(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンエンジン用燃料を構成する複数の基材のパラフィン炭化水素、オレフィン炭化水素、および、芳香族炭化水素の含有量を測定し、
またそのパラフィン炭化水素の各化合物の含有量を測定して、その化合物固有のアンチノッキング指数を含有量で重み付けをして各基材のアンチノッキング指数を算定し、
パラフィン炭化水素、オレフィン炭化水素、および、芳香族炭化水素の含有量、並びに、アンチノッキング指数が所定の範囲になるように各基材を配合するガソリンエンジン用燃料の製造方法であり、
アンチノッキング指数の算定において、化合物を構成する一の炭素とそれ以外の他の炭素との関係を、一の炭素の結合状態、他の炭素の結合状態、および、一の炭素と他の炭素の間にある炭素数との組合せから決まるアンチノッキング数で表すこととし、
化合物を構成するすべての炭素を前記一の炭素として、各炭素についてアンチノッキング数を求め、その総和として化合物のアンチノッキング指数を求めることを特徴とするガソリンエンジン用燃料の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の組合せから決まるアンチノッキング数として表１の値を用いた場合に、アンチノッキング指数が−６３以上であり、パラフィン炭化水素含有量が４０容量％以上、オレフィン炭化水素含有量が５容量％以上、および、芳香族炭化水素含有量が５容量％以上になるように各基材を配合する請求項１記載のガソリンエンジン用燃料の製造方法。
【表１】
0003630358.tif 000010
【請求項３】
パラフィン炭化水素を４５容量％以上、オレフィン炭化水素を５容量％以上、および、芳香族炭化水素を５容量％以上含有し、パラフィン炭化水素の各化合物を構成する一の炭素とそれ以外の他の炭素との関係を、一の炭素の結合状態、他の炭素の結合状態、および、一の炭素と他の炭素の間にある炭素数から前記表１に示されたアンチノッキング数を求め、炭素間のすべての組合せにおけるアンチノッキング数の総和として求められる化合物固有のアンチノッキング指数をその化合物の含有量で重み付をしたアンチノッキング指数が−５０．８以上であるガソリンエンジン用燃料。
【請求項４】
パラフィン炭化水素を４５容量％〜７０容量％、オレフィン炭化水素を５容量％〜１５容量％であり、アンチノッキング指数が−６０〜−３５であり、リサーチ法オクタン価が９６％以上、センシティビティが１０．１以下、１５℃密度が０．７８３ｇ／ｃｍ３以下、かつ、５０％留出温度が７５℃〜１１０℃である請求項３記載のガソリンエンジン用燃料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、どのような運転状態においてもノッキングを生じにくいガソリンエンジン用燃料、および、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジン用燃料（いわゆる、ガソリン）では、ノッキングの起こり難いことが重要であり、その性能指標としてオクタン価が用いられている。オクタン価は、エンジンを実際に運転して測定するものであり、その測定法によりリサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）とモータ法オクタン価（ＭＯＮ）がある。
【０００３】
また、ガソリンエンジン用燃料は、原油などの蒸留から得られた石油留分や、それらを改質、分解などの工程により精製した基材を原料とし、基材を配合することにより製造されている。基材の特性は、原料に用いた原油や、精製工程の運転条件により多様に変化する。このため、通常、製造工程におけるオクタン価の管理は、基材のオクタン価を測定し、目標となるオクタン価を得る配合を予想し、実際にその配合を調製してオクタン価を実測している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたオクタン価を実測する手法は、すなわち現実にエンジンを稼動させて測定する段階を経る手法は、繁雑であり、コスト的にも不利である。その上、バッチ的な測定に限定されるので、基材組成に変化があった場合など十分追随することができないため最適化の達成が不十分となることがある。
【０００５】
そこで、より簡易に、とくに実機運転してオクタン価を測定することなしに、基材のパラメーターの測定のみによる高い精度で目標のオクタン価を達成する配合法が要望される。そこで、基材を測定して得られるパラメータのみを用いて、従来よりも高い精度で最適な配合を決定する方法が必要となる。
【０００６】
特に、リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）とモータ法オクタン価（ＭＯＮ）をともに規格値以上とする配合が必要であるが、これらを正確に予想できない場合、規格に対し余裕を持ったオクタン価となるように配合を決めることとなり、製造コストの増加をまねいている。そこで、ＲＯＮとＭＯＮがともに高い配合をオクタン価を測定することなしに基材の性状から規定する方法が必要となる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するもので、その目的は、基材を測定して得られるパラメータのみを用いて、最適な配合を、特にリサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）とモータ法オクタン価（ＭＯＮ）がともに高い配合によるガソリン燃料およびその製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるガソリンエンジン用燃料の製造方法は、
（１）ガソリンエンジン用燃料を構成する複数の基材のパラフィン炭化水素、オレフィン炭化水素、および、芳香族炭化水素の含有量を測定し、
（２）また、そのパラフィン炭化水素の各化合物の含有量を測定して、その化合物固有のアンチノッキング指数を含有量で重み付けをして各基材のアンチノッキング指数を算定し、
（３）パラフィン炭化水素、オレフィン炭化水素、および、芳香族炭化水素の含有量、並びに、アンチノッキング指数が所定の範囲になるように各基材を配合することによるものである。
【０００９】
アンチノッキング指数の算定において、
化合物を構成する一の炭素とそれ以外の他の炭素との関係を、一の炭素の結合状態、他の炭素の結合状態、および、一の炭素と他の炭素の間にある炭素数との組み合わせから決まるアンチノッキング数で表すこととし、
化合物を構成するすべての炭素を一の炭素として、各炭素の組み合わせについてアンチノッキング数を求め、その総和として化合物のアンチノッキング指数を求めることが好ましい。
【００１０】
特に、組み合わせから決まるアンチノッキング数として表１の値を用いた場合に、アンチノッキング指数が−６０以上であり、パラフィン炭化水素含有量が４５容量％以上、オレフィン炭化水素含有量が５容量％以上、および、芳香族炭化水素含有量が５容量％以上になるように各基材を配合することが好ましい。
【００１１】
本発明によるガソリンエンジン用燃料は、
パラフィン炭化水素を４５容量％以上、オレフィン炭化水素を５容量％以上、および、芳香族炭化水素を５容量％以上含有し、
パラフィン炭化水素の各化合物を構成する一の炭素とそれ以外の他の炭素との関係を、一の炭素の結合状態、他の炭素の結合状態、および、一の炭素と他の炭素の間にある炭素数から決まる表１に示されたアンチノッキング数をもとめ、炭素間のすべての組み合わせにおけるアンチノッキング数の総和として求められる化合物固有のアンチノッキング指数をその化合物の含有量で重み付けしたアンチノッキング指数が−６０以上であるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（定量分析）
ガソリンエンジン用燃料およびその基材のパラフィン炭化水素、オレフィン炭化水素、および、芳香族炭化水素は、ガスクロマトグラフィなどの定量分析手段により化合物が分離でき、定量することができる。
【００１３】
（パラフィン炭化水素のアンチノッキング指数）
アンチノッキング指数は、炭化水素を構成する各炭素間のアンチノッキング数の総和から求められる。アンチノッキング数は、一の炭素の結合状態と、それ以外の炭素である他の炭素の結合状態、及び、それらの間の炭素数により表２のように決まる。結合状態とは、第１（プライマリー）炭素、第２（セカンダリー）炭素、および、第３（ターシャリー）炭素の区別である。これらの組み合わせをｐ１ｐなどの記号で表す。炭化水素に炭素がｎ個含まれている場合、｛（ｎ−１）＋（ｎ−２）・・・＋２＋１｝個の炭素間の組み合わせがあり、それらのアンチノッキング数の総和がアンチノッキング指数となる。なお、炭素鎖８以上のパラフィン炭化水素のアンチノッキング指数は、−１３８．８とする。
【００１４】
【表２】
0003630358.tif 000002
【００１５】
アンチノッキング指数の求め方を、２−メチルブタンを例として説明する。説明のため、化１に示すように２−メチルブタンの炭素を、１位から４位までの炭素をＣ１〜Ｃ４と表し、２位に分岐している炭素をＣ０で表す。
【００１６】
【化１】
0003630358.tif 000003
【００１７】
まず、炭素Ｃ０を−の炭素と見なし、炭素Ｃ１〜Ｃ４をそれぞれ他の炭素として、表１からアンチノッキング数を求め、これらの値を表３にまとめる。
【００１８】
【表３】
0003630358.tif 000004
【００１９】
同様に、炭素Ｃ１〜Ｃ４をそれぞれ一の炭素と見なし、アンチノッキング数を求める。これらの組み合わせを、表２の記号を用いて表４にまとめる。
【００２０】
【表４】
0003630358.tif 000005
【００２１】
すべての組み合わせにおけるアンチノッキング数の和を算出すると、
１×｛ｐ２ｐ｝＋２×｛ｐ３ｐ｝＋１×｛ｐ１ｓ｝＋２×｛ｐ２ｓ｝＋２×｛ｐ１ｔ｝＋１×｛ｐ２ｔ｝＋１×｛ｓ１ｔ｝＝−４７．１５
となり、２−メチルブタンのアンチノッキング指数：−４７．１５が求まる。
【００２２】
なお、前記表１で示した数値は、オクタン価が実測されている４４種の飽和炭化水素の化学構造を上記のような手法でパラメータ化し（上記２−メチルブタンの場合には、（ｐ２ｐ）＋２（ｐ３ｐ）＋（ｐ１ｓ）＋２（ｐ２ｓ）＋２（ｐ１ｔ）＋（ｐ２ｔ）＋（ｓ１ｔ）となる）、これらのパラメータをオクタン価の実測値（ＲＯＮ）に基づき重回帰分析により数値化したものである。
【００２３】
（基材のアンチノッキング指数）
基材のアンチノッキング指数は、基材に含まれる化合物のアンチノッキング指数をその含有量で重みづけして求めることができる。具体的には、まず、基材に含まれるパラフィン炭化水素のアンチノッキング数を上述の方法により求める、または、前もって各パラフィン炭化水素のアンチノッキング数を用意しておく。次に、基材に含まれるパラフィン炭化水素の各化合物の含有量を定量分析する。その後、
［各化合物のアンチノッキング指数］×［その化合物が基材中のパラフィン炭化
水素にしめる体積割合％］／１００
を各化合物について求めてその総和を基材のアンチノッキング指数とする。
【００２４】
（燃料のアンチノッキング指数）
燃料のアンチノッキング指数は、燃料に含まれる基材のアンチノッキング指数をその含有量で重みづけして求めることができる。具体的には、各基材のアンチノッキング指数を求めた後、
［各基材のアンチノッキング指数］×［その基材が燃料全体にしめる体積割合％］／１００
を各基材について求めてその総和を燃料のアンチノッキング指数とする。
【００２５】
燃料のアンチノッキング指数は、−６３以上、特には、−６０〜−３５であることが、オクタン価を高くできることから好ましい。
【００２６】
（炭化水素含有量）
ガソリンエンジン用燃料中に、パラフィン炭化水素は４０容量％以上、特には、４５〜７０容量％、オレフィン炭化水素は５容量％以上、特には、５〜１５容量％、および、芳香族炭化水素は５容量％以上、特には、５〜２５容量％、含まれていることが好ましい。パラフィン炭化水素の含有量が低い場合には、アンチノッキング指数が大きくてもオクタン価を高くすることができない。
【００２７】
ガソリンエンジン用燃料としては、リサーチ法オクタン価が８９以上、特には９６以上であり、１５℃密度が０．７８３ｇ／ｃｍ２以下であり、５０％留出温度が７５℃〜１１０℃であり、３７．８℃蒸気圧が４４ｋＰａ〜８９ｋＰａであることが好ましい。
【００２８】
（燃料用基材）
本発明に使用する燃料基材としては、特に制限はなく、石油留分などの炭化水素を主成分とする各種基材を用いることができる。
【００２９】
本発明による燃料には、メチルターシャリーブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、ターシャリーアミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ）などの含酸素化合物をさらに加えることもできる。
【００３０】
【実施例】
ガソリンの製造を実施例として、以下、本発明を説明する。
【００３１】
（基材）
基材として表５に示す基材を用いた。パラフィン分、オレフィン分、芳香族分は、ガスクロマトグラフィにより化合物を同定し、定量分析することにより求めた。パラフィン炭化水素化合物の分析結果から、アンチノッキング指数を求めた。例として、基材１の主なパラフィン炭化水素化合物の分析結果を表６に示す。
【００３２】
【表５】
0003630358.tif 000006
【００３３】
【表６】
0003630358.tif 000007
【００３４】
（燃料の調製）
基材１〜５を表７の配合割合で混合し、供試燃料１〜５を調製した。この供試燃料の性状を表８に示す。なお、各基材のオクタン価の加成性から予想されるオクタン価を併せて示した。
【００３５】
【表７】
0003630358.tif 000008
【００３６】
【表８】
0003630358.tif 000009
【００３７】
この実施例からわかるように、供試燃料１〜３、特にアンチノッキング指数が−５５以上である供試燃料１〜２では、リサーチ法オクタン価とモータ法オクタン価がともに高くなることがわかる。しかし、パラフィン含有量が４０％以下である供試燃料４〜５では、オクタン価が低く、リサーチ法オクタン価とモータ法オクタン価の差であるセンシティビティが高い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によるガソリンエンジン用燃料および製造方法は、パラフィン炭化水素、オレフィン炭化水素、および、芳香族炭化水素の含有量とともに、パラフィン炭化水素の各化合物の含有量から決まるアンチノッキング指数を所定の範囲に定めたものである。本発明の方法によれば、従来のようにオクタン価を実測するという繁雑な手段を要せずに、基材の分析データのみを用いて簡易に最適な配合を得ることができる。また、リサーチ法オクタン価とモータ法オクタン価とがともに高いガソリンエンジン用燃料が得られ、その製造も確実に可能である。