JPH04175398A - Additive for hydrocarbon fuel - Google Patents

Additive for hydrocarbon fuel

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JPH04175398A
JPH04175398A JP25500790A JP25500790A JPH04175398A JP H04175398 A JPH04175398 A JP H04175398A JP 25500790 A JP25500790 A JP 25500790A JP 25500790 A JP25500790 A JP 25500790A JP H04175398 A JPH04175398 A JP H04175398A
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JP
Japan
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additive
mono
fuel
ammonium nitrate
nitro derivative
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JP25500790A
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Japanese (ja)
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Dias Valdes Samuel
サミュエル・ディアズ・バルデス
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Kirsten Inc
Original Assignee
Kirsten Inc
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve the operation of an internal combustion engine by complete combustion and reduction in releasing smoke and soot and CO in adding an additive to a hydrocarbon fuel, by using the additive to be obtained by reacting ammonium nitrate with absolute ethanol in the presence of a nitro derivative.
CONSTITUTION: In the presence of (A) 1-3 wt.% nitro derivative selected from among mononitrobenzene and mononitroalkyl (1-C) benzenes, (B) ammonium nitrate at a mole ratio of component (A) to component (B) of 0.05-0.1 and (C) absolute ethanol are reacted at a temp. of 40-45°C while, depending on circumstances, dehydrating the water formed in the course of the reaction with an additive selected from sodium sulfate, magnesium sulfate, anhydrous calcium, silica gel and zeolite to obtain a hydrocarbon fuel additive. This additive is mixed with a fuel at a volume ratio of the fuel to the additive of ≥3,000:1, preferably ≥6,000:1.
COPYRIGHT: (C)1992,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は煤煙の量を減少し燃料効果を改善する添加剤と
して、硝酸エタノールアミンを含む炭化水素燃料用添加
剤に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an additive for hydrocarbon fuels containing ethanolamine nitrate as an additive to reduce soot levels and improve fuel effectiveness.

本発明はまた、本添加剤と添加剤を加えることにより改
良された燃料を作る調製にも関するものである。
The present invention also relates to the present additives and preparations for making improved fuels by adding additives.

〈従来の技術および問題点〉 従来技術に於て、燃焼過程中にS02やS03を発生す
るSH2やメルカプタンのごとき汚染物質、特に硫黄や
その誘導体を含む燃料のような炭化水素燃料の不完全燃
焼による環境汚染を、減少させる方法が数多く開発され
てきたが、その効果はよく知られている通り完全なもの
とは言えない。この環境汚染は、硫黄含有量を許容限界
値まで下げる脱硫を行なうことで、大いに問題解決がな
された。
<Prior art and problems> In the prior art, incomplete combustion of hydrocarbon fuels such as fuels containing pollutants such as SH2 and mercaptans, especially sulfur and its derivatives, generates S02 and S03 during the combustion process. Many methods have been developed to reduce environmental pollution caused by environmental pollution, but as is well known, their effectiveness is far from perfect. This environmental pollution has been largely solved by desulfurization, which reduces the sulfur content to acceptable limits.

炭化水素燃料やそれに付随する酸化窒素組成物の不完全
燃焼の結果、CO,、酸化窒素、煤煙等が排出されるの
を減少させる目的で、汚染物質を含まない燃料の改良の
調査や試験が行なわれてきた。
Research and testing of improved pollutant-free fuels is underway to reduce emissions of CO, nitrogen oxides, soot, etc. as a result of incomplete combustion of hydrocarbon fuels and their associated nitrogen oxide compositions. It has been done.

これらの調査により、燃焼時のガスや煤煙を受は止める
触媒システムやフィルターの使用が望ましいという結果
が出た。
These studies have shown that it is desirable to use catalyst systems and filters that block combustion gases and soot.

その成功度は異なるが、いくつかの遷移金属同様、プラ
チナやパラジウム等の貴金属をベースとして作られた複
合触媒剤の使用が知られている。
The use of composite catalysts based on noble metals such as platinum and palladium, as well as some transition metals, is known, although with varying degrees of success.

本発明は上述の過程により、燃焼により発生するガスや
煤煙の組成を修正して、汚染物質を作り出す原因となる
ものを取り除くことにより、環境汚染の問題を解決する
ものである。
The present invention solves the problem of environmental pollution by modifying the composition of gases and soot generated by combustion to remove those that cause the production of pollutants through the process described above.

この問題解決は、同時に他の利点をも有している。つま
り一般に内燃機関における燃料の酸化に関する、特にC
OからCO2への転化や、炭化水素の部分的酸化から起
こる媒介物質の酸化、そして或は炭素(煤煙)その他の
再酸化に関する触媒剤として考えられるある添加剤を加
えた強化燃料である。
This problem solution also has other advantages at the same time. That is, in general, regarding the oxidation of fuel in internal combustion engines, and in particular C
It is a fortified fuel with certain additives considered as catalytic agents for the conversion of O to CO2, the oxidation of mediators resulting from the partial oxidation of hydrocarbons, and/or the reoxidation of carbon (soot) and others.

既に試験された添加剤の中で、特に無水エチルアルコー
ルおよびテトラエチル鉛溶液のメトキシド−ナトリウム
内の金属アルコラードグループIAおよび2Aの使用の
中で、テトラエチル鉛の組成は、環境汚染を進めるもの
として示されている。
Among the additives already tested, especially the use of metal alcoholade groups IA and 2A in anhydrous ethyl alcohol and methoxide-sodium in tetraethyl lead solutions, the composition of tetraethyl lead has been shown to promote environmental pollution. has been done.

〈問題点を解決するための手段および目的〉要するに本
発明は、炭化水素燃料を完全に燃焼させる触媒剤として
、硝酸エタノールアミンを含む添加物をベースに用いた
、新しい有用且試験済のその変形を提供して、煤煙やC
Oの放出を減じ内燃機関の運転を改善し、また、燃料の
節約改善を行なうものである。
Means and Objects for Solving the Problems In summary, the present invention provides a new useful and tested variant thereof based on an additive containing ethanolamine nitrate as a catalytic agent for the complete combustion of hydrocarbon fuels. by providing soot and C.
It reduces O emissions, improves internal combustion engine operation, and improves fuel economy.

本発明の目的は、燃焼ガス内の煤煙やCOの含有を減少
させるための、硝酸エタノールアミンな含む、炭化水素
燃料用添加剤を提供することで。
It is an object of the present invention to provide an additive for hydrocarbon fuels, including ethanolamine nitrate, for reducing the soot and CO content in combustion gases.

その添加剤はモノ−ニトロベンゼンもしくはモノ−ニト
ロアルキル(C,−C4)ベンゼンもしくは双方の混合
体が40〜45℃以下である時、硝酸アンモニウムおよ
びエタノールの反応により生成され、硝酸誘導体は重量
が1%から3%の濃度、また、硝酸誘導体:硝酸アンモ
ニウムのモル関係が、少なくとも燃料中に0,05〜0
.1の割合で溶解され、先ず、硝酸アンモニウム1モル
、モノ−ニトロベンゼン0.15モル、から始まる無水
エタノール溶液の容積1に対し、少なくとも容積300
0の燃料である。
The additive is produced by the reaction of ammonium nitrate and ethanol when mono-nitrobenzene or mono-nitroalkyl (C, -C4)benzene or a mixture of both is below 40-45°C, and the nitric acid derivative is 1% by weight. 3% concentration, and the molar relationship of nitric acid derivative: ammonium nitrate is at least 0.05 to 0.0 in the fuel.
.. 1 mole of ammonium nitrate, 0.15 mole of mono-nitrobenzene, dissolved in a ratio of 1 to 1 volume of anhydrous ethanol solution, starting with at least 300 volumes of
0 fuel.

本発明のもう一つの目的は、硝酸エタノールアミンを含
む添加剤の調製過程を提供することで、その反応は無水
エタノール溶液中で、ニトロ誘導体が重量で1%〜3%
濃度、硝酸アンモニウムに対する硝酸誘導体のモル比が
少なくとも0.05〜0.1の時、モノ−ニトロベンゼ
ンとモノ−ニトロアルキル(C,−C4)ベンゼンから
選択された、硝酸方向族誘導体により、硝酸アンモニウ
ムとエタノール間で、40〜45℃かの温度で行なわれ
る。
Another object of the present invention is to provide a process for the preparation of additives containing ethanolamine nitrate, the reaction of which is carried out in an anhydrous ethanol solution containing 1% to 3% by weight of the nitro derivative.
ammonium nitrate and ethanol by a nitric acid directional derivative selected from mono-nitrobenzene and mono-nitroalkyl (C,-C4) benzene, when the concentration, molar ratio of nitric acid derivative to ammonium nitrate is at least 0.05-0.1. The process is carried out at a temperature between 40 and 45°C.

本発明の主なる目的は、内燃機関付き車輛の排気ガス内
の煤煙およびCOの含有を、減少することができる炭化
水素燃料用添加剤を提供することで、この添加剤は無水
エタノール溶液、40〜45℃以下の温度のモノ−ニト
ロベンゼンもしくはモノ−ニトロアルキル(C+−C4
)ベンゼンもしくはその混合体による硝酸アンモニウム
とエタノール間の反応生成物、重量で1〜3%の濃度で
用いられるニトロ誘導体および少なくとも0.05〜0
.1のアンモニウムを含む。
The main object of the present invention is to provide an additive for hydrocarbon fuels capable of reducing the content of soot and CO in the exhaust gas of vehicles with internal combustion engines. Mono-nitrobenzene or mono-nitroalkyl (C+-C4
) Reaction products between ammonium nitrate and ethanol with benzene or mixtures thereof, nitro derivatives used in concentrations of 1 to 3% by weight and at least 0.05 to 0
.. Contains 1 ammonium.

ニトロベンゼンもしくはアルキル(C,−C4)ベンゼ
ンという名称のいかなるモノ−ニトロ誘導体も、本発明
の目的にとって有用である。ニトロベンゼンが望ましい
が、キシレン−モノ硝酸塩も含み、いかなるモノ−ニト
ロトルオール異性体も応用できる。
Any mono-nitro derivative named nitrobenzene or alkyl (C,-C4)benzene is useful for the purposes of this invention. Although nitrobenzene is preferred, any mono-nitrotoluol isomer is applicable, including xylene-mononitrate.

反応は室温もしくは30〜45℃までゆっくり温度を上
昇させることによって得られる。この限界以上になると
、反応は制御不能となる。反応過程の水分を保持し、生
成物側の平衡をシフトさせ、産出に好都合となるよう、
脱水剤を加えると良い。
The reaction is obtained at room temperature or by slowly increasing the temperature to 30-45°C. Above this limit, the reaction becomes uncontrollable. To retain moisture in the reaction process and shift the equilibrium on the product side, favoring production.
It is a good idea to add a dehydrating agent.

〈実施例〉 以下に説明する例は、望ましい形態のものである。技術
的に多くの変形が可能であることを明白である。
<Example> The example described below is a desirable form. It is clear that technically many variations are possible.

25℃の水槽内に置かれた撹拌手段付きで三個の入り口
を有する2リツトルフラスコに、先ず1リツトルの無水
エタノールを入れる。
First, 1 liter of absolute ethanol is placed in a 2 liter flask with stirring means and three inlets placed in a water bath at 25°C.

次に、76グラムの硝酸アンモニウムp、a。Then 76 grams of ammonium nitrate p,a.

を徐々に加え、撹拌し続ける。硝酸アンモニウムが溶解
したら、これが飽和状態であるが、千ノーニトロベンゼ
ンを15ミリリツトル加えながら撹拌し続ける。
Gradually add and continue stirring. Once the ammonium nitrate is dissolved and it is saturated, continue stirring while adding 15 milliliters of 1,000-nitrobenzene.

モノ−ニトロベンゼンを全部加えた後、無水硫酸ナトリ
ウム30グラムを加え、約6時間撹拌しその間に無水硫
酸ナトリウムの結晶化と分離が完了する。
After all the mono-nitrobenzene has been added, 30 grams of anhydrous sodium sulfate is added and stirred for about 6 hours, during which time the crystallization and separation of the anhydrous sodium sulfate is completed.

濾過後、薄い黄色の透明な芳香性のある濾過液が得られ
、これは通常もしくは特別のガソリン、灯油、ディーゼ
ルオイル用添加剤として、内燃機関のみならずボイラー
、炉その他に容積比で1000に対し6以上で、直接用
いることができる。
After filtration, a transparent, aromatic filtrate of pale yellow color is obtained, which can be used as an additive for ordinary or special gasoline, kerosene, diesel oil, not only in internal combustion engines, but also in boilers, furnaces, etc. up to 1000% by volume. On the other hand, if it is 6 or more, it can be used directly.

本添加剤は、CO影形成減少と同様、排気ガス内の炭素
分子形成の減少に著しい効果があることが証明され、品
質改良されたアンチノック燃料の生産は、8%以上の増
産が確実である。
This additive has proven to be significantly effective in reducing the formation of carbon molecules in the exhaust gas as well as reducing CO shadowing, and the production of improved anti-knock fuel is guaranteed to increase by more than 8%. be.

ディーゼルエンジンを搭載した軽トラツクで試験を行な
った際、添加剤1;燃料1000で混合された燃料が使
用された。
When tested in a light truck equipped with a diesel engine, a fuel mixture of 1 part additive and 1000 part fuel was used.

試験は二回、各2kmづつ行なわれた。The test was conducted twice, 2 km each.

第一回目は何も加えない非加工燃料が使用され、バカラ
ックスケールで3目盛りの結果が得られた。
The first time, unprocessed fuel with no additives was used, resulting in a score of 3 on the Bacharach scale.

第二回目は、本添加剤を用い、バカラック目盛りは2に
引き下げられた。
The second time, using this additive, the Bacharach scale was lowered to 2.

それに続く試験は、ディーゼルエンジンを搭載したオー
トマチック仕様のメルセデスベンッで加工燃料を用いて
行なわれ、非加工燃料と比較すると8%の燃料消費の減
少が見られ、しかも排気ガスはほとんど清浄であった。
Subsequent tests were carried out using processed fuel in an automatic Mercedes-Benz equipped with a diesel engine, and showed an 8% reduction in fuel consumption compared to unprocessed fuel, while the exhaust gases were nearly clean. Ta.

更なる試験では、ディーゼル内燃機関のノッキングのな
い最大トルクを測定するベンチテストが行なわれた。そ
の結果、添加剤を用いると、得られるトルクは略10%
改善されることが測定された。
Further testing involved a bench test to determine the maximum torque without knocking of a diesel internal combustion engine. As a result, when using additives, the torque obtained is approximately 10%
It was determined that there was an improvement.

〈本発明の効果〉 本発明によると、炭化水素燃料を完全に燃焼させること
ができ、煤煙やCOの放出を減じ内燃機関の運転を改善
し、また、燃料の節約改善を行なうもことができる効果
がある。
<Effects of the Present Invention> According to the present invention, hydrocarbon fuel can be completely combusted, soot and CO emissions can be reduced, the operation of the internal combustion engine can be improved, and fuel savings can also be improved. effective.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)モノ−ニトロベンゼンもしくはモノ−ニトロアル
キル(C_1−C_4)ベンゼンもしくはその混合体が
40〜45℃以下である時、硝酸アンモニウムと無水エ
タノールの反応による生成物よりなり、ニトロ誘導体が
重量にして1〜3%の濃度で用いられ、ニトロ誘導体と
硝酸アンモニウムのモル関係は、少なくとも0.05〜
0.1である、排気ガス中の煤煙と一酸化炭素を減少さ
せることができる炭化水素燃料用添加剤。
(1) When mono-nitrobenzene or mono-nitroalkyl (C_1-C_4)benzene or a mixture thereof is below 40-45°C, it consists of the product from the reaction of ammonium nitrate and absolute ethanol, and the nitro derivative is 1% by weight. Used at a concentration of ~3%, the molar relationship between the nitro derivative and ammonium nitrate is at least 0.05 ~
0.1, an additive for hydrocarbon fuels capable of reducing soot and carbon monoxide in exhaust gases.
(2)ニトロ誘導体がモノ−ニトロベンゼンである特許
請求の範囲第1項記載の炭化水素燃料用添加剤。
(2) The additive for hydrocarbon fuels according to claim 1, wherein the nitro derivative is mono-nitrobenzene.
(3)ニトロ誘導体が3−もしくは4−ニトロトルオー
ルである特許請求の範囲第1項記載の炭化水素燃料用添
加剤。
(3) The additive for hydrocarbon fuels according to claim 1, wherein the nitro derivative is 3- or 4-nitrotoluol.
(4)エタノール溶液が最初は純粋のアルコールで、反
応過程中に生成される水分を吸収するよう、硫酸ナトリ
ウム、硫酸マグネシウム、無水カルシウム、シリカゲル
およびゼオライトよりなるグループから選択される添加
剤により脱水される特許請求の範囲第1項記載の炭化水
素燃料用添加剤。
(4) The ethanol solution is initially pure alcohol and is dehydrated with an additive selected from the group consisting of sodium sulfate, magnesium sulfate, anhydrous calcium, silica gel and zeolite to absorb the water produced during the reaction process. An additive for hydrocarbon fuel according to claim 1.
(5)容積比が添加剤1に対し少なくとも燃料3000
である特許請求の範囲第1項記載の改良された添加剤を
加えられた炭化水素燃料。
(5) The volume ratio is at least 3000 parts fuel to 1 part additive.
An improved additived hydrocarbon fuel according to claim 1.
(6)容積比が添加剤1に対し燃料6000である特許
請求の範囲第5項記載の炭化水素燃料。
(6) The hydrocarbon fuel according to claim 5, wherein the volume ratio is 1 part additive to 6000 parts fuel.
(7)モノ−ニトロベンゼンおよびモノ−アルキル(C
_1−C_4)ベンゼンよりなるグループから選択され
た芳香族ニトロ誘導体により、40〜45℃以下の温度
での硝酸アンモニウムおよび無水エタノールの反応およ
び反応した混合体から水分を取り除くことによりなる特
許請求の範囲第1項記載の添加剤調製過程。
(7) Mono-nitrobenzene and mono-alkyl (C
_1-C_4) Reaction of ammonium nitrate and absolute ethanol at a temperature below 40-45° C. with an aromatic nitro derivative selected from the group consisting of benzene and removal of water from the reacted mixture. Additive preparation process according to item 1.
(8)硝酸アンモニウムの濃度が、無水エタノール内で
飽和状態である特許請求の範囲第7項記載の添加剤調製
過程。
(8) The additive preparation process according to claim 7, wherein the concentration of ammonium nitrate is saturated in absolute ethanol.
(9)脱水剤が反応過程中に生成される水分を保持する
よう加えられる特許請求の範囲第7項記載の添加剤調製
過程。
(9) The additive preparation process according to claim 7, wherein a dehydrating agent is added to retain moisture generated during the reaction process.
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