JP2013510940A - 燃料配合物 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
バイオ燃料は、一般には生物源から誘導される可燃燃料であり、したがって“油井から自動車まで”(すなわち、供給源から燃焼まで)の温室効果ガスの排出量が少なくなる。火花点火エンジンに使用するためのガソリン燃料では、最も一般的なバイオ燃料はアルコール、特にエタノールである。これらは通常、ごく普通のガソリン燃料成分とブレンドされる。ディーゼルエンジンに使用する場合、従来のディーゼル燃料成分と最も一般的にブレンドされるバイオ燃料は、菜種油メチルエステル、大豆油メチルエステル、およびヤシ油メチルエステル等の脂肪酸メチルエステル(FAME)である。しかしながら、FAMEとそれらの酸化生成物はエンジンオイル中に堆積する傾向があり、したがって多くのディーゼルエンジン中で燃焼される燃料においては、FAMEの使用量が10容量%以下に制限されている。FAMEはさらに、より高い濃度では、燃料噴射器の汚損を引き起こすことがある。FAMEはさらに、エタノールと比較して製造するのにより多くのコストがかかり、それらの世界生産高はかなり低い。
本発明のある実施態様では、成分(iii)は、2種以上の異なる低沸点物質の混合物を含んでよい。成分(iii)を構成する個々の物質は、上記のタイプであってよい。
本発明の配合物は、37.8℃にて100kPa以下の蒸気圧(リード蒸気圧、RVP)を有するのが適切である。本発明の配合物は、特に、夏グレードの燃料として使用するよう意図されている場合は、60kPa以下のRVPを有してよい。蒸気圧は、標準的な試験法であるEN13016−1を使用して測定することができる。燃料成分の混合物に対する蒸気圧は、後述の実施例に記載のように算出することができる。
ある実施態様では、本発明の燃料配合物は、10容量%未満のアルコール、特にC1−C4もしくはC1−C3もしくはC1−C2脂肪族アルコール(例えば、メタノール、ブタノール、および特にエタノール)を含有する。本発明の燃料配合物は、このようなアルコールを8もしくは5もしくは3容量%未満にて含有してよい。場合によっては、本発明の燃料配合物は、このようなアルコールを全く含有しなくてもよいし、あるいは実質的に含有しなくてもよい(例えば、1容量%未満にて含有する)。
本発明のCI燃料配合物は、DEE、ナフサ燃料成分、および低沸点炭化水素混合物C4を、下記の表1に示す濃度にてブレンドすることによって製造することができる。
20.0容量%のDEE、73.1容量%のナフサ燃料成分、および6.9容量%のブタンをブレンドすることによって、本発明のさらなるCI燃料配合物を製造した。
実施例3
本実施例では、ディーゼルエンジンでの燃焼に関して、本発明のCI燃料配合物によって生成される排出物を評価した。
燃料は、0.13mmの孔径を有するBosch(商標)7孔インジェクターによって噴射した。エンジンは、噴射圧力、クランク角位置、およびインジェクターパルスの持続時間を制御するのに使用される独立した燃料噴射システムを有した。吸気温度を公称40℃に保持し、ヒーターと圧縮中間冷却器を使用して制御した。燃料の流量は、「Dec JE,SAE 970873,1997,“A conceptual model of DI diesel combustion based on laser sheet imaging”」からの式4.64と4.65を使用して、そして実測空気消費率と排ガス量を使用して算出した。
表8− 燃料:ZSD;エンジン速度2,000rpm;IMEP6.9バール;入口マニホールド圧1.4バール;入口マニホールド温度40℃;噴射圧力1300バール;排気マニホールド圧1.6バール;燃料噴射のタイミングを、上死点の後に10°のクランク角にてピーク圧力を達成するように変える。
本発明の他のCI燃料配合物を、ジエチルエーテル、水素処理した製油所ナフサ成分、および低沸点成分C4Aを下記の表12に示す濃度にてブレンドすることによって製造した。
表14は、得られるブレンドのそれぞれに対する、ならびにニートの成分に対する下方発熱量(正味の発熱量)LHV、リード蒸気圧RVP、セタン価CN、酸素含量、水素:炭素比H/C、上方引火限界(UFL)、蒸気の組成、および密度を示す。ブレンドに対する数値は、受け入れられているブレンド則を使用して算出した。例えば蒸気圧は、Antoineの式(Clausius−Clapeyronの関係から誘導)を使用して算出した。
本発明のさらに他のCI燃料配合物は、ジブチルエーテル(DBE)、水素処理した製油所ナフサ成分、および低沸点成分C4Aを、下記の表15に示す濃度にてブレンドすることによって製造することができる。
表16は、得られるブレンドのそれぞれに対する、ならびにニートの成分に対する下方発熱量(正味の発熱量)LHV、リード蒸気圧RVP、セタン価CN、酸素含量、水素:炭素比H/C、上方引火限界(UFL)、蒸気の組成、および密度を示す。ブレンドに対する数値は、前述の実施例におけるように、受け入れられているブレンド則を使用して算出した。
Claims (15)
- (i)C4−C8ジアルキルエーテル(DAE);(ii)ナフサ燃料成分;ならびに(iii)低沸点炭化水素、エーテル類、およびこれらの混合物から選択される低沸点成分;を含有する圧縮点火(CI)燃料配合物。
- ジアルキルエーテルがDEEである、請求項1に記載の燃料配合物。
- ナフサ燃料成分がフィッシャー・トロプシュ誘導される、請求項1または請求項2に記載の燃料配合物。
- 低沸点成分がC3−C5炭化水素またはこれらの混合物を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- 低沸点成分が−20℃〜+20℃の沸点を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- 40以上の実測セタン価(ASTM D613)を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- 0℃での上方引火限界より高い蒸気組成と100kPa以下のリード蒸気圧(EN 13016−1)を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- 10℃での上方引火限界より高い蒸気組成と60kPa以下のリード蒸気圧(EN 13016−1)を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- DAEの濃度が5〜50容量%である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- ナフサ燃料成分の濃度が10〜98容量%である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- 低沸点成分(iii)の濃度が0.5〜30容量%である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- 10容量%未満のアルコールを含有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の燃料配合物。
- (i)C4−C8のDAE;(ii)ナフサ燃料成分;および(iii)低沸点炭化水素、エーテル類、およびこれらの混合物から選択される低沸点成分;そして必要に応じて1種以上の燃料添加剤をブレンドすることを含む、CI燃料配合物の製造方法。
- エンジンの燃焼室に請求項1〜12のいずれか1項に記載のCI燃料配合物を導入することを含む、内燃機関及び/又は内燃機関によって駆動される車両の操作方法。
- (1)ナフサ燃料成分を副生物としてもたらす方法でガソリン燃料配合物を製造すること;および(2)CI燃料配合物が得られるよう、ナフサ副生物の少なくとも一部と、C4−C8のDAEおよび低沸点炭化水素、エーテル類、およびこれらの混合物から選択される低沸点成分、そして必要に応じて他の燃料成分もしくは添加剤とをブレンドすること;を含む、ガソリン燃料配合物とCI燃料配合物の製造方法。
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