JP3942794B2

JP3942794B2 - Unleaded gasoline composition and method for producing the same

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Publication number: JP3942794B2
Application number: JP2000106908A
Authority: JP
Inventors: 健一小泉
Original assignee: 株式会社ジョモテクニカルリサーチセンター
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2001288483A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は環境への影響を低減した無鉛ガソリン組成物に関し、詳しくは光化学オキシダントを低減するなど環境問題に配慮しつつかつ実走行時のアンチノック性を確保した無鉛ガソリン組成物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題の高まりからガソリン自動車技術に種々の工夫が加えられ、これに呼応してガソリン品質も改良されてきていることは周知のとおりである。このなかでガソリン中に含まれるベンゼンについては、既に1999年にJISが改正され、2000年1月よりこの含有量が1.0容量％以下に低減された。
【０００３】
現在、最も環境基準適合率が低い光化学オキシダント対策の一環として、自動車からの燃料蒸発ガスを低減することが検討されている。この低減のためには、自動車構造の改善とともに、ガソリンの蒸気圧を低減することが考えられ、具体的な手段としては、ガソリン中のブタン配合比率を下げる方法がある。
【０００４】
また、硫黄分について、自動車排ガス中のNOx濃度を低減するためのリーンNOx触媒は硫黄化合物によって被毒されることから、ガソリン中の硫黄分を下げることが好ましい。硫黄分を低減する方法としては、硫黄分が比較的高いガソリン基材である接触分解ガソリン基材を脱硫するか、あるいはその配合比率を制限することが考えられる。
【０００５】
ところが、これらベンゼン、ブタンおよび接触分解ガソリン基材は、全て、アンチノック性を向上させる有用なガソリン基材でもある。したがって、上述のような成分の含有量の減少により、ガソリンとして不可欠な品質であるオクタン価の低下が憂慮される。
【０００６】
自動車ガソリンのアンチノック性の指標として、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（以下、RONという。）が採用され、JIS K 2202「自動車ガソリン」における規格値は89.0以上と定められている。したがって、前述の如くガソリン基材の構成が変化しアンチノック性が悪化するとしても一定の歯止めがあるはずである。
【０００７】
しかし、上述のRONは、規定回転数（600rpm）に設定した特殊な単気筒エンジンを用いて、標準燃料と試料のノック強度を比較しアンチノック性を決定する実験室オクタン価であり、実際のガソリン自動車は、負荷やエンジン回転数が刻々変化する走行条件でもノッキングを起こさないアンチノック性が求められる。RONは、このようなアンチノック性の実用性能を総合的に表わす指標として十分でなく、従来から問題視されてきた。このため、RONの規格値を満足するだけでは、実用的な実走行時のアンチノック性を確保することは難しい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述のとおり、ベンゼン含有量が低く、蒸気圧が低いなどの特徴を有する環境対応ガソリンは、実走行時のアンチノック性が十分に確保されておらず、また、十分な実用性能を確保した環境対応ガソリンの製造方法は未だ確立されていない。そこで、本発明は、これらの問題を解決するものであり、光化学オキシダントの発生の抑制などの環境問題に配慮しつつ、かつ実走行条件でのアンチノック性に優れた無鉛ガソリン組成物およびその製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、種々の環境対応ガソリンを試作し、実車を用いてアンチノック性を評価したところ、ブタンなどの基材構成が変化したガソリンにおいては、RONが従来と殆ど変わらなくても実走行時のアンチノック性が劣る場合があることを見出した。
【００１０】
さらに、本発明者は、実験室オクタン価としてはRON以外に、JIS K 2280のモータ法オクタン価（以下、MONという。）、ASTM D 2886-86「Test Method for Knock Characteristics of Motor Fuels by the Distribution Octane Number ( DON ) Method」のディストリビューション法オクタン価（以下、DONという。）などがあることから、試作した前記環境対応ガソリンに関し、これらのオクタン価についても評価した。MONは、RON同様に単気筒エンジンを用いる実験室オクタン価であるが、規定回転数（900rpm）が高いため高速走行時のアンチノック性の評価に適している。一方DONは、規定回転数（600rpm）はRONと同じであるが、キャブレターとインテークポートの間に水冷ディストリビューションマニホールドを備え、ガソリン中の前留部のアンチノック性を評価できるので、特に高負荷低エンジン回転数時のアンチノック性を評価できる利点がある。
【００１１】
本発明者は、上述のようにそれぞれの実験室オクタン価は特徴を有することに鑑み、これらを組み合わせて特定すれば実走行時のアンチノック性に優れたガソリン組成物を調製することができるとの着想を持ち、種々の環境対応ガソリンを試作し、それらの実走行時のアンチノック性とRON、MONおよびDONの相関を検討したところ、
（1）実走行時のアンチノック性は、MONおよびDONと強い相関が認められ、これらを組み合わせそれぞれ一定範囲に制御すれば優れたアンチノック性を確保できること、
（2）実走行時のアンチノック性は、RONとの相関は弱いこと、
などを見出し、本発明に想到した。
【００１２】
すなわち、本発明の無鉛ガソリン組成物は、ベンゼン含有量が1.0容量％以下、リード法蒸気圧が40.0kPa以上65.0kPa以下の無鉛ガソリンであって、MONが80.0以上86.0以下かつDONが88.0以上95.0以下であることを特徴とする。本発明において、RONが89.0以上91.0以下の場合でも、前述のMON、DONが規定範囲内であれば十分な実走行時のアンチノック性を確保できる。また、硫黄分は50質量ppm以下であれば一層好ましい。
【００１３】
さらに、本発明者は、重質接触分解ガソリン基材を特定量配合すれば、前記本発明の無鉛ガソリン組成物を容易に製造できることを見出した。すなわち、本発明は、重質接触分解ガソリン基材を40容量％以上80容量％以下配合して上記の無鉛ガソリン組成物を製造するものである。さらに、かかる重質接触分解ガソリン基材は、ベンゼン含有量1.0容量％以下、リード法蒸気圧60.0kPa以下、硫黄分50質量ppm以下、かつ未洗実在ガム2mg/100ml以下の性状を有することがより好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による無鉛ガソリン組成物は、ベンゼン含有量が1.0容量％以下、リード法蒸気圧が40.0kPa以上65.0kPa以下であって、MONが80.0以上86.0以下かつDONが88.0以上95.0以下である。ここで、ベンゼン含有量は、JIS K 2536「石油製品−成分試験方法」により測定できる。ベンゼン含有量は1.0容量％以下、好ましくは0.9容量％以下であり、低いほど好ましい。
【００１５】
リード法蒸気圧は、JIS K 2258「原油及び燃料油蒸気圧試験方法（リード法）」により測定できる。リード法蒸気圧は40.0kPa以上65.0kPa以下、好ましくは40.0kPa以上60.0kPa以下、さらに好ましくは50.0kPa以上60.0kPa以下である。リード法蒸気圧がこの範囲より低い場合は、特に冬期において始動不良やドライバビリティー悪化を引き起こすので好ましくない。
【００１６】
MONは、JIS K 2280のモータ法オクタン価試験方法により測定できる。MONは80.0以上86.0以下、好ましくは80.5以上85.0以下、さらに好ましくは81.0以上83.0以下である。MONがこの範囲より高い場合は特段の不具合はないが、ガソリン製造コストが掛かりすぎまたコストに見合った実用性能が得られないので好ましくない。
【００１７】
DONは、ASTM D 2886-86のディストリビューション法オクタン価試験方法で測定できる。このなかで水冷ディストリビューションマニホールドとしては、米国のWaukesha社（Waukesha Engine Div., Fuel Research Dept., Waukesha, Wis. 53186）製の他、ASTM D 2886-86の仕様に合致していれば他社のものでも使用できる。DONは88.0以上95.0以下、好ましくは88.0以上94.0以下、さらに好ましくは89.0以上94.0以下である。DONがこの値より高い場合は、相対的に後留部の芳香族性が低下し燃料噴射ノズルの固着やデポジット生成傾向が現れるので好ましくない。
【００１８】
RONは、JIS K 2280のリサーチ法オクタン価試験方法により測定できる。RONは実走行時のアンチノック性との相関は弱いが、89.0以上96.0以下、特に89.0以上94.0以下、更には89.0以上92.0以下が好ましい。RONがこの範囲より高い場合は、ガソリン製造に係るコストアップに見合う性能向上が得られずまた高RON基材の偏用によってガソリンの蒸留性状がいびつになるので好ましくなく、一方低すぎる場合は、とりわけ登坂加速時にノッキングしやすくなるので好ましくない。RONは、MON、DONが上述の規定範囲内にあれば、89.0以上91.0以下でも十分な実走行時のアンチノック性を達成できる。
【００１９】
また、硫黄分は50質量ppm以下であれば一層好ましい。本発明の無鉛ガソリン組成物は、上述以外の性状について特に限定するものではないが、内燃機関用燃料として、密度（15℃）が0.71〜0.75g/cm³、蒸留性状が20〜220℃、酸化安定度が400min以上、銅板腐食が1以下であることが望ましい。
【００２０】
本発明の無鉛ガソリン組成物の製造方法に用いる重質接触分解ガソリン基材は、接触分解装置にて原料油を接触分解することにより得られる接触分解ガソリン基材のうち、重質なガソリン留分である。重質接触分解ガソリン基材の性状として、好ましい蒸留性状は、90％留出温度が175℃以上、好ましくは175〜190℃であり、50％留出温度が95℃以上、好ましくは95〜120℃であり、10％留出温度が55℃以上、好ましくは55〜70℃である。他の性状は、密度（15℃）が0.73〜0.76g/cm³、リード法蒸気圧が40〜60kPa、RONが91〜94、留出温度範囲が30〜210℃程度、硫黄分が50質量ppm以下である他、ベンゼン含有量が1.0容量％以下、JIS K 2261「石油製品−自動車ガソリン及び航空燃料油−実在ガム試験方法−噴射蒸発法」による未洗実在ガムが2mg/100ml以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明に用いる重質接触分解ガソリン基材を製造するプロセスは、接触分解装置、原料油、運転条件を特に限定するものでなく、公知の任意の製造工程を採用できる。接触分解装置は、無定形シリカアルミナ、ゼオライトなどの触媒を使用して、軽油から減圧軽油までの石油留分の他、重油間接脱硫装置から得られる間脱軽油、重油直接脱硫装置から得られる直脱重油、常圧残さ油などを接触分解して高オクタン価ガソリン基材を得る装置である。例えば、石油学会編「新石油精製プロセス」に記載のあるUOP接触分解法、フレキシクラッキング法、ウルトラ・オルソフロー法、テキサコ流動接触分解法などの流動接触分解法、RCC法、HOC法などの残油流動接触分解法などがある。
【００２２】
接触分解装置から得られる接触分解ガソリン基材の一般的な性状は、密度（15℃）が0.72〜0.76g/ cm³、リード法蒸気圧が40〜70kPa、RONが92〜95、蒸留性状が20〜210℃程度である。本発明に規定する重質接触分解ガソリン基材は、代表的には、接触分解ガソリン基材を蒸留し軽質接触分解ガソリン基材を除去した後の重質な留分として、また、この重質留分を接触分解ガソリン基材に配合して重質留分の割合を多くしたものとして得ることもできる。なお、接触分解ガソリン基材から分離された軽質接触分解ガソリン基材の性状は、密度（15℃）が0.60〜0.70g/ cm³、リード法蒸気圧が90〜110kPa、RONが93〜96、留出温度範囲が20〜110℃程度であって、プレミアムガソリンなどの製造に用いることができる。
【００２３】
重質接触分解ガソリン基材の配合量は、ガソリン全量基準で40容量％以上80容量％以下が好ましく、特に40〜75容量％、さらに好ましくは45〜70容量％である。重質接触分解ガソリン基材の配合量がこの範囲を下回る場合は実走行時のアンチノック性の改善効果が弱く、またこれを超える場合は酸化安定性が悪化する恐れがあり好ましくない。
【００２４】
他のガソリン基材としては、▲１▼原油を常圧蒸留した直留ナフサ、▲２▼直留ナフサを脱硫処理した脱硫ナフサ、▲３▼脱硫重質ナフサを接触改質処理して得られる改質ガソリン、▲４▼軽油から減圧軽油までの石油留分や重油間接脱硫装置から得られる間脱軽油、重油直接脱硫装置から得られる直脱重油、常圧残さ油などを接触分解して得られる接触分解ガソリン基材、▲５▼低級オレフィンとイソブタンを酸触媒下で反応させて得られるアルキレート、▲６▼軽質ナフサを接触処理し、異性化してオクタン価を高めたアイソメレート、▲７▼原油や各種の２次精製装置から回収されるLPG留分や軽質ナフサなどを精密蒸留して得られるブタン、イソペンタンなどがあり、これらを適宜選択して適宜の割合で混合し本発明の無鉛ガソリン組成物を製造することができる。これらの基材の配合量は本発明の趣旨を逸脱しない限り任意であるが、ガソリン全量に対して合計量で、20容量％以上60容量％以下が好ましく、25〜60容量％がより好ましく、30〜55容量％がさらに好ましい。また、メチルターシャリーブチルエーテル、エチルターシャリーブチルエーテル、ターシャリーアミルメチルエーテルなどの含酸素化合物からなるガソリン基材も用いることができる。含酸素化合物を配合する場合、その配合量は1〜10容量％程度とすることが好ましい。
【００２５】
本発明の無鉛ガソリン組成物には、必要に応じて公知の燃料添加剤を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量として0.1重量％以下とすることが好ましい。本発明の無鉛ガソリン組成物で使用可能な添加剤を例示すれば、アミン系、フェノール系、アミノフェノール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、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などの清浄分散剤、多価アルコールや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、アルケニルコハク酸エステルなどのさび止め剤、キニザリン、クマリンなどの識別剤、アゾ染料などの着色剤を挙げることができる。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明を実施例および比較例に基いて、より具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００２７】
実施例および比較例の無鉛ガソリン組成物の製造に用いた接触分解ガソリン、重質接触分解ガソリン、改質ガソリン、直留軽質ナフサ、脱硫軽質ナフサおよび分解ブタンの各ガソリン基材の性状を表１に示す。重質接触分解ガソリン基材は、硫黄分0.29質量％の脱硫減圧重質軽油を接触分解して得た接触分解ガソリン基材からプレミアムガソリン製造用基材である軽質接触分解ガソリン基材を精留除去したものを、接触分解ガソリン基材に調合して製造したものである。この重質接触分解ガソリン基材の90％留出温度は181.0℃、50％留出温度は、111.5℃、10％留出温は61.0℃である。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１のガソリン基材を用いて、表２および表３に示す実施例１〜３および比較例１〜４の無鉛ガソリン組成物を調製した。実施例１の無鉛ガソリン組成物は、容量割合で、接触分解ガソリン3部、重質接触分解ガソリン57部、改質ガソリン22部、直留軽質ナフサ5部、脱硫軽質ナフサ12部および分解ブタン1部を、実施例２は、重質接触分解ガソリン60部、改質ガソリン27部、および脱硫軽質ナフサ13部を、また実施例３は、重質接触分解ガソリン60部、改質ガソリン20部、直留軽質ナフサ5部、および脱硫軽質ナフサ15部を配合した。
【００３０】
表３に示す比較例１の無鉛ガソリン組成物は、接触分解ガソリン35部、重質接触分解ガソリン29部、改質ガソリン20部、および脱硫軽質ナフサ16部を、比較例２は、接触分解ガソリン35部、重質接触分解ガソリン38部、改質ガソリン8部、直留軽質ナフサ18部、および脱硫軽質ナフサ1部を、比較例３は、接触分解ガソリン基材44部、重質接触分解ガソリン基材26部、改質ガソリン15部、直留軽質ナフサ9部、および脱硫軽質ナフサ6部を、また比較例４は、接触分解ガソリン34部、重質接触分解ガソリン35部、改質ガソリン12部、および脱硫軽質ナフサ19部を配合した。なお、実施例および比較例の無鉛ガソリン組成物には、着色剤（シラド化学製CL-53）2mg/l、酸化防止剤（住友化学工業製スミライザー4ML）20mg/lを添加し、さらに実施例１には、清浄分散剤（ビーエーエスエフ製Keropur AP-95）100mg/lを添加した。
【００３１】
上記のようにして調製した実施例１〜３および比較例１〜４の無鉛ガソリン組成物の密度（15℃）、蒸留性状、ベンゼン含有量、リード法蒸気圧、硫黄分、未洗実在ガム、RON、MON、DONおよび走行オクタン価（以下、RdONという。）を次に示す方法で測定し評価した。RdONは、実走行時のアンチノック性を評価する指標である。
【００３２】
密度（15℃）はJIS K 2249「原油及び石油製品−密度試験方法及び密度・質量・容量換算表」の振動式密度試験方法により、蒸留性状はJIS K 2254「石油製品−蒸留試験方法」の常圧法蒸留試験方法（減失加算）により、ベンゼン含有量はJIS K 2536のタンデム式ガスクロによる成分試験方法により、リード法蒸気圧はJIS K 2258により、硫黄分はJIS K 2541「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」の微量電量滴定式酸化法により、未洗実在ガムはJIS K 2261により、RONはJIS K 2280のリサーチ法オクタン価試験方法により、MONはJIS K 2280のモータ法オクタン価試験方法により、またDONはASTM D 2886-86により求めた。
【００３３】
RdONは、CRC F28-70の修正ユニオンタウン法（modified uniontown method）により求めた。修正ユニオンタウン法は、実際に車両を用い、アイドル時の点火時期を変えることにより、加速中の点火時期を進めて走行中にノッキングを起こさせ、実走行時のオクタン価を求める方法である。本実施例においては、シングルポイントインジェクション仕様のエンジンを搭載し、トランスミッションタイプはマニュアルである排気量1,600ccの国産小型乗用車を供試車輌として用い、シャーシダイナモメータ上で走行負荷をアスファルト平坦路走行負荷相当に設定し、吸入空気温度・湿度を一定に制御することにより測定した。また、加速はフルスロットルにて、またエンジン回転数範囲は1000〜3000rpmで評価した。本実施例におけるRdONの判定基準は 88.0 とし、これ以上を良好とした。
【００３４】
実施例１〜３および比較例１〜４の測定および評価結果を表２および表３にそれぞれ示す。
【００３５】
【表２】

【００３６】
【表３】

【００３７】
表２の実施例１〜３から、ベンゼン含有量が1.0容量％以下、リード法蒸気圧が40.0kPa以上65.0kPa以下であって、MONが80.0以上86.0以下かつDONが88.0以上95.0以下である無鉛ガソリン組成物はRdONが優れていることが明らかである。また、RONが89.0以上91.0以下であっても上記の無鉛ガソリン組成物はアンチノック性が良好であることが分かる。比較例の無鉛ガソリン組成物は、基材構成の相違により、MONまたはDON の値が本発明の範囲を外れることから、RdONが低いため、実走行時に不具合が生じる恐れがある。
【００３８】
【発明の効果】
本発明による無鉛ガソリン組成物は、ベンゼン含有量が1.0容量％以下、リード法蒸気圧が40.0〜65.0kPa、モータ法オクタン価が80.0〜86.0かつディストリビューション法オクタン価が88.0〜95.0であり、光化学オキシダントなどの環境問題に配慮した燃料であり、同時に、負荷・エンジン回転数が刻々変化する実際のガソリン自動車に用いた場合に総合的に良好なアンチノック特性を発揮するものであり、ガソリンエンジン用燃料として有用である。また、本発明による前記無鉛ガソリン組成物の製造方法は、重質接触分解ガソリン基材を40〜80容量％配合するものであり、これによれば、環境問題に配慮しつつかつ良好な実走行時のアンチノック性を示す無鉛ガソリン組成物を容易に製造することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an unleaded gasoline composition with reduced environmental impact, and more particularly to an unleaded gasoline composition that takes into account environmental issues such as reducing photochemical oxidants and ensures anti-knock properties during actual driving and a method for producing the same. .
[0002]
[Prior art]
In recent years, various ideas have been added to gasoline automobile technology due to increasing environmental problems, and it is well known that gasoline quality has been improved in response. Among these, benzene contained in gasoline was already revised in JIS in 1999, and since January 2000, its content has been reduced to 1.0% by volume or less.
[0003]
Currently, as part of measures against photochemical oxidants with the lowest environmental standard compliance rate, it is being considered to reduce fuel evaporative gas from automobiles. In order to reduce this, it is conceivable to reduce the vapor pressure of gasoline along with the improvement of the automobile structure. As a specific means, there is a method of lowering the butane blending ratio in gasoline.
[0004]
Further, regarding the sulfur content, since the lean NOx catalyst for reducing the NOx concentration in the automobile exhaust gas is poisoned by the sulfur compound, it is preferable to reduce the sulfur content in gasoline. As a method for reducing the sulfur content, it is conceivable to desulfurize a catalytic cracked gasoline base material, which is a gasoline base material having a relatively high sulfur content, or limit the blending ratio thereof.
[0005]
However, these benzene, butane and catalytic cracking gasoline base materials are all useful gasoline base materials that improve antiknock properties. Therefore, due to the decrease in the content of the components as described above, there is a concern about a decrease in octane number, which is an indispensable quality for gasoline.
[0006]
The research method octane number (hereinafter referred to as RON) of JIS K 2280 "Petroleum products-Fuel oil-Octane number and cetane number test method and cetane index calculation method" is adopted as an index of anti-knock properties of automobile gasoline, and JIS K 2202 The standard value for "automobile gasoline" is set to 89.0 or more. Therefore, even if the structure of the gasoline base material changes and the anti-knock property deteriorates as described above, there should be a certain pawl.
[0007]
However, the RON mentioned above is a laboratory octane number that uses a special single-cylinder engine set at a specified speed (600 rpm) and compares the knock strength of the standard fuel and the sample to determine anti-knock properties. Automobiles are required to have anti-knock properties that do not cause knocking even under traveling conditions in which the load and engine speed change every moment. RON has not been sufficient as an index for comprehensively indicating the practical performance of such anti-knock properties, and has been regarded as a problem in the past. For this reason, it is difficult to ensure a practical anti-knock property during actual driving only by satisfying the RON standard value.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As mentioned above, environmentally friendly gasoline with features such as low benzene content and low vapor pressure does not ensure sufficient anti-knock performance during actual driving, and also ensures sufficient practical performance. The production method of the corresponding gasoline has not been established yet. Therefore, the present invention solves these problems, and takes into consideration environmental problems such as suppression of the occurrence of photochemical oxidants, and has excellent anti-knock properties under actual driving conditions, and its production A method is provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The inventor prototyped various environmentally friendly gasolines and evaluated the anti-knock properties using actual vehicles. In gasolines with changed base materials such as butane, the actual running is possible even if the RON is almost the same as before. It was found that the antiknock property at the time may be inferior.
[0010]
Furthermore, in addition to RON, the inventor has established a JIS K 2280 motor method octane number (hereinafter referred to as MON), ASTM D 2886-86 “Test Method for Knock Characteristics of Motor Fuels by the Distribution Octane Number”. (DON) Method "distribution method octane number (hereinafter referred to as DON), etc., and the octane number of the environmentally friendly gasoline produced as a prototype was also evaluated. MON is a laboratory octane number that uses a single-cylinder engine like RON, but is suitable for evaluation of anti-knock properties at high speeds because of its high specified speed (900 rpm). DON, on the other hand, has the same specified rotational speed (600 rpm) as RON, but has a water-cooled distribution manifold between the carburetor and intake port, which can evaluate the anti-knock property of the front end in gasoline, so it is particularly heavy. There is an advantage that anti-knock property at low engine speed can be evaluated.
[0011]
In view of the fact that each laboratory octane number has a characteristic as described above, the present inventor can prepare a gasoline composition excellent in anti-knock property during actual running if specified by combining them. With an idea, various prototypes of environmentally friendly gasoline were prototyped, and the anti-knock properties during actual driving and the correlation between RON, MON and DON were examined.
(1) The anti-knock property during actual driving has a strong correlation with MON and DON, and if these are combined and controlled within a certain range, excellent anti-knock property can be secured.
(2) Anti-knock performance during actual driving is weakly correlated with RON,
As a result, the present invention has been conceived.
[0012]
That is, the unleaded gasoline composition of the present invention is an unleaded gasoline having a benzene content of 1.0% by volume or less, a Reed vapor pressure of 40.0 kPa to 65.0 kPa, MON of 80.0 to 86.0 and DON of 88.0 to 95.0. It is characterized by the following. In the present invention, even when RON is 89.0 or more and 91.0 or less, sufficient anti-knock property during actual driving can be ensured as long as MON and DON are within the specified ranges. The sulfur content is more preferably 50 ppm by mass or less.
[0013]
Furthermore, the present inventor has found that the unleaded gasoline composition of the present invention can be easily produced by blending a specific amount of the heavy catalytic cracking gasoline base material. That is, according to the present invention, the above lead-free gasoline composition is produced by blending a heavy catalytic cracked gasoline base material in an amount of 40% by volume to 80% by volume. Further, such heavy catalytic cracking gasoline base material may have properties of benzene content of 1.0% by volume or less, Reed vapor pressure of 60.0 kPa or less, sulfur content of 50 mass ppm or less, and unwashed real gum of 2 mg / 100 ml or less. More preferred.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The lead-free gasoline composition according to the present invention has a benzene content of 1.0% by volume or less, a Reed vapor pressure of 40.0 kPa to 65.0 kPa, a MON of 80.0 to 86.0 and a DON of 88.0 to 95.0. Here, the benzene content can be measured by JIS K 2536 “Petroleum product-component test method”. The benzene content is 1.0% by volume or less, preferably 0.9% by volume or less, and the lower the better.
[0015]
The Reed vapor pressure can be measured by JIS K 2258 “Crude oil and fuel oil vapor pressure test method (Reed method)”. The Reed vapor pressure is 40.0 kPa to 65.0 kPa, preferably 40.0 kPa to 60.0 kPa, and more preferably 50.0 kPa to 60.0 kPa. When the Reed vapor pressure is lower than this range, it is not preferable because it causes start-up failure and drivability deterioration particularly in winter.
[0016]
MON can be measured by the motor method octane number test method of JIS K 2280. MON is 80.0 or more and 86.0 or less, preferably 80.5 or more and 85.0 or less, and more preferably 81.0 or more and 83.0 or less. When MON is higher than this range, there is no particular problem, but it is not preferable because the gasoline production cost is too high and practical performance corresponding to the cost cannot be obtained.
[0017]
DON can be measured by the ASTM D 2886-86 distribution method octane number test method. Among them, the water-cooled distribution manifold is manufactured by Waukesha of the United States (Waukesha Engine Div., Fuel Research Dept., Waukesha, Wis. 53186), as long as it meets the specifications of ASTM D 2886-86. Even things can be used. DON is 88.0 to 95.0, preferably 88.0 to 94.0, and more preferably 89.0 to 94.0. When DON is higher than this value, the aromaticity of the trailing portion is relatively lowered, and the fuel injection nozzle tends to stick and deposit formation tends to occur.
[0018]
RON can be measured by the research method octane number test method of JIS K 2280. RON has a weak correlation with anti-knock properties during actual driving, but is preferably 89.0 to 96.0, particularly 89.0 to 94.0, and more preferably 89.0 to 92.0. If RON is higher than this range, performance improvement commensurate with the cost increase related to gasoline production cannot be obtained, and the distilling property of gasoline becomes distorted due to the misuse of the high RON base material. In particular, it is not preferable because it is easy to knock during climbing acceleration. If MON and DON are within the above specified range, RON can achieve sufficient anti-knock performance during actual driving even if it is between 89.0 and 91.0.
[0019]
The sulfur content is more preferably 50 ppm by mass or less. The unleaded gasoline composition of the present invention is not particularly limited to properties other than those described above, but as a fuel for an internal combustion engine, the density (15 ° C.) is 0.71 to 0.75 g / cm ³ , the distillation properties are 20 to 220 ° C., It is desirable that the oxidation stability is 400 min or more and the copper plate corrosion is 1 or less.
[0020]
The heavy catalytic cracking gasoline base material used in the method for producing an unleaded gasoline composition of the present invention is a heavy gasoline fraction among the catalytic cracking gasoline base materials obtained by catalytic cracking of feedstock in a catalytic cracking device. It is. As the properties of the heavy catalytic cracking gasoline base material, preferable distillation properties are 90% distillation temperature of 175 ° C or higher, preferably 175 to 190 ° C, and 50% distillation temperature of 95 ° C or higher, preferably 95 to 120. And the 10% distillation temperature is 55 ° C or higher, preferably 55 to 70 ° C. Other properties include density (15 ° C) of 0.73 to 0.76 g / cm ³ , Reed vapor pressure of 40 to 60 kPa, RON of 91 to 94, distillation temperature range of about 30 to 210 ° C, and sulfur content of 50 mass. In addition to not more than ppm, benzene content is 1.0% by volume or less, and unwashed actual gum according to JIS K 2261 "Petroleum products-automobile gasoline and aviation fuel oil-actual gum test method-injection evaporation method" is 2mg / 100ml or less It is preferable.
[0021]
The process for producing the heavy catalytic cracking gasoline base used in the present invention does not particularly limit the catalytic cracking apparatus, the feedstock oil, and the operating conditions, and any known production process can be employed. The catalytic cracking unit uses a catalyst such as amorphous silica alumina, zeolite, etc., in addition to petroleum fractions from light oil to vacuum gas oil, while being obtained from heavy oil indirect desulfurization unit, it can be obtained directly from degassing oil or heavy oil direct desulfurization unit. This is a device that obtains a high octane gasoline base material by catalytic cracking of degassed oil, atmospheric residue oil and the like. For example, the UOP catalytic cracking method, flexi cracking method, ultra-orthoflow method, fluid contact cracking method such as Texaco fluid catalytic cracking method, RCC method, HOC method, etc. There are oil fluid catalytic cracking methods.
[0022]
The general properties of the catalytic cracking gasoline base material obtained from the catalytic cracker are as follows: density (15 ° C) is 0.72 to 0.76 g / cm ³ , Reed vapor pressure is 40 to 70 kPa, RON is 92 to 95, and distillation properties are It is about 20-210 degreeC. The heavy catalytic cracking gasoline substrate defined in the present invention is typically a heavy fraction after distillation of the catalytic cracking gasoline substrate and removal of the light catalytic cracking gasoline substrate. It can also be obtained by blending the fraction into the catalytic cracking gasoline base to increase the proportion of the heavy fraction. The light catalytic cracking gasoline base material separated from the catalytic cracking gasoline base material has a density (15 ° C.) of 0.60 to 0.70 g / cm ³ , a Reed vapor pressure of 90 to 110 kPa, a RON of 93 to 96, The distillation temperature range is about 20 to 110 ° C. and can be used for the production of premium gasoline and the like.
[0023]
The blending amount of the heavy catalytic cracking gasoline base is preferably 40% by volume or more and 80% by volume or less, particularly 40 to 75% by volume, more preferably 45 to 70% by volume based on the total amount of gasoline. When the blending amount of the heavy catalytic cracking gasoline base is below this range, the effect of improving the anti-knock property during actual running is weak, and when it exceeds this range, oxidation stability may be deteriorated, which is not preferable.
[0024]
Other gasoline base materials are obtained by (1) straight-run naphtha obtained by atmospheric distillation of crude oil, (2) desulfurized naphtha obtained by desulfurizing straight-run naphtha, and (3) desulfurized heavy naphtha by catalytic reforming treatment. It is obtained by catalytic cracking of reformed gasoline, oil fraction from light oil to vacuum gas oil, degasified oil obtained from heavy oil indirect desulfurization equipment, direct desulfurized oil obtained from heavy oil direct desulfurization equipment, normal pressure residual oil, etc. Catalytic cracking gasoline base, (5) alkylate obtained by reacting lower olefin and isobutane in the presence of an acid catalyst, (6) light naphtha contact treatment and isomerization to increase octane number isomerate, (7) There are butane, isopentane, etc. obtained by precision distillation of crude oil and LPG fractions collected from various secondary refining equipment, light naphtha, etc., which are appropriately selected and mixed at an appropriate ratio, and the unleaded gasoline of the present invention set It is possible to manufacture things. The blending amount of these base materials is arbitrary as long as it does not depart from the gist of the present invention, but the total amount with respect to the total amount of gasoline is preferably 20% by volume or more and 60% by volume or less, more preferably 25 to 60% by volume, 30 to 55% by volume is more preferable. Also, a gasoline base material made of an oxygen-containing compound such as methyl tertiary butyl ether, ethyl tertiary butyl ether, tertiary amyl methyl ether, or the like can be used. When the oxygen-containing compound is blended, the blending amount is preferably about 1 to 10% by volume.
[0025]
The unleaded gasoline composition of the present invention can be blended with known fuel additives as required. These blending amounts can be selected as appropriate, but usually it is preferably 0.1% by weight or less as the total amount of additives. Examples of additives that can be used in the lead-free gasoline composition of the present invention include amine-based, phenol-based, aminophenol-based antioxidants, Schiff-type compounds, thioamide-type compounds such as metal deactivators, organic phosphorus Surface ignition preventives such as organic compounds, detergent dispersants such as succinimides, polyalkylamines and polyetheramines, anti-icing agents such as polyhydric alcohols and their ethers, alkali metal salts and alkaline earth metal salts of organic acids , Auxiliary alcohols such as sulfates of higher alcohols, anionic surfactants, cationic surfactants, antistatic agents such as amphoteric surfactants, rust inhibitors such as alkenyl succinates, discriminating agents such as quinizarin and coumarins And colorants such as azo dyes.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0027]
Table 1 shows the properties of the gasoline bases of catalytic cracked gasoline, heavy catalytic cracked gasoline, reformed gasoline, straight-run light naphtha, desulfurized light naphtha and cracked butane used in the production of the unleaded gasoline compositions of Examples and Comparative Examples. Shown in Heavy catalytic cracking gasoline base material is a rectification of light catalytic cracking gasoline base material, which is a base material for premium gasoline production, from catalytic cracking gasoline base material obtained by catalytic cracking of desulfurized vacuum heavy gas oil with a sulfur content of 0.29% by mass. What was removed was prepared by blending into a catalytic cracking gasoline base material. The heavy catalytic cracking gasoline base material has a 90% distillation temperature of 181.0 ° C, a 50% distillation temperature of 111.5 ° C, and a 10% distillation temperature of 61.0 ° C.
[0028]
[Table 1]

[0029]
Using the gasoline base of Table 1, unleaded gasoline compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 shown in Tables 2 and 3 were prepared. The unleaded gasoline composition of Example 1 has a volume ratio of 3 parts catalytic cracking gasoline, 57 parts heavy catalytic cracking gasoline, 22 parts reformed gasoline, 5 parts straight light naphtha, 12 parts desulfurized light naphtha and cracked butane 1 Example 2 is 60 parts heavy catalytic cracking gasoline, 27 parts reformed gasoline and 13 parts desulfurized light naphtha, and Example 3 is 60 parts heavy catalytic cracking gasoline, 20 parts reformed gasoline, 5 parts of straight-run light naphtha and 15 parts of desulfurized light naphtha were blended.
[0030]
The unleaded gasoline composition of Comparative Example 1 shown in Table 3 contains 35 parts of catalytic cracking gasoline, 29 parts of heavy catalytic cracking gasoline, 20 parts of reformed gasoline and 16 parts of desulfurized light naphtha, and Comparative Example 2 is catalytic cracking gasoline. 35 parts, 38 parts of heavy catalytic cracking gasoline, 8 parts of reformed gasoline, 18 parts of straight-run light naphtha and 1 part of desulfurized light naphtha, Comparative Example 3 is 44 parts of catalytic cracking gasoline base, heavy catalytic cracking gasoline 26 parts of base material, 15 parts of reformed gasoline, 9 parts of straight-run light naphtha and 6 parts of desulfurized light naphtha, and Comparative Example 4 is 34 parts of catalytic cracking gasoline, 35 parts of heavy catalytic cracking gasoline, 12 reformed gasoline Part and 19 parts of desulfurized light naphtha. In addition, to the unleaded gasoline compositions of Examples and Comparative Examples, a colorant (CL-53 manufactured by Silado Chemical Co., Ltd.) 2 mg / l and an antioxidant (Sumerator 4ML manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 20 mg / l were added. In 1 was added 100 mg / l of a cleaning dispersant (Keropur AP-95 manufactured by BASF).
[0031]
Density of unleaded gasoline compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 prepared as described above (15 ° C), distillation properties, benzene content, Reed vapor pressure, sulfur content, unwashed real gum, RON, MON, DON and running octane number (hereinafter referred to as RdON) were measured and evaluated by the following methods. RdON is an index for evaluating the anti-knock property during actual driving.
[0032]
The density (15 ° C) is the vibration type density test method of JIS K 2249 “Crude oil and petroleum products – Density test method and density / mass / capacity conversion table”, and the distillation properties are those of JIS K 2254 “Petroleum product – Distillation test method”. Atmospheric pressure distillation test method (loss addition), benzene content is JIS K 2536 tandem gas chromatographic component test method, Reed vapor pressure is JIS K 2258, sulfur content is JIS K 2541 "Crude oil and petroleum products" -Sulfur content test method "by microcoulometric titration method, unwashed real gum according to JIS K 2261, RON according to JIS K 2280 research method octane number test method, MON according to JIS K 2280 motor method octane number test method DON was determined according to ASTM D 2886-86.
[0033]
RdON was determined by the modified uniontown method of CRC F28-70. The modified union town method is a method in which the vehicle is actually used and the ignition timing at the time of idling is changed to advance the ignition timing during acceleration to cause knocking during traveling and to obtain the octane number during actual traveling. In this example, a single-point injection engine is installed, and the transmission type is a manual 1,600cc domestic small passenger car as a test vehicle. The running load on the chassis dynamometer is asphalt flat road running load. The measurement was carried out by setting the intake air temperature and humidity to a constant value. The acceleration was evaluated at full throttle and the engine speed range was 1000 to 3000 rpm. In this example, the criterion for RdON was 88.0, which was better.
[0034]
The measurement and evaluation results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 2 and Table 3, respectively.
[0035]
[Table 2]

[0036]
[Table 3]

[0037]
From Examples 1 to 3 in Table 2, lead-free benzene content is 1.0 vol% or less, Reed vapor pressure is 40.0 kPa to 65.0 kPa, MON is 80.0 to 86.0 and DON is 88.0 to 95.0 It is clear that the gasoline composition is superior in RdON. It can also be seen that the above lead-free gasoline composition has good antiknock properties even if RON is 89.0 or more and 91.0 or less. Since the lead-free gasoline composition of the comparative example has a value of MON or DON that is out of the range of the present invention due to the difference in the base material composition, RdON is low, which may cause problems during actual running.
[0038]
【The invention's effect】
The unleaded gasoline composition according to the present invention has a benzene content of 1.0% by volume or less, a Reed method vapor pressure of 40.0 to 65.0 kPa, a motor method octane number of 80.0 to 86.0 and a distribution method octane number of 88.0 to 95.0, photochemical oxidant, etc. As a fuel for gasoline engines, this fuel exhibits comprehensive anti-knock characteristics when used in an actual gasoline vehicle where the load and engine speed constantly change. Useful. In addition, the method for producing the unleaded gasoline composition according to the present invention includes 40 to 80% by volume of a heavy catalytic cracking gasoline base material. According to this, good actual driving while considering environmental problems It is possible to easily produce an unleaded gasoline composition that exhibits anti-knock properties.

Claims

The heavy catalytic cracked gasoline base material 90% distillation temperature is 175 ~ 190 ° C. by blending 40 volume% to 80 volume% or less, benzene content of 1.0% by volume or less, lead method vapor pressure than 40.0KPa 65.0 A process for producing an unleaded gasoline composition having an octane number of 80.0 to 86.0 and a distribution method octane number of 88.0 to 95.0.

The method for producing an unleaded gasoline composition according to claim 1, wherein the octane number of the research method is 89.0 or more and 91.0 or less.

The method for producing an unleaded gasoline composition according to claim 1 or 2, wherein the sulfur content is 50 mass ppm or less .

The heavy catalytic cracking gasoline base material has a benzene content of 1.0% by volume or less, a Reed vapor pressure of 60.0 kPa or less, a sulfur content of 50 mass ppm or less, and an unwashed real gum of 2 mg / 100 ml or less. A method for producing an unleaded gasoline composition according to 1 .