JPH08199178A - ディーゼル燃料 - Google Patents

ディーゼル燃料

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JPH08199178A
JPH08199178A JP835395A JP835395A JPH08199178A JP H08199178 A JPH08199178 A JP H08199178A JP 835395 A JP835395 A JP 835395A JP 835395 A JP835395 A JP 835395A JP H08199178 A JPH08199178 A JP H08199178A
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JP
Japan
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diesel fuel
dicarboxylic acid
unsaturated dicarboxylic
fuel
weight
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Pending
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JP835395A
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English (en)
Inventor
Yukio Akasaka
赤坂行男
Seiichiro Kanai
金井誠一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIYOMO TECHNICAL RES CENTER KK
Kashima Oil Co Ltd
Original Assignee
JIYOMO TECHNICAL RES CENTER KK
Kashima Oil Co Ltd
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Publication date
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    • 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 OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス中の汚染物質を大幅に低減でき、水
が混入しても燃焼性の低下がなく、かつS分を低減して
も十分な潤滑性を有するディーゼル燃料を提供する。 【構成】 不飽和ジカルボン酸ジエステルをディーゼ
ル燃料に添加。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軽油留分に特定の含酸
素化合物を添加したディーゼル燃料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは燃費が良く、燃料
代が安く、しかもエンジンが丈夫であることから、トラ
ック、バス、船舶、建設機械等に搭載され、社会環境の
変化に伴い、その量は年々増加の傾向にある。しかし、
ディーゼルエンジンからの排気ガス中には、炭化水素
(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NO
x)、亜硫酸ガス(SOx)、黒煙等の大気汚染物質が
含まれ、環境汚染防止の観点から、これらの低減が急務
となってきている。
【0003】現在、黒煙のもとになっているパーティキ
ュレートの低減対策としては、排気管の途中にフィルタ
ーを設けて捕集、燃焼する方法が提案されているが、燃
焼制御等が難しく、実用化に至っていない。さらに、ア
ルコールやアセタール等の含酸素化合物からなる基材を
混合(添加)する方法が検討されている(SAE pa
per930728,1993)が、現在提案されてい
るこれらの化合物は、軽油留分への溶解性が小さかった
り、水の混入により乳化して燃焼性を低下させたり、あ
るいは水層へ含酸素化合物が移行して効果が消失した
り、セタン価を下げて燃焼性を悪化させる等の問題があ
った。
【0004】また、ディーゼル燃料中の硫黄分を十分に
低く、例えば0.05重量%以下とすることが検討され
ている。これにより、大気中に放出される亜硫酸ガスの
濃度、全量を低減することができる。しかし、近年、硫
黄分の低い環境対応型ディーゼル燃料が販売され始めて
いる北欧や米国西海岸では、燃料の潤滑特性の欠落によ
ると思われるディーゼル車のトラブルが発生している。
特に、従来、境界潤滑部の潤滑を燃料に頼っているディ
ーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ等の部品摩耗、焼き付
きなどのトラブルが多発する危険性が憂慮されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するもので、本発明の目的は、排気ガス中の汚染物
質を大幅に低減でき、さらに水の混入によっても乳化に
よる燃焼性の低下を来たすことがなく、又含酸素化合物
からなる基材が混入した水分へ移行してその消失により
効果が低減することなく、しかも、硫黄分を低減した場
合にも十分な潤滑特性を有するディーゼル燃料を提供す
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく、鋭意研究を進めた結果、不飽和ジカルボン
酸ジエステルが、軽油留分に溶解し、しかも水への溶解
度が小さく、軽油留分と水との混合層において水層に分
配されることが少なく、実用に供しうるセタン価を有す
ること、軽油留分に添加して燃焼させると排気ガス中の
汚染物質を大幅に低減できることを見出し、本発明に至
った。すなわち、本発明のディーゼル燃料は、不飽和ジ
カルボン酸ジエステルを含むものである。
【0007】本発明に使用する不飽和ジカルボン酸ジエ
ステルとしては、下記一般式(1)で表わされる不飽和
ジカルボン酸ジエステルが好ましい。
【化2】 (式中、R1、R2は水素または炭素数1〜 のアルキ
ル、アリール、アラルキル基で、R3、R4は炭素数1〜
のアルキル、アリール、アラルキル基である。) 上記(1)式の化合物は、下記一般式(2)
【化3】 (式中、R1、R2は前記と同一)で表わされるジカルボ
ン酸とアルコールとのエステル化反応によって得られる
ジエステルである。
【0008】一般式(2)におけるR1、R2は、水素ま
たは炭素数1〜20のアルキル、アリール、アラルキル
を表わす。より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基
で、さらに好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基、す
なわち、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピ
ル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル
である。上記一般式(2)で表わされるジカルボン酸の
特に好ましいものとしてはマレイン酸、フマール酸等を
挙げることができる。
【0009】また、これらの酸と反応して前記一般式
(1)の不飽和ジカルボン酸ジエステルを形成するアル
コール成分の炭化水素基R3またはR4は、炭素数1〜2
0のアルキル、アリール、アラルキルである。より好ま
しくは炭素数1〜10のアルキル基であり、さらに好ま
しくは炭素数1〜4のアルキル基、すなわち、メチル、
エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i
−ブチル、s−ブチル、t−ブチルである。本発明に使
用する不飽和ジカルボン酸ジエステルの特に好ましいも
のとしては、R1、R2が水素またはメチル基でR3、R4
がメチルまたはエチル基であるマレイン酸ジメチル、マ
レイン酸ジエチル、フマール酸ジメチル、フマール酸ジ
エチルなどを挙げることができる。これらは、軽油留分
と水との混合層において水層に分配されることが少ない
ため好ましい。また、本発明に使用する不飽和ジカルボ
ン酸ジエステルの沸点は、ディーゼルエンジン内に噴射
された際の揮発性の点から150〜400℃の範囲が好
ましい。 さらに、前記不飽和ジカルボン酸ジアルキル
としてマレイン酸ジアルキル、特には、マレイン酸ジメ
チル、マレイン酸メチルエチルを用いることは、入手が
容易で安価であるので好ましい。
【0010】本発明においてジカルボン酸ジエステル
は、ディーゼル燃料に対して0.001〜5.0重量%
の範囲で使用することができる。特に0.5〜3重量%
含むことが好ましく、さらに1〜3重量%含むことがよ
り好ましい。0.01重量%未満では、パーティキュレ
ートの低減が十分でなく、5.0重量%超では軽油留分
への溶解性が低下する場合があり、好ましくない。ま
た、上記不飽和ジカルボン酸ジアルキルを含むことによ
り、硫黄含有量0.07重量%以下のディーゼル燃料の
場合、過酷な水素化脱硫により潤滑性を有する硫化物な
どの微量成分がほとんど除去された軽油留分を用いた場
合にも十分な潤滑特性を得ることができる。なお、通
常、硫黄含有量0.07質量%以下のディーゼル燃料
は、硫黄分を0.1質量%以下に水素化脱硫した軽油基
材と、硫黄分0.05質量%以下の他の基材を配合する
ことで得られる。硫黄分を0.1質量%以下に水素化脱
硫した軽油基材としては、原油の常圧蒸留装置から得
られた直留軽油を深度脱硫したもの、直留軽油に、原
油の常圧蒸留装置から得られる直留灯油、接触分解装置
から副生する接触分解軽油、重油直接脱硫装置から副生
する直脱軽質軽油などを配合した後に深度脱硫したも
の、これらに水素化分解油を配合したものなどを用い
ることができる。硫黄分を0.1質量%以下に水素化脱
硫するための深度脱硫の装置、プロセスおよび運転条件
は特に限定するものではなく、公知の任意の深度脱硫装
置、プロセスなどを適宜組み合わせて使用することがで
きる。
【0011】上記不飽和ジカルボン酸ジアルキルは、不
飽和ジカルボン酸にアルコールを反応させてエステル化
することにより容易に製造することができる。特に、マ
レイン酸ジメチルは、まず、ブタン、ブテン、ブタジエ
ン、ベンゼンなどを原料としてマレイン酸または無水マ
レイン酸を得、それをメタノールでエステル化すること
により、安価に工業的に製造することができる。
【0012】本発明は、上記不飽和ジカルボン酸ジアル
キルを軽油留分に混合(または、添加)することからな
るが、この軽油留分としては、ディーゼルエンジン用燃
料として使用される石油留分であり、例えば、沸点が1
80〜380℃で、上記化合物を添加して、JISK2
204に規定されている特1号、1号、2号、3号、ま
たは特3号軽油としての規格を具備するものが好適に用
いられる。なお、本発明のディーゼルエンジン燃料にお
いては、上記不飽和ジカルボン酸ジアルキルのほかに、
セタン価向上剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、腐食防
止剤などの公知の燃料添加剤を添加しても良い。
【0013】
【実施例】
(セタン価測定)表1の性状を有する軽油留分と2重量
%のマレイン酸ジメチルを混合したディーゼル燃料のセ
タン価をCFRエンジンを用いて、JIS K2280
に規定の方法により測定した。この結果、セタン価は5
2.7であり、これからマレイン酸ジメチル自身のセタ
ン価は36と推測された。
【0014】
【表1】 密度(15℃)[g/cm2] 0.8426 動粘度(30℃)[cSt] 3.859 セタン価 53.1 流動点[℃] −10.0 曇り点[℃] −9.0 硫黄分[wt%] 0.05 蒸留性状[℃] IBP 181.5 5% 227.0 50% 273.0 95% 331.0 EP 341.0
【0015】(燃焼試験)表1の性状を有する軽油留分
と2重量%のマレイン酸ジメチルを混合したディーゼル
燃料の燃焼試験を行った。表2に示した直噴ディーゼル
エンジンを用い、ディーゼル自動車I3モード排出ガス
および粒子状物質試験法(TRIAS23−1992)
に従って、排気ガス中のパーティキュレート[ミニダイ
リューションシステム(堀場製作所製)により採取]、
HC、CO、NOx[自動車排気ガス測定装置MEXA
−8120D、堀場製作所製]を測定した。この結果
を、表1の性状を有する軽油留分のみの燃料(比較燃
料)を用いた場合との各々の変化率として表2に示し
た。パーティキュレート、COは明らかに低減されるこ
とがわかった。なお、+(正の値)は比較燃料よりも増
加したもの、−(負の値)は比較燃料よりも減少したこ
とを示している。
【0016】
【表2】 エンジン形式 無過給直接噴射エンジン 水冷6単気筒 排気量 6000cc 吸気系システム シングルバルブ 出力 42kg/1800r.p.m. アイドリングスピード 550r.p.m.
【0017】
【表3】 パーティキュレート −4% HC +2% CO −4% NOx −2%
【0018】(耐摩耗試験)表1の性状を有する軽油留
分と0.5重量%のマレイン酸ジメチルを混合したディ
ーゼル燃料の耐摩耗試験を試験ビンの摩耗痕径により行
い、摩耗痕径は、添加量0.5重量%で5.9mmであ
った。比較のために、表1の性状を有する軽油留分のみ
の燃料の耐摩耗試験も行い、その摩耗痕径は7.9mm
であった。試験ビンの摩耗痕径は、ファレックス摩耗試
験法(ASTM D2670)によって測定した。主
な、試験条件を表4に示す。
【0019】
【表4】 ピン材質 :鉄 ブロック材質 :鉄 試験油温度 :30℃ 回転数 :290r.p.m. 荷重 :200lb 試験時間 :30分
【0020】
【発明の効果】本発明のディーゼル燃料は、排気ガス中
の一酸化炭素、亜硫酸ガスなどの大気汚染物質を大幅に
低減でき、しかも水の混入によっても乳化による燃焼性
の低下や含酸素化合物の消失による効果の低減がない等
の格別の効果を奏するものである。加えて、硫黄分を低
減した場合にも十分な潤滑特性を有するものである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】不飽和ジカルボン酸ジエステルを含むこと
    を特徴とするディーゼル燃料。
  2. 【請求項2】下記一般式(1)で表わされる不飽和ジカ
    ルボン酸ジエステルを含むことを特徴とするディーゼル
    燃料。 【化1】 (式中、R1、R2は水素または炭素数1〜20のアルキ
    ル、アリール、アラルキル基で、R3、R4は炭素数1〜
    20のアルキル、アリール、アラルキル基である。)
  3. 【請求項3】前記不飽和ジカルボン酸ジアルキルが、マ
    レイン酸ジメチルであることを特徴とする請求項2記載
    のディーゼル燃料。
  4. 【請求項4】ディーゼル燃料100重量%に対し、マレ
    イン酸ジメチルを0.001〜5.0重量%含むことを
    特徴とするディーゼル燃料。
  5. 【請求項5】硫黄含有量が0.07重量%以下であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし4記載のディーゼル燃
    料。
JP835395A 1995-01-23 1995-01-23 ディーゼル燃料 Pending JPH08199178A (ja)

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