(57)【要約】【課題】清浄剤を添加することなく、また燃費を悪化させることなく、吸気バルブデポジットの付着量を従来のガソリンよりも少なくできるガソリン燃料組成物を提供する。【解決手段】本発明に係るガソリン燃料組成物は、炭素数９〜１１の飽和炭化水素を５％以上含有し、蒸留１０容量％留出温度（Ｔ１０）が４０〜７０℃、蒸留５０容量％留出温度（Ｔ５０）が７５〜１００℃、蒸留９０容量％留出温度（Ｔ９０）が１４０〜１７０℃、密度が０．７２〜０．７６ｇ／ｃｍ３、真発熱量が３１，０００Ｊ／ｃｍ３以上、リサーチ法オクタン価が９０以上、全硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下となっている。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数９〜１１の飽和炭化水素を５％以上含有し、
蒸留１０容量％留出温度が４０〜７０℃、蒸留５０容量％留出温度が７５〜１００℃、蒸留９０容量％留出温度が１４０〜１７０℃、
密度が０．７２〜０．７６ｇ／ｃｍ３、
真発熱量が３１，０００Ｊ／ｃｍ３以上、
リサーチ法オクタン価が８９以上、
全硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、
であることを特徴とするガソリン燃料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載されるガソリンエンジンに使用されるガソリン燃料を構成するガソリン燃料組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンの吸気系統、特に吸気バルブにおいては、燃料であるガソリンの重質留分がデポジットとなって付着し、最適な空燃比が保たれず、燃焼性能、排出性能及び運転性能に悪影響を与えることが知られている。
【０００３】
そこで、このデポジット付着を軽減するための方法として、清浄剤をガソリンに添加する方法が一般に採用されている。清浄剤はデポジットを除去し或いはその付着を防止する機能を持ち、例えば、石油連盟著「石油製品の品質と規格」にも述べられているように、アミン類、アミド類などを有効成分とする界面活性剤をそのような清浄剤として利用できる。なお、清浄剤の有効成分としては、特開２００５−３４４１１７号に開示されている、炭化水素置換ポリオキシアルキレンアミンとグリコールエーテル成分を組み合わせたものも提案されている。
【０００４】
一方、清浄剤の添加の他にも、ガソリン燃料の構成を変えることによるデポジット付着の軽減を図る試みもなされており、例えば、特開２００６−１６０９１７号には、清浄剤を含有するガソリン組成物において、重質芳香族分の含有量を低くすることでデポジット付着を軽減する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３４４１１７号
【特許文献２】特開２００６−１６０９１７号
【非特許文献１】石油連盟著「石油製品の品質と規格」第４０頁  昭和５９年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、清浄剤の添加にはコストが掛かり、またガム分増加の要因になり、添加量が多い場合は燃焼室デポジットが増加するという問題があった。
【０００６】
一方、重質芳香族分の含有量を低くする場合、余剰の重質留分を増加させかつガソリン生産得率を低下させるばかりでなく、単位容量あたりの発熱量を低下させ、結果として燃費が悪化するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、清浄剤を添加することなく、また燃費を悪化させることなく、吸気バルブデポジットの付着量を従来のガソリンよりも少なくできるガソリン燃料組成物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】
【０００８】
本発明に係るガソリン燃料組成物は、炭素数９〜１１の飽和炭化水素を５％以上含有し、芳香族炭化水素含有量が３０容量％以下、蒸留１０容量％留出温度（Ｔ１０）が４０〜７０℃、蒸留５０容量％留出温度（Ｔ５０）が７５〜１００℃、蒸留９０容量％留出温度（Ｔ９０）が１４０〜１７０℃、密度が０．７２〜０．７６ｇ／ｃｍ３、真発熱量が３１，０００Ｊ／ｃｍ３以上、リサーチ法オクタン価が９０以上、全硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下である。
【０００９】
本発明は、オクタン価及び揮発性が低く、本来はガソリン燃料用として不適当とみなされていた重質飽和炭化水素の、他の特性に着目してなされたものである。重質飽和炭化水素は、オクタン価及び揮発性は低いものの、不飽和炭化水素に比べて飽和であるがために、比較的デポジットとなりにくく、デポジットの生成を抑制する効果を有する。本発明は、この重質飽和炭化水素の特性を見出し、これを従来不適当とされたガソリン燃料に積極的に利用としたことを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明の各蒸留性状（蒸留１０容量％留出温度、蒸留５０容量％留出温度及び蒸留９０容量％留出温度）は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」による蒸留性状を意味する。密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される１５℃における密度を意味する。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」により測定されるリサーチオクタン価を意味する。芳香族炭化水素含有量は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５３６−１「石油製品−成分試験方法  第１部：蛍光指示薬吸着法」による芳香族炭化水素含有量を意味する。ベンゼン含有量は、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」により測定される、ガソリンエンジン用燃料油組成物中のベンゼン含有量を意味する。全硫黄分は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５４１−２「原油及び石油製品−硫黄分試験方法  第２部：微量電量測定式酸化法」によって得られる硫黄分である。真発熱量は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２７９「原油及び石油製品−発熱量試験方法及び計算による推定方法  ７．３．２  ａ）」によって得られる真発熱量（Ｊ／ｇ）を、密度（ｇ／ｃｍ３）で割った値であり、ガソリンエンジン用燃料油１ｃｍ３あたりの真発熱量（Ｊ）を意味する。炭素数９〜１１の飽和炭化水素含有量は、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」により測定される、ガソリン燃料組成物中の炭素数９〜１１の飽和炭化水素含有量を意味する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のガソリン燃料組成物では、まず、炭素数９〜１１の飽和炭化水素を含有することにより、清浄剤を添加しなくても、吸気バルブデポジットの付着を軽減できる。これは、炭素数９〜１１の飽和炭化水素が比較的デポジットになりにくく、デポジットの生成を抑制する効果があることに起因する。ただし、これら飽和炭化水素の含有量が５容量％以下では、吸気バルブデポジットの付着を軽減する効果が得られないため、ガソリン燃料組成物として必要な性状を維持できる範囲でなるべく高くすることが好ましい。なお、少なくとも６容量％以上であれば、吸気バルブデポジットの付着を軽減できることが確認されている。
【００１２】
一方、本発明の燃料油組成物は、ガソリン燃料に要求される各種性状を満たすため、蒸留１０容量％留出温度（Ｔ１０）が４０〜７０℃、蒸留５０容量％留出温度（Ｔ５０）が７５〜１００℃、蒸留９０容量％留出温度（Ｔ９０）が１４０〜１７０℃となっている。すなわち、蒸留性状のＴ１０が４０℃よりも低い場合は大気中への未燃の炭化水素蒸発量が多くなり、７０℃を越えると低温での始動性が悪化するため、好ましくない。Ｔ５０は、７５℃よりも低い場合は燃料系統でのガソリン蒸気発生によるベーパーロックなどの高温燃料特性が悪化し、１００℃を越えると加速性などの運転性能が低下するため、好ましくない。Ｔ９０は、１４０℃よりも低い場合は燃費が悪くなり、１７０℃よりも高い場合はエンジンオイルの希釈を招くため好ましくない。
【００１３】
本発明のガソリン燃料組成物では、また、燃費に直接的に影響する密度が０．７２〜０．７６ｇ／ｃｍ３となっているので、燃費の悪化を防止できる。なお、密度が０．７２より低いも低い場合には燃料消費率が悪化し、０．７６よりも高い場合は加速性が悪化するため好ましくない。
【００１４】
本発明のガソリン燃料組成物では、更に、燃費に直接的に影響する真発熱量が３１，０００Ｊ／ｃｍ３以上となっているため、燃費の悪化を防止できる。
【００１５】
また、本発明のガソリン燃料組成物では、燃費や吸気バルブデポジットの付着に直接関与することはないものの、リサーチ法オクタン価が８９以上となっているので、エンジンにおけるノッキングの発生を防止し、自動車の運動性能の悪化及び燃焼状態悪化による排ガス性状の悪化を抑えることができる。なお、より高い運動性能やより良い燃焼状態を維持するために、リサーチオクタン価は、一般的なエンジン用としては９０以上が好ましい。また、高圧縮比型自動車エンジン用としては、９８以上が必要となり、９９．５以上が好ましく、１００以上であることがより好ましい。
【００１６】
更に、本発明のガソリン燃料組成物では、燃費や吸気バルブデポジットの付着に直接関与することはないものの、全硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下となっているため、エンジン排出ガス浄化装置の触媒に対し硫黄分が及ぼす悪影響を抑え、大気汚染物質である窒素酸化物、一酸化炭素、ベンゼン等を含む未燃炭化水素の排出量の増加を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のガソリン燃料組成物は、一般的なガソリン基材と炭素数９〜１１の飽和炭化水素とを混合することで製造できる。なお、一般的なガソリン基材としては、例えば、以下に示すものが挙げられる。
【００１８】
「脱硫軽質ナフサ」
原油の常圧蒸留装置から得られるナフサを脱硫し、次いで蒸留によって沸点の低い留分に分留して得られる基材である。
「異性化ガソリン」
前記脱硫軽質ナフサを異性化して得られる基材である。
「接触改質ガソリン」
前記脱硫軽質ナフサを、プラットフォーミング法等の接触改質法により改質して得られる基材である。
「脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン」
前記接触改質ガソリンを蒸留によってベンゼンより沸点の低い留分に分留して得られる基材である。
「ラフィネート留分」
前記接触改質ガソリンから蒸留により沸点の高い留分として分留して得られる重質接触改質ガソリンを更に蒸留し、そこからベンゼン留分を分留して得られた留分を、スルフォラン溶剤等を用いてベンゼンを抽出除去した残りとして得られる基材である。
「炭素数７、炭素数８若しくは炭素数９以上の接触改質ガソリン」
前記接触改質ガソリンから蒸留により沸点の高い留分として分留して得られる重質接触改質ガソリンを更に蒸留し、そこからベンゼン留分を分留した残りの留分を更に蒸留し、炭素数毎に分留して得られる基材である。
「分解ガソリン」
重油を接触分解、或いは水素化分解して得られる基材である。
「熱分解ガソリン」
重油を熱分解して得られる基材である。
「軽質分解ガソリン及び重質分解ガソリン」
重油を分解して得られた前記分解ガソリンを蒸留により沸点の低い留分と沸点の高い留分に分留して得られる基材である。
「アルコール或いはエーテル類の含酸素化合物」
具体的には、アルコール類としてメタノール、エタノール、プロパノール等が挙げられ、エーテル類としては、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）等が挙げられる。
【００１９】
また、炭素数９〜１１の飽和炭化水素として、例えば、ｎ（ノルマル）／ｉｓｏ（イソ）−パラフィン混合留分やｉｓｏ−パラフィン留分を用いることができる。ｎ／ｉｓｏ−パラフィン混合留分は、例えば、天然ガス、石炭等から部分酸化、スチームリフォーミング等で合成ガスを得て、フィッシャー・トロプシュ反応により長鎖のアルキル炭化水素重合油にし、その後、水素化分解および蒸留を行うことにより得ることができる。また、ｉｓｏ−パラフィン留分は、主に重油の接触分解装置や熱分解装置等から副生されるブテンやプロピレンなどの不飽和炭化水素を含む炭素数２〜５の留分を、例えばＩＦＰポリナフサプロセスなどの重合プロセスを利用して、重合および水素化処理することによって得ることができる。
【００２０】
炭素数９〜１１の飽和炭化水素は既述の通りオクタン価及び揮発性が低いため、上記ガソリン基材の混合比率を従来のガソリン燃料組成物と同様とした場合、ガソリン燃料として必要なオクタン価や蒸留性状が得られなくなる。そのため、最終的に得られるガソリン燃料が、本発明のガソリン燃料組成物の諸条件を満足するように配合する必要がある。そして、それら条件を満足させる場合、上記ガソリン基材、及びｎ／ｉｓｏ−パラフィン混合留分及びｉｓｏ−パラフィン留分（炭素数９〜１１の飽和炭化水素）の比率は、概ね以下のようになる。
脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン：０〜２０容量％
炭素数７の接触改質ガソリン    ：０〜３０容量％
炭素数９以上の接触改質ガソリン：０〜２０容量％
異性化ガソリン                ：０〜３０容量％
ラフィネート留分              ：０〜２０容量％
軽質分解ガソリン              ：０〜５０容量％
脱硫重質分解ガソリン          ：０〜４０容量％
アルキレート                  ：０〜３０容量％
ブタン・ブチレン留分          ：０〜８容量％
ｎ／ｉｓｏ−パラフィン混合留分：０〜２０容量％
ｉｓｏ−パラフィン留分        ：０〜２０容量％
【００２１】
なお、採用されるガソリン基材の種類は、製油所の装置構成等の条件に応じ適宜選択されるものであり、全ての種類の基材が混合される必要は無い。従って、採用しない種類の混合比率は０容量％となる。ただし、ｎ／ｉｓｏ−パラフィン混合留分とｉｓｏ−パラフィン留分の和は、５容量％以上とする必要がある。
【００２２】
また、上記ガソリン基材及び炭素数９〜１１の飽和炭化水素の他、必要に応じて公知の燃料油添加剤を１種又は２種以上配合してもよい。具体的には、フェノール系、アミン系などの酸化防止剤、アミンカルボニル縮合化合物などの金属不活性化剤、有機リン系化合物などの表面着火防止剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などの帯電防止剤、アゾ染料などの着色剤を挙げることができる。
【実施例】
【００２３】
表１に示す性状の、炭素数７の接触改質ガソリン（ＴＯＬ−ＳＤ）、炭素数９以上の芳香族を主成分とする接触改質ガソリン（ＳＭ−ＲＥＦ）、異性化ガソリン（ＩＳＯＭ）、軽質分解ガソリン（ＬＣＣＧ）、アルキレート（ＡＬＫＹ）、ｎ／ｉｓｏ−パラフィン混合留分（ｎ／ｉ−パラ）及びｉｓｏ−パラフィン留分（Ｉ−パラ）を用い、実施例１および実施例２の各試料油を調製した。そして、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０２「自動車ガソリン」に相当する市販のレギュラーガソリンを比較例１および比較例２とし、吸気バルブデポジット（ＩＶＤ）試験を行った。
【表１】
2008074981.tif 000002
【００２４】
吸気バルブデポジット（ＩＶＤ）試験には、直列４気筒、排気量が１９９８ｃｃ、燃料噴射方式がマルチポイントインジェクションのエンジンを用いた。運転条件は、実車６０ｋｍ／ｈ相当でエンジン回転数２３００ｒｐｍ、吸入負圧４７０ｍｍＨｇと、実車１００ｋｍ／ｈ相当でエンジン回転数３２００ｒｐｍ、吸入負圧３５０ｍｍｈｇとして、図１に示す運転のパターンを１５００サイクル（１００時間）行い、運転前後における各吸気バルブの重量差から、バルブ１本あたりの平均デポジット生成量を求めた。試験の結果を、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２の性状とともに、表２に示す。
【表２】
2008074981.tif 000003
【００２５】
この結果、実施例１及び実施例２の容量あたりの発熱量は、市販のレギュラーガソリンと同等であることから、市販のレギュラーガソリンと同程度の燃費を期待できることが確認できた。また、実施例１及び実施例２の吸気バルブデポジットの付着量は、市販のレギュラーガソリンより少ないことも確認できた。従って、本発明に係るガソリン燃料組成物は、燃費を悪化させることなく、吸気バルブデポジットの付着を軽減できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】吸気バルブデポジット（ＩＶＤ）試験の運転パターンを示すグラフである。
【図１】
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