(57)【要約】      （修正有）【課題】パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液とフルフラールとを混合しても、両者の相分離の発生が抑えられる燃料組成物を提供する。【解決手段】本発明の燃料組成物は、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａと、フルフラールと、を含み、且つ前記溶液Ａ及び前記フルフラールに対して、フラン化合物、芳香族化合物、アルコール化合物から選択される少なくともいずれか１つから選択される相分離しない溶液を所定量以上含有している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａと、フルフラールと、を含み、且つ前記溶液Ａ及び前記フルフラールに対して、相分離しない溶液を所定量以上含有していることを特徴とする燃料組成物。
【請求項２】
市販ガソリンと、フルフラールと、を含み、且つ前記市販ガソリンと前記フルフラールに対して、相分離しない溶液を所定量以上含有していることを特徴とする燃料組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料組成物であって、前記相分離しない溶液は、フラン化合物、芳香族化合物、アルコール化合物のうち、少なくともいずれか１つから選択されることを特徴とする燃料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルフラールを含有する燃料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルフラールは、樹脂の原料や医療品、香料として重要な化学物質である。このフルフラールは５炭糖を脱水反応させることで製造される。つまり、フルフラールはバイオ化合物である。そして、フルフラールを燃料として燃やしても、カーボンニュートラルの考えから、大気中の二酸化炭素を増加させないというメリットがある。しかし、現在の技術では製造量が限られること、製造コストが高いといったことから、フルフラール単体として燃料にするのではなく、他の燃料と混合して使用することがよいと考えられている。
【０００３】
他の燃料としては、ガソリンや軽油等の燃料の主成分となっているパラフィン、シクロパラフィン、オレフィンが挙げられる。特に、パラフィンは、原油や天然ガス等から採掘される物質で、比較的安価に手に入れることができる。
【０００４】
しかし、フルフラールとパラフィン（又はシクロパラフィン、オレフィン）とを混合すると、両者の混合性が悪いことから、相分離が発生してしまうという問題がある。
【０００５】
例えば、特許文献１及び２には、フルフラールをガソリン等の燃料に添加し、燃料のオクタン価を向上させる技術が開示されている。しかし、特許文献１及び２では、フルフラールを多量に添加すると、ガソリン等の燃料とフルフラールとの相分離が発生し、均一な燃料を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３２９８１号公報
【特許文献２】特開平６−３１３１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液とフルフラールとを混合しても、両者の相分離の発生が抑えられる燃料組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の燃料組成物は、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａと、フルフラールと、を含み、且つ前記溶液Ａ及び前記フルフラールに対して、相分離しない溶液を所定量以上含有している。
【０００９】
また、本発明の燃料組成物は、市販ガソリンと、フルフラールと、を含み、且つ前記市販ガソリンと前記フルフラールに対して、相分離しない溶液を所定量以上含有している。
【００１０】
また、前記燃料組成物において、前記相分離しない溶液は、フラン化合物、芳香族化合物、アルコール化合物のうち、少なくともいずれか１つから選択されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液とフルフラールとを混合しても、両者の相分離発生が抑えられ、均一な燃料組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】燃料組成物の全量に対するフルフラール、溶液Ａ、溶液Ｂの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無の関係を示すグラフである。
【図２】イソオクタン、フルフラール、２−メチルフランの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示すグラフである。
【図３】イソオクタン、フルフラール、トルエンの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示すグラフである。
【図４】イソオクタン、フルフラール、エタノールの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示すグラフである。
【図５】ノルマルヘプタン、フルフラール、２−メチルフランの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示すグラフである。
【図６】シクロヘキサン、フルフラール、２−メチルフランの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示すグラフである。
【図７】１−ヘキセン、フルフラール、２−メチルフランの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【００１４】
本実施形態の燃料組成物は、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａと、フルフラールと、溶液Ａ及びフルフラールに対して相分離しない溶液Ｂと、を含み、溶液Ｂを所定量以上含有しているものである。
【００１５】
パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａ及びフルフラールに対して相分離しない溶液Ｂとしては、フラン化合物が挙げられる。フラン化合物は、溶液Ａ及びフルフラールに対して、混合時に相分離しないものであれば特に制限されるものではないが、下記一般式で表される構造を有するものが好ましい。
【化１】
2010215850.tif 000002
式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４はそれぞれ水素、直鎖若しくは分岐型のアルキル基から独立に選択される。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がアルキル基の場合、溶液Ａ及びフルフラールに対する混合性（相溶性）の点で、炭素数は１〜１０の範囲が好ましい。具体的には、フラン、２−メチルフラン、２，５−ジメチルフラン、３，４−ジメチルフラン等が挙げられる。
【００１６】
また、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａ及びフルフラールに対して相分離しないその他の溶液Ｂとしては、芳香族化合物が挙げられる。芳香族化合物は、溶液Ａ及びフルフラールに対して、混合時に相分離しないものであれば特に制限されるものではないが、ベンゼン，トルエン，キシレン，メシチレン，ナフタレン，メチルナフタレン，アントラセン，ビフェニル，フェナスレン及びそれらのアルキル置換体のいずれか又は複数混合したものが好ましい。また、芳香族化合物中のアルキル置換基の炭素数は、溶液Ａ及びフルフラールに対する混合性（相溶性）の点で、１〜１０の範囲が好ましい。
【００１７】
また、上記芳香族化合物は、溶液Ａ及びフルフラールに対する混合性（相溶性）の点で、３環以上の芳香族化合物より単環又は２環芳香族化合物の方が好ましく、２環芳香族化合物より単環芳香族化合物の方がより好ましい。
【００１８】
また、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａ及びフルフラールに対して相分離しないその他の溶液Ｂとしては、アルコール化合物が挙げられる。アルコール化合物は、溶液Ａ及びフルフラールに対して、混合時に相分離しないものであれば特に制限されるものではないが、一般式Ｒ1ＯＨで表される（式中、Ｒ1 は炭素数１〜１０個のアルキル基を示している。）ものが好ましい。Ｒ1で示される炭素数１〜１０個のアルキル基としてはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基等が例として挙げられるが、これらの内メチル基、エチル基、ｎ- プロピル基が特に好ましい。具体的なアルコール化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール等が挙げられる。
【００１９】
本実施形態では、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａ及びフルフラールに対して相分離しない溶液Ｂとして、上記説明したフラン化合物、芳香族化合物、アルコール化合物のうち少なくとも１つ以上から選択されるものであればよい。上記溶液Ａ及びフルフラールに対して相分離しない溶液として、フルフラールを製造する際に同時に得られるフラン化合物を用いることが好ましい。
【００２０】
通常、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａ及びフルフラールを混合しても、相分離してしまうため、均一な燃料組成物とはならない。しかし、本実施形態のように、上記両者に対して相分離しない上記溶液Ｂを所定量以上添加することにより、溶液Ａとフルフラールとの相分離の発生が抑えられ、均一な燃料組成物となる。
【００２１】
しかし、溶液Ｂの含有量が少量であると、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィン又はそれらの混合物を含む溶液Ａとフルフラールとの相分離の発生を充分に抑えられないため、所定量以上含有させる必要がある。但し、この溶液Ｂの所定量は、溶液Ａ及びフルフラールの混合量により、適宜設定されるものである。なお、図１は、燃料組成物の全量に対するフルフラール、溶液Ａ、溶液Ｂの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無の関係を示すグラフである。そして、図１の斜線部が、相分離の発生が抑えられ、均一な燃料組成物となる溶液Ａ、フルフラール、溶液Ｂの割合である。図１の関係から、フルフラールの含有量をｘ（容量％）、溶液Ａの含有量をｙ（容量％）、溶液Ｂの含有量をｚ（容量％）とすると、下式（１）〜（３）の範囲として表される。
【００２２】
１≦ｘ≦９０          （１）
ｙ≦１．８×１０−６ｘ４−５．０４×１０−４ｘ３＋５．６１×１０−２ｘ２−３．２３ｘ＋９２．０              （２）
ｚ＝１−ｘ−ｙ         （３）
【００２３】
また、通常、市販ガソリンにフルフラールを混合した場合、市販ガソリンにはフルフラールと相分離しない芳香族化合物が含まれている場合があるため、フルフラールの割合が小さければ、相分離を起こさず、均一な燃料組成物を維持することができる場合がある。しかし、フルフラールを一定割合以上混合させると、相分離が発生してしまう。そこで、本実施形態のように、市販ガソリン及びフルフラールに対して相分離しない溶液Ｂを所定量添加することにより、市販ガソリンに対するフルフラールの添加量を増加させることができ、フルフラールを燃料として使い易くすることが可能となる。
【００２４】
ここで、溶液Ｂは、上記説明したフラン化合物、芳香族化合物、アルコール化合物のうち少なくとも１つ以上から選択されるものであればよい。
【００２５】
本実施形態に用いられるパラフィン、シクロパラフィン、オレフィンは、燃料として一般的に使用することができるものであれば特に制限されるものではなく、パラフィンとしては、オクタン価、コストの点で、イソオクタン、ノルマルヘプタンが好ましく、シクロパラフィンとしては、オクタン価、コストの点で、シクロヘキサンが好ましく、オレフィンとしては、オクタン価、コストの点で１−ヘキセンであることが好ましい。
【００２６】
また、本実施形態の燃料組成物には、非イオン性界面活性剤、酸化防止剤、染料、金属失活剤、脱曇化剤等の慣用の添加剤を含有し得る。
【実施例】
【００２７】
以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を変えない限り、以下の実施例により何ら制限されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
フルフラールとイソオクタン（パラフィン）とを混合し、両者に対して相分離が発生しない溶液として２−メチルフランを添加して、燃料組成物を調製した。調製した燃料組成物において、相分離の発生の有無を目視により確認した。表１に、フルフラール、イソオクタン、２−メチルフランの含有量（容量％）と、相分離の発生の有無の結果をまとめた。
【００２９】
【表１】
2010215850.tif 000003
【００３０】
表１から判るように、イソオクタンとフルフラールとをそれぞれ５０容量％混合した燃料１（２−メチルフランは含まれていない）では、相分離が発生してしまうが、イソオクタンとフルフラールとをそれぞれ３４容量％、２−メチルフランを３２容量％混合した燃料２、イソオクタンとフルフラールとをそれぞれ３２容量％、２−メチルフランを３６容量％混合した燃料３では、相分離の発生が見られなかった。
【００３１】
また、イソオクタンを４４容量％、フルフラールを２７容量％、２−メチルフランを２９容量％混合した燃料４、イソオクタンを２７容量％、フルフラールを４４容量％、２−メチルフランを２９容量％混合した燃料６では、２−メチルフルフラールが添加されていても、その割合が少ないため、相分離の発生が観察された。しかし、燃料５，７のように、２−メチルフルフラールの割合を大きくすることによって、相分離の発生が抑えられた。
【００３２】
図２は、イソオクタン、フルフラール、２−メチルフランの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示すグラフである。図２では、イソオクタンを５〜９５容量％、フルフラールを４〜９０容量％、２−メチルフランを０〜３５容量％の範囲で混合した。図２から判るように、フルフラールとイソオクタンの両者に対して相分離が発生しない２−メチルフランを所定割合以上混合させることにより、相分離の発生を抑えられることがわかった。２−メチルフランを少なくとも１０容量％以上混合した方が、イソオクタンの割合が多い場合でも分離が起こりにくく、好ましい。
【００３３】
（実施例２）
フルフラールとイソオクタンとを混合し、両者に対して相分離が発生しない溶液としてトルエンを添加して、燃料組成物を調製した。調製した燃料組成物において、相分離の発生の有無を目視により確認した。図３に、イソオクタン、フルフラール、トルエンの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示す。図３では、イソオクタンを８〜８３容量％、フルフラールを５〜７９容量％、トルエンを０〜３６容量％の範囲で混合した。
【００３４】
図３から判るように、フルフラールとイソオクタンの両者に対して相分離が発生しない溶液を２−メチルフランからトルエンに代えても、トルエンを所定割合以上混合させることにより、相分離の発生が抑制されることがわかった。
【００３５】
（実施例３）
フルフラールとイソオクタンとを混合し、両者に対して相分離が発生しない溶液としてエタノールを添加して、燃料組成物を調製した。調製した燃料組成物において、相分離の発生の有無を目視により確認した。図４に、イソオクタン、フルフラール、エタノールの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示す。図４では、イソオクタンを８〜９０容量％、フルフラールを５〜８２容量％、エタノールを０〜３６容量％の範囲で混合した。
【００３６】
図４から判るように、フルフラールとイソオクタンの両者に対して相分離が発生しない溶液を２−メチルフラン（又はトルエン）からエタノールに代えても、エタノールを所定割合以上混合させることにより、相分離の発生が抑制されることがわかった。
【００３７】
実施例１〜３から、エタノールよりトルエン、トルエンより２−メチルフランの方が、少ない添加量で、相分離の発生を抑えられることがわかった。
【００３８】
（実施例４）
フルフラールとノルマルヘプタン（パラフィン）とを混合し、両者に対して相分離が発生しない溶液として２−メチルフランを添加して、燃料組成物を調製した。調製した燃料組成物において、相分離の発生の有無を目視により確認した。図５に、ノルマルヘプタン、フルフラール、２−メチルフランの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示す。図５では、ノルマルヘプタンを５〜９５容量％、フルフラールを４〜９５容量％、２−メチルフランを０〜３５容量％の範囲で混合した。
【００３９】
図５から判るように、フルフラールとノルマルヘプタンの両者に対して相分離が発生しない２−メチルフランを所定割合以上混合させることにより、相分離の発生が抑えられた。
【００４０】
（実施例５）
フルフラールとシクロヘキサン（シクロパラフィン）とを混合し、両者に対して相分離が発生しない溶液として２−メチルフランを添加して、燃料組成物を調製した。調製した燃料組成物において、相分離の発生の有無を目視により確認した。図６に、シクロヘキサン、フルフラール、２−メチルフランの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示す。図６では、シクロヘキサンを２３〜６８容量％、フルフラールを１５〜６３容量％、２−メチルフランを９〜２９容量％の範囲で混合した。
【００４１】
図６から判るように、フルフラールとシクロヘキサンの両者に対して相分離が発生しない２−メチルフランを所定割合以上混合させることにより、相分離の発生が抑制された。
【００４２】
（実施例６）
フルフラールと１−ヘキセン（オレフィン）とを混合し、両者に対して相分離が発生しない溶液として２−メチルフランを添加して、燃料組成物を調製した。調製した燃料組成物において、相分離の発生の有無を目視により確認した。図７に、１−ヘキセン、フルフラール、２−メチルフランの混合割合を変化させたときの相分離の発生の有無を示す。図７では、１−ヘキセンを２８〜７４容量％、フルフラールを１５〜６５容量％、２−メチルフランを０〜２０容量％の範囲で混合した。
【００４３】
図７から判るように、フルフラールと１−ヘキセン（オレフィン）の両者に対して相分離が発生しない２−メチルフランを所定割合以上混合させることにより、相分離の発生が抑制された。
【００４４】
実施例５，６の結果から、フルフラールとパラフィンだけでなく、フルフラールとシクロパラフィン、フルフラールとオレフィンでも、両者に対して相分離が発生しない溶液（例えば２−メチルフラン）を所定量以上添加することにより、相分離の発生が抑制できることを確認した。
【００４５】
（実施例７）
フルフラールと市販ガソリン（レギュラーガソリン）とを混合し、その混合液に、両者に対して相分離が発生しない溶液としてエタノールを添加して、燃料組成物を調製した。調製した燃料組成物において、相分離の発生の有無を目視により確認した。表２に、フルフラール、市販ガソリン、エタノールの含有量（容量％）と、相分離の発生の有無の結果をまとめた。
【００４６】
【表２】
2010215850.tif 000004
【００４７】
表２から判るように、市販ガソリンを９５容量％、フルフラールを５容量％混合した燃料８（エタノールは含まれていない）では、相分離が発生しなかった。これは、市販ガソリンにフルフラールと相分離しない芳香族化合物が含まれていたためである。しかし、市販ガソリンを９０容量％、フルフラールを１０容量％混合した燃料９（エタノールは含まれていない）のように、フルフラールの割合が増加すると、相分離が発生してしまう。これに対し、燃料９とフルフラールの含有量が同じである燃料１０では、フルフラールと市販ガソリンの両者に対して相分離が発生しないエタノールを９容量％添加、すなわち一定割合以上添加しているため、相分離の発生が抑えられた。
【００４８】
また、市販ガソリンを７２容量％、フルフラールを２０容量％、エタノールを８容量％混合した燃料１１では、フルフラールの割合に対してエタノールの割合が少ないため、相分離が発生した。しかし、燃料１２のように、エタノールの割合を増加させることにより、相分離の発生が抑えられた。なお、燃料１３も燃料１１と同様に、フルフラールの割合に対してエタノールの割合が少ないため、相分離が発生した。
【００４９】
以上のように、市販ガソリンとフルフラールの場合でも、両者に対して相分離しない溶液を所定量以上添加することにより、相分離の発生が抑えられ、均一な燃料が得られることがわかった。
【図１】
2010215850.tif 000005
【図２】
2010215850.tif 000006
【図３】
2010215850.tif 000007
【図４】
2010215850.tif 000008
【図５】
2010215850.tif 000009
【図６】
2010215850.tif 000010
【図７】
2010215850.tif 000011