(57)【要約】【課題】排出ガス中の有害成分の含有量を低減し得るとともに、優れた自動車の運転性能を有し、かつ安定性にも優れた燃料油組成物を提供すること。【解決手段】オレフィン分が１容量％未満、芳香族分が２０容量％以下、硫黄分が５重量ｐｐｍ以下、ベンゼン含有量が１容量％以下、７０℃留出量が２３〜４０容量％、５０％留出温度が７５〜１１０℃、リード蒸気圧が４４〜９３ｋＰａ、ベーパーロックインデックスが９００〜１１００、リサーチ法オクタン価が８９以上、及び、１５℃における密度が０．６７〜０．７８ｇ／ｃｍ３である燃料油組成物。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレフィン分が１容量％未満、芳香族分が２０容量％以下、硫黄分が５重量ｐｐｍ以下、ベンゼン含有量が１容量％以下、７０℃留出量（Ｅ７０）が２３〜４０容量％、５０％留出温度（Ｔ５０）が７５〜１１０℃、リード蒸気圧（ＲＶＰ）が４４〜９３ｋＰａ、ベーパーロックインデックス（ＶＬＩ）が９００〜１１００、リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が８９以上、及び、１５℃における密度が０．６７〜０．７８ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする燃料油組成物。
【請求項２】
脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンを０〜３５容量％、脱ベンゼン重質接触改質ガソリンを０〜２０容量％、脱ベンゼン接触改質ガソリンを０〜５０容量％、軽質ナフサを５〜２０容量％、及び、アルキレートを１０〜５０容量％含有することを特徴とする請求項１に記載の燃料油組成物。
【請求項３】
酸化防止剤を実質的に含有しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料油組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用燃料油組成物に関する。更に詳しくは、環境に配慮して排出ガス中の有害成分の含有量を低減すると共に、優れた自動車の始動性、アンチノック性、加速性等の運転性能及び安定性を有する、特定の性状を有する燃料油組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境改善の観点から、自動車においては、燃料面からの排出ガス中の有害成分の低減に向けた取り組みが種々行われている。
一般に、自動車の排出ガス中の有害成分（窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等）の低減には、燃料油中の芳香族分やオレフィン分を低減することが有効であることが知られている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。例えば、光化学反応性に富むオレフィン分は、光化学スモッグ発生の要因であり、そのため、ガソリン中のオレフィン分や芳香族分の低減が検討されている。
しかし、芳香族分は高オクタン価基材であるため、芳香族分の大幅な低減はガソリンのオクタン価低下を招く場合がある。また、オレフィン分を低減することで環境への負荷を小さくすることは可能であるが、基材性状や混合比率によっては、蒸留性状に悪影響が及ぼされる場合がある。その結果、自動車の良好な始動性、アンチノック性、加速性等の運転性能を確保し難い場合がある。したがって、排出ガス中の有害成分の低減と、良好な始動性、アンチノック性、加速性等の運転性能とを両立させた自動車用燃料油が求められている。
【０００３】
そこで、従来から、この排出ガス中の有害成分の低減と良好な運転性能とを両立させた燃料油の提供を目的とした、例えば高オクタン価の芳香族分を少なくし、それに代わる高オクタン価成分を配合した燃料油などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、近年、環境問題から新エネルギー技術として燃料電池が脚光を浴びている。この燃料電池は、水素と酸素を電気化学的に反応させることにより発電するものであって、エネルギーの利用効率が高い利点があり、自動車などの動力源して注目されている。また、この燃料電池に用いる水素源として、インフラ（供給システム）の整備されている燃料油を改質触媒の存在下に水蒸気改質又は部分酸化改質処理して発生させた水素を利用することが盛んに研究されており、内燃機関エンジンと燃料電池に共用できる燃料の提供を目的とした、例えばアルキレートを一定量以上含有し、一定の性状を有する燃料油なども提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３０２３５９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６２１６３号公報
【非特許文献１】
Ｓａｔｏｓｈｉ  Ｙａｍａｚａｋｉ、他５名，「ＳＡＥ  Ｐａｐｅｒ」，９２２１８２，１９９２年
【非特許文献２】
田中俊明、他５名，「自動車技術会学術講演会前刷集９５２」，１９９５年，ｐ．１８７−１９０
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のとおり環境への負荷が少ない燃料が求められている状況を鑑み、排出ガス中の有害成分の含有量を低減し得るとともに、優れた自動車の運転性能を有し、更には安定性にも優れた燃料組成物を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の成分組成、特定の蒸留性状、及び特定の蒸気圧を始めとする特定の物性を兼ね備えた性状を有する燃料組成物により、上記目的を達成し得ることを見出し、またこの燃料組成物が安定性に優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、上記目的を達成するために、次の燃料油組成物を提供する。（１）オレフィン分が１容量％未満、芳香族分が２０容量％以下、硫黄分が５重量ｐｐｍ以下、ベンゼン含有量が１容量％以下、７０℃留出量（Ｅ７０）が２３〜４０容量％、５０％留出温度（Ｔ５０）が７５〜１１０℃、リード蒸気圧（ＲＶＰ）が４４〜９３ｋＰａ、ベーパーロックインデックス（ＶＬＩ）が９００〜１１００、リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が８９以上、及び、１５℃における密度が０．６７〜０．７８ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする燃料油組成物。
（２）脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンを０〜３５容量％、脱ベンゼン重質接触改質ガソリンを０〜２０容量％、脱ベンゼン接触改質ガソリンを０〜５０容量％、軽質ナフサを５〜２０容量％、及び、アルキレートを１０〜５０容量％含有することを特徴とする上記（１）に記載の燃料油組成物。
（３）酸化防止剤を実質的に含有しないことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の燃料油組成物。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を更に詳しく説明する。
本発明の燃料油組成物は、まず、以下に示す成分組成を有するものである。
即ち、オレフィン分は１容量％未満、好ましくは０．６容量％以下である。オレフィン分を１容量％未満とすることで、排出ガス中のオレフィン分を十分に低減することができる。本発明の燃料油組成物中のオレフィン分は上記範囲内で少なければ少ないほど本発明の効果の点では好ましいが、燃料油組成物の調製に当たり用いる原料留分によってはオレフィン分を含有するものもあり、０．２容量％程度は含まれることもある。
【００１０】
芳香族分は２０容量％以下、好ましくは１０〜２０容量％である。芳香族分を２０容量％以下とすることで、排出ガス中の芳香族分を低減することができる。ただし、芳香族分は８容量％以上含ませるのが、燃料油組成物中のオクタン価を上げやすくなるので、好ましい。
なお、上記オレフィン分及び芳香族分は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５６３に準拠して測定した値である。
【００１１】
硫黄分は５重量ｐｐｍ以下、好ましくは２重量ｐｐｍ以下である。この硫黄分が５重量ｐｐｍを超えると、排出ガス浄化触媒の能力に影響する可能性があり、排出ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣが増加するおそれがある。なお、この硫黄分は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５４１に準拠して測定した値である。
【００１２】
ベンゼン含有量は１容量％以下、好ましくは０．５容量％以下である。このベンゼン含有量が１容量％を越えると、大気中へのベンゼン排出量が増加するため好ましくない。なお、このベンゼン含有量は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５６３に準拠して測定した値である。
【００１３】
そして、本発明の燃料油組成物は、以下に示す蒸留性状を有するものである。
即ち、７０℃留出量（Ｅ７０）は２３〜４０容量％、好ましくは２７〜４０容量％である。また、５０％留出温度（Ｔ５０）は７５〜１１０℃、好ましくは７５〜１０５℃、更に好ましくは７８〜１００℃である。
なお、これらＥ７０、Ｔ５０は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２５４に準拠して測定した値である。
【００１４】
また、本発明の燃料油組成物は、以下に示すリード蒸気圧（ＲＶＰ）、及びベーパーロックインデックス（ＶＬＩ）を有する。
即ち、ＲＶＰは４４〜９３ｋＰａ、好ましくは５０〜８０ｋＰａである。また、ＶＬＩは９００〜１１００、好ましくは９００〜１０００である。
なお、上記ＲＶＰはＪＩＳ  Ｋ  ２２５８に準拠して測定した値であり、上記ＶＬＩは下記式１から求められる値である。
式１：ＲＶＰ（ｍｂａｒ）＋７×Ｅ７０（容量％）
【００１５】
本発明の燃料油組成物においては、Ｅ７０、Ｔ５０、ＲＶＰ及びＶＬＩをそれぞれ上記範囲内とすることで、良好な始動性、加速性等を確保することができる。
【００１６】
更に、本発明の燃料油組成物では、リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が８９以上、好ましくは９０以上である。ＲＯＮを８９以上とすることで高いアンチノック性を維持することができる。なお、このＲＯＮは、ＪＩＳ  Ｋ  ２２８０に準拠して測定した値である。
【００１７】
また、密度は０．６７〜０．７８ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．６９〜０．７５ｇ／ｃｍ３である。密度を０．６７ｇ／ｃｍ３以上とすることで良好な燃費を確保することができる。また、密度を０．７８ｇ／ｃｍ３以下とすることで、高密度の芳香族分を低減でき、排出ガスによる大気中への芳香族排出量を低減することができる。なお、この密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４９に準拠して測定した値である。
【００１８】
本発明の燃料油組成物は、酸化防止剤を実質的に含有しないことが好ましい。本発明の燃料油組成物は、上記のとおりオレフィン分を殆ど含有していないため、安定性に優れている。一般に、フェノール系、アミン系等の添加剤は酸化防止能を有するが、本発明の燃料油組成物においては、該添加剤の含有量が酸化防止機能を発現する量でなくても、または全く含有しなくても、その安定性が保たれる。
したがって、酸化防止剤を実質的に含有させないことで、酸化防止剤に要する製造コストの低減を図ることができ、また、内燃機関用燃料としてのみならず、燃料電池用燃料としても好適に用いることができる。即ち、一般に、酸化防止剤の添加された燃料油を燃料電池用燃料に用いると、酸化防止剤により改質触媒や燃料電池電極等の劣化を招く恐れがあるが、酸化防止剤を添加せずに調製できる本発明の燃料油組成物は、この改質触媒や燃料電池電極等の劣化を招く恐れなく好適に燃料電池用燃料として用いることができる。
【００１９】
本発明の燃料組成物の調製は、一般に、脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン重質接触改質ガソリン、脱ベンゼン接触改質ガソリン、軽質ナフサ、アルキレートなどの原料留分を配合して好適に調製することができる。
【００２０】
本発明の燃料油組成物に使用することのできる脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンは、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を蒸留により、軽質留分、ベンゼン留分、重質留分に分けた軽質留分である。
本発明の燃料油組成物における脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンの含有量は、好ましくは０〜３５容量％、より好ましくは５〜３０容量％である。この脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンの含有量を３５容量％以下とすると、密度の低下を防ぎやすいので、好ましい。
【００２１】
本発明で用いられる脱ベンゼン軽質接触改質ガソリンの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは７５以上が好ましく、７８以上がより好ましい。ＲＶＰは８０ｋＰａ以上が好ましい。沸点範囲は２５〜１６０℃が好ましい。Ｔ５０は４０℃以上が好ましく、４３℃以上がより好ましい。Ｅ７０は６０容量％以上が好ましく、６５容量％以上がより好ましい。芳香族分は２５容量％以下が好ましく、２１容量％以下がより好ましい。オレフィン分は３容量％以下が好ましく、２容量％以下がより好ましい。
【００２２】
本発明で使用することのできる脱ベンゼン重質接触改質ガソリンは上記方法から得られる重質分であり、本発明の燃料油組成物における含有量は、好ましくは０〜２０容量％、より好ましくは０〜１５容量％である。この脱ベンゼン重質接触改質ガソリンの含有量を２０容量％以下とすると、蒸留性状の重質化及び芳香族分の増加を抑えやすいので、好ましい。
【００２３】
本発明で用いられる脱ベンゼン重質接触改質ガソリンの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは１０１以上が好ましく、１０２以上がより好ましい。ＲＶＰは３ｋＰａ以上が好ましく、５ｋＰａ以上がより好ましい。沸点範囲は１００〜２００℃が好ましい。Ｔ５０は１３０℃以下が好ましく、１２６℃以下がより好ましい。芳香族分は９８容量％以下が好ましく、９６容量％以下がより好ましい。オレフィン分は２容量％以下が好ましく、１容量％以下がより好ましい。
【００２４】
本発明で使用することのできる脱ベンゼン接触改質ガソリンは、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ものである。
本発明の燃料油組成物における脱ベンゼン接触改質ガソリンの含有量は、好ましくは０〜５０容量％、より好ましくは２〜４０容量％である。この脱ベンゼン接触改質ガソリンの含有量が５０容量％以下であると、芳香族分の増加や蒸留性状の重質化を防ぎやすいので、好ましい。
【００２５】
本発明で用いる脱ベンゼン接触改質ガソリンの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは９０以上が好ましく、９１以上がより好ましい。ＲＶＰは５０ｋＰａ以上が好ましく、５５ｋＰａ以上がより好ましい。沸点範囲は３０〜２００℃が好ましい。Ｔ５０は１２０℃以下が好ましく、１１６℃以下がより好ましい。Ｅ７０は１０容量％以上が好ましく、１５容量％以上がより好ましい。芳香族分は６０容量％以下が好ましく、５０容量％以下がより好ましい。オレフィン分は１．５容量％以下が好ましく、１容量％以下がより好ましい。
【００２６】
本発明で使用することができる軽質ナフサは、原油を常圧蒸留した直留ナフサを脱硫処理して得られた脱硫直留ナフサを蒸留により、軽質留分と重質留分に分けた軽質留分である。
本発明の燃料油組成物における軽質ナフサの含有量は、好ましくは５〜２５容量％、より好ましくは５〜２０容量％である。この軽質ナフサの含有量が２０容量％以下であると、ＲＯＮ及び密度の低下を防ぎやすいので、好ましい。
【００２７】
本発明で用いる軽質ナフサの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは６５以上が好ましく、６７以上がより好ましい。ＲＶＰは８０ｋＰａ以上が好ましく、８５ｋＰａ以上がより好ましい。沸点範囲は２５〜１００℃が好ましい。Ｔ５０は６５℃以下が好ましく、６０℃以下がより好ましい。Ｅ７０は８０容量％以上が好ましく、８５容量％以上がより好ましい。芳香族分は５容量％以下が好ましく、３容量％以下がより好ましい。オレフィン分は２容量％以下が好ましく、１．５容量％以下がより好ましい。
【００２８】
本発明で使用することのできるアルキレートは、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ものである。
本発明の燃料油組成物におけるアルキレートの含有量は、好ましくは１０〜５０容量％、より好ましくは２０〜４５容量％である。このアルキレートの含有量を１０容量％以上とすることは、燃料油組成物中の芳香族分を２０容量％以下とするのに好ましい。また、５０容量％以下とすると、密度低下を防ぐ上で、好ましい。
【００２９】
本発明では、各種のアルキレートを用いることができるが、Ｃ８留分が６５容量％以上のものが好ましく、７０容量％以上のものが好ましい。また、イソオクタン（２，２，４−トリメチルペンタン）が２８容量％以上のものが好ましく、３０容量％以上のものがより好ましい。
さらに、該アルキレートの好ましい性状は次のとおりである。ＲＯＮは９３以上が好ましく、９４以上がより好ましい。Ｔ５０は１０４℃以上が好ましく、１０５℃以上がより好ましい。
【００３０】
本発明の燃料油組成物には、更に必要に応じて、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、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、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、ポリイソブチレンアミン等の清浄分散剤、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１種また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重量％以下とすることが好ましい。
【００３１】
また、更に、本発明の燃料油組成物には、必要に応じて、原油や粗油等の常圧蒸留時、改質ガソリン製造時、又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、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等を配合することも可能である。
なお、接触分解ガソリンは、その配合によりオレフィン分が増加するため、本発明の燃料油組成物には含めないことが好ましい。
【００３２】
【実施例】
以下に本発明を実施例及び比較例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
以下の成分を表１の配合比で配合することにより、表１に示す性状のガソリンを得た。
・脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン
（オレフィン分が１．２容量％、芳香族分が２０．６容量％、硫黄分が０重量ｐｐｍ、ベンゼンが０．７容量％、Ｅ７０が６９．５容量％、Ｔ５０が５５．０℃、ＲＶＰが８１．５ｋＰａ、ＲＯＮが８６．５）
・脱ベンゼン接触改質ガソリン
（オレフィン分が０．７容量％、芳香族分が４２．２容量％、硫黄分が０重量ｐｐｍ、ベンゼンが０．５容量％、Ｅ７０が２０．０容量％、Ｔ５０が１１３．０℃、ＲＶＰが５８．５ｋＰａ、ＲＯＮが９１．２）
・軽質ナフサ
（オレフィン分が０．５容量％、芳香族分が２．３容量％、硫黄分が９重量ｐｐｍ、ベンゼンが１．８容量％、Ｅ７０が９４．０容量％、Ｔ５０が５３．０℃、ＲＶＰが８６．５ｋＰａ、ＲＯＮが６８．２）
・アルキレート
（Ｔ５０が１０５．５℃で、Ｃ８留分が７３．０容量％、イソオクタン（２，２，４−トリメチルペンタン）が３０．８容量％）
【００３４】
（実施例２）
実施例１に記載の脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン接触改質ガソリン、軽質ナフサ、アルキレートと、脱ベンゼン重質改質ガソリン（オレフィン分が０．４容量％、芳香族分が８８．２容量％、硫黄分が０重量ｐｐｍ、ベンゼンが０容量％、Ｅ７０が０．０容量％、Ｔ５０が１２３．０℃、ＲＶＰが７．０ｋＰａ、ＲＯＮが１０３．９）、および接触分解装置、接触改質装置又は常圧蒸留装置から生成するＣ４留分（ブタン、ブテン類）を表１の配合比で配合して表１に示す性状のガソリンを得た。
【００３５】
（実施例３）
実施例１に記載の脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン接触改質ガソリン、軽質ナフサ、アルキレートと、実施例２に記載の脱ベンゼン重質接触改質ガソリン、およびアイソメレート（Ｅ７０が９５．０容量％、Ｔ５０が５０．０℃、ＲＶＰが１０１ｋＰａ、ＲＯＮが７９．７）を表１の配合比で配合して表１に示す性状のガソリンを得た。
【００３６】
（比較例１）
実施例１に記載の脱ベンゼン軽質接触改質ガソリン、脱ベンゼン接触改質ガソリン、軽質ナフサ、アルキレートと、接触分解ガソリン（オレフィン分が２９．７容量％、芳香族分が２２．０容量％、硫黄分が３３重量ｐｐｍ、ベンゼンが０．４６容量％、Ｅ７０が２３．５容量％、Ｔ５０が１０５．０℃、ＲＶＰが６０．５ｋＰａ、ＲＯＮが９０．１）を表１の配合比で配合して表１に示す性状のガソリンを得た。
【００３７】
（比較例２）
市販のレギュラーガソリンを比較として用いた。表１にその性状を示す。
【００３８】
上記実施例１〜３と比較例１〜２のガソリンを用いて、以下に述べる各種の性能評価試験を行った。その方法を以下に記し、結果を表１に示す。
【００３９】
（酸化安定度試験）
ＪＩＳ  Ｋ  ２２８７に規定される、酸化安定度試験方法−誘導期間法に準拠して測定した。
【００４０】
（始動性）
代表的な国産乗用車（総排出量１．５Ｌ、ＭＰＩ方式、オートマチックトランスミッション（ＡＴ））を用いて、環境温度（室温、油温）１０℃にてエンジンを始動し、始動回数／試験回数が８／１０以上を良好、それ未満を不良とした。
【００４１】
（排出ガス試験）
国産乗用車（総排出量２．５Ｌ、ＭＰＩ方式、オートマチックトランスミッション（ＡＴ））を用いて、１０・１５モードでの排出ガス試験を行い、一酸化炭素（ＣＯ）、全炭化水素（ＴＨＣ）、および窒素酸化物（ＮＯｘ）を測定した。
【００４２】
【表１】
2004277457.tif 000002
【００４３】
表１に示される結果より次のことが明らかである。本発明の燃料油組成物は、運転性能を良好に保ったまま排出ガスを低減することができる。さらに、酸化防止剤を添加しなくとも、従来の燃料油と同程度の安定性を有する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による燃料油組成物によれば、排出ガス中の有害成分の含有量を低減し得るとともに、優れた始動性など優れた運転性能を有し、かつ安定性にも優れる。さらに、酸化防止剤を実質的に添加しなくても安定に保持することができ、燃料電池用の燃料としても好適である。