ガソリン
ガソリン（瓦斯倫、イギリス英語: petrol、アメリカ英語: gasoline）とは、石油製品の一種で、沸点が摂氏30度から220度の範囲にある石油製品（および中間製品）の総称。この名称は、「gas（ガス）」とアルコールやフェノール類の接尾辞である ol と不飽和炭化水素の接尾辞である ine に由来する。
ガソリンは代表的な液体燃料である。アメリカ合衆国では「ガス」と呼ばれることが多く、日本で自動車の燃料切れを意味するガス欠はこれに由来する。また常温で揮発性が高いため、日本の法令などでは揮発油（きはつゆ）と呼ばれる場合がある。
概要[編集]
ガソリンは常温において無色透明の液体である（ただし、安全の観点から自動車用ガソリンなどは着色されている）。揮発性が高く、特有の臭気を放つ。主成分は炭素と水素が結びついた、炭素数4 - 10の炭化水素の混合物で、密度は一般に783 kg/m3である。硫黄や窒化物などの不純物が含まれているが、製品にする際は脱硫などの工程により大部分が取り除かれる。
ガソリン（一般的な自動車ガソリン）の引火点は-40℃以下で、常温でも火を近づければ燃焼する。沸点も40～220℃と低い。液比重は1よりも小さいため水に浮き、水に溶けない（非水溶性）。揮発したガソリンは空気より3 - 4倍重いため、床面または地面など低いところに沿って広がる。比重が1以下のため火災時に水を注入すると、飛び散ったり下に入り込んだ水で炎が拡散することから、B火災（油による火災）に対応した消火器が必要となる。
また前述のように室温であっても容易に揮発し、条件によっては爆発的に引火するため、静電気程度のわずかな火種であっても爆発してしまい、実際に事故も発生している（例：名古屋立てこもり放火事件）。また大量のガソリンによる火災は爆燃現象が発生し消火や避難が間に合わないこともある。
ガソリンは高度な石油化学工業製品であり、ガソリンの生産には高度な技術と大規模な石油化学工場が必要となる。このため、ほとんどの産油国では原油を輸出し、ガソリンを輸入している。
ガソリンの精製[編集]
ナフサを直留ガソリン、粗製ガソリンと呼び、ナフサを接触改質して芳香族を高めたものを改質ガソリンと呼ぶ。重質の石油留分を、接触分解または熱分解で分解して製造したガソリンや、エチレンプラントでのナフサ熱分解によって得られる液体生成物は、分解ガソリンと呼ばれ、分離精製して芳香族炭化水素などの石油化学製品となる。
合成ガソリン[編集]
メタノール、気体の天然ガス(LNG)や低品位な石炭である褐炭などを原料として、触媒を使用した炭化水素合成反応によって得られる液状炭化水素（人造石油）のうち、沸点範囲がガソリンと同等な液状物質のこと。第二次世界大戦以前の日本やドイツでは石油資源が稀少であったため重要な戦略物質であった。
気体を原料とする方法はフランツ・フィッシャーとハンス・トロプシュによって1922年に最初の合成が報告されて以降多くの基礎的研究、応用研究、工業的生産のための研究が行われた。軍部が主導し1930年代後半から日本やドイツで工業生産が行われた。代表的な合成方法は最初の報告者にちなみフィッシャー・トロプシュ法と呼ばれている。
使用される触媒は、ゼオライト、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、ルテニウム(Ru)を主成分としてコバルト(Co)、モリブデン(Mo)、プラチナ(Pt)など様々な微量元素が添加される。
褐炭を原料とする方法（石炭直接液化）は、1921年のベルギウス法から発展した技術により生産される。より安価なガソリンの生産方法として原油を分留する技術の発達により衰退したが、1970年代の石油危機により再び注目された。
フィッシャー・トロプシュ法ではメタン(CH4)からワックスに至る幅広い沸点を有する液状物質が得られるので、液状物質を分留や水素添加による重合反応により目的の沸点を有する液状物質へと変化させる。1940年代の技術により得られたガソリンは直鎖パラフィンを主成分とする比率が高いためオクタン価は低かったが、改質を行い高オクタン価のガソリンとした。
1980年代になると最適な触媒に対する知見が深まり、ZSM-5触媒が見出されオクタン価90のガソリンが得られる様になった。この技術を応用し1986年にはニュージーランドで商業規模のプラントが稼働し、1989年時点ではニュージーランド国内のガソリン需要の約1/3を供給した。
ガソリンの用途[編集]
ガソリンの99%以上は燃料としてガソリン自動車用に消費されている。ただし、一部は小型航空機などの燃料用、溶剤用、ドライクリーニング用、塗料用にも用いられている。しみ抜きなどに用いられるものは、日本ではベンジンと呼ばれる。
自動車燃料[編集]
自動車工学では、火花点火機関用燃料に位置づけられる。どの国でも軽油・灯油との区別・識別のために着色されており、日本ではオレンジ色に着色するよう定められている。完全に燃焼することで二酸化炭素 (CO2) と水 (H2O) になるが、不完全燃焼を起こすと一酸化炭素や炭素が多くなる。理論上、ガソリン1 gの燃焼には 14.7 gの空気が必要である。この比率は理論空燃比とも呼ばれ、今日の各種の排ガス規制をクリアするために内燃機関メーカーは様々な対策をエンジンに施し、この理論空燃比に近づけるようにしている。
