KR20210047754A - 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물 - Google Patents

연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20210047754A
KR20210047754A KR1020190131722A KR20190131722A KR20210047754A KR 20210047754 A KR20210047754 A KR 20210047754A KR 1020190131722 A KR1020190131722 A KR 1020190131722A KR 20190131722 A KR20190131722 A KR 20190131722A KR 20210047754 A KR20210047754 A KR 20210047754A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gasoline
carbon atoms
distribution
range
boiling point
Prior art date
Application number
KR1020190131722A
Other languages
English (en)
Inventor
김학노
Original Assignee
김학노
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 김학노 filed Critical 김학노
Priority to KR1020190131722A priority Critical patent/KR20210047754A/ko
Publication of KR20210047754A publication Critical patent/KR20210047754A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/16—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/06—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for spark ignition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/16—Hydrocarbons
    • C10L1/1616—Hydrocarbons fractions, e.g. lubricants, solvents, naphta, bitumen, tars, terpentine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/16—Hydrocarbons
    • C10L1/1625—Hydrocarbons macromolecular compounds
    • C10L1/1633—Hydrocarbons macromolecular compounds homo- or copolymers obtained by reactions only involving carbon-to carbon unsaturated bonds
    • C10L1/165—Hydrocarbons macromolecular compounds homo- or copolymers obtained by reactions only involving carbon-to carbon unsaturated bonds from compounds containing aromatic monomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/185—Ethers; Acetals; Ketals; Aldehydes; Ketones
    • C10L1/1852—Ethers; Acetals; Ketals; Orthoesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L2250/00—Structural features of fuel components or fuel compositions, either in solid, liquid or gaseous state
    • C10L2250/02—Microbial additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L2270/00—Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02—Specifically adapted fuels for internal combustion engines
    • C10L2270/023—Specifically adapted fuels for internal combustion engines for gasoline engines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/34—Applying ultrasonic energy

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)

Abstract

본 발명은 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로, 가솔린(gasoline) 엔진의 구조 및 부품의 변경을 필요로 하지 않고 기존의 가솔린과 같은 정도 또는 그 이상의 성능과 출력을 얻을 수 있으며, 배출가스의 CO, HC, NOx 농도가 기존의 가솔린과 비교해서 현저하게 감소하는 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 정유공정 또는 석유화학공정에서 부산(副産)되는 탄화수소 화합물과 본 발명의 생물학적 계면활성제의 높은 표면활성으로부터 극성이 다른 탄화수소 화합물을 균질하게 혼합 분산시켜 가솔린 품질범위에 접근할 수 있으며, 가솔린 내연기관에서 이상연소를 방지하여 출력향상은 물론 배출가스의 CO, HC, NOx를 저감하여 대기오염을 방지할 수 있으며, 특히 기존 가솔린을 대체할 수 있어 석유에너지 자원을 절약할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물{Fuel additive and fuel composition containing the same}
본 발명은 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로, 가솔린(gasoline) 엔진의 구조 및 부품의 변경을 필요로 하지 않고 기존의 가솔린과 같은 정도 또는 그 이상의 성능과 출력을 얻을 수 있으며, 배출가스의 CO, HC, NOx 농도가 기존의 가솔린과 비교해서 현저하게 감소하는 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 대한민국등록특허번호 제10-1324465호를 개량한 것이다.
정유공정 또는 석유화학공정에서 부산(副産)되는 탄화수소 화합물을 가솔린 범위의 탄화수소로 전환시킬 수 있는 연료유 생산기술과 가솔린의 성능을 향상시키는 첨가제 연구가 계속 진행되고 있다.
그러나, 현재까지 정유공정 또는 석유화학공정에서 부산되는 탄화수소 화합물들을 이용한 청정 가솔린 연료첨가제와 이를 활용한 가솔린적 대체연료유의 두 가지 목적을 달성할 수 있는 기술이 개발되지 못하고 있다.
종래의 기술로써, 지금까지 여러 용도의 연료첨가제 및 제조방법이 개발되어 공지된 바 있다.
예를 들면, 연료효율을 개선한 연료첨가제(한국특허등록번호 10-0544568), 액체연료 연소촉진용 연료첨가제 및 그 제조방법(한국특허등록번호 10-0540378), 내연기관용 연료첨가제(한국특허등록번호 10-0584224), 효소계 연료첨가제(한국특허등록번호 10-0390973), 연료첨가제 조성물 및 연료처리방법(한국공개특허공보 10-2001-0089264)의 예가 개시되어 있다.
또한, 대체연료유 및 그 제조방법과 그 제조장치(한국공개특허 특1995-0005936),대체연료(한국공개특허 특2000-0010915), 가솔린 대체연료(한국공개특허 특2003-0052783), 가솔린 기관용 알코올 대체연료 조성물(한국공개특허 10-2004-0088798), 가솔린 대체연료 및 가솔린 첨가제(한국공개특허 특2001-0073722), 상분리방지 및 부식방지 내연기관용 대체연료(한국등록특허 10-0741641), 연료첨가제 및 이를 함유한 연료조성물(한국등록특허 10-0822381)의 예가 계시되어 있다.
이와 같은 종래의 연료첨가제 또는 연료유로써 부가기능을 갖는 첨가제 성분과 첨가비율들을 가솔린 엔진들에 적합하도록 선정하고 개발하는 기술이 상당히 어려운 일이며, 이들 연료첨가제 및 연료유를 객관적으로 평가하기 위하여 동일 조건을 선정하는 기술이 애로기술의 하나이다.
또한, 연료유로는 기존 가솔린과 엔진의 호환성이 가장 중요하고, 자동차 엔진에서 연소를 통하여 가장 우수한 연비성능을 발휘하도록 하는 것과 엔진보호는 물론 배출가스 오염물질(CO, HC, NOx)을 최소화 할 수 있는 성분으로 제조되어야 한다.
본 발명자들은 상기 공지 기술들의 문제점을 해결하고, 연료첨가제와 연료유의 두 가지 목적을 달성하기 위하여, 생물학적 또는 화학적으로 안정되고 생분해되는 것으로, 자연환경에 해롭지 않은 생물학적 계면활성제(bio-surfactant)를 발명하였다.
본 발명의 생물학적 계면활성제를 가솔린 연료첨가제 및 연료유에 배합함으로써 탄화수소 화합물의 비중 또는 극성(極性) 차이에 따른 상분리, 침전, 탈혼합을 방지하고, 따라서 사용중 또는 저장중에 산화중합반응에 의한 산화물질을 생성하거나 비휘발성의 검질(gum)을 석출하지 않는다.
본 발명에서는 가솔린 연료첨가제를 혼합비율과 관계없이 기존 가솔린과 혼합(1 ~ 99wt％) 또는 단독(100wt％)으로 사용 하더라도 자동차성능 또는 사용상의 문제가 없으면서 대기오염물질인 CO, HC, NOx를 현저하게 감소시킬 수 있는 생물학적 계면활성제 조성물을 이용하여 종래 기술의 문제점을 해결함과 동시 기존의 가솔린을 대체할 수 있음을 알고, 본 발명을 완성하게 되었다.
한국특허등록번호 제10-0544568호 한국특허등록번호 제10-0540378호 한국특허등록번호 제10-0584224호 한국특허등록번호 제10-0390973호 한국공개특허공보 제10-2001-0089264호
정유공정 또는 석유화학공정에서 부산(副産)되는 다종의 탄화수소 화합물 또는 잔사유를 가솔린 범위의 탄화수소로 전환시킬 수 있는 연료유 생산기술과 가솔린의 성능을 향상시키는 연료첨가제 연구가 계속 진행되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 정유공정 또는 석유화학공정에서 부산(副産)되는 탄화수소 화합물을 이용하여 가솔린 범위의 탄화수소 전환기술과 생물학적 계면활성제(bio-surfactant)의 탄화수소 혼합기술을 이용하여 기존 가솔린 엔진의 구조 또는 부품의 변경을 필요로 하지 않고, 기존의 가솔린과 같은 정도 또는 그 이상의 출력을 얻을 수 있으며, 배출가스의 CO, HC, NOx의 배출농도가 기존의 가솔린과 비교해서 현저하게 저감하는 새로운 청정 가솔린 연료첨가제와 이를 함유한 청정 가솔린적 연료유 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물은,
a) 탄소원자 수가 4 ~ 11 분포이고, 비점이 30 ~ 200℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 경질나프타(light straight-run naphtha) 또는 중질나프타(heavy straight-run naphtha) 또는 접촉개질 나프타(catalytic reforming naphtha) 1 ~ 73wt％;
b) 탄소원자 수가 9 ~ 14 분포이고, 비점이 175 ~ 325℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족계 탄화수소 화합물(aromatic kerosene) 또는 지방족계 탄화수소 화합물(aliphatic kerosene) 1 ~ 30wt％;
c) 탄소원자 수가 6 ~ 8 분포이고, 비점이 65 ~ 143℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 비방향족 라피네이트(non-aromatic raffinate) 또는 지방족 탄화수소 화합물(aliphatic hydrocarbon) 1 ~ 73wt％;
d) 탄소원자 수가 6 ~ 9의 분포이고, 비점이 80 ~ 152℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족 탄화수소 화합물 또는 이성질체(ethyl benzene, isopropyl benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene) 1 ~ 53wt％;
e) 탄소원자 수가 9 ~ 18 분포이고, 40℃에서의 동점도가 0.9 ~ 10cSt 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 다핵 방향족 탄화수소 화합물(C9+aro) 또는 중질 탄화수소 화합물(heavy end) 1 ~ 59wt％;
f) 탄소원자 수가 5 ~ 6 분포이고, 비점이 55 ~ 88℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 에테르 산화물(methyl tertiary butyl ether, ethyl tertiary butyl ether, tertiary amyl methyl ether) 1 ~ 36wt％;
g) 탄소원자 수가 1 ~ 4 분포이고, 비점이 64 ~ 107℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 1가 ~ 3가 알코올 또는 알킬기를 포함하는 지방족 탄화수소 유도체(methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol) 1 ~ 33wt％;
h) 탄소원자 수가 5 ~ 6 분포이고, 비점이 36 ~ 80℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 탄화수소 화합물 또는 이성질체(n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane) 1 ~ 30wt％;
Bacillus khr-10-mx(KCTC 3358P)가 생산하는 생물학적 계면활성제 0.1 ~ 15wt％를 포함하고; 각각의 원료 저장 탱크(storage tank)에서 극성이 가까운 순으로 블랜딩 탱크로 이송 배합하고, 여기서 블로워(blower) 0.1 ~ 1.0kg/㎤의 토출압력으로 10 ~ 30분간 블랜딩(blending)함과 동시 가변 주파수를 갖는 초음파 변환기를 블랜딩 탱크 또는 초음파 탱크에 배치하고 초음파 공급단계가 600 ~ 1,200w 사이의 변환기 파워에서 28 ~ 40kHz 사이의 주파수를 가진 초음파 에너지를 공급하는; 상기 단계들로 제조됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
본 발명에 따른 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물을 통해, 정유공정 또는 석유화학공정에서 부산(副産)되는 탄화수소 화합물과 본 발명의 생물학적 계면활성제의 높은 표면활성으로부터 극성이 다른 탄화수소 화합물을 균질하게 혼합 분산시켜 가솔린 품질범위에 접근할 수 있으며, 가솔린 내연기관에서 이상연소를 방지하여 출력향상은 물론 배출가스의 CO, HC, NOx를 저감하여 대기오염을 방지할 수 있으며, 특히 기존 가솔린을 대체할 수 있어 석유에너지 자원을 절약할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물은,
a) 탄소원자 수가 4 ~ 11 분포이고, 비점이 30 ~ 200℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 경질나프타(light straight-run naphtha) 또는 중질나프타(heavy straight-run naphtha) 또는 접촉개질 나프타(catalytic reforming naphtha) 1 ~ 73wt％;
b) 탄소원자 수가 9 ~ 14 분포이고, 비점이 175 ~ 325℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족계 탄화수소 화합물(aromatic kerosene) 또는 지방족계 탄화수소 화합물(aliphatic kerosene) 1 ~ 30wt％;
c) 탄소원자 수가 6 ~ 8 분포이고, 비점이 65 ~ 143℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 비방향족 라피네이트(non-aromatic raffinate) 또는 지방족 탄화수소 화합물(aliphatic hydrocarbon) 1 ~ 73wt％;
d) 탄소원자 수가 6 ~ 9의 분포이고, 비점이 80 ~ 152℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족 탄화수소 화합물 또는 이성질체(ethyl benzene, isopropyl benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene) 1 ~ 53wt％;
e) 탄소원자 수가 9 ~ 18 분포이고, 40℃에서의 동점도가 0.9 ~ 10cSt 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 다핵 방향족 탄화수소 화합물(C9+aro) 또는 중질 탄화수소 화합물(heavy end) 1 ~ 59wt％;
f) 탄소원자 수가 5 ~ 6 분포이고, 비점이 55 ~ 88℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 에테르 산화물(methyl tertiary butyl ether, ethyl tertiary butyl ether, tertiary amyl methyl ether) 1 ~ 36wt％;
g) 탄소원자 수가 1 ~ 4 분포이고, 비점이 64 ~ 107℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 1가 ~ 3가 알코올 또는 알킬기를 포함하는 지방족 탄화수소 유도체(methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol) 1 ~ 33wt％;
h) 탄소원자 수가 5 ~ 6 분포이고, 비점이 36 ~ 80℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 탄화수소 화합물 또는 이성질체(n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane) 1 ~ 30wt％;
Bacillus khr-10-mx(KCTC 3358P)가 생산하는 생물학적 계면활성제 0.1 ~ 15wt％를 포함하고; 각각의 원료 저장 탱크(storage tank)에서 극성이 가까운 순으로 블랜딩 탱크로 이송 배합하고, 여기서 블로워(blower) 0.1 ~ 1.0kg/㎤의 토출압력으로 10 ~ 30분간 블랜딩(blending)함과 동시 가변 주파수를 갖는 초음파 변환기를 블랜딩 탱크 또는 초음파 탱크에 배치하고 초음파 공급단계가 600 ~ 1,200w 사이의 변환기 파워에서 28 ~ 40kHz 사이의 주파수를 가진 초음파 에너지를 공급하는; 상기 단계들로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 통하여 실시할 수 있는 바, 설명되는 실시예에 나타나지 않은 변경 실시예들도 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하여 권리가 형성되는 것으로 보아야 한다.
이하, 본 발명에 의한 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
1. 실시예 1
<균주 동정과 유전자 변형>
최종 선별된 균주의 동정은 바이오록사의 세균자동동정시스템(automated bacterial identification system)을 이용하여 실시하였다.
여기서, 선별된 2개의 균주를 동정한 결과 바실루스 속과 슈도모나스 속과 유사한 균으로 동정되어 이 균주를 Bacillus sp khr-10-mx(생명공학연구원 미생물 기탁번호 KCTC 8533P)로 명명하였다.
<미생물의 유전적 표지>
Bacillus sp khr-10-mx(KCTC 8533P)의 실제 액체연료에서의 적응력을 검정하기 위하여 상기 균주를 유전적 표지를 하여 액체연료에서의 활성을 측정하였다.
Bacillus sp khr-10-mx(KCTC 8533P)의 경우 0.1mL 현탁액을 뉴트리언트 아가에 도말한 후 섭시 30℃에서 2 ~ 3시간 배양을 한 후 각 농도별로 조제한 항생제 용액 0.2mL를 중안에 부어 건조 시키고 30℃에서 24시간 배양한 후 나타난 클론들을 선택하여 유전적 표지 균주로 사용하였다.
<미생물의 발효>
상기 신규한 미생물의 배지 조성으로 500L의 발효조에서 pH 7 ~ 8로 유지하면서 30℃에서 24시간 발효했을 때, Bacillus sp khr-10-mx의 경우 10×109 CFU/mL 까지의 배양이 가능하였다.
<bio-surfactant 분리정제>
상기 배양액에서 계면활성을 실험하기 위하여 배양액을 다음과 같이 분획하였다.
상기 배양액의 균체를 제거한 다음 배양액과 균체의 에탄올 침전물에서 에탄올 침전물을 제거한 상청으로 나누어 실험하였다.
따라서, 균체가 포함된 배양액에서 가장 높은 분산 활성을 보였다.
또한, 균체를 제거한 배양액과 배양상청의 에탄올 침전물의 경우, 배양액과 비교하여 90％ 이상의 분산활성을 보였으며, 배양상청을 에탄올로 침전한 후의 상청에서는 분산활성이 거의 나타나지 않았다.
이와 같은 결과는 Bacillus sp khr-10-mx(KCTC 8533P)가 생산하는 생물학적 계면활성제(bio-surfactant)의 주성분이 에탄올 침전물에 존재하고 있음을 알 수 있었다.
이하 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
2. 실시예 2
<배합방법>
탄소원자 수가 6 ~ 8 분포이고, 비점이 65 ~ 143℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 비방향족 라피네이트(non-aromatic raffinate) 또는 지방족 탄화수소(aliphatic hydrocarbon) 1 ~ 78wt%;
탄소원자 수가 5 ~ 10 분포이고, 비점이 30 ~ 200℃ 범위를 갖는 적어도 종류 또는 이상의 경질나프타(light straight-run naphtha) 또는 중질나프타(heavy straight-run naphtha) 또는 접촉개질 나프타(catalytic reforming naphtha) 1 ~ 78wt％;
탄소원자 수가 9 ~ 14분포이고, 비점이 175 ~ 325℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족계 탄화수소 화합물(aromatic kerosene) 또는 지방족계 탄화수소 화합물(aliphatic kerosene) 1 ~ 35wt％;
탄소원자 수가 6 ~ 9 분포이고, 비점이 80 ~ 152℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족 탄화수소 화합물 또는 이성질체(ethyl benzene, isopropyl benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene) 1 ~ 58 wt％;
탄소원자 수가 9 ~ 18 분포이고, 40℃에서의 동점도가 0.9 ~ 10cSt 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 다핵방향족 탄화수소 화합물(C9+aro) 또는 중질 탄화수소 화합물(heavy end) 1 ~ 64wt％;
탄소원자 수가 5 ~ 6 분포이고, 비점이 55 ~ 88℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 에테르 산화물(methyltertiary butyl ether, ethyl tertiary butyl ether, tertiary amyl methyl ether) 1 ~ 41wt％;
탄소원자 수가 1 ~ 4 분포이고, 비점이 64 ~ 107℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 1가 ~ 3가 알코올 또는 알킬기를 포함하는 지방족 탄화수소 유도체(methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tertbutanol) 1 ~ 38wt％;
탄소원자 수가 4 ~ 6 분포이고, 비점이 36 ~ 80℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 탄화수소 화합물 또는 이성질체(n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane) 1 ~ 35wt％를 포합하고; 각각의 원료 저장탱크에서 펌프를 이용하여 극성이 가까운 순으로 블랜딩 탱크로 이송하고, 여기서 Bacillus spkhr-10-mx(KCTC8533P)가 생산하는 생물학적 계면활성제 0.1 ~ 15wt％를; 배합한 다음 블로워(blower)의 압력을 0.1 ~ 10kg/㎤하여 약 10 ~ 30분간 블랜딩하고, 가변 주파수를 갖는 초음파 변환기(supersonic controller)를 블랜딩 탱크 또는 초음파 탱크에 배치하고, 초음파 공급단계가 600 ~ 1,200w 사이의 변환기 파워에서 28 ~ 40kHz 사이의 주파수를 가진 초음파 에너지를 공급 하여 가솔린 연료첨가제 또는 연료유 조성물을 제조하였다.
단, 상기 배합범위는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이로써 제한되는 것은 아니다.
<배합예 1>
탄소원자 수가 6 ~ 8 분포이고, 비점이 65 ~ 143℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 비방향족 라피네이트(non-aromatic raffinate) 또는 지방족 탄화수소 화합물(aliphatic hydrocarbon) 1 ~ 78wt％;
탄소원자 수가 4 ~ 11 분포이고, 비점이 30 ~200℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 경질나프타(light straight-run naphtha) 또는 중질나프타(heavy straight-run naphtha) 또는 접촉개질 나프타(catalytic reforming naphtha) 1 ~ 78wt％;
탄소원자 수가 6 ~ 9 분포이고, 비점이 80 ~152℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족 탄화수소 화합물 또는 이성질체(ethyl benzene, isopropyl benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, mixedxylene) 1 ~ 58 wt％;
탄소원자 수가 9 ~ 18 분포이고, 40℃에서의 동점도가 0.9 ~ 10cSt 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 다핵 방향족 탄화수소 화합물(C9+aro) 또는 중질 탄화수소 화합물(heavy end) 1 ~ 64wt％;
탄소원자 수가 5 ~ 6 분포이고, 비점이 55 ~ 88℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 에테르 산화물(methyltertiary butyl ether, ethyl tertiary butyl ether, tertiary amyl methyl ether) 1 ~ 41wt％;
탄소원자 수가 1 ~ 4 분포이고, 비점이 64 ~ 107℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 1가 ~ 3가 알코올 또는 알킬기를 포함하는 지방족 탄화수소 유도체(methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isoputanol, tertbutanol) 1~ 38wt％;
탄소원자 수가 4∼6 분포이고, 비점이 36 ~ 80℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 탄화수소 화합물 또는 이성질체(n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane) 1 ~ 35wt％;
Bacillus sp khr-10-mx(KCTC 8533P)가 생산하는 생물학적 계면활성제(bio-surfactant)를 0.1 ~ 15wt％를 배합한 것; 상기 배합 예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 배합범위가 이로써 제한되는 것은 아니다.
<배합예 2>
Bacillus sp khr-10-mx(KCTC 8533P)가 생산하는 계면활성제(bio-surfactant) 0.1 ~ 15wt％;
탄소원자 수가 1 ~ 4 분포이고, 비점이 64 ~ 107℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 1가 ~ 3가 알코올 또는 알킬기를 포함하는 지방족 탄화수소 유도체(methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol) 1~ 26wt％;
탄소원자 수가 6 ~ 9 분포이고, 비점이 80 ~ 152℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족 탄화수소 화합물 또는 이성질체(ethyl benzene, isopropyl benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene) 1 ~ 38 wt％;
탄소원자 수가 9 ~ 18 분포이고, 40℃에서의 동점도가 0.9 ~ 10cSt 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 다핵 방향족 탄화수소 화합물(C9+aro) 또는 중질 탄화수소 화합물(heavy end) 1 ~ 34wt％;
탄소원자 수가 4 ~ 6 분포이고, 비점이 36 ~ 80℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 탄화수소 화합물 또는 이성질체(n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane) 1 ~ 31wt％;
탄소원자 수가 6 ~ 8 분포이고, 비점이 65 ~ 143℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 비방향족 라피네이트(non-aromatic raffinate) 또는 지방족 탄화수소 화합물(aliphatic hydrocarbon) 1 ~ 56wt％;
탄소원자 수가 4 ~ 11 분포이고, 비점이 30 ~ 200℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 경질나프타(light straight-run naphtha) 또는 중질나프타(heavy straight-run naphtha) 또는 접촉개질 나프타(catalytic reforming naphtha) 1 ~ 56wt％를 배합한 것;
상기 배합예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 배합범위가 이로써 제한되는 것은 아니지만, 상기 조성에서 보다 이상적인 비율은 비방향족 라피네이트 또는 지방족 탄화수소 화합물과의 알킬기를 포함하는 지방족 탄화수소 유도체의 용적비가 95 : 5 ~ 85 : 15의 비율범위로부터 상기 일정량의 생물학적 계면활성제(biosurfactant)의 배합비율이 바람직하다.
또한, 이들 비율에서 비방향족 탄화수소 또는 지방족 탄화수소를 과도하게 첨가하면 옥탄가가 통상의 가솔린보다 너무 낮아져 안티노크(anti-knock)성이 발생하여 출력 감소와 엔진 손상이 따르게 된다.
상기 비방향족 라피네이트(raffinate) 또는 지방족 탄화수소 성분의 wt％를 방향족 탄화수소 및 이성질체, 알킬기를 포함하는 지방족 탄화수소 유도체, 에테르 산화물 wt％의 100분의 50이하로 배합하는 것이 바람직하다.
상기 배합 설계가 적합하지 않을 경우 가솔린 범위의 탄화수소, 증기압, 옥탄가, 증류성상 등에 접근 할 수 없으므로 기존의 가솔린과 동일하거나 그 이상의 성능을 발휘할 수 없는 것이다.
3. 실시예 3
이어서, 가솔린 연료첨가제에 의한 배출가스 실험 표 1, 중금속 실험 표 2, 옥탄가 실험 표 3, 연비실험 표 4에 실험 결과를 나타낸다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 실험 표에서 알 수 있듯이 기존 가솔린보다 배출가스 값은 모두 낮은 시험성적을 얻었고, 그 중에서도 기존의 가솔린보다 높은 옥탄가를 얻어 주행 연비 역시 향상되었다.
상기 연료첨가제와 기존 무연가솔린을 시험방법에 따라 가속 주행시험을 실시하였다.
시험결과는 표 5와 같다.
Figure pat00005
본 발명의 청정 가솔린 연료첨가제 시험성적은 표 6과 같고, 기존 가솔린 품질기준과 비교하여 모든 품질항목에서 동일하거나 그 이상으로 품질기준에 충족하였다.
기존 가솔린 엔진의 구조 및 부품의 변경을 필요로 하지 않고 사용할 수 있으며, 또한 기존의 가솔린과 혼합비율(1 ~99wt％)에 관계없이 사용할 수 있다.
Figure pat00006
이상 본 발명의 실시형태를 상기 실시예로 설명하였지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 변경이나 수정 등으로, 청정 가솔린 연료첨가제 또는 가솔린적 연료유의 특성이 대폭으로 바뀌지 않는 범위에서 다른 탄화수소 혼합물이나 첨가제를 첨가하는 것 등을 임의로 하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에 있어서 자명한 것이며, 이러한 변경 및 수정은 첨부된 특허청구 범위에 속함은 당연한 것이다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
없음.

Claims (1)

  1. 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물에 있어서,
    a) 탄소원자 수가 4 ~ 11 분포이고, 비점이 30 ~ 200℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 경질나프타(light straight-run naphtha) 또는 중질나프타(heavy straight-run naphtha) 또는 접촉개질 나프타(catalytic reforming naphtha) 1 ~ 73wt％;
    b) 탄소원자 수가 9 ~ 14 분포이고, 비점이 175 ~ 325℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족계 탄화수소 화합물(aromatic kerosene) 또는 지방족계 탄화수소 화합물(aliphatic kerosene) 1 ~ 30wt％;
    c) 탄소원자 수가 6 ~ 8 분포이고, 비점이 65 ~ 143℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 비방향족 라피네이트(non-aromatic raffinate) 또는 지방족 탄화수소 화합물(aliphatic hydrocarbon) 1 ~ 73wt％;
    d) 탄소원자 수가 6 ~ 9의 분포이고, 비점이 80 ~ 152℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 방향족 탄화수소 화합물 또는 이성질체(ethyl benzene, isopropyl benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene) 1 ~ 53wt％;
    e) 탄소원자 수가 9 ~ 18 분포이고, 40℃에서의 동점도가 0.9 ~ 10cSt 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 다핵 방향족 탄화수소 화합물(C9+aro) 또는 중질 탄화수소 화합물(heavy end) 1 ~ 59wt％;
    f) 탄소원자 수가 5 ~ 6 분포이고, 비점이 55 ~ 88℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 에테르 산화물(methyl tertiary butyl ether, ethyl tertiary butyl ether, tertiary amyl methyl ether) 1 ~ 36wt％;
    g) 탄소원자 수가 1 ~ 4 분포이고, 비점이 64 ~ 107℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 1가 ~ 3가 알코올 또는 알킬기를 포함하는 지방족 탄화수소 유도체(methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol) 1 ~ 33wt％;
    h) 탄소원자 수가 5 ~ 6 분포이고, 비점이 36 ~ 80℃ 범위를 갖는 적어도 1종류 또는 이상의 탄화수소 화합물 또는 이성질체(n-pentane, isopentane, n-hexane, cyclohexane) 1 ~ 30wt％;
    Bacillus khr-10-mx(KCTC 3358P)가 생산하는 생물학적 계면활성제 0.1 ~ 15wt％를 포함하고; 각각의 원료 저장 탱크(storage tank)에서 극성이 가까운 순으로 블랜딩 탱크로 이송 배합하고, 여기서 블로워(blower) 0.1 ~ 1.0kg/㎤의 토출압력으로 10 ~ 30분간 블랜딩(blending)함과 동시 가변 주파수를 갖는 초음파 변환기를 블랜딩 탱크 또는 초음파 탱크에 배치하고 초음파 공급단계가 600 ~ 1,200w 사이의 변환기 파워에서 28 ~ 40kHz 사이의 주파수를 가진 초음파 에너지를 공급하는; 상기 단계들로 제조되는 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물.
KR1020190131722A 2019-10-22 2019-10-22 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물 KR20210047754A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190131722A KR20210047754A (ko) 2019-10-22 2019-10-22 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190131722A KR20210047754A (ko) 2019-10-22 2019-10-22 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210047754A true KR20210047754A (ko) 2021-04-30

Family

ID=75740718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190131722A KR20210047754A (ko) 2019-10-22 2019-10-22 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210047754A (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010089264A (ko) 1998-09-18 2001-09-29 추후제출 연료첨가제 조성물 및 연료처리방법
KR100390973B1 (en) 2002-02-06 2003-07-12 Millae Tech Co Ltd Enzyme-based fuel additive
KR100540378B1 (ko) 2004-07-07 2006-01-10 하나코비 주식회사 음식물 보관용기
KR100544568B1 (ko) 2002-08-26 2006-01-23 오미혜 연소효율을 개선한 연료첨가제
KR100584224B1 (ko) 2005-02-03 2006-05-29 안성월 내연기관용 연료 첨가제

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010089264A (ko) 1998-09-18 2001-09-29 추후제출 연료첨가제 조성물 및 연료처리방법
KR100390973B1 (en) 2002-02-06 2003-07-12 Millae Tech Co Ltd Enzyme-based fuel additive
KR100544568B1 (ko) 2002-08-26 2006-01-23 오미혜 연소효율을 개선한 연료첨가제
KR100540378B1 (ko) 2004-07-07 2006-01-10 하나코비 주식회사 음식물 보관용기
KR100584224B1 (ko) 2005-02-03 2006-05-29 안성월 내연기관용 연료 첨가제

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9562498B2 (en) Biodegradable fuel performance additives
CN1032483C (zh) 矿物燃料的深度脱硫的方法
EP3894525B1 (en) Use to reduce deposits in compression ignition internal combustion engines
CN108998129B (zh) 一种利用超声波技术合成的生物燃油添加剂及制作方法
CA2009287A1 (en) Ori-inhibited motor fuel composition
CN101535451A (zh) 石油和可再生燃料混合物的稳定剂组合物
US20090165760A1 (en) Operating a turbo charged diesel engine
CN114058416B (zh) 一种非道路工程机械用燃油
US9315749B2 (en) Liquid fuel composition with alcohols of four carbon atoms and additives, with ignition by compression
KR20210047754A (ko) 연료첨가제와 이를 함유하는 가솔린계 연료유 조성물
JP2001081481A (ja) 増強された潤滑性を持つ燃料分散剤
CN110643398A (zh) 一种汽油清洁增效节油剂
US20080000148A1 (en) Fuel composition containing iron and manganese to reduce spark plug fouling
KR101324465B1 (ko) 연료첨가제 및 이를 함유하는 연료유 조성물
KR20050083145A (ko) 알코올혼합연료유용 생물학적 계면활성제와 이를 포함하는알코올혼합연료유
CN109266404A (zh) 一种节能汽油添加剂及其制备方法和应用
JP2683269B2 (ja) Ｏｒｉ抑制自動車燃料組成物及び保存安定性を有する濃縮物
KR20050096860A (ko) 유화연료유용 생물학적 유화제와 이를 포함하는 유화연료유
KR100601030B1 (ko) 유해가스 저감을 유도하는 중합체의 연료 첨가제 제조방법
CN108130142B (zh) 具有锰辛烷增强剂的含有分支链芳族物的航空汽油
CN110713854A (zh) 一种清洁汽油用多醚类含氧清净增效剂组成物
CN112867780B (zh) 燃料组合物
JP3698576B2 (ja) 石油改質剤とその製造方法
JP3866510B2 (ja) ディーゼル軽油組成物
KR20030044969A (ko) 신규한 Mixture khr-5-mx 유래의 바이오 활성제와 옥탄가향상을 유도하는 중합체의 액체연료 첨가제 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application