JP2009062467A - Fuel composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、含水エタノールをガソリン等の燃料に添加することによる水の析出を防止するために有用な燃料組成物に関する。 The present invention relates to a fuel composition useful for preventing precipitation of water due to addition of hydrous ethanol to fuel such as gasoline.
植物由来のバイオエタノールは、京都議定書で義務づけられた二酸化炭素の排出量抑制に役立つことから、ガソリンの代替燃料として利用する試みが進められている。既存のガソリンエンジン車にそのままエタノールを利用すると不具合が生じることが予想されるため、エタノールをガソリンに添加したエタノール混合ガソリンが用いられており、エタノールを3wt%混合した混合ガソリン(E3燃料)やエタノールを10wt%混合した混合ガソリン(E10燃料)などが利用されている。 Since plant-derived bioethanol is useful for reducing carbon dioxide emissions required by the Kyoto Protocol, attempts are being made to use it as an alternative fuel to gasoline. Since it is expected that problems will occur if ethanol is used as it is in an existing gasoline engine vehicle, ethanol-mixed gasoline in which ethanol is added to gasoline is used. Mixed gasoline (E3 fuel) or ethanol in which 3 wt% ethanol is mixed A mixed gasoline (E10 fuel) in which 10 wt% is mixed is used.
ところが、このようにバイオエタノールをガソリンに混合して自動車等の燃料として使用する場合には、エタノール中に残存する、又は、不可避的に含有する水分により厳冬期にガソリンとエタノールが相分離したり、燃料タンクなどを腐食する問題がある。このため、ガソリンとエタノールとが相分離することがないように、エタノール中の水分量は可能な限り少なくする必要がある。 However, when bioethanol is mixed with gasoline and used as a fuel for automobiles or the like, gasoline and ethanol may be phase-separated in severe winter due to moisture remaining in ethanol or inevitably contained water. There is a problem of corroding the fuel tank. For this reason, it is necessary to reduce the amount of water in ethanol as much as possible so that gasoline and ethanol do not phase-separate.
そこで、従来においては、エタノールを製造する通常の蒸留工程(濃縮工程)においては、エタノールの純度を90%程度までしか濃縮できないことから、残存している水分を除去するためにゼオライト膜などを用いて脱水し、これをガソリンに直接混合させる方法や、エタノールをイソブテン等のオレフィンと反応させてエーテル化したエチルターシャリーブチルエーテル(ETBE)などのエーテル化合物を生成し、このエーテル化合物をガソリンに混合させることが試みられている(特許文献1等を参照)。
しかしながら、エタノールを直接混合させる従来の手法においては、脱水するために大掛かりな膜脱水装置等が必要となるため、膨大な費用がかかる不都合がある。また、ETBEを混合する手法においては、エタノールをイソブテン等のオレフィンと反応させる化学処理が必要となるため、化学処理設備に膨大なコストがかかると共に化学処理を行うために多大なエネルギーが必要になる不都合があった。 However, the conventional method of directly mixing ethanol requires a large-scale membrane dehydration apparatus or the like for dehydration, which has a disadvantage of enormous cost. Moreover, in the method of mixing ETBE, since chemical treatment for reacting ethanol with olefins such as isobutene is required, the chemical treatment equipment is enormously costly and requires a lot of energy to perform the chemical treatment. There was an inconvenience.
また、常温で含水エタノールとガソリンは、エタノールが40wt%以上では均一に混合することができるが、燃料として通常用いられるそれ以下の含有量の場合には、エタノールが均一混合されずに分離を生じることも確認されている。 Moreover, water-containing ethanol and gasoline can be mixed uniformly when the ethanol content is 40 wt% or more at normal temperature, but when the content is less than that normally used as fuel, ethanol is not uniformly mixed and separation occurs. It has also been confirmed.
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、濃縮されたバイオエタノールの脱水処理を不要にすると共に、エタノールをエステル化することなく直接燃料に混合することで化学処理に伴うコストやエネルギー消費を無くすことが可能であり、さらに燃料中にエタノールを安定に分散させることが可能な燃料組成物を提供することを主たる課題としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and eliminates the need for dehydration of concentrated bioethanol and costs and energy associated with chemical processing by directly mixing ethanol with fuel without esterification. The main object is to provide a fuel composition capable of eliminating consumption and further capable of stably dispersing ethanol in the fuel.
本発明者らは、油の中に添加した界面活性剤により自己組織化される逆ミセルは、界面活性剤の親水基が water pool と称されるミセル内殻の水相に向けて配列され、疎水基が外側の油相に向けて配列された特異な構造を有しており、界面活性剤の種類と量を調整することにより、油中に含有する水をwater poolに可溶化させて結合水(bound water)として強く束縛することができ、油中に存在する自由水(free water)を無くすこと、又は、大幅に低減することが可能になることから、エタノールを高純度化する脱水処理が不要となり、また、エタノールをエステル化しなくても水の析出を抑えることが可能になるとの知見を得るに至り、本発明を完成させるに至った。 We have reverse micelles that are self-assembled by a surfactant added in oil, the hydrophilic groups of the surfactant are arranged towards the aqueous phase of the micelle inner shell, called the water pool, It has a unique structure in which hydrophobic groups are arranged toward the outer oil phase. By adjusting the type and amount of surfactant, water contained in the oil is solubilized in the water pool and bonded. Dehydration process that can be strongly bound as water (bound water), and free water existing in oil can be eliminated or greatly reduced. In addition, the inventors have obtained knowledge that it is possible to suppress the precipitation of water without esterifying ethanol, and the present invention has been completed.
即ち、本発明に係る燃料組成物は、含水エタノールを添加した燃料に、下記一般式(1)で表わされる非イオン性界面活性剤を1.5〜30.0 wt%含むことを特徴としている。 That is, the fuel composition according to the present invention is characterized by containing 1.5 to 30.0 wt% of a nonionic surfactant represented by the following general formula (1) in a fuel to which hydrous ethanol is added. .
また、燃料組成物は、含水エタノールを添加した溶液に、下記一般式(2)で表わされるアニオン性界面活性剤を0.1〜30.0wt%含んで構成するようにしてもよい。 Further, the fuel composition may contain 0.1 to 30.0 wt% of an anionic surfactant represented by the following general formula (2) in a solution to which hydrous ethanol is added.
ここで、エタノールを製造する蒸留工程(濃縮工程)において容易に得られるエタノールの純度は90%程度であり、これ以上の純度を得ようとすると、脱水装置や化学処理が必要となり、多大なコストとエネルギーがかかることから、水分量が10wt%程度の含水エタノールを直接ガソリンに添加できるようにすることが好ましい。このため、含水エタノールを添加した燃料は、好ましくは、10wt%以下の含水エタノールが3〜30wt%となるように添加される燃料であることが好ましい。また、このような燃料組成物としては、燃料としてガソリンを用いた場合に特に有用である。 Here, the purity of ethanol easily obtained in the distillation step (concentration step) for producing ethanol is about 90%, and if it is desired to obtain a purity higher than this, a dehydrator and chemical treatment are required, resulting in a large cost. Therefore, it is preferable that water-containing ethanol having a water content of about 10 wt% can be directly added to gasoline. For this reason, it is preferable that the fuel to which water-containing ethanol is added is a fuel to be added so that 10 wt% or less of water-containing ethanol is 3 to 30 wt%. Such a fuel composition is particularly useful when gasoline is used as the fuel.
以上述べたように、この発明によれば、含水エタノールと共に添加される界面活性剤により形成される逆ミセルに含水を可溶化させて束縛することで、燃料中に存在する自由水(free water)を無くすこと、又は大幅に低減させることが可能となり、脱水装置を用いて脱水処理を行うことなく、また、化学処理を行うことなく水の析出を抑えることが可能になる。このため、従来の蒸留工程(濃縮工程)で得られた含水エタノールをさらに純度を上げるための脱水処理を施すことなく、また、含水エタノールのエステル化を施すことなく、直接燃料に混合させることが可能となる。よって、多大なコストやエネルギー消費を抑えることが可能となる。また、エタノールの添加量が少ない場合においても、燃料中に含水エタノールを安定に分散させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, free water existing in fuel can be obtained by solubilizing and constraining water content in reverse micelles formed by a surfactant added together with water-containing ethanol. It is possible to eliminate or drastically reduce water, and it is possible to suppress the precipitation of water without performing a dehydration process using a dehydrator and without performing a chemical process. For this reason, the water-containing ethanol obtained in the conventional distillation step (concentration step) can be directly mixed with the fuel without subjecting it to a dehydration treatment for further increasing the purity and without subjecting the water-containing ethanol to esterification. It becomes possible. Therefore, it is possible to suppress a great deal of cost and energy consumption. Further, even when the amount of ethanol added is small, it is possible to stably disperse the water-containing ethanol in the fuel.
以下、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明の燃料組成物は、燃料、含水エタノール、及び界面活性剤を含有するものである。
燃料としては、水に対して溶解性を持つ下記する界面活性剤が燃料中で逆ミセルを形成できるものであれば種類を問わないが、特にガソリンが適している。
含水エタノールとしては、バイオエタノールを製造する蒸留工程(濃縮工程)においてはエタノールの純度は90wt%程度(含水量が10wt%程度)であることから、水分量が10wt%以下である含水エタノールを用いるとよい。
The fuel composition of the present invention contains a fuel, water-containing ethanol, and a surfactant.
The fuel is not particularly limited as long as the following surfactant having solubility in water can form reverse micelles in the fuel, but gasoline is particularly suitable.
As the water-containing ethanol, in the distillation step (concentration step) for producing bioethanol, the ethanol purity is about 90 wt% (water content is about 10 wt%), and therefore water-containing ethanol having a water content of 10 wt% or less is used. Good.
界面活性剤としては、下記の一般式(1)で表わされる非イオン性界面活性剤や一般式(2)で表わされるアニオン性界面活性剤(AOT)が用いられる。 As the surfactant, a nonionic surfactant represented by the following general formula (1) and an anionic surfactant (AOT) represented by the general formula (2) are used.
ここで、Rは、炭素数12〜18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基又はアルケニル
基であり、EOはエチレンオキサイド(CH2CH2O)の付加単位を示し、平均付加モル数mは3〜20が好ましい。
炭素数の下限が12であるのは、これより炭素数が小さくなるとミセルができなくなるからである。また、炭素数の上限が18であるのは、これより炭素数が大きくなると界面活性剤が室温で析出する不都合があるためである。尚、平均付加モル数mは3より小さくなると、逆ミセル中に水を可溶化する能力が小さくなり、水を可溶化して束縛することができなくなる。
Here, R is a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 12 to 18 carbon atoms, EO represents an addition unit of ethylene oxide (CH 2 CH 2 O), and average added mole number m Is preferably 3-20.
The reason why the lower limit of the carbon number is 12 is that micelles cannot be formed if the carbon number becomes smaller than this. Moreover, the upper limit of the carbon number is 18 because there is a disadvantage that the surfactant is precipitated at room temperature when the carbon number is larger than this. In addition, when the average added mole number m is smaller than 3, the ability to solubilize water in the reverse micelle becomes small, and the water cannot be solubilized and bound.
以下に、Rがアルキル基である場合の代表例として、C12(EO)3、C12(EO)5、C12(EO)9、C16(EO)5、C16(EO)7、C16(EO)15、C16(EO)20 、C16(EO)25を用い、Rがアルケニル基である場合の代表例として、C18(EO)6を用いる。 In the following, as typical examples when R is an alkyl group, C 12 (EO) 3, C 12 (EO) 5 , C 12 (EO) 9 , C 16 (EO) 5 , C 16 (EO) 7 , C 16 (EO) 15 , C 16 (EO) 20 , C 16 (EO) 25 is used, and C 18 (EO) 6 is used as a typical example when R is an alkenyl group.
燃料は、図1に示されるように、含水バイオエタノールのモデル物質として、エタノールに10wt%の水を添加した含水エタノールを用意し、ガソリンに上記界面活性剤を添加して逆ミセルを形成する。そして、用意しておいた含水エタノールと界面活性剤を添加したガソリンとを室温で混合させて攪拌することにより調製した。 As shown in FIG. 1, as a fuel, water-containing ethanol obtained by adding 10 wt% water to ethanol is prepared as a model substance of water-containing bioethanol, and the surfactant is added to gasoline to form reverse micelles. And it prepared by mixing the prepared hydrous ethanol and the gasoline which added surfactant with stirring at room temperature.
先ず、界面活性剤を添加した含水エタノール混合燃料を室温で調製し、目視により均一に混合されているか否かを調べた。また、比較例として、下記の一般式(化4)で表されるポリオキシエチレン硬化ひまし油の誘導体のうちエチレンオキシドの平均付加モル数(E)が5,10,20,80,100である誘導体(HCO−5、HCO−10、HCO−20、HCO−80、HCO−100)をガソリンに添加し、これに10wt%含水エタノールを室温で混合攪拌した状態を調べた。その結果を図2に示す。表中、○は常温で均一相の調製が可能であったことを、×は常温で均一相の調製が不可能であったことを示す。 First, a water-containing ethanol mixed fuel to which a surfactant was added was prepared at room temperature, and it was examined whether or not it was uniformly mixed visually. Moreover, as a comparative example, among the derivatives of polyoxyethylene hydrogenated castor oil represented by the following general formula (Chemical Formula 4), derivatives having an average added mole number (E) of ethylene oxide of 5, 10, 20, 80, 100 ( HCO-5, HCO-10, HCO-20, HCO-80, HCO-100) were added to gasoline, and 10 wt% aqueous ethanol was mixed and stirred at room temperature. The result is shown in FIG. In the table, ◯ indicates that a homogeneous phase can be prepared at room temperature, and x indicates that a homogeneous phase cannot be prepared at room temperature.
この結果から、アニオン性界面活性剤であるAOTと、非イオン性界面活性剤であるCn(EO)mのうち、nが12〜16、mが3〜20の範囲であるもの、また、不飽和の非イオン性界面活性剤であるC18(EO)6 について均一な混合状態が得られた。 From these results, among AOT which is an anionic surfactant and Cn (EO) m which is a nonionic surfactant, n is in the range of 12 to 16, m is in the range of 3 to 20, A homogeneous mixing state was obtained for C 18 (EO) 6 which is a saturated nonionic surfactant.
このうち、AOT、C12(EO)3、C16(EO)7、C18 (EO)6について更に仔細に検討を行った。10wt%含水エタノールの添加量と界面活性剤の添加量を順次変化させて、室温において含水エタノールがガソリンに均一に混合する領域(混合領域)と、均一に混合しない領域(不混合領域)とを調べた。10wt%含水エタノールを30wt%まで添加した場合の三角分相図を図3に示す。この三成分相図において、不混合領域は実線で示す境界よりも左側の領域を示し、混合領域は境界よりも右側の領域を示す。 Among these, AOT, C 12 (EO) 3 , C 16 (EO) 7 , and C 18 (EO) 6 were further examined in detail. By sequentially changing the addition amount of 10 wt% water-containing ethanol and the addition amount of surfactant, a region where water-containing ethanol is uniformly mixed with gasoline at room temperature (mixing region) and a region where water-containing ethanol is not mixed uniformly (non-mixing region) Examined. FIG. 3 shows a trigonometric phase diagram when 10 wt% aqueous ethanol is added up to 30 wt%. In this ternary phase diagram, the unmixed area indicates the area on the left side of the boundary indicated by the solid line, and the mixed area indicates the area on the right side of the boundary.
界面活性剤がAOT、C12(EO)3、C16(EO)7 の場合について、10wt%含水エタノールの添加量を順次変化させた場合の不混合領域での界面活性剤の添加量の範囲と混合領域での界面活性剤の添加量の範囲とを調べた結果を図4に示す。また、不飽和界面活性剤としてC18 (EO)6を用いた場合の系の検討結果を図5に示す。 When the surfactant is AOT, C 12 (EO) 3 , C 16 (EO) 7 , the range of the surfactant addition amount in the non-mixing region when the addition amount of 10 wt% water-containing ethanol is sequentially changed FIG. 4 shows the results of examining the range of the surfactant addition amount in the mixed region. Moreover, the examination result of the system at the time of using C18 (EO) 6 as an unsaturated surfactant is shown in FIG.
これらの結果から明らかなように、含水エタノールの添加量が3〜30wt%である場合において、界面活性剤がAOTである場合には、界面活性剤の組成を0.1〜30.0wt%の範囲で設定することが有用であり、界面活性剤が非イオン性界面活性剤である場合には、界面活性剤の組成を1.5〜30.0wt%の範囲で設定することが有用であることが分る。 As is clear from these results, when the amount of hydrous ethanol added is 3 to 30 wt%, when the surfactant is AOT, the composition of the surfactant is 0.1 to 30.0 wt%. It is useful to set in the range, and when the surfactant is a nonionic surfactant, it is useful to set the composition of the surfactant in the range of 1.5 to 30.0 wt%. I understand that.
以上は常温でのガソリンとの混合性について検討したが、次に、得られた均一相の組成について、DSCの降温測定から水の凝固温度を測定した。
10wt% 含水エタノールをガソリンに対して3wt%混合した混合ガソリンにおいて、界面活性剤の種類と添加量とを変化させて測定した結果を図6に示す。
The above examination was made on the miscibility with gasoline at room temperature. Next, the coagulation temperature of water was measured from the DSC temperature drop measurement for the composition of the obtained homogeneous phase.
FIG. 6 shows the measurement results obtained by changing the type and addition amount of the surfactant in the mixed gasoline obtained by mixing 10 wt% hydrous ethanol with 3 wt% of the gasoline.
この結果から、凝固点が低温側にシフトしており、界面活性剤により形成された逆ミセルに水が可溶化して強く束縛された状態を形成していることが裏づけられる。特に、C12(EO)3においては、凝固点が−40℃以下にまで達しており、自由水が無くなり、水が強く束縛されていることが判る。 From this result, it is confirmed that the freezing point is shifted to a low temperature side, and water is solubilized in the reverse micelle formed by the surfactant to form a strongly bound state. In particular, in C 12 (EO) 3 , the freezing point has reached −40 ° C. or lower, and it can be seen that free water disappears and water is strongly bound.
次に、含水エタノールのガソリンに対する添加量の相違による影響を調べた。図7に界面活性剤をC12(EO)3とした場合の測定結果を示す。三角分相図の混合領域のいずれの箇所においても凝固点を低く保つことができており、自由水を無くすことができたことを確認できる。 Next, the influence of the difference in the amount of hydrous ethanol added to gasoline was investigated. FIG. 7 shows the measurement results when the surfactant is C 12 (EO) 3 . The freezing point can be kept low in any part of the mixed region of the trigonometric phase diagram, and it can be confirmed that free water has been eliminated.
特に、C12(EO)3を3.8wt% 添加した含水エタノール3wt%含有ガソリンにおいては、図8に示されるように、−50℃近くまで凝固点を下げることが可能となり、含水エタノール3wt%含有ガソリンにおいては、C12(EO)3を3.8wt% 添加することが最適であることが判る。 In particular, in gasoline containing 3 wt% hydrous ethanol to which 3.8 wt% C 12 (EO) 3 is added, as shown in FIG. 8, it is possible to lower the freezing point to near −50 ° C., and 3 wt% hydrous ethanol is contained. It can be seen that it is optimal to add 3.8 wt% of C 12 (EO) 3 in gasoline.
また、界面活性剤をC16(EO)5とし、エタノール中の含水量を10wt%、7wt%、5wt%、3wt% と変化させた場合のDSCを、含水エタノールのガソリンに対する添加量を3wt%、10wt%、30wt%とした場合のそれぞれについて測定した結果を図9に示す。 In addition, when the surfactant is C 16 (EO) 5 and the water content in ethanol is changed to 10 wt%, 7 wt%, 5 wt%, and 3 wt%, the DSC when the water content in the ethanol is changed to 3 wt% FIG. 9 shows the measurement results for each of 10 wt% and 30 wt%.
エタノールの添加量が多いほど凝固点が低くシフトしており、水が強く束縛されて析出されにくいことが判る。また、C16(EO)5を添加した含水エタノール3wt%含有ガソリンにおいても、添加量を5.7wt% とした場合には、図10に示されるように、凝固点が‐20℃以下に低下することが確認されている。 It can be seen that as the amount of ethanol added increases, the freezing point shifts lower, and the water is strongly bound and hardly precipitated. Further, even in gasoline containing 3 wt% hydrous ethanol to which C 16 (EO) 5 is added, when the addition amount is 5.7 wt%, the freezing point is lowered to −20 ° C. or lower as shown in FIG. It has been confirmed.
尚、AOTにおいては、非イオン性界面活性剤を用いた場合よりも水の束縛力は強く、E10ガソリンにAOTを4.73wt% 添加した場合においては、図11に示される測定結果が得られ、−50℃になっても凝固点を見出すことができなかった。 In AOT, the binding force of water is stronger than in the case of using a nonionic surfactant. When 4.73 wt% of AOT is added to E10 gasoline, the measurement result shown in FIG. 11 is obtained. The freezing point could not be found even at -50 ° C.
したがって、含水エタノールを添加した燃料にさらに界面活性剤を添加することで、界面活性剤により形成される逆ミセルにより水が可溶化されて析出を抑えることが可能となるので、含水エタノールを直接燃料に混合することが可能となる。よって、含水エタノールの純度を上げるために脱水装置を用いて脱水処理を行う必要がなく、また、エステル化を行うための化学処理を施す必要もないので、多大なコストや化学処理に伴うエネルギー消費を無くすことが可能となる。また、エタノールの添加量が少ない場合においても、燃料中に含水エタノールを安定に分散させることが可能となる。 Therefore, by adding a surfactant to the fuel to which water-containing ethanol has been added, water can be solubilized by the reverse micelles formed by the surfactant and precipitation can be suppressed. Can be mixed. Therefore, it is not necessary to perform a dehydration process using a dehydrator to increase the purity of hydrous ethanol, and it is not necessary to perform a chemical process for performing esterification. Can be eliminated. Further, even when the amount of ethanol added is small, it is possible to stably disperse the water-containing ethanol in the fuel.
次に、市販されているガソリン、ガソリンに対して3wt%のETBEを混合した混合ガソリン(E3)、10wt%含水エタノールを3wt%となるようにガソリンに添加すると共にAOTを1.0wt%添加した燃料組成物、及び、10wt%含水エタノールを3wt%となるようにガソリンに添加すると共にC12(EO)3を5.7wt%添加した燃料組成物について燃費の比較を行った。 Next, commercially available gasoline, mixed gasoline (E3) in which 3 wt% ETBE is mixed with gasoline, 10 wt% water-containing ethanol is added to the gasoline to 3 wt%, and AOT is added at 1.0 wt%. The fuel consumption was compared between the fuel composition and the fuel composition in which 10 wt% aqueous ethanol was added to gasoline to 3 wt% and C 12 (EO) 3 was added 5.7 wt%.
燃費の測定においては、防音型エンジン発動機(型式:GA−2000SSM、エンジン:GM181 257kW/3000min−1、定格出力:1.7kVA、定格電圧:100V、定格電流:17A、周波数:50Hz、相数:単数)を用い、これを定格で回転させて燃料1kgが消費する時間を測定した。その結果を図12に示す。 In the measurement of fuel consumption, a soundproof engine engine (model: GA-2000SSM, engine: GM181 257 kW / 3000 min −1 , rated output: 1.7 kVA, rated voltage: 100 V, rated current: 17 A, frequency: 50 Hz, phase number : Singular) was rotated at the rated value, and the time consumed by 1 kg of fuel was measured. The result is shown in FIG.
また、ガソリンのみを用いた場合、ガソリンに対して3wt%のETBEを混合した市販のE3ガソリンを用いた場合、水を含有していない100%エタノールをガソリンに対して3wt% 添加した場合、10%含水エタノールをガソリンに3wt% 添加し、界面活性剤としてAOTを1.0wt% 添加した場合、10%含水エタノールをガソリンに3wt% 添加し、界面活性剤としてC13(EO)3 を5.7wt% 添加した場合のそれぞれについて燃焼試験を行った。
In addition, when only gasoline is used, when commercially available E3 gasoline in which 3 wt% ETBE is mixed with gasoline is used, when 3 wt% of 100% ethanol containing no water is added to gasoline, 10% % hydrous ethanol was added 3 wt% in gasoline, when adding 1.0 wt% of AOT as the surfactant, 10% water-containing ethanol was added 3 wt% in gasoline, the C 13 (EO) 3 as a
燃焼試験においては、50ccバイク(車種:HONDA TODAY、エンジン型式:AF67E、エンジン種類:単気筒)により、エンジン回転数を2000rpmで一定にした場合(アイドリングの場合)、エンジン回転数を2000rpmから5000rpmへ変化させた場合(加速した場合)、エンジン回転数を2000rpmから8000rpmへ変化させた場合(急加速した場合)のそれぞれについて、経時的に変化する排気ガスの温度(℃FT)、酸素分圧(%O2)、排出されるCO濃度(ppm CO)、排出されるNO濃度(ppm NO)、排出されるNO2 濃度(ppm NO2)、NO濃度とNO2濃度の合計値(ppm NOx)、燃焼せずに排出されるハイドロカーボンの濃度(ppm HC)を測定した。 In the combustion test, when the engine speed is kept constant at 2000 rpm (in the case of idling) with a 50 cc motorcycle (model: HONDA TODAY, engine type: AF67E, engine type: single cylinder), the engine speed is changed from 2000 rpm to 5000 rpm. When the engine speed is changed (accelerated) and when the engine speed is changed from 2000 rpm to 8000 rpm (rapid acceleration), the exhaust gas temperature (° C FT) and oxygen partial pressure ( % O 2 ), discharged CO concentration (ppm CO), discharged NO concentration (ppm NO), discharged NO 2 concentration (ppm NO 2 ), total value of NO concentration and NO 2 concentration (ppm NOx), The concentration (ppm HC) of hydrocarbon discharged without burning was measured.
ガソリンのみで燃焼させた場合の測定結果を図13に、市販されているE3ガソリンを燃焼させた場合の測定結果を図14に、水を含有していない100%エタノールをガソリンに対して3wt% 添加した場合の測定結果を図15に、10%含水エタノールを3wt% 、界面活性剤としてAOTを1.0wt% 添加した場合の測定結果を図16に、10%含水エタノールを3wt% 、界面活性剤としてC13(EO)3 を5.7wt% 添加した場合の測定結果を図17に示す。 FIG. 13 shows the measurement results when burning only with gasoline, FIG. 14 shows the measurement results when burning commercially available E3 gasoline, and 3 wt% of 100% ethanol containing no water with respect to gasoline. FIG. 15 shows the measurement result when added, and FIG. 16 shows the measurement result when added with 3 wt% of 10% aqueous ethanol and 1.0 wt% of AOT as a surfactant. FIG. 16 shows the surface activity of 3 wt% of 10% aqueous ethanol. FIG. 17 shows the measurement result when 5.7 wt% of C 13 (EO) 3 was added as an agent.
図中、オーバーとあるのは、濃度が10000ppm以上となり、用いた市販の検出器の検出範囲において測定不能になった場合を示す。また、各数値欄は、所定時間毎にサンプリングした値を示し、下側の数値ほど目標回転数で定常となる状態に近い数値を示す。 In the figure, “over” indicates a case where the concentration becomes 10,000 ppm or more and measurement is impossible in the detection range of the commercially available detector used. Each numerical value column indicates a value sampled every predetermined time, and the lower numerical value indicates a numerical value closer to a steady state at the target rotational speed.
この結果から判るように、含水エタノールを混合した混合ガソリンに界面活性剤を添加した場合においても、燃料として十分に機能しており、燃費においては、界面活性剤を添加した方が良くなる傾向が見られ、また、燃焼実験においても、界面活性剤を添加した燃料の方が、排出されるCOやハイドロカーボンが少なくなる傾向が見られた。 As can be seen from this result, even when a surfactant is added to a mixed gasoline mixed with water-containing ethanol, it functions sufficiently as a fuel, and in terms of fuel economy, it tends to be better to add a surfactant. In addition, in the combustion experiment, the fuel to which the surfactant was added tended to emit less CO and hydrocarbons.
Claims (4)
ただし、Rは、炭素数12〜18のアルキル基又はアルケニル基であり、EOはエチレンオキサイドを示し、平均付加モル数mは3〜20である。 A fuel composition comprising 1.5 to 30.0 wt% of a nonionic surfactant represented by the following general formula (1) in a fuel to which hydrous ethanol is added.
However, R is a C12-C18 alkyl group or alkenyl group, EO shows ethylene oxide, and the average addition mole number m is 3-20.
A fuel composition comprising 0.1 to 30.0 wt% of an anionic surfactant represented by the following general formula (2) in a fuel to which hydrous ethanol is added.
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