(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄分が１０ｐｐｍ以下、ＲＶＰ（リード蒸気圧）が６５．０ｋＰａ以下、初留点が３０℃以下、９０容量％留出温度が１７０℃以下で、下記の式（１）で表される温暖化ガス排出係数Ｘが９０以下の値を示す性状を有することを特徴とするガソリン。
Ｘ＝２・（Ｂ）＋１．７５・（Ｔ）＋１．６・（Ｃ８Ａ）＋１．５・（Ｃ９＋Ａ）＋（Ｏ＋Ｎ）＋０．４・（ＤＶ）    （１）
Ｂ：ベンゼン分（容量％）
Ｔ：トルエン分（容量％）
Ｃ８Ａ：Ｃ８の芳香族分（容量％）
Ｃ９＋Ａ：Ｃ９以上の芳香族分（容量％）
Ｏ＋Ｎ：オレフィン分（容量％）＋ナフテン分（容量％）
ＤＶ：ジエン価
【請求項２】
５０容量％留出温度が１０５℃以下である請求項１に記載のガソリン。
【請求項３】
オレフィン分が３０容量％以下、Ｃ９以上の芳香族分が２０容量％以下、及びジエン価が１．５以下である請求項１または２に記載のガソリン。
【請求項４】
下記の式（２）で表される蒸発ガス指数Ｙの値が５８〜８８である請求項１乃至３のいずれかの項に記載のガソリン。
Ｙ＝ＲＶＰ＋（０．６・Ｔａｖｅ）            （２）
ＲＶＰ：リード蒸気圧（ｋＰａ）
Ｔａｖｅ：本発明のガソリン組成物が使用される地域と時期において、最寄の気象台で観測された前年同月の月平均気温（℃）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリン自動車からの規制排出ガス（ＣＯ、炭化水素（ＨＣ）、ＮＯｘ）の低減、ＰＭ（粒子状物質）及びＰＭ２．５（粒子径２．５ミクロン以下の粒子状物質）の低減、及び二酸化炭素（ＣＯ2）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）、メタン等の地球温暖化ガス排出量の低減を可能としたガソリンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のガソリン自動車を取り巻く環境問題を改善するためには、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘといった規制排出ガスの低減のみならず、ＣＯ2、メタン、Ｎ2Ｏといった地球温暖化ガスの低減も求められている。また、これまでは専らディーゼル車で問題とされてきたＰＭ及びＰＭ２．５についても、ディーゼル車に対する排出ガス対策が進むことによって、ガソリン車からの排出ガス分も無視できない状況となっている。
【０００３】
自動車側においては、排出ガス低減に対応するために、吸蔵型ＮＯｘ触媒、ＨＣトラップ等の新触媒の開発そして、これらの新触媒及び従来の三元触媒や燃焼制御をも含む排出ガス低減システムの開発やこれらのシステムの精密コントロール等の技術開発には多大な努力が払われている。しかし、こうした最先端の排出ガス低減システムは、その耐久性が燃料性状、特に硫黄分によって大きく左右される。システムの制御により耐久性を高めることも可能であるが、その対策を行った場合には、燃費の低下、すなわちＣＯ2の排出増大というトレードオフの関係にある。
【０００４】
また、地球温暖化ガス低減のために、直噴エンジン、リーンバーンエンジン等により燃費の改善が図られつつあるが、こうしたエンジンでは、ＮＯｘ低減のために上記の燃料性状に敏感な吸蔵型ＮＯｘ触媒を使用する必要がある。しかし吸蔵型ＮＯｘ触媒を用いたシステムではその耐久性を高めようとすると、本来燃費の改善のために導入した直噴エンジン、リーンバーンエンジンを使用しても十分な燃費改善効果が達成されないというトレードオフの関係にある。また従来エンジンにおいても車両側のみならず、燃料側からのＣＯ2低減への改善策が求められている。さらに、地球温暖化を抑制するためには、ＣＯ2の削減のみならず、ＣＯ2の数倍〜数十倍の温暖化効果をもつメタンや、ＣＯ2の１００倍以上の温暖化効果を持つＮ2Ｏについてもそれらの排出量の低減を図る必要がある。
【０００５】
一方、最近ではディーゼル車からのＰＭが、人体への健康影響との関係から低減が急務とされており、その対策として車両側ではＰＭフィルター、燃料側では軽油中の硫黄分低減等の検討が為されている。また心臓疾患等においてはＰＭよりも相関が高いとされるＰＭ２．５についても低減が求めれている。このＰＭとＰＭ２．５は、もっぱらディーゼル車からの影響が議論されてきたが、上記のようにディーゼル車側での対策が進むとガソリン車による影響も無視できないものとなる。特に排出レベルが高いとされる直噴エンジン車については、何らかの対策が求められる可能性がある。しかし、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、地球温暖化ガスの低減には、自動車側のみからの対策では必ずしも十分ではなく、燃料側からの対策も必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ガソリン自動車からの規制排出ガス（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）、ＰＭ、ＰＭ２．５を低減し、同時にＣＯ2、Ｎ2Ｏ、メタン等の地球温暖化ガスの排出量をも低減できるガソリンを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、硫黄分、９０容量％留出温度による性状の特定と共に、温暖化ガス排出係数なる概念を新たに導入し、これを特定の範囲に設定することにより、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５および地球温暖化ガスの低減に有効な性状のガソリンが得られることを見出した。
本発明は、硫黄分が１０ｐｐｍ以下、ＲＶＰ（リード蒸気圧）が６５．０ｋＰａ以下、初留点が３０℃以下、９０容量％留出温度が１７０℃以下で、下記の式（１）で表される温暖化ガス排出係数Ｘが９０以下の値を示す性状を有することを特徴とするガソリンにある。
Ｘ＝２・（Ｂ）＋１．７５・（Ｔ）＋１．６・（Ｃ８Ａ）＋１．５・（Ｃ９＋Ａ）＋（Ｏ＋Ｎ）＋０．４・（ＤＶ）    （１）
Ｂ：ベンゼン分（容量％）
Ｔ：トルエン分（容量％）
Ｃ８Ａ：Ｃ８の芳香族分（容量％）
Ｃ９＋Ａ：Ｃ９以上の芳香族分（容量％）
Ｏ＋Ｎ：オレフィン分（容量％）＋ナフテン分（容量％）
ＤＶ：ジエン価
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のガソリンは、その硫黄分が１０ｐｐｍ以下である。１０ｐｐｍを越えると規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスが増加する。排出ガス（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）、ＰＭ、及びＰＭ２．５、特に長期走行後の直噴エンジン車からのＮＯｘの低減、メタン（地球温暖化ガス）排出量の低減、そしてＮ2Ｏ（地球温暖化ガス）の低減のために、また、触媒再生機能付き直噴エンジン車における燃費の低減（即ち、ＣＯ2（地球温暖化ガス）の低減）のためには、硫黄分は８ｐｐｍ以下であることが好ましく、５ｐｐｍ以下であることがより好ましく、２ｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、１ｐｐｍ以下であることが最も好ましい。ここで、硫黄分は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５４１「原油及び石油製品―硫黄分試験方法」により測定される硫黄含有量を意味する。
【０００９】
本発明における温暖化ガス排出係数Ｘは、式（１）で表される値である。
Ｘ＝２・（Ｂ）＋１．７５・（Ｔ）＋１．６・（Ｃ８Ａ）＋１．５・（Ｃ９＋Ａ）＋（Ｏ＋Ｎ）＋０．４・（ＤＶ）      （１）
上記Ｂ、Ｔ、Ｃ８Ａ、Ｃ９＋Ａ、Ｏ＋Ｎ、及びＤＶは、それぞれガソリン中の下記成分量、あるいは性状を示す。
Ｂ：ベンゼン分（容量％）、Ｔ：トルエン分（容量％）、Ｃ８Ａ：Ｃ８芳香族分（容量％）、Ｃ９＋Ａ：Ｃ９以上芳香族分（容量％）、Ｏ＋Ｎ：オレフィン分（容量％）＋ナフテン分（容量％）、ＤＶ：ジエン価
ここで、芳香族分、オレフィン分は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５３６「石油製品―炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定されるそれぞれの含有量を意味する。
また、ベンゼン分、トルエン分、ナフテン分、及びＣ８芳香族分は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５３６「石油製品―炭化水素タイプ試験方法」に準拠のガスクロマトグラフ法で定量して得られるそれぞれの含有量を意味する。Ｃ９以上芳香族分は、芳香族分からベンゼン分、トルエン分、及びＣ８芳香族分を減じることにより得られる。
【００１０】
本発明のガソリンは、上記排出係数Ｘが９０以下の値を示す性状を有する。この値が９０を越えると、地球温暖化ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、規制排出ガスが増加する。地球温暖化ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、規制排出ガスの排出を更に低減させるために上記排出係数Ｘは、８０以下であることが好ましく、７０以下であることがより好ましく、６０以下であることがさらに好ましく、５０以下であることが最も好ましい。
【００１１】
本発明のガソリンは、９０容量％留出温度が１７０℃以下であり、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、好ましくは１６０℃以下であり、さらに好ましくは１５０℃以下であり、更に好ましくは１４０℃以下である。一方、９０容量％留出温度は、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、好ましくは１２０℃以上であり、さらに好ましくは１３０℃以上である。
【００１２】
本発明のガソリンは、９０容量％留出温度以外の蒸留性状については特に限定はされないが、その５０容量％留出温度、１０容量％留出温度、そして初留点が、下記の通りであることが好ましい。ここで、蒸留性状は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２５４「石油製品―蒸留試験方法」により測定される蒸留性状を意味する。
【００１３】
５０容量％留出温度は、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるため、１０５℃以下であることが好ましく、１００℃以下であることがさらに好ましい。一方、５０容量％留出温度は、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、地球温暖化ガス、及び蒸発ガス（ＨＣ）をさらに低減させるために、好ましくは７５℃以上であり、さらに好ましくは８０℃以上である。
【００１４】
１０容量％留出温度は、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、５５℃以下であることが好ましく、更に好ましくは５３℃以下である。一方、１０容量％留出温度は、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、地球温暖化ガス、及び蒸発ガスをさらに低減させるために、好ましくは３８℃以上であり、さらに好ましくは４１℃以上である。
【００１５】
初留点は、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、好ましくは３０℃以下であり、更に好ましくは２９℃以下である。一方、初留点は、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、地球温暖化ガス、及び蒸発ガスをさらに低減させるために好ましくは２５℃以上であり、さらに好ましくは２７℃以上である。
【００１６】
本発明のガソリンの炭化水素組成は、そのオレフィン分については、長期運転後の規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、３０容量％以下が好ましく、更に好ましくは２５容量％以下、更に好ましくは２０容量％以下である。
【００１７】
また、芳香族の含有量は、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、４０容量％以下が好ましく、更に好ましくは３５容量％以下、更に好ましくは３０容量％以下、更に好ましくは２５容量％以下である。
更に芳香族含有量のうち、Ｃ９以上の芳香族の含有量は、長期運転後の規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、２０容量％以下が好ましく、更に好ましくは１５容量％以下、更に好ましくは１０容量％以下、更に好ましくは５容量％以下である。
【００１８】
本発明のガソリンのジエン価は、長期運転後の規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、１．５以下が好ましく、１．０以下であることがさらに好ましい。ここで、ジエン価は、ＵＯＰ−３２６法により測定されるジエン価を意味する。
【００１９】
本発明のガソリンは、下記の式（２）で表される蒸発ガス指数Ｙの値が５８〜８８であるようにその性状が調整されていることが好ましい。
Ｙ＝ＲＶＰ＋（０．６・Ｔａｖｅ）  （２）
ＲＶＰ：リード蒸気圧（ｋＰａ）
Ｔａｖｅ：本発明のガソリン組成物が使用される地域と時期において、最寄の気象台で観測された前年同月の月平均気温（℃）
上記式（２）は、雰囲気温度（気温）の上昇によってもガソリンから発生する蒸発（散）ガス量が増加することなく、所定の範囲にあるように調整された性状を示すことを規定するもので、これにより蒸発ガス（ＨＣ）の発生量を抑制でき、同時に規制排出ガスの低減をも可能になる。「前年同月の月平均気温（℃）」は、ガソリンが使用される地域と時期の現況を可能な限り近い雰囲気で再現するためである。上記Ｙの値は、更に好ましくは６３〜８３の範囲にあり、更に好ましくは６３〜７８の範囲にある。
本発明のガソリンのＲＶＰ（リード蒸気圧）は、好ましくは６５ｋＰａ以下であり、更に好ましくは６０ｋＰａ以下である。一方、ＲＶＰは、４５ｋＰａ以上であることが好ましく、更に好ましくは５０ｋＰａ以上である。ここで、リード蒸気圧（３７．８℃）は、ＪＩＳＫ  ２２５８「原油及び燃料油蒸気圧試験方法（リード法）」により測定される蒸気圧を意味する。
【００２０】
本発明のガソリンは、規制排出ガス、ＰＭ、ＰＭ２．５、及び地球温暖化ガスをさらに低減させるために、その密度は、０．７０〜０．７７ｇ／ｃｍ3の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは、０．７０〜０．７５ｇ／ｃｍ3の範囲、更に好ましくは０．７０〜０．７４ｇ／ｃｍ3の範囲である。ここで、密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４９「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される密度を意味する。
【００２１】
本発明のガソリンをハイオク仕様車に使用する場合には、地球温暖化ガスのさらなる低減のためにそのリサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が９５以上であることが好ましい。ここで、リサーチ法オクタン価及びモーター法オクタン価は、それぞれＪＩＳ  Ｋ  ２２８０「オクタン価及びセタン価試験方法」により測定されるオクタン価をそれぞれ意味する。
【００２２】
本発明のガソリンの製造方法は、特に限定されないが、具体的には例えば、原油を常圧蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ；脱硫フルレンジナフサを更に蒸留処理した軽質分である脱硫軽質ナフサ；脱硫フルレンジナフサを更に蒸留処理した重質分である脱硫重質ナフサ；脱硫重質ナフサを改質した改質ガソリンを更に蒸留処理した軽質分である軽質改質ガソリン；脱硫重質ナフサを改質した改質ガソリンを更に蒸留処理した中重質分である中重質改質ガソリン；脱硫重質ナフサを改質した改質ガソリンを更に蒸留処理した重質分である重質改質ガソリン；中重質改質ガソリンをスルホラン装置にかけて芳香族分を抽出した残りの留分であるスルホランラフィネート；重油留分を流動接触分解装置（ＦＣＣ）にて処理して得られる分解ガソリン；分解ガソリンを蒸留処理した軽質分である軽質分解ガソリン、重質分である重質分解ガソリン；ブタン、ブテン留分をアルキレーション装置にかけて得られるガソリン留分であるアルキレート；脱硫重質ナフサを異性化装置にかけて得られるガソリン留分である異性化ガソリン；及び天然ガスをＣＯとＨ2に分解後、合成、分解、異性化するなどして得られる合成燃料のナフサ分であるＧＴＬナフサ、ＬＰＧ、ＭＴＢＥ、エタノール、ＤＭＥ等の基材を１種又は２種以上を用いて製造することができる。
【００２３】
本発明のガソリンの硫黄分を更に減少させる場合には、特に分解ガソリン、軽質分解ガソリン、あるいは重質分解ガソリンの場合、分解ガソリン、軽質分解ガソリン、あるいは重質分解ガソリンから更に水素脱硫装置等を用いて硫黄分を取り除く方法を利用するか、もしくは、分解ガソリンを製造する流動接触分解装置の原料油中の硫黄分を必要量だけ低下させる等の処理を行う。水素化脱硫装置による脱硫の場合、製油所で用いられる一般的な水素化脱硫方法では、オレフィン分の水素化反応の併発によりオクタン価の低下があるので特開平７−１５７７７４号公報、米国特許第５３５２３５４号明細書、米国特許第６０１３５９８号明細書のようなオクタン価の低下が極力少ない方法を用いることが好ましい。また本発明のガソリンには、適宜、清浄剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、腐食防止剤、着色剤、及び消泡剤等の添加剤を添加することもできる。
【００２４】
本発明のガソリンは、全てのタイプのガソリンエンジン適用することができる。例えば、直噴エンジン、従来タイプのＭＰＩ（吸気マニホールド噴射方式）エンジン、リーンバーンエンジン、及びこれらのハイオク仕様のエンジン、そして直噴のリーンＮＯｘ触媒再生機能つきエンジン等を挙げることができる。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を記載する。
【００２６】
（実施例１〜２及び比較例１〜４）
表１に示す組成で本発明のガソリン（実施例１〜２）及び比較用のガソリン（比較例１〜４）を調製した。
【００２７】
【表１】
0004138335.tif 000002
【００２８】
上記で得たガソリンを下記の試験方法で規制排出ガス（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）、ＰＭ、地球温暖化ガス（ＣＯ2、ＣＨ4、ＮＯ2）、あるいは蒸発ガス（ＨＣ）の発生量を測定し、評価した。
（１）試験１
下記の車両にガソリンを給油し、規制排出ガス、ＰＭ、地球温暖化ガスの発生量を測定した。測定結果を表２に示す。
車両：車両Ａ（直噴エンジン搭載）、車両Ｂ（ＭＰＩエンジン搭載）、車両Ｄ（直噴ハイオク仕様エンジン搭載）、車両Ｅ（ＭＰＩハイオク仕様エンジン搭載）
測定評価モード：１０・１５モード
【００２９】
【表２】
0004138335.tif 000003
【００３０】
表２に示す結果から、本発明のガソリン（実施例１〜２）は、規制排出ガス、ＰＭ、及び地球温暖化ガスの排出量低減に有効であることがわかる。特にハイオク仕様車両に対してはオクタン価９５以上のガソリンにより、ＣＯ２の排出量をさらに低減することができる。
【００３１】
一方、各比較例に見られるように、硫黄分、９０容量％留出温度、及び地球温暖化ガス排出係数Ｘの値のうちの少なくとも一つが本発明で規定する範囲を逸脱した場合には、対象のいずれの排出ガスもそれらの排出量を十分に低減することができない。
【００３２】
（２）試験２
車両Ｃ（触媒再生機能付き直噴エンジン搭載）にガソリンを給油し、走行前と長距離走行後の規制排出ガス、ＰＭ、地球温暖化ガスの発生量を測定した。測定結果を表３に示す。
耐久走行モード：長距離走行（その２）実施要綱に定められている参考モード
評価項目：１）新品触媒を使用した場合及び１００００ｋｍ走行後の１０・１５モード評価
２）耐久走行時の燃料消費量
【００３３】
（３）試験３
車両Ｂ（ＭＰＩ）にガソリンを給油し、下記の評価方法で蒸発ガスの発生量を測定した。測定結果を表３に示す。
評価方法：横浜管区気象台の２００１年７月の気温データをもとに、一日の気温変化プロファイルを作成した。車両の燃料タンクに大容量のキャニスタを取り付け、温度コントロール可能な室内に入れた。室内温度をプロファイル通りに変化させ、２４時間後（一日の温度変化後）、キャニスタに捕集された炭化水素（ＨＣ）の重量を測定した。
【００３４】
【表３】
0004138335.tif 000004
【００３５】
表３に示す結果から、触媒再生機能付き直噴エンジンを搭載した車両の場合、本発明のガソリンを用いると、特にＮＯｘを大幅に低減することができ、しかも長距離走行後であってもその耐久性が比較的高く維持されており、対象とする排ガス全てについても高い排出量低減効果が得られることがわかる。更に耐久走行中のＣＯ2排出量にも大きな抑制効果が得られた。
また試験３の結果から、蒸発ガス指数Ｙの値が本発明で規定する範囲、特にＹの値が６３〜８３の範囲にあるガソリンの場合には蒸散ガス（ＨＣ）量を抑制することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のガソリンを用いることで、規制排出ガス、ＰＭおよびＰＭ２．５、そして地球温暖化ガスの排出量を効果的に低減することができる。また例えば、ＮＯｘ吸蔵触媒などを用いた排ガス低減システムが導入された車両に本発明のガソリンを適用した場合には、そのシステムの耐久性を高め、全ての排出ガス量を低減することができる。即ち、耐久性を高めるために自動車側でのシステムの制御などを行った場合には、その燃費が悪化し、反対にＣＯ2の排出量が増大するような場合があるが、本発明のガソリンを用いることにより、自動車側のみからの排出ガス低減対策では不十分な点を補うことができる。
【００３７】
本発明のガソリンは、あらゆるタイプのガソリンエンジンから排出される上記のような全ての排出ガス低減に有効であり、具体的には例えば、下記のような効果が得られる。即ち、直噴エンジンではＰＭおよびＰＭ２．５の排出量がＭＰＩエンジン等の従来エンジンよりも多く、大気への影響が懸念される一方、リーンＮＯｘ触媒を含む排出ガス浄化システムが硫黄被毒を受けやすいため、規制排出ガスおよび地球温暖化ガスであるメタンおよびＮ2Ｏの増加も懸念される。しかし、本発明のガソリンを使用することにより効果的にＰＭおよびＰＭ２．５の低減をはかると共に、規制排出ガス、メタン、Ｎ2Ｏも低減できる。
また、従来のＭＰＩエンジンでも、硫黄被毒による排出ガス浄化システムの劣化が懸念されるが、本発明のガソリンを使用することによりシステム劣化を抑えて、規制排出ガス、ＰＭ、メタン、Ｎ2Ｏの低減が可能となる。
さらに、直噴のＮＯｘ触媒再生機能つきエンジンにおいては、特に硫黄被毒の再生による燃費悪化が問題となっているが、本発明のガソリンを使用することにより、燃費悪化すなわちＣＯ2排出量を最小限に抑えることができる。
更にまた、全てのガソリンエンジンに本発明のガソリンを使用することにより含有水素のエネルギーを効果的に利用して、ＣＯ2排出量を最小限に抑えることができる。