JP4626954B2 - ガソリン組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、エタノールを原料とする含酸素化合物を配合したガソリン組成物に関する。
京都議定書批准によるＣＯ２排出量削減目標達成の方策の一つとして、化石燃料以外のバイオエタノールなどをガソリン機関用燃料として使用することが注目されている。
従来の石油から製造されるガソリン基材に、エタノールを直接配合したガソリン組成物は、不可避的に含まれる水分により相分離が生じたり、タンクなどを腐食することあるため、水分管理対策を施す必要がある。
従来の石油から製造されるガソリン基材に、エタノールを直接配合したガソリン組成物は、不可避的に含まれる水分により相分離が生じたり、タンクなどを腐食することあるため、水分管理対策を施す必要がある。
このため、エタノールをエーテル化したエチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ）などのエーテル化合物をガソリン基材として使用することも検討がなされている。ＥＴＢＥは、オクタン価も高く、腐食などの問題も生じ難い。このようなエーテル化合物は、エタノールと、適切なオレフィン（イソブテン、イソペンテン）との接触反応により合成できる。
特開平５−２６９３６４号公報
しかしながら、ＥＴＢＥの他方の原料であるイソブテンは、主に原油を原料として石油精製工程で主に製造されるため、その供給は制限される。このため、エーテル化合物としてバイオエタノールをガソリンへの配合は、イソブテンの供給により制限され、より多くのバイオエタノールを含有させることができなかった。
本発明者は、エーテル化合物の原料となるオレフィンとしてイソブテン以外のイソペンテンを用いることで、イソブテンの供給量に制限されることなく、ガソリン中にバイオエタノールを含有させることができるとの着想を得、本発明に想到した。
本発明によるガソリン組成物は、蒸気圧が９３ｋＰａ以下であり、密度が０．７０〜０．７８ｇ／ｃｍ3であり、５０％留出温度が８５〜１００℃であり、エチルターシャリーアミルエーテル（ＴＡＥＥ）を１〜１０容量％含み、芳香族分が３５容量％以下であり、オレフィン分が３５容量％以下であり、かつ、リサーチ法オクタン価が９２以上である。特には、エチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ）を１〜１０容量％含み、エチルターシャリーアミルエーテルの含有量に対するエチルターシャリーブチルエーテルの含有量の比（ＥＴＢＥ／ＴＡＥＥ）が０．１５以上であることが好ましい。さらに、エチルセカンダリーブチルエーテル（ＥＳＢＥ）を１〜１０容量％含み、エチルセカンダリーブチルエーテルの含有量に対するエチルターシャリーブチルエーテルの含有量の比（ＥＴＢＥ／ＥＳＢＥ）が０．１５以上であることが好ましい。
石油精製において多く供給されるイソペンテンを原料としたエーテル化合物であるＴＡＥＥを所定量含有し、所定の性状を有する本発明により、従来のガソリンと同程度の性能を有し、かつ、エーテル化合物としてエタノールをガソリン中に多く含有させることができる。これにより、ガソリン機関の動力性能を悪化させることなく、ＣＯ２排出量のさらなる削減が可能となる。また、芳香族分、オレフィン分を低減することができるため、環境負荷を低減することもできる。
本発明によるガソリン組成物は、リサーチ法オクタン価（以下、単に「ＲＯＮ」ともいう）が９２以上、好ましくは９２〜１０２、特に好ましくは９２〜９６である。リサーチ法オクタン価の測定法は、ＪＩＳ Ｋ ２２８０に規定される。本発明によるガソリン組成物は、３７.８℃の蒸気圧が９３ｋPa以下、好ましくは８５〜９０ｋPaである。また、夏季の蒸気圧は６５ｋPa以下、好ましくは６０〜５５ｋPaある。本明細書での蒸気圧は、ＪＩＳ Ｋ ２２５８に規定される。本発明によるガソリン組成物は、５０％留出温度が８５〜１００℃であり、好ましくは８７〜９８℃である。留出温度はＪＩＳ Ｋ ２２５４に規定される。
本発明によるガソリン組成物の芳香族分（芳香族炭化水素の含有量）は３５容量％以下、好ましくは１０〜３０容量％、特には１５〜２６容量％である。また、ベンゼン含有量は、１容量％以下、特には０．６容量％以下が好ましい。芳香族分は、ＪＩＳ Ｋ ２５３６−２「ガスクロによる全成分試験方法」による芳香族含有量で規定される。本発明によるガソリン組成物のオレフィン分（不飽和炭化水素の含有量）は３５容量％以下、好ましくは５〜２５容量％、特には１０〜２０容量％である。オレフィン分は、ＪＩＳ Ｋ ２５３６「ガスクロによる全成分試験方法」によるオレフィン分で規定される。
本発明によるガソリン組成物の密度は０．７０〜０．７８ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．７１〜０．７６ｇ／ｃｍ３、特には０．７２〜０．７５ｇ／ｃｍ３である。密度は、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「原油及び石油製品―密度試験方法」による密度で規定される。
本発明によるガソリン組成物は、エチルターシャリーアミルエーテル（ＴＡＥＥ）を１〜１０容量％、好ましくは２〜８容量％含み、更に、エチルセカンダリーブチルエーテル（ＥＳＢＥ）を１〜１０容量％含むことが好ましく、２〜８容量％含むことが更に好ましい。これらのエーテルは、バイオエタノールと石油精製工程から得られたオレフィンを原料として合成されることが好ましい。さらに、エチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ）を１〜１０容量％、特には２〜８容量％含むことが好ましい。エチルセカンダリーブチルエーテルの含有量に対するエチルターシャリーブチルエーテルの含有量の比（ＥＴＢＥ／ＥＳＢＥ）が０．１５以上、特には０．５〜５であることが好ましい。所定量のエチルターシャリーブチルエーテルを配合することにより、エンジン内の燃焼性を改善することができる。これらのエーテル化合物の合計含有量は、４〜１５容量％が好ましい。
本発明によるガソリン組成物は、流動接触分解ガソリン基材、接触改質ガソリン基材、アルキレートガソリン基材、直留ナフサを脱硫処理した基材などを配合して製造することができる。好ましい配合量は、流動接触分解ガソリン基材を３０〜８５容量％特には５０〜８０容量％、接触改質ガソリン基材を０〜２０容量％特には０〜１５容量％、アルキレートガソリン基材を０〜２１容量％特には３〜１５容量％である。
さらに、本発明のガソリン組成物には、当業界で公知の燃料油添加剤の１種又は２種以上を必要に応じて配合することができる。これらの配合量は適宜選べるが、通常は添加剤の合計配合量を０.１重量％以下に維持することが好ましい。本発明のガソリンで使用可能な燃料油添加剤を例示すれば、フェノール系、アミン系などの酸化防止剤、シッフ型化合物、チオアミド型化合物などの金属不活性化剤、有機リン系化合物などの表面着火防止剤、コハク酸イミド、ポリアルキルアミン、ポリエーテルアミンなどの清浄分散剤、多価アルコール又はそのエーテルなどの氷結防止剤、有機酸のアルカリ金属塩又は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、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などの帯電防止剤、アゾ染料などの着色剤を挙げることができる。
以下に、本発明を実施例に基づいてより詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
なお、本実施例では蒸留性状はＪＩＳ Ｋ ２２５４に、また、蒸気圧はＪＩＳ Ｋ ２２５８に準拠して測定した。硫黄分はＪＩＳ Ｋ ２５４１の微量電量滴定式酸化法によって測定した。硫黄化合物の含有量（硫黄換算）は、化学発光によって硫黄化合物を選択的に検出、定量するＡＮＴＥＫ製硫黄化学発光検出器を備えた島津製作所製ガスクロマトグラフ装置を用いて、ガスクロマトグラフ法で測定した。炭化水素成分組成及びＲＯＮは、ヒューレッドパッカード社製ＰＩＯＮＡ装置を用いて、ガスクロマトグラフ法で測定した。ドクター試験はＪＩＳ Ｋ ２２７６に準拠して測定した。
表１に示すガソリン基材を用意した。各基材は、次の方法で用意した。
ＤＳ−ＬＧ：直留ガソリンであり、中東系原油のナフサ留分を水素化脱硫後、その軽質分を蒸留分離することにより得た。
ＤＳ−ＬＧ：直留ガソリンであり、中東系原油のナフサ留分を水素化脱硫後、その軽質分を蒸留分離することにより得た。
ＦＣＣＧ：接触分解ガソリンを分留して５％留出温度が２５.０〜４３.０℃であって、かつ９５％留出温度が５５.０〜８０.０℃である軽質接触分解ガソリンを得る。また、５％留出温度が８０．０〜１２０℃であって、かつ９５％留出温度が１７０.０〜２１０.０℃である重質接触分解ガソリンを水素化脱硫によって硫黄分を低減した後、スイートニング処理でチオール低減処理を行い、前記の軽質接触分解ガソリンとを１：１の割合（容量比）で混合したものである。
ＡＬＫＧ：アルキレートガソリンであり、ブチレンを主成分とする留分とイソブタンを主成分とする留分を硫酸触媒により反応させて、イソパラフィン分の高い炭化水素を得た。９０％留出温度が１３０℃以下になる様に、蒸留分離により重質留分をカットした。
ＡＣ−７留分：軽質改質ガソリンであり、重質ナフサを固体触媒により移動床式反応装置を用いて反応させることにより、芳香族分の高い炭化水素に改質し、蒸留分離することにより得た炭素数７の炭化水素を９５％以上含有する留分である。
ＡＣ−９留分：重質改質ガソリンであり、重質ナフサを固体触媒により移動床式反応装置を用いて反応させることにより、芳香族分の高い炭化水素に改質し、蒸留分離することにより得た炭素数９以上の炭化水素を９５％以上含有する留分である。
ＡＣ−９留分：重質改質ガソリンであり、重質ナフサを固体触媒により移動床式反応装置を用いて反応させることにより、芳香族分の高い炭化水素に改質し、蒸留分離することにより得た炭素数９以上の炭化水素を９５％以上含有する留分である。
表１で示したガソリン基材を表２〜５の比率で配合して、実施例４〜７及び１１〜１４、参考例１〜３及び８〜１０となるガソリンを調製した。調整したガソリンの性状・特性を表２〜５に併せて示す。ＥＴＢＥは、シェブロン化学株式会社より購入したものを用いた。ＥＳＢＥ、ＴＡＥＥは、東京化成工業株式会社より購入したものを用いた。
本発明のガソリン組成物は、エタノールを原料とする含酸素化合物であるＴＡＥＥを所定量含有することにより、ガソリン機関の動力性能を悪化させることなく、ＣＯ2排出量のさらなる削減が可能となる。
Claims (3)
- 蒸気圧が９３ｋＰａ以下であり、密度が０．７０〜０．７８ｇ／ｃｍ3であり、５０％留出温度が８５〜１００℃であり、エチルターシャリーアミルエーテル（ＴＡＥＥ）を１〜１０容量％含み、芳香族分が３５容量％以下であり、オレフィン分が３５容量％以下であり、かつ、リサーチ法オクタン価が９２以上であることを特徴とするガソリン組成物。
- エチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ）を１〜１０容量％含み、エチルターシャリーアミルエーテルの含有量に対するエチルターシャリーブチルエーテルの含有量の比（ＥＴＢＥ／ＴＡＥＥ）が０．１５以上である請求項１に記載のガソリン組成物。
- エチルセカンダリーブチルエーテル（ＥＳＢＥ）を１〜１０容量％含み、エチルセカンダリーブチルエーテルの含有量に対するエチルターシャリーブチルエーテルの含有量の比（ＥＴＢＥ／ＥＳＢＥ）が０．１５以上である請求項２に記載のガソリン組成物。
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