KR100655101B1 - 바이오에탄올 및 바이오디젤 함유 내연기관용 연료조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관용 연료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하기 성분의 조합으로 이루어진다.

a) 1~45 중량％의 톨루엔

b) 1~45 중량％의 자일렌

c) 1~85 중량％의 바이오에탄올, 에탄올 또는 이의 혼합물

d) 10~69 중량％의 공업용가솔린

e) 1~19 중량％의 아로마틱솔벤트

f) 1~13 중량％의 이소프로판올

g) 1~12 중량％의 이소부탄올

또한, 본 발명은 필요에 따라 상기 내연기관용 연료 조성물의 연소시 발열량을 극대화시키기 위해 이소펜탄을 추가로 함유할 수 있고, 또한 내연기관의 부식을 방지하기 위하여 액체 연료에 통상적으로 첨가되는 부식방지제를 첨가제로 포함할 수도 있다. 본 발명에 따라 조성되는 내연기관용 연료는 기존의 가솔린보다 대기오염을 현저히 줄이면서도 연료로서의 동력성능을 제고하여 경제성을 지닌 대체연료로서 유용한 것이다.

알콜, 대체연료, 내연기관

Description

바이오에탄올 및 바이오디젤 함유 내연기관용 연료조성물{Fuel Composition Containing Bioethanol and Biodiesel for Internal Combustion Engine}

본 발명은 내연기관용 연료 조성물에 관한 것으로 가솔린을 연료로 사용하는 가솔린 엔진 뿐만 아니라, 경유를 연료로 사용하는 디젤 엔진에도 적용 가능한 대체연료로서의 내연기관용 연료 조성물을 제공하기 위한 것이다.

70년대 오일쇼크를 계기로 석유자원의 고갈 문제가 대두되고, 화석연료에 의한 환경오염 문제가 전 세계의 관심사로 떠오르면서 세계는 지금 에너지 및 환경과 전쟁 중에 있다고 해도 과언이 아닌 시대가 되었다. 특히, 우리나라와 같이 석유자원이 없는 나라는 대체에너지의 개발에 관심을 두지 않을 수 없으며, 날로 강화되어 가는 국제적 환경규제(교토의정서)의 흐름에 보조를 맞추기 위해서도 이제는 대체연료의 개발을 서두르지 아니할 수 없게 되었다.

그럼에도 불구하고 실제로 내연기관용 연료로서 가솔린을 널리 사용하고 있는 바, 가솔린을 연료로 사용하면 연소시 탄소산화물(COx), 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 등이 발생, 대기 중으로 방출되어 대기오염의 주범이 되고 있다.

상기 문제점을 극복하기 위하여 바이오매스 대체연료가 주목받고 있는 바, 대체연료의 후보군으로서 메탄올의 경우 천연가스, 석탄, 나무 등으로부터 제조할 수 있는 것으로 옥탄가가 101.5 정도로 높아 고압축비 엔진에 적합하며, 디젤 엔진을 기본으로 할 때는 연소 중 그을음이 발생하지 않고, 연료 성분 중 유황분이 없으므로 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)을 대폭 줄일 수 있다. 그러나, 바이오에탄올이나 메탄올 100％ 단독으로 기존의 가솔린 엔진에 적용 시 동일 체적당 발열량이 가솔린의 반 정도에 지나지 아니하여 동일 거리 주행 시 두 배의 연료탱크 용량이 필요하며, 디젤 엔진에 적용 시 세탄가가 낮기 때문에 착화장치가 별도로 필요하고, 가솔린 엔진의 부식에 대한 우려 등 기존 내연기관의 구조변경 없이는 적용하기가 곤란하다.

더욱이 미국 웨스트 버지니아 대학의 연구에 따르면 내연기관의 대체연료 후보물질로 메탄올, 바이오에탄올 및 바이오디젤에 대한 분석결과 메탄올이 가장 적은 양의 질소산화물 배출량을 기록하여 환경오염을 방지하는 측면에서 가장 높은 평가를 받은 것으로 드러났다. 그 다음으로는 바이오에탄올, 바이오디젤 순인 것으로 평가되었다.

그러나, 메탄올의 경우 환경문제의 해결이라는 장점 이외에 상기에서 언급한 내연기관용 연료로서의 단점이 지적되면서 에탄올 특히 바이오에탄올에 대한 관심이 부각되고 있다. 실제로 에탄올중 합성에탄올은 공업용으로 많이 사용하고 바이오에탄올은 식물에서 추출 가능한 알콜연료로 메탄올과 유사하고 유독성 및 배출가스가 적다.

본 발명 조성물과 같은 바이오에탄올 함유 내연기관용 연료유는 기존 차량의 내연기관을 바꾸지 않고 바로 주유할 수 있는 장점이 있다. 현재 미국과 브라질 등에서는 가소홀(gasohol) 이라는 명칭으로 가솔린과 바이오에탄올을 혼합하여 연료로 사용하고 있다. 그러나, 그 자체로는 착화성이 좋지 아니하여 동절기 사용이 어렵고, 식물에서 추출한 바이오 에탄올은 식물자원이 충분하지 아니한 지역에서는 그 사용에 한계가 있는 것이 사실이다.

바이오에탄올은 바이오매스에 함유되어 있는 탄수화물을 당으로 변환한 다음 이것을 발효시켜서 얻는다. 사탕수수나 사탕무의 경우에는 직접 당을 추출하여 알콜 발효를 시킴으로써 얻는다. 또한, 바이오디젤은 자연에 존재하는 식물(유채씨, 해바라기씨, 대두 등)에서 유기적으로 추출된 기름이 에틸에스테르나 메틸에스테르 형성 촉매제로 알콜과 화합되는 과정을 통해 생성된다.

바이오디젤은 친환경 측면에서 대체연료로 충분한 가능성을 나타내고 있으며, 실제 유럽을 비롯한 선진국에서 사용되고 있으나, 이것 역시 100％ 바이오디젤을 연료화하는 것보다 바이오디젤에 첨가제 형태로 사용하거나, 자동차에 적용 시 바이오디젤과 경유를 혼합하여 사용하고 있어 여전히 기존의 경유에 대한 디젤 기관의 연료 의존도는 높다고 할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 가솔린을 연료로 사용하는 가솔린 엔진뿐만 아니라, 경유를 연료로 사용하는 디젤 엔진에도 적용 가능한 대체연료로 내연기관용 연료 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적 으로 한다. 즉, 가솔린 엔진에 있어서 바이오에탄올, 에탄올, 메탄올, 톨루엔, 자일렌, 아로마틱솔벤트, 이소프로판올, 이소부탄올 및 공업용가솔린을 포함하는 내연기관용 연료 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 에탄올성분을 함유함으로써 옥탄가가 향상되고 유해 배출물을 저감시켜 환경오염물질이 감소된 새로운 연료조성물을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 바이오에탄올을 연료조성물의 한 성분으로 채택함으로써, 옥탄가향상제의 역할을 동시에 할 수 있도록 하여 별도의 옥탄가향상제를 사용하지 않고 또는 옥탄가향상제의 사용을 최소화시켜 사용함으로써 환경오염을 최소화할 수 있는 새로운 연료조성물을 제공하고 자 한다. 즉, 본 발명은 기존의 지하수나 토양의 오염물질로 인정되고 생분해도가 좋지 않아 환경오염물질로 인식되는 물질(MTBE)을 대체할 수 있는 연료조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 필요에 따라 상기 내연기관용 연료 조성물의 연소 시 발열량을 극대화시키기 위해 이소펜탄을 추가로 함유할 수 있고, 또한 내연기관의 부식을 방지하기 위하여 액체 연료에 통상적으로 첨가되는 부식방지제를 첨가제로 포함하여 내연기관용 연료 조성물을 제공한다. 또한 본 발명의 또 다른 목적은 디젤엔진에 적용 가능한 바이오디젤을 포함하는 연료 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적으로는 가솔린엔진과 디젤엔진모두에 사용가능한 유니버설 연료조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 에탄올을 포함하는 내연기관용 연료조성물을 제공하는 것이며, 더욱 좋게는 본 발명은 바이오에탄올을 포함하는 높은 유해물질 배출저감효과와 엔진성능을 높일 수 있는 신규한 내연기관용 연료조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 내연기관용 연료 조성물은 a) 1~45 중량％의 톨루엔, b) 1~45 중량％의 자일렌, c) 1~85 중량％의 에탄올, 바이오에탄올 또는 그들의 혼합물 및 d) 5~69 중량％의 공업용가솔린를 포함하는 연료조성물이다.

본 발명의 또 다른 내연 기관용 연료 조성물을 상기 연료조성물에 e) 1~19 중량％의 아로마틱솔벤트, f) 1~17 중량％의 이소프로판올 또는 g) 1~18 중량％의 이소부탄올에서 선택되는 어느 한 종류 이상의 성분을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 연료조성물이다.

이하는 본 발명의 각 구성성분에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.

먼저 본 발명의 톨루엔 및 자일렌 성분은 엔진의 폭발력을 향상시키는데 사용되는 물질이며, 이들 중 자일렌 성분은 통상의 각각의 이성질체 성분 또는 그들의 혼합물이라면 제한이 없다.

다음 본 발명의 c)성분이 에탄올, 바이오에탄올 또는 그들의 혼합물은 본 발명의 조성물에 따른 옥탄가와 높은 압축비를 얻을 수 있고, 또한 메탄올 단독의 사용에 따른 포름알데히드의 생성에 따른 환경오염문제와 부식문제를 완전히 해결하고 또한 높은 옥탄가의 연료조성물을 제공하는 것으로 매우 우수한 연료조성물의 효과를 발현하도록 한다.

다음 d)성분의 공업용가솔린(Industral gasoline, KSM2611)은 원유로부터 분리된 유분으로, 한국산업규격(KS)의 용제 1호(벤진), 2호(고무휘발유),3호(솔벤트 나프타), 4호(미네날 스피릿), 5호(클리닝 솔벤트)등을 사용할 수 있고, 이들 중 특히 용제 1호(벤진)을 사용하는 경우 가장 우수한 매연저감효과 및 그을음이 없는 연료조성물을 제공할 수 있었다. 상기 공업용가솔린의 예로는 CAS#8032-32-4호인 벤진(benzine), CAS#8052-41-3의 스투다드(Stoddard solvent), CAS#8030-31-7의 Aromatic Solvent를 포함하고, 일반 관용명칭으로 카나돌(Canadol), 이소파라피히드로카본(Isoparaffinic hydrocarbone), 리그로인(Ligroin), 미네랄스피리트(Mineral spirits), 나프타리그로인(Naphtha ligroine), 정제솔벤트나프타(Refined solvent naphtha), VM&P 나프타, 바니쉬마커나프타(Vanish marker's naphtha), 나프타솔벤트(Naphtha,solvent), 나프타스투다드솔벤트(Naphtha,stoddard solvent), 화이트스피릿(White spirits), 스투다드솔벤트나프타(Stoddard solvent naphtha), 스투다스솔벤트유기솔벤트(Stoddard solvent organic solvent), 에나멜신너(Enamel thinner), 미네랄신너(Mineral thinner), 고무솔벤트(Rubber solvent (naphtha)), 바솔(Vasol), 화이트스피릿(White spirits) 등의 상품명으로 국제적으로 통용되고 있다.

본 발명의 "아로마틱솔벤트" 인 e)성분의 예로는 C8~C14의 알킬치환벤젠유도체들 또는 그들의 혼합물로서 기본적으로 자일렌과 톨루엔을 포함하고 있지 않거나 또는 전체 함량에 대하여 3중량% 이하를 포함하는 방향족솔벤트 조성물로서, 본 발명이 목적하는 연비향상을 특징으로 한다. 상기의 방향족탄화수소의 예로는 에틸벤 젠, 1-메틸-3에틸벤젠, 1,3,5-트리메틸벤젠, 1,2,4-트리메틸벤젠 , 1,2,3-트리메틸벤젠, 이소프로필벤젠, 프로필벤젠, 큐멘(cumene), 1-에틸-2-메틸벤젠에서 선택되는 2이상의 성분을 포함하는 혼합방향족탄화수소이다. 구체적으로 예를 들면, CAS#64742-95-6로 분류되는 엑슨모빌의 아로메틱-100(Aromatic-100), Ashland Inc.에서 생산하는 Hi-Sol 10, SK 의 Kocosol-100 이나 CAS#64742-94-5인 코코졸-150(SK). 폴리에틸벤진. 헤비아로메틱나프타(Heavy aromatic naphtha). 하이프래쉬아로메틱(High-flash aromatic). 쉘솔 R(Shellsol R) 등의 일반명칭으로 판매되는 물질이다.

이하에는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 좀 더 설명하면 다음과 같다.

성분 a)인 톨루엔 및 성분 b)인 자일렌은 폭발력을 증진시키는 것으로 상기 함량의 범주를 벗어나면 연료의 연소과정에서 상당한 정도의 폭발력을 유지하기 곤란하다. 상기 자일렌성분은 통상적으로 자일렌 이성질체 단독 또는 혼합된 자일렌성분을 의미한다.

또한, c)성분인 에탄올, 바이오에탄올, 메탄올 또는 이들의 혼합물은 함량이 1 중량％ 이하이면 높은 옥탄가와 내연기관의 높은 압축비를 얻을 수 없다. 또한, d)성분인 공업용가솔린은 연료 성분들을 원활하게 혼화시켜 불순물에 의한 내연기관에 부착된 노즐의 막힘 현상 등을 방지할 뿐만 아니라 시동성이 향상된다.

본 발명에서 선택적으로 목적으로 하는 물성을 가지는 연료유를 제공하기 위하여 사용할 수 있는 성분으로 상기 e)성분은 아로마틱솔벤트로서 착화성을 향상시키기 위해 사용하는 것으로 그 함량이 1 중량％ 이하이면 목적으로 기재하는 정도 의 높은 착화력을 기대하기 어렵고 19 중량％를 초과하면 연소 시 발열량이 제한된다. f)성분인 이소프로판올은 본 발명의 주 연료원인 친수성 에탄올과 소수성 방향족 화합물과의 계면장력을 줄여 조성물간 물리적 혼화성이 잘되도록 하는 역할을 한다. 또한, g)성분인 이소부탄올은 에탄올의 단점인 저온 시동성을 개선하기 위하여 함유되는 것으로 상기 함량의 범주 내에서 가장 양호한 저온 시동성을 유지할 수 있어서 한대지방에서도 내연기관용 연료로 사용가능하다.

본 발명에서는 상기 발명의 내연기관용 연료 조성물의 연소시 발열량을 극대화시키기 위해 또한 필요에 따라 임의적으로 상기 조성물의 전체 중량 기준으로 이소펜탄을 0.5~10 중량％ 및/또는 조성물에 내연기관의 부식을 방지하기 위해 액체 연료에 통상적으로 첨가되는 부식방지제에서 선택되는 성분을 추가로 사용할 수 있다. 상기 부식방지제는 공개된 문헌에 여러가지가 제시되어 있으므로 (예를 들어, 아미노페놀 등 아민계 화합물, 폴리(하이드록시카르복실산)아미드 또는 에스테르 유도체 등) 적절하게 선택하여 포함하면 된다. 다만, 첨가되는 부식방지제의 함량은 0.05~5 중량％가 바람직하며, 0.05 중량％ 이하이면 목적으로 하는 부식방지 효과를 충분히 달성할 수 없고 5 중량％ 이상이면 부식방지제를 포함하는 대체연료로서의 경제성 및 효과에 문제가 생긴다.

본 발명에서는 바이오에탄올을 사용하는 경우에 바이오에탄올 성분 자체가 옥탄가향상제로 사용할 수 있어 기존의 공해물질로 분류되던 MTBE 나 ETBE등을 사용하지 않고도 높은 옥탄가를 얻을 수 있지만, 다소의 옥탄가의 상승을 위하여 MTBE 나 ETBE를 일부 혼합하여 사용하는 것도 본 발명에 속한다. 이 경우 옥탄가향 상제는 0.1~5중량%의 범위에서 사용하는 것이 경제적으로 좋다. 또한 상기 c)성분으로 에탄올 또는 바이오에탄올 또는 그들의 혼합물에 메탄올을 전체 c)성분 100중량%에 대하여 1~85중량% 혼합하여 사용 가능하다. 그러나 메탄올을 단독으로 사용하는 경우에는 포름알데히드 생성과 부식우려 등이 있을 뿐만 아니라 에탄올을 사용하는 것과 대비시 엔진의 성능 열세이므로 에탄올과 바이오에탄올 또는 그들의 혼합물과 혼합하여 사용하는 것이 성능향상에 도움이 된다.

본 발명의 내연기관용 연료 조성물에 포함되는 에탄올은 순도 95％ 이상의 합성에탄올을 사용할 수 있다. 물론 에탄올의 순도가 높을수록 불완전 연소 및 엔진부식 발생과 같은 우려를 최소화 할 수 있으나, 무수 에탄올은 단가가 높아서 첨가량에 따라 연료로서의 경제성에 영향을 미친다. 또한, 합성에탄올의 단점을 극복하기 위해 천연에서 추출한 바이오 에탄올을 사용할 수도 있다. 즉, 바이오매스에 함유되어 있는 탄수화물(옥수수, 돼지감자 등)을 당으로 변환한 다음 이것을 알콜 발효시켜서 얻거나, 사탕수수나 직접 당을 사탕무 등으로부터 추출하여 발효 후 얻은 바이오 에탄올을 사용할 수 있다. 본 발명에서 바이오에탄올을 사용하는 경우에는 MTBE등의 옥탄가향상제를 사용하지 않아도 충분한 옥탄가가 증가되는 부가적 효과를 가지므로 누출 시 수질 및 토양오염 등의 환경오염이 없고 생분해가 잘되는 효과를 가지므로 환경적으로 또한 연료조성물의 물성향상면에서 매우 우수한 효과를 가지므로 특히 좋다.

본 발명의 또 다른 하나의 예로서는 상기 각각의 발명의 양태에서 바이오 디젤을 전체 조성물 중에서 0.01~85중량% 추가하여 사용할 수 있다. 특히 가솔린 엔 진기관에 0.01~85중량% 범위에서 윤활작용을 원활히 하여 연비향상과 엔진의 수명을 연장하는 효과를 발휘하여 기존 가솔린을 사용할 때보다 더욱 우수한 효과를 나타낸다. 즉, 자연에 존재하는 식물(유채씨, 해바라기씨, 대두 등)에서 유기적으로 추출한 기름을 에틸에스테르나 메틸에스테르 형성 촉매제로 알콜과 화합되는 과정을 통해 얻게 되는 기존의 바이오 디젤 수득 공정으로부터 생산된 바이오 디젤을 사용할 수 있다. 바이오디젤 함량이 85중량%를 초과하면 응고 온도가 낮아져 차의 오일 필터가 막힐 가능성이 있어 엔진 동력이 저하될 수 있어 좋지 않다.

본 발명의 내연기관용 연료 조성물은 바로 내연기관용 연료로 대체 할 수 있다. 또한 내연기관용 연료는 휘발유 또는 디젤유에도 혼합하여 사용가능하다. 이 구성은 본 발명에서의 또 다른 하나의 주제이다.

본 발명의 내연기관용 연료 조성물은 대기오염 배출을 낮추고, 특히 바이오에탄올을 사용하는 경우 배출가스 저감 및 환경오염 문제(지하수,토양오염)를 해결할 수 있는 새로운 내연 기관용 바이오 연료로서 옥탄가 향상제(대표적으로 MTBE)를 대체하는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 발명의 또 다른 방면은 내연기관의 폐기물 배출을 낮추는 방법과 새로운 옥탄가 향상제와 관계가 있다. 그 중 단독적으로 혹은 이미 알고 있는 내연기관 연료와 본 발명의 내연기관용 연료 조성물을 혼합하여 내연기관 연료로 사용한다.

또한 본 발명의 연료조성물은 가솔린 대체연료 및 첨가제로도 사용가능하다.

하기에 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 묘사하여 본 발명을 한층 더 설명한다. 하지만 실시예는 결코 본 발명의 한정을 뜻하는 것은 아니다.

본 발명의 내연기관용 연료 조성물 평가는 한국특허등록번호 10-0525362에 기재된 것과 동일한 방법인 유럽식 평가방법 ECE15+EUDC에 따라 평가하였고, 비교대상 연료는 옥탄가 #93 무연휘발유연료를 사용하였다. 본 발명의 하기의 실시예 1 내지 5의 조성의 연료조성물을 이용하여 폭스바겐의 제타(JETTA FV7160Cix))차량(표 1참조)을 이용하여 200km를 주행한 후, GB18352.2-2001(오염물질 배출 제한치 및 측정법), GB/T3845-93(자동차 배기오염 물질 측정법), GB/T12543-90(자동차 가속성능 측정법), GB1495-2002(자동차 고속주행시 차량외부 소음 제한치 및 측정법)의 표준요구조건에 부합하도록 분석하였다. 즉, 연료를 제타차량에 주입하고 200km를 주행한 후, 공회전중 배출가스 테스트를 2회 실시하고, 유럽측정방법인 ECE15+EUDC 오염물 배출의 측정 및 연료 경제성을 1회 측정하고, 또한 동력성능과 소음을 1차 측정하였다.

[표 1] 테스트용 차량규격

[ 실시예 1]

아래 조성에 따라 각 성분을 함께 혼합해서 본 발명의 내연기관용 연료 조성물을 얻고 이를 이용하여 연료의 성능테스트를 하였으며 그 결과는 하기 표에 수록하였다. 특히 본 발명에서는 별도의 옥탄가 향상제가 없음에도 불구하고 높은 옥탄가(96)를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

1) 4 중량％의 아로마틱솔벤트인 아로마틱-100

2) 16 중량％의 톨루엔

3) 10 중량％의 자일렌

4) 13 중량％의 바이오에탄올

5) 4 중량％의 이소프로판올

6) 2 중량％의 이소부탄올

7) 51 중량％의 공업용가솔린으로 벤진

[ 실시예 2]

실시예 1의 연료조성물 10중량%와 93#무연휘발유 90중량%를 혼합한 혼합연료를 제조하여 성능평가를 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 실시하였다. 그 결과를 하기의 표에 수록하였다.

[ 실시예 3]

실시예 1의 연료조성물 40중량%와 93#무연휘발유 60중량%를 혼합한 혼합연료를 제조하여 성능평가를 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 성 능평가를 실시하였다. 그 결과를 하기의 표에 수록하였다.

[ 비교예 1]

실시예 1의 연료조성물 대신에 93#무연휘발유를 대체하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 실시하였다. 그 결과를 하기의 표에 수록하였다.

[ 비교예 2]

실시예 1에서 바이오에탄올 대신에 메탄올을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였고 그 성능은 하기의 표에 기재하였다.

[ 실시예 4]

실시예 1에서 톨루엔성분을 14중량%, 공업용가솔린을 48중량% 사용하고, 바이오디젤 5중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였고 그 성능평가 결과를 하기의 표에 수록하였다.

[ 실시예 5]

실시예 1에서 공업용가솔린을 48중량% 그리고 옥탄가향상제로 MTBE를 3중량% 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과 본 발명의 연료는 출력과 시동성에서 매우 우수한 효과를 가지는 것임을 알 수 있었다.

[표2] JETTA(VOLKSVAGEN) 승용차 공회전중 배출가스 테스트 결과

GB18352.2-2001 방법에 따라 배출가스를 측정한 결과에 따르면 엔진 공회전 상태의 배출가스 와 200Km 주행한 후 배출가스 증가율은 없어 모두 공회전시 배출가스에서의 오염은 없었다.

[표 3] JETTA(VOLKSVAGEN) 승용차 오염물질 배출 및 연료 경제성 테스트 결과

상기에서 보는 바와 같이, 본 발명의 연료조성물의 경우 메탄올에 대한 비교예 2와 일반 옥탄가93의 무연휘발유(비교예 1)에 비하여 탄화수소(HC), 일산화탄 소(CO) 및 NOx의 감소가 현저하였으며, 특히 바이오에탄올 단독(실시예 1)과 바이오에탄올과 바이오디디젤의 혼합물(실시예 4)에서는 25%이상의 배출오염물질의 감소효과를 보여주고 있음을 알 수 있었으며, 또한 연료소모량의 경우에도 실시예 1의 경우에는 연비향상이 메탄올을 사용한 경우보다는 5%이상, 기존의 옥탄가 93의 무연휘발유를 사용한 것보다는 2%이상이 연료소모가 덜 되는 우수한 효과를 가지는 것을 알 수 있었다.

[표 4] JETTA(VOLKSVAGEN) 승용차 동력성능 테스트 결과(단위:초)

상기에서 보는 바와 같이, 200Km 주행후 기어를 4단,5단 변속 시 소요되는 시간이 메탄올에 대한 비교예 2와 일반 옥탄가93의 무연휘발유(비교예 1)에 비하여 바이오에탄올 단독(실시예 1)과 바이오에탄올과 바이오디디젤의 혼합물(실시예 4)이 주행중 가속력이 빠름을 보여 주고 있다.

[표 5] 승용차 가속주행시 소음 측정

(1) 비교예 1의 주행 200km 이후 테스트결과

(2) 실시예 1의 주행 200km 이후 테스트 결과

(3) 실시예 2의 혼합 주행 200km 이후 테스트 결과

(4) 실시예 3의 혼합 주행 200km 이후 테스트 결과

상기의 소음 측정과 같이 본 발명의 조성물의 경우에는 소음의 감소효과 또한 우수한 것임을 알 수 있었다.

본 발명의 내연기관용 연료 조성물은 환경적 측면에서 내연기관의 연료로 적용시 기존의 가솔린 연료 및 디젤 연료에 비해 대기오염 물질의 생성 및 배출을 현저히 감소시키는 효과를 나타냈으며, 또한 에너지 측면에서도 내연기관의 연료로서 기존의 가솔린 연료 및 디젤 연료에 비해 우수한 동력성능을 나타내고 또한 소음도 절감되었음을 알 수 있다.

Claims (10)

1. a)1~45 중량％의 톨루엔, b)1~45 중량％의 자일렌, c)1~85 중량％의 에탄올, 바이오에탄올 또는 이들의 혼합물 및 d)10~69 중량％의 공업용가솔린을 함유하는 내연기관용 연료조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   1~19 중량％의 아로마틱솔벤트, 1~13 중량％의 이소프로판올 또는 1~12 중량％의 이소부탄올에서 선택되는 어느 하나이상의 성분을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 연료조성물은 전체 조성물 중 0.5~10중량%의 이소펜탄, 부식방지제 0.05~5 중량％또는 바이오디젤 0.01~85중량%에서 선택되는 어느 하나의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 연료조성물은 전체 조성물 중 0.5~10중량%의 이소펜탄, 부식방지제 0.05~5 중량％ 또는 바이오디젤 0.01~85중량%에서 선택되는 어느 하나의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
5. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

   상기 c)는 메탄올과 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
6. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 아로마틱솔벤트는 성분은 에틸벤젠, 1-메틸-3에틸벤젠, 1,3,5-트리메틸벤젠, 1,2,4-트리메틸벤젠 , 1,2,3-트리메틸벤젠, 이소프로필벤젠, 프로필벤젠, 큐멘(cumene), 1-에틸-2-메틸벤젠에서 선택되는 2이상의 성분을 포함하는 혼합방향족탄화수소인 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
7. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

   상기 공업용가솔린이 벤진, 스투다드솔벤트, 카나돌. 이소파라피히드로카본. 리그로인. 미네랄스피리트. 나프타리그로인. 정제솔벤트나프타. VM&P 나프타. 바니쉬마커나프타. 나프타솔벤트. 나프타스투다드솔벤트. 화이트스피릿. 스투다드솔벤트나프타. 스투다스솔벤트유기솔벤트, 에나멜신너. 미네랄신너. 고무솔벤트, 바솔에서 선택되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 공업용가솔린이 벤진, 스투다드솔벤트, 카나돌. 이소파라피히드로카본. 리그로인. 미네랄스피리트. 나프타리그로인. 정제솔벤트나프타. VM&P 나프타. 바니쉬마커나프타. 나프타솔벤트. 나프타스투다드솔벤트. 화이트스피릿. 스투다드솔벤트나프타. 스투다스솔벤트유기솔벤트, 에나멜신너. 미네랄신너. 고무솔벤트, 바솔에서 선택되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
9. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

   옥탄가향상제인 MTBE 또는 ETBE를 0.1 내지 5중량% 더 함유하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
10. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 상기 조성물을 단독 또는 공지의 내연기관용 연료와 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 대체연 료.