JP2000282070A - ガソリン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン吸気弁付着物、燃焼室内デポジ
ットを抑制できるガソリンの提供。 【解決手段】 オクタン価９６以上であり、芳香族炭化
水素の含有量が１０〜４５容量％であり、その芳香族炭
化水素に占める炭素数９の芳香族炭化水素の割合が４５
〜７０質量％であり、５０％留出温度が７５℃〜９９℃
であり、７０％留出温度が１２２〜１４０℃であり、９
０％留出温度が１５５〜１６５℃であり、かつ、清浄添
加剤を含むことを特徴とするガソリン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関燃料であ
るガソリンおよびその製造方法に関し、特には、ガソリ
ンエンジンの使用初期における排出ガス性能を維持する
ため、使用にともなう吸気弁付着物（インテークバルブ
デポジット、以下ＩＶＤと記す）の生成を防止し、かつ
燃焼室内デポジット（コンバッションチャンバーデポジ
ット、以下ＣＣＤと記す）の生成を問題のないレベル以
下に押さえることのできるガソリンに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンからの排出ガスは環境
汚染の一因とされ、排出ガス規制値が年々強化されてい
る。このため、最近の自動車用ガソリンエンジンは、空
気とガソリンの割合を精密に制御して排出ガス成分を触
媒により効率的に除去するシステムを有していたり、ス
キッシュ流という空気流動によって燃焼を促進するため
にスキッシュエリアという狭い空間を燃焼室内に設けて
いる。

【０００３】空気とガソリンの割合を精密に制御するシ
ステムを有する最近のエンジンにＩＶＤが生成すると、
空気とガソリンの割合の制御が乱れ、結果として排出ガ
スが悪化すると言われている。これを回避するための一
法として清浄添加剤の使用が考えられ、米国では大気環
境改善のために法令によって清浄添加剤の添加が義務付
けられている。この清浄添加剤としては、特開昭６１−
３３０１６号公報や特開平２−２６１８０６号に示すよ
うにポリエーテルアミン系化合物（以下ＰＥＡと記す）
とポリイソブテンアミン系化合物（以下ＰＩＢＡと記
す）が主に提案、使用されている。また、特開平１０−
２７９９６５号には改良清浄剤としてヒドロキシアミン
系化合物が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来提案され
ている清浄添加剤の使用については添加剤のタイプとそ
の効果に関して論じられているが、ガソリンの組成・性
状との組み合わせが論議されている例は見られない。例
えば、あるタイプの添加剤は、効果が低く所定のＩＶＤ
性能を発揮させるために多くの量を添加する必要があ
り、その結果ＣＣＤが増加したりすることがある。この
ＣＣＤが増加すると、先述のスキッシュエリアにデポジ
ットが付着して異音を発生したり、またデポジットの断
熱効果によってノッキングを起こしやすくなる。こうい
った問題を清浄添加剤の改良のみによって解決するに
は、多大の費用と開発期間を要すると思われる。

【０００５】このため、清浄添加剤とガソリン基材を最
適に組み合わせることによって、ＩＶＤ性能などを満足
させ、かつＣＣＤの発生が少ないガソリン組成物が求め
られていた。本発明の課題は、（１）ＩＶＤの生成が少
なく、かつ（２）ＣＣＤの生成が問題ないレベル以下に
押さえられたガソリンを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために鋭意研究を重ねてきたが、この結果、
特定の組成・性状を有するガソリンと清浄添加剤を組み
合わせて使用したとき、ＩＶＤの生成が減少し、かつＣ
ＣＤの生成も問題ないレベルに押さえられることを見い
だし、本発明に到達した。

【０００７】本発明に係るガソリンは、特定の蒸留性状
および芳香族炭化水素の含有量を有している。すなわ
ち、本発明によるガソリンは、オクタン価９６以上であ
り、芳香族炭化水素の含有量が１０〜４５容量％であ
り、その芳香族炭化水素に占める炭素数９の芳香族炭化
水素の割合が４５〜７０容量％であり、５０％留出温度
が７５℃〜９９℃であり、７０％留出温度が１２２〜１
４０℃であり、９０％留出温度が１５５〜１６５℃であ
り、かつ、清浄添加剤を含むものであり、ポリエーテル
アミン型化合物またはポリイソブテンアミン型化合物か
らなる清浄添加剤を１００〜４００ｐｐｍ含有すること
が好ましい。

【０００８】本発明に係るガソリンの製造方法は、
（Ａ）すくなくとも沸点が４０℃〜９０℃の範囲の留分
を含む流動接触分解ガソリンと、（Ｂ）アルキレート
と、（Ｃ）炭素数９の芳香族炭化水素を８０容量％以上
含む重質芳香族ガソリン基材とを混合するものである。

【０００９】本発明のガソリンは、オクタン価９６以上
好ましくは９８以上であり、高圧縮比の高性能エンジン
の性能を十分発揮させることができるガソリンである。
このオクタン価は、「ＪＩＳ Ｋ ２２８０」の「オク
タン価試験方法」において規定された方法で測定される
値である。

【００１０】本発明のガソリンの５０％留出温度（以
下、Ｔ５０ともいう）は、加速性能、特に車両冷機時の
加速性能の点から、７５〜９９℃とする必要がある。５
０％留出温度が９９℃を越えると、車両冷機時の加速性
能が悪化する。また、５０％留出温度が７５℃未満であ
ると、ベーパーロック、パーコレーションなどを生じ、
耐熱性能に対して悪影響を与たり、気化器仕様車では気
化器氷結などの発生の懸念がある。この観点から、５０
％留出温度は、７７〜９９℃、さらには８０〜９６℃と
することが一層好ましい。

【００１１】また、７０％留出温度（以下、Ｔ７０とも
いう）、９０％留出温度（以下、Ｔ９０ともいう）とい
った後留部の蒸留性状は、清浄添加剤とのＩＶＤへの相
乗効果とＣＣＤへの悪影響という点から適当なバランス
を取る必要があり、Ｔ７０は１２２〜１４０℃、Ｔ９０
は１５５〜１６５℃の範囲である。また、燃焼室デポジ
ットの観点からは特にＴ９０が重要であり、これを１６
５℃以下とすることが燃焼室デポジット低減に効果的で
ある。本発明でいう蒸留性状は、「ＪＩＳＫ ２２５
４」の「燃料油蒸留試験方法」で規定された方法によっ
て測定される値である。

【００１２】芳香族成分の含有量について言えば、本発
明のガソリンは、芳香族炭化水素（以下、芳香族成分と
もいう）の含有量を１０〜４５容量％とする必要があ
り、２５〜４０容量％の範囲とすることが一層好まし
い。芳香族成分の含有量が４５容量％を越えると、自動
車のガソリン系統で使用されている部品に対して悪影響
を及ぼしたり、スパークプラグのくすぶりを発生させる
ことがある。なお、ここで言う芳香族成分の含有量は、
「ＪＩＳ Ｋ ２５３６」に規定されている「石油製品
成分試験方法（蛍光指示薬吸着法）」によって測定され
る値である。

【００１３】芳香族成分については、前述の様に成分含
有量だけでなく、この組成も重要である。組成について
言えば、本発明のガソリンは、芳香族成分に占める炭素
数９の芳香族炭化水素（以下、Ｃ９芳香族分ともいう）
を４５〜７０容量％とする必要があり、４８〜６８容量
％の範囲とすることが一層好ましい。Ｃ９芳香族成分の
含有量が７０容量％を越えると、ＣＣＤ量が増加してエ
ンジンの運転に支障が出ることがあり４０容量％以下で
はＩＶＤに対する相乗効果が劣る。ガソリン中のＣ９芳
香族成分の含有量は、１４〜２６容量％であることが好
ましい。なお、ここで言うＣ９芳香族成分の含有量は、
「ＪＩＳ Ｋ ２５３６」に規定されている「石油製品
成分試験方法（ガスクロによる芳香族試験法）」によっ
て測定される値である。

【００１４】こうした性状を備えたガソリンを製造する
ためには、例えば次のような基材を混合することができ
る。こうした本発明を実施する上で好適な基材の種類と
性状とについて説明する。この好適な基材の成分は以下
の３種の成分、成分（Ａ）〜（Ｃ）からなる。

【００１５】成分（Ａ）：すくなくとも沸点が４０℃〜
７０℃の範囲の留分を含む流動接触分解ガソリン 成分（Ｂ）：アルキレート、および、 成分（Ｃ）：炭素数９の芳香族炭化水素を８０容量％以
上含む重質芳香族ガソリン基材 本発明で使用する（Ａ）流動接触軽質分解ガソリンとし
ては、灯軽油から常圧残油に至る広範囲の石油留分、好
ましくは重質軽油や減圧軽油を、流動接触分解法によっ
て固体酸触媒で分解して得られる接触分解ガソリン基材
のうちの軽質留分が好ましく用いられる。この軽質留分
のリサーチ法オクタン価は９２〜９７、初留点が２０〜
４０℃、９０％留出温度が７０〜１００℃であることが
好ましい。

【００１６】また、ガソリン中の（Ａ）流動接触軽質分
解ガソリンの含有量は、１〜５０容量％とすることが好
ましく、３０〜４０容量％とすることがさらに好まし
い。

【００１７】（Ｂ）アルキレートは、イソブタンおよび
低級オレフィン（ブテン、プロピレンなど）を、酸触媒
（硫酸、フッ化水素酸、塩化アルミニウムなど）の存在
下で反応させることによって、得られるものである。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、
イソオクタンを６０容量％以上含有するものが好まし
く、特にこのうちリサーチ法オクタン価が９２以上のも
のを好適に使用できる。ガソリン中の（Ｂ）成分の含有
量は、１〜６０容量％とすることが好ましく、１０〜３
０容量％、さらには１５〜２７容量％とすることが特に
好ましい。

【００１８】（Ｃ）重質芳香族ガソリン基材は、重質の
直留ナフサなどを、従来から知られている接触改質法に
よって通常得られる接触改質ガソリンから炭素数８より
軽質な留分と炭素数１０より重質な留分を蒸留で極力除
き、Ｃ９芳香族濃度を８０〜９５容量％としたもの、特
には８５％〜９５容量％としたものが好ましく用いられ
る。さらに、炭素数１０以上の芳香族炭化水素の含有量
を５容量％以下としたものが好ましく用いられる。

【００１９】本発明ではガソリン中の（Ｃ）成分の含有
量は１〜５０容量％とすることが好ましく、１２〜２７
容量％とすることが特に好ましい。

【００２０】また、本ガソリンのＩＶＤ性能を保つため
には清浄添加剤の添加が必要であるが、使用時に添加す
ることもできる。清浄添加剤としては、ポリエーテルア
ミン型、ポリイソブテンアミン型、ポリイソブテンサク
シンイミド型などのガソリン清浄剤を用いることができ
る。ポリエーテルアミン型化合物またはポリイソブテン
アミン型化合物からなる清浄添加剤を１００〜４００ｐ
ｐｍ含有することが好ましい。使用する清浄添加剤とし
ては、市販されている添加剤を用いることができる。こ
れらの添加剤は良好なＩＶＤ性能を有することが必要で
あり、ＩＶＤ性能が悪いと多量の添加剤を使用する必要
が有り、添加剤によるＣＣＤ性能の悪化を導く。このた
め、清浄添加剤の使用量は１００〜４００ｐｐｍ、好ま
しくは１５０〜３５０ｐｐｍとするのが適当であり、未
洗実在ガム量では７〜２０ｍｇ／１００ｍｌとするのが
良い。

【００２１】ポリエーテルアミン型化合物タイプの清浄
添加剤としては、ポリオキシアルキレンなどのポリエー
テル化合物の末端または中間部分にアミン基（ポリアミ
ンの場合もある）を有する化合物である。ポリオキシア
ルキレンとしては、ポリオキシプロピレンなどの炭素数
２〜５のオキシアルキレンを用いたものが例示される。

【００２２】ポリイソブテンアミン型化合物タイプの清
浄添加剤としては、ポリイソブテン重合体の末端または
中間部分にアミン基（ポリアミンの場合もある）を有す
る化合物である。分子量としては、５００〜２５００程
度が好ましく用いられる。

【００２３】むろん、上記の各成分は、同等の性状を有
していれば、その製造方法は問わずに使用することがで
きる。上記の各成分以外に、所定の性状を満たすために
直留ナフサを０〜１５容量％、ＭＴＢＥ（メチル−ｔｅ
ｒｔ−ブチルエーテル）などの含酸素化合物０〜１５容
量％、また、蒸気圧を確保してエンジンの始動性を良好
に保つために、炭素数４の留分を０〜８容量％加えるこ
とができる。

【００２４】さらに、本発明のガソリンには、清浄添加
剤以外に当業界で公知の燃料油添加剤の１種又は２種以
上を必要に応じて配合することができる。これらの配合
量は適宜選べるが、通常は添加剤の合計配合量を０．１
重量％以下に維持することが好ましい。本発明のガソリ
ンで使用可能な燃料油添加剤を例示すれば、フェノール
系、アミン系などの酸化防止剤、シッフ型化合物、チオ
アミド型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、多価アルコール又はそのエー
テルなどの氷結防止剤、有機酸のアルカリ金属塩又はア
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。

【００２５】

【実施例】以下実施例および比較例により、本発明の構
成と効果をさらに具体的に説明するが、これらは本発明
をなんら限定するものではない。まず、ベンチエンジン
試験によるデポジットの評価方法を説明する。

【００２６】〔ベンチエンジン試験１〕表１に示す市販
エンジン１を、エンジンベンチに据付け、表２に示す運
転条件のステージ１から４を繰り返し、合計２００時間
連続して運転した。運転前後の吸気弁重量を秤量するこ
とにより、吸気弁に付着したデポジット（ＩＶＤ量）を
計測した。燃焼室に蓄積したデポジット（ＣＣＤ）の重
量はＪＡＳＯ Ｍ ３５２−９８［自動車用ガソリン機
関−吸気系清浄剤による燃焼室デポジットへの影響性試
験方法］に準拠してサンプリング後秤量した。この試験
条件においては、ＣＣＤの重量は、ピストン、シリンダ
ーヘッドのそれぞれにおいて、１０００ｍｇ／気筒以下
であることが、また、ＩＶＤ量は、全量で２０００ｍｇ
以下、１バルブあたり２００ｍｇ以下であることが必要
である。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】〔ベンチエンジン試験２〕表１に示す市販
エンジン２を、エンジンベンチに据付け、表３に示す運
転条件のステージ１から４を繰り返し、合計１００時間
連続して運転した。運転前後の吸気弁重量を秤量するこ
とにより、吸気弁に付着したデポジット（ＩＶＤ量）を
計測した。燃焼室に蓄積したデポジット（ＣＣＤ）の重
量はＪＡＳＯ Ｍ ３５２−９８［自動車用ガソリン機
関−吸気系清浄剤による燃焼室デポジットへの影響性試
験方法］に準拠してサンプリング後秤量した。この試験
条件においては、ＣＣＤの重量は、ピストン、シリンダ
ーヘッドのそれぞれにおいて、１０００ｍｇ／気筒以下
であることが、また、ＩＶＤ量は、全量で１０００ｍｇ
以下、１バルブあたり４０ｍｇ以下であることが必要で
ある。

【００３０】

【表３】

【００３１】〔ガソリンの製造と試験結果〕表４に示し
た各ガソリン基材を、表５および表６に示す混合割合で
混合し、各実施例および各比較例のガソリンを製造し
た。表４において、成分（Ａ）アルキレートはイソオク
タンを６５容量％含む基材であり、成分（Ｂ）重質芳香
族ガソリン基材はＣ９芳香族分を９０容量％含み、Ｃ１
０芳香族分を３容量％含む基材であり、ＡＣ７は接触改
質ガソリンの軽質部と重質部を蒸留で除去したトルエン
を８９容量％程度含む基材である。接触改質ガソリンｂ
は、接触改質ガソリンaの前留１５％、後留２０％を蒸
留でカットした基材である。清浄添加剤のＰＥＡは、オ
ロナイト社製のポリエーテル型清浄添加剤であり、ＰＩ
ＢＡは、ＢＡＳＦ社製のＫｅｒｏｐｕｒ ＰＡ９５であ
る。

【００３２】

【表４】

【００３３】

【表５】

【００３４】

【表６】

【００３５】また、表７および表８には、各ガソリンの
密度、蒸留性状、リサーチ法オクタン価、芳香族炭化水
素の割合を示す。

【００３６】

【表７】

【００３７】

【表８】

【００３８】これらの各実施例、比較例のガソリンにつ
いて、それぞれ前述のベンチエンジン試験を行った。ベ
ンチエンジン試験１による試験結果を表９に、またベン
チエンジン試験２による試験結果を表１０に示す。

【００３９】

【表９】

【００４０】

【表１０】

【００４１】これらの結果、とくに表９と１０からわか
るように、本発明のガソリンは表９と１０からわかるよ
うに、好適なガソリン基材とガソリン清浄剤を組み合わ
せることにより、ＩＶＤ性能に優れ、かつＣＣＤを問題
のないレベル以下に押さえることが出来るものである。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、特定の芳香族含有量および特
定の蒸留性状を有する基材と清浄剤を組み合わせたガソ
リンを提供するものであり、これによって、従来のガソ
リンと比較してより安価で排気ガスの悪化に繋がるＩＶ
Ｄの低減が可能な極めて有利なものとなった。従って、
本発明のガソリンは、低公害で高性能を有するガソリン
エンジン用の燃料油として、幅広くかつ有効な利用が期
待できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オクタン価９６以上であり、 芳香族炭化水素の含有量が１０〜４５容量％であり、 その芳香族炭化水素に占める炭素数９の芳香族炭化水素
   の割合が４５〜７０容量％であり、 ５０％留出温度が７５℃〜９９℃であり、 ７０％留出温度が１２２〜１４０℃であり、 ９０％留出温度が１５５〜１６５℃であり、かつ、 清浄添加剤を含むことを特徴とするガソリン。
2. 【請求項２】 ポリエーテルアミン型化合物またはポリ
   イソブテンアミン型化合物からなる清浄添加剤を１００
   〜４００ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項１記載
   のガソリン。
3. 【請求項３】 （Ａ）すくなくとも沸点が４０℃〜７０
   ℃の範囲の留分を含む流動接触分解ガソリンと、 （Ｂ）アルキレートと、 （Ｃ）炭素数９の芳香族炭化水素を８０質量％以上含む
   重質芳香族ガソリン基材とを混合することを特徴とする
   請求項１または２記載のガソリンの製造方法。