KR100740486B1 - Alcoholic fuel composition preventing phase separation for internal combustion engines - Google Patents

Alcoholic fuel composition preventing phase separation for internal combustion engines Download PDF

Info

Publication number
KR100740486B1
KR100740486B1 KR1020070038576A KR20070038576A KR100740486B1 KR 100740486 B1 KR100740486 B1 KR 100740486B1 KR 1020070038576 A KR1020070038576 A KR 1020070038576A KR 20070038576 A KR20070038576 A KR 20070038576A KR 100740486 B1 KR100740486 B1 KR 100740486B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
internal combustion
alcohol
fuel composition
Prior art date
Application number
KR1020070038576A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이광희
Original Assignee
미래석유테크(주)
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 미래석유테크(주) filed Critical 미래석유테크(주)
Priority to KR1020070038576A priority Critical patent/KR100740486B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100740486B1 publication Critical patent/KR100740486B1/en
Priority to CNA2007101883897A priority patent/CN101289634A/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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • 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
    • 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
    • C10L2270/00Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02Specifically adapted fuels for internal combustion engines
    • 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
    • C10L2300/00Mixture of two or more additives covered by the same group of C10L1/00 - C10L1/308

Landscapes

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

Abstract

An alcoholic fuel composition for preventing phase separation in an internal combustion engine is provided to reduce exhaust gas such as carbon dioxides, nitrogen oxides, and sulfur oxides causing air pollution and realize non-harmful green fuel for the internal combustion engine. An alcoholic fuel composition for preventing phase separation in an internal combustion engine consists of 100wt% of methanol, 5-35wt% of bio ethanol, 5-10wt% of isopropanol, 5-10wt% of isopentanol, 10-20wt% of toluene, 10-20wt% of xylene, 30-50wt% of naphtha, and 1-5wt% of surfactant. The surfactant is one selected from anionic, cationic or non-ionic surfactants, or two or more selected therefrom to be used together.

Description

상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물 {Alcoholic Fuel Composition Preventing Phase Separation for Internal Combustion Engines} Alcohol Fuel Composition for Internal Combustion Engine with Phase Separation Ability {Alcoholic Fuel Composition Preventing Phase Separation for Internal Combustion Engines}

본 발명은 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알코올-탄화수소 혼합연료의 상분리를 방지하기 위하여 계면활성제를 함유하는 내연기관용 알코올계 연료 조성물을 제공한다.The present invention relates to an alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine having a phase separation prevention capability, and more particularly, to provide an alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine containing a surfactant in order to prevent phase separation of an alcohol-hydrocarbon mixed fuel.

세계는 지금 화석연료로서 석유자원의 고갈 문제가 심각한 상태에 이르고 있으며, 또한 화석연료의 무절제한 사용으로 인한 대기오염 증가 및 이산화탄소의 방출에 기인하는 지구온난화 등 환경문제가 첨예한 이슈로 대두되고 있는 실정이다. 특히, 기후변화협약 및 교토의정서의 발효에 즈음하여 이산화탄소 배출을 억제하기 위한 국제적 환경규제가 증가 일로에 있으므로 석유자원을 대체하기 위한 안정적인 에너지원의 확보 및 지구환경을 보존하기 위한 친환경 연료의 개발은 시대적 사명일 수밖에 없다. As the fossil fuel is in the world, the problem of depletion of petroleum resources is in serious condition. Also, environmental issues such as increased global air pollution and global warming due to carbon dioxide emission are being raised as an issue of fossil fuel's unrestricted use. It is true. In particular, international environmental regulations to curb carbon dioxide emissions are increasing due to the climate change convention and the entry into force of the Kyoto Protocol. Therefore, securing a stable energy source to replace petroleum resources and developing eco-friendly fuels to preserve the global environment It is a mission of the times.

이러한 국제적 흐름에 따라 최근 알코올이 새로운 대체연료로서 개발되고 있 는 바, 이는 알코올을 함유하는 연료가 탄소산화물 및 질소산화물의 배출을 감소시킨다는 연구결과에서 비롯된 것으로 공지되어 있다(Johnson R.T., Stoffer J.O., Soc, Automot.Eng.(Spec.Publ.) 1983, S.P. 542, 91-104). 알코올 연료로서 가장 먼저 사용된 메탄올은 천연가스, 석탄, 나무 등으로부터 공업적으로 제조할 수 있는 것으로 옥탄가가 101.5 정도로 높으면서도 연소 중에 그을음을 발생하지 않고, 유황 성분이 포함되어 있지 아니하여 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)의 발생을 현저하게 감소시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고, 메탄올만을 가솔린 엔진의 연료로 사용하면 발열량이 가솔린에 비하여 너무 적어서 상대적으로 연료 소모량이 너무 많고, 친수성이 강하여 엔진 등을 포함한 부속품의 부식에 대한 가능성을 배제할 수 없으므로 메탄올 단독으로는 가솔린 엔진에 적용하기는 현실적으로 어렵다. In line with this international trend, alcohol has recently been developed as a new alternative fuel, and it is known that the fuel containing alcohol reduces the emission of carbon oxides and nitrogen oxides (Johnson RT, Stoffer JO, Soc, Automot. Eng. (Spec. Pub.) 1983, SP 542, 91-104). The first methanol used as an alcohol fuel can be industrially produced from natural gas, coal, wood, etc., and has a high octane number of about 101.5, does not generate soot during combustion, and does not contain sulfur. NOx) and sulfur oxides (SOx) can be significantly reduced. Nevertheless, if only methanol is used as a fuel for gasoline engines, the calorific value is too low compared to gasoline, so the fuel consumption is too high, and the hydrophilicity cannot be ruled out. It is practically difficult to apply to gasoline engines.

이러한 선행연구결과들에 근거하여 메탄올을 기존의 가솔린 연료와 혼합하여 사용하는 것을 생각할 수 있고, 실제로 중국 및 동남아를 중심으로 메탄올과 가솔린을 혼합한 연료가 자동차 등 수송분야의 내연기관용 연료로 사용되고 있다. 그러나 공업용 메탄올 자체가 독성을 지니고 있는 원료로서 취급에 상당한 주의를 요하며, 인체에 유해한 것이므로 환경적 측면의 우수성을 인정하면서도 선진국에서는 사용을 자제하고 있다. 따라서 미국, 유럽 및 일본에서는 알코올 연료로서 메탄올 대신 에탄올을 기존의 가솔린과 혼합하여 대체연료로 사용하고 있다.Based on the results of these previous studies, it is conceivable to use methanol mixed with existing gasoline fuels. In fact, fuels mixed with methanol and gasoline have been used as fuels for internal combustion engines in automobiles, especially in China and Southeast Asia. . However, industrial methanol itself is a toxic raw material and requires great care in handling, and since it is harmful to the human body, it is refrained from being used in developed countries while acknowledging environmental excellence. Therefore, in the United States, Europe and Japan, instead of methanol, ethanol is mixed with existing gasoline and used as an alternative fuel.

에탄올은 석유화학공업적으로 생산하는 것 이외에 식물 등 바이오매스에서 추출 가능하며, 연료로서의 성능은 메탄올과 유사하나 독성이 적고 취급이 간편하 여 기존의 가솔린 엔진을 포함한 내연기관의 구조를 바꾸지 않고도 적용가능한 장점이 있다. 현재 미국 및 브라질에서는 90% 정도의 가솔린(휘발유)과 10% 정도의 무수 에탄올을 혼합한 가소홀(Gasohol)이라는 연료가 일부 자동차에 사용되고 있다. 특히, 가소홀에 혼합되는 에탄올은 석유화학공업에서 제조된 것보다는 식물에서 추출한 소위 바이오 에탄올을 사용하고 있어서 친환경성의 무한한 연료원으로 각광받고 있다.Ethanol can be extracted from biomass, such as plants, in addition to petrochemical production, and its performance as a fuel is similar to that of methanol, but it is less toxic and easy to handle, so it can be applied without changing the structure of an internal combustion engine including a gasoline engine. There are possible advantages. Currently in the United States and Brazil, a fuel called gasohol, a blend of 90% gasoline (petrol) and 10% anhydrous ethanol, is used in some cars. In particular, ethanol to be mixed in the plastic hole has been spotlighted as an infinite environmental fuel source because it uses so-called bio ethanol extracted from plants rather than manufactured in the petrochemical industry.

한편, 친수성인 알코올과 가솔린의 주성분인 소수성 탄화수소를 혼합하여 연료로 사용할 때 가장 문제되는 것이 혼화성이다. 특히, 장기간 보존시 극성의 차이에 따른 분리 침전이 없어야 하는 것이다. On the other hand, miscibility is the most problematic when a mixture of hydrophilic alcohol and hydrophobic hydrocarbon which is a main component of gasoline is used as a fuel. In particular, there should be no sedimentation precipitation due to the difference in polarity during long-term storage.

알코올 연료 분야의 선행 특허문헌으로 공지된 것 중 대한민국 등록특허 제374257호에는 메탄올 또는 에탄올과 톨루엔 및 비방향족 라피네이트 등의 탄화수소 혼합물을 포함하는 알코올 연료 조성물이 기재되어 있으나, 혼화성 및 장기 안정성에 대해서는 언급되어 있지 아니하여 기존의 가솔린 기관에 직접 적용하는데 문제점이 있을 수 있다. 또한, 대한민국 공개특허 10-2004-87733호에도 바이오 에탄올을 기존의 가솔린 연료와 혼합하여 저공해 가솔린 대체연료를 제공한다는 것 이외에 연료성분의 극성 차이에 따른 분리 침전 등의 문제 및 그로 인한 가솔린 기관과의 호환성 문제에 대해서는 시사하는 바가 없다. 한편, 대한민국 공개특허 10-2005-83145호에는 알코올혼합 연료유용 생물학적 계면활성제와 이를 포함하는 알코올 혼합 연료유에 대하여 상세히 기재되어 있는 바, 생물학적 계면활성제를 사용함 으로써 친수성 알코올과 소수성 탄화수소 혼합물의 혼화성을 향상시키고 분리 침전을 방지하여 장기 안정성을 확보하고 있으나, 생물학적 계면활성제를 얻기 위하여 균주를 배양하는 공정이 필요하므로 경제적인 대체연료의 제공이라는 측면에서 단점을 지니고 있다.Korean Patent No. 374257, which is known as a prior patent document in the field of alcohol fuel, describes an alcohol fuel composition comprising a hydrocarbon mixture such as methanol or ethanol and toluene and non-aromatic raffinate. As it is not mentioned, there may be problems in direct application to existing gasoline engines. In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-87733 also in addition to providing a low-pollution gasoline alternative fuel by mixing bio ethanol with the existing gasoline fuel, and problems such as sedimentation and precipitation according to the polarity of the fuel components and resulting gasoline engine There is no suggestion for compatibility issues. Meanwhile, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-83145 discloses a biological surfactant for alcohol mixed fuel oil and an alcohol mixed fuel oil including the same, and shows the miscibility of a hydrophilic alcohol and a hydrophobic hydrocarbon mixture by using a biological surfactant. Although long-term stability is secured by improving and preventing sedimentation, it has disadvantages in terms of providing economical alternative fuel because a process for culturing strains is required to obtain a biological surfactant.

따라서, 상기 언급한 것처럼 탄소산화물, 질소산화물 및 황산화물의 배출이 최대한 억제되는 메탄올의 장점을 살리고, 인체에 무해한 친환경성 알코올 연료로서 바이오 에탄올을 도입하며, 적절한 계면활성제를 포함함으로써 통상의 가솔린 성분으로서 탄화수소화합물과 혼화성이 있도록 하여 기존의 가솔린 기관을 설계변경 하지 않더라도 직접 적용 가능한 내연기관용 알코올 연료를 개발할 수 있음을 알고 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, as mentioned above, by utilizing the advantages of methanol, the emission of carbon oxides, nitrogen oxides and sulfur oxides is suppressed as much as possible, introducing bioethanol as an eco-friendly alcohol fuel that is harmless to the human body, and by including an appropriate surfactant, conventional gasoline components The present invention has been completed by knowing that it is possible to develop an alcohol fuel for an internal combustion engine that can be directly applied without making design changes to an existing gasoline engine by making it compatible with a hydrocarbon compound.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 기존의 가솔린 연료에 비하여 탄소산화물, 질소산화물 및 황산화물 등 대기오염의 주범인 배출가스를 현저히 줄이면서도 인체에 무해한 친환경성 내연기관용알코올 연료를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다. 또 다른 본 발명의 목적은 알코올과 탄화수소화합물의 혼화성을 향상시키고, 장기간 보존시 분리 및 침전이 생기지 않도록 계면활성제를 함유하는 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, compared to the existing gasoline fuel, while significantly reducing emissions of air pollution, such as carbon oxides, nitrogen oxides and sulfur oxides, while harmless to the human body eco-friendly internal combustion engine alcohol It is an object of the invention to provide a fuel. Another object of the present invention is to provide an alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine, which improves the miscibility of alcohols and hydrocarbon compounds, and has a phase separation prevention function containing a surfactant to prevent separation and precipitation during long-term storage.

본 발명은 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알코올-탄화수소 혼합연료의 상분리를 방지하기 위하여 계면활성제를 함유하는 하기의 성분들을 필수구성요소로 포함하는 내연기관용 알코올계 연료 조성물을 제공한다.The present invention relates to an alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine having a phase separation capability, and more particularly for an internal combustion engine comprising the following components containing a surfactant as an essential component in order to prevent phase separation of an alcohol-hydrocarbon mixed fuel. An alcohol based fuel composition is provided.

1) 100 중량부의 메탄올1) 100 parts by weight of methanol

2) 5~35 중량부의 바이오 에탄올2) 5 to 35 parts by weight of bioethanol

3) 5~10 중량부의 이소프로판올3) 5-10 parts by weight of isopropanol

4) 5~10 중량부의 이소펜탄올4) 5-10 parts by weight of isopentanol

5) 10~20 중량부의 톨루엔5) 10 to 20 parts by weight of toluene

6) 10~20 중량부의 자일렌 6) 10-20 parts by weight of xylene

7) 30~50 중량부의 나프타7) 30-50 parts by weight of naphtha

8) 1~5 중량부의 계면활성제8) 1 to 5 parts by weight of surfactant

본 발명의 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물을 구성하는 각 성분의 조성에 대하여 하기에 간단히 설명한다.The composition of each component constituting the alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine having the phase separation preventing ability of the present invention will be briefly described below.

메탄올은 기존의 가솔린 연료에 비하여 탄소산화물, 질소산화물 및 황산화물의 발생이 현저히 줄어드는 것으로 알려진 것이므로 메탄올을 사용함으로써 연소시 발생하는 유해한 배기가스를 줄이고 높은 옥탄가와 압축비를 얻을 수 있으며, 이후에 제시한 함량비는 메탄올 100중량부를 기준으로 한다.Methanol is known to significantly reduce the generation of carbon oxides, nitrogen oxides, and sulfur oxides compared to conventional gasoline fuels, and by using methanol, it is possible to reduce harmful emissions generated during combustion and to obtain high octane number and compression ratio. The content ratio is based on 100 parts by weight of methanol.

또한, 바이오 에탄올은 알코올 성분으로 메탄올만 사용했을 때, 과도한 사용으로 인한 불완전연소시 발생할 수 있는 유해성분의 방출로 인체에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 메탄올과 혼합함으로써 알코올의 기능을 발휘할 수 있도록 한 것으로, 함량이 5 중량부 미만이면 친환경성 알코올 성분으로서 그 효과가 미약하며, 35 중량부를 초과하면 바이오 에탄올이 고가인 점을 감안하여 경제성을 지닌 대체연료로서 실질적으로 적용하기가 곤란해질 수 있다.In addition, bio ethanol is used as an alcohol component by mixing with methanol in order to minimize the effect on the human body by the release of harmful components that can occur during incomplete combustion due to excessive use. If the content is less than 5 parts by weight, the effect of the environmentally friendly alcohol component is insignificant, and if it exceeds 35 parts by weight, it may be difficult to apply practically as an alternative fuel having economic efficiency in consideration of the high cost of bio ethanol.

한편, 메탄올과 바이오 에탄올은 모두 석유화학공업적으로 생산한 것이든 바이오매스를 원료로 하여 추출한 것이든 일정량의 수분을 함유하고 있으므로 잠재적인 가솔린 엔진의 부식문제를 지니고 있는 것이 사실이다. 물론 고순도일수록 수분의 함량이 줄어드는 것이어서 불완전 연소 및 엔진의 부식과 같은 염려를 최소화할 수 있으나, 고순도의 메탄올 및 에탄올을 사용하는 것은 정제공정에 수반되는 코스트를 부담해야 하는 것이므로 그만큼 단가가 높아서 첨가량이 제한될 수밖에 없고 따라서 연료의 성능이 저하될 수 있다. 그러므로 본 발명에서는 통상의 액상 연료유에 첨가되는 부식방지제를 추가로 함유할 수 있으며, 부식방지제는 아민계 화합물, 아미드 또는 에스테르유도체 등 부식방지제로 알려진 것이면 어떤 것이든 무방하다. On the other hand, both methanol and bioethanol contain a certain amount of water, whether produced in petrochemical industry or extracted from biomass as a raw material. Of course, the higher the purity, the lower the moisture content, which can minimize concerns such as incomplete combustion and engine corrosion. It is inevitable that the performance of the fuel may be reduced. Therefore, the present invention may further contain a corrosion inhibitor added to a conventional liquid fuel oil, and any corrosion inhibitor may be known as a corrosion inhibitor such as an amine compound, an amide or an ester derivative.

본 발명의 알코올계 연료 조성물의 또 다른 알코올 성분으로서 이소프로판올은 연료의 상부인화점을 조절하기 위하여 사용하며, 이소펜탄올은 메탄올과 바이오 에탄올만을 연료로 사용했을 때 저온에서 시동이 잘 안 걸리는 단점을 개선하기 위한 것으로 상기 함량의 범주에서 사용하면 동절기에도 양호한 저온 시동성을 확보할 수 있으며, 지나치게 소량을 사용할 경우에는 상기 효과를 얻지 못하고 대량 사용할 경우에는 원가가 상승하므로 각각 5~10 중량부의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. As another alcohol component of the alcohol-based fuel composition of the present invention, isopropanol is used to control the upper flash point of the fuel, and isopentanol improves the disadvantage of not starting well at low temperatures when only methanol and bioethanol are used as fuel. When used in the above-mentioned content range, it is possible to secure good low temperature startability even in winter, and when used in a small amount, the effect is not obtained and when used in large quantities, the cost is increased, so it is used within the range of 5 to 10 parts by weight. It is desirable to.

또한, 톨루엔은 폭발력을 증가시켜 주행성을 향상시키는 역할을 하며, 자일렌은 가속성을 향상시키는 것으로 톨루엔 및 자일렌은 그 함량이 모두 전체 조성물을 기준으로 10~20 중량부가 바람직하다. 각각의 함량이 10 중량부 미만이면 상당한 폭발력을 기대하기 어렵고, 20 중량부를 초과하면 과도한 방향족 탄화수소화합물의 사용으로 탄소산화물, 질소산화물 및 황산화물 등 유해한 배출가스가 발생될 가능성이 높아진다.In addition, toluene serves to increase the explosive power to improve the running performance, xylene is to improve the acceleration toluene and xylene is preferably 10 to 20 parts by weight based on the total composition. If the content is less than 10 parts by weight, it is difficult to expect significant explosive power, and if it exceeds 20 parts by weight, the use of excessive aromatic hydrocarbon compounds increases the likelihood of generating harmful emissions such as carbon oxides, nitrogen oxides and sulfur oxides.

나프타는 메탄올 및 바이오 에탄올과 더불어 연소에 관련되는 것으로 통상의 가솔린 연료 또는 휘발유를 채택하며, 연료의 혼화성과 원가를 고려하여 30~50 중량부 범위 내에서 사용한다.Naphtha is associated with combustion in addition to methanol and bioethanol, and adopts conventional gasoline fuel or gasoline, and is used in the range of 30 to 50 parts by weight in consideration of fuel miscibility and cost.

본 발명의 알코올계 연료 조성물에 포함되는 핵심적인 성분 중의 하나인 계면활성제는 친수성 알코올 성분과 소수성 탄화수소화합물의 혼화성을 향상시키기 위한 것으로, 일반적으로 계면활성제를 함유하지 않은 알코올계 연료유는 단기간에는 상분리 또는 침전이 생기지 아니하여 사용에 크게 문제 되지는 않으나, 연료유를 장기간 보존시 상분리 및 침전현상이 관찰됨으로써 기존의 가솔린 엔진의 연료로 사용할 수 없게 된다. 따라서, 본 발명에서는 장기 보존시 또는 과량의 알코올 을 사용하여도 상분리가 생기지 않는 알코올계 연료를 제공하기 위하여 계면활성제를 1~5 중량부 첨가한다. 다만, 계면활성제의 함량이 1 중량부 미만이면 친수성 입자의 크기가 커져 상분리 방지 효과를 기대하기 어렵고, 5 중량부를 초과하면 배출가스 중 계면활성제에 의한 탄화수소 첨가량에 의해 탄소산화물의 발생이 증가될 수 있다.One of the key components included in the alcohol-based fuel composition of the present invention is a surfactant for improving the miscibility of the hydrophilic alcohol component and the hydrophobic hydrocarbon compound, and in general, alcohol-based fuel oil containing no surfactant may It is not a big problem for use because phase separation or sedimentation does not occur, but phase separation and sedimentation are observed when fuel oil is stored for a long time, and thus it cannot be used as a fuel of a conventional gasoline engine. Therefore, in the present invention, 1 to 5 parts by weight of a surfactant is added to provide an alcohol-based fuel that does not occur in long-term storage or even when an excess alcohol is used. However, when the content of the surfactant is less than 1 part by weight, it is difficult to expect the effect of preventing phase separation due to the increase in the size of the hydrophilic particles. When the content of the surfactant exceeds 5 parts by weight, the generation of carbon oxide may be increased by the amount of hydrocarbon added by the surfactant in the exhaust gas. have.

본 발명에 첨가되는 계면활성제로는 음이온계, 양이온계 또는 비이온계 모두 가능하며, 단독 또는 2종 이상을 함께 사용해도 무방하다. 바람직하게는 계면활성제가 솔비탄 모노올레이트, 솔비탄 라우레이트, 솔비탄 팜미테이트, 솔비탄 스테아레이트 또는 솔비탄 트리올레이트 중에서 선택된 어느 하나의 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 계면활성제를 포함하는 본 발명의 알코올계 연료 조성물은 6개월이 지나도 에멀젼 입자의 크기가 1 μm 이하로 상분리 및 침전현상이 관찰되지 아니한 상태로 장기적인 안정성을 나타내었다.The surfactant added to the present invention may be anionic, cationic or nonionic, and may be used alone or in combination of two or more thereof. Preferably the surfactant comprises any one selected from sorbitan monooleate, sorbitan laurate, sorbitan palmitate, sorbitan stearate or sorbitan trioleate. The alcohol-based fuel composition of the present invention containing such a surfactant showed long-term stability even after 6 months without phase separation and sedimentation of emulsion particles having a size of 1 μm or less.

또한, 본 발명은 필요에 따라 상기 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물의 옥탄가를 더욱 향상시키기 위하여 메틸 터셔리 부틸 에테르(MTBE) 또는 에틸 터셔리 부틸 에테르(ETBE)를 추가로 함유할 수 있는 바, 그 함량은 5~10 중량부로 조절한다. In addition, the present invention may further contain methyl tertiary butyl ether (MTBE) or ethyl tertiary butyl ether (ETBE) in order to further improve the octane number of the alcohol-based fuel composition for internal combustion engine having the phase separation ability as necessary. As it is, the content is adjusted to 5 to 10 parts by weight.

그리고, 연료의 연소시 발열량을 높이기 위해 5~10 중량부의 이소펜탄을 추가로 포함할 수 있다. In addition, 5 to 10 parts by weight of isopentane may be further included in order to increase the calorific value during combustion of the fuel.

한편, 기존의 가솔린 또는 디젤유 등에 통상적으로 첨가하는 산화방지제, 청 정제, 연소촉진제 및 유동성 향상제 등의 첨가제를 본 발명의 알코올계 연료 조성물에 첨가하여 사용할 수도 있다.On the other hand, additives such as antioxidants, blue tablets, combustion accelerators and fluidity improvers which are commonly added to conventional gasoline or diesel oils may be added to the alcohol-based fuel composition of the present invention.

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 기술하여 본 발명을 한층 더 설명한다. 하지만 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described further by describing specific embodiments of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

[ 실시예 1] 알코올계 연료 조성물 1의 제조 Example 1 Preparation of the alcohol-based fuel compositions 1

하기 조성에 따라 각 성분을 혼합해서 본 발명의 알코올계 연료 조성물 1을 얻는다.Each component is mixed according to the following composition to obtain an alcohol-based fuel composition 1 of the present invention.

1) 100 중량부의 메탄올1) 100 parts by weight of methanol

2) 35 중량부의 바이오 에탄올2) 35 parts by weight of bioethanol

3) 10 중량부의 이소프로판올3) 10 parts by weight of isopropanol

4) 10 중량부의 이소펜탄올4) 10 parts by weight of isopentanol

5) 20 중량부의 톨루엔5) 20 parts by weight of toluene

6) 20 중량부의 자일렌 6) 20 parts by weight of xylene

7) 50 중량부의 나프타7) 50 parts by weight of naphtha

8) 4 중량부의 계면활성제8) 4 parts by weight of surfactant

[ 실시예 2] 알코올계 연료 조성물 2의 제조 Example 2 Preparation of an alcohol-based fuel compositions 2

하기 조성에 따라 각 성분을 혼합해서 본 발명의 알코올계 연료 조성물 2를 얻는다.Each component is mixed according to the following composition to obtain an alcohol-based fuel composition 2 of the present invention.

1) 100 중량부의 메탄올1) 100 parts by weight of methanol

2) 20 중량부의 바이오 에탄올2) 20 parts by weight of bioethanol

3) 5 중량부의 이소프로판올3) 5 parts by weight of isopropanol

4) 5 중량부의 이소펜탄올4) 5 parts by weight of isopentanol

5) 15 중량부의 톨루엔5) 15 parts by weight of toluene

6) 15 중량부의 자일렌 6) 15 parts by weight of xylene

7) 40 중량부의 나프타7) 40 parts by weight of naphtha

8) 3 중량부의 계면활성제8) 3 parts by weight of surfactant

상기 실시예 1 및 2에서 제조한 알코올계 연료 조성물의 성상 및 성분분석을 시험하기 위하여 한국석유품질관리원에 의뢰하고 그 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 동판부식성 및 산화안정도에서도 기존의 가솔린 연료와 동등 이상의 값을 나타내었으며, 또한 황분 및 납 성분 등 유해물질 배출량이 감소되어 가솔린의 품질기준을 만족하고 있음을 알 수 있다.In order to test the properties and component analysis of the alcohol-based fuel composition prepared in Examples 1 and 2 were asked by the Korea Petroleum Quality Management Institute and the results are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, copper corrosion and oxidation stability were equal to or higher than those of existing gasoline fuels, and the emission of harmful substances such as sulfur and lead components was reduced to satisfy gasoline quality standards. .

한편, 실시예 1 및 2에서 얻어진 연료 조성물을 실제 자동차에 적용하여 배출가스를 시험한 결과, 일산화탄소 0.5(g/km) 이내, THC 0.05(g/km) 이내, 질소산화물 0.15(g/km) 내외, 이산화탄소 210(g/km) 내외의 값으로 모두 가솔린의 품질기 준을 만족하고 있는 것으로 나타났다.On the other hand, as a result of testing the exhaust gas by applying the fuel composition obtained in Examples 1 and 2 to the actual vehicle, carbon monoxide within 0.5 (g / km), THC within 0.05 (g / km), nitrogen oxide 0.15 (g / km) It was found that the quality criteria of gasoline were all satisfied with the value of about 210 (g / km) of carbon dioxide.

또한, 실시예 1 및 2에서 얻어진 연료 조성물을 6개월이 지난 시점에서 입도 분석기로 에멀젼 입자를 측정한 결과, 모두 1 μm 이하로 상분리 및 침전현상이 관찰되지 아니하였다.In addition, as a result of measuring emulsion particles with a particle size analyzer of the fuel compositions obtained in Examples 1 and 2 after 6 months, no phase separation or precipitation phenomenon was observed at all 1 μm or less.

표 1. 본 발명의 알코올계 연료 조성물 성상시험 분석결과Table 1. Analysis result of alcohol fuel composition properties test of the present invention

시 험 항 목Test Items 가솔린 품질기준Gasoline Quality Standards 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 옥탄가(리서치법)Octane (the research method) 91~9491-94 9797 108108 증류시험 (℃) (부피%)  Distillation test (℃) (% by volume) 10% 유출온도10% outflow temperature 70 이하70 or less 65.265.2 56.856.8 50% 유출온도50% outflow temperature 125 이하125 or less 80.580.5 75.075.0 90% 유출온도90% outflow temperature 175 이하175 or less 125.8125.8 139.0139.0 종말점End point 225 이하225 or less 195.2195.2 160.5160.5 잔류량(ml)Residual amount (ml) 2.0 이하2.0 or less 0.70.7 0.60.6 물과 침전물(부피%)Water and sediment (% by volume) 0.01 이하0.01 or less 0.005 미만Less than 0.005 0.005 미만Less than 0.005 동판부식(50℃/3h)Copper plate corrosion (50 ℃ / 3h) 1 이하1 or less 1One 1One 증기압(37.8℃/kg/cm2)Vapor Pressure (37.8 ℃ / kg / cm 2 ) 44~8244-82 7575 6767 산화안정도(분)Oxidation Stability (min) 480 이상480 or more 480 이상480 or more 480 이상480 or more 검(세척검, ㎎/100mL)Gum (washing gum, mg / 100 mL) 5 이하5 or less 1.81.8 1.91.9 황분(㎎/㎏)Sulfur (mg / kg) 130 이하130 or less 8585 8080 납 함량(g/L)Lead content (g / L) 0.013 이하0.013 or less 0.0100.010 0.0080.008 인 함량(g/L)Phosphorus content (g / L) 0.0013 이하0.0013 or less 0.0001 미만Less than 0.0001 0.0001 미만Less than 0.0001 총 방향족(부피%)Total aromatics (% by volume) 30 이하30 or less 2525 2020 벤젠(부피%)Benzene (% by volume) 1 이하1 or less 0.90.9 0.70.7 올레핀(부피%)Olefin (volume%) 18 이하18 or less 8.58.5 7.07.0 산소 함량(무게%)Oxygen content (% by weight) 0.5~2.3 0.5-2.3 0.90.9 1.01.0

본 발명의 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물은 내연기관의 연료로 사용시 가솔린 연료에 비하여 탄소산화물, 질소산화물 및 황산화물의 방출을 현저히 줄이면서도 금속부식성을 감소시키고, 내연기관의 연료로서 기존 가솔린의 품질기준을 만족시키며, 계면활성제를 포함함으로써 장기간 보존시에도 상 분리 및 침전현상이 나타나지 아니하여 저장안정성을 지닌 내연기관의 대체연료로서 유용한 것이다.The alcohol-based fuel composition for internal combustion engines having a phase separation capability of the present invention significantly reduces metal corrosion while reducing carbon oxides, nitrogen oxides, and sulfur oxides as compared to gasoline fuels when used as a fuel for internal combustion engines, and as a fuel for internal combustion engines. It satisfies the existing gasoline quality standards and contains surfactants, so it does not show phase separation and sedimentation even when stored for a long time.

Claims (6)

하기 물질을 포함하는 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물.Alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine having a phase separation ability comprising the following material. 1) 100 중량부의 메탄올1) 100 parts by weight of methanol 2) 5~35 중량부의 바이오 에탄올2) 5 to 35 parts by weight of bioethanol 3) 5~10 중량부의 이소프로판올3) 5-10 parts by weight of isopropanol 4) 5~10 중량부의 이소펜탄올4) 5-10 parts by weight of isopentanol 5) 10~20 중량부의 톨루엔5) 10 to 20 parts by weight of toluene 6) 10~20 중량부의 자일렌 6) 10-20 parts by weight of xylene 7) 30~50 중량부의 나프타7) 30-50 parts by weight of naphtha 8) 1~5 중량부의 계면활성제8) 1 to 5 parts by weight of surfactant 제 1항에 있어서, 상기 계면활성제는 음이온계, 양이온계 또는 비이온계 계면활성제 중에서 선택되는 것으로, 단독 또는 2종 이상을 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물.According to claim 1, wherein the surfactant is selected from anionic, cationic or nonionic surfactants, alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine having a phase separation prevention, characterized in that used alone or in combination of two or more. . 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 계면활성제는 솔비탄 모노올레이트, 솔 비탄 라우레이트, 솔비탄 팜미테이트, 솔비탄 스테아레이트 또는 솔비탄 트리올레이트 중에서 선택된 어느 하나의 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물.The method according to claim 1 or 2, wherein the surfactant comprises any one selected from sorbitan monooleate, sol non-laurate, sorbitan palmitate, sorbitan stearate or sorbitan trioleate. Alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine having a phase separation prevention ability. 제 1항에 있어서, 옥탄가 향상제인 MTBE 또는 ETBE 5~10 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물.The alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising 5 to 10 parts by weight of MTBE or ETBE, which is an octane number improver. 제 1항에 있어서, 이소펜탄 5~10 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물.The alcohol-based fuel composition for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising 5 to 10 parts by weight of isopentane. 제 1항에 있어서, 기존의 가솔린 또는 디젤유 등에 통상적으로 첨가하는 산화방지제, 부식방지제, 청정제, 연소촉진제 또는 유동성 향상제 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상분리 방지능을 갖는 내연기관용 알코올계 연료 조성물. The method of claim 1, further comprising any one or more additives selected from antioxidants, corrosion inhibitors, cleaning agents, combustion promoters or fluidity improving agents which are conventionally added to gasoline or diesel oil. Alcohol-based fuel composition for internal combustion engine having.
KR1020070038576A 2007-04-20 2007-04-20 Alcoholic fuel composition preventing phase separation for internal combustion engines KR100740486B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070038576A KR100740486B1 (en) 2007-04-20 2007-04-20 Alcoholic fuel composition preventing phase separation for internal combustion engines
CNA2007101883897A CN101289634A (en) 2007-04-20 2007-11-21 Alcoholic fuel composition preventing phase separation for internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070038576A KR100740486B1 (en) 2007-04-20 2007-04-20 Alcoholic fuel composition preventing phase separation for internal combustion engines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100740486B1 true KR100740486B1 (en) 2007-07-19

Family

ID=38498939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070038576A KR100740486B1 (en) 2007-04-20 2007-04-20 Alcoholic fuel composition preventing phase separation for internal combustion engines

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100740486B1 (en)
CN (1) CN101289634A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090066016A (en) * 2007-12-18 2009-06-23 (주)그린파워 Composition of environmentally friendly alternative fuel and method thereof
WO2015186858A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-10 김종근 Gasoline alternative alcohol-based fuel composition
WO2019093694A3 (en) * 2016-11-10 2019-06-27 주식회사 삼형에너지 Metholyne as alcohol fuel composition for internal combustion engine and method for producing metholyne
CN114717029A (en) * 2021-07-06 2022-07-08 湖北清合新能源科技有限公司 Efficient antistatic gasoline additive and preparation method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103773519B (en) * 2014-03-05 2016-03-02 海南大学 A kind of methyl alcohol straight-run spirit solubility promoter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259091A (en) * 1988-04-08 1989-10-16 Wan O Wan:Kk Fuel composition for automobile
KR20030077774A (en) * 2002-03-27 2003-10-04 (주)동진켐스타 Mixed Fuel Composition
US20040123518A1 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Eastman Alan D. Alcohol enhanced alternative fuels
KR100525362B1 (en) * 2005-01-11 2005-11-02 퓨라이프(주) Alcoholic fuel composition for internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259091A (en) * 1988-04-08 1989-10-16 Wan O Wan:Kk Fuel composition for automobile
KR20030077774A (en) * 2002-03-27 2003-10-04 (주)동진켐스타 Mixed Fuel Composition
US20040123518A1 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Eastman Alan D. Alcohol enhanced alternative fuels
KR100525362B1 (en) * 2005-01-11 2005-11-02 퓨라이프(주) Alcoholic fuel composition for internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090066016A (en) * 2007-12-18 2009-06-23 (주)그린파워 Composition of environmentally friendly alternative fuel and method thereof
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
WO2015186858A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-10 김종근 Gasoline alternative alcohol-based fuel composition
WO2019093694A3 (en) * 2016-11-10 2019-06-27 주식회사 삼형에너지 Metholyne as alcohol fuel composition for internal combustion engine and method for producing metholyne
CN114717029A (en) * 2021-07-06 2022-07-08 湖北清合新能源科技有限公司 Efficient antistatic gasoline additive and preparation method thereof
CN114717029B (en) * 2021-07-06 2023-10-20 湖北鑫悦兴能源有限公司 Efficient antistatic gasoline additive and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN101289634A (en) 2008-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5355064B2 (en) Fuel for premixed compression self-ignition engines
WO2007004789A1 (en) Fuel composition containing bioethanol and biodiesel for internal combustion engine
JP2009221240A (en) Fuel for premixed compression autoignition engine
KR100740486B1 (en) Alcoholic fuel composition preventing phase separation for internal combustion engines
AU2011269623B2 (en) Clear, high efficient and environmentally friendly gasoline product
KR100655101B1 (en) Fuel composition containing bioethanol and biodiesel for internal combustion engine
Gopinath et al. Experimental investigation on the effect of adding di methyl carbonate to gasoline in a SI engine performance
JP5019802B2 (en) Fuel for premixed compression self-ignition engines
JP2006037075A (en) Fuel oil composition for preliminarily mixing compression self-ignition type engine
TWI550080B (en) Automotive fuel composition
JP5545677B2 (en) Fuel for premixed compression self-ignition engines
CN103666590A (en) Alcohol-based fuel
CN107629824A (en) A kind of vehicle lead-free synthetic fuel
WO2012059015A1 (en) Methanol fuel that prevents phase separation
JP4938333B2 (en) Gasoline composition
KR100726098B1 (en) Fuel composition containing bioethanol and biodiesel for internal combustion engine
JP5130065B2 (en) Fuel oil composition for off-road premixed compression ignition engines
Mohsin et al. Effect of Biodiesel Blend on Exhaust Emission and Engine Performance of Diesel Dual Fuel Engine (Research Note)
CHA et al. A study on the characteristics of spark ignition engine cleanliness by low level bio-alcohol blending
JP4938334B2 (en) Gasoline composition
JP4746868B2 (en) gasoline
KR20100023598A (en) Fuel composition comprising alcohol
KR20050006005A (en) Alcohol Mixing Fuel Admixture for Car Engine
JP4746869B2 (en) High performance gasoline
JP6071695B2 (en) Fuel oil composition for premixed compression self-ignition engine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee