KR100356715B1 - Novel Clean Diesel Oil - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저황 경유에 식물성 유지 및 카보네이트 화합물이 첨가된 청정 디젤연료를 제공한다. 본 발명의 청정 디젤연료는 종래의 디젤연료에서 분산제로 사용되던 아실화 화합물을 대신하여 카보네이트 화합물을 사용하여, 연소 후 방향족 고분자, 불연소 미세분진, 일산화 탄소, 탄화수소 등이 배출량이 현저히 감소하였을 뿐만 아니라, 종래 식물성유지를 첨가한 연료에 비하여 알데히드 및 NOx의 배출량도 감소하였다. 따라서, 본 발명의 청정 디젤연료는 환경친화적 연료로 널리 사용될 수 있을 것이다.The present invention provides a clean diesel fuel in which vegetable oil and carbonate compounds are added to low sulfur diesel. The clean diesel fuel of the present invention uses a carbonate compound instead of the acylated compound used as a dispersant in the conventional diesel fuel, and after combustion, emissions of aromatic polymers, unburned fine dust, carbon monoxide, hydrocarbons, etc. are significantly reduced. In addition, the emissions of aldehydes and NOx were also reduced compared to conventional fuels containing vegetable fats and oils. Therefore, the clean diesel fuel of the present invention may be widely used as an environmentally friendly fuel.

Description

청정 디젤연료{Novel Clean Diesel Oil}Clean Diesel Oil

본 발명은 신규한 청정 디젤연료에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 저황 경유에 식물성 유지 및 카보네이트 화합물이 첨가된 청정 디젤연료에 관한 것이다.The present invention relates to a novel clean diesel fuel. More specifically, the present invention relates to a clean diesel fuel in which vegetable oil and carbonate compounds are added to low sulfur diesel.

디젤유(경유)는 현재 전세계적으로 매우 광범위하게 사용되고 있는 석유제품중의 하나이다. 경유는 난방 및 공장설비의 에너지원인 동시에 디젤엔진의 연료로 사용하고 있으며, 각종 물자의 운송 수단인 트럭 및 대형 인력 운송 수단인 버스에 사용되고 있어 매우 중요한 자원으로 취급되고 있다. 그러나, 경유를 사용하는 대부분의 디젤 엔진이나 보일러를 통한 대기오염은 매우 심각한 상황에 놓여있는 바, 특히 도심에서 운행되는 버스에 의해 발생되는 공해는 다음과 같은 두 측면에서 큰 문제를 야기시키고 있다: 첫째, 경유내의 과량의 황함유로 인하여 황산화물이 발생되고 있어, 도심의 공기의 산성화를 불러 일으키고 있으며; 둘째, 경유내의 과량의 방향족 고분자의 함유로 인하여 경유의 불연소 시 발생되는 매연(미세입자)안에 발암물질인 방향족 화합물이 함유되어 있어 국민 건강에 지대한 악영향을 끼치고 있다.Diesel oil (diesel) is one of the petroleum products in wide use today. Diesel is used as a source of energy for heating and plant equipment and as a fuel for diesel engines. It is used as a very important resource because it is used in trucks, which are a means of transporting various materials, and buses, which are large personnel. However, air pollution from most diesel engines and boilers using diesel is very serious, and pollution caused by buses running in the city in particular is causing serious problems in two aspects: First, sulfur oxides are generated due to the excessive sulfur content in diesel oil, causing acidification of urban air; Second, aromatic compounds, carcinogens, are contained in the fumes (fine particles) generated during the non-combustion of diesel fuel due to the excessive amount of aromatic polymer in diesel fuel, which has a great negative effect on national health.

한편, 여러 국제 환경 보고서는 대도시 매연이 폐암을 유발시킬 가능성이 높다고 경고를 하고 있으므로(참조: WHO ON8, 1991; Amis de la Terre, 1996; ORSIF, 1997), 이러한 문제점을 해결하기 위하여 여러 선진국에서는 다음과 같은 두가지 면에서 공해의 원천인 경유에 대한 환경규제를 강화하고 있다:On the other hand, many international environmental reports warn that the soot from metropolitan cities is likely to cause lung cancer (see WHO ON8, 1991; Amis de la Terre, 1996; ORSIF, 1997). There are two ways to strengthen environmental regulations on diesel, which is a source of pollution:

1) 경유내에 함유한 황 함유량의 최소화,1) minimization of sulfur content in diesel oil,

2) 경유내에 함유하고 있는 방향족 고분자 함량의 최소화.2) Minimization of the amount of aromatic polymer contained in the gas oil.

국내에서도 이미 경유내의 황함유량을 2000ppm에서 500ppm으로 낮추어 실행하고 있으나, 차량과 인구 밀도가 높은 국내의 실정에 비추어 볼 때 아직도 황함유량이 높은 수준에 있다. 공해 문제가 우리보다 덜 심각한 유럽에서도 경유내 황함유량을 1996년에 360ppm으로 낮추었으며, 2005년에는 50ppm으로 낮출 예정이다. 또한, 현재 스웨덴 등 여러 유럽 국가에서는 황함유량이 10ppm이하의 도심용 경유를 개발하여 도심의 난방연료 및 도심운행 버스에 사용하고 있다. 아울러, 방향족 고분자의 함량에 대한 유럽의 규제기준은 11%이하로 제한하는데 비하여 국내의 규제기준은 전무한 실정으로, 현실적으로 인구밀도가 높고, 교통체증이 심하며, 언덕 등이 많아 매연발생요소가 높은 국내 대도시에서 환경적으로 독성이 강한 경유를 사용할 경우 국민의 건강문제는 세계 타 국가에 비하여 심각한 상황에 놓여있다.In Korea, sulfur content in diesel has been lowered from 2000ppm to 500ppm, but the sulfur content is still high in view of the domestic situation with high density of vehicles and population. In Europe, where pollution problems are less serious than in our country, sulfur content in diesel oil has been reduced to 360 ppm in 1996 and to 50 ppm in 2005. In addition, several European countries such as Sweden have developed diesel fuels for city with sulfur content of less than 10ppm and use them for heating fuel and city buses. In addition, the European regulatory standards for aromatic polymer content are limited to 11% or less, but there are no domestic regulatory standards, and in reality, there is a high population density, heavy traffic, high hills, etc. The use of environmentally toxic diesel fuels in metropolitan cities poses more serious health problems than any other country in the world.

현재까지 알려진 청정 디젤연료를 제조하는 방법은 크게 두가지로 나눌 수 있다:There are two main ways to make clean diesel fuel known to date:

첫째, 경유의 유황 함량을 낮추는 방법이다. 국내 정유업계는 탈황설비를비교적 잘 갖추고 있어 황의 함량을 쉽게 낮출 수 있다. 그러나, 경유 속의 황은 엔진내의 금속 사이에서 윤활작용을 하기 때문에, 황의 함량을 낮추면 엔진의 연료 분사 장치의 마모를 일으켜 엔진의 수명을 크게 단축할 뿐만 아니라, 윤활 작용의 부족으로 인하여 연료의 불완전연소로 인한 독성 입자의 배출을 촉진한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 윤활 첨가제의 개발이 이루어지고 있는데, 일반적으로 경유 윤활유 작용을 위해 사용되는 첨가제로는 윤활제와 이의 완전한 용해를 위한 분산제, 소포제 등이 사용된다. 이중, 첨가제로는 에스테르계 탄화수소가 가장 널리 사용되고 있다. 특히 식물성 오일을 원료로 하여 만들어진 메틸에스테르는 1990년 초부터 유럽에서 폭 넓게 사용되고 있는 물질 중에 하나이다. 1993년 전후를 기하여 프랑스와 이태리등에서는 세제 혜택에 힘입어 그 사용량이 50만 톤에 이르고 있다. 이 첨가제의 특징은 첨가제 내에 황 함유 물질이 거의 포함되어 있지 않고 윤활성이 좋기 때문에, 현재 저황함유(360ppm 이하) 경유에 2-5% 첨가하여 사용되고 있다.First is to lower the sulfur content of diesel. The domestic oil refining industry has a relatively good desulfurization facility, which makes it easy to lower the sulfur content. However, since sulfur in diesel fuels lubrication between metals in the engine, lowering the sulfur content causes the engine's fuel injectors to wear out, which greatly shortens the engine's lifespan and leads to incomplete combustion of fuel due to lack of lubrication. Promote the release of toxic particles due. In order to solve this problem, the development of lubricating additives has been made. Generally, additives used for the operation of diesel lubricating oil include lubricants, dispersants for complete dissolution thereof, antifoaming agents, and the like. Of these, ester hydrocarbons are most widely used as additives. In particular, methyl esters made from vegetable oils have been widely used in Europe since the early 1990s. Around 1993, the amount of consumption reached 500,000 tons in France and Italy thanks to tax benefits. Since the additive contains almost no sulfur-containing substance and has good lubricity, it is currently used by adding 2-5% to low sulfur (360 ppm or less) diesel oil.

둘째, 메틸에스테르의 첨가량을 증가시키는 방법이다. 이 경우에 디젤 연료로부터 배출되는 주요 공해 물질인 CO2및 CO, 분진 그리고 SOx 양은 현저히 줄일 수 있었다. 그러나, 또 다른 공해 물질로 고려되는 메탄과 비교적 자극성이 있는 알데히드의 배출양은 일반 디젤에 비해 높은 수준을 유지하고 있다는 단점이 있다. 한편, 메틸에스테르는 한국의 겨울 날씨에서와 같은 추운 조건에서 지방산내에 포함되어 있는 포화 지방산 에스테르 성분의 침전이 일어나, 연료공급 계통의 미세관및 필터의 성능저하를 초래할 수 있다. 이러한 첨가제의 침전문제를 해결하여 줄 수 있는 물질로서 분산제의 사용이 대두되었다. 예를 들어, 분산제로는 질소를 함유하는 아실화 질소 화합물이 소개되어 있는데(참조: PCT/EP 96/0045호, US Pat. 3,272,746, US Pat. 3,444,170, EP 0,336,664 등), 이들 문헌에는 아실화 질소 화합물이 에스테르의 침전을 막아 에스테르 화합물의 윤활 특성을 유지할 수 있다고 기술하고 있다. 그러나, 이러한 질소화합물은 윤활성능을 향상 시킬 수는 있으나, 배출하는 또 다른 공해물질이 될 수 있으며, 알데히드의 배출감소 효과를 줄 수 없다는 문제점이 지적되어 왔다.Second, the method of increasing the amount of methyl ester added. In this case, the major pollutants emitted from diesel fuel, CO 2 and CO, dust and SOx, were significantly reduced. However, there is a drawback that the amount of methane and aldehydes which are relatively irritating, which is considered as another pollutant, is maintained at a higher level than that of general diesel. On the other hand, methyl ester may cause precipitation of saturated fatty acid ester components contained in fatty acids under cold conditions such as in winter weather in Korea, resulting in deterioration of microtubules and filters of the fuel supply system. The use of dispersants has emerged as a material that can solve the precipitation problem of such additives. As dispersants, for example, nitrogen-containing acylated nitrogen compounds have been introduced (see, eg, PCT / EP 96/0045, US Pat. 3,272,746, US Pat. 3,444,170, EP 0,336,664, etc.). It is described that nitrogen compounds can prevent precipitation of esters to maintain the lubricating properties of ester compounds. However, these nitrogen compounds may improve the lubrication performance, but may be another pollutant to be discharged, it has been pointed out that the problem of reducing the emission of aldehydes.

따라서, 저황 경유에 마모방지 역할을 하며 윤활성이 강한 환경 바이오 물질과 비질소 함유 분산제를 첨가하여 경유의 윤활성능의 향상을 도모하면서도, 황산화물의 배출량을 감소시킬 뿐만 아니라, 알데히드와 방향족 고분자의 산화 성능을 향상시켜, 발암성 고분자 분진 및 입자의 배출량을 줄일 수 있는 청정 디젤연료를 개발하여야 할 필요성이 끊임없이 대두되어 왔다.Therefore, the addition of environmentally-friendly bio-materials and non-nitrogen-containing dispersants, which act as a wear protection to low-sulphur diesel fuels, improves the lubrication performance of the diesel oil, while also reducing sulfur oxide emissions. There is a constant need to develop clean diesel fuel that can improve the oxidation performance of aldehydes and aromatic polymers, thereby reducing emissions of carcinogenic polymer dust and particles.

이에, 본 발명자들은 경유에 식물성 유지가 첨가된 디젤연료의 윤활성을 유지하면서도 공해 배출량이 최소화된 디젤 연료를 개발하고자 예의 노력한 결과, 종래 분산제로 사용되던 질소 화합물을 대신하여 카보네이트 화합물을 분산제로 사용하면, 질소산화물의 배출량 뿐만 아니라 방향족 고분자를 포함한 각종 공해물질의 배출량이 종래의 디젤연료에 비하여 현저히 감소됨을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to develop diesel fuels with minimal pollution while maintaining the lubricity of diesel fuel in which vegetable oil is added to diesel oil. Therefore, when the carbonate compound is used as a dispersant instead of the nitrogen compound used as a conventional dispersant, In addition, the emission of various pollutants including aromatic polymers, as well as the emission of nitrogen oxides, was found to be significantly reduced compared to conventional diesel fuels, and the present invention was completed.

결국, 본 발명의 목적은 종래의 디젤연료에 비하여 공해 발생량이 현저하게 줄어든 새로운 청정 디젤연료를 제공하는 것이다.After all, it is an object of the present invention to provide a new clean diesel fuel in which the amount of pollution is significantly reduced compared to conventional diesel fuel.

본 발명의 청정 디젤연료는 500ppm 미만의 황 함유량을 갖는 저황 경유에, 전기 저황 경유의 중량 100부에 대하여 식물성 유지 0.004 내지 35.0 중량부 및, 하기 일반식 (Ⅰ)로 표시되는 카보네이트 화합물 0.004 내지 5.0중량부를 포함한다:The clean diesel fuel of the present invention is 0.004 to 35.0 parts by weight of vegetable fats and oils and low carbon diesel having a sulfur content of less than 500 ppm with respect to 100 parts by weight of the electric low sulfur light oil, and the carbonate compound 0.004 to 5.0 represented by the following general formula (I): Contains parts by weight:

(Ⅰ)(Ⅰ)

상기 식에서,Where

R1및 R2는 각각 탄소 길이가 1 내지 22개의 탄소수를 가지는 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소 또는 알코올이거나; 또는, 탄소 길이가 1 내지 22개의 탄소수를 가지며 내부에, 에스테르, 에테르 관능기를 포함하는 화합물이다.R 1 and R 2 are each saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons or alcohols having 1 to 22 carbon atoms; Or a compound having a carbon length of 1 to 22 carbon atoms and including an ester and an ether functional group therein.

이때, 식물성 유지는 지방산 메틸에스테르이거나; 또는, 지방산 모노글리세리드의 함량이 40중량% 이상이며, 지방산 에틸에스테르, 지방산 모노글리세리드, 지방산 디글리세리드 및 지방산 트리글리세리드를 포함하는 혼합물이 사용되는 것이 바람직하다. 혼합물에서 지방산 모노글리세리드의 함량이 40중량%에 이르지 못하는 경우에는, 혼합물의 점도가 과다하여 불완전 연소가 발생하므로 바람직하지 못하다. 한편, 식물성 유지의 함량은 저황 경우의 중량 100부에 대하여 0.004 내지 35.0중량부가 되는 것이 바람직한 바, 식물성 유지의 함량이 0.004중량부에 이르지 못하는 경우에는 윤활작용이 급격히 저하되며, 35.0중량부를 초과하는 경우에는 배기가스 중 알데히드의 함량이 높아지게 된다.Wherein the vegetable oil is fatty acid methyl ester; Or it is preferable that the content of fatty acid monoglyceride is 40 weight% or more, and the mixture containing fatty acid ethyl ester, fatty acid monoglyceride, fatty acid diglyceride, and fatty acid triglyceride is used. If the content of fatty acid monoglycerides in the mixture does not reach 40% by weight, it is not preferable because the viscosity of the mixture is excessive and incomplete combustion occurs. On the other hand, the content of vegetable fats and oils is preferably 0.004 to 35.0 parts by weight based on 100 parts by weight in the case of low sulfur, when the content of vegetable oils does not reach 0.004 parts by weight, the lubrication action is sharply lowered, exceeding 35.0 parts by weight In this case, the content of aldehyde in the exhaust gas is increased.

아울러, 전기 식물성 유지가 경유 내에서 효과적으로 분산될수 있도록 하는 분산제로서 본 발명에서는 일반식 (Ⅰ)로 표시되는 화합물이 사용되는 바, 이들 카보네이트 화합물은 친수성 그룹과 소수성 그룹을 한 분자에 가지고 있어 지방산 에스테르의 분산을 도울 뿐만 아니라, 분자내에 3개 이상의 산소를 함유하고 있기 때문에 연소 중 알데히드의 발생량을 줄일 수 있으며, 방향족 고분자의 연소를 도와 발암성 분진의 배출을 감소시키는 역할을 한다. 또한, 이 분자들은 독성이 거의 없으며, 질소 화합물의 분산제와는 달리 분자내에 질소 성분을 포함하고 있지 않기 때문에 NOx의 양을 상대적으로 줄일 수 있게 된다. 전기 카보네이트 화합물의 사용량은 저황 경우의 중량 100에 대하여 0.004 내지 5.0중량부가 사용되는 것이 바람직한 바, 카보네이트 화합물의 함량이 0.004중량부에 이르지 못하는 경우에는, 사용되는 양이 너무 적어 분산제로서의 기능을 하지 못하며, 5.0중량부를 초과하는 경우에는, 혼합물의 내에서 마이셀(micelle) 현상이 발생하여 분산효과가 더 이상 증가하지 않게 된다.In addition, the compound represented by the general formula (I) is used in the present invention as a dispersant to allow the electric vegetable oil to be effectively dispersed in diesel oil, and these carbonate compounds have a hydrophilic group and a hydrophobic group in one molecule, thus making it a fatty acid ester. Not only helps to disperse, but also contains 3 or more oxygen in the molecule, thereby reducing the amount of aldehyde generated during combustion, and also helps to burn aromatic polymers, thereby reducing the emission of carcinogenic dust. In addition, these molecules are almost non-toxic and, unlike dispersants in nitrogen compounds, they do not contain nitrogen in the molecule, thereby reducing the amount of NOx relatively. The amount of the electric carbonate compound is preferably 0.004 to 5.0 parts by weight relative to the weight 100 in the case of low sulfur, when the content of the carbonate compound does not reach 0.004 parts by weight, the amount used is too small to function as a dispersant. When the amount exceeds 5.0 parts by weight, the micelle phenomenon occurs in the mixture, and the dispersing effect no longer increases.

바람직하게는, 전기 일반식 (Ⅰ)로 표시되는 카보네이트 화합물은 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate, DMC), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate, DEC), 디프로필카보네이트(dipropylcarbonate, DPC), 디페닐카보네이트(diphenyl carbonate, DPnC) 또는 하기 일반식 (Ⅱ)로 표시되는 카보네이트 화합물로부터 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물이다:Preferably, the carbonate compound represented by the general formula (I) is dimethyl carbonate (dimethyl carbonate, DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), diphenyl carbonate (diphenyl carbonate, DPnC) Or one or more compounds selected from the group consisting of carbonate compounds represented by the general formula (II):

(Ⅱ)(Ⅱ)

상기 식에서,Where

R3및 R4는 각각 수소이거나, 탄소 길이가 1 내지 21개의 탄소수를 가지는 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소 또는 알코올이거나;또는, 탄소 길이가 1 내지 21개의 탄소수를 가지며 내부에, 에스테르, 에테르 관능기를 포함하는 화합물이다.R 3 and R 4 are each hydrogen, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons or alcohols having 1 to 21 carbon atoms; or, esters, ethers, having from 1 to 21 carbon atoms It is a compound containing a functional group.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되지 않느다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. will be.

실시예 1: 청정 디젤연료의 제조 및 공해물질의 분석(Ⅰ) Example 1 Preparation of Clean Diesel Fuel and Analysis of Pollutants (I)

먼저, 상업적으로 입수 가능한 경유(황 함유량 500ppm) 6.7kg, 해바라기 기름으로부터 제조된 올레인산 메틸에스테르(순도 98%이상) 3.0kg 및 디메틸카보네이트 0.3kg을 30L용량의 교반장치가 장착된 혼합기에 주입한 다음, 충분히 교반하여 청정 디젤연료를 제조하였다.First, 6.7 kg of commercially available light oil (500 ppm sulfur), 3.0 kg of oleic acid methyl ester (more than 98% purity) made from sunflower oil and 0.3 kg of dimethyl carbonate were injected into a mixer equipped with a 30 L stirring device. After stirring sufficiently, a clean diesel fuel was produced.

다음으로, 전기에서 제조된 청정 디젤연료에 대하여, 공해물질 발생량을 측정하였다. 공해물질 발생량의 측정은 국내에서 시판되는 A사의 12인승 미니버스에 장착된 디젤엔진(배기량 2,637cc)를 이용하여 수행되었으며, 시동후 30분 동안 충분히 예열시킨 다음, 2000rpm의 조건에서 사용된 연료의 단위 무게당 발생되는 방향족고분자, 불연소 미세분진, 일산화탄소, 탄화수소, 알데히드 및 NOx의 발생량을 측정하였다. 일산화탄소, 탄화수소 및 NOx의 발생량은 프로레보(Prolabo)사의 모델인 Testo 360을 사용하여 측정하였으며, 방향족 고분자의 농도측정은 머크(Merck)사의 tube indicator, Gastec tube No. 121을 이용하여 측정되었고, 알데히즈의 농도측정은 동사의 Gastec tube No. 92를 사용하였다. 한편, 불연소 미세분진량의 측정은 프로레보(Prolabo)사의 마이크로필터(직경 110mm, 기공크기가 0.3mm)를 사용하여, 배기 공기의 통과 전과 후의 필터무게 차를 측정하는 방법으로 수행되었다.Next, for the clean diesel fuel produced in the electricity, the amount of pollutant generation was measured. The measurement of pollutant emissions was carried out using a diesel engine (exhaust rate 2,637cc) mounted on the company's 12-seater minibus, preheated for 30 minutes after starting, and then the fuel used at 2000 rpm. The amount of aromatic polymer, unburned fine dust, carbon monoxide, hydrocarbon, aldehyde and NOx generated per unit weight was measured. Carbon monoxide, hydrocarbons and NOx emissions were measured using Prolabo's model Testo 360. The concentration of aromatic polymers was measured by Merck's tube indicator, Gastec tube No. It was measured using 121, and the concentration of aldehyde was measured by Gastec tube No. of the company. 92 was used. On the other hand, the measurement of the amount of unburned fine dust was performed by a method of measuring the difference in filter weight before and after the passage of exhaust air, using a Prolabo micro filter (diameter 110mm, pore size 0.3mm).

실시예 2: 청정 디젤연료의 제조 및 공해물질의 분석(Ⅱ) Example 2 Preparation of Clean Diesel Fuel and Analysis of Pollutants (II)

먼저, 상업적으로 입수 가능한 경유(황 함유량 500ppm) 6.7kg과 대두유로부터 제조된 식물성 유지혼합물(올레인산 모노글리세리드 52%, 올레인산 디글리세리드 36%, 올레인산 트리글리세리드 12%) 0.4kg 및, 글리세린 카보네이트 올레이트 0.1kg을 30L 크기의 교반장치가 장착된 혼합기에 주입한 다음, 충분히 교반하여 청정 디젤연료를 제조하였다. 다음으로, 전기에서 제조된 청정 디젤연료에 대하여, 실시예 1에서와 같은 방법으로 공해물질 발생량을 측정하였다.First, 0.4 kg of vegetable oil mixture (52% oleic acid monoglyceride, 36% oleic acid diglyceride, 12% oleic acid triglyceride) prepared from 6.7 kg of commercially available light oil (500 ppm sulfur) and soybean oil, and 0.1 kg of glycerin carbonate oleate Was injected into a mixer equipped with a 30-liter stirring device, and then sufficiently stirred to prepare a clean diesel fuel. Next, with respect to the clean diesel fuel produced in the electricity, the amount of pollutant generation was measured in the same manner as in Example 1.

비교실시예 1: Comparative Example 1 :

디메틸카보네이트가 첨가되지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1에서 제조된 디젤연료와 동일한 조성의 연료를 제조한 다음, 실시예 1에서와 동일한 방법으로각종 공해물질 발생량을 측정하였다.Except that dimethyl carbonate was not added, the fuel of the same composition as the diesel fuel prepared in Example 1 was prepared, and then the amount of pollutant generation was measured in the same manner as in Example 1.

비교실시예 2: Comparative Example 2 :

디메틸카보네이트 및 식물성유지가 전혀 첨가되지 않은 경유에 대하여, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 각종 공해물질의 발생량을 측정하였다.The amount of generation of various pollutants was measured in the same manner as in Example 1 with respect to the diesel oil in which dimethyl carbonate and vegetable oil were not added at all.

이상의 실험 결과를 하기의 표 1에 정리하였다. 참고로, 공해물질의 측정항목으로는 방향족 고분자, 불연소 미세분진, 일산화탄소, 탄화수소, 알데히드 및 NOx의 배출량을 포함하였다.The above experimental results are summarized in Table 1 below. For reference, the pollutant items included emissions of aromatic polymers, unburned fine dust, carbon monoxide, hydrocarbons, aldehydes and NOx.

측정항목Metric 단위unit 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교실시예 1Comparative Example 1 비교실시예 2Comparative Example 2 방향족고분자Aromatic polymer ㎍/㎞Μg / km 1.41.4 2.12.1 2.22.2 7.17.1 불연소 미세분진Unburned fine dust g/㎏g / kg 0.060.06 0.070.07 0.080.08 0.150.15 일산화탄소carbon monoxide g/㎞g / km 0.20.2 0.20.2 0.30.3 0.60.6 탄화수소hydrocarbon g/㎞g / km 0.040.04 0.050.05 0.060.06 0.100.10 알데히드Aldehyde ㎎/㎞Mg / km 2626 2929 4949 4040 NOxNOx g/㎞g / km 0.610.61 0.630.63 0.700.70 0.650.65

표 1에서, 통상의 디젤연료에 식물성 유지만을 첨가하는 경우 방향족 고분자, 불연소 미세분진, 일산화 탄소, 탄화수소등의 배출량은 감소하였으나 알데히드와 NOx의 배출량은 오히려 증가하였다. 그러나, 본 발명의 청정 디젤연료를 사용하는 경우에는, 식물성유지만을 첨가한 연료에 비하여 이들 공해불질의 배출량이현저하게 감소하였을 뿐만 아니라, 알데히드 및 NOx의 배출량마저 감소함을 확인할 수 있다.In Table 1, when only vegetable oil was added to the conventional diesel fuel, the emissions of aromatic polymers, unburned fine dust, carbon monoxide, and hydrocarbons were decreased, but emissions of aldehydes and NOx were increased. However, in the case of using the clean diesel fuel of the present invention, it can be seen that not only the emissions of these pollutants are significantly reduced, but also the emissions of aldehydes and NOx, compared to the fuels containing only vegetable oil.

이상에서 상세하게 설명하고 입증한 바와 같이, 본 발명은 저황 경유에 식물성 유지 및 카보네이트 화합물이 첨가된 청정 디젤연료를 제공한다. 본 발명의 청정 디젤연료는 종래의 디젤연료에서 분산제로 사용되던 아실화 화합물을 대신하여 카보네이트 화합물을 사용하여, 연소 후 방향족 고분자, 불연소 미세분진, 일산화 탄소, 탄화수소 등이 배출량이 현저히 감소하였을 뿐만 아니라, 종래 식물성유지를 첨가한 연료에 비하여 알데히드 및 NOx의 배출량도 감소하였다. 따라서, 본 발명의 청정 디젤연료는 환경친화적 연료로 널리 사용될 수 있을 것이다.As described in detail and demonstrated above, the present invention provides a clean diesel fuel in which vegetable oil and carbonate compounds are added to low sulfur diesel. The clean diesel fuel of the present invention uses a carbonate compound instead of the acylated compound used as a dispersant in the conventional diesel fuel, and after combustion, emissions of aromatic polymers, unburned fine dust, carbon monoxide, hydrocarbons, etc. are significantly reduced. In addition, the emissions of aldehydes and NOx were also reduced compared to conventional fuels containing vegetable fats and oils. Therefore, the clean diesel fuel of the present invention may be widely used as an environmentally friendly fuel.

Claims (3)

500ppm 미만의 황 함유량을 갖는 저황 경유에, 전기 저황 경유의 중량 100부에 대하여 식물성 유지 0.004 내지 6.0 중량부 및, 하기 일반식 (Ⅰ)로 표시되는 카보네이트 화합물 0.004 내지 5.0중량부를 포함하는 청정 디젤연료:Clean diesel fuel containing 0.004 to 6.0 parts by weight of vegetable oils and 0.004 to 5.0 parts by weight of a carbonate compound represented by the following general formula (I) in a low sulfur light oil having a sulfur content of less than 500 ppm, based on 100 parts by weight of the electric low sulfur light oil. : (Ⅰ)(Ⅰ) 상기 식에서,Where R1및 R2는 각각 탄소 길이가 1 내지 22개의 탄소수를 가지는 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소 또는 알코올이거나; 또는, 탄소 길이가 1 내지 22개의 탄소수를 가지며 내부에, 에스테르, 에테르 관능기를 포함하는 화합물이다.R 1 and R 2 are each saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons or alcohols having 1 to 22 carbon atoms; Or a compound having a carbon length of 1 to 22 carbon atoms and including an ester and an ether functional group therein. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 식물성 유지는 지방산 메틸에스테르이거나; 또는, 지방산 모노글리세리드의 함량이 40중량% 이상이며, 지방산 에틸에스테르, 지방산 모노글리세리드, 지방산 디글리세리드 및 지방산 트리글리세리드를 포함하는 혼합물인 것을 특징으로 하는Vegetable oils are fatty acid methyl esters; Or a fatty acid monoglyceride content of 40% by weight or more and a mixture comprising fatty acid ethyl ester, fatty acid monoglyceride, fatty acid diglyceride and fatty acid triglyceride. 청정 디젤연료.Clean diesel fuel. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 카보네이트 화합물은 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate, DMC), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate, DEC), 디프로필카보네이트(dipropylcarbonate, DPC), 디페닐카보네이트(diphenyl carbonate, DPnC) 또는 하기의 일반식 (Ⅱ)로 표시되는 카보네이트 화합물로부터 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는The carbonate compound is dimethyl carbonate (dimethyl carbonate, DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (dipropyl carbonate, DPC), diphenyl carbonate (diphenyl carbonate, DPnC) or a carbonate represented by the general formula (II) At least one compound selected from the group consisting of compounds 청정 디젤연료:Clean Diesel Fuel: (Ⅱ)(Ⅱ) 상기 식에서,Where R3및 R4는 각각 수소이거나, 탄소 길이가 1 내지 21개의 탄소수를 가지는 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소 또는 알코올이거나; 또는, 탄소 길이가 1 내지 21개의 탄소수를 가지며 내부에, 에스테르, 에테르 관능기를 포함하는 화합물이다.R 3 and R 4 are each hydrogen or a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon or alcohol having 1 to 21 carbon atoms in carbon length; Or a compound having a carbon length of 1 to 21 carbon atoms and including an ester and an ether functional group therein.
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