KR100701293B1 - 바이오에탄올과 탄화수소용제를 함유한 내연기관용연료조성물 - Google Patents

바이오에탄올과 탄화수소용제를 함유한 내연기관용연료조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR100701293B1
KR100701293B1 KR1020060054101A KR20060054101A KR100701293B1 KR 100701293 B1 KR100701293 B1 KR 100701293B1 KR 1020060054101 A KR1020060054101 A KR 1020060054101A KR 20060054101 A KR20060054101 A KR 20060054101A KR 100701293 B1 KR100701293 B1 KR 100701293B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
internal combustion
combustion engine
fuel composition
fuel
Prior art date
Application number
KR1020060054101A
Other languages
English (en)
Inventor
이용만
Original Assignee
이용만
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이용만 filed Critical 이용만
Priority to KR1020060054101A priority Critical patent/KR100701293B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100701293B1 publication Critical patent/KR100701293B1/ko
Priority to PCT/KR2007/002757 priority patent/WO2007142475A1/en
Priority to PCT/KR2007/002933 priority patent/WO2007145490A1/en

Links

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
    • 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/182Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
    • C10L1/183Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof at least one hydroxy group bound to an aromatic carbon atom
    • 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/16Hydrocarbons
    • C10L1/1608Well defined compounds, e.g. hexane, benzene
    • 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/182Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
    • C10L1/1822Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms
    • C10L1/1824Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms mono-hydroxy
    • 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
    • C10L10/10Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving the octane number
    • 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
    • C10L2200/00Components of fuel compositions
    • C10L2200/04Organic compounds
    • C10L2200/0461Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469Renewables or materials of biological origin
    • C10L2200/0476Biodiesel, i.e. defined lower alkyl esters of fatty acids first generation biodiesel
    • 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
    • C10L2270/00Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02Specifically adapted fuels for internal combustion engines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

본 발명은 내연기관용 연료 조성물에 관한 것으로, 1~45 중량%의 톨루엔, 1~45 중량%의 자일렌, 1~85 중량%의 바이오에탄올, 10~69 중량%의 탄화수소용제, 1~13 중량%의 이소프로판올, 1~12 중량%의 이소부탄올을 포함하는 내연기관용 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 상기 내연기관용 연료 조성물에 연소 시 발열량을 극대화시키기 위해 이소펜탄이나 내연기관의 부식을 방지하기 위하여 액체 연료에 통상적으로 첨가되는 부식방지제, 자연에 존재하는 식물(유채씨, 해바라기씨, 대두 등)유(油)로부터 에틸에스테르나 메틸에스테르화 시킨 바이오디젤에서 선태되는 어느 하나 이상의 성분을 추가로 함유함으로써 기존의 가솔린보다 대기오염을 현저히 줄이면서 연료로서 동력성능뿐만 아니라 가솔린엔진 또는 디젤엔진에 공통으로 사용 가능한 내연기관용 연료조성물을 제공하며 또한 기존의 옥탄가 향상제인 MTBE가 갖고 있는 환경문제(지하수오염, 토양오염, 발암물질)를 제고한 MTBE Free 대체연료로서 유용하다.
바이오에탄올, 대체연료, 내연기관, MTBE(Methyl tertiary Butyl Ether)

Description

바이오에탄올과 탄화수소용제를 함유한 내연기관용 연료조성물{Fuel Composition Containing Bioethanol and Hydrocarbon Solvent for Internal Combustion Engine}
본 발명은 내연기관용 연료 조성물에 관한 것으로 가솔린을 연료로 사용하는 가솔린 엔진뿐만 아니라, 경유를 연료로 사용하는 디젤 엔진에도 적용 가능한 대체연료로서 내연기관용 연료 조성물을 제공하기 위한 것이다.
향후 전 세계적으로 화석연료 고갈 문제가 대두되고 있고, 옥탄가 향상제인 MTBE에 의한 환경오염 문제가 전 세계의 관심사로 떠오르면서 세계는 지금 에너지 및 환경과 전쟁 중에 있다고 해도 과언이 아니다. 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.
화석연료를 대체할만한 대체연료 개발부재로 지구는 심각한 대기오염 및 지구온난화로 미래를 예측하기 어려운 상황에 처해있다.
이 같은 문제점을 극복하기 위하여 전 세계적으로 바이오매스을 통한 대체 연료가 주목받고 있다. 대체연료의 후보군으로서 메탄올의 경우 천연가스, 석탄, 나무 등으로부터 제조할 수 있는 것으로 옥탄가가 101.5 정도로 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 메탄올을 단독으로 기존의 가솔린 엔진에 적용 시 동일 체적당 발열량이 가솔린의 반 정도에 지나지 아니하여 동일 거리 주행 시 두 배의 연료탱크 용량이 필요하다. 또한 디젤 엔진에 적용할 경우는 세탄가가 낮기 때문에 착화장치가 별도로 필요하고, 엔진의 부식에 대한 우려 등 기존 내연기관의 구조변경 없이는 적용하기가 곤란하다.
그리고 메탄올의 경우 환경문제의 해결이라는 장점 이외에 상기에서 언급한 내연기관용 연료로서의 단점이 지적되면서 에탄올 특히 바이오에탄올에 대한 관심이 부각되고 있다. 바이오에탄올은 식물에서 추출한 알콜연료로 메탄올과 유사하나 포롬알데히드등의 유독배출가스가 없다.
본 발명의 조성물인 바이오에탄올 함유 내연기관용 연료유는 기존 차량을 구조변경 하지 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. 또한 바이오 에탄올은 가솔린과의 혼합성이 좋지 않고 수분혼입을 방지하는 안정화기술이 요구된 다.
바이오에탄올은 바이오매스에 함유되어 있는 탄수화물을 당으로 변환한 다음 이것을 발효시켜서 얻는다. 사탕수수나 사탕무의 경우에는 직접 당을 추출하여 알콜 발효를 시킴으로써 얻는다. 또한, 자연에 존재하는 식물(유채씨, 해바라기씨, 대두 등)油로부터 에틸에스테르나 메틸에스테르화 시킨 바이오디젤이 화석연료 대체연료로 각광받고 있다.
바이오디젤은 친환경 측면에서 대체연료로 충분한 가능성을 나타내고 있으며, 실제 유럽을 비롯한 선진국에서 사용되고 있으나, 이것 역시 100% 바이오디젤을 연료화 하는 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 목적으로 한다. 즉, 가솔린 엔진에 있어서 바이오에탄올, 톨루엔, 자일렌, 탄화수소용제, 이소프로판올 및 이소부탄올을 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 옥탄가 향상제를 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 조성물에 연소 시 발열량을 극대화시키기 위해 이소펜탄을 추가로 조성할 수 있고, 또한 내연기관의 부식을 방지하기 위하여 통상적으로 첨가되는 부식방지제를 첨가제로 조성한 내연기관용 연료 조성물을 제공한다. 또한, 자연에 존재하는 식물(유채씨, 해바라기씨, 대두 등)油로부터 에틸에스테르나 메틸에스테르화 시킨 바이오디젤를 조성물로 구성한 내연기관용 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 바이오 에탄올을 포함하는 내연기관용 연료조성물을 제공하는 것이며, 더욱 좋게는 본 발명은 바이오에탄올을 포함하는 내연기관용 연료조성물로 높은 공해물질 배출저감 효과와 엔진성능을 높일 수 있는 새로운 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 바이오에탄올 및 d) 10~69 중량%의 탄화수소용제를 포함하는 연료조성물이다.
본 발명의 또 다른 조성물은 상기 연료조성물에 e) 1~17 중량%의 이소프로판올 또는 f) 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)성분인 바이오에탄올은 본 발명의 조성물에 따른 옥탄가와 높은 압축비를 얻을 수 있고, 또한 기존의 메탄올 사용에 따른 포름알데히드의 생성 및 부식문제를 해결하고 높은 옥탄가의 연료조성물을 제공하는 것으로 우수한 연료조성물의 효과를 발현하도록 한다.
공지의 탄화수소용제 분류방법으로 탄화수소는 형태에 따른 분류방법과 증류범위에 의한 분류방법으로 나눌 수 있는데 전자는 순수물질로서 대개 단일비점인 끓는점으로 나타내지고 후자는 혼합물로서 비점범위(Boiling Range)로 나타난다. 본 발명의 탄화수소용제는 혼합물로서 후자의 분류방법에 따라 Paraffin계 탄화수소, Cycloparaffin계 탄화수소,Aromatic계 탄화수소로 분류된다.
그러나 본 발명에 사용하는 탄화수소용제인 d)성분은 탄소수 5∼15개를 가진 Paraffin계 탄화수소로 주요성분은 헥산과 펜탄 및 이들의 이성질체를 80%이상 함유하고 소량의 시클로파라핀계 탄화수소가 혼합된 것으로 물질명으로는 Hydrotreated light straight run(petroleum). Naphtha(petroleum),hydrotreated light. Naphtha,petroleum,hydrotreated light.등으로 불리며 상품명으로는 ExxonMobil의 1520 Naphtha(CAS#64742-49-0), Exxsol Hexane Fluid. GScaltex 의 Techsol-S등이 통용되고 있다.
또한 본 발명에서는 상기 탄화수소용제성분에 연비향상을 위하여 탄화수소용제성분 100중량부에 대하여 1~60중량부의 아로마틱계탄화수소로서 C8~C14의 알킬치환벤젠유도체들 또는 그들의 혼합물로서 기본적으로 자일렌과 톨루엔을 포함하고 있지 않거나 또는 전체 함량에 대하여 3중량% 이하를 포함하는 방향족 탄화수소를 혼합하여 사용할 수도 있다. Aromatic계 탄화수소의 예로는 아로메틱-100(ExxonMobil)(CAS#64742-95-6), Ashland Inc.에서 생산하는 Hi-Sol 10, SK 의 Kocosol-100 등의 일반명칭 등이 있다. 상기의 아로메틱-100(ExxonMobil)은 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 혼합방향족탄화수소이다.
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 지나친 폭발력과 배출가스 발생으로 곤란하다. 상기 자일렌성분은 통상적으로 자일렌 이성질체 단독 또는 혼합된 자일 렌성분을 의미한다.
또한, c)성분인 바이오에탄올은 높은 옥탄가의 효과를 주고 또한 높은 내연기관의 압축비를 제공하는 것으로 그 성분의 함량이 1 중량% 이하이면 높은 옥탄가와 내연기관의 높은 압축비를 얻을 수 없다. 또한, d)성분의 10~69 중량%의 탄화수소용제는 연료 성분들을 원활하게 혼화시켜 불순물에 의한 내연기관에 부착된 노즐의 막힘 현상 등을 방지할 뿐만 아니라 시동성이 향상되며 이러한 탄화수소용제는 아로마틱탄화수소 등의 용제에 비하여 연비가 현저히 향상되는 효과를 가지므로 좋다. 한편, 본 발명의 이소프로판올은 본 발명의 주 연료원인 친수성 에탄올과 소수성 방향족 화합물과의 계면장력을 줄여 조성물간 물리적 혼화성이 잘되도록 하는 역할을 한다.
또한 본 발명의 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 통상적으로 첨가되는 부식방지제 성분을 추가로 사용할 수 있다. 상기 부식방지제는 공개된 문헌에 여러 가지가 제시되어 있으므로 (예를 들어, 아미노페놀 등 아민계 화합물, 폴리(하이드록시카르복실산)아미드 또는 에스테르 유도체 등) 적절하게 선택하여 포함한다. 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 옥탄가향상제는 0.1~5중량%의 범위에서 사용하는 것이 경제적으로 좋다. 또한 상기 c)성분으로 바이오에탄올은 전체 연료조성물에 대하여 1~85중량% 까지 혼합하여 사용 가능하다. 또한 본 발명에서는 상기의 바이오에탄올은 에탄올과 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 이때 바이오에탄올 100중량부에 대하여 1~65중량부의 혼합 바이오에탄올 용액을 사용하는 경우에는 본 발명의 바이오에탄올을 사용하는 것에 따른 충분한 옥탄가향상 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 바이오에탄올은 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 가질 뿐만 아니라 누출 시 수질 및 토양오염 등의 환경오염이 없고 생분해가 잘되는 친환경적 연료조성물 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 엔진기관에 0.01~85중량%, 더욱 좋게는 0.01~25중량% 범위에서 윤활작용을 원활히 하여 연비향상과 엔진의 수명을 연장하는 효과를 발휘하여 기존 가솔린을 사용할 때보다 더욱 우수한 효과를 나타낸다. 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 내연기관 변경 없이 바로 내연기관용 연료로 대체 주유할 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.
또한 본 발명의 연료조성물은 가솔린 대체연료 및 첨가제로도 사용가능하며 또한 본 발명의 상기 내연기관용 연료조성물은 기존의 경유 및 휘발유와 혼합한 혼합 내연연료조성물로도 사용이 가능하다. 이 경우 본 발명의 내연기관 조성물과 경유 또는 휘발유의 혼합비는 크게 제한되지 않는다.
하기에 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 묘사하여 본 발명을 한층 더 설 명한다. 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 ATK엔진을 장착한 폭스바겐의 제타(JETTA FV7160Cix))차량을 이용하여 5단으로 200km를 주행한 후, 유럽식 측정방법인 GB18352.2-2001(주행시 배출 가스 측정법), GB/T3845-93(시동시 배출 가스 측정법), GB/T12543-90(자동차 동력성능 측정법), GB1495-2002(자동차 고속주행시 차량외부 소음 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.
[ 실시예 1]
18 중량%의 톨루엔, 12 중량%의 자일렌, 15 중량%의 바이오에탄올, 5 중량%의 이소프로판올, 3 중량%의 이소부탄올 및 47 중량%의 1520 나프타(엑손모빌)로 구성되는 내연기관용 연료 조성물을 얻고 이를 이용하여 연료의 성능테스트를 하였다. 그 결과는 하기 표에 수록하였다. 특히 본 발명에서는 별도의 옥탄가 향상제가 없음에도 불구하고 높은 옥탄가(96)를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
[ 비교예 1]
실시예 1의 연료조성물 대신에 93#무연휘발유를 대체하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 성능평가를 실시하였다. 그 결과를 하기의 표에 수록하였다.
[ 실시예 2]
실시예 1에서 톨루엔성분을 14중량%, 1520 나프타 46중량% 사용하고, 바이오디젤 5중량%를 사용한 것을 제외하고는 나머지 성분은 실시예1과 동일하게 실시하였고 그 성능평가 결과를 하기의 표에 수록하였다.
[ 실시예 3]
실시예 1에서 1520 나프타를 44중량% 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.
[표1] JETTA(VOLKSVAGEN) 승용차 공회전중 배출가스 테스트 결과
Figure 112006042077831-pat00001
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 2] JETTA(VOLKSVAGEN) 승용차 오염물질 배출 및 연료 경제성 테스트 결과
Figure 112006042077831-pat00002
상기에서 보는 바와 같이, 본 발명의 연료조성물의 경우 일반 옥탄가93의 무연휘발유(비교예 1)에 비하여 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 NOx의 감소가 적게는 26% 크게는 54%까지 감소하였으며, 또한 연료소모량의 경우에도 실시예 1의 경우에는 연비향상이 기존의 옥탄가 93의 무연휘발유(비교예 1)를 사용한 것보다는 2.1%이상이 연료소모가 덜 되는 우수한 효과를 가지는 것을 알 수 있었다.
[표 3] JETTA(VOLKSVAGEN) 승용차 동력성능 테스트 결과(단위:초)
Figure 112006042077831-pat00003
상기에서 보는 바와 같이, 200Km 주행후 기어를 4단,5단 변속 시 소요되는 시간이 일반 옥탄가93의 무연휘발유(비교예 1)에 비하여 바이오에탄올 단독(실시예 1)과 바이오에탄올과 바이오디젤의 혼합물(실시예 2)이 주행중 가속력이 빠름을 보여 주고 있다.
[표 4] 승용차 가속주행시 소음 측정
(1) 비교예 1의 주행 200km 이후 테스트결과
Figure 112006042077831-pat00004
(2) 실시예 1의 주행 200km 이후 테스트 결과
Figure 112006042077831-pat00005
(3) 실시예 2의 혼합 주행 200km 이후 테스트 결과
Figure 112006042077831-pat00006
(4) 실시예 3의 혼합 주행 200km 이후 테스트결과
Figure 112006042077831-pat00007
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 적 용시 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 (11)

  1. a)1~45 중량%의 톨루엔, b)1~45 중량%의 자일렌, c)1~85 중량%의 바이오에탄올 및 d)10~69 중량%의 탄화수소용제를 함유하는 내연기관용 연료조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    1~19 중량%의 아로마틱탄화수소, 1~17 중량%의 이소프로판올 또는 1~18중량%의 이소부탄올에서 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연료조성물은 전체 조성물 중 이소펜탄 0.5~10중량%, 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 이소펜탄 0.5~10중량%, 부식방지제 0.05~5 중량% 또는 바이오디젤 0.01~85중량%에서 선택되는 어느 하나의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 바이오에탄올은 바이오에탄올 100중량부에 대하여 1~65 중량부의 메탄올 또는 에탄올과의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 조성물.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 바이오에탄올은 바이오에탄올 100중량부에 대하여 1~65 중량부의 에탄올 또는 에탄올과의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 조성물.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 아로마틱탄화수소는 C8~C14의 알킬치환벤젠유도체들 또는 그들의 혼합물로서 자일렌과 톨루엔을 포함하고 있지 않거나 또는 전체 함량에 대하여 3중량% 이하를 포함하는 방향족 탄화수소인 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화수소용제는 탄소수 5∼15개를 가진 헥산, 펜탄 및 그들의 이성질체를 주요성분으로 하고 시클로파라핀 탄화수소가 혼합된 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
  9. 제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    옥탄가향상제인 MTBE 또는 ETBE를 0.1 내지 5중량%의 범위로 더 함유하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료조성물.
  10. 제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 연료조성물을 경유 또는 휴발유와 혼합한 것을 특징으로 하는 내연기관용 대체연료.
  11. 제 9항의 연료조성물을 경유 또는 휴발유와 혼합한 것을 특징으로 하는 내연기관용 대체연료.
KR1020060054101A 2006-06-09 2006-06-15 바이오에탄올과 탄화수소용제를 함유한 내연기관용연료조성물 KR100701293B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060054101A KR100701293B1 (ko) 2006-06-15 2006-06-15 바이오에탄올과 탄화수소용제를 함유한 내연기관용연료조성물
PCT/KR2007/002757 WO2007142475A1 (en) 2006-06-09 2007-06-07 Alternative fuel preventing phase separation for internal combustion engines
PCT/KR2007/002933 WO2007145490A1 (en) 2006-06-15 2007-06-15 Alternative fuel preventing phase separation and corrosion for internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060054101A KR100701293B1 (ko) 2006-06-15 2006-06-15 바이오에탄올과 탄화수소용제를 함유한 내연기관용연료조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100701293B1 true KR100701293B1 (ko) 2007-04-02

Family

ID=38160548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060054101A KR100701293B1 (ko) 2006-06-09 2006-06-15 바이오에탄올과 탄화수소용제를 함유한 내연기관용연료조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100701293B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100741640B1 (ko) * 2007-06-07 2007-07-26 이용만 상분리 방지 내연기관용 대체연료
KR100741641B1 (ko) * 2007-06-14 2007-08-02 이용만 상분리 방지 및 부식방지 내연기관용 대체연료
WO2008150137A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Yong Man Lee Alternative fuel internal combustion engines for preventing phase separation and corrosion
WO2009002056A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-31 Vodustm Co., Ltd Alcohol fuel and preparation thereof
KR20090066016A (ko) * 2007-12-18 2009-06-23 (주)그린파워 친환경 대체 연료 조성물 및 이의 제조 방법
KR100999892B1 (ko) 2008-08-22 2010-12-09 (주)한국지오일 알코올계 합성 연료 조성물
WO2020013634A1 (ko) * 2018-07-11 2020-01-16 주식회사 동이기술 자동차 연료 첨가제 조성물

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100525362B1 (ko) * 2005-01-11 2005-11-02 퓨라이프(주) 내연기관용 알콜계 연료 조성물
KR100525363B1 (ko) * 2005-01-11 2005-11-02 퓨라이프(주) 식물유래 바이오 에탄올 및 바이오 디젤 함유 내연기관용알콜계 연료조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100525362B1 (ko) * 2005-01-11 2005-11-02 퓨라이프(주) 내연기관용 알콜계 연료 조성물
KR100525363B1 (ko) * 2005-01-11 2005-11-02 퓨라이프(주) 식물유래 바이오 에탄올 및 바이오 디젤 함유 내연기관용알콜계 연료조성물

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100741640B1 (ko) * 2007-06-07 2007-07-26 이용만 상분리 방지 내연기관용 대체연료
WO2008150137A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Yong Man Lee Alternative fuel internal combustion engines for preventing phase separation and corrosion
KR100741641B1 (ko) * 2007-06-14 2007-08-02 이용만 상분리 방지 및 부식방지 내연기관용 대체연료
WO2009002056A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-31 Vodustm Co., Ltd Alcohol fuel and preparation thereof
KR20090066016A (ko) * 2007-12-18 2009-06-23 (주)그린파워 친환경 대체 연료 조성물 및 이의 제조 방법
WO2009078640A2 (en) * 2007-12-18 2009-06-25 Green Power Co., Ltd. Environmental-friendly alternative fuel composition and method for producing the same
WO2009078640A3 (en) * 2007-12-18 2009-09-24 Green Power Co., Ltd. Environmental-friendly alternative fuel composition and method for producing the same
KR100999892B1 (ko) 2008-08-22 2010-12-09 (주)한국지오일 알코올계 합성 연료 조성물
WO2020013634A1 (ko) * 2018-07-11 2020-01-16 주식회사 동이기술 자동차 연료 첨가제 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007004789A1 (en) Fuel composition containing bioethanol and biodiesel for internal combustion engine
KR100439592B1 (ko) 디젤 연료 조성물
KR100701293B1 (ko) 바이오에탄올과 탄화수소용제를 함유한 내연기관용연료조성물
EP1334170B1 (en) Fuel composition
KR100655101B1 (ko) 바이오에탄올 및 바이오디젤 함유 내연기관용 연료조성물
US20070130822A1 (en) Alcohol based fuel and/or biofuel composition
US20100154733A1 (en) Diesel fuel compositions comprising a gas oil base fuel and a fatty acid alkyl ester
KR100525363B1 (ko) 식물유래 바이오 에탄올 및 바이오 디젤 함유 내연기관용알콜계 연료조성물
US8277522B2 (en) Mixed alcohol fuels for internal combustion engines, furnaces, boilers, kilns and gasifiers
WO2002038707A2 (en) Fuel composition
CA2767100A1 (en) Combustible mixed butanol fuels
KR101319987B1 (ko) 바이오부탄올을 함유하는 내연기관용 대체연료
Gopinath et al. Experimental investigation on the effect of adding di methyl carbonate to gasoline in a SI engine performance
Sarkar et al. The performance and emission characteristics of SI engine running on different ethanol-gasoline blends
WO2007142475A1 (en) Alternative fuel preventing phase separation for internal combustion engines
KR100741640B1 (ko) 상분리 방지 내연기관용 대체연료
US20110232165A1 (en) Fuel or fuel additive composition and method for its manufacture and use
CN101213275A (zh) 用于内燃机的含有生物乙醇和生物柴油的燃料组合物
Kousoulidou et al. Effect of biodiesel and bioethanol on exhaust emissions
WO2002092731A1 (en) Compositions for non-polluting fuels, preparation processes and use thereof
KR100726098B1 (ko) 바이오에탄올 및 바이오디젤 함유 내연기관용 연료조성물
US20100313467A1 (en) Diesel fuel compositions containing levulinate ester
KR100735155B1 (ko) 내연기관용 대체연료
KR101004258B1 (ko) 바이오부탄올을 함유하는 내연기관용 대체연료
Mohsin et al. Effect of Biodiesel Blend on Exhaust Emission and Engine Performance of Diesel Dual Fuel Engine (Research Note)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100319

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee