KR20090066016A - 친환경 대체 연료 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

친환경 대체 연료 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

친환경 대체 연료 조성물에 있어서, 파라핀계, 올레핀계 및 납센계를 포함하는 탄화수소 화합물 40 내지 60중량부와, 아로마틱계 탄화수소 화합물 15 내지 20중량부와, 탄소수 5개인 탄화수소 화합물 5 내지 10중량부와, 탄소수 9개인 탄화수소 화합물 7 내지 12중량부와, 톨루엔 3 내지 15중량부와, MTBE(methyl tertialry butylether) 4 내지 12중량부와, 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올 4 내지 20중량부를 포함할 수 있다. 상기한 친환경 대체 연료 조성물은 일반적인 가솔린과 비교할 때, 일산화탄소와 탄화수소 및 질소산화물 등의 유해 배기 가스량의 농도를 획기적으로 감소시켜 대기 오염을 최소화시킬 수 있다. 또한, 보통 가솔린에 비해 고옥탄가로 연료 효율이 높아 노킹현상을 억제하며 발열량이 높아 연비가 향상되는 효과가 있다.
연료, 유해 배기 가스, 옥탄가

Description

친환경 대체 연료 조성물 및 이의 제조 방법{COMPOSITION OF ENVIRONMENTALLY FRIENDLY ALTERNATIVE FUEL AND METHOD THEREOF}
본 발명은 친환경 대체 연료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대기오염의 주요 원인인 유해 배출 가스량을 획기적으로 감소시켜 주며, 고옥탄가로 내연기관의 엔진 효율을 높여주어 노킹현상이 감소되는 친환경 대체 연료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
현재 국제 유가가 연일 최고치를 경신하고 있다. 조만간 배럴당 100달러를 넘을 거라고 전문가들은 진단하고 있으며, 이러한 추세가 상당 기간 지속될 것으로 보고 있다. 소위 '고유가 시대'가 현실로 다가온 것이다. 이런 유가 상승은 전 세계적으로 파급 효과가 크다. 특히 개인의 소비부터 산업 활동, 성장 등 경제 전반에 악영향을 미칠 거라 예상되어 비산유국에는 커다란 경제적 타격을 줄 것으로 예상되고 있다.
그러나 지금의 세계적으로 각 국가의 에너지 정책은 안정적 원유 공급과 낮은 가격을 전제로 짜여 있으며, 유가 대책도 일시적 가격상승에 대한 임시적인 성격이 강한 편이다. 따라서 원유수급과 이용, 가격체계와 세제 등 에너지 정책 전반 이 고유가 시대에 맞게 전면 재조정되어야 할 실정이며, 원유를 대신할 대체연료 개발 역시 시급한 실정이다.
근래에 전 세계적으로 수소 연료나 원자력 및 태양에너지 등의 원유를 대체할 다양한 연료가 개발되고는 있으나, 이를 상용화하기에는 대체연료의 개발비와 그에 따른 시설 투자비용, 그리고 자동차 등 원유에서 추출되는 다양한 석유를 통해 가동 및 작동되는 장치를 모두 대체연료에 맞추어 개조 및 교체해야 하는 비용이 천문학적이므로 현재로서는 대체연료를 상용화하기에는 현실적으로 어렵다. 따라서, 현재 진행형인 고유가 문제를 해결하고 대체연료에 대한 시설 투자나 자동차 등 장치에 대한 개조나 교체 없이 바로 사용가능한 대체연료의 개발이 절실하다.
한편, 원유에서 추출된 휘발유에 의해 작동되는 자동차의 경우에는 엔진에서 배기를 할 때, 산소와 함께 미량의 불완전 연소된 연료의 성분이 항상 포함되어 배출된다. 이렇게 불완전하게 연소되는 연료가 많을수록 연소되는 효율을 저하시켜 연료 소모량을 증가되며, 휘발유가 점화될 때 부드럽게 연소되지 않고 폭발적으로 타는 노킹현상이 발생하게 된다. 또한, 불완전 연소되어 배기될 때 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 유황(S) 등의 인체에 유해한 공해 물질의 발생이 증가되어 인체뿐만 아니라 대기 오염 등 환경을 훼손시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 기술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 제1목적은 비용이 저렴하고 연료 효율을 향상시킬 수 있으며 친환경적인 대체 연료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2목적은 상기한 친환경 대체 연료 조성물의 제조하는데 적합한 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 친환경 대체 연료 조성물은 파라핀계, 올레핀계 및 납센계를 포함하는 탄화수소 화합물 40 내지 60중량부와, 아로마틱계 탄화수소 화합물 15 내지 20중량부와, 탄소수 5개인 탄화수소 화합물 5 내지 10중량부와, 탄소수 9개인 탄화수소 화합물 7 내지 12중량부와, 톨루엔 3 내지 15중량부와, MTBE(methyl tertialry butylether) 4 내지 12중량부와, 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올 4 내지 20중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 알코올은 이소프로필알코올 2 내지 5중량부 및 이소부틸알코올 2 내지 5중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 알코올은 에탄올 5 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 알코올은 메탄올 5 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 친환경 대체 연료 조성물의 제조 방법은, 파라핀계, 올레핀계 및 납센계를 포함하는 탄화수소 화합물 40 내지 60중량부와, 아로마틱계 탄화수소 화합물 15 내지 20중량부와, 탄소수 5개인 탄화수소 화합물 5 내지 10중량부와, 탄소수 9개인 탄화수소 화합물 7 내지 12중량부와, 톨루엔 3 내지 15중량부와, MTBE(methyl tertialry butylether) 4 내지 12중량부와, 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올 4 내지 20중량부를 반응조에 투입하여 1 내지 3시간 혼합 제조할 수 있다.
본 발명인 친환경 대체 연료 조성물은 배기가스 중의 일산화탄소와 탄화수소 및 질소산화물의 대기 오염 물질의 배출을 현저히 낮추어 주는 효과가 있다. 그 외에도 옥탄가가 휘발유보다도 월등히 높기 때문에 내연기관의 이상연소를 방지하여 출력 및 토크를 향상시켜 차량 연비 개선, 엔진 소음의 저하 및 고속 주행 시 주행 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 친환경 연료는 발화 온도가 기존의 휘발유보다 높으므로 안정성이 향상되는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 연료 조성물은 기존의 내연 기관에 개조없이 사용할 수 있으며, 내부식성이 우수하여 내연 기관의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 사용 빈도가 낮은 부산물의 사용함으로써 주어 원유 정제 작업의 효율을 높힐 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 친환경 대체 연료 조성물 및 이 의 제조 방법을 상세히 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 상기 중량%와 중량부는 상호 교환적으로 사용될 수 있으며 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다.
친환경 대체 연료 조성물
본 발명에 따른 친환경 대체 연료 조성물은 파라핀계, 올레핀계 및 납센계를 포함하는 제1탄화수소 화합물, 아로마틱계 제2탄화수소 화합물, 탄소수 5개인 제3탄화수소 화합물, 탄소수 9개인 제4탄화수소 화합물, 톨루엔, MTBE(methyl tertialry butylether), 알코올을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1탄화수소 화합물은 파라핀계(paraffin series)를 주 구성성분으로 하며, 예를 들면, 파라핀계 81 내지 94의 중량부, 올레핀계(Olefin series) 2 내지 8의 중량부, 납센계(naphthene series) 2 내지 8의 중량부 및 아로마틱계(aromatic series) 1 내지 4의 중량부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
보다 상세하게 설명하면, 파라핀계는 화학식이 CnH(2n+2)이며, 구조상 직렬쇄상 구조 또는 사슬 모양 구조라고도 한다. 또한, 연소성이 양호하고, 경질분이나 납(wax)성분이 풍부하며 비중이 작다. 올레핀계는 보통식 CH으로 나타내는 지방족불포화 화합물의 총칭으로서, 화학식은 CnH(2n-2)으로 표시된다. 구조상 상기 파라핀계와 동일한 직렬쇄상 구조이며, 2중 결합이 1개가 존재하여 상기 파라핀계보다 같은 직렬쇄상의 구조를 가지고 있더라도 연소성 면에서 상기 파라핀계보다 떨어지 고, 나프텐계보다는 우수하다. 납센계는 나프텐계라고도 하며 화학식은 CnH2n로서, 환상 구조를 가지며, 상기 파라핀계보다는 연소성이 떨어진다. 아로마틱계는 방향족계라고도 하며, 화학식은 CnH(2n-6)으로, 이 역시 납센계와 동일한 환상 구조이나 2중 결합이 존재하여 상기 납센계보다는 연소성이 나쁘다. 이러한 구성으로 이루어진 상기 제1탄화수소 화합물은 인화점은 약 38℃이고, 끓는점이 30 내지 150℃이며, 0.6710 내지 0.7236의 비중을 갖게 된다.
상기 제2탄화수소 화합물은 아로마틱계를 주 성분으로 하며, 인화점은 약 38℃이고, 끓는점이 155 내지 181℃이며, 비중이 0.86 내지 0.88인 특성을 보인다. 예를 들면, 상기 제2탄화수소 화합물은 트리메틸벤젠(trimethylbenzene), 나프타(naphtha), 크실렌(xylene), 이소프로필벤젠(isopropyl benzene) 및 에틸벤젠(ethyl benzenes)으로 구성될 수 있다.
상기 제3탄화수소 화합물은 탄소수가 5인 유기 용제로서, 통상적으로 C5라고 불리는 석유 정제시 발생하는 부산물이다. 예를 들면, 상기 제3탄화수소 화합물로서 분자식은 C5H12, 녹는점이 약 -129℃, 끓는점은 약 36℃, 비중이 0.62632(at 20℃), 인화점은 약 -43℃인 특성을 갖는 펜탄(pentane)이 사용될 수 있다.
상기 제4탄화수소 화합물은 탄소수가 9개인 유기 용제로서, 보통적으로 C9라 불린다. 일 예로서, 분자식이 C9H20, 분자량은 약 128.3, 녹는점은 약 -53.52℃, 끓는점이 약 150℃, 비중이 약 0.71인 노난(nonane)이 있다.
예를 들면, 본 발명에 따른 친환경 대체 연료 조성물은 상기 제1탄화수소 화합물 40 내지 60중량부와, 상기 제2탄화수소 화합물 15 내지 20중량부와, 상기 제3 탄화수소 화합물 5 내지 10중량부와, 상기 제4탄화수소 화합물 7내지 12중량부와, 톨루엔 3 내지 15중량부와, MTBE(methyl tertialry butylether) 4 내지 12중량부와, 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올 4 내지 20중량부를 포함하는 것이 발화 온도(연소점), 옥탄가, 연비 및 내부식성을 향상시키고 일산화탄소, 탄화수소 및 질소 산화물과 같은 유해 배출 가스량을 저감시키는 데 유리하다.
여기서, 상기 제1탄화수소 화합물이 40 중량부 미만으로 포함되는 경우 엔진 폭발력이 떨어질 수 있고, 60 중량부를 초과하는 경우에는 노킹 현상이 과도하게 발생하므로 내연 기관에 악영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 상기 제1탄화수소 화합물은 40 내지 60 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2탄화수소 화합물이 15중량부 미만으로 포함되는 경우 연비가 낮아지는 문제가 있고, 20중량부를 초과하는 경우에는 엔진 소음이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다. 그러므로 상기 제2탄화수소 화합물은 15 내지 20중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 제3탄화수소 화합물은 5 내지 10중량부로 포함되고, 상기 제4탄화수소 화합물은 7 내지 12중량부로 포함되는 것이 엔진 효율을 향상시키고, 연료의 소비를 절약시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 한편, 상기 제3탄화수소 화합물 또는 제4탄화수소 화합물과 같은 원유의 정제 과정에서 추출되는 부산물들은 생산량에 비해 사용되는 분야가 극히 제한적이므로 저렴한 가격으로 공급이 가능한 물질들이다. 그러므로 제3 및 제4탄화수소 화합물의 사용함으로써, 상기 친환경 대체 연료 조성물을 제조할 때 발생하는 비용을 절약할 수 있다.
또한, 톨루엔은 3중량부 미만으로 포함되는 경우, 상기 제1탄화수소 화합물과 제2탄화수소 화합물의 폭발력이 낮아져 차량의 엔진 출력이 저하되는 문제가 생기고, 15중량부를 초과하는 경우에는 연비가 낮아지며, 또한 폭발력이 지나치게 강해져 엔진에 부담을 줄 수 있다. 이에 따라, 톨루엔은 15 내지 20중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
MTBE는 질소 산화물, 일산화탄소 등을 감소시킬 목적으로 가솔린 혼합물에 사용되는 물질이다. 이러한 MTBE는 옥탄가가 약 118로 매우 높아 가솔린의 옥탄가 향상에 기여한다. 상기 친환경 대체 연료 조성물에서 MTBE는 4 내지 12 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이는 4중량부 미만인 경우 상술한 효과를 나타내기에 부족하고 출력이 낮아질 수 있으며, 12중량부를 초과할 경우 자연 발화의 위험성이 있으며, 통상의 가솔린보다 단가가 올라가기 때문에 부적합하기 때문이다.
한편, 상기 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올로서는 이소프로필알코올, 이소부틸알코올, 에탄올 및 메탄올 등이 있으며, 배출 가스 저감 면에서 상기 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올은 이소프로필알코올 2 내지 5중량부 및 이소부틸알코올 2 내지 5중량부를 포함하는 것이 엔진 성능 및 유해 가스 배출을 저감시키는 측면에서 바람직하다.
이와는 다르게, 본 발명에 따른 친환경 대체 연료 조성물에 포함되는 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올은 에탄올 5 내지 10 중량부 또는 메탄올 5 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기한 친환경 대체 연료 조성물은 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있 다. 예를 들면, 소정의 반응조에 파라핀계, 올레핀계 및 납센계를 포함하는 탄화수소 화합물 40 내지 60중량부와, 아로마틱계 탄화수소 화합물 15 내지 20중량부와, 탄소수 5개인 탄화수소 화합물 5 내지 10중량부와, 탄소수 9개인 탄화수소 화합물 7 내지 12중량부와, 톨루엔 3 내지 15중량부와, MTBE(methyl tertialry butylether) 4 내지 12중량부와, 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올 4 내지 20중량부를 투입하여, 예를 들면 1 내지 3시간 동안 실질적으로 균일하게 혼합함으로써 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물을 제조할 수 있다.
하기에서는 본 발명에 따른 친환경 대체 연료 조성물 제조 방법의 실시예들과 비교예를 설명한 후 상기 실시예들과 비교예에 대한 평가 결과에 대해 설명하기로 한다.
실시예 1 내지 3
[표 1]
구성요소 실시예 1 실시예 2 실시예 3
제1탄화수소 화합물 49 44 48
제2탄화수소 화합물 12 15 10
제3탄화수소 화합물 8 12 8
제4탄화수소 화합물 7 5 5
툴루엔 10 10 12
MTBE 10 12 10
이소프로필알코올 2 1 2
이소부틸알코올 2 1 -
메탄올 - - 5
상기 [표 1]을 참조하면, 상기 실시예1에 따른 친환경 연료 대체 연료 조성물은 제1탄화수소 화합물 49중량부, 제2탄화수소 화합물 12중량부, 제3탄화수소 화합물 8중량부, 제4탄화수소 화합물 7중량부, 톨루엔 10중량부, MTBE 10중량부, 이소프로필알코올 2중량부 및 이소부틸알코올 2중량부를 이용하여 준비하였다. 여기 서, 상기 제1탄화수소 화합물로는 대련석유화학공사(Dalian Petrochemical Corp)에서 시판 중인 용제유-120호(溶劑油-120號, 제품명)를 이용하였고, 상기 제2탄화수소 화합물로는 대경석유화학공사의 용제유-200호(溶劑油-200號, 제품명)를 이용하였으며, 상기 제3탄화수소 화합물로는 길림석유화학회사의 탄오(C5) 유분을 사용하였다.
상기 실시예2에 따른 친환경 대체 연료 조성물은 제1탄화수소 화합물 44중량부, 제2탄화수소 화합물 15중량부, 제3탄화수소 화합물 12중량부, 제4탄화수소 화합물 5중량부, 톨루엔 10중량부, MTBE 12중량부, 이소프로필알코올 1중량부 및 이소부틸알코올 1중량부를 이용하여 준비하였다.
상기 실시예3은 제1탄화수소 화합물 48중량부, 제2탄화수소 화합물 10중량부, 제3탄화수소 화합물 8중량부, 제4탄화수소 화합물 5중량부, 톨루엔을 12중량부, MTBE 10중량부, 1 내지 4 탄소수를 갖는 알코올로서 이소프로필알코올 2중량부 및 메탄올 5중량부를 혼합하여 상기 친환경 대체 연료 조성물을 수득하였다.
마찬가지로, 상기 제2 및 제3 실시예에서의 제1탄화수소 화합물은 대련석유화학공사(Dalian Petrochemical Corp)에서 시판 중인 용제유-120호(溶劑油-120號, 제품명)를 이용하였고, 대경석유화학공사의 용제유-200호(溶劑油-200號, 제품명)를 이용하였으며, 상기 제3탄화수소 화합물로는 길림석유화학회사의 탄오(C5) 유분을 사용하였다.
비교예 1
중국에서 판매되고 있는 중국석유화공주식유한공사(중국석화)의 가솔린(일반 무연 휘발유, 옥탄가 93)을 사용하였다.
평가예 1 내지 5
상술한 실시예 1 내지 3에 따른 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물과 상기 비교예 1에 따른 종래의 가솔린을 동일한 차종(시험차종: 2005년식 기아(KIA) 사의 오피러스 차량)에 동일한 양을 주유한 후 탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물, 유황 등의 배출가스 농도, 옥탄가, 연비 및 내부식성을 비교 분석하였다.
평가예 1
상기 [표 2] 내지 [표 5]에 기재된 평가예 1은 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물과 보통 가솔린의 탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물 및 유황함유량 등의 유해 가스 배출량을 각각 비교한 것이다.
[표 2] 탄화수소(HC) 배출가스량
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
탄화수소 가스량 (g/㎞) 0.657 0.081 0.074 0.080
상기 표 2를 참조하면, 탄화수소 배출량은 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물이 보통 가솔린에 비해 약 0.5 내지 0.6g/㎞ 즉, 7배에서 9배까지 적은 탄화수소를 배출함으로써, 탄화수소 가스량을 월등히 줄여준다.
[표 3] 일산화탄소(CO) 배출가스량
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
일산화탄소 가스량 (g/㎞) 0.081 0.053 0.050 0.056
표 3을 참조하면, 일산화탄소 배출량은 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물이 보통 가솔린에 비해 0.022 내지 0.034g/㎞ 정도 적게 일산화탄소 가스량을 배출 하는 것을 알 수 있다.
[표 4] 질소산화물(NOx) 배출가스량
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
질소산화물(ppm) 1395 1060 1120 1032
표 4를 참조하면, 질소 산화물 배출량은 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물이 보통 가솔린에 비해 275 내지 363ppm 적게 배출하는 것을 알 수 있다.
[표 5] 유황 함유량 비교
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
유황 함유량(ppm) 200 1 0.995 0.984
표 5를 참조하면, 유황 함유량은 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물이 보통 가솔린에 비해 195 내지 200ppm 정도 적게 질소 산화물을 배출하여 사실상 거의 배출되지 않는 것을 알 수 있다.
본 발명의 친환경 대체 연료의 조성물은 표 2 내지 5에서 알 수 있듯이 배출 가스량이 모두 낮은 실험 성적을 얻었다. 따라서, 연소시 배출되는 일산화탄소와 탄화수소 및 질소 산화물의 양을 저감시켜 배출량을 감소시킬 수 있다. 또한, 유황 성분도 거의 포함되지 않아 황산화물(SOx)의 배출도 없어 친환경적이며, 대기 오염을 효과적으로 방지해 준다.
평가예 2
상기 [표 6] 내지 [표 7]에 기재된 평가예 2는 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물과 보통 가솔린의 연비와 옥탄가를 각각 비교한 것이다.
[표 6] 연비 비교
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
연 비(㎞/1L) 8.7 8.9 9.5 8.9
표 6을 참조하면, 연비 비교는 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물이 보통 가솔린에 비해 0.2㎞/1L 내지 1㎞/1L 정도 연비가 향상된 것을 알 수 있다.
[표 7] 옥탄가 비교
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
옥 탄 가(RON) 93 95.4 94.2 96
표 7을 참조하면, 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물이 보통 가솔린에 비해 1.4 내지 3 정도 옥탄가가 향상된 것을 알 수 있다.
본 발명의 친환경 대체 연료의 조성물은 표 6 및 7에서 알 수 있듯이 연비와 옥탄가가 모두 가솔린에 비해 증가된 수치를 보여주고 있다. 이는 상기 친환경 대체 연료 조성물이 고옥탄가로, 점화될 때 부드럽게 연소되어 노킹현상을 최소화시켜주어 연료 효율이 좋아질 뿐만 아니라 이로 인해, 연비 또한 향상되는 효과가 있다.
평가예 3
상기 [표 8]에 기재된 평가예 3은 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물과 보통 가솔린의 발화점을 각각 비교한 것이다.
[표 8] 발화점 비교(연소점)
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
발화점(℃) 300 435 440 431
표 8을 참조하면, 발화점 비교는 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물이 보통 가솔린에 비해 130℃ 내지 145℃ 정도 높은 것을 알 수 있다. 발화점이 낮을 경우 연료를 연소하는 과정에서 필요 이상으로 엔진의 내부 온도가 상승해서 엔진에 손상을 줄 수 있으며 배기 과정과 연로 분사 과정이 원활하지 않아서 분사 노즐의 고 장의 원인이 되어 엔진을 교체해야 되는 경우도 발생한다. 그러나 상기 친환경 대체 연료 조성물은 가솔린에 비해 발화점이 현저히 높음으로 인해 엔진에 대한 손상을 가솔린에 비해 최소화시켜 준다.
평가예 4
상기 [표 9]에 기재된 평가예 4는 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물과 보통 가솔린의 부식도를 각각 비교한 것이다.
[표 9] 내부식성 비교
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3
내부식성(50℃,3Hr) 1 이하 1a 1a 1a
표 9를 참조하면, 부식도 비교는 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물이 보통 가솔린에 비해 현저히 낮음을 알 수 있다. 이로 인해, 상기 친환경 대체 연료 조성물을 주유하더라도 엔진 내부 및 연료 계통에 관련된 강판 또는 금속 고무류의 부식성을 최소화시켜 준다. 이로 인해, 종래의 가솔린 엔진에 특별한 장치나 개조, 부품의 교환을 하지 않고 그대로 주유하여 사용할 수 있다.
[표 10] 유럽 무연 휘발유 품질 기준 비교
유럽무연 휘발유기준 실시예 1 실시예 2 실시예 3
인 함량(g/L) 0.005이하 0.001 0.002 0.002
벤젠함량(부피%) 2.5 이하 0.18 0.1 0.1
방향족화합물(부피%) 40 이하 35 30.9 15.8
올레핀함량(부피%) 35 이하 6 7.8 15.0
Mercaptan Sulfur Compliance Compliance Compliance Compliance
현존검(actual GUM) (㎎/100mL) 5.0 이하 5.7 2.2 2.4
증 류 성 상 10%유출온도 70 이하 75 73 54
50%유출온도 125 이하 105 95 72
90%유출온도 175 이하 135 138 104
종류점 온도 225 이하 178 185 146
잔류량(부피%) 2.0 이하 0.9 1.0 0.8
증기압( kpa ) (88)74이하 25 49 46
산화안정도(분) 480 이상 540 120 1135
유황,%(m/m) 0.05 이하 0.02 0.00394 0.00353
동판부식(50℃, 3 Hr ) 1 이하 1 1 1
Water - soluble acid or alkali none none none none
Mechanical impurities and water none none none none
산소함량(무게%) 2.7 이하 2.0 2.2 9.6
메탄올함량(무게%) 0.3 이하 - 0.1 11.1
납 합량 (g/L) 0.018 이하 - 0.008 0.007
철 함량(g/L) 0.01 이하 0.002 0.0004 0.006
표 10을 참조하면, 유럽 무연 휘발유의 품질 기준에 따른 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물의 검사 결과를 비교한 표이다. 비교 결과, 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물은 유럽 무연 휘발유 품질 기준에 실질적으로 만족하는 우수한 결과를 보이고 있음을 알 수 있다.
예를 들면, 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 본 발명의 대체 연료 조성물은 발암성물질의 생성 원인이 되는 인, 방향족 화합물, 벤젠 및 올레핀 함량이 유럽 기준에 비해 크게 낮은 결과를 나타내었다. 또한, 배기가스 성분 중 일산화탄소(CO)와 유해탄화수소성분(HC)의 배출 감소효과가 있는 산소함량은 실시예 1 및 실시예 2에 따른 대체 연료 조성물의 경우 유럽 기준치(2.7 이하)에 만족하였다. 여기서, 실시예 3 경우에는 메탄올 성분으로 인하여 산소 함량이 9.6으로 높게 나 타난 것으로 보인다. 따라서, 유럽의 산소 함량 기준을 만족하기 위해서는 메탄올을 첨가하지 않는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
한편, 선진국의 규격 강화추세에 맞추어 더욱 강화되고 있는 유황의 함량의 경우, 실시예 1은 유럽 기준치(0.05이하) 보다 크게 낮은 0.02로 나타났고, 특히 실시예 2 및 3의 경우 거의 검출되지 않았다. 또한, 납 및 철 또한 본 발명의 실시예 1 내지 3에서는 유럽 기준치들(0.18이하 / 0.01이하)보다 현저하게 낮게 나타난 것을 확인할 수 있다.
상술한 평가예 1 내지 5를 통해 본 발명의 친환경 대체 연료 조성물은 보통 가솔린보다 탄화수소, 일산화탄소, 질소 산화물 등 공해의 원인이 되는 유해 배출가스량이 현저히 낮으므로 친환경적이며, 옥탄가가 높아 연료 효율이 좋을 뿐만 아니라 연비까지 높은 편이다. 뿐만 아니라, 강판 및 금속 고무류의 부식성을 최소화시켜 줌으로서, 종래의 가솔린 엔진을 그대로 사용할 수 있는 것으로 판명되었다. 무엇보다, 유럽 무연 휘발유 품질 기준에도 실질적으로 만족하는 결과를 나타내어 향후 유럽 시장에서도 이용 가능성이 높을 것으로 기대되고 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었으나 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

  1. 파라핀계, 올레핀계 및 납센계를 포함하는 탄화수소 화합물 40 내지 60중량부와, 아로마틱계 탄화수소 화합물 15 내지 20중량부와, 탄소수 5개인 탄화수소 화합물 5 내지 10중량부와, 탄소수 9개인 탄화수소 화합물 7내지 12중량부와, 톨루엔 3 내지 15중량부와, MTBE(methyl tertialry butylether) 4 내지 12중량부와, 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올 4 내지 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 대체 연료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알코올은 이소프로필알코올 2 내지 5중량부 및 이소부틸알코올 2 내지 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 대체 연료 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 알코올은 에탄올 5 내지 10중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 대체 연료 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 알코올은 메탄올 5 내지 10중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 대체 연료 조성물.
  5. 파라핀계, 올레핀계 및 납센계를 포함하는 탄화수소 화합물 40 내지 60중량 부와, 아로마틱계 탄화수소 화합물 15 내지 20중량부와, 탄소수 5개인 탄화수소 화합물 5 내지 10중량부와, 탄소수 9개인 탄화수소 화합물 7 내지 12중량부와, 톨루엔 3 내지 15중량부와, MTBE 4 내지 12중량부와, 1 내지 4의 탄소수를 갖는 알코올 4 내지 20중량부를 반응조에 투입하여 1 내지 3시간 혼합 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 대체 연료 조성물의 제조 방법.
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