JP3841905B2

JP3841905B2 - 無鉛ガソリン組成物

Info

Publication number: JP3841905B2
Application number: JP00459197A
Authority: JP
Inventors: 三洋野田; 恵一大木; 正彦澤
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2017-01-14
Also published as: JPH09286992A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な無鉛ガソリン組成物に関し、さらに詳しくは、吸気系統と燃焼室の清浄性，運転性及び環境性に優れた無鉛ガソリン組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ガソリンエンジンの気化器，電子制御燃料噴射装置，吸気ポート，吸気バルブ等の吸気系統にデポジットが付着すると、燃焼室に入る混合気の空燃比が適正でなくなり、その結果燃焼性が悪化し、運転性，燃費，排ガスが悪化することが知られている。そこで、最近では吸気系統のデポジット（ＩＶＤ）を防止するための清浄剤を添加しているガソリンが販売されるようになった。
【０００３】
一方、ガソリンエンジンにおける燃焼室デポジット（ＣＣＤ）に関しても、従来からオクタン価要求値増加（ＯＲＩ），排気ガスへの影響があると考えられている。また、近年、米国においてＣＣＤの増加によりピストンがシリンダーヘッドに当たりカーボンノックと呼ばれる異音が発生し問題になっている。この原因は上記の清浄添加剤にあると考えられている。さらに今後、燃費，排気ガス規制の強化から燃焼改善のため、ピストンとシリンダーヘッドのクリアランス（スキッシュエリア）縮小の方向に進み、ＣＣＤ生成の少ないガソリンの品質が要求されると考えられる。
【０００４】
したがって、ＩＶＤ，ＣＣＤが生成しにくく、かつ運転性及び排ガス中の有害物質を低減した環境性に優れたガソリンが今後必要となる。
従来から清浄剤の種類や燃料組成等のＣＣＤ生成への影響については、かなり検討されている（例えば、ＳＡＥＰａｐｅｒ９４１８９０，９４１８９３，９５２４４３）。しかし、ＣＣＤの低減について、蒸留性状面からの検討は行われていないのが実情である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたもので、吸気系統と燃焼室の清浄性，運転性、さらには環境性に優れた無鉛ガソリン組成物を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、芳香族炭化水素含有量に応じて蒸留性状が特定の式を満足し、かつ特定の清浄剤を特定量含有し、さらに好ましくは、硫黄分，ベンゼンの含有量が特定の範囲にあるガソリン組成物が、上記目的を達成することを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、ポリエーテルアミン系清浄剤を７０重量ｐｐｍ以上含み、芳香族炭化水素の含有量が２５容量％より大きく、かつ下記の式（１）を満たすことを特徴とするリサーチ法オクタン価が８９以上の無鉛ガソリン組成物を提供するものである。
Ｔ５０＋Ｔ７０＋１．５×Ｔ９０≦４１５・・・（１）
〔式中、Ｔ５０，Ｔ７０及びＴ９０は、それぞれ５０，７０及び９０容量％留出温度（℃）を示す。〕。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の無鉛ガソリン組成物は、ポリエーテルアミン系清浄剤を含有しており、該清浄剤として、通常下記一般式（４）〜（６）で表される、基本骨格に炭素−酸素結合を有する化合物を挙げることができる。
【０００９】
【化１】

【００１０】
〔式中、Ｒ¹，Ｒ⁷及びＲ⁸は水素原子または炭素数１〜２０の炭化水素基を示し、Ｒ²は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、Ｒ³，Ｒ⁴，Ｒ⁵及びＲ⁶は炭素数１〜６のアルキレン基を示し、ｎは１〜１００の実数を示す。〕
中でも、下記一般式（７），（８）で表される化合物が好ましい。
【００１１】
【化２】

【００１２】
〔式中、ｎは１〜１００の実数を示す。〕
該ポリエーテルアミン系清浄剤の含有量は７０重量ｐｐｍ以上、好ましくは８０重量ｐｐｍ以上とする。７０重量ｐｐｍ未満であると、ＩＶＤの生成量が多くなる。
【００１３】
また、本発明の無鉛ガソリン組成物は、芳香族炭化水素の含有量が２５容量％より大きく、かつ下記の式（１）を満足しなければならない。
Ｔ５０＋Ｔ７０＋１．５×Ｔ９０≦４１５・・（１）
なお、芳香族炭化水素の含有量は、石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−３３−９０に準拠し、ガスクロマトグラフィー法により測定した値であり、５０，７０及び９０容量％留出温度は、ＪＩＳＫ２２５４に従って測定した値である。式（１）を満足しない場合は、ＣＣＤの生成量が多くなる。
【００１４】
本発明の無鉛ガソリン組成物は、そのリサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）が８９以上であり、またそのモーター法オクタン価（ＭＯＮ）は高速走行時の耐ノック性の低下防止等の観点から８０以上であることが好ましい。
本発明の無鉛ガソリン組成物中の硫黄分含有量は、１００重量ｐｐｍ以下とするのが好ましく、更に好ましくは５０重量ｐｐｍ以下とする。１００ｐｐｍを超えると、三元触媒の浄化能力が低下し、窒素酸化物等の排出量が増加することがある。
【００１５】
また、本発明の無鉛ガソリン組成物中のベンゼン含有量は、発癌性の疑いのあるベンゼンの大気中への排出を防止するため１容量％以下とするのが好ましい。本発明の無鉛ガソリン組成物は、上記各条件を満たし、かつＪＩＳ規格を満たすものであればよく、その基材については、特に制限はないが、例えば、原油の常圧蒸留によるナフサ留分を脱硫して得られる脱硫ナフサ，流動接触分解法により得られる分解ガソリン，分解ガソリンの蒸留によって得られる蒸留性状の軽質部分のみからなる軽質分解ガソリン，接触改質法などで得られる改質ガソリン，改質ガソリン中のベンゼンを除いた脱ベンゼン改質ガソリン，オレフィンの重合により得られる重合ガソリン，イソブタンなどの炭化水素にプロピレンやブテンなどの低級オレフィンを付加（アルキル化）することによって得られるアルキレートガソリン，軽質ナフサ中よりｎ−パラフィンを分離除去することにより得られるイソペンタン、原油の常圧蒸留によるＬＰＧあるいは流動接触分解法で得られる分解ガス留分等からのブタン，イソブチレンとメタノールを反応させて得られるＭＴＢＥあるいはターシャリーアミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ），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エチルエーテル（ＴＡＥＥ）などの含酸素化合物などを，前記各条件を満たすように適宜配合することにより調製することができる。
【００１６】
本発明の燃料油には、さらに必要に応じて、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、例えば、フェノール系やアミン系化合物などの酸化防止剤、シッフ型化合物やチオアミド型化合物などの金属不活性剤、有機リン系化合物などの表面着火防止剤、多価アルコールやエーテルなどの氷結防止剤、有機酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩，高級アルコールの硫酸エステルなどの助燃剤、アニオン性界面活性剤，カチオン性界面活性剤，両性界面活性剤などの帯電防止剤、アルケニルコハク酸のエステルなどの錆止剤、キリザニン，クマリンなどの識別剤、天然精油，合成香料などの着臭剤、アゾ染料などの着色剤など公知の燃料油添加剤が挙げられ、これらを一種あるいは二種以上添加することができる。また、これらの添加剤の添加量は状況に応じて適宜選定すればよいが、通常は添加剤の合計量として無鉛ガソリン組成物の０．１重量％以下とすることが望ましい。
【００１７】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら制限されるものではない。
なお、無鉛ガソリン組成物の性状及び性能は次の方法によって求めた。
〔無鉛ガソリン組成物の性状〕
（１）密度
ＪＩＳＫ２２４９に従って測定した。
（２）蒸気圧
ＪＩＳＫ２２５８に従って測定した。
（３）リサーチ法オクタン価、モーター法オクタン価
ＪＩＳＫ２２８０に従って測定した。
（４）蒸留性状
ＪＩＳＫ２２５４に従って測定した。
（５）成分組成
石油学会法ＪＰＩ−５Ｓ−３３−９０に準拠し、ガスクロマトグラフ
ィー法により測定した。
（６）硫黄分
ＪＩＳＫ２５４１に従って測定した。
（７）ガム分
ＪＩＳＫ２２６１に従って測定した。
【００１８】
〔無鉛ガソリン組成物の性能評価〕
（１）供試エンジン
配列、気筒数：Ｖ型６気筒弁型式：ＯＨＣ
吸気弁数：１２バルブ排気量：１９９８ｃｃ
ボア：７８．０ｍｍストローク：６９．７ｍｍ
圧縮比：９．５燃料供給方式：ＭＰＩ
（２）ＣＣＤ試験条件
運転条件：４０ｋｍ／ｈＲ／Ｌ（ロードロード）
冷却水温：５０℃
運転時間：４５ｈ
エンジン油：ＳＨ級
清浄剤種類：ＰＥＡ（ポリエーテルアミン系；ＯＧＡ）
ＰＩＢＡ（ポリイソブテンアミン系；ＰＡＲＡＤＹＮＥ）
清浄剤濃度：０〜５０００重量ｐｐｍ
試験後、ＣＣＤの重量を測定した。
【００１９】
（３）運転性評価条件
室温（２０℃）下、エンジン冷機状態でアクセル１／２開度で加速し、加速開始からエンジン回転数が３０００ｒｐｍに到達する時間を加速時間（秒）とした。この時間が短い程、エンジン冷機時の燃料の加速応答性が良好である。なお、ここでは、実施例６の結果を基準として到達時間の差から下記のように燃料の運転性を評価した。
○：実施例６の燃料より加速時間が５％以上減少
△：実施例６の燃料の加速時間の±５％以内
×：実施例６の燃料より加速時間が５％以上増加
（４）ＩＶＤ試験条件（ＰＥＡ系清浄剤添加量の影響）
１０・１５モードを繰り返し、走行距離が１００００マイル（１６０００ｋｍ）になったら終了し、ＩＶＤの重量を測定した。なお、ここではバルブ１本当たりの重量が１００ｍｇ以下の燃料を合格（○）と判定した。
【００２０】
実施例１〜２及び比較例１〜７
第１表に示す性状及び組成を有するガソリン基材を第２表に示す割合で混合してガソリン組成物を調製し、その性状、組成及び性能を上記方法で評価した。その結果を第２表に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
【表３】

【００２４】
【表４】

【００２５】
【表５】

【００２６】
【表６】

【００２７】
【表７】

【００２８】
芳香族炭化水素含有量が２５容量％を超えたガソリン組成物については、前記式（１）を満足する実施例１，２は運転性，清浄性（ＣＣＤ量）ともに良好で、式（１）を満足しない比較例１，２，７は清浄性（ＣＣＤ量）が悪く、比較例３，４はさらに運転性も悪化していることが分かる。
【００２９】
実施例３〜５及び比較例８〜１０
実施例１のガソリン組成物に第３表に示す量の清浄剤を添加してＣＣＤ量を前記方法で測定した。その結果を第３表に示す。
【００３０】
【表８】

【００３１】
【表９】

【００３２】
ＰＥＡ系清浄剤については、少量の添加によってはＣＣＤ量は増加せず、むしろ多量に添加すると減少し、一方、ＰＩＢＡ系清浄剤については、添加量の増加にしたがってＣＣＤ量は増加することが分かる。
【００３３】
実施例６〜８及び比較例１１
実施例１のガソリン組成物に第４表に示す量のＰＥＡ系清浄剤を添加してＩＶＤを前記方法で評価した。その結果を第４表に示す。
【００３４】
【表１０】

【００３５】
ＰＥＡ系清浄剤を７０重量ｐｐｍ以上添加すれば、ＩＶＤ量を１００ｍｇ以下にすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の無鉛ガソリン組成物は、吸気系統と燃焼室の清浄性，運転性及び環境性に優れたものである。

Claims

ポリエーテルアミン系清浄剤を７０重量ｐｐｍ以上含み、芳香族炭化水素の含有量が２５容量％より大きく、かつ下記の式（１）を満たすことを特徴とするリサーチ法オクタン価が８９以上の無鉛ガソリン組成物。
Ｔ５０＋Ｔ７０＋１．５×Ｔ９０≦４１５・・・（１）
〔式中、Ｔ５０，Ｔ７０及びＴ９０は、それぞれ５０，７０及び９０容量％留出温度（℃）を示す。〕。
硫黄分が１００重量ｐｐｍ以下である請求項１記載の無鉛ガソリン組成物。
ベンゼン含量が１容量％以下である請求項１又は２記載の無鉛ガソリン組成物。