JP3141668B2 - 軽油組成物 - Google Patents

軽油組成物

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JP3141668B2
JP3141668B2 JP06006583A JP658394A JP3141668B2 JP 3141668 B2 JP3141668 B2 JP 3141668B2 JP 06006583 A JP06006583 A JP 06006583A JP 658394 A JP658394 A JP 658394A JP 3141668 B2 JP3141668 B2 JP 3141668B2
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、概略、軽油と高純度
炭酸ジメチルとからなる特定の組成の燃料用の軽油組
成物に係わるものであり、一般的に、軽油が、内燃機関
(ディーゼルエンジン等)、燃焼炉などの燃焼機関内で
燃焼する際に、カーボン類が多量に発生するのを著しく
防止すると共に、窒素酸化物の発生をも同時に抑えるこ
とができて、環境汚染の防止に極めて有用である軽油組
成物に係わる。
【0002】
【従来技術の説明】アメリカ特許第2,331,386
号明細書、特表昭60−500259号公報等におい
て、乗用車エンジン用燃料(ガソリン)、ディーゼルエ
ンジン用燃料油(重油)等の炭化水素液状燃料に、炭酸
ジアルキルエステル(さらに必要であれば低級脂肪族ア
ルコール)を添加することによって、前記燃料をエンジ
ンなどに使用する場合の発火性に係わるオクタン価、セ
タン価などが改良できることが、よく知られている。
【0003】しかし、近年、自動車用エンジンなどから
排出されるカーボン、窒素酸化物が、公害の主な原因で
あり、特に、大型自動車、トラック、バスなどの重量車
に搭載された軽油を使用するディーゼルエンジンから排
出されるカーボン類については、発癌性物質も含有して
いるとして、極めて問題となっている。
【0004】最近、アメリカ特許第4,891,049
号及びアメリカ特許第4,904,279号明細書に
は、エンジン排ガス中のカーボン類の含有割合を減少さ
せることを目的として、2種類の炭酸エステル化合物
と、ガソリンより重い液状炭化水素燃料(例えば、中間
留分燃料油、ディーゼルエンジン用燃料油)とからなる
炭化水素燃料組成物の発明について報告されている。
【0005】しかしながら、前記の公知の発明に記載さ
れている炭化水素燃料組成物は、エンジン内の燃焼にお
いてカーボン類の発生を十分に減少させることができな
かったのであり(カーボン類の減少率:最大で約29重
量%、平均で約20重量%程度)、必ずしも満足できる
ものではなかった。従って、この技術分野においては、
燃焼時にカーボン類の発生を効果的に十分に防止するこ
とができる炭化水素燃料組成物(特に軽油組成物)が、
極めて期待されていた。
【0006】また、一般的に、カーボン類の発生を減少
させることができる炭化水素燃料組成物はかえって窒素
酸化物の発生を増加させるという傾向があったが、カー
ボン類の発生を防止できると同時に窒素酸化物の発生を
も減少又は防止することができる炭化水素燃料組成物
(特に軽油組成物)は知られていなかったのである。
【0007】
【本発明が解決しようとする問題点】この発明は、ディ
ーゼルエンジンなどの内燃機関内での炭化水素燃料(軽
油)の燃焼において、窒素酸化物の発生を減少させるこ
とができると共に、カーボン類の発生を効果的に十分に
防止することができる軽油組成物を提供することを目的
とする。又、この発明の軽油組成物は、メタノール燃料
等に比べて内燃機関での燃焼において例えば有害物質で
あるホルムアルデヒドの生成がほとんどないという利点
も有している。
【0008】
【問題点を解決する手段】本発明は、軽油と一般式I
【0009】
【化2】
【0010】(但し、式中、Rはメチル基を示す)で示
される炭酸ジエステルとからなる燃料用の軽油組成物で
あり、しかも、その軽油組成物中には前記炭酸ジエステ
ルが0.1〜40容量%の割合で含有されており、さら
に、前記の炭酸ジエステルが95重量%以上の高純度の
ものであって他の炭酸エステル化合物を実質的に含有し
ていないことを特徴とする軽油組成物に関する。
【0011】本発明において使用される軽油は、石油化
学製品の一種であって、原油の蒸留に際して灯油と重油
の間で留出する部分を言い、パラフィン(メタン系炭化
水素類)、シクロパラフィン、芳香族炭化水素などの各
種の炭化水素混合物であればよい。
【0012】前記の軽油は、その沸点範囲が約250〜
400℃、特に250〜350℃であることが好まし
く、また、セタン価が40〜100、特に45〜95程
度であるディーゼルエンジン用軽油が好ましい。なお、
前記の軽油は、必要であれば、ディーゼルエンジン用燃
料などの燃料として用いるために特に配合される適当な
添加剤(例えば、亜硝酸エステル、硝酸エステルなど)
が適当な配合割合(例えば、10容量%以下)で配合さ
れていてもよい。
【0013】本発明において使用される炭酸ジエステル
は、一般式I
【0014】
【化3】
【0015】(但し、式中、Rはメチル基を示す)で示
される高純度の炭酸ジエステルであって、前記の一般式
Iで示される炭酸ジエステルが、全ての炭酸エステル化
合物類の全量に対して95重量%以上、好ましくは96
〜100重量%、特に好ましくは98〜100重量%で
ある高純度のものであって、他の炭酸エステル化合物を
実質的に含有していないことが好ましい。
【0016】
【0017】前記の一般式Iで示される炭酸ジエステル
に含まれない『他の炭酸エステル化合物』としては、例
えば、(a)一般式II
【0018】
【化4】
【0019】(但し、前記一般式IIにおいてR1 は、
炭化水素基である。)で示されるジカルボン酸ジアルキ
ルエステル(前記一般式Iにおいて、Rがカルボキシ基
である炭酸ジアルキルエステルの縮合二量体など)、
(b)一般式III
【0020】
【化5】
【0021】(但し、一般式IIIにおいて、R2 が前
記の炭素数1〜6の低級炭化水素基以外の炭化水素基で
あって、例えば、炭素数7以上の脂肪族炭化水素基、炭
素数7以上の脂環式炭化水素基、炭素数7以上の芳香族
炭化水素基などである。)で示される炭酸ジエステル、
あるいは、一般式IV
【0022】
【化6】
【0023】(但し、前記一般式IVにおいてR3 は、
炭化水素基である。)で示される炭酸モノエステルなど
を挙げることができる。
【0024】この発明において、前記の他の炭酸エステ
ル化合物は、全ての炭酸エステル化合物類に対して2重
量%以下、特に1重量%以下、最も好ましくは0.5重
量%以下であることが好ましい。
【0025】この発明において、軽油組成物は、前記一
般式Iで示される高純度の炭酸ジエステルが0.1〜4
0容量%(好ましくは0.5〜20容量%、特に好まし
くは1〜15容量%程度)の配合割合で含有されていれ
ばよい。この発明の軽油組成物では、前記の高純度の炭
酸ジエステルの配合割合は、2〜12容量%であること
が最も好ましい。この発明において、炭酸ジエステルの
配合割合が少なくなり過ぎると、カーボン類の発生を抑
えることができなくなるので適当ではなく、また、炭酸
ジエステルの配合割合が多くなり過ぎると、エンジンな
ど内燃機関の出力が著しく低下するので適当ではない。
【0026】
【実施例】以下、この発明の実施例を示し、この発明を
さらに詳しく説明する。実施例1及び2、並びに、比較
例1及び2のシャシダイナモ試験において、表1に示す
種々のデータの測定は、排出ガス分析装置(株式会社堀
場製作所製:MEXA-8120D型)、排気煙濃度測定器(弥栄
工業株式会社: GSM-2型)および燃料流量検出器及び流
量積算計(株式会社小野測器製: FP214・DF303 型)を
使用して行った。
【0027】実施例3〜5、並びに、比較例3のエンジ
ンダイナモ試験において、排ガス中のNOX の測定は、
ケミルミ法による窒素酸化物測定器(石橋科学(株)
製)を用いて測定し、そして、ホルムアルデヒドは、ガ
ステック検知管で測定し、さらに、ボッシュ(黒煙)
は、濾紙汚染方式のボッシュ濃度計(司測定研究所
(株)製、GSM−3型)で測定した。
【0028】実施例1 実験車としてディーゼル自動車(車名:三菱自動車製、
U−FE331E改、原動機型式:4D30、総排気
量:3298cc、圧縮比:21.0、燃焼室形式:副
室式、最高出力:97/3500 ps/rpm 、車両重量:
2640kg、走行前の総走行距離:22270km)を使
用し、そして、燃料として、市販軽油に炭酸ジメチル
(以下『DMC』ともいう。純度99重量%以上)が1
0容量%添加されている軽油組成物を使用し、法定ディ
ーゼル6モード走行試験、排気煙濃度試験、及び、シャ
シダイナモメータ(株式会社小野測器製:ZA-018型)の
使用による定速度20km/hにおける燃料消費率試験をそ
れぞれ行った。それらの各評価項目に関する結果を、表
1に示す。
【0029】比較例1 燃料として、DMC等の炭酸ジエステル類を全く添加し
ていない軽油組成物を使用したほかは、実施例1と同様
にして、シャシダイナモ試験を行った。その結果を表1
に示す。
【0030】実施例2 実験車としてディーゼル自動車(車名:いすず自動車
製、U−NKR58EA、原動機型式:4BA1、総排
気量:3636cc、圧縮比:17.5、燃焼室形式:
直噴式、最高出力:120/3500 ps/rpm 、車両重
量:2160kg、走行前の総走行距離:34080km)
を使用し、そして、燃料として市販軽油に炭酸ジメチル
(純度99重量%以上)が10容量%添加されている軽
油組成物を使用し、法定ディーゼル6モード走行試験、
排気煙濃度試験、及び、シャシダイナモメータ(株式会
社小野測器製:ZA-018型)の使用による定速度20km/h
における燃料消費率試験をそれぞれ行った。それらの結
果を、表1に示す。
【0031】比較例2 燃料として、DMC等の炭酸ジエステル類を全く添加し
ていない軽油組成物を使用したほかは、実施例2と同様
にして、シャシダイナモ試験を行った。それらの結果を
表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】実施例3〜5 ディーゼルエンジン(ヤンマー(株)製、原動機型式:
MA10−N型、総排気量:535cc、圧縮比:2
3.1、燃焼室形式:副室、最高出力:10/2600
ps/rpm )を使用し、そして、燃料として市販軽油に炭
酸ジメチル(純度99重量%以上)が、5.0容量%
(実施例3)、5.3容量%(実施例4)、又は5.7
容量%(実施例5)の添加割合でそれぞれ添加されてい
る軽油組成物を使用し、エンジンダイナモ試験〔エンジ
ン回転数水準:1000、1500又は2000、負荷
水準:(a) 4/4、(b) 1/2、又は(c) 0〕をそれぞ
れ行った。
【0034】前記の試験において、排ガス等のサンプリ
ングは等速吸引とし、エンジン排ガスについて、エンジ
ン後約100cmのところでボッシュを採取し、次に、
その100cm後に0.5m3 のステンレス製バッファ
ータンクに導入して、種々の分析成分ガスを採取した。
それらの分析による結果(三水準のエンジン回転数につ
いての平均値)を各負荷水準毎に算出して、表2〜4に
示す。
【0035】比較例3〔(a) 〜(c) 〕 燃料として、DMC等の炭酸ジエステル類を全く添加し
ていない軽油組成物を使用したほかは、実施例3と同様
にして、エンジンダイナモ試験(エンジン回転数水準:
1000、1500、又は2000、負荷水準:4/
4、1/2、又は0)を行った。それらの結果を表2〜
4に示す。
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】
【表4】
【0039】
【本発明の作用効果】この発明の軽油組成物において
は、軽油に高純度の炭酸ジ低級アルキルエステル等(一
般式Iで示される炭酸ジエステル)が添加されているの
で、軽油を用いるディーゼルエンジン等の内燃機関での
燃焼において窒素酸化物の発生を増大させることなく排
ガス中の窒素酸化物の含有割合を減少させることができ
ると共に、カーボン類の発生を極めて効果的に防止し、
排ガス中のカーボン類の含有割合を著しく減少させるこ
とができたことである。また、この発明の軽油組成物
は、前記燃焼において、前記排ガス中に有害なホルムア
ルデヒドを実質的に含有させることがないのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10L 1/00 - 11/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軽油と一般式I 【化1】 (但し、式中、Rはメチル基を示す)で示される炭酸ジ
    エステルとからなる燃料用の軽油組成物であり、しか
    も、その軽油組成物中には前記炭酸ジエステルが0.1
    〜40容量%の割合で含有されており、さらに、前記の
    炭酸ジエステルが95重量%以上の高純度のものであっ
    て他の炭酸エステル化合物を実質的に含有していないこ
    とを特徴とする軽油組成物。
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