(57)【要約】【課題】優れたデポジット抑制効果を有する無鉛ガソリンを提供する。【解決手段】無鉛ガソリンは、清浄剤としてフェナントレン、ピレン、又はテトラメチルベンゼンを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
清浄剤としてフェナントレン、ピレン、又はテトラメチルベンゼンを含む無鉛ガソリン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無鉛ガソリンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等のガソリンエンジンにおいて、デポジット（堆積物）の生成を低減することが求められている。特許文献１には、無鉛ガソリンにポリエーテルアミン（ＰＥＡ）系清浄剤及びポリイソブテンアミン（ＰＩＢＡ）系清浄剤を配合することにより、吸気バルブデポジットの生成を抑制できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０６３３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、優れたデポジット抑制効果を有する新たな無鉛ガソリンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に従えば、清浄剤としてフェナントレン、ピレン、又はテトラメチルベンゼンを含む無鉛ガソリンが提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の無鉛ガソリン由来の生成物（硬化物）は硬さが低いため、デポジットとしてエンジン内の部品に付着し難い。そのため、本発明の無鉛ガソリンは優れたデポジット抑制効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１〜３及び比較例１〜３における加熱温度と硬化物の硬さの関係を示すグラフである。
【図２】実施例２及び比較例１、４における加熱温度と硬化物の硬さの関係を示すグラフである。
【図３】比較例１の硬化物の生成量を基準とした、実施例１〜３及び比較例４の硬化物の生成量の比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施形態の無鉛ガソリンは、清浄剤としてフェナントレン、ピレン、又はテトラメチルベンゼンを含む。これらの清浄剤を一種又は数種組み合わせて含有させてよい。フェナントレンは３環芳香族炭化水素、ピレンは４環芳香族炭化水素、テトラメチルベンゼンは単環芳香族炭化水素である。
【０００９】
従来、３環以上の芳香族成分をガソリンに添加するとデポジット量が増加すると考えられており、３環以上の芳香族成分は所定の割合以下に留めるべきであると考えられていた。本発明者らは、鋭意研究の結果、４環以下の芳香族を添加したガソリンから生じる硬化物は硬さが低いことを見出した。硬化物の量は無添加のガソリンと比べて増加するが、硬化物が軟らかいため、エンジン内で堆積せずに流動し易い。そのため、４環以下の芳香族を添加したガソリンはデポジット生成量が小さい。
【００１０】
本発明者らの研究によれば、従来のガソリンからのデポジット生成には二段階の過程がある。第一の過程は、約１００〜１５０℃で進行する。この温度範囲では、ガソリンが気化するものと重合して鎖状重合体となるものに分かれる。鎖状重合体の平均分子量は１０００を超える。鎖状重合体は水素結合によって網目構造を形成し、硬化物となる。この硬化物がエンジン内に堆積することでデポジットとなる。水素結合は熱に弱いため、第一の過程で生じたデポジットは加熱により軟化する。つまり、第一の過程で生じるデポジットは、約１００〜１５０℃の範囲内では熱可塑性である。第二の過程は、約１６０〜２５０℃で進行する。第二の過程では、第一の過程で生じたデポジット中の水素結合が共有結合に変わる。その結果、デポジット中で共有結合からなる網目構造が形成されるため、デポジットが熱硬化性となる。実施形態のガソリンに添加されているフェナントレン、ピレン、及びテトラメチルベンゼンは、第一の過程で生成する硬化物の硬さを減じ、硬化物の堆積、すなわちデポジットの生成を抑制する。
【００１１】
無鉛ガソリン中の上記清浄剤の添加量は０．１〜５ｗｔ％であってよい。清浄剤を数種組み合わせて無鉛ガソリンに含有させる場合は、各清浄剤の添加量の合計が０．１〜５ｗｔ％であってよい。清浄剤の添加量が０．ｌｗｔ％未満であると、ガソリンから生じる硬化物の軟化効果が小さい。清浄剤の添加量が５ｗｔ％を超えると、ガソリンから生じる硬化物の軟化効果は得られるものの、生じる硬化物の量が多いため、デポジットの抑制効果が小さい。
【００１２】
無鉛ガソリンを製造するために用いる基材については、特に制限はないが、例えば、以下のような各種留分を適宜配合したものを基材として用いることができる。
【００１３】
（イ）重質の直留ナフサなどを接触改質法（プラットフォーミング法、マグナフォーミング法、アロマイジング法、レニフォーミング法、フードリフォーミング法、ウルトラフォーミング法、パワーフォーミング法等）により、水素気流中で高温・加圧下で触媒（例えば、アルミナ担体に白金やロジウムと塩素とを担持したもの等）と接触処理して得られた改質ガソリンからベンゼン留分を蒸留により取り除いた脱ベンゼン接触改質ガソリン。
（ロ）上記接触改質法により接触処理して得られた改質ガソリンを蒸留により、軽質留分、ベンゼン留分、重質留分に分けた内の軽質留分（脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン）及び重質留分（脱ベンゼン重質接触改質ガソリン）。
（ハ）灯・軽油から常圧残油に至る石油留分、好ましくは重質軽油や減圧軽油を、従来から知られている接触分解法、特に流動接触分解法（ＵＯＰ法、シェル二段式法、フレキシクラッキング法、ウルトラオルソフロー法、テキサコ法、ガルフ法、ウルトラキャットクラッキング法、ＲＣＣ法、ＨＯＣ法等）により、固体酸触媒（例えば、シリカ・アルミナにゼオライトを配合したもの等）で分解して得られた接触分解ガソリン、又はそれを蒸留して得られる軽質接触分解ガソリン。
（ニ）イソブタンと低級オレフィン（ブテン、プロピレン等）を原料として、酸触媒（硫酸、フッ化水素、塩化アルミニウム等）の存在下で反応させて得られるアルキレート。
（ホ）原油や粗油等の常圧蒸留時、改質ガソリン製造時、あるいは分解ガソリン製造時等に蒸留して得られるブタン、ブテン類を主成分としたＣ４留分。
（ヘ）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アイソメレート、あるいはアイソメレートを精密蒸留して得られるイソペンタン、接触改質ガソリンから得られるトルエン、キシレン、あるいは炭素数９以上の芳香族を主体とする成分等。
【００１４】
さらに、無鉛ガソリンには、必要に応じて、各種の添加剤を適宜配合することができる。このような添加剤としては、フェノール系、アミン系等の酸化防止剤、チオアミド化合物等の金属不活性剤、有機リン系化合物等の表面着火防止剤、長鎖脂肪族エステル・アミン等の摩擦調整剤、多価アルコール及びそのエーテル等の氷結防止剤、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等の助燃剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤等の帯電防止剤、アルケニル琥珀酸エステル等の錆止め剤、及びアゾ染料等の着色剤等、公知の燃料添加剤が挙げられる。これらを一種又は数種組み合わせて添加することができる。これら燃料添加剤の添加量は任意であるが、通常、その合計添加量が０．１質量％以下としてよい。
【００１５】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができる。
【実施例】
【００１６】
以下に本発明の内容を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。
【００１７】
実施例１
ＪＩＳ  Ｋ  ２２０２等に規定される通常のガソリンに、フェナントレン（３環芳香族、炭素数１４）を５ｗｔ％添加してフェナントレン添加ガソリンを調製した。
【００１８】
実施例２
フェナントレンの代わりにピレン（４環芳香族、炭素数１４）をガソリンに添加したこと以外は実施例１と同様にして、ピレン添加ガソリンを調製した。
【００１９】
実施例３
フェナントレンの代わりにテトラメチルベンゼン（単環芳香族、炭素数１０）をガソリンに添加したこと以外は実施例１と同様にして、テトラメチルベンゼン添加ガソリンを調製した。
【００２０】
比較例１
フェナントレンの添加を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして、無添加ガソリンを調製した。
【００２１】
比較例２
フェナントレンの代わりにナフタレン（２環芳香族、炭素数１０）をガソリンに添加したこと以外は実施例１と同様にして、ナフタレン添加ガソリンを調製した。
【００２２】
比較例３
フェナントレンの代わりにトリメチルベンゼン（単環芳香族、炭素数９）をガソリンに添加したこと以外は実施例１と同様にして、トリメチルベンゼン添加ガソリンを調製した。
【００２３】
比較例４
フェナントレンの代わりにＰＩＢＡ（ポリイソブテンアミン）をガソリンに添加したこと以外は実施例１と同様にして、ＰＩＢＡ添加ガソリンを調製した。
【００２４】
実施例１〜３、及び比較例１〜４のガソリンをそれぞれＳＵＳ平板とともにオートクレーブに入れ、ＮＯｘ雰囲気中で加熱した。加熱温度は１００〜２５０℃、圧力は０．９ＭＰａ、加熱時間は８時間とした。その後、ＳＵＳ平板に付着した硬化物の量及び硬さ（ヤング率）を測定した。
【００２５】
ヤング率はナノインデンテーション法により求めた。具体的には、硬化物の表面に圧子で垂直に荷重を加え、その後除荷し、その間の圧子の変位を測定した。除荷時の荷重−変位曲線の傾きから剛性パラメータＳを求め、下記式（１）により合成ヤング率Ｅｒを求めた。さらに、下記式（２）により硬化物のヤング率Ｅｓを求めた。なお、式（１）、（２）中、Ａは圧子と硬化物の接触面積、Ｖｓは硬化物のポアソン比、Ｖｉは圧子のポアソン比、Ｅｉは圧子のヤング率を表している。
Ｅｒ＝√π／２×Ｓ／√Ａ    ・・・（１）
Ｅｓ＝（１−Ｖｓ２）×［１／Ｅｒ−（１−Ｖｉ２）／Ｅｉ］−１    ・・・（２）
【００２６】
実施例１〜３及び比較例１〜３のガソリンについて、加熱温度と硬化物の硬さの関係を図１に示す。加熱温度１１０〜１５０℃において、実施例１〜３のガソリンから生じた硬化物の硬さは比較例１の無添加ガソリンから生じた硬化物の硬さよりも低かった。一方、比較例１、２のガソリンから生じた硬化物の硬さは比較例１の無添加ガソリンから生じた硬化物の硬さと同等であった。
【００２７】
実施例２及び比較例１、４のガソリンについて、加熱温度と硬化物の硬さの関係を図２に示す。比較例４のガソリンから生じた硬化物の硬さは比較例１の無添加ガソリンから生じた硬化物の硬さよりも低かった。
【００２８】
比較例１の加熱温度１３０℃と１５０℃における硬化物生成量を基準とした、実施例１〜３及び比較例４の加熱温度１３０℃及び１５０℃における硬化物生成量の比を図３に示す。
【００２９】
実施例１〜３及び比較例４のいずれにおいても、無添加ガソリンと比べて硬化物の生成量が３〜１０倍に増加した。しかし、上述のように実施例１〜３及び比較例４の硬化物は硬さが低いため、エンジン内でデポジットとなることなく流動する。そのため、実施例１〜３及び比較例４のガソリンによりエンジン内のデポジットを抑制できる。また、実施例１、３の硬化物生成量は実施例２及び比較例４よりも小さかったことから、実施例１、３のガソリンはエンジン内のデポジット生成の抑制効果が特に高い。
【００３０】
なお、実施例１〜２では４環以下の芳香族炭化水素を、実施例３では炭素数１０の単環芳香族炭化水素を添加したが、５環以上の芳香族炭化水素又は炭素数１１以上の単環芳香族炭化水素を添加した場合、比較例１の１０倍を超える硬化物が生成されることが予想される。また、生成する硬化物の硬さは、実施例１〜３と比べて高くなることが予想される。したがって、５環以上の芳香族炭化水素及び炭素数１１以上の単環芳香族炭化水素は、エンジン内のデポジット抑制効果が小さい。
【図１】
2020094161.tif 000002
【図２】
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【図３】
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