JP4010697B2 - 無鉛ガソリン組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な無鉛ガソリン組成物に関し、詳しくはガソリン内燃機関の吸気系統および燃焼室内の清浄性が高く、運転性が良好である、環境性に優れた無鉛ガソリン組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリン内燃機関の気化器、インジェクター、吸気ポート、吸気バルブ等の吸気系統にデポジットなどの沈積物が付着すると、燃焼室に入る混合気体の空気に対する燃料の比率が目的とした値にならなくなる場合があり、そのため燃焼性が悪化する。このことより運転性、燃費、排ガス性状などの面において不具合が発生することは公知の事実である。この欠点を回避するために最近のガソリンには、ポリエーテルアミンまたはポリイソブテンアミンを主成分とする燃料用清浄剤が添加されている。
【０００３】
また、ガソリン内燃機関の燃焼室内にデポジットなどの沈積物（ＣＣＤ）が生成すると、オクタン価要求値（ＯＲＩ）の上昇を招き、さらには排気ガス性状を悪化させるような影響を及ぼす。このＣＣＤは、ピストンがシリンダーヘッドにあたるために生ずるカーボンノックとよばれるノイズの発生原因であり、上記清浄添加剤の未燃焼などによって生成すると考えられている。
【０００４】
燃料となるガソリンの組成によっても、上記の吸気バルブへのデポジット付着量（ＩＶＤ）およびＣＣＤは生成量が変化することは公知の事実である。一般に芳香族分とオレフィン分が増加すると、ＩＶＤおよびＣＣＤの付着量が増加することが知られている。さらに芳香族分とオレフィン分は人体に有害であることから、これらの成分をガソリン中から削減することは、近年の課題となっている。
【０００５】
しかるにつけて、ＩＶＤおよびＣＣＤが生成しにくく、かつ運転性が良好であり、環境性に優れたガソリン品質が求められている。清浄剤の種類や燃料組成によるＩＶＤおよびＣＣＤの生成に関する検討は多数実施されているが、ポリイソブテンアミンを主成分とする特定の清浄剤とその添加量、特定の範囲にある芳香族分およびオレフィン分の組み合わせでの検討は行なわれていないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解消するためになされたものであり、吸気系統と燃焼室の清浄性が高く、運転性が良好であって、さらには環境性に優れた安価な無鉛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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の成分を含有する清浄剤を特定の使用量添加し、かつＲＯＮ、芳香族分およびオレフィン分が特定の範囲にある無鉛ガソリン組成物を燃料として使用すると、ガソリン内燃機関のＩＶＤおよびＣＣＤの生成を極めて抑えられることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明はポリイソブテンアミン系清浄剤を５０〜２００容量ｐｐｍ含み、かつ芳香族分を２０〜３５容量％含むことを特徴とする無鉛ガソリン組成物を提供する。
さらに、本発明はリサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が９０〜１００である上記無鉛ガソリン組成物を提供する。
また、本発明はオレフィン分が１０〜３０容量％である上記無鉛ガソリン組成物を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の無鉛ガソリン組成物は、ポリイソブテンアミン系清浄剤を含有しており、該清浄剤として通常下記一般式で表される、プロピレンが重合した主鎖を有し、末端にアミノ基、もしくは分子中に窒素―水素結合または窒素−炭素結合を有する化合物を挙げることができる。
【００１０】
【化１】

【００１１】
上記構造式中のｎは、１〜１００の整数を示す。また、Ｒ₁ 、Ｒ₂ 及びＲ₃ は水素原子または炭素数１〜２０の炭化水素基を示し、Ｒ₄ は炭素数１〜１０のアルキレン基を示す。
【００１２】
本発明の無鉛ガソリン組成物に添加する清浄剤の主成分であるポリイソブテンアミンとして中でも、Ｒ₁ 及びＲ₄ は炭素数１〜５、Ｒ₂ 及びＲ₃ は水素原子の場合であって、分子量が９００〜１１００前後のものが望ましい。
【００１３】
本発明の無鉛ガソリン組成物には、ポリイソブテンアミン系清浄剤を、５０〜２００容量ｐｐｍ添加することが必要であり、かつ含有芳香族分量が２０〜３５容量％であることが必要である。中でも、清浄剤の添加量８０〜１２０容量ｐｐｍ、かつ芳香族分量は２０〜２５容量％とすることが好ましい。清浄剤添加量が５０容量ｐｐｍ未満では、ＣＣＤ生成量は少なくなるが、ＩＶＤ生成量が多くなり運転性が不良となり、環境性が悪化する。また清浄剤添加量が２００容量ｐｐｍ超となると、ＩＶＤ生成量は少なくなるがＣＣＤ生成量が多くなり、運転性が不良となり、環境性が悪化する。
含有芳香族分量が３５容量％超となると、ＩＶＤおよびＣＣＤ量が増大し運転性の悪化が生じ、また人体の健康に害を及ぼす芳香族分が比較的多量に含まれてしまうことになるため好ましくない。芳香族分２０容量％未満でも問題はないが、ＲＯＮの低下を防ぐために高価な高オクタン価基材であるアルキレートなどを増加して混合するなど不必要なコストが生じるために、安価な無鉛ガソリンを製造するという面において現実的でない。なお、ここでいう芳香族分とは、ＪＩＳＫ ２５３６「石油製品−炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定される値である。
【００１４】
本発明の無鉛ガソリン組成物は、ＲＯＮ９０〜１００が必要である。ＲＯＮ９０未満であると清浄性はもとより、多くのガソリン内燃機関においてノッキングによる運転性の悪化が顕著となり好ましくない。またＲＯＮ１００超では、高価な高オクタン価基材であるアルキレート、あるいは人体に悪影響を及ぼす芳香族分およびオレフィン分を増加して混合することになるため、安価で清浄性のよい無鉛ガソリンを提供するという面から現実的でない。
【００１５】
本発明の無鉛ガソリン組成物は、含有オレフィン分量が１０〜３０容量％であることが望ましく、１５〜３０容量％とすることが好ましい。含有オレフィン分量が３０容量％超となると、ＩＶＤおよびＣＣＤ量が増大し運転性の悪化を生じ、環境に悪影響を与えるために望ましくはない。また含有オレフィン分量が１０容量％未満でも問題はないが、安価な無鉛ガソリンを製造するという面からは、オレフィンの水素化精製などの不必要コストが生じるため、あまり現実的ではない。なお、ここでいうオレフィン分とは上記芳香族分の場合と同様、ＪＩＳ Ｋ２５３６「石油製品−炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定される値である。
【００１６】
さらに本発明の無鉛ガソリン組成物には必要に応じて、その他の燃料油用添加剤を１種または２種以上組み合わせて添加しても良い。燃料油用添加剤としては、フェノール系、アミン系等の酸化防止剤、金属不活性化剤、氷結防止剤、アニオン系界面活性化剤、カチオン系界面活性化剤、両性界面活性化剤などの帯電防止剤、アゾ染料などの着色剤が挙げられる。これらの添加剤の添加量は任意であるが、通常は添加剤の添加量がガソリン全量に対し、０．１質量％以下とすることが望ましい。
【００１７】
【実施例】
次に本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。実施例、比較例で用いたガソリン基材（Ａ〜Ｇ）の組成、および性状を表１に示す。なお、密度はＪＩＳ Ｋ ２２４９に従い、蒸気圧はＪＩＳ Ｋ ２２５８に従い、リサーチオクタン価（ＲＯＮ）はＪＩＳ Ｋ ２２８０に従い、又５０％留出温度はＪＩＳ Ｋ ２２５４により測定した。
【００１８】
【表１】

【００１９】
（実施例１〜５および比較例１〜５）
表１に示す組成、および性状を有する各ガソリン基材（Ａ〜Ｇ）を表２〜表３に記載した割合で混合し、さらにポリイソブテンアミン系清浄剤（ＢＡＳＦ社製：ＡＰ）を０〜３００容量ｐｐｍ添加し、実施例１〜５、および比較例１〜５の無鉛ガソリン組成物を得た。得られた無鉛ガソリンの組成、および性状を表２〜表３に示す。これら実施例と比較例に示す無鉛ガソリン組成物を用いて、以下のエンジン試験を行った。
【００２０】
【表２】

【００２１】
【表３】

【００２２】
（ＩＶＤ試験）
排気量２．４リットルのガソリンエンジン単体を用いて、メルセデスベンツ１０２Ｅ法に準拠して実施した。ただし比較検討を確実に行なうために、ＩＶＤ生成量が多くなるように３回連続運転を行い、検討した。実施例１〜５および比較例１〜５の無鉛ガソリン組成物を燃料として用いたＩＶＤ試験結果を表２〜表３に示す。
【００２３】
（ＣＣＤ試験）
ＪＡＳＯ Ｍ ３５２−９８法に準拠して実施した。実施例１〜５および比較例１〜５の無鉛ガソリン組成物を燃料として用いたＣＣＤ試験結果を表２〜表３に示す。
【００２４】
ポリイソブテンアミン系清浄剤を５０〜２００容量ｐｐｍ含み、かつ芳香族分を２０〜３５容量％含み、かつオレフィン分を１０〜３０容量％含み、かつＲＯＮ９０〜１００であることを満たす実施例１〜５の無鉛ガソリン組成物は、ＩＶＤ試験およびＣＣＤ試験結果から、清浄性および運転性が良好であることが分かる。
【００２５】
比較例１〜２の無鉛ガソリン組成物のＩＶＤ試験およびＣＣＤ試験結果から、ポリイソブテンアミン系清浄剤を添加しないと、ＣＣＤ重量は少ないもののＩＶＤ重量が悪化するため、清浄性が良好でないことが分かる。また比較例３のようにポリイソブテンアミン系清浄剤を２００容量ｐｐｍよりも多く添加すると、ＩＶＤ重量は減少するもののＣＣＤ重量が多くなったことから、清浄性が悪化することが分かる。
【００２６】
比較例４の無鉛ガソリン組成物のＩＶＤ試験およびＣＣＤ試験結果から、無鉛ガソリン組成物中の含有芳香族分量が３５容量％よりも多くなると、ＩＶＤ重量は少ないもののＣＣＤ重量が多くなることから、清浄性が低下し、運転性が不良となり、環境性が悪化することが分かる。
【００２７】
比較例５の無鉛ガソリン組成物のＩＶＤ試験およびＣＣＤ試験結果から、無鉛ガソリン組成物中の含有オレフィン分量が３０容量％よりも多くなると、ＩＶＤ重量は少なくなるもののＣＣＤ重量が多くなったことから、清浄性および運転性、環境性が悪化することが分かる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無鉛ガソリン組成物は、吸気系統と燃焼室の清浄性、運転性さらには環境に優れたものであり、ガソリン内燃機関用の燃料として、実用上極めて有用である。

Claims (3)

1. ポリイソブテンアミン系清浄剤を５０〜２００容量ｐｐｍ含み、かつ芳香族分を２０〜３５容量％含むことを特徴とする無鉛ガソリン組成物。
2. リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が９０〜１００である請求項１記載の無鉛ガソリン組成物。
3. オレフィン分が１０〜３０容量％である請求項１または２記載の無鉛ガソリン組成物。