JPH03290495A - 燃料の改質剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ガソリン、軽油等の石油系燃料の熱効率等
を改良し且つ燃焼時の有害な排ガスの発生を低減するた
めの燃料の改質剤に関する。

［従来の技術及び発明が解決すべき課題］一般に自動車
エンジン等の火花点火エンジンにおいてはエンジンの圧
縮比が高い程熱効率は高く、出力が増大し、燃費か向上
するが、通常のガソリンの場合、圧縮比を高くすると異
常燃焼やノッキングを生じかえって熱効率が低下する。

このため、アンチノック性の高いオクタン価の高いガソ
リンを用いることによって圧縮比を高め熱効率を向上さ
せているが、一般にオクタン価の高いガソリンは各種の
ガソリン調合材を適当な割合で配合して作られるため高
価である。

また、ガソリンの酸化による劣化はオクタン価の低下と
高分子ガム質による燃料消費の著しい悪化をもたらす。

このため、市販のガソリンには酸化防止剤を添加する必
要がある。

一方、ディーゼルエンジン（圧縮点火エンジン）の燃料
として用いられる軽油においては安定性の他、流動性、
着火性が問題となり、このため着火性の良好なセタン価
の高い軽油が必要となるが、セタン価の高い軽油もまた
、一般の軽油に比べ高価である。

また、軽油が酸化劣化するとガソリンの場合と同様に高
分子量のガム質が生成し、これが大量に生成すると燃料
噴射ノズルを閉塞し、燃料の供給を阻害する。このよう
な軽油の劣化による問題を防止するためには水素化精製
等が必要となる。

このような従来の問題点を解決するものとして本発明の
発明者は海水中の元素の有効利用及び燃焼時におけるア
ルカリ剤の作用に着目し、海水に特殊なアルカリ剤を溶
解させて成る燃焼助剤（特開昭６３−２２５６９５号）
を開発し燃焼性の向上に関し著しい効果を収めた。

そして、この燃焼助剤（液体）は特に噴霧状でエンジン
に添加することによって特に優れた効果をもたらすこと
をつきとめ、この燃焼助剤をエンジンに添加するための
システムを開発した（特開昭６３−１４７９３８号、特
願昭６２−３１９８２７号）。

しかし、この燃焼助剤はエンジン等の改造を必要とする
ので、直ちにすべての自動車に適用することはできなか
った。特に、上記システムはピストンの負圧で混合ガス
を送るシステム用に開発されているため、ターボエンジ
ンに適用する場合、圧力をかけて燃焼助剤を供給しなけ
ればならず高度なシステムを必要とし、技術的に困難な
点が多かった。

［発明の目的］ この発明はこのような従来の難点を解決し、ガソリン、
軽油、灯油等のあらゆる液体燃料に直接添加することが
でき、これら液体燃料の燃焼状態を改善することのでき
る燃料の改質剤を提供することを目的とする。更に、本
発明は、あらゆる自動車等の内燃機関に適用でき、内燃
機関の燃費効率を高め有害な排ガスの低減を図ることの
できる燃料の改質剤を提供することを目的とする。

［ｌＩ題を解決するための手段］ このような目的を遠戚する本発明の燃料の改質剤は、油
と強アルカリ剤との反応物を海水に溶解した溶液から水
分を除去した後の固体を適用される燃料と相溶性の溶剤
に溶解させた溶液（ａ）に、海水を酸性にした後、強ア
ルカリ剤を加え高ｐＨにしその際生成する沈澱物を除去
して得られた溶液を濃縮し冷却することによって得られ
た塩とカルシウム化合物とを混合し高温焼成して成る焼
成体と濃硫酸とを混練したもの（ｂ）を添加したものか
らなる。

ここで油と強アルカリ剤との反応物を海水に溶解した溶
液とは特開昭６３−２２５６９５号公報に記載される燃
焼助剤そのものである。

すなわち、油と強アルカリ剤との反応物とは、石油の各
留分、プラスチック、古タイヤ等の分留オイ、ル、廃油
等の油に、貝がら、石灰石等の高温焼成物のような酸化
カルシウムを主成分とする強アルカリ剤の粉末を加え若
干の水の存在下で攪拌、混合し反応させて得られる粉末
である。油と強アルカリ剤の混合比及び加える水の量は
、油の種類によって異なるが、通常油対強アルカリ剤の
混合比が０．５：１から１：０．５程度、水はＯ〜１０
％程度添加する。

この油とアルカリ剤との反応物は、油とアルカリ剤とが
結合したマクロ的には均一な粉状体であり、海水に対し
１〜１０％加え攪拌後放置することにより溶解し均一な
溶液となる。この際海水は予め低ｐＨないし高ｐＨに調
整しておくことが望ましい。また不溶物があれば除去す
る。この溶液から水分を除去し、更に所定溶剤に溶解せ
しめる。

この溶液から水分を除去するには、通常加熱蒸発によっ
て行う。減圧下で行ってもよい。これにより得られた物
質（１）の元素分析の結果を表１に示す。

表１からも明らかなようにこの物質は海水中の元素に比
較し塩素がかなり減少しており強い塩基性の物質（１）
である。

以下、余白 表　　１ 溶剤としては物質（１）を溶解させるものであって、且
つ適用される燃料に対し相溶性がある溶剤を用いる。こ
のような溶剤として、好適にはアルコールと適当な有機
溶剤との混合溶剤が用いられる。有機溶剤としては灯油
が実用的である。灯油とアルコールとの混合比及び用い
るアルコールの種類は適用される燃料に応じて適宜選択
されるが、ガソリン、軽油の場合、アルコールとしては
メタノール、ブタノールあるいはこれらの混合物等が用
いられ、ブタノールを少なくとも溶剤全体の１０％以上
含有することが好ましい。

このように調整されたアルコールを含む混合溶剤に前述
の物質（１）を溶解させることにより本発明の燃料の改
質剤の第１の成分である溶液（ａ）を得ることができる
。混合溶剤に対する物質（１）の濃度は約１％程度であ
る。好適には、上記混合溶剤中に物質（１）を数％程度
溶解せしめた原液を調整しておき、この原液をさらに適
用される燃料に適合するように所定の混合溶剤で希釈す
ることにより濃度及び溶剤組成を調整する。この溶液（
ａ）の元素分析の結果も併せて表１に示す。

この第１の成分である溶液（ａ）はそれ自体燃料の改質
剤として機能するものであるが、極めて塩基性が高いの
で燃料への添加量のコントロールを誤ると、燃料と反応
し反応生成物が生じそれが燃料供給系の目詰りを起こす
等難点がある。従って、溶液（ａ）の燃料の改質剤とし
て機能を低下させることなく、シかもｐＨを調整するた
めに以下述べる第２の成分が添加される。

次に、本発明の燃料の改質剤の第２の成分である焼成体
と濃硫酸との混練物について説明する。

まず、焼成体は本発明者が既に提案した「海水の塩分離
方法」　（特願昭６２−２０１５７８号）によって海水
から分離された物質（２）とカルシウム化合物とを混合
し高温で焼成することにより得られる。

海水からこの物質（２）を分離する方法について説明す
る。まず海水を硫酸イオンを含有する強酸により低ｐＨ
に調整した後、強アルカリ剤を加え高ｐＨにし、その際
生成する沈澱物と溶液とを分離する。

ここで硫酸イオンを含有する強酸としては、数％の希硫
酸を用いることができるが、活性化した燐酸カルシウム
を溶解せしめた水溶液に３〜５％の濃硫酸を加えて沈澱
物を除去した水溶液（以下Ｐ−８酸と略す）を用いるこ
とができる。このＰ−８酸は、ｐＨ０，２程度の強酸性
を示すが硫酸のような劇物とは異なり肌に触れても異常
がなく扱いやすい安全性の高い酸として利用できる。希
硫酸あるいはＰ−８酸を海水に対し数％加え、２〜３時
間放置することにより海水をｐＨ急以下の低ｐＨに調整
することができる。この時、沈澱物は殆ど生じないが若
干の沈澱物はもとの海水中の懸濁物質と共に濾過等の手
段により除去する。

次に、強アルカリ剤は、−度低ｐＨに調整した海水を中
和し、更に高ｐＨにするためのもので、これにより高ｐ
Ｈで溶解度の低下するアルカリ土類金属類、その他金属
の硫酸塩等の塩類を沈澱せしめる。このような強アルカ
リ剤としては、水酸化ナトリウムをそのまま、あるいは
酸化カルシウムの水溶液に水酸化ナトリウムを加えたも
の（以下、Ｃａ　−Ｎ　ａ水溶液と略す）などが用いら
れる。

強アルカリ剤の量は上記目的を達成することのできる量
以上であればよく、通常水酸化ナトリウム（固体）の場
合海水に対し３％、Ｃａ−Ｎａの水溶液の場合約５％加
え、１０時間以上放置する。

これによって海水はｐＨ１３以上の塩基性を呈し、沈澱
物が生成する。

この沈澱物を除去後の海水を加熱して１割〜１．５割に
なるまで煮つめ濃縮した後、冷却すると更に沈澱物が析
出する。この沈澱物を乾燥することにより目的の物質（
２）を得る。この物質（２）の元素分析の結果を表２に
示す。

表２からも明らかなように物質（２）は主として、Ｎａ
、Ｍｇ、ＫＳＣａを含有する塩基性の物質である。

表　２　　単位（■／ｋｇ） 次にこの物質（２）とともに焼成するカルシウム化合物
としては、リン酸カルシウム、特に牛、豚、ひつじ等の
骨を高温で焼いて肉質、脂肪質のものを除去した骨片を
７００℃以上で焼いた骨の焼成物を用いることができる
。海水から得られた物質（２）とカルシウム化合物は２
：１〜１：２程度の混合比で混合した後、９００℃〜１
２００℃程度の高温で焼成する。

このようにして得られた焼成体を濃硫酸と適当な比率で
混練したものを前述の第１戒分である溶液（ａ）に添加
する。

ここで第２の成分として濃硫酸のみならず、このような
焼成体との混合物を用いたのは、濃硫酸のみではｐＨの
調整、取扱が容易でないこと、海水から得られた物質等
の焼成体それ自体、燃料の改質機能があることによる。

焼成体と濃硫酸との混練物は前述の溶液（ａ）に対し数
％以下、約１％〜２％添加する。

このように得られた本発明の燃料の改質剤はガソリン、
重油、軽油等の燃料に直接添加することによって使用さ
れる。

添加量は適用される燃料によって異なるか、例えばガソ
リンの場合０．１〜０．５％、軽油の場合０３〜１％、
重油の場合１％以上添加することができる。

本発明の改質剤の添加によって、いずれの燃料において
も燃料状態が顕著に改善され、ＨＣ，ＣＯ等の有害な排
ガスの発生が減少する。

［実施例］ 以下、実施例により説明する。

１、第１の成分の調整 帆立貝等の貝殻を水洗いした後、砕く。この砕いたもの
を炉に入れて１ｏｏｏ℃〜１２００℃で約３０分間焼い
た後に、約１３５０℃に上げて５分〜１０分間焼いて約
２００メツシユの粉末状の強アルカリ剤を得る。

海水１０００ｃｃを酸で低ｐＨにした後、上記強アルカ
リ剤２０ｇを加え、約１時間攪拌した後沈殿物を除去し
、高ｐＨに調整した海水を得た。

一方、古タイヤの分留オイル５００ｃｃに上記強アルカ
リ剤５００ｇを加え、更に強アルカリ溶液１００ｃｃを
加え攪拌した後、約２気圧で３０分放置し、粉末状の反
応物を得た。

ｐＨを一旦２以下に調整した後型に約１３に調整した海
水１０００ｃｃに上記反応物３０ｇを加え反応器内で１
．５気圧、室温で約１時間攪拌した後約１昼夜放置し、
不溶物を除去した後句−な溶液を得た。

次いで、この溶液ｉｔ加熱することによって水分を除去
し、物質（１）　６０ｋｇを得た。

一方、下記の処方による灯油とアルコールとの混合溶剤
を調整し、これら混合溶剤に対しそれぞれ上記物質（１
）１ｋｇを加え、攪拌混合することにより、溶液（ａ）
の原液を得た。

処方 メチルアルコール　　　　６１１ ブチルアルコール　　　１０１１ 灯油　　　　　　　　　１４Ｎ この原液１０１１を灯油２０１及びブタノール１５９か
らなる混合溶剤で希釈し、溶液（ａ）を得た。

２．第２の成分の調整 真水１ｇに動物骨の焼成物からなるリン酸カルシウムを
主成分とする粉末５０ｇを溶解し、ｐ）（１３以上の水
溶液を得た。水溶液に対し５％の濃硫酸を加え、ｐＨ０
，２のＰ−８酸を製造した。

海水５００９に対し、上記のｐ−ｓ酸１０ｇを加え、３
時間放置した後、不溶物を濾過により除去した。これに
より海水はｐ　Ｈ１，６となった。次いで、低ｐＨ化し
た海水５００９に水酸化ナトリウム１５ｋｇを加え２４
時間放置した。この時、生成した沈澱物を濾別後の海水
のｐＨは１３．４であった。

この海水１０９を加熱して水分を除去し１５ｐの濃縮溶
液とし、この濃縮溶液を急冷させて沈澱物を生せしめた
。この沈澱物を加熱して水分を除去し固型物（２）２０
０ｇを得た。

この固型物（２）と動物骨の焼成物からなるリン酸カル
シウムを主成分とするカルシウム化合物とを１：１の混
合比で混合した後、混合物を電気炉で徐々に温度を上げ
ながら焼威し、約１２００℃になった時点で更に５０分
程度焼成した。得られた焼成体１ｇと濃硫酸３ｃｃとを
よく混合し泥状にした後、前述の溶液（ａ）に１０　ｇ
　／　Ｉ添加し溶解せしめ、燃料の改質剤を得た。

実施例１〜３ 総排気量１６００ｃｃのガソリンエンジン車に上記の改
質剤をガソリンに対し０．３％、０．４％、０．５％添
加し、走行テストを行った。改質剤添加後の排気中のＨ
Ｃ及びＣＯの分析結果及び燃費効率（ｋｍ、ｌ　）を表
３に示す。

表　　３ 同機種のガソリン車で本発明の改質剤を使わない場合（
比較例１）の走行テストの結果も同様に表３に示す。

実施例４．５ ジーゼルエンジン車に上記の改質剤を軽油に対し０５％
（実施例４）、１％（実施例５）添加し、走行テストを
行った。そして改質剤添加後の排気中の黒煙量及び燃費
効率（ｋｍ／Ｕ　）を測定した。尚、黒煙の測定は和紙
に吸着させ明度（真黒が１００．白がＯ）で測定した。

その結果を表４に示す。同機種のジーゼルエンジン車で
本発明の改質剤を使わない場合（比較例２）の走行テス
トの結果も同様に表４に示す。

［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように本発明の改質剤によ
れば、ガソリン車、ジーゼル車のいずれにおいても燃焼
状態を改善することができ、燃費効率を向上することが
できるとともに排ガス中のＨＣＳＣｏ等を低減すること
ができる。しかも長期に使用した場合にも燃料供給系に
おける目詰りを起こすことがない。

又、本発明の改質剤は、燃料中に直接添加できるので、
自動車等の内燃機関のみならず、ボイラ、ストーブ、゛
その他あらゆる燃焼機関に適用することができる。

表　　４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、油と強アルカリ剤との反応物を海水に溶解した溶液
   から水分を除去した後の固体を適用される燃料と相溶性
   の溶剤に溶解させた溶液（ａ）に、海水を酸性にした後
   、強アルカリ剤を加え高ｐＨにしその際生成する沈澱物
   を除去して得られた溶液を濃縮し冷却することによって
   得られた塩とカルシウム化合物とを混合し高温焼成して
   成る焼成体と濃硫酸とを混練したもの（ｂ）を添加した
   ことを特徴とする燃料の改質剤。 ２、前記溶剤はアルコールを含有することを特徴とする
   第１項記載の燃料の改質剤。