JPS64575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、低級アルコール系燃料をデイーゼル
エンジン用燃料として使用する際、良好な着火を
行わせて該エンジンを運転する方法に関するもの
である。 メタノールあるいはエタノールは、従来の石油
系燃料の補助又は代替燃料として有望である。即
ち、天然ガス、石炭ガス化により発生する一酸化
炭素、水素、メタン、エタンを原料として大量生
産でき、あるいはとうもろこし、海そう等の醗酵
によつても安価生産でき、資源的に豊富である。
従来、ガソホールとしてガソリンエンジン用燃料
として使用されている。一方デイーゼルエンジン
用燃料は圧縮点火を良好に行わせる上で、自己着
火温度が適度に低いことが必要である。通常の軽
油の自己着火温度は約250〜260℃である。しかし
ながらメタノール、エタノールのそれは、約420
〜460℃であり、これらをデイーゼルエンジン用
燃料として用いることは困難である。原油から得
られる軽油の量には制限があるため、メタノール
等を良好に燃焼させる技術はきわめて望ましいこ
とである。 本発明は、以上の状況に鑑み研究し完成され
た。即ち、本発明の目的は低級アルコール類をデ
イーゼルエンジン（以下単にエンジンと略す。）
内で良好に燃焼させる方法を提供することにあ
る。 本発明は、低級アルコールを主成分とする液体
をデイーゼルエンジン用燃料として供給し運転す
る際に、炭素数３乃至15の飽和炭化水素を主成分
とする炭化水素油をエンジン近傍に設けた酸化触
媒で部分酸化して得た部分酸化物を連続的に少量
エンジンに供給し、燃焼させることを特徴とする
低級アルコール系燃料によるデイーゼルエンジン
の運転方法である。以下に本発明の内容をより詳
しく説明する。 本発明の低級アルコール類は、メタノール、エ
タノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピ
ルアルコール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール
であり、これらの１種又は２種以上が単独又は他
の炭化水素燃料即ち、ナフサ、ガソリン、灯油、
軽油、ジエツト燃料等と混合されたものが該当す
る。とくに混合物の場合、アルコール類の割合が
50vol％以上含有したものに対し、本発明の方法
はとくに有効である。混合安定化のために、界面
活性剤を用いたものあるいはこれを水で乳化した
ものでもかまわない。 該アルコール類は主燃料としてエンジン内に慣
用手段で噴射される。 本発明では、該主燃料を良好に着火・燃焼させ
るために、炭化水素油の部分酸化物の少量が、エ
ンジンに供給される。該炭化水素油としては、炭
素数３乃至15を有する飽和炭化水素より成るもの
が使用される。具体的には、プロパン、ブタン、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナ
ン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン
等の１種又は２種以上の混合物である。実際的に
は、該成分を多量含有するところの液化石油ガ
ス、直留ナフサ、水素化されたナフサ、灯油、ケ
ロセン、ジエツト燃料等が挙げられる。これらに
は飽和炭化水素が少なくとも60wt％以上含有さ
れ、しかも直鎖状炭化水素が主体であるため、と
くに好ましい。飽和炭化水素の含有量は多い程、
着火性向上効果は大である。また酸化する際、反
応器内における触媒との接触効率を高める見地か
ら、沸点範囲が狭い方が好ましい。芳香族又は不
飽和炭化水素を多く含有する炭化水素油は効果が
低く、又反応器内に重合物又はコークを発生し易
く好ましくない。最も好ましいものは、直鎖状炭
化水素を50wt％以上含有し、沸点約０℃〜約200
℃の範囲の炭化水素油である。 該炭化水素油は、主燃料である低級アルコール
系燃料とは別の貯蔵容器に貯えられ、エンジン運
転中、連続的に酸化触媒反応器に少量供給され、
空気により部分酸化され、生成物がエンジン燃焼
室内に供給される。 第１図及び第２図は、本発明の方法の具対例で
ある。主燃料即ちアルコール系燃料は、容器６に
貯えられ、ポンプ７により加圧され噴射ノズル８
からエンジン１の燃料室３へ噴射される。 一方炭化水素油は容器９からポンプ１０によ
り、酸化触媒１２が充填されている反応器１１に
送られ、空気１３をとり入れ、接触部分酸化さ
れ、生成物は残部の空気と共に配管により吸気マ
ニホールド４に送られ、吸入空気と共に燃焼室に
導入される。 第２図は、酸化生成物を一担容器１４で空気分
離し、主燃料の供給配管１７に合流させた後、噴
射ノズル８から燃焼室へ噴射する方法である。該
反応器はエンジン近傍に設け、エンジン排気ガス
熱、ピストン圧縮による熱により加熱するのが好
ましい。 酸化触媒としてNi，Co，Cu，Fd，Pt，Ag，
Ｗ，Ru等の活性金属が金属状又は酸化物として
アルミナ、シリカ、アルミナ・シリカ、ジルコニ
ア、ボリヤ、ゼオライト、チタニア等又は鉄基合
金等に0.2〜10wt％担持された粒状又はハニカム
状成型された物、あるいは管内壁等に前記金属又
は金属酸化物が被膜形成された物が使用される。
粒状触媒は触媒容器に充填され、該反応器の触媒
は約70℃〜約220℃の温度に保持される。反応条
件の設定は、供給される炭化水素油の部分酸化程
度により決定される。即ち、部分酸化とは、酸化
の極く初期段階であり、冷災発生の段階の酸化状
態、要するにパーオキシラジカル生成、ハイドロ
パーオキシド生成、又はアルキルパーオキシド生
成段階の酸化状態であり、パーオキシド価が約
200以上好ましくは約500以上、より好ましくは約
1000以上であれば良い。アルコール又はアルデヒ
ドの生成又はそれ以上の強い酸化が行われたもの
は有効でない。よつて、反応条件は液空間速度１
〜10³hr^-1、常圧〜約2atm、温度約70〜約220℃
好ましくは約80〜約200℃とすれば良い。そして
供給される部分酸化生成物の量は、主燃料に対し
約５〜約40容量部より好ましくは約５〜30容量部
の範囲内で必要とする着火性向上度合に応じ選定
すれば良い。部分酸化生成物はエンジン作動中、
連続的に主燃料とライン混合し、噴射ノズルから
燃焼室へ供給するか、吸入空気系のマニホールド
部分に供給すれば良い。 本発明の方法によれば、メタノール、エタノー
ル等単独又はこれらを主成分とする燃料を、高い
セタン価相当の性能で良好に燃焼させることが可
能である。 以下に実施例にもとづき、本発明を説明する。 実施例 Waukesha社製CFRエンジン（Ｆ−５型）を以
下の条件で運転した。 主燃料：工業用メタノール60vol％と市販軽油
40vol％を混合し、層分離防止のため、ド
デカノール5vol％を更に加えたもの。 エンジン条件：回転数 900rpm 圧縮比 15.5 冷却水温 100℃ 燃料噴射時期 14゜BTDC 主燃料供給量 13ml／min 該エンジンの近傍に以下の触媒反応器を設け、
反応器出口は吸気マニホールド部分に配管した。
該反応器に炭化水素油として、ｎ−ヘプタン、ｎ
−ドデセン、ナフサ、灯油及びトルエンを少量連
続供給し、空気を併せて供給し、部分酸化させ、
該部分酸化生成物を空気と共にエンジン吸気マニ
ホールドに導き入れた。 触媒反応器の条件 触媒：白金系酸化触媒（粒状アルミナに白金5wt
％担持）を500c.c.充填 酸化条件：温度 190℃ 空気 25／min 炭化水素 0.5〜10.0ml／min 各々の条件で、主燃料の着火性向上度を測定し
た結果を表に示す。

【表】 表に示したように、メタノールを主成分とする
燃料は着火遅れ時間が17゜（クランク角度）である
のに対し、部分酸化物を少量供給すると、該時間
が短縮され、良好な着火が行われた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図共に本発明の具対例である。 ６……低級アルコール系燃料、８……噴射ノズ
ル、９……炭化水素油、１２……触媒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低級アルコールを主成分とする燃料でデイー
   ゼルエンジンを運転する際に、炭素数３〜15の飽
   和炭化水素を主成分とする炭化水素油を、エンジ
   ン近傍に設けた酸化触媒で部分酸化し、生成する
   部分酸化物を少量エンジンに供給しつつ、前記ア
   ルコールを燃焼させることを特徴とする低級アル
   コール燃料によるデイーゼルエンジンの運転方
   法。 ２ 低級アルコールを主成分とする燃料が、メタ
   ノール、エタノールの１種又は２種の混合物ある
   いは該アルコールとナフサ、灯油、軽油のいずれ
   か１種又は２種以上の混合物である特許請求の範
   囲第１項記載の運転方法。 ３ 炭化水素油が液化石油ガス、ナフサ、ガソリ
   ン、灯油の１種又は２種以上の混合物である特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の運転方法。 ４ 炭化水素油が直鎖状炭化水素を少なくとも30
   容量％以上含有するものである特許請求の範囲第
   １項乃至第３項記載の運転方法。 ５ 部分酸化物を低級アルコールを主成分とする
   燃料100容量部に対し５〜30容量部エンジンに供
   給することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第４項記載の運転方法。