JPH10279962A - 環境に優しいディーゼル燃料 - Google Patents

環境に優しいディーゼル燃料

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JPH10279962A
JPH10279962A JP10014376A JP1437698A JPH10279962A JP H10279962 A JPH10279962 A JP H10279962A JP 10014376 A JP10014376 A JP 10014376A JP 1437698 A JP1437698 A JP 1437698A JP H10279962 A JPH10279962 A JP H10279962A
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    • C10L1/026—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境に優しいディーゼル燃料を提供する。 【解決手段】 植物または動物由来の天然の液体トリグ
リセリドおよび下記一般式(I) または(II) 【化１】 （式中、R1〜R7は、１〜２０個の炭素原子を有するアル
キルまたはアルケニル基であり、炭素原子は合計で３０
までであることができ、R8は、O または(CH2) nであ
り、その際n は０〜５の数である）で表されるアセター
ルを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、環境に優しいディ
ーゼル燃料に関する。
【０００２】
【従来の技術】ルドルフ・ディーゼルは彼自身最初のデ
ィーゼルエンジンを運転するために植物油を使用した。
彼以後の多くの人々と同様に、彼は石油がまもなく枯渇
すると予想していた。前世紀では石油およびその留分が
容易に入手できたので、自動車の構造において石油の中
間留分の使用を最適化したエンジンが開発された。環境
汚染を低レベルに抑えるために、エンジン技術および燃
料組成の両方が著しく改善された。
【０００３】非常に異なる考え、すなわち大気中へのCO
2 排出の低減および再生産できる原料の工業的な使用か
ら、再び植物油の使用に対する試みに焦点が集まった。
植物油は、その高い粘度のために、現在の自動車用ディ
ーゼルエンジンの燃料として純粋な状態で使用するには
適していない。なたね油のエステルは、ディーゼルエン
ジンに使用するのに適していることが証明されている。
この目的のためには、なたね油を解裂し、そして得られ
る一般に不飽和のカルボン酸をメタノールでエステル化
し、そして遊離するグリセロールを単離する。この化学
的な処理では、ディーゼル燃料としてのなたね油メチル
エステルのコストが著しく高くなる（ドイツ特許出願公
開第A-42 09 779 号明細書、米国特許第5354 878号明細
書）。これらのエステルの凝固点は-10 〜-20 ℃である
ので、冬季の使用は制限される。
【０００４】CO2 は成長の際に大気から回収されるの
で、なたね油メチルエステルの使用はさらなる大気中の
CO2 の蓄積にはつながらない。大きな利点は、その生分
解性およびほとんど硫黄を含有しない点にある。従っ
て、なたね油メチルエステルは、特に林業および農業、
自然保護および集水地域、指定保護地区および湖沼およ
び河川において燃料として好適である。アブラナは、農
業の助成金を縮小して保留地域で栽培することができる
が、なたね油メチルエステルは、国が税金の負担を大部
分または完全に差し控えた場合にのみディーゼル燃料と
して経済的に使用することができる。アブラナの一年間
の製造は大きく変動するので、なたね油メチルエステル
の製造のための特別なプラントの建設が制限されたまま
である。一方で、これらの変動は気候に関連するか、ま
たは世界の市場価格に応じてその他の作物が好ましく製
造されるので栽培される量が変動する。この植物油の不
規則な製造は、農業的に製造される全ての油に関して多
かれ少なかれ起こる。さらに、食物およびその他の工業
的な目的のために使用されない過剰量のみが燃料に使用
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、ディーゼル燃料として使用した場合のなたね油メチ
ルエステルの上記の欠点を避けることおよびより適した
形態で植物油を使用する方法を見出すことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに、この度
アセタールと同時に使用することによって、予めエステ
ル化することなく液体植物または動物油をディーゼル燃
料として直接使用できることが見出された。従って、本
発明は、植物または動物由来の天然の液体トリグリセリ
ドおよびアセタールを基材とするディーゼル燃料に関す
る。
【０００７】アセタールおよびなたね油またはその他の
植物または動物由来の天然トリグリセリド、例えばパー
ム油、パーム核油、大豆油、ピーナッツ油、ヒマワリ
油、キャノーラ油(canola oil ) 、ヤシ油、トール油ま
たは亜麻仁油の混合物が使用される。なたね油および大
豆油が特に好適である。５〜９５重量％のトリグリセリ
ドおよび５〜９５重量％のアセタールを使用することが
できる。ディーゼル燃料は、７５重量％までのエステ
ル、好ましくはなたね油メチルエステル、ディーゼル油
またはディーゼル規格に適合したその他の有機性化合物
を含有していてもよい。
【０００８】ディーゼル規格に従った引火点が５５℃よ
りも高く、そして有利には低粘度のアセタールが使用さ
れる。これにより、燃料に要求される粘度を確立するこ
とができる。アセタールがセタン価を上昇させることは
公知である。アセタールおよびトリグリセリドのある種
の混合物は、現在実際に使用されているものより著しく
高いセタン価を有しており、これによって排気の少ない
燃料の良好な燃焼が可能である。本発明に好適なアセタ
ールは生分解性であり、そしてアセタール／トリグリセ
リド混合物で達成される凝固点およびＣＦＰＰ（低温フ
ィルター閉塞点）値は、なたね油メチルエステルを用い
て達成される値よりも低い。アセタールは石油化学生成
物であり、現存の化学プラントまたは容易に変更される
化学プラントで大量に製造することができる。燃料とし
てのトリグリセリドの使用と大規模石油化学工業を組み
合わせることにより、例えばなたね油およびその他のト
リグリセリドの入手可能性における変動が、そのエステ
ルの製造のための特別なプラントよりも良好に補われ
る。なぜならば、これらの大規模プラントは、その他の
化学物質の製造にも使用することができるからである。
これらの混合物は、ほとんど硫黄、窒素または芳香族化
合物を含有しない。
【０００９】本発明によるディーゼル燃料のアセタール
は、アルデヒドまたはジアルデヒドとアルコールとの反
応生成物であり、以下の式で表すことができる。
【００１０】
【化２】 上記式中、R1〜R7は、１〜２０個の炭素原子を有するア
ルキルまたはアルケニル基である。これらの基は、直鎖
状、分岐鎖状の飽和またはモノまたはポリ不飽和であっ
てもよい。R1〜R7の全ての炭素原子の合計は３０までで
あることができる。R8は、O または(CH2) n であること
ができ、その際n は０〜５の数である。
【００１１】R1が１〜６個の炭素原子を有するアルキル
基であり、R2〜R7が１〜１２個の炭素原子を有するアル
キル基でありそしてR8が１〜５個の炭素原子を有するア
ルキレン基であるアセタールも好適である。R1が２〜４
個の炭素原子を有するアルキル基であり、R2およびR3が
４〜８個の炭素原子を有するアルキル基であり、R4〜R7
が１〜５個の炭素原子を有するアルキル基でありそして
n が０であるアセタールも同様に非常に好適である。
【００１２】要求されるセタン価のために、これらのデ
ィーゼル燃料は、窒素質ガスの排出を増加させる窒素含
有燃焼改善剤を含有しない。酸素含有量は、必要に応じ
て広い濃度範囲で調節され得る。
【００１３】
【実施例】
表１
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】 表２：ディーゼルのセタン価に対するアセタールの影響
【００１６】
【表３】 表３：OECDガイドライン301 B に従ったアセタールの生
分解性
【００１７】
【表４】 表１は、ホルムアルデヒドジブチルアセタール（ジブチ
ルホルマルともいう）となたね油および大豆油の混合物
がいくつかの場合において著しく高いセタン価を有する
ディーゼル燃料を与えることを示している。本発明によ
る混合物に大量のディーゼル油を添加することができ
る。その結果として、実際に要求されるセタン価が達成
される。例えば１：１の比率のトリグリセリドとアセタ
ールの混合物は５７の非常に良好なセタン価、−２５℃
未満の凝固点および約６mPasの粘度を有している。排出
される汚染物を最小化する、高いセタン価を有し、ほと
んど硫黄、窒素および芳香族化合物を含有していないこ
のような冬季耐性、生分解性ディーゼル燃料は、環境的
に敏感な地域、例えば指定保護地区、集水地域、森林、
河川、湖沼および市街地のための最適な燃料である。
【００１８】表２は、ディーゼル燃料として好適な炭化
水素留分のセタン価改善剤としてのアセタールの効果を
示している。セタン価の改善は、一般式(I) および(II)
で表されるアセタールの濃度に比例することがわかる。
この効果は純粋な炭化水素では小さく、その結果として
アセタールは今日まで実際にセタン価改善剤として広く
使用されてはこなかった。この目的のためには、より効
果的な生成物、例えば過酸化物および硝酸塩があり、こ
れらは500ppmまでの濃度で使用される。
【００１９】硝酸塩を基材とする最適な生成物は、ディ
ーゼル燃料に窒素を導入し、これが排気ガス中の窒素酸
化物の割合を増加させる（ドイツ特許出願公開第A-41 2
9 911 号明細書、米国特許第4,541,837 号明細書、ドイ
ツ特許出願公開第A-31 36 030 号明細書、米国特許第5,
433,756 号明細書、ドイツ特許出願公開第A-32 33 834
号明細書）。
【００２０】表３は、アセタールの良好な生分解性を示
している。これは分子量の減少に伴って上昇するので、
低分子量アセタールは本発明による混合物に好ましく使
用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインツ・ヴットクス ドイツ連邦共和国、60529 フランクフル ト、ラウエンターラー・ヴエーク、30 (72)発明者 ヴエルナー・ライマン ドイツ連邦共和国、65929 フランクフル ト、ローレライストラーセ、28

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 植物または動物由来の天然トリグリセリ
    ドおよびアセタールを基材とするディーゼル燃料。
  2. 【請求項２】 ５〜９５重量％のトリグリセリドおよび
    ５〜９５重量％のアセタールを含有する請求項１に記載
    のディーゼル燃料。
  3. 【請求項３】 天然トリグリセリドが、なたね油、大豆
    油、ピーナッツ油、パーム油、パーム核油、ヤシ油、ト
    ール油、キャノーラ油または亜麻仁油である請求項１ま
    たは２に記載のディーゼル燃料。
  4. 【請求項４】 天然トリグリセリドが、なたね油または
    大豆油である請求項１または２に記載のディーゼル燃
    料。
  5. 【請求項５】 ディーゼル規格に従った引火点が５５℃
    よりも高い、下記一般式(I) または(II) 【化１】 （式中、R1〜R7は、１〜２０個の炭素原子を有するアル
    キルまたはアルケニル基であり、炭素原子は合計で３０
    までであることができ、R8は、O または(CH2) n であ
    り、その際n は０〜５の数である）で表されるアセター
    ルを含有する請求項１〜４のいずれかに記載のディーゼ
    ル燃料。
  6. 【請求項６】 R1が１〜６個の炭素原子を有するアルキ
    ル基であり、R2〜R7が１〜１２個の炭素原子を有するア
    ルキル基でありそしてR8が１〜５個の炭素原子を有する
    アルキレン基である請求項５に記載のディーゼル燃料。
  7. 【請求項７】 R1が２〜４個の炭素原子を有するアルキ
    ル基であり、R2およびR3が４〜８個の炭素原子を有する
    アルキル基であり、R4〜R7が１〜５個の炭素原子を有す
    るアルキル基でありそしてn が０である請求項５に記載
    のディーゼル燃料。
  8. 【請求項８】 ７５重量％までのエステル、好ましくは
    なたね油メチルエステル、ディーゼル油またはディーゼ
    ル規格に適合したその他の有機性化合物を含有する請求
    項１〜７のいずれかに記載のディーゼル燃料。
  9. 【請求項９】 請求項５に記載された一般式(I) または
    (II)で表されるアセタールを、ディーゼル燃料として植
    物または動物由来の天然トリグリセリドと組み合わせて
    使用する方法。
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