JP7489208B2 - Fuel composition for lean-burn engines - Google Patents
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- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
本発明は、リーンバーンエンジン用燃料組成物に関する。 The present invention relates to a fuel composition for lean-burn engines.
従来から、理論空燃比より薄い混合気で燃料を燃焼させるリーンバーンエンジンが知られている。このようなリーンバーンエンジン用の燃料としては、例えば、特許文献１に、アルキレートガソリン、接触改質ガソリン、軽質接触分解ガソリン及びコーカーライトガソリンよりなる群から選ばれた１種以上のガソリンを配合したことを特徴とするリーンバーンエンジン用燃料組成物が開示されている。 Lean-burn engines that burn fuel with a mixture leaner than the theoretical air-fuel ratio have been known for some time. For example, Patent Document 1 discloses a fuel composition for lean-burn engines that is characterized by blending one or more gasoline types selected from the group consisting of alkylate gasoline, catalytic reformed gasoline, light catalytic cracked gasoline, and cokerite gasoline.
リーンバーンエンジンにおいて、運転可能な空燃比（空気／燃料）の上限はリーン限界と称され、このリーン限界を拡大することで、燃費の向上、燃焼の安定化等が期待される。 In a lean-burn engine, the upper limit of the air-fuel ratio (air/fuel) at which it can be operated is called the lean limit, and by expanding this lean limit, it is expected that fuel efficiency will improve and combustion will become more stable.
一方、リーンバーンエンジン用燃料組成物には、ノッキングを抑制するためにオクタン価（ＲＯＮ）が高いことも求められている。しかし、従来のリーンバーンエンジン用燃料組成物では、リーン限界の拡大と高いオクタン価とを両立することが困難であった。 On the other hand, fuel compositions for lean-burn engines are also required to have a high octane number (RON) to suppress knocking. However, with conventional fuel compositions for lean-burn engines, it has been difficult to achieve both an expansion of the lean limit and a high octane number.
そこで本発明は、リーンバーンエンジンのリーン限界を拡大させることが可能であり、且つ、十分に高いオクタン価を有するリーンバーンエンジン用燃料組成物を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a fuel composition for lean-burn engines that can expand the lean limit of the lean-burn engine and has a sufficiently high octane number.
本発明の一側面は、４０～９５体積％の炭素数４～８の炭化水素と、５～６０体積％のエタノールと、を含有する、リーンバーンエンジン用燃料組成物に関する。 One aspect of the present invention relates to a fuel composition for lean-burn engines that contains 40 to 95 volume percent of hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms and 5 to 60 volume percent of ethanol.
一態様において、炭素数４～８の炭化水素に占める炭素数４～６の炭化水素の割合は、９０体積％以上であってよい。 In one embodiment, the proportion of hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms may be 90% by volume or more.
上記態様において、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のオレフィンの割合は、３０～６０体積％であってよい。 In the above embodiment, the proportion of olefins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be 30 to 60 volume %.
上記態様に係る燃料組成物は、芳香族分が５体積％以下であってよい。 The fuel composition according to the above aspect may have an aromatic content of 5% by volume or less.
他の一態様において、炭素数４～８の炭化水素に占める炭素数７～８の炭化水素の割合は９０体積％以上であってよく、このとき、エタノールの含有量は４０～６０体積％であってよい。 In another embodiment, the ratio of hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms to the hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms may be 90% by volume or more, and the ethanol content may be 40 to 60% by volume.
上記態様において、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のオレフィンの割合は、１０～２０体積％であってよい。 In the above embodiment, the proportion of olefins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be 10 to 20 volume %.
上記態様において、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８の芳香族化合物の割合が、３０～５０体積％であってよい。 In the above embodiment, the proportion of aromatic compounds having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be 30 to 50 volume %.
本発明によれば、リーンバーンエンジンのリーン限界を拡大させることが可能であり、且つ、十分に高いオクタン価を有するリーンバーンエンジン用燃料組成物が提供される。 The present invention provides a fuel composition for lean-burn engines that can extend the lean limit of the lean-burn engine and has a sufficiently high octane number.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 A preferred embodiment of the present invention is described in detail below.
本実施形態の燃料組成物は、４０～９５体積％の炭素数４～８の炭化水素と、５～６０体積％のエタノールと、を含有する、リーンバーンエンジン用燃料組成物である。 The fuel composition of this embodiment is a fuel composition for lean-burn engines that contains 40 to 95 volume % of hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms and 5 to 60 volume % of ethanol.
本実施形態の燃料組成物では、炭素数４～８の炭化水素とエタノールとを主要な構成成分としている。このような燃料組成物は、リーンバーンエンジンのリーン限界を拡大させることが可能であり、且つ、十分に高いオクタン価を有するため、リーンバーンエンジン用燃料組成物として（特に、リーン限界が２以上の超希薄燃焼用として）好適に用いることができる。 The fuel composition of this embodiment is mainly composed of ethanol and hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms. Such a fuel composition can expand the lean limit of a lean-burn engine and has a sufficiently high octane number, so it can be suitably used as a fuel composition for lean-burn engines (especially for ultra-lean combustion with a lean limit of 2 or more).
なお、本明細書中、燃料組成物における各成分の含有量は、ＪＩＳ Ｋ ２５３６－２「石油製品－成分試験方法 第２部：ガスクロマトグラフによる全成分の求め方」に記載の方法で測定される値を示す。 In this specification, the content of each component in the fuel composition is the value measured by the method described in JIS K 2536-2 "Petroleum products - Component test method, Part 2: Determination of total components by gas chromatography."
本実施形態の燃料組成物において、エタノールの含有量は、オクタン価がより向上する観点から、好ましくは７体積％以上であり、より好ましくは１０体積％以上であり、更に好ましくは１５体積％以上であり、一層好ましくは２０体積％以上であり、より一層好ましくは２５体積％以上である。また、エタノールの含有量は、リーン限界をより拡大できる観点から、好ましくは５５体積％以下であり、より好ましくは５３体積％以下であり、５０体積％以下、４５体積％以下、４０体積％以下又は３５体積％以下であってもよい。 In the fuel composition of this embodiment, the ethanol content is preferably 7% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, even more preferably 15% by volume or more, even more preferably 20% by volume or more, and even more preferably 25% by volume or more, from the viewpoint of further improving the octane number. In addition, the ethanol content is preferably 55% by volume or less, more preferably 53% by volume or less, and may be 50% by volume or less, 45% by volume or less, 40% by volume or less, or 35% by volume or less, from the viewpoint of further expanding the lean limit.
本実施形態の燃料組成物において、炭素数４～８の炭化水素の含有量は、リーン限界をより拡大できる観点から、好ましくは４５体積％以上であり、より好ましくは４７体積％以上であり、５０体積％以上、５５体積％以上、６０体積％以上又は６５体積％以上であってもよい。また、炭素４～８の炭化水素の含有量は、オクタン価がより向上する観点から、好ましくは９３体積％以下であり、より好ましくは９０体積％以下であり、更に好ましくは８５体積％以下であり、一層好ましくは８０体積％以下であり、より一層好ましくは７５体積％以下である。 In the fuel composition of this embodiment, the content of the hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms is preferably 45% by volume or more, more preferably 47% by volume or more, and may be 50% by volume or more, 55% by volume or more, 60% by volume or more, or 65% by volume or more, from the viewpoint of further expanding the lean limit. Also, the content of the hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms is preferably 93% by volume or less, more preferably 90% by volume or less, even more preferably 85% by volume or less, even more preferably 80% by volume or less, and even more preferably 75% by volume or less, from the viewpoint of further improving the octane number.
炭素数４～８の炭化水素には、例えば、炭素数４～８のパラフィン（炭素数４～８のパラフィン及び炭素数４～８のイソパラフィン）、炭素数４～８のオレフィン、炭素数６～８の芳香族化合物（ベンゼン、トルエン、キシレン等）等が含まれていてよい。 Hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms may include, for example, paraffins having 4 to 8 carbon atoms (paraffins having 4 to 8 carbon atoms and isoparaffins having 4 to 8 carbon atoms), olefins having 4 to 8 carbon atoms, aromatic compounds having 6 to 8 carbon atoms (benzene, toluene, xylene, etc.), etc.
本実施形態の好適な一態様（以下、第一の態様）において、炭素数４～８の炭化水素に占める炭素数４～６の炭化水素の割合（すなわち、炭素数４～８の炭化水素の全量に対する炭素数４～６の炭化水素の含有量）は、８０体積％以上であってよい。 In a preferred embodiment of this embodiment (hereinafter, the first embodiment), the ratio of hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms to the total amount of hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms (i.e., the content of hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms relative to the total amount of hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms) may be 80% by volume or more.
第一の態様において、炭素数４～８の炭化水素に占める炭素数４～６の炭化水素の割合は、好ましくは８５体積％以上であり、より好ましくは８７体積％以上である。 In the first embodiment, the ratio of hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms to the total hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms is preferably 85% by volume or more, and more preferably 87% by volume or more.
炭素数４～６の炭化水素には、例えば、炭素数４～６のパラフィン（炭素数４～６のパラフィン及び炭素数４～６のイソパラフィン）、炭素数４～６のオレフィン、炭素数６の芳香族化合物（ベンゼン）等が含まれていてよい。 Hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may include, for example, paraffins having 4 to 6 carbon atoms (paraffins having 4 to 6 carbon atoms and isoparaffins having 4 to 6 carbon atoms), olefins having 4 to 6 carbon atoms, aromatic compounds having 6 carbon atoms (benzene), etc.
第一の態様において、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のパラフィンの割合は、例えば２０体積％以上であってよく、好ましくは２５体積％以上、より好ましくは３０体積％以上、更に好ましくは３５体積％以上である。また、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のパラフィンの割合は、例えば７０体積％以下であってよく、好ましくは６５体積％以下、より好ましくは６０体積％以下、更に好ましくは５５体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the first embodiment, the proportion of paraffins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be, for example, 20% by volume or more, preferably 25% by volume or more, more preferably 30% by volume or more, and even more preferably 35% by volume or more. In addition, the proportion of paraffins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be, for example, 70% by volume or less, preferably 65% by volume or less, more preferably 60% by volume or less, and even more preferably 55% by volume or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第一の態様において、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のノルマルパラフィンの割合は、例えば１体積％以上であってよく、好ましくは２体積％以上、より好ましくは３体積％以上、更に好ましくは５体積％以上である。また、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のノルマルパラフィンの割合は、例えば３０体積％以下であってよく、好ましくは２５体積％以下、より好ましくは２０体積％以下、更に好ましくは１５体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the first embodiment, the proportion of normal paraffins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be, for example, 1 vol.% or more, preferably 2 vol.% or more, more preferably 3 vol.% or more, and even more preferably 5 vol.% or more. The proportion of normal paraffins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be, for example, 30 vol.% or less, preferably 25 vol.% or less, more preferably 20 vol.% or less, and even more preferably 15 vol.% or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第一の態様において、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のイソパラフィンの割合は、例えば１０体積％以上であってよく、好ましくは１５体積％以上、より好ましくは２０体積％以上、更に好ましくは２５体積％以上、一層好ましくは３０体積％以上である。また、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のイソパラフィンの割合は、例えば６５体積％以下であってよく、好ましくは６０体積％以下、より好ましくは５５体積％以下、更に好ましくは５０体積％以下、一層好ましくは４５体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the first embodiment, the proportion of isoparaffins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be, for example, 10% by volume or more, preferably 15% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, even more preferably 25% by volume or more, and even more preferably 30% by volume or more. In addition, the proportion of isoparaffins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be, for example, 65% by volume or less, preferably 60% by volume or less, more preferably 55% by volume or less, even more preferably 50% by volume or less, and even more preferably 45% by volume or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第一の態様において、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のオレフィンの割合は、例えば１０体積％以上であってよく、好ましくは２０体積％以上、より好ましくは３０体積％以上、更に好ましくは３５体積％以上、一層好ましくは４０体積％以上である。また、炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のオレフィンの割合は、例えば８０体積％以下であってよく、好ましくは７５体積％以下、より好ましくは７０体積％以下、更に好ましくは６５体積％以下、一層好ましくは６０体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the first embodiment, the proportion of olefins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be, for example, 10% by volume or more, preferably 20% by volume or more, more preferably 30% by volume or more, even more preferably 35% by volume or more, and even more preferably 40% by volume or more. The proportion of olefins having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms may be, for example, 80% by volume or less, preferably 75% by volume or less, more preferably 70% by volume or less, even more preferably 65% by volume or less, and even more preferably 60% by volume or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第一の態様の燃料組成物における芳香族分は、好ましくは５体積％以下であり、より好ましくは３体積％以下、更に好ましくは２体積％以下である。 The aromatic content in the fuel composition of the first embodiment is preferably 5% by volume or less, more preferably 3% by volume or less, and even more preferably 2% by volume or less.
本実施形態の好適な他の一態様（以下、第二の態様）において、炭素数４～８の炭化水素に占める炭素数７～８の炭化水素の割合（すなわち、炭素数４～８の炭化水素の全量に対する炭素数７～８の炭化水素の含有量）は、９０体積％以上であってよい。 In another preferred embodiment of this invention (hereinafter, the second embodiment), the ratio of hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms to the total amount of hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms (i.e., the content of hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms relative to the total amount of hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms) may be 90% by volume or more.
第二の態様において、炭素数４～８の炭化水素に占める炭素数７～８の炭化水素の割合は、好ましくは８０体積％以上であり、より好ましくは９０体積％以上であり、１００体積％であってもよい。 In the second embodiment, the ratio of hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms to the hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms is preferably 80% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, and may be 100% by volume.
炭素数７～８の炭化水素には、例えば、炭素数７～８のパラフィン（炭素数７～８のパラフィン及び炭素数７～８のイソパラフィン）、炭素数７～８のオレフィン、炭素数７～８の芳香族化合物（トルエン、キシレン等）等が含まれていてよい。 Hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may include, for example, paraffins having 7 to 8 carbon atoms (paraffins having 7 to 8 carbon atoms and isoparaffins having 7 to 8 carbon atoms), olefins having 7 to 8 carbon atoms, aromatic compounds having 7 to 8 carbon atoms (toluene, xylene, etc.), etc.
第二の態様において、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のパラフィンの割合は、例えば２０体積％以上であってよく、好ましくは２５体積％以上、より好ましくは３０体積％以上、更に好ましくは４０体積％以上である。また、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のパラフィンの割合は、例えば８０体積％以下であってよく、好ましくは７０体積％以下、より好ましくは６０体積％以下、更に好ましくは５０体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the second embodiment, the proportion of paraffins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 20% by volume or more, preferably 25% by volume or more, more preferably 30% by volume or more, and even more preferably 40% by volume or more. In addition, the proportion of paraffins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 80% by volume or less, preferably 70% by volume or less, more preferably 60% by volume or less, and even more preferably 50% by volume or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第二の態様において、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のノルマルパラフィンの割合は、例えば３体積％以上であってよく、好ましくは５体積％以上、より好ましくは７体積％以上、更に好ましくは１０体積％以上である。また、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のノルマルパラフィンの割合は、例えば２０体積％以下であってよく、好ましくは１８体積％以下、より好ましくは１５体積％以下、更に好ましくは１３体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the second embodiment, the ratio of normal paraffins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 3 vol.% or more, preferably 5 vol.% or more, more preferably 7 vol.% or more, and even more preferably 10 vol.% or more. The ratio of normal paraffins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 20 vol.% or less, preferably 18 vol.% or less, more preferably 15 vol.% or less, and even more preferably 13 vol.% or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第二の態様において、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のイソパラフィンの割合は、例えば２０体積％以上であってよく、好ましくは２５体積％以上、より好ましくは２８体積％以上、更に好ましくは３０体積％以上である。また、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のイソパラフィンの割合は、例えば７０体積％以下であってよく、好ましくは６０体積％以下、より好ましくは５０体積％以下、更に好ましくは４０体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the second embodiment, the proportion of isoparaffins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 20% by volume or more, preferably 25% by volume or more, more preferably 28% by volume or more, and even more preferably 30% by volume or more. In addition, the proportion of isoparaffins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 70% by volume or less, preferably 60% by volume or less, more preferably 50% by volume or less, and even more preferably 40% by volume or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第二の態様において、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のオレフィンの割合は、例えば５体積％以上であってよく、好ましくは７体積％以上、より好ましくは９体積％以上、更に好ましくは１１体積％以上である。また、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のオレフィンの割合は、例えば４０体積％以下であってよく、好ましくは３０体積％以下、より好ましくは２０体積％以下、更に好ましくは１５体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the second embodiment, the proportion of olefins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 5% by volume or more, preferably 7% by volume or more, more preferably 9% by volume or more, and even more preferably 11% by volume or more. In addition, the proportion of olefins having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 40% by volume or less, preferably 30% by volume or less, more preferably 20% by volume or less, and even more preferably 15% by volume or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第二の態様において、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８の芳香族化合物の割合は、例えば２０体積％以上であってよく、好ましくは２５体積％以上、より好ましくは３０体積％以上、更に好ましくは４０体積％以上である。また、炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８の芳香族化合物の割合は、例えば８０体積％以下であってよく、好ましくは７０体積％以下、より好ましくは６０体積％以下、更に好ましくは５０体積％以下である。これにより上記効果がより顕著に得られる傾向がある。 In the second embodiment, the proportion of aromatic compounds having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 20% by volume or more, preferably 25% by volume or more, more preferably 30% by volume or more, and even more preferably 40% by volume or more. In addition, the proportion of aromatic compounds having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms may be, for example, 80% by volume or less, preferably 70% by volume or less, more preferably 60% by volume or less, and even more preferably 50% by volume or less. This tends to make the above-mentioned effects more pronounced.
第二の態様の燃料組成物における芳香族分は、例えば１０体積％以上であってよく、好ましくは１５体積％以上、より好ましくは２０体積％以上である。また、第二の態様の燃料組成物における芳香族分は、例えば５０体積％以下であってよく、好ましくは４０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下である。 The aromatic content in the fuel composition of the second embodiment may be, for example, 10% by volume or more, preferably 15% by volume or more, and more preferably 20% by volume or more. The aromatic content in the fuel composition of the second embodiment may be, for example, 50% by volume or less, preferably 40% by volume or less, and more preferably 30% by volume or less.
第二の態様の燃料組成物において、エタノールの含有量は、オクタン価がより向上する観点から、好ましくは３０体積％以上であり、より好ましくは４０体積％以上であり、更に好ましくは４５体積％以上である。 In the fuel composition of the second embodiment, the ethanol content is preferably 30% by volume or more, more preferably 40% by volume or more, and even more preferably 45% by volume or more, from the viewpoint of further improving the octane number.
本実施形態の燃料組成物は、炭素数９以上の炭化水素を更に含んでいてもよい。炭素数９以上の炭化水素は、例えば炭素数９～１５の炭化水素であってよく、炭素数９～１０の炭化水素であってもよい。 The fuel composition of this embodiment may further contain a hydrocarbon having 9 or more carbon atoms. The hydrocarbon having 9 or more carbon atoms may be, for example, a hydrocarbon having 9 to 15 carbon atoms, or a hydrocarbon having 9 to 10 carbon atoms.
本実施形態の燃料組成物において、炭素数９以上の炭化水素の含有量は、例えば５０体積％未満であってよく、好ましくは４０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下、更に好ましくは２０体積％以下、一層好ましくは１０体積％以下である。 In the fuel composition of this embodiment, the content of hydrocarbons having 9 or more carbon atoms may be, for example, less than 50% by volume, preferably 40% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, even more preferably 20% by volume or less, and even more preferably 10% by volume or less.
本実施形態の燃料組成物は、エタノール以外の含酸素化合物を更に含有していてもよい。 The fuel composition of this embodiment may further contain an oxygen-containing compound other than ethanol.
含酸素化合物は、構成元素として酸素を含む有機化合物である。含酸素化合物としては、例えば、含酸素複素環式化合物、含酸素芳香族化合物、含酸素脂肪族化合物等が挙げられる。含酸素化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 An oxygen-containing compound is an organic compound that contains oxygen as a constituent element. Examples of oxygen-containing compounds include oxygen-containing heterocyclic compounds, oxygen-containing aromatic compounds, and oxygen-containing aliphatic compounds. One type of oxygen-containing compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.
含酸素複素環式化合物は、含酸素複素環を有する化合物である。含酸素複素環式化合物としては、例えば、フラン環、テトラヒドロフラン環、エチレンオキシド環、プロピレンオキシド環、ピラン環、テトラヒドロピラン環、ベンゾフラン環、ベンゾピラン環等の含酸素複素環を有する化合物が挙げられる。含酸素複素環式化合物としては、上記効果がより顕著に得られる観点から、フラン環を有する化合物が好ましい。フラン環を有する化合物としては、例えば、フラン、２－メチルフラン、２，５－ジメチルフランが挙げられる。フラン環を有する化合物としては、フラン、２－メチルフランが特に好ましい。 The oxygen-containing heterocyclic compound is a compound having an oxygen-containing heterocycle. Examples of the oxygen-containing heterocyclic compound include compounds having an oxygen-containing heterocycle such as a furan ring, a tetrahydrofuran ring, an ethylene oxide ring, a propylene oxide ring, a pyran ring, a tetrahydropyran ring, a benzofuran ring, and a benzopyran ring. From the viewpoint of obtaining the above-mentioned effect more significantly, the oxygen-containing heterocyclic compound is preferably a compound having a furan ring. Examples of the compound having a furan ring include furan, 2-methylfuran, and 2,5-dimethylfuran. Examples of the compound having a furan ring include furan and 2-methylfuran. As the compound having a furan ring, furan and 2-methylfuran are particularly preferable.
含酸素芳香族化合物は、構成元素として酸素を含み、芳香環を有する化合物である。含酸素芳香族化合物としては、例えば、芳香環に直接結合する酸素原子を有する芳香族化合物（例えば、アルコキシベンゼン、フェノール類等）等が挙げられる。アルコキシベンゼンとしては、例えば、アニソール、フェネトール、プロピルオキシベンゼン等が挙げられる。アルコキシベンゼンとしては、沸点範囲の観点から、アニソール及びフェネトールが好ましい。 An oxygen-containing aromatic compound is a compound that contains oxygen as a constituent element and has an aromatic ring. Examples of oxygen-containing aromatic compounds include aromatic compounds having an oxygen atom directly bonded to an aromatic ring (e.g., alkoxybenzenes, phenols, etc.). Examples of alkoxybenzenes include anisole, phenetole, and propyloxybenzene. As the alkoxybenzene, anisole and phenetole are preferred from the viewpoint of the boiling point range.
含酸素脂肪族化合物としては、例えば、エタノール以外のアルコール類、エーテル類等（例えば、イソブチルアルコール、ＥＴＢＥ（エチル－ｔｅｒｔ－ブチルエーテル）等が挙げられる。 Examples of oxygen-containing aliphatic compounds include alcohols other than ethanol, ethers, etc. (e.g., isobutyl alcohol, ETBE (ethyl tert-butyl ether), etc.).
本実施形態の燃料組成物において、エタノール以外の含酸素化合物の含有量は、燃料組成物の全量に対して、例えば２０体積％未満であってよく、１５体積％以下、１０体積％以下、５体積％以下又は１体積％以下であってよい。 In the fuel composition of this embodiment, the content of oxygen-containing compounds other than ethanol may be, for example, less than 20% by volume, or may be 15% by volume or less, 10% by volume or less, 5% by volume or less, or 1% by volume or less, based on the total amount of the fuel composition.
本実施形態の燃料組成物は、上記以外の他の成分を更に含有していてもよい。他の成分としては、例えば、清浄分散剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、表面着火防止剤、氷結防止剤、助燃剤、帯電防止剤、着色剤、防錆剤、水抜き剤、識別剤、着臭剤、摩擦調整剤等が挙げられる。これらの他の成分の合計含有量は、燃料組成物の全量に対して、例えば１体積％以下であってよく、０．５体積％以下が好ましく、０．１体積％以下がより好ましい。また、上記の他の成分の合計含有量は、燃料組成物の総量に対して、例えば０．００１体積％以上であってよく、０．００２体積％以上であってもよい。 The fuel composition of this embodiment may further contain other components other than those described above. Examples of the other components include detergent dispersants, antioxidants, metal deactivators, surface ignition inhibitors, anti-icing agents, combustion improvers, antistatic agents, colorants, rust inhibitors, water drainage agents, identification agents, odorants, and friction modifiers. The total content of these other components may be, for example, 1% by volume or less, preferably 0.5% by volume or less, and more preferably 0.1% by volume or less, based on the total amount of the fuel composition. The total content of the above other components may be, for example, 0.001% by volume or more, or 0.002% by volume or more, based on the total amount of the fuel composition.
清浄分散剤としては、通常使用される清浄分散剤を用いることができ、例えば、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ガソリン清浄分散剤として公知の化合物を用いることができる。酸化防止剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ’－ジイソプロピル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジイソブチル－ｐ－フェニレンジアミン、２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－メチルフェノール、ヒンダードフェノール類等が挙げられる。金属不活性化剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ’－ジサリチリデン－１，２－ジアミノプロパンのようなアミンカルボニル縮合化合物等が挙げられる。表面着火防止剤としては、例えば、有機リン系化合物等が挙げられる。氷結防止剤としては、例えば、多価アルコール又はそのエーテル等が挙げられる。助燃剤としては、例えば、有機酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、高級アルコール硫酸エステル等が挙げられる。帯電防止剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。着色剤としては、例えば、アゾ染料等が挙げられる。防錆剤としては、例えば、有機カルボン酸又はその誘導体類、アルケニルコハク酸エステル等が挙げられる。水抜き剤としては、例えば、ソルビタンエステル類等が挙げられる。識別剤としては、例えば、キリザニン、クマリン等が挙げられる。着臭剤としては、例えば、天然精油合成香料等が挙げられる。摩擦調整剤としては、例えば、高級カルボン酸モノグリセリド及び高級カルボン酸のアミド化合物の混合物等が挙げられる。 As the detergent dispersant, a detergent dispersant that is normally used can be used, and for example, compounds known as gasoline detergent dispersants such as succinimide, polyalkylamine, and polyetheramine can be used. As the antioxidant, for example, N,N'-diisopropyl-p-phenylenediamine, N,N'-diisobutyl-p-phenylenediamine, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, hindered phenols, etc. can be mentioned. As the metal deactivator, for example, amine carbonyl condensation compounds such as N,N'-disalicylidene-1,2-diaminopropane can be mentioned. As the surface ignition inhibitor, for example, organic phosphorus compounds can be mentioned. As the anti-icing agent, for example, polyhydric alcohols or their ethers can be mentioned. As the combustion improver, for example, alkali metal salts or alkaline earth metal salts of organic acids, higher alcohol sulfates, etc. can be mentioned. As the antistatic agent, for example, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, etc. can be mentioned. As the colorant, for example, azo dyes, etc. can be mentioned. Examples of the rust inhibitor include organic carboxylic acids or their derivatives, alkenyl succinic acid esters, etc. Examples of the water removing agent include sorbitan esters, etc. Examples of the discriminating agent include chryzanin, coumarin, etc. Examples of the odorant include natural essential oil synthetic fragrances, etc. Examples of the friction modifier include a mixture of higher carboxylic acid monoglyceride and higher carboxylic acid amide compound, etc.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the above describes a preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment.
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
燃料組成物用原料として、軽質分解ガソリンを準備し、軽質分解ガソリンを７０体積％、エタノールを３０体積％の割合で混合し、下記表１に示す組成の燃料組成物を得た。なお、燃料組成物の組成は、ＪＩＳ Ｋ ２５３６－２「石油製品－成分試験方法 第２部：ガスクロマトグラフによる全成分の求め方」により測定された値を示す。
Example 1
Light cracked gasoline was prepared as a raw material for the fuel composition, and 70% by volume of the light cracked gasoline and 30% by volume of ethanol were mixed to obtain a fuel composition having the composition shown in Table 1. The composition of the fuel composition is shown as the value measured according to JIS K 2536-2 "Petroleum products--Testing method for components, Part 2: Determination of total components by gas chromatography."
得られた燃料組成物を用いて、以下の方法でリーン限界の測定及びオクタン価の算出を行った。結果を表１に示す。 Using the obtained fuel composition, the lean limit was measured and the octane number was calculated using the following method. The results are shown in Table 1.
＜リーン限界の測定＞
リーン限界は、下記の試験エンジンを使用し、回転数２０００ｒｐｍ、図示平均有効圧力８００ｋＰａ、トルク最大となる最小進角点火時期（ＭＢＴ）の条件下で空気過剰率を変更することで測定した。リーン限界は、図示平均有効圧力の変動率が３％を超える点における空気過剰率とした。なお、空気過剰率とは試験時の混合気の空燃比を燃料組成物の理論空燃比で除したものであり、当量比φの逆数となる。
（試験エンジン）
エンジン：単気筒
排気量：５６３ｃｃ
噴射方式：ポート噴射式
<Measurement of lean limit>
The lean limit was measured by changing the excess air ratio using the following test engine under the conditions of a rotation speed of 2000 rpm, an indicated mean effective pressure of 800 kPa, and a minimum advanced ignition timing (MBT) at which torque is maximized. The lean limit was defined as the excess air ratio at the point where the fluctuation rate of the indicated mean effective pressure exceeded 3%. The excess air ratio is the air-fuel ratio of the mixture during the test divided by the theoretical air-fuel ratio of the fuel composition, and is the reciprocal of the equivalence ratio φ.
(Test Engine)
Engine: Single cylinder Displacement: 563cc
Injection method: Port injection
＜オクタン価の算出＞
燃料組成物の組成は、ＪＩＳ Ｋ ２２８０－１「石油製品－オクタン価、セタン価およびセタン指数の求め方 第１部：リサーチ方オクタン価」により測定された値を示す。
<Calculating octane number>
The composition of the fuel composition is shown as a value measured in accordance with JIS K 2280-1 "Petroleum products-Determination of octane number, cetane number and cetane index, Part 1: Research octane number".
（実施例２）
燃料組成物用原料として軽質分解ガソリンと軽質改質ガソリン（ＬＦＭＴ）とを準備し、軽質分解ガソリンを５２．５体積％、ＬＦＭＴを１７．５体積％、エタノールを３０体積％の割合で混合し、下記表１に示す組成の燃料組成物を得た。得られた燃料組成物を用いて、実施例１と同様にリーン限界の測定及びオクタン価の算出を行った。結果を表１に示す。
Example 2
Light cracked gasoline and light reformed gasoline (LFMT) were prepared as fuel composition raw materials, and 52.5 vol. % of the light cracked gasoline, 17.5 vol. % of the LFMT, and 30 vol. % of ethanol were mixed to obtain a fuel composition having the composition shown in Table 1 below. Using the obtained fuel composition, the lean limit was measured and the octane number was calculated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
（実施例３）
燃料組成物用原料として軽質分解ガソリンを準備し、軽質分解ガソリンを９０体積％、エタノールを１０体積％の割合で混合し、下記表１に示す組成の燃料組成物を得た。得られた燃料組成物を用いて、実施例１と同様にリーン限界の測定及びオクタン価の算出を行った。結果を表１に示す。
Example 3
Light cracked gasoline was prepared as a raw material for the fuel composition, and 90% by volume of the light cracked gasoline and 10% by volume of ethanol were mixed to obtain a fuel composition having the composition shown in Table 1 below. Using the obtained fuel composition, the lean limit was measured and the octane number was calculated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
（実施例４）
燃料組成物用原料として表３に示す組成のハイオクガソリン相当燃料を準備し、ハイオクガソリン相当燃料を５０体積％、エタノールを５０体積％の割合で混合し、下記表１に示す組成の燃料組成物を得た。得られた燃料組成物を用いて、実施例１と同様にリーン限界の測定及びオクタン価の算出を行った。結果を表１に示す。
Example 4
A fuel equivalent to high-octane gasoline with the composition shown in Table 3 was prepared as a raw material for the fuel composition, and 50% by volume of the fuel equivalent to high-octane gasoline and 50% by volume of ethanol were mixed to obtain a fuel composition with the composition shown in Table 1 below. Using the obtained fuel composition, the lean limit was measured and the octane number was calculated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
（比較例１）
燃料組成物として、下記表３に示す組成のハイオクガソリン相当燃料を準備した。準備した燃料組成物を用いて、実施例１と同様にリーン限界の測定及びオクタン価の算出を行った。結果を表２に示す。
(Comparative Example 1)
As the fuel composition, a fuel equivalent to high-octane gasoline was prepared, having the composition shown in Table 3 below. Using the prepared fuel composition, the lean limit was measured and the octane number was calculated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
（比較例２）
比較例１で用いた燃料組成物とエチル－ｔｅｒｔ－ブチルエーテル（ＥＴＢＥ）とを１：１（体積比）で配合し、下記表２に示す組成の燃料組成物を得た。得られた燃料組成物を用いて、実施例１と同様にリーン限界の測定及びオクタン価の算出を行った。結果を表２に示す。
(Comparative Example 2)
The fuel composition used in Comparative Example 1 and ethyl tert-butyl ether (ETBE) were blended at a volume ratio of 1:1 to obtain a fuel composition having the composition shown in Table 2 below. Using the obtained fuel composition, the lean limit was measured and the octane number was calculated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
（比較例３）
比較例１で用いた燃料組成物と軽質直留ナフサ（ＬＳＲ）とを１：１（体積比）で配合し、下記表２に示す組成の燃料組成物を得た。得られた燃料組成物を用いて、実施例１と同様にリーン限界の測定及びオクタン価の算出を行った。結果を表２に示す。
(Comparative Example 3)
The fuel composition used in Comparative Example 1 was blended with light straight-run naphtha (LSR) at a volume ratio of 1:1 to obtain a fuel composition having the composition shown in Table 2 below. Using the obtained fuel composition, the lean limit was measured and the octane number was calculated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
（比較例４）
燃料組成物用原料として軽質分解ガソリンと軽質直留ナフサ（ＬＳＲ）とを準備し、軽質分解ガソリンを７０体積％、ＬＳＲを３０体積％の割合で混合し、下記表２に示す組成の燃料組成物を得た。
(Comparative Example 4)
Light cracked gasoline and light straight run naphtha (LSR) were prepared as raw materials for the fuel composition, and the light cracked gasoline and the LSR were mixed in a ratio of 70 volume % to 30 volume % to obtain a fuel composition having the composition shown in Table 2 below.
なお、表１～３中、各成分の割合を示す数値の単位は体積％である。 In Tables 1 to 3, the units of the values showing the proportions of each component are volume percent.
Claims (6)
炭素数４～８の炭化水素に占める炭素数４～６の炭化水素の割合が８０体積％以上であり、
炭素数４～６の炭化水素に占める炭素数４～６のオレフィンの割合が１０～８０体積％であり、
芳香族分が５体積％以下である、リーンバーンエンジン用燃料組成物。 Contains 40 to 95% by volume of a hydrocarbon having 4 to 8 carbon atoms and 5 to 60% by volume of ethanol;
the ratio of hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms to the total hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms is 80 volume % or more;
the ratio of olefins having 4 to 6 carbon atoms to the hydrocarbons having 4 to 6 carbon atoms is 10 to 80% by volume;
A fuel composition for lean-burn engines , having an aromatic content of 5% by volume or less .
炭素数４～８の炭化水素に占める炭素数７～８の炭化水素の割合が８０体積％以上であり、
炭素数７～８の炭化水素に占める炭素数７～８のオレフィンの割合が５～４０体積％であり、
芳香族分が１０～５０体積％である、リーンバーンエンジン用燃料組成物。 Contains 40 to 95% by volume of a hydrocarbon having 4 to 8 carbon atoms and 5 to 60% by volume of ethanol;
the ratio of hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms to the total hydrocarbons having 4 to 8 carbon atoms is 80 volume % or more;
the ratio of olefins having 7 to 8 carbon atoms to the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms is 5 to 40 volume %;
A fuel composition for lean-burn engines having an aromatic content of 10 to 50 volume percent .
5. The fuel composition for lean-burn engines according to claim 3 , wherein the proportion of aromatic compounds having 7 to 8 carbon atoms in the hydrocarbons having 7 to 8 carbon atoms is 30 to 50 volume %.
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