質量ｐｐｍ以下にする事により、ベーパライザーのゴム部材への腐食性を抑え、ベーパライザーの作動不具合を回避する事ができる。

Claims

８０℃残渣分の窒素濃度が０.８質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする自動車用液化石油ガス組成物。