JP3792990B2 - 低公害燃料 - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10L—FUELS 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
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
- C10L1/026—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディーゼルエンジン等に用いる低公害燃料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの排ガスは多量の浮遊粒子状物質、窒素酸化物、ハイドロカーボン、アルデヒドの有害物質を含み、大気汚染並びに公害病の要因となっている。
【０００３】
現在ディーゼルエンジンの燃料として使われている軽油と重油を、ディーゼルエンジン特有の燃焼形式である圧縮爆発によって完全燃焼させることは極めて困難であり、このために上記排ガス問題を惹起している。
【０００４】
このような排ガス問題を解消せんとして、上記排ガスの出口に取り付けるフィルター機能や二次燃焼機能を併備させた各種排ガス処理装置が提供されているが、これらは経年劣化を来たし、性能を低下させる問題や、高価であり、しかも上記公害要素の効率的除去を望むにはあまりにも多くの技術的課題を抱えており、現状では抜本的な解決とはなっていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記対症療法的施策によって問題を解決するのではなく、有害排出物の原因となっている上記軽油並びに重油に代わる、極めて燃焼効率が高く、且つ経済性にも適う新たな低公害燃料を提供し、以て上記排ガス問題に資せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る低公害燃料は、灯油又は軽油にオレフィン系炭化水素を原料とする含酸素炭化水素を含有する。
【０００７】
灯油又は軽油にエーテル又は／及びアルコールを含有する。
【０００８】
上記エーテルはジメチルエーテルを溶媒に溶解させて液化したものを用いる。
【０００９】
即ち灯油又は軽油６０〜９０％にジメチルエーテルとアルコールを配合して成る低公害燃料において、上記ジメチルエーテルは溶媒に溶解させて液化した液化ジメチルエーテルを用い、該液化ジメチルエーテルを５〜２０％、アルコールを５〜２０％配合して成る。
【００１０】
又は上記灯油又は軽油にエーテル及びアルコールと共に、グリコール又はアセタール又はケタール又はエステルの一又は二以上を含有せしめる。
【００１１】
上記燃料は、エーテルとアルコールとグリコール等の含酸素炭化水素が相乗して灯油又は軽油の燃焼効率を高めつつ、それ自身が燃焼して燃料の不完全燃焼を解消する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
液状炭化水素にオレフィン系炭化水素を原料とする含酸素炭化水素を含有し、低公害燃料を形成する。
【００１３】
液状炭化水素の代表例は、灯油、軽油、重油である。
【００１４】
オレフィン系炭化水素（アルケン）は、Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ２で示される、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン等である。
【００１５】
上記含酸素炭化水素の製造法について説明する。
【００１６】
（１）上記アルケンを酸化しオキシドを作る。このオキシドを加水分解して「エチレングリコール（ＯＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＯＨ）」を作る。又上記オキシドにアルコールを反応させて「ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ３）」を作る。
【００１７】
（２）又上記アルケンを水和して「アルコール（ＲＯＨ）」を作る。
【００１８】
（３）上記アルコールを脱水して「エーテル（Ｒ−Ｏ−Ｒ）」を作る。
【００１９】
（４）アルケンをオゾン分解してアルデヒド又はケトンを作る。それにアルコールを加え、「アセタール（ＲＣＨ（ＯＲ′）２）」、例えばアセトアルデヒドジエチルアセタール（ＣＨ３ＣＨ（ＯＣＨ２Ｈ５）２）、又は「ケタール（（Ｒ）２Ｃ（ＯＲ′）２）」、例えば、２−２・ジエソクシプロペン（（ＣＨ３）２Ｃ（ＯＣ２Ｈ５）２）を作る。
【００２０】
（５）アルケンをオゾン分解し、アルデヒド又はケトンを作る。このアルデヒド又はケトンの何れかを酸化し、カルボン酸を作る。このカルボン酸にアルコールを反応させて「エステル（Ｒ−ＣＯＯＣＨ３）」の一種である、ジメチルカーボネイト（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ３）を作る。
【００２１】
よってオレフィン系炭化水素を原料とする、グリコール、アルコール、エーテル、アセタール、ケタール、エステルを作り、これらの一又は二以上を液状炭化水素に混合し、低公害燃料を製造する。
【００２２】
有効例として、液状炭化水素、好ましくは灯油又は軽油又は重油にエーテル又は／及びアルコールを混合し、低公害燃料とする。
【００２３】
上記エーテルとしては、経済性と市場性を考慮すると、ジメチルエーテルを溶媒に溶解させて液化したものを用いるのが良い。この溶媒としては、アルケン、又はアルコールとアルケンの混合物、又はアルコール又はアルケン又はケトンを用いる。
【００２４】
又は上記エーテルの例として、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジプチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルの一又は二以上を用いる。
【００２５】
殊に上記エーテル中、分子式内に３個以上の酸素Ｏを有している、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが良好な自己燃焼性を示すと共に、炭化水素の燃焼性を促進する効果を富有し有効であることを燃焼試験により確認された。
【００２６】
上記低公害燃料の他例として、上記灯油又は軽油又は重油に代表される液状炭化水素に、エーテル及びアルコールと共に、前記製造法によって得られたグリコール又はアセタール又はケタール又はエステルの一又は二以上を含有せしめる。
【００２７】
上記燃料は、エーテルとアルコールが相乗して液状炭化水素の燃焼効率を高めつつ、それ自身が燃焼して燃料の不完全燃焼を解消する、ディーゼルエンジンの低公害燃料として有用である。
【００２８】
以下上記低公害燃料の配合例を重量比を以て示す。
【００２９】
（１） ＣｎＨ２ｎ＋２（灯油又は軽油） ６０〜９０％
ＣＨ３ＯＨ（アルコール） ５〜２０％
ＣＨ３ＯＣＨ３（ジメチルエーテル） ５〜２０％
【００３０】
上記分子式ＣｎＨ２ｎ＋２は灯油又は軽油の主要な成分であるが、そのｎの値は９〜２２の許容幅を有する。又上記灯油又は軽油に代えて重油を用いる場合にも、上記灯油又は軽油の重量比で用いる。
【００３１】
上記（１）に例示される本発明の低公害燃料は、基本的には混合燃料であり、化学的反応を要しないので製造が容易である。
【００３２】
【発明の効果】
エーテルとアルコールとグリコール等の含酸素炭化水素は何れも含酸素化合物であり、これら含酸素化合物と液状炭化水素とが相乗して燃焼効率を高めつつ、それ自身が燃焼して燃料の不完全燃焼を解消し、前記した排ガス問題を従来の対症療法的施策に依存するまでもなく、上記低公害燃料の提供にて根本的な解決を図るものである。
【００３３】
上記（１）の燃料は現在ディーゼルエンジンの燃料として用いられている軽油の排出ガス中の浮遊粒子状物質（ＰＭ）の排出量を略３０％〜６０％、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を略１０％〜２０％、ハイドロカーボン（ＨＣ）の排出量を略３０％〜４０％、一酸化炭素（ＣＯ）の排出量を略１０％〜２０％夫々低減できた。
【発明の属する技術分野】
本発明はディーゼルエンジン等に用いる低公害燃料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの排ガスは多量の浮遊粒子状物質、窒素酸化物、ハイドロカーボン、アルデヒドの有害物質を含み、大気汚染並びに公害病の要因となっている。
【０００３】
現在ディーゼルエンジンの燃料として使われている軽油と重油を、ディーゼルエンジン特有の燃焼形式である圧縮爆発によって完全燃焼させることは極めて困難であり、このために上記排ガス問題を惹起している。
【０００４】
このような排ガス問題を解消せんとして、上記排ガスの出口に取り付けるフィルター機能や二次燃焼機能を併備させた各種排ガス処理装置が提供されているが、これらは経年劣化を来たし、性能を低下させる問題や、高価であり、しかも上記公害要素の効率的除去を望むにはあまりにも多くの技術的課題を抱えており、現状では抜本的な解決とはなっていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記対症療法的施策によって問題を解決するのではなく、有害排出物の原因となっている上記軽油並びに重油に代わる、極めて燃焼効率が高く、且つ経済性にも適う新たな低公害燃料を提供し、以て上記排ガス問題に資せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る低公害燃料は、灯油又は軽油にオレフィン系炭化水素を原料とする含酸素炭化水素を含有する。
【０００７】
灯油又は軽油にエーテル又は／及びアルコールを含有する。
【０００８】
上記エーテルはジメチルエーテルを溶媒に溶解させて液化したものを用いる。
【０００９】
即ち灯油又は軽油６０〜９０％にジメチルエーテルとアルコールを配合して成る低公害燃料において、上記ジメチルエーテルは溶媒に溶解させて液化した液化ジメチルエーテルを用い、該液化ジメチルエーテルを５〜２０％、アルコールを５〜２０％配合して成る。
【００１０】
又は上記灯油又は軽油にエーテル及びアルコールと共に、グリコール又はアセタール又はケタール又はエステルの一又は二以上を含有せしめる。
【００１１】
上記燃料は、エーテルとアルコールとグリコール等の含酸素炭化水素が相乗して灯油又は軽油の燃焼効率を高めつつ、それ自身が燃焼して燃料の不完全燃焼を解消する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
液状炭化水素にオレフィン系炭化水素を原料とする含酸素炭化水素を含有し、低公害燃料を形成する。
【００１３】
液状炭化水素の代表例は、灯油、軽油、重油である。
【００１４】
オレフィン系炭化水素（アルケン）は、Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ２で示される、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン等である。
【００１５】
上記含酸素炭化水素の製造法について説明する。
【００１６】
（１）上記アルケンを酸化しオキシドを作る。このオキシドを加水分解して「エチレングリコール（ＯＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＯＨ）」を作る。又上記オキシドにアルコールを反応させて「ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ３）」を作る。
【００１７】
（２）又上記アルケンを水和して「アルコール（ＲＯＨ）」を作る。
【００１８】
（３）上記アルコールを脱水して「エーテル（Ｒ−Ｏ−Ｒ）」を作る。
【００１９】
（４）アルケンをオゾン分解してアルデヒド又はケトンを作る。それにアルコールを加え、「アセタール（ＲＣＨ（ＯＲ′）２）」、例えばアセトアルデヒドジエチルアセタール（ＣＨ３ＣＨ（ＯＣＨ２Ｈ５）２）、又は「ケタール（（Ｒ）２Ｃ（ＯＲ′）２）」、例えば、２−２・ジエソクシプロペン（（ＣＨ３）２Ｃ（ＯＣ２Ｈ５）２）を作る。
【００２０】
（５）アルケンをオゾン分解し、アルデヒド又はケトンを作る。このアルデヒド又はケトンの何れかを酸化し、カルボン酸を作る。このカルボン酸にアルコールを反応させて「エステル（Ｒ−ＣＯＯＣＨ３）」の一種である、ジメチルカーボネイト（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ３）を作る。
【００２１】
よってオレフィン系炭化水素を原料とする、グリコール、アルコール、エーテル、アセタール、ケタール、エステルを作り、これらの一又は二以上を液状炭化水素に混合し、低公害燃料を製造する。
【００２２】
有効例として、液状炭化水素、好ましくは灯油又は軽油又は重油にエーテル又は／及びアルコールを混合し、低公害燃料とする。
【００２３】
上記エーテルとしては、経済性と市場性を考慮すると、ジメチルエーテルを溶媒に溶解させて液化したものを用いるのが良い。この溶媒としては、アルケン、又はアルコールとアルケンの混合物、又はアルコール又はアルケン又はケトンを用いる。
【００２４】
又は上記エーテルの例として、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジプチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルの一又は二以上を用いる。
【００２５】
殊に上記エーテル中、分子式内に３個以上の酸素Ｏを有している、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが良好な自己燃焼性を示すと共に、炭化水素の燃焼性を促進する効果を富有し有効であることを燃焼試験により確認された。
【００２６】
上記低公害燃料の他例として、上記灯油又は軽油又は重油に代表される液状炭化水素に、エーテル及びアルコールと共に、前記製造法によって得られたグリコール又はアセタール又はケタール又はエステルの一又は二以上を含有せしめる。
【００２７】
上記燃料は、エーテルとアルコールが相乗して液状炭化水素の燃焼効率を高めつつ、それ自身が燃焼して燃料の不完全燃焼を解消する、ディーゼルエンジンの低公害燃料として有用である。
【００２８】
以下上記低公害燃料の配合例を重量比を以て示す。
【００２９】
（１） ＣｎＨ２ｎ＋２（灯油又は軽油） ６０〜９０％
ＣＨ３ＯＨ（アルコール） ５〜２０％
ＣＨ３ＯＣＨ３（ジメチルエーテル） ５〜２０％
【００３０】
上記分子式ＣｎＨ２ｎ＋２は灯油又は軽油の主要な成分であるが、そのｎの値は９〜２２の許容幅を有する。又上記灯油又は軽油に代えて重油を用いる場合にも、上記灯油又は軽油の重量比で用いる。
【００３１】
上記（１）に例示される本発明の低公害燃料は、基本的には混合燃料であり、化学的反応を要しないので製造が容易である。
【００３２】
【発明の効果】
エーテルとアルコールとグリコール等の含酸素炭化水素は何れも含酸素化合物であり、これら含酸素化合物と液状炭化水素とが相乗して燃焼効率を高めつつ、それ自身が燃焼して燃料の不完全燃焼を解消し、前記した排ガス問題を従来の対症療法的施策に依存するまでもなく、上記低公害燃料の提供にて根本的な解決を図るものである。
【００３３】
上記（１）の燃料は現在ディーゼルエンジンの燃料として用いられている軽油の排出ガス中の浮遊粒子状物質（ＰＭ）の排出量を略３０％〜６０％、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を略１０％〜２０％、ハイドロカーボン（ＨＣ）の排出量を略３０％〜４０％、一酸化炭素（ＣＯ）の排出量を略１０％〜２０％夫々低減できた。
Claims (1)
- 灯油又は軽油６０〜９０％にジメチルエーテルとアルコールを配合して成る低公害燃料において、上記ジメチルエーテルは溶媒に溶解させて液化した液化ジメチルエーテルであり、該液化ジメチルエーテルを５〜２０％、アルコールを５〜２０％配合して成ることを特徴とする低公害燃料。
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