JP5981994B2 - ガソリン組成物およびその調製方法 - Google Patents
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Description
現在、ガソリンのオクタン価は、芳香族化合物、酸素含有化合物またはメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル(MMT)を添加することにより増加させられ得る。
エーテル系化合物としては、メチルtert−ブチルエーテル(MTBE)、エチルtert−ブチルエーテル(ETBE)およびtert−アミルメチルエーテル(TAME)が挙げられる。
上記のエーテル系化合物の中でも、MTBEが最も一般的であるが、MTBEは以下の欠点を有する。
第1に、MTBEの水への溶解度は約4.2wt%であり、MTBEは悪臭を有し、そのため水中におけるMTBEの含有量が40〜95pg/Lを超えると、その水は悪臭を放つ。
第2に、MTBEはほとんど生分解され得ず、そのため、一旦MTBE含有ガソリンが漏れると、MTBEは環境中に長期間残留する。
MTBEによる土壌および飲料水に対する深刻な汚染を考慮し、将来、中国において施行される無公害都市ガソリン基準によりMTBEの添加量が制限され、ガソリン中のMTBEの含有量が15wt%を超えてはならないことが規定される。
アルコール系化合物としては、主に、メタノール、エタノールおよびtert−ブタノールが挙げられるが、アルコール系化合物は、水への溶解性が高く、水と接触するとガソリンから分離し易く、エンジン性能に対してマイナスの影響を引き起こし、そのためアルコール系化合物の使用はある程度までに制限されている。
芳香族化合物は環境にマイナスに影響する傾向があるため、ガソリンに添加される芳香族化合物の含有量もまた厳格に規制されている。
MMTは、無鉛ガソリンの効率的なアンチノック添加剤であり、ガソリンのオクタン価を増加させることができる。
MMTの添加量は少量であり、そのコストは低く、そのためユーザーに好まれている。
しかしながら、MMTの燃焼生成物は、モーターのスパークプラグ上に堆積物を形成し、燃焼条件を悪化させる。
MMTは光に曝露されると分解され易く、ガソリンの使用中にオクタン価の低下が生じる。
一方、発生するマンガン含有廃ガスにより深刻な環境汚染が引き起こされる。
今日、MMTの使用は、ほとんどの先進国で禁止されている。
また、中国で現在採用されている中国国内第IIIステージ自動車排気基準(すなわち、中国−III排気基準(China−III Emission Standard))にも、自動車用ガソリンのマンガン含有量は0.016g/Lより多くてはならないことが明白に規定されている。
エステル系化合物は、CxCOOCyの一般式(式中、xは1〜4の整数であり、yは1〜3の整数である)を有し、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチルなどからなる群より選択される1種類または2種類の混合物であり得、ここで、2種類のエステル系化合物の混合比は一般に1:1〜1:3である。
この添加剤組成物によりガソリンのオクタン価は増加し得るが、その芳香族炭化水素の含有量は非常に高く、そのためガソリンのオクタン価の増加は芳香族炭化水素の添加によるものである。
さらに、芳香族炭化水素の含有量が高いため、この添加剤組成物は、ますます厳しくなっている環境保護基準を満たすことが困難である。
さらに、このガソリン添加剤組成物は複合組成および複雑な調製プロセスを有し、これはコスト削減に不都合である。
多機能燃料の原材料には主原材料と補助原材料が含まれる。
主原材料としては、軽質炭化水素、軽油、木精、スルホン化油、コールタール、ガソリンおよびディーゼル油が挙げられる。
補助原材料としては、ステアリン酸エチル、過マンガン酸カリウム、水酸化ナトリウム、水、エタノール、過酸化水素、エチルナフトール、石油エーテル、フェロセン、アセトン、トルエン、フィチン酸、酢酸sec−ブチル、吉草酸ブチル、イソアミレン、酢酸エチル、次亜塩素酸カルシウム、四ホウ酸ナトリウム十水和物、2−フェネチルアルコールおよびシクロヘキサノンが挙げられる。
上記の補助物質は4種類の配合物:A、B、CおよびDを構成する。
化学反応により、これらは、共溶媒、酸化体、助燃剤、煙抑制剤、アンチノック剤、帯電防止剤、保存料およびアルカン価(alkane number)調節剤の役割を果たす。
各配合物の割合は以下のとおりである:
配合物A:ステアリン酸エチル 2〜20wt%、過マンガン酸カリウム 3〜15wt%、水酸化ナトリウム 2〜15wt%、水 40〜80wt%およびエタノール 5〜30wt%;
配合物B:エチルナフトール 5〜25wt%、石油エーテル 10〜30wt%、過酸化水素 5〜20wt%、フェロセン 5〜30wt%、アセトン 3〜30wt%およびトルエン 5〜30wt%;
配合物C:フィチン酸 5〜25wt%、酢酸sec−ブチル 3〜30wt%、吉草酸ブチル 5〜30wt%、イソアミレン 10〜40wt%、酢酸エチル 5〜20wt%およびジシアンジアミド 5〜40wt%;
配合物D:ジシクロヘキシルアミン 2〜20wt%、次亜塩素酸カルシウム 3〜30wt%、四ホウ酸ナトリウム十水和物 5〜35wt%、2−フェネチルアルコール 5〜50wt%、シクロヘキサノン 5〜30wt%およびポリアルケニルスクシンイミド 5〜35wt%。
次いで、必要に応じて、添加剤Eを主材料に添加すると、反応により多機能燃料が得られる。
この多機能燃料には酢酸sec−ブチルが使用されているが、酢酸sec−ブチルは多機能燃料に補助剤として添加され、その添加量は非常に少なく、0.5wt%未満である。
さらに、特許文献2にはまた、ガソリンエンジン燃料の製造時、50重量部のガソリンNo.70、30重量部の木精および20重量部の溶媒油No.120が0.45部の統合型添加剤Eと混合され得ると具体的に開示されているが、ガソリンエンジン燃料の詳細な性能指数(performance index)は開示されていない。
燃料添加剤は多くの成分を有し、そのため調製プロセスが複雑であり、コストが高すぎる。
さらに、配合物A、B、CおよびDすべてにオレフィンが含まれており、オレフィンの含有量は高く、これはガソリン中のオレフィン含有量の低減に望ましくなく、そのためこれらの配合物は環境にやさしくない。
酸素含有化合物の導入によりエンジンから排出される煙の量が低減され、スパークプラグのくすぶりが抑止され、燃焼室内におけるガソリンの炭素堆積物が低減され得る。
特許文献3には、酸素含有化合物がエステルであり得ることが具体的に開示されているが、実施例に開示されているのは、それぞれ、メチルtert−ブチルエーテル、tert−アミルエチルエーテルおよび酢酸メトキシプロピルを含むガソリンだけであり、そのオクタン価は有意には増加していない。
特許文献4には、容量基準で90%のガソリンと10%の酢酸tert−ブチルを含む燃料組成物が具体的に開示されている。
この燃料組成物は、原材料としてのガソリンと比べて改善されたリサーチオクタン価およびモーターオクタン価を有するが、酢酸tert−ブチルは、高級品市場向けの化学物質中間体であるため高価であり、ガソリンの添加剤成分として経済的でない。
既存のガソリン添加剤、特にガソリンのアンチノック性を改善するために使用される添加剤と比べて、酢酸sec−ブチルは、高オクタン価、低毒性、水への低溶解度および低コストを有し、そのため酢酸sec−ブチルは、より効率的で環境にやさしい経済的なガソリン添加剤である。
一方で、該ガソリン組成物における酢酸sec−ブチルは、ガソリン成分中の芳香族炭化水素の含有量の希釈において役割も果たし得、それにより芳香族炭化水素による環境汚染が軽減され得る。
さらに、この酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物は長い誘導期間および低いガム質レベルを有する。
また、酢酸sec−ブチルは安価であり、ガソリンのコストを増大させない。
さらに、本発明のガソリン組成物の調製方法によれば、酢酸sec−ブチルは柔軟に使用され得、既存のガソリン添加剤に代用され得るだけでなく、既存のガソリン添加剤との組合せでも使用され得る。
換言すると、本発明によって提供されるガソリン組成物の調製方法は柔軟である。
該ガソリン組成物は、酢酸sec−ブチルを、石油精製所または化学プラント由来の非ブレンドガソリン(例えば、接触分解処理ガソリン留分および直留ガソリン留分)に添加すること、または、酢酸sec−ブチルを既存の完成したガソリンに添加することにより得られ得る。
そのため、本発明の調製方法は、広範囲にわたって良好で、販売されている完成したガソリンと非ブレンドガソリンのどちらの性能も改善することができる。
研究により、本発明の発明者は、酢酸sec−ブチルが優れた総合的性能を有し、良好なガソリン添加剤であることを見出した。
以下に、関連する性能指数とともに詳細に説明する。
自動車用ガソリンの密度は一般に0.70〜0.78kg/m3であり、酢酸sec−ブチルの密度は0.862kg/m3である。
30wt%以下の量で添加すると、添加された酢酸sec−ブチルは自動車用ガソリンの密度に影響を及ぼさない。
オクタン価は自動車用ガソリンのアンチノック性の尺度となる重要な指標であり、また、ガソリン添加剤の尺度となる重要な指標でもある。
参照燃料は、イソ−オクタン(オクタン価は100である)とn−ヘプタン(オクタン価はゼロである)との混合物である。
試験サンプルのものと同等のノッキング強度を有する参照燃料中のイソ−オクタンの容量パーセンテージが試験サンプルのオクタン価となる。
モーターオクタン価はGB/T503に従って測定される。
リサーチオクタン価はGB/T5487に従って測定される。
モーターオクタン価は、高温の混合ガス(一般に149℃まで加熱)および高いエンジン回転速度(900r/分±10r/分)という厳しい条件によって特性評価され、典型的には、エンジンのスロットルが完全に開き、エンジンが高速で動作しているときのガソリンのアンチノック性を測定するために使用される。
これに対し、リサーチオクタン価は、低温の混合ガス(一般には加熱しない)および低いエンジン回転速度(600r/分±6r/分)という中程度に厳しい条件によって特性評価され、典型的には、低速から中速へのエンジンの移行時のガソリンのアンチノック性を評価するために使用される。
概して、同じ種類のガソリンのリサーチオクタン価はモーターオクタン価よりも高い。
リサーチオクタン価およびモーターオクタン価の値は、以下の関係式:
MON=RON×0.8+10
によって近似的に変換され得る。
そのため、車の走行条件下での燃料のアンチノック性に対する実証的関係が示されている。
すなわち、
アンチノックインデックス=(RON+MON)/2。
上記の式に示されるように、ガソリンのオクタン価が高いほど、そのアンチノック性は良好であり、より明らかにエンジンの出力および経済性が反映される。
酢酸sec−ブチルのアンチノックインデックスは113であり、明らかに、表1に示した他のガソリン添加剤のアンチノックインデックスよりも高い。
気化性はガソリンの最も重要な特徴の1つである。
エンジンのシリンダーに進入する前に、ガソリンは、まず気化器内で速やかにガス化され、空気とともに可燃性ガスが形成される。
通常、ガソリンは吸気管内に0.005〜0.05秒しか留まらず、シリンダー内でのその蒸発時間はわずか0.02〜0.03秒である。
このような短い時間で均一な可燃性の混合ガスを形成するために、ガソリンエンジンの構造および動作条件に加えて、より重要な要素はガソリンの気化性である。
ガソリンの気化性を反映する指数は、蒸留範囲と飽和蒸気圧である。
自動車用ガソリンの品質に関する中国の基準において、蒸留範囲の指数としては、10vol%蒸発温度、50vol%蒸発温度、90vol%蒸発温度および最終沸点(すなわち:乾点)が挙げられる。
10vol%蒸発温度は、ガソリン中の低沸点を有する留分の量を反映し、ガソリンエンジン始動の容易性に対して重要な影響を有し、また、エアロックの傾向と密接な関係を有する。
10vol%蒸発温度が低いほど、ガソリン中に高気化性を有する低沸点を有する留分が多く、そのため低温でのガソリンエンジンの始動がより容易であることを意味する。
しかしながら、過度に低い蒸発温度はエアロックをもたらし得る。
自動車用ガソリンの品質に関する中国の基準では、10vol%蒸発温度は70℃を超えないことが求められている。
50vol%蒸発温度は、ガソリンの平均的な気化性を反映し、ガソリンエンジンの始動後の温度上昇時間および加速の即時性と密接な関係を有する。
ガソリンの50vol%蒸発温度が低いほど、常温での蒸発容量が大きくなり、それによりガソリンエンジンの温度上昇時間が短くなり、エンジンの加速の感度が良くなり、走行が穏やかになる。
50vol%蒸発温度が高すぎると、エンジンが低速から高速へのギア入れを必要とし、急激に燃料供給を増大させる場合、大部分のガソリンがガス化され得ず、不完全燃焼およびさらには突然の燃焼停止がもたらされる。
自動車用ガソリンの品質に関する中国の基準では、50vol%蒸発温度は120℃を超えないことが求められている。
90vol%蒸発温度および最終沸点は、ガソリン中の重質留分の量を反映する。
この温度が高すぎると、これは、ガソリンに含有される重質留分が多過ぎ、使用条件下でのガソリンの完全蒸発および完全燃焼を確実にすることが困難であることを意味する。
これは、シリンダー内における炭素堆積物の増大および燃料消費率の上昇をもたらす。
さらに、不完全に蒸発した重質ガソリン留分はまた、クランクケース内に流れ込み、潤滑油を希釈し、それにより摩擦が増大する。
自動車用ガソリンの品質に関する中国の基準では、90vol%蒸発温度は190℃を超えないものとし、最終沸点は205℃を超えないものとすることが求められている。
ガソリンに添加すると、該ガソリンの10vol%蒸発温度および50vol%蒸発温度はわずかに上昇するが、90vol%蒸発温度はわずかに低下する。
ガソリン組成物の気化性に対してマイナスの影響はない。
ガソリンの残留物量もまた、ガソリンの品質を直接反映する重要な要素であり、気化が非常に困難なガソリンの重質成分の含有量、および貯蔵過程で生成したゼラチン状酸化物質の含有量を反映する。
高い残留物量は燃焼室内およびバルブアセンブリ内における炭素堆積物の漸増ならびにエアインテークシステムおよびキャブレタースロートにおける深刻なガム質生成をもたらし、それによりエンジンの正常な動作に影響を及ぼす。
中国−III排気基準には、残留物量は2%以下とすることが規定されている。
酢酸sec−ブチルは基本的に残留物量を有さず、それによりガソリン組成物の残留物量に対してマイナスの影響を有しない。
規定された条件下で、試験ユニット内の石油製品の気相と液相が平衡に達したとき、その液面上の蒸気の最大圧力を飽和蒸気圧と称する。
飽和蒸気圧は、ガソリンの蒸発強度を評価するために使用され、ガソリンエンジンの燃料供給システム内でガソリンがエアロックを容易に生成し得るかどうかの尺度となる指標であり、その一方で、貯蔵および輸送時のガソリンの減損傾向の尺度にもなり得る。
ガソリンの飽和蒸気圧が高いほど、気化性が高くなり、より容易にエンジンが始動され得るが、エアロックの傾向は大きくなり、蒸発減損が大きくなる。
したがって、ガソリンの飽和蒸気圧に対する要件は、大気圧と周囲温度に依存する。
中国−III排気基準には、ガソリン蒸気圧は、11月1日から翌年の4月30日までは88kPa以下とすること、および5月1日から10月31日までは72kPa以下とすることが規定されている。
誘導期間は、規定された酸化促進条件下で石油製品が安定な状態を維持する期間をいい、GB/T8018に規定された方法によって測定され得る。
この方法の概要は以下のとおりである。
試験サンプルを酸素爆弾で酸化させ、これをまず、15℃〜25℃で68gkPaまで酸素で満たし、次いで98℃〜102℃まで加熱する。
規定された時間間隔で圧力値を読むか、または転換点が生じるまで連続的に記録する。
試験サンプルがその転換点に達したときに必要とされた時間が、その試験温度における測定誘導期間である。
測定誘導期間から、100℃における誘導期間が計算され得る。
ガソリンの誘導期間は分単位で測定される。
明らかに、ガソリンの誘導期間が長いと、酸化およびガム質生成の傾向は小さい。
中国−III排気基準には、ガソリンの誘導期間は480分間以上とすることが規定されている。
酢酸sec−ブチルの誘導期間は600分間より長く、そのため中国−III排気基準の要件を満たしている。
水溶性の酸は無機酸および低分子有機酸である。
水溶性のアルカリは水酸化ナトリウムなどをいう。
これらは、油精製全般の残渣であり、金属に対して強い腐食を有し、それにより、ガソリン中に存在することは禁じられる。
ガソリン中の水溶性の酸またはアルカリの含有量はGB/T259に従って測定され得る。
この方法の概要は以下のとおりである。
試験サンプル中の水溶性の酸またはアルカリを蒸留水またはエタノール水溶液で抽出する。
次いで、それぞれメチルオレンジもしくはフェノールフタレイン指示薬を用いて抽出物の色の変化を確認するか、またはpHメータによってpH値を測定し、水溶性の酸もしくはアルカリの存在を判定する。
酢酸sec−ブチル製品には、基本的に水溶性の酸および水溶性のアルカリは含有されておらず、そのため、該当する中国の国内基準に適合する。
石油精製所で精製された完成したガソリンには機械的不純物および水分は含有されていないが、ガソリンには、輸送、貯蔵および使用時に外部環境によって不可避的に汚濁が起こり、ガソリン中への機械的不純物および水分の進入が引き起こされる。
ガソリン中の機械的不純物によりキャブレタージェットおよびガソリンフィルターが詰まることがあり得るとともに、キャブレタージェットおよびシリンダーピストンアセンブリの摩擦が増強される。
ガソリン中の水分は冬に凍結することがあり得、これにより、深刻な場合は該フィルターまたは燃料通路が詰まり、燃料供給の遮断がもたらされることがあり得る。
また、水分によって部品の腐食が加速されること、酸化防止剤が溶解すること、ガソリンの酸化が加速されてガム質が生成すること、テトラエチル鉛の分解がもたらされること、およびエクスポート(export)剤などの添加剤の効果が損なわれることもあり得る。
ガソリン中の機械的不純物および水分を確認するための一般的な方法は、試験サンプルを100mL容ガラス製メスシリンダー内に入れ、8〜12時間放置することにより行われる。
試験サンプルは透明なままであり、懸濁および沈降した機械的不純物ならびに水分を有するものであってはならない。
そうでない場合は、機械的不純物はGB/T511に規定された方法によって測定され得、水分はGB/T260に規定された方法によって測定され得る。
試験により、酢酸sec−ブチルには懸濁または沈降した機械的不純物および水分が含有されていないことが測定される。
酢酸sec−ブチルの製造時、芳香族炭化水素は生成せず、そのため酢酸sec−ブチル中の芳香族炭化水素の含有量はゼロである。
自動車用ガソリンの品質の基準には、オレフィン含有量は30vol%以下であるものとすることが規定されている。
酢酸sec−ブチルの製造中に少量のオレフィンが生成するが、このオレフィン含有量は少なく、ガソリンのオレフィン含有量の増大に対する影響は有意でない。
自動車用ガソリン中の酸素含有量に対する制限は、主に発熱量を考慮したものである。
ガソリン中の酸素含有量が増大すると、該ガソリン中の有効な可燃性成分が減少し、したがって発熱量が低下し、エンジンの出力が損なわれる。
また、ガソリン中の酸素含有量が高すぎると、シリンダー内の炭素堆積物が減少し、これによりシリンダーの排気弁は炭素堆積物による保護を失い、より大きな摩擦がもたらされる。
普及している自動車用ガソリン基準では、ガソリン中の酸素含有量は2.7wt%未満とされている。
酢酸sec−ブチルの酸素含有量は27.6wt%であるが、酢酸sec−ブチル含有ガソリンは、ガソリン中の酢酸sec−ブチルの添加量を制御することにより自動車用ガソリン基準の要件を満たし得る。
酢酸sec−ブチルの製造中に鉄製デバイスは使用されず、そのため酢酸sec−ブチル製品は鉄分を含有しない。
ガム質存在量は、典型的には、吸気パイプライン内および吸気弁内のガソリンの堆積物形成の傾向を示すために使用され、規定された条件下で測定されるガソリン蒸発残渣のn−ヘプタン不溶分である。
これはGB/T8019に従って測定され得る。
この方法の概要は以下のとおりである。
既知量の燃料を制御温度および制御空気条件下で蒸発させる。
n−ヘプタンによって抽出する前およびn−ヘプタンによって抽出した後のそれぞれの残渣の重量を測る。
得られた結果を単位:mg/100mLで報告する。
このようにして、ガソリンのガム質存在量が測定される。
中国−III排気基準には、ガソリンのガム質存在量は、工場から出される時点で5mg/100mL以下とすることが規定されている。
酢酸sec−ブチルのガム質存在量はわずか0.5〜1.2mg/100mLであり、そのため中国−III排気基準の要件に適合する。
ドクター試験は、亜鉛酸ナトリウムを軽油製品と硫黄華の存在下で反応させ、該油中のメルカプタンまたは硫化水素を確認する試験をいい、これらはSH/T0174に規定された方法によって測定され得る。
ドクター試験の方法論の原則は以下のとおりである。
10mLの試験サンプルと5mLの亜鉛酸ナトリウム溶液を、共栓瓶付きの50mL容メスシリンダー内に入れ、激しく振る。
試験サンプル中に硫化水素が含有されている場合、黒い硫化鉛が生じる。
上記の反応がない場合は、少量の純粋な硫黄華乾燥粉末を添加し、混合物を再度振る。
試験サンプル中にメルカプタンが含有されている場合、一連の反応の後に油層と硫黄膜の色が変化する。
酢酸sec−ブチルはドクター試験に合格している。
規定された条件下で、石油製品の銅の腐食傾向が試験され、ガソリンに遊離硫黄および活性化硫化物が含有されているかどうかが確認される。
これはGB/T5096に規定された方法によって測定される。
この方法の概要は以下のとおりである。
研磨銅細片を、ある特定量の試験サンプル中に浸漬させ、製品基準による規定温度まで加熱し、その温度で特定期間、維持する。
試験サイクルが終了したら、銅細片を取り出し、腐食の標準色パレットと比較し、洗浄後の腐食レベルを判定する。
標準色パレットには4つのレベルが存在する。
レベル1はわずかな色変化を意味し、レベル2は中程度の色変化を意味し、レベル3は深刻な色変化を意味し、レベル4は腐食を意味する。
中国−III排気基準に規定されたガソリンの銅細片の腐食(50℃、3時間)はレベル1を超えないものとされている。
酢酸sec−ブチルの銅細片の腐食は1aであり、そのため中国−III排気基準の要件に適合する。
硫黄分は、ガソリン中の硫黄およびその誘導体(例えば、硫化水素、メルカプタンおよび二硫化物)の含有量をいい、質量パーセンテージで表示する。
ガソリン中の硫黄およびその誘導体が水分または水蒸気と接触すると亜硫酸および硫酸が生じる。
ガソリン燃焼条件下では、この傾向がさらに強くなる。
亜硫酸および硫酸は金属に対する腐食性が高い。
また、硫黄によって、ガソリンのオクタン価およびテトラエチル鉛に対するガソリンの認知も低下し得る(すなわち、テトラエチル鉛の添加によるガソリンのオクタン価の増分の振幅が減弱される)。
したがって、中国−III排気基準には、硫黄分は150ppm以下とすることが規定されている。
硫黄分はGB/T380に規定された方法によって測定され得る。
硫黄分が3ppm未満である場合、硫黄をほとんどまたは全く含まない無公害ガソリン燃料の製造に非常に適している。
酢酸sec−ブチルの製造中にメタノールは生成されず、原材料にもメタノールは含有されていない。
そのため、酢酸sec−ブチル製品中のメタノールの含有量は0である。
ベンゼンは高度に有害な化学製品である。
自動車用ガソリン基準には、ベンゼンの含有量は1.0vol%以下とすることが規定されている。
ベンゼン含有量はSH/T0693に規定された方法によって測定され得る。
ベンゼン含有量の測定に対して異論がある場合、SH/T0713に規定された方法によって測定された結果が優先されるものとされる。
この測定結果によると、酢酸sec−ブチル製品にはベンゼンは含有されていない。
マンガン含有量は、ガソリン中にメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル(MMT)の形態で存在するマンガンの総含有量をいう。
他の型のマンガン含有添加剤は添加されていないものとされる。
中国−III排気基準には、マンガン含有量は0.016g/L以下とすることが規定されており、これはSH/T0711に規定された方法によって測定される。
北京ガソリン排気基準Cには、マンガン含有量は0.006g/L以下とすることが規定されている。
この測定結果によると、酢酸sec−ブチル製品にはマンガンは含有されていない。
ガソリン組成物中の酢酸sec−ブチルの含有量が1wt%より少ない場合、ガソリンのオクタン価およびアンチノックインデックスを増加させるという所望の効果を得ることが困難である。
ガソリン組成物中の酢酸sec−ブチルの含有量が30wt%より多い場合、ガソリン組成物は、燃料注入管内のゴム座金およびガソリンスタンドの燃料供給部(gun)およびガソリンエンジンのゴム製オイル導管に対する腐食性が大きくなる。
ガソリン組成物に接触するゴム製品に対する腐食をさらに低下させ、ガソリン組成物の酸素含有量を制御する観点から、該ガソリン組成物の総量に対して、酢酸sec−ブチルは好ましくは2〜10wt%の含有量を有する。
具体的には、原料ガソリンは、種々の種類の添加剤を含有している市販の完成したガソリン、例えば、ガソリンNo.90、ガソリンNo.93またはガソリンNo.97、あるいは石油精製所または化学プラント由来のガソリン留分、例えば、接触分解ガソリン、アルキル化ガソリン、改質ガソリン、抽残液改質油、水素処理コーカー由来ガソリン、直留ガソリンもしくは軽質炭化水素C5であり得る。
軽質炭化水素C5は、5個の炭素原子を含む種々の種類の炭化水素ならびにその混合物をいう。
ガソリン組成物の総量に対して、エーテル系化合物、アルコール系化合物および芳香族炭化水素の総量は0.02〜33wt%である。
好ましくは、芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン(o−キシレン、m−キシレンおよびp−キシレンを含む)、トリメチルベンゼン(トリメチルベンゼンのすべての異性体を含む)ならびにC10芳香族炭化水素からなる群より選択される1種類以上である。
C10芳香族炭化水素は、10個の炭素原子を有する芳香族炭化水素ならびにその混合物をいう。
ガソリン組成物の総量に対して、芳香族炭化水素は好ましくは0.02〜33wt%の含有量を有する。
環境保護の観点から、該ガソリン組成物の総量に対して、ベンゼンは好ましくは0.01〜0.88wt%の含有量を有する。
好ましくは、エーテル系化合物は、メチルtert−ブチルエーテル、エチルtert−ブチルエーテル、tert−アミルメチルエーテルおよびジブチルエーテルからなる群より選択される1種類以上である。
好ましくは、該ガソリン組成物の総量に対して、エーテル系化合物は0.1〜15wt%の含有量を有する。
好ましくは、アルコール系化合物は、メタノール、エタノール、n−ブタノール、sec−ブタノールおよびtert−ブタノールからなる群より選択される1種類以上である。
ガソリン組成物の総量に対して、アルコール系化合物は、好ましくは0.02〜10wt%の含有量を有する。
本ガソリン組成物は、高いオクタン価を有するだけでなく、無公害で環境にやさしい。
原料ガソリンと酢酸sec−ブチルが均一に混合され、酢酸sec−ブチルの含有量が規定した範囲内であることが確実であり得る限り、当業者によく知られた方法のうちのいずれか1つであり得る。
例えば、所定量の酢酸sec−ブチルを原料ガソリンに混合機内で撹拌下にて添加してもよく、あるいは酢酸sec−ブチルと原料ガソリンを混合機に同時に添加し、これらを均一に撹拌してもよい。
好ましくは、ガソリン組成物の総量に対して、酢酸sec−ブチルが、該ガソリン組成物中の該酢酸sec−ブチルの含有量が2〜10wt%の範囲になるような量で添加される。
これは任意の市販の酢酸sec−ブチルであり得る。
ガソリン組成物中のオレフィンの含有量をさらに低下させ、ガソリン組成物のオクタン価を増加させる観点から、酢酸sec−ブチルの純度は80wt%以上、好ましくは90wt%以上、より好ましくは97.5wt%以上、さらにより好ましくは99wt%以上であるのがよい。
酢酸sec−ブチルの純度が前述の範囲内である場合、ガソリン組成物中のオレフィンの含有量が中国−III排気基準に適合することが確実となり得るだけでなく、ガソリン組成物のオクタン価が使用要件を満たすものとなり、ガソリン組成物のコストが低減する。
ガソリン組成物の総量に対して、該ガソリン組成物中のエーテル系化合物、アルコール系化合物および芳香族炭化水素の総量は0.02〜33wt%である。
エーテル系化合物、アルコール系化合物および芳香族炭化水素からなる群より選択される1種類以上を原料ガソリンに添加する工程ならびに酢酸sec−ブチルを原料ガソリンに添加する工程により、種々の順序を使用した場合に本発明の目的が実現され得る。
とにかく、環境保護の観点およびコスト削減の観点から、エーテル系化合物は、ガソリン組成物中の該エーテル系化合物の総含有量が0.1〜15wt%の範囲になるような量で添加され、アルコール系化合物は、ガソリン組成物中の該アルコール系化合物の総含有量が0.02〜10wt%の範囲になるような量で添加され、芳香族炭化水素は、ガソリン組成物中の該芳香族炭化水素の総含有量が0.02〜33wt%の範囲になるような量で添加される。
環境保護の観点から、該ガソリン組成物の総量に対して、芳香族炭化水素中のベンゼンは、ガソリン組成物中の該ベンゼンの総含有量が0.01〜0.88wt%の範囲になるような量で添加される。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は2wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数(technical index)を表3に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は5wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表3に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は9.8wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表3に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は30wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表3に示す。
使用する原料ガソリンおよび酢酸sec−ブチルは実施例1のものと同じである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は0.5wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表3に示す。
使用する原料ガソリンおよび酢酸sec−ブチルは実施例1のものと同じである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は35wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表3に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は8wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表4に示す。
この比較例で使用する原料ガソリンは実施例1のものと同じである。
この比較例で使用するメチルtert−ブチルエーテルはShanghai Yuanjing Chemicals Co.,Ltd.から購入したものであり、98.5wt%の純度を有する。
得られたガソリン組成物中、メチルtert−ブチルエーテルの含有量は8wt%である。
得られたメチルtert−ブチルエーテル含有ガソリン組成物の技術的指数を表4に示す。
この比較例で使用する原料ガソリンは実施例1のものと同じである。
この比較例で使用する酢酸n−ブチルはWuxi Baichuan Chemical Industry Co.,Ltd.から購入したものであり、98.5wt%の純度を有する。
得られたガソリン組成物中、酢酸n−ブチルの含有量は8wt%である。
得られた酢酸n−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表4に示す。
この比較例で使用する原料ガソリンは実施例1のものと同じである。
この比較例で使用する酢酸tert−ブチルはShanghai Cyclobase Fine−Chemical Co.,Ltd.から購入したものであり、98.5wt%の純度を有する。
得られたガソリン組成物中、酢酸tert−ブチルの含有量は8wt%である。
得られた酢酸tert−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表4に示す。
酢酸tert−ブチル含有ガソリン組成物と比べて、酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物が有するガム質存在量は少なく、誘導期間は長い。
さらに、酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の密度は酢酸tert−ブチル含有ガソリン組成物よりも低く、したがって、酢酸sec−ブチルの方がガソリンとのブレンドに適している。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は5wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表5に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
この実施例で使用する酢酸sec−ブチルは、Hunan Zhongchuang Chemical Co.,Ltd.から購入したものであり、90wt%の純度を有する。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は5wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表5に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
この実施例で使用する酢酸sec−ブチルは、Hunan Zhongchuang Chemical Co.,Ltd.から購入したものであり、97.5wt%の純度を有する。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は5wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表5に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
この実施例で使用する酢酸sec−ブチルは、Hunan Zhongchuang Chemical Co.,Ltd.から購入したものであり、99wt%の純度を有する。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は5wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物の技術的指数を表5に示す。
そのため本発明によるガソリン組成物の調製方法は、原材料に対する適合性が高い。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は8wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物のオクタン価およびアンチノックインデックスを表6に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は30wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物のオクタン価およびアンチノックインデックスを表6に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は15wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物のオクタン価およびアンチノックインデックスを表6に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は2wt%である。
得られた酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物のオクタン価およびアンチノックインデックスを表6に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は10wt%であり、トルエンの含有量は10wt%である。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表7に示す。
酢酸sec−ブチルを添加せず、20.5重量部のトルエンを79.5重量部の原料ガソリンに添加すること以外は実施例14と同じ方法により、ガソリン組成物が得られるように均一に混合してガソリン組成物を得る。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表7に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は2wt%であり、メチルtert−ブチルエーテルの含有量は2wt%である。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表7に示す。
酢酸sec−ブチルを添加せず、4.1重量部のメチルtert−ブチルエーテルを95.9重量部の原料ガソリンに添加すること以外は実施例15と同じ方法により、ガソリン組成物が得られるように均一に混合してガソリン組成物を得る。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表7に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は5wt%であり、エタノールの含有量は3wt%である。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表7に示す。
酢酸sec−ブチルを添加せず、8.3重量部のエタノールを91.7重量部の原料ガソリンに添加すること以外は実施例16と同じ方法により、ガソリン組成物が得られるように均一に混合してガソリン組成物を得る。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表7に示す。
実施例14を比較例6と比較することにより、酢酸sec−ブチルは、ガソリンのオクタン価とアンチノックインデックスを増加させるために使用され得るだけでなく、ガソリン中の芳香族炭化水素を希釈するためにも使用され得ることがわかる。
実施例15を比較例7と比較すること、および実施例16を比較例8と比較することにより、同じ添加量という条件下では、酢酸sec−ブチル含有ガソリン組成物は高いオクタン価およびアンチノックインデックスを有することがわかる。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は5wt%であり、エチルtert−ブチルエーテルの含有量は5wt%であり、キシレンの含有量は20wt%であり、tert−ブタノールの含有量は2wt%である。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表8に示す。
酢酸sec−ブチルは添加しないが、10重量部のエチルtert−ブチルエーテル、20重量部のキシレンおよび2重量部のtert−ブタノールを、それぞれ68重量部の原料ガソリンに添加すること以外は実施例17と同じ方法により、ガソリン組成物が得られるように均一に混合してガソリン組成物を得る。
得られたガソリン組成物中、エチルtert−ブチルエーテルの含有量は10wt%であり、キシレンの含有量は20wt%であり、tert−ブタノールの含有量は2wt%である。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表8に示す。
この実施例は、本発明によって提供されるガソリン組成物およびその調製方法を説明することを意図したものである。
得られたガソリン組成物中、酢酸sec−ブチルの含有量は5wt%であり、メチルtert−ブチルエーテルの含有量は1wt%であり、キシレンの含有量は10wt%である。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表8に示す。
酢酸sec−ブチルは添加しないが、6重量部のメチルtert−ブチルエーテルおよび10重量部のキシレンを、それぞれ84重量部の原料ガソリンに添加すること以外は実施例18と同じ方法により、ガソリン組成物が得られるように均一に混合してガソリン組成物を得る。
得られたガソリン組成物中、メチルtert−ブチルエーテルの含有量は6wt%であり、キシレンの含有量は10wt%である。
得られたガソリン組成物の技術的指数を表8に示す。
Claims (3)
- 原料ガソリンと酢酸sec−ブチルを含み、ガソリン組成物の総量に対して、該酢酸sec−ブチルが2〜10wt%の含有量を有し、該原料ガソリンが90〜98wt%の含有量を有し、
前記原料ガソリンが、エーテル系化合物、アルコール系化合物および芳香族炭化水素からなる群より選択される1種類以上を含み、ガソリン組成物中の該エーテル系化合物、アルコール系化合物および芳香族炭化水素の総量が、該ガソリン組成物の総量に対して0.02〜33wt%であり、
前記芳香族炭化水素が、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、トリメチルベンゼンおよびC10芳香族炭化水素からなる群より選択される1種類以上であり、ガソリン組成物の総量に対して、該芳香族炭化水素が0.02〜33wt%の含有量を有し、
前記エーテル系化合物が、メチルtert−ブチルエーテル、エチルtert−ブチルエーテル、tert−アミルメチルエーテルおよびジブチルエーテルからなる群より選択される1種類以上であり、ガソリン組成物の総量に対して、該エーテル系化合物が0.1〜15wt%の含有量を有し、
前記アルコール系化合物が、メタノール、エタノール、n−ブタノール、sec−ブタノールおよびtert−ブタノールからなる群より選択される1種類以上であり、ガソリン組成物の総量に対して、該アルコール系化合物が0.02〜10wt%の含有量を有することを特徴とする
ガソリン組成物。 - 請求項1に記載のガソリン組成物の調製方法であって、
該方法が、酢酸sec−ブチルを原料ガソリンに添加する工程を含み、ガソリン組成物の総量に対して、該酢酸sec−ブチルが、該ガソリン組成物中の該酢酸sec−ブチルの含有量が2〜10wt%の範囲になり、該原料ガソリンの含有量が90〜98wt%の範囲になるような量で添加され、
さらに、エーテル系化合物、アルコール系化合物および芳香族炭化水素からなる群より選択される1種類以上を前記原料ガソリンに添加する工程を含み、ガソリン組成物中の該エーテル系化合物、アルコール系化合物および芳香族炭化水素の総量が、該ガソリン組成物の総量に対して0.02〜33wt%であり、
前記エーテル系化合物が、ガソリン組成物中の該エーテル系化合物の総含有量が0.1〜15wt%の範囲になるような量で添加され、前記アルコール系化合物が、該ガソリン組成物中の該アルコール系化合物の総含有量が0.02〜10wt%の範囲になるような量で添加され、前記芳香族炭化水素が、該ガソリン組成物中の該芳香族炭化水素の総含有量が0.02〜33wt%の範囲になるような量で添加され、
前記エーテル系化合物が、メチルtert−ブチルエーテル、エチルtert−ブチルエーテル、tert−アミルメチルエーテルおよびジブチルエーテルからなる群より選択される1種類以上であり、前記アルコール系化合物が、メタノール、エタノール、n−ブタノール、sec−ブタノールおよびtert−ブタノールからなる群より選択される1種類以上であり、前記芳香族炭化水素が、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、トリメチルベンゼンおよびC10芳香族炭化水素からなる群より選択される1種類以上であることを特徴とする
方法。 - 前記酢酸sec−ブチルが80wt%以上の純度を有する
請求項2に記載の調製方法。
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