特許 6389432 燃料組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6389432

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】燃料組成物

(51)【国際特許分類】

   C10L 1/02 20060101AFI20180903BHJP

   C10L 1/06 20060101ALI20180903BHJP

   C10L 1/182 20060101ALI20180903BHJP

   C10L 1/185 20060101ALI20180903BHJP

【ＦＩ】

   C10L1/02

   C10L1/06

   C10L1/182

   C10L1/185

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-267018(P2014-267018)

(22)【出願日】2014年12月29日

(65)【公開番号】特開2016-124988(P2016-124988A)

(43)【公開日】2016年7月11日

【審査請求日】2017年11月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000186913

【氏名又は名称】昭和シェル石油株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134647

【弁理士】

【氏名又は名称】宮部 岳志

(74)【代理人】

【識別番号】100161492

【弁理士】

【氏名又は名称】小森 栄斉

(72)【発明者】

【氏名】三浦 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 伸也

【審査官】 森 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３５９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｌ １／００− １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エタノール及びＥＴＢＥを含み、
ＥＴＢＥが７．０〜１８．０容量％、
モル比で（エタノール）／（ＥＴＢＥ）が０．１〜０．５、
芳香族分が２２．０〜４５．０容量％、
炭素数９の芳香族分が５．０容量％以上、
リサーチオクタン価が８９以上、
密度が０．７０〜０．７８ｇ／ｃｍ^３、及び
蒸留５０容量％留出温度が４５〜１２０℃，蒸留９０容量％留出温度が１３０〜１８５℃，蒸留終点が２２０℃以下、
であることを特徴とする燃料組成物。

【請求項2】

前記炭素数９の芳香族分が６．０〜２３．０容量％である請求項１に記載の燃料組成物。

【請求項3】

炭素数１０の芳香族分が２．０〜１０．０容量％である請求項１又は２に記載の燃料組成物。

【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ているエンジンを駆動するための燃料組成物、特にエタノール含有ガソリン組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化の主な原因となっている二酸化炭素排出量削減の観点から、石油由来の燃料に代わるものとして、生物由来の燃料を使用する試みがなされている。その一環として、例えば、ガソリン組成物に、生物由来のエタノールや、生物由来のエタノールと石油系ガス（イソブテン）の合成により製造されるＥＴＢＥ（エチル・ターシャリー・ブチル・エーテル）を混合して使用することが提案されている。

【0003】

そして、現状では、ガソリン燃料用としてのエタノール混合量は品質確保法により３容量％まで許容され、ＥＴＢＥの混合量は品質確保法の酸素分規格（１．３以下）により約７容量％まで許容されているが、地球温暖化を考慮した二酸化炭素削減の観点から、今後、エタノールやＥＴＢＥの混合量が増加する可能性もある。

【0004】

ところが、エタノールやＥＴＢＥを混合したガソリンは飽和水分量が高くなるため、外気が下がった場合などに水分を含んだガソリンの温度が急激に低下し、水分の析出により白濁を起こし、製品品質へ影響を与える可能性がある。このような白濁は、水濁りとも呼ばれ、その対処法も考案されており、例えば、特許文献１（特開２００７−２３１６４号公報）、及び特許文献２（特開２００７−４５８５８号公報）には水濁り防止性能に優れたＥＴＢＥ含有ガソリン組成物及びその製造方法が開示されている。また、特許文献３（特開２００５−１８７７０６号）には、相分離を起こしにくいエタノール含有ガソリン及びその製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２３１６４号公報

【特許文献2】特開２００７−４５８５８号公報

【特許文献3】特開２００５−１８７７０６号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載のＥＴＢＥ含有ガソリン組成物及び特許文献３に記載のエタノール含有ガソリンは、相分離温度が最も低いものでも−２５℃であり、特に寒冷地での使用において十分ではない。特許文献２に記載のＥＴＢＥ含有ガソリン組成物は、エタノールを含んでいないためエタノールの活用ができておらず、さらに、相分離温度においても、最も低いものでも−２７℃であり、特許文献１及び３と同様に十分に低いとは言えない。

【0007】

そこで、本発明は、エタノール及びＥＴＢＥを含み、且つ相分離温度が特に低い、即ち水曇りが起こりにくい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】

以上の目的を達成するために、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、エタノールとＥＴＢＥを所定量含む場合において、芳香族分の含有量を所定の範囲とすることにより、水曇りが起こりにくいエタノール含有ガソリン組成物が得られることを見出した。すなわち、本発明は、エタノール及びＥＴＢＥを含み、ＥＴＢＥが７．０〜１８．０容量％、モル比で（エタノール）／（ＥＴＢＥ）が０．１〜０．５、芳香族分が２２．０〜４５．０容量％、炭素数９の芳香族分が５．０容量％以上、リサーチオクタン価が８９以上、密度が０．７０〜０．７８ｇ／ｃｍ^３、及び蒸留５０容量％留出温度が４５〜１２０℃，蒸留９０容量％留出温度が１３０〜１８５℃，蒸留終点が２２０℃以下である燃料組成物である。

【発明の効果】

【0009】

以上のように、本発明によれば、エタノール及びＥＴＢＥを含み、水曇りが起こりにくい燃料組成物を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明に係る燃料組成物は、エタノールとＥＴＢＥを含む。ＥＴＢＥは、燃料組成物中、７．０〜１８．０容量％であり、好ましくは８．０〜１７．０容量％である。エタノールとＥＴＢＥのモル比は、（エタノール）／（ＥＴＢＥ）が０．１〜０．５、好ましくは０．２〜０．５である。

【0011】

芳香族分は、例えば、炭素数６〜１２の芳香族分が挙げられる。芳香族分は、燃料組成物中、２２．０〜４５．０容量％であり、好ましくは２３．０〜４２．０容量％であり、より好ましくは２３．０〜４０．０容量％である。炭素数９の芳香族分は、燃料組成物中、５．０容量％以上であり、好ましくは５．０〜３０．０容量％、より好ましくは６．０〜２３．０容量％であり、さらに好ましくは７．０〜１５．０容量％である。炭素数１０の芳香族分は、燃料組成物中、好ましくは１．０容量％以上、より好ましくは２．０〜１０．０容量％、さらに好ましくは３．０〜８．０容量％である。

【0012】

炭素数１１と１２の芳香族分の和は、燃料組成物中、好ましくは０．１〜５．０ｖｏｌ％であり、より好ましくは１．０〜５．０ｖｏｌ％である。炭素数１１と１２の芳香族分の和は高い方が相分離温度が低くなり好ましいと考えられるが、高すぎると９０％留出温度が高くなり、オイル希釈を生じて潤滑油の機能を低下させる場合がある。

【0013】

エタノールとＥＴＢＥを所定量の範囲で含有する燃料組成物においては、上記芳香族分の含有量の範囲であると、相分離温度が特に低くなり、水曇りが起こりにくい。このようになる理由は、例えば溶解性の一般的指標であるｓｐ値（溶解パラメータ）を用いて説明することができる。ｓｐ値は溶解度の目安と考えることができ、ｓｐ値の異なる２つの物質は、それぞれのｓｐ値が近いほど溶解しやすいと考えられている。エタノールのｓｐ値は２４であり、ＥＴＢＥのｓｐ値は１５．４である。エタノールとＥＴＢＥのｓｐ値は離れているので、この２成分のみでは溶解しにくいが、芳香族分には、ｓｐ値が１５．４〜２４の間のものが種々存在するため、それらが含まれることにより、燃料組成物中への溶解度が高くなり、水分子を安定に保持することができ、相分離温度が下がるものと推測される。

【0014】

本発明に係る燃料組成物は、ノルマルパラフィンが、５．０〜２０容量％含まれていてもよい。ノルマルパラフィンが少ないと燃焼性が悪化し排ガス性能が悪化することがある。またノルマルパラフィン分が多すぎるとオクタン価が低くなる場合がある。また、イソパラフィンが２０．０〜４０．０容量％含まれていてもよい。

【0015】

本発明に係る燃料組成物は、オレフィンが０．０〜２０．０容量％含まれていてもよい。オレフィンが多いと酸化安定性が悪化することがある。また、ナフテンが１．０〜１０．０容量％含まれていてもよい。ベンゼンは、０．５容量％以下であるのが好ましい。

【0016】

本発明に係る燃料組成物は、リサーチオクタン価（ＲＯＮ）が８９以上であり、好ましくは、８９〜１００である。モーターオクタン価（ＭＯＮ）は、例えば、８０〜９５である。

【0017】

本発明に係る燃料組成物は、１５℃における密度が０．７０〜０．７８ｇ／ｃｍ^３であり、０．７１〜０．７８ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。密度が大きいとエンジン燃焼室内で、プラグのくすぶりなどの不具合が生ずるおそれがあり、小さいと燃費が悪化する場合がある。

【0018】

本発明に係る燃料組成物は、初留温度が、例えば、２５〜６０℃である。１０％留出温度は、３０〜７０℃であるのが好ましい。１０％留出温度が低すぎるとベーパーロックが起こりやすくなり、高すぎると低温始動性が悪化する場合がある。３０％留出温度は、例えば、４０〜１００℃である。５０％留出温度は、４５〜１２０℃であり、好ましくは７０〜１１５℃である。５０％留出温度が低すぎると燃費が悪化し、高すぎると加速性が悪化する場合がある。７０％留出温度は、例えば、９０〜１５０℃である。９０％留出温度は、１３０〜１８５℃であり、好ましくは１５０〜１８５℃である。９０％留出温度が低すぎると燃費が悪化し、高すぎるとオイル希釈が生じ、潤滑油の機能を低下させる。終点は、２２０℃以下である。

【0019】

本発明に係る燃料組成物は、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。

【0020】

本発明に係る燃料組成物は、異性化ガソリン、軽質分解ガソリン、重質分解ガソリン、アルキレート、接触改質ガソリン、芳香族回収装置から留出する接触改質ガソリンを蒸留操作により分離した複数のガソリン基材、それら複数のガソリン基材をスルフォランなどの溶剤抽出によりベンゼン等の芳香族分を除去した複数のガソリン基材、軽質ナフサ、及びブタン留分などから選ばれる基材に、エタノール及びＥＴＢＥを混合して調製することができる。燃料組成物の芳香族分等を調整するには、基材の調合割合を変化させたり、各基材を得る時の運転条件、例えば蒸留装置からのカット温度や得率、反応器の反応温度、抽出装置の抽出温度や溶剤比率などを調整したりすればよい。

【実施例】

【0021】

≪実施例１〜６及び比較例１〜５≫
重質芳香族ガソリン基材、重質接触分解ガソリン、トルエン、アルキレート、軽質接触分解ガソリン、軽質ナフサ異性化ガソリン、及びスルフォラン溶剤抽出によりベンゼン等の芳香族分を除去したガソリン基材から選ばれた基材（各基材の性状を表１に示す。）を混合し、表２及び３に示した含有量となるようにエタノール及びＥＴＢＥを添加して、実施例１〜６及び比較例１〜５に係る燃料組成物を得た。実施例１〜６及び比較例１〜５に係る燃料組成物の組成や性状を表２及び３に示す。性状および成分組成は、以下の方法により測定した。

【0022】

蒸留性状：ＪＩＳ Ｋ ２２５４「石油製品―蒸留試験方法」により測定した。
硫黄分：ＪＩＳ Ｋ ２５４１−６「原油及び石油製品−硫黄分試験方法−第６部：紫外蛍光法」により測定した。
ベンゼン：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」により測定した。
密度（＠１５℃）：ＪＩＳ Ｋ ２２４９「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容積換算表」により測定した。
オクタン価（ＲＯＮ）：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」により全成分を測定し、それらからオクタン価を算出した。この値は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」のリサーチ法オクタン価試験方法を用いても算出して代用できる。
オクタン価（ＭＯＮ）：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」により全成分を測定し、それらからオクタン価を算出した。この値は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」のモータ法オクタン価試験方法を用いても算出して代用できる。

【0023】

成分組成：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」により測定した。

【0024】

相分離温度：自動流動点試験器（ＲＰＰ−１０６Ｊ，離合社）を用いて測定した。４５ｍＬの試料を入れた試験管をウォーターバスで４０℃になるまで加熱し、その後３０℃になるまで自然冷却した試験管を試験器に取り付け、１℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却して測定を行った。また、試験器で検出できない試験管底部の曇りが発生した試料は、試験器により試料を冷却し、試料の温度が１℃下がるごとに試験管を取り出し、試料底部に曇りが生じたときの温度を相分離温度とした。なお、ここでは、相分離温度とは、透明なエタノール／ＥＴＢＥ混合ガソリンが冷却により白濁した温度である。

【0025】

【表1】

ＡＬＫＹ：アルキレート
Ｈ−ＡＲＯＭＡ：重質芳香族ガソリン基材
ＨＣＣＧ：重質接触分解ガソリン
ＬＣＣＧ：軽質接触分解ガソリン
ＨＹＳＯＭＥＲＡＴＥ：軽質ナフサ異性化ガソリン
ＳＥＵ−ＲＡＦ：スルフォラン溶剤抽出によりベンゼン等の芳香族分を除去したガソリン基材
ＴＯＬＵＥＮＥ：トルエン

【0026】

【表2】

【0027】

【表3】