JP4790424B2 - ガソリン組成物 - Google Patents
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Description
本エンジンシステムにおいては、希薄燃焼が実施されているが、排気ガス中の酸素濃度が高いため搭載されている三元触媒によりNOxを低減することができない。
従って、NOxを一旦触媒に吸蔵させ、その後、リッチスパイクによるストイキ燃焼法により、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)を発生させ、NOxを還元することにより浄化している。
また、リーンバーン燃焼タイプの直接噴射式エンジンでは、希薄燃焼時の排気ガス中の粒子状物質(PM)の排出量は少ないが、リッチスパイクによるストイキ燃焼時に、排気ガス中のPMの排出量が増大することが知られており、このような条件における環境汚染対策が必要である。
このETBEを含む含酸素化合物を配合したガソリンはPMを低減できることが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1を含めた公知技術においては、リーンバーン燃焼タイプの直接噴射式エンジンにおける、リッチスパイクによるストイキ燃焼時においても、PMを低減する技術については何も開示していない。
したがって、リーンバーン燃焼からストイキ燃焼に切り替わった条件下においてもPMを低減するガソリンの開発が望まれている。
本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
1.リサーチ法オクタン価が89〜105であって、エチルターシャリーブチルエーテルを0.5〜10容量%、芳香族分を45容量%以下、炭素数10以上の芳香族分を10容量%以下、ベンゼン含有量を1容量%以下、オレフィン分を25容量%以下、炭素数8以上のオレフィン分を0.5容量%以上含有し、かつ15℃における密度が0.71〜0.76g/cm3であることを特徴とするガソリン組成物、
2.エチルターシャリーブチルエーテル、並びにガソリン基材としてアルキレートガソリン、分解ガソリン、脱ベンゼン改質ガソリン、及び必要に応じて炭素数10以上の芳香族留分もしくは脱硫軽質ナフサを用いて調製してなる前記1に記載のガソリン組成物、
3.50%留出温度が75〜105℃、70%留出温度が100〜135℃、90%留出温度が110〜175℃である前記1又は2に記載のガソリン組成物、
4.直接噴射式ガソリンエンジン用である前記1〜3のいずれかに記載のガソリン組成物、
を提供するものである。
RONが89以上であれば、ノッキングを生じ運転性能が低下する恐れがない。
但し、プレミアム仕様では96以上が好ましい。
一方、RONの上限値は、通常105である。
なお、このリサーチ法オクタン価は、JIS K 2280「石油製品−燃料油−オクタン価及びセタン価試験方法並びにセタン指数算出方法」により測定した値である。
ETBEの含有量が1.0容量%未満では、PMを低減する効果が充分に得られない。
一方、ETBEの含有量が20容量%を越えると、エンジンの空燃比制御が難しく、過度応答時のエンジン制御に影響を及ぼす恐れがある。
なお、ETBEの含有量は、JIS K 2536−2「石油製品−成分試験方法」のガスクロマトグラフによる全成分試験方法によって測定した値である。
ETBEの製造方法については、特に制限はなく、いかなる製造法によって得られるETBEであっても使用が可能である。
例えば、イソブチレンとエタノールを反応させる方法が挙げられる。
この場合、原料であるエタノールは公知の製造法から得られるものであればよいが、いわゆるバイオエタノール(さとうきびやとうもろこしの発酵など、バイオマスから製造したエタノール)であってもよい。
原料エタノールとしてバイオエタノールを使用することはCO2対策上好ましい。
C8-Aが5容量%以上であると、製品ガソリンが軽質となり、運転性が良好である。
C8-Aは10容量%が以上が好ましく、20容量%以上がより好ましい。
なお、このC8-Aは、JIS K 2536−2「石油製品−成分試験方法」のガスクロマトグラフによる全成分試験方法によって測定した値である。
C10+Aが10容量%を越えると、PMを低減する効果が充分得られない。
C10+Aは5容量%が以下好ましく、2容量%以下がより好ましい。
なお、このC10+Aは、JIS K 2536−2「石油製品−成分試験方法」のガスクロマトグラフによる全成分試験方法によって測定した値である。
ベンゼンが1容量%以下であれば、排気ガス中のベンゼン含有量が少なくなり、環境汚染が問題になる恐れがない。
また、ガソリン自体の人体への影響も少なくなる。
なお、ベンゼン含有量は、JIS K 2536−2「石油製品−成分試験方法」のガスクロマトグラフによる全成分試験方法によって測定した値である。
オレフィン分が25容量%以下であれば、排気ガス中の窒素酸化物が増加することがなく、大気中に蒸発したガソリンがオゾンを生成する恐れもない。
さらに、ガソリン自体の酸化安定性が悪化することもない。
また、オレフィン分の下限は10容量%であることが好ましい。
オレフィン分の下限が10容量%以上であると、希薄燃焼状態で失火を起こす恐れがなく、リーンバーン直接噴射式エンジン車の運転性能を確保できる。
炭素数8以上のオレフィン分が0.5容量%以上であると、運転性が良好である。
また、オレフィン分中の炭素数8以上のオレフィン分の上限は、10容量%であることが好ましい。
炭素数8以上のオレフィン分が10容量%以下であると、酸化安定性が良好である。
なお、オレフィン分(炭素数8以上のオレフィン分)は、JIS K 2536−2「石油製品成−分試験方法」で測定した値である。
15℃における密度が0.76g/cm3を越えると、PMを低減する効果が充分得られないことがある。
また、15℃における密度が0.71g/cm3未満では、エンジンの出力低下や燃費の悪化を起し、好ましくない。
なお、ここでいう15℃における密度は、JIS K 2249「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」によって測定した値である。
50%留出温度(T50):75〜105℃(好ましくは78〜100℃)
70%留出温度(T70):100〜135℃(好ましくは105〜130℃)
90%留出温度(T90):110〜175℃(好ましくは110〜170℃)
蒸留終点(EP) :210℃以下(好ましくは、200℃以下)
T50、T70、T90及びEPが上記の範囲にあれば、加速性など運転性能を良好に保ち、また燃費を悪化させることもない。
なお、上記T50、T70、T90及びEPは、JIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法」に基づいて測定した蒸留性状から求めた値である。
例えば、ETBEとともに、次に示すガソリン基材を用いて調製することができる。
そのガソリン基材としては、例えば、原油を常圧蒸留して得られる軽質ナフサ、接触分解法や水素化分解法で得られる分解ガソリン、接触改質法で得られる改質ガソリン中のベンゼンを取り除いた留分(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して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異性化ガソリン(アイソメレート)、脱n―パラフィン油、及びこれらの特定範囲の留分や芳香族炭化水素などが挙げられる。
(1)脱ベンゼン改質ガソリン 0〜70容量%
(2)分解ガソリン 0〜80容量%
(3)軽質分解ガソリン 0〜55容量%
(4)アルキレートガソリン 0〜40容量%
(5)軽質ナフサ 0〜30容量%
(6)ブタン、LPG 0〜15容量%
(7)ETBE 1〜20容量%
このような添加剤としては、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、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両面界面活性剤などの帯電防止剤、アルケニルコハク酸のエステルなどのさび止め剤、キリザニン、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、公知のガソリン添加剤が挙げられ、これらの添加剤を1種又は2種以上添加することができる。
また、これら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に対して0.1質量%以下とすることが好ましい。
なお、ガソリン組成物の性状及び性能は次の方法に従って求めた。
〔ガソリン組成物の性状〕
・リサーチ法オクタン価
JIS K 2280に従って測定した。
・芳香族分(炭素数8以下及び炭素数10以上の芳香族分)、オレフィン分(炭素数8以上のオレフィン)、ベンゼン
これらについては、JIS K 2536−2に従って測定した。
・蒸留性状
JIS K 2541に従って測定した。
・密度
JIS K 2249に従って測定した。
(使用した車両)
4気筒直接噴射リーンバーン式ガソリン車
排気量 2.5L
(PM排出量の測定)
供試エンジンを60km/hで15分走行した後に、10・15モードで走行させ、暖機運転を行なった。その後、0→60km/hまで段階的に速度を上げ、60km/hに達した後、PM排出量を測定した。
PM排出量の測定は、PM排出量の代表値として110nmの粒子の個数をPMの計測装置SMPS(Scanning Mobility Particle Sizer)により、次の手順により測定した。
SMPSの設定を110nmに固定し、110nmにおけるPM排出量(個/cm3)を10回スキャンし、得られたリッチスパイク時の平均値より、リッチスパイク時に発生する110nmのPM排出量を得た。
・計測条件
希釈装置:マイクロトンネル
温度:25℃
湿度:50%
希釈比:25
(加速時間増加割合の測定)
加速時間増加割合は、以下の手順により測定した。
燃料供給システムがキャブレターである車両を用い、シャーシーダイナモメーターで評価した。
加速時間増加割合は、シャーシーダイナモ室温温度を20℃として、下記(1)及び(2)により、t1及びt2を測定し、これらの測定値から(3)により算出した。
(1)水温及び油温度が20℃となるように車両を冷却した後、アクセル開度50%において、エンジン回転数が3000rpmになるまでのアイドリングを継続的に行い、次に、水温50〜60℃においてアイドリングを行い、エンジン回転数が3000rpmに達するまでの時間(t1)を測定した。
(2)水温及び油温度が80℃となるように車両を暖めた後、アクセル開度50%で加速を行い、エンジン回転数が3000rpmに達するまでの時間(t2)を測定した。
(3)下記式により、加速時間増加割合を算出した。
加速時間増加割合(%)=〔(t1−t2)/(t2)〕×100
市販のレギュラーガソリンの加速時間増加割合(8%)と比較し、3%以上加速時間が増加した場合を、加速時間が悪化したと判定した。
第1表に示したガソリン基材を用いて、第2表に示す割合で混合して、ガソリン組成物を調製し、その性状・組成及び性能を第2表に示す。
なお、第1表、及び第2表中のFGは質分解ガソリン、PGPZは脱ベンゼン接触改質ガソリン、PG(C10+A)は炭素数10以上の芳香族留分、ALKはアルキレートガソリン、ETBTはエチルターシャリーブチルエーテル、DLNは脱硫軽質ナフサを示す。
Claims (4)
- リサーチ法オクタン価が89〜105であって、エチルターシャリーブチルエーテルを0.5〜10容量%、芳香族分を45容量%以下、炭素数10以上の芳香族分を10容量%以下、ベンゼン含有量を1容量%以下、オレフィン分を25容量%以下、炭素数8以上のオレフィン分を0.5容量%以上含有し、かつ15℃における密度が0.71〜0.76g/cm3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、並びにガソリン基材としてアルキレートガソリン、分解ガソリン、脱ベンゼン改質ガソリン、及び必要に応じて炭素数10以上の芳香族留分もしくは脱硫軽質ナフサを用いて調製してなる請求項1に記載のガソリン組成物。
- 50%留出温度が75〜105℃、70%留出温度が100〜135℃、90%留出温度が110〜175℃である請求項1又は2に記載のガソリン組成物。
- 直接噴射式ガソリンエンジン用である請求項1〜3のいずれかに記載のガソリン組成物。
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