ガソリンの作り方

大日本帝国においてオクタン価１００は可能かどうか。

答えは可能である。だが、そこには越えるべきハードルがいくつもある。

オクタン価１００という話以前に精製されたガソリンは目標とするオクタン価へ調整するに当たっていわゆるブレンドをして作り出すものであると言える。

１，ベースガソリン

２，高オクタン価基材

３，蒸気圧調整基材

４，４エチル鉛

５，酸化防止剤

これらを適宜ブレンドして調整したモノがオクタン価８７やオクタン価９１と称される製品となる。

ブレンドの割合としてはベースガソリンが概ね５０～６０％、高オクタン価基材（オクタン価９０～１００のガソリン）、イソブタンやブタンなど５～１０％、そして４エチル鉛を１ガロン当たり１～３ｃｃ添加して酸化防止剤を加える。

当然のことだが、ここで重要になるのがベースガソリンのオクタン価がどれだけか、４エチル鉛がどれだけ添加出来るかというところになる。

そしてベースガソリンの素性が大きく影響する。硫黄分、不飽和度が低いほど素性が良く、ブレンドによる高オクタン価につながるというものである。

では、その素性が良いベースガソリンとは何かと考えると世界の原油の素性を見ると一目瞭然と言ったところだろう。

例えば、中東油田は硫黄分が１～２％以上含まれるが、蘭印や満州油田は０．１％以下である。カリフォルニア油田が０．５～２．５％程度であるという。テキサス油田が０．３％である。

さて、そうすると満州油田は素性が良いと思うが、そうではない。満州油田は基本的に重油分が７５％でガソリンに使えるのは僅か１０％、蘭印は６６％が重油でガソリンが１２％である。

「このはと」世界では満州油田と華北油田を手に入れている関係上、満州若しくは内地における原油精製量は史実よりも遙かに大きくなっているのは間違いないが、問題はガソリンに使える分量はそれほど多くないということ。

イソオクタンの量産に欠かせない精製によって生じる分解ガスを得ることは史実よりも遙かに容易になっているとはいえども、それは単純にオクタン価を上げることが可能になったとは言い切れない。

参考にしている資料を基に考えると満州油田の直留ガソリンは恐らくオクタン価４０～５０程度であるだろう。仮にオクタン価４５とすると４エチル鉛を１ガロン当たり６ｃｃ添加した場合、概ね７２程度になる。仮にオクタン価５５であれば同条件で概ねオクタン価７８程度となる。

さて、では驚異の米帝スペシャルはどうかと言えば、最初からオクタン価６５である。これに１ガロン当たり６ｃｃの４エチル鉛を添加するとこの時点でオクタン価８５である。よって、この時点でオクタン価が７～１０も違ってくる。

これがまずは基礎となると考えて良い。

だが、これはあくまで第一段階だ。

原油１万ガロンに対して、満州油田で１０％のガソリンの取り分であるため、１０００ガロンがこの時点で得られるわけだ。

しかし、これはスタートラインである。

オクタン価８７～９２を目指すため、高オクタン価分を得るために直留分を再蒸留する必要がある。その結果、１００～３００ガロンにまで減るのだ。よって、航空燃料用の直留ナフサを得るためには高オクタン価原油を必要とする。その最たる例が前述の米帝スペシャルである。

さて、米帝スペシャルみたいに４エチル鉛を添加すれば実用水準のオクタン価を稼げるようなチートに頼ることが出来ない大日本帝国は地道にやるしかない。その為、直留ガソリンを熱分解することでオクタン価を上げることになる。

熱分解によって、直留でオクタン価４５だったものは概ねオクタン価５５程度まで品質が向上する。これに４エチル鉛を同様に添加するとオクタン価７５程度まで引き上げられる。オクタン価５５だったモノは概ねオクタン価７８程度へと向上する。

気付いたと思うが、直留に比べると上がり幅は少なくなっている。これは熱分解ガソリンがその性質上硫黄分やオレフィン含有率が高いことで４エチル鉛の添加効果を引き下げているからだ。よって、このままではどんなに頑張っても素性が良かろうがオクタン価８０が限度となる。

これを改善するには熱分解ガソリンを水添処理する必要が出てくる。

そこで、徳山燃料廠の資料が出てくるわけだ。

熱分解ガソリンオクタン価７２に水添処理をしたものに４エチル鉛を１ガロン当たり４ｃｃ添加するとオクタン価８７の航空ガソリンが生産されるのである。

これが１９３６年からの基礎燃料になったわけだ。

それと同時に軽油を原料油として水添分解し、ガソリン留分を製造し、これに４エチル鉛を１ガロン当たり４ｃｃ添加するとオクタン価９２の航空ガソリンが生産される。

これが戦時中における作戦用燃料になったわけである。

ここまで見ていくと、製油所やガソリン精製生産設備の拡充さえ進めることが出来れば航空燃料のオクタン価９１／９２への統一規格はそれほどハードルが高くないことがわかる。

つづく