(57)【要約】  混合アルコール処方物を、ガソリン、ディーゼル、ジェット燃料、航空機用ガソリン、暖房用の油、バンカーオイル、石炭、石油コークスの燃料添加物として、又はそれ自体ニート燃料として、用いることができる。前記混合アルコール処方物は、Ｃ１−Ｃ５アルコール、又は別法として、エネルギー含量を高めるために、Ｃ１−Ｃ８アルコール又はより高いＣ１−Ｃ１０アルコールを含有できる。Ｃ１−Ｃ５混合アルコールは、メタノールより多いエタノールと、量が減少して、プロパノール、ブタノール及びペンタノールを含有する。Ｃ１−Ｃ８混合アルコールは同じものと、量が減少して、ヘキサノール、ヘプタノール及びオクタノールを含有する。Ｃ１−Ｃ１０混合アルコールは同じものと、量が減少して、ノナノール及びデカノールを含有する。合成により生産される混合アルコール処方物は、ＭＴＢＥ又は発酵穀物エタノールより高いオクタン価及びエネルギー密度；より安定したリード蒸気圧配合特性；及び凝結水に対する増大した可溶化効果を特徴とする。混合アルコールの主な利点は、高められた燃焼効率、減らされた排気物プロファイル、及び低い生産コストである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ガソリン；
ｂ）容量で：
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
４−１０％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含むアルコール類の混合物、
を含む内燃機関用の燃料。
【請求項２】
前記燃料が少なくとも１０容量％の前記混合アルコールを含有し、及び前記ガソリン燃料のオクタン価が９０より高い請求項１に記載の燃料。
【請求項３】
前記アルコール類の混合物が、容量で、前記燃料の５−３０％を含む請求項１に記載の燃料。
【請求項４】
前記アルコール類の混合物が、容量で：
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール、
を更に含む請求項１に記載の燃料。
【請求項５】
前記混合アルコールが、容量で：
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
を更に含む請求項４に記載の燃料。
【請求項６】
ａ）ディーゼル；
ｂ）容量で：
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
３−１０％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含む混合アルコール、
を含むディーゼルエンジン用の燃料。
【請求項７】
前記混合アルコールが、容量で、前記燃料の５−２０％を含む請求項６に記載の燃料。
【請求項８】
前記混合アルコールが、容量で、
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール、
を含む請求項６に記載の燃料。
【請求項９】
前記混合アルコールが、容量で、
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
を更に含む請求項８に記載の燃料。
【請求項１０】
容量で：
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
３−１０％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含む内燃機関用の混合アルコールニート燃料。
【請求項１１】
容量で：
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール
を更に含む請求項１０に記載の燃料。
【請求項１２】
前記混合アルコールが、容量で：
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
を更に含む請求項１１に記載の燃料。
【請求項１３】
容量で：
２０−３０％のメタノール、
４０−５０％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
３−８％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含む内燃機関用の混合アルコール燃料。
【請求項１４】
ａ）灯油；
ｂ）容量で：
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
４−１０％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含むアルコール類の混合物、
を含むジェットタービンエンジン用のジェット燃料。
【請求項１５】
前記アルコール類の混合物が、容量で：
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール、
を更に含む請求項１４に記載のジェット燃料。
【請求項１６】
前記混合アルコールが、容量で：
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
を更に含む請求項１５に記載のジェット燃料。
【請求項１７】
ａ）暖房用の油；
ｂ）容量で：
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
３−１０％ブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含む混合アルコール、
を含む暖房用火炉又はボイラー用の燃料。
【請求項１８】
前記混合アルコールが、容量で：
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール、
を更に含む請求項１７に記載の暖房用燃料。
【請求項１９】
前記混合アルコールが、容量で：
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
を更に含む請求項１８に記載の暖房用燃料。
【請求項２０】
ａ）バンカーオイル；
ｂ）容量で：
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
３−１０％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含む混合アルコール、
を含む暖房用火炉又はボイラー用の燃料。
【請求項２１】
前記アルコール類の混合物が、容量で：
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール、
を更に含む請求項２０に記載の燃料。
【請求項２２】
前記混合アルコールが、容量で：
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
を更に含む請求項２１に記載の燃料。
【請求項２３】
ａ）コークス粒子；
ｂ）容量で：
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
３−１０％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含む混合アルコール、
を含む火炉、キルン、ボイラー又はガス発生機用の燃料。
【請求項２４】
前記アルコール類の混合物が、容量で：
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール、
を更に含む請求項２３に記載の燃料。
【請求項２５】
前記混合アルコールが、容量で：
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
を更に含む請求項２４に記載の燃料。
【請求項２６】
ａ）石炭粒子；
ｂ）容量で：
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
３−１０％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
を含む混合アルコール、
を含む火炉、キルン、ボイラー又はガス発生機燃料用の燃料。
【請求項２７】
前記アルコール類の混合物が、容量で：
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール、
を更に含む請求項２６に記載の燃料。
【請求項２８】
前記混合アルコールが、容量で：
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
を更に含む請求項２７に記載の燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関、火炉及びボイラーにおいて、並びに、特にガソリン燃料、ディーゼル燃料、ジェット燃料、暖房用の油燃料、バンカーオイル燃料、石油コークス及び石炭に配合されて用いられる混合アルコール燃料に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、可動性台座（乗用車、トラック、航空機、単車、ジェットスキー、スノーモービル等の乗り物を推進させるため）上で、辺境の地において（油井ポンプ又は発電機用等）、又は芝生及び庭園用具（芝刈り機、除草機、チェーンソー等）において、一般に用いられている。種々の型の内燃機関、火炉、ボイラー、キルン及びガス発生機がある。
【０００３】
スパーク型のエンジンは、ガソリン等の揮発性の燃料を利用する。スパークプラグは点火源を提供する。典型的な燃料はガソリン、又は高性能エンジンにおいては、メタノールである。圧縮型のエンジンは空気を取り込み、それを圧縮して燃料に点火するために必要な熱を発生させる。典型的な圧縮エンジンもディーゼル燃料を利用する。
【０００４】
ガソリンが燃やされるとき、炭化水素（ＨＣ）、酸化窒素（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び煤煙（粒子状物質）の形状の汚染物質を産出する。更に、ガソリンは、温暖な気候では、揮発性の有機化合物（ＶＯＣｓ）の存在に起因して、蒸発しやすい。
【０００５】
内燃ディーゼルエンジンは、乗り物において普通に用いられる。火炉及びボイラーは、一般的に家屋又は室内暖房、発電又は大型船の推進に用いられる。キルンは乾燥装置である。小型のキルンは陶器及びセラミックスの製造において用いられる。大型のキルンは木材を乾燥するために、又はセメントを製造するために用いられる。ガス発生機は固体の炭素質燃料をＣＯ及びＨ２の合成ガスに転換する装置であり、このガスは燃やされるか、又は更に触媒により液体製品にされる。
【０００６】
ディーゼル、低位留出物、石油コークス又は石炭が燃やされると、これらの化石燃料は、炭化水素（ＨＣ）、酸化窒素（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び煤煙（粒子状物質）の形状の汚染物質を産出する。酸化窒素及び揮発性有機成分は太陽光中で一緒に反応し、地表レベルのオゾン、スモッグの成分を形成する。ディーゼルはガソリンよりも蒸発し難い。低位蒸留物の暖房用油、バンカーオイル、コークス及び石炭はＶＯＣｓを更に蒸発させ難い。
【０００７】
自動車交通が激しい等の、利用頻度が高い地域では、内燃機関、火炉、ボイラー又はキルンからの排気物質プラス燃料タンクからの蒸発は、重大な大気汚染をもたらす。かなりの都市部において、汚染の茶色の靄が、地表から最初の数百フィートに頻繁に張り付いている。
【０００８】
アルコール性燃料添加剤は、有害な排気物を減少させるために、酸素化物質として内燃機関に用いられてきている。１９７０年代に、アラブの石油禁輸措置の間、ガソリンの供給を引き伸ばすため、大半のガソリンと幾ばくかのエタノールの配合物であるガソホールが導入された。不幸なことに、当時、エラストマー系のエンジンシール、ホース及びガスケット部品の多くはガソリン、又はディーゼルのみを対象として設計され、エタノールの使用により劣化した。それ以来、エンジンには、アルコール燃料に耐性がある、フッ素化エラストマーが装着されるようになっている。
【０００９】
今日、主要なアルコール燃料はエタノールであり、これは、一般的に、発酵法で穀物（トウモロコシ、小麦、大麦、カラスムギ、砂糖大根等）から醸造されている。このエタノールは、種々の量でガソリンに配合される。「レギュラー」ガソリンより高い（リサーチオクタン＋モーターオクタン）／２（（Ｒ＋Ｍ）／２としても知られている）オクタン価を持つ「ハイオク」ガソリンは、主はガソリンで１０％のエタノール（Ｃ２アルコール）を伴う。もう一つのエタノール燃料はＥ−８５であり、これは８５％のエタノールと１５％のガソリンである。更にもう一つのアルコール燃料はＭ−８５であり、これは８５％のメタノール（Ｃ１アルコール）と１５％のガソリンである。
【００１０】
穀物エタノールは生産に費用がかかる。更に、運送業のニーズを満たすために十分な量の穀物エタノールを生産することは、現実的ではない、何故なら、食用作物が燃料に転用されているからである。伝統的に、穀物エタノールは、政府により手厚い補助を受けてきている。旱魃と農業経営一般に向けての政府の政策（より少ない介入と農夫に対する給付金）は、穀物エタノールの供給を不確実及び高価にしている。
【００１１】
更に、メタノール及びエタノールの両者共、ガソリンと比較して相対的にエネルギー含量が少ない。メタノールは約５０，０００Ｂｔｕ／ガロンを含有し、エタノールは約７６，０００Ｂｔｕ／ガロンを含有するが、一方、ガソリンは約１１３，０００Ｂｔｕ／ガロンを含有する。運転者は、ガソリンで走行する乗り物が、アルコール燃料で走行する同様の乗り物より、ガロン当たりより長いマイルを達成するとき、このことに気付く。
【００１２】
かつて、ガソリンに鉛を添加してそのオクタン価を高めていた。オクタン価は、ガソリンのアンチノック性に関係している。鉛は、環境上の理由により、ガソリンから除かれている。過去２０年あまりの間、米国及び多くの他の国で販売されたガソリンには、オクタン価を上げ、環境に有害な排気物質を減らすために、５−１５容量％のメチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、酸素化物質、が配合されている。
【００１３】
不幸なことに、ＭＴＢＥはそれ自身が、不愉快な臭い及び味を持ち、並びに、ヒトに対する潜在的発癌性物質に分類されている汚染物質である。更に悪いことに、多くのガソリン貯蔵タンクは漏れを起こしている。ＭＴＢＥは水に非常に良く溶け、及び生物分解性が低い。ＭＴＢＥは分子中の三級炭素結合を特徴とし、これは、バクテリア又は植物プランクトン等の天然有機体にとって分解することが困難である。その結果、ＭＴＢＥは多くの地域社会において地下水を汚染している。カリフォルニアを含む、米国のいくつかの都市は、ＭＴＢＥの使用を徐々に廃止しつつある。この廃止は、米国及び他の諸国において、おそらくＭＴＢＥの最終的な禁止をもたらすであろう。
【００１４】
現在計画されているＭＴＢＥの代替品は発酵させた穀物エタノールであるが、上で論じたとおり、ＭＴＢＥを代替するために必要な量の穀物エタノールを生産することは、個別の地域においては疑わしいであろう。
【００１５】
それ故、ガソリン中のＭＴＢＥの有効な代替物が必要とされている。更に、燃料は、ディーゼル燃料、ジェット燃料、低位留出物石油燃料、コークス及び石炭からの有害な燃焼排気物を減らして、粒子状煤煙、炭化水素及び一酸化炭素を減らすことが必要とされている。更にまた、エタノールの生産用の穀物発酵から生産できるよりも高いエネルギー含量の、大量のアルコール燃料が必要とされている。
【００１６】
ＭＭＴ、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルは、長年、議論を呼んでいるガソリン添加剤である。ＭＭＴは、１９７０年代に、主にオクタン価を上げるため、当初精製者によって用いられたが、研究は、オクタン価を上げはするが、ＭＭＴは排気物を増やし、スパークプラグ及び排気制御系を汚すことを示してきた。ＭＴＢＥと同様に、ＭＭＴの使用は、北アメリカ及び他の先進諸国において衰退している。混合アルコールはＭＭＴのオクタン価上昇を置換えることができるとともに、更に、酸素化物質として働き、燃焼効率を改良するので、排気物質を減少させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、ＭＴＢＥ、穀物エタノール、ＭＭＴ及び他のオクタン価向上剤の代替品として使用できるガソリン燃料配合原料を提供することである。
【００１８】
本発明のもう一つの目的は、規制汚染物質の排気物を減少させたガソリン燃料を提供することである。
【００１９】
本発明のもう一つの目的は、配合されたガソリンのオクタン価を高めるガソリン燃料配合原料を提供することである。
【００２０】
本発明のもう一つの目的は、航空機用ガソリン中の鉛の必要性を減らすガソリン燃料配合原料を提供することである。
【００２１】
本発明のもう一つの目的は、低域から中域のリード蒸気圧を特徴とするガソリン燃料配合原料を提供することである。
【００２２】
本発明のもう一つの目的は、ガソリン単独のエネルギー含量により近いＢｔｕエネルギー含量を特徴とするガソリン燃料配合原料を提供することである。
【００２３】
本発明の目的は、燃やされたときにより少ない煤煙を生成するディーゼル燃料を提供することである。
【００２４】
本発明のもう一つの目的は、燃やされたときに有害な排気物がより少ないディーゼル燃料を提供することである。
【００２５】
本発明の目的は、陸及び水の汚染を減らす、より安価でより強力なＢｔｕアルコール燃料を提供することである。
【００２６】
本発明のもう一つの目的は、ガソリンのエネルギー含量により近いエネルギー含量を特徴とするニートアルコール燃料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、ガソリン及びアルコール類の混合物を含む、内燃機関用の燃料を提供する。前記アルコール類の混合物は、容量で１−３０％のメタノール、４０−７５％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、４−１０％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む。
【００２８】
前記ガソリン燃料は、酸素源としてＭＴＢＥを含有する必要が無い。代わりに、前記混合アルコールが酸素化物質として作用し、燃焼効率を増大させ、それにより排気物を減少させる。前記混合アルコールは水溶性であり、生物分解性である。斯くして、前記混合アルコールは、ＭＴＢＥよりも陸及び水の環境に対して安全である。
【００２９】
本発明の一側面において、混合アルコールを１０容量％配合すると、８７オクタンのレギュラーガソリンのオクタン価を９０より高いオクタン価に上げる。これは、オクタン価を上げるために、発癌性物質であるベンゼン、又は他の芳香族を混合する必要性を解消する、又は低下させる。幾つかの容積比率において、配合された物のオクタン価を１００又はそれより高く上げることができる。斯くして、前記混合アルコールを配合したガソリン燃料を、有害な四エチル鉛又は四メチル鉛添加剤を必要とせずに、航空機用ガソリンとして使用できる。
【００３０】
本発明のもう一つの側面において、前記アルコール類の混合物は、容量で、５−３０％の配合された石油留出物燃料を含む。
【００３１】
本発明のもう一つの側面において、前記アルコール類の混合物は、容量で、１−６％のヘキサノール、０．１−６％のヘプタノール及び０．１−６％のオクタノールを更に含む。
【００３２】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で０．１−３％のノナノール及び０．１−３％のデカノールを更に含む。
【００３３】
本発明は、ディーゼル及び混合アルコールを含む、ディーゼルエンジン用の燃料を提供する。前記混合アルコールは、容量で、１−３０％のメタノール、４０−７５％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、３−１０％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む。
【００３４】
ディーゼルと組み合わせて混合アルコールを用いることは、燃焼の間に放出される煤煙を減少させる。
【００３５】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、５−２０％の配合されたディーゼル燃料を含む。
【００３６】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、１−６％のヘキサノール、０．１−６％のヘプタノール及び０．１−６％のオクタノールを更に含む。
【００３７】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、０．１−３％のノナノール及び０．１−３％のデカノールを更に含む。
【００３８】
本発明は、内燃機関用の混合アルコール燃料を提供する。前記混合アルコール燃料は、容量で、１−３０％のメタノール、４０−７５％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、３−１０％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む。
【００３９】
前記混合アルコール燃料は、混ぜ物無しで、すなわち、ガソリン、ディーゼル、ジェット燃料、低位蒸留油、若しくは石油コークス又は石炭の添加無しで、内燃機関、火炉又はボイラーで使用できる。前記混合アルコール燃料は水溶性であり、及び生物分解性である。その結果、それは、水及び陸の両方の環境に対して非汚染性である。更に、前記混合アルコール燃料は、工程の原料油として利用される、種々の再生可能な及び再生不能な廃材料から合成できる。
【００４０】
一の態様に従って、前記混合アルコール燃料は、容量で、１−６％のヘキサノール、０．１−６％のヘプタノール及び０．１−６％のオクタノールを更に含む。
【００４１】
ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール等の高級アルコールの使用は、前記混合アルコール燃料のＢｔｕエネルギー含量を増大させ、混合アルコール燃料はガソリンのそれにより近いエネルギー含量を持つ。
【００４２】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、０．１−３％のノナノール及び０．１−３％のデカノールを更に含む。
【００４３】
本発明は、２０−３０％のメタノール、４０−５０％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、３−８％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む、内燃機関用の混合アルコール燃料も提供する。
【００４４】
本発明は、灯油及びアルコール類の混合物を含む、ジェットタービンエンジン用のジェット燃料を提供する。前記アルコール類の混合物は、容量で、１−３０％のメタノール、４０−７５％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、４−１０％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む。
【００４５】
本発明のもう一つの側面において、前記アルコール類の混合物は、容量で、１−６％のヘキサノール、０．１−６％のヘプタノール及び０．１−６％のオクタノールを更に含む。
【００４６】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、０．１−３％のノナノール及び０．１−３％のデカノールを更に含む。
【００４７】
本発明は、暖房用の油及び混合アルコールを含む暖房用の燃料も提供する。前記混合アルコールは、容量で、１−３０％のメタノール、４０−７５％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、３−１０％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む。
【００４８】
本発明の一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、１−６％のヘキサノール、０．１−６％のヘプタノール及び０．１−６％のオクタノールを更に含む。
【００４９】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、０．１−３％のノナノール及び０．１−３％のデカノールを更に含む。
【００５０】
本発明は、バンカーオイル及び混合アルコールを含む、船舶用の燃料も提供する。前記混合アルコールは、容量で、１−３０％のメタノール、４０−７５％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、３−１０％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む。
【００５１】
本発明の一つの側面に従って、前記アルコール類の混合物は、容量で、１−６％のヘキサノール、０．１−６％のヘプタノール及び０．１−６％のオクタノールを更に含む。
【００５２】
本発明の更なる側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、０．１−３％のノナノール及び０．１−３％のデカノールを更に含む。
【００５３】
本発明の目的は、暖房用の油及びバンカーオイルの、改良された燃焼特性を提供することである。
【００５４】
本発明は、石油コークス粒子、及び容量で１−３０％のメタノール、４０−７５％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、３−１０％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む混合アルコールを配合することにより、火炉及びボイラー又はガス発生機中での燃焼用の石油コークス−アルコール燃料も提供する。
【００５５】
本発明の目的は、石油コークス又は石炭の、改良された輸送特性及び燃焼特性を提供することである。
【００５６】
本発明の目的は、パイプライン、鉄道、タンカー又は船による輸送用の、高効率及び耐凍結燃料を提供することである。
【００５７】
本発明の目的は、石油コークス及び石炭の燃焼温度を下げることによりＮＯｘ排気物を減らすことである。
【００５８】
本発明の目的は、単位出力当たりより低い環境影響でより高燃焼効率を特徴とする、従来の化石燃料よりきれいな燃料を提供することである。
【００５９】
本発明の目的は、石油コークス及び石炭の輸送用の水を節約すること、又は置換えることである。
【００６０】
本発明の目的は、大気、水及び陸環境を汚染する、硫黄、窒素及び粒状物質のより少ない、エネルギー含量のより高い燃料を提供することである。
【００６１】
本発明の目的は、発電プラント、ガス発生機、若しくはタンカー、船舶又ははしけ輸送設備への懸濁スラリーにより、石油コークス−アルコール又は石炭−アルコールの輸送をより効率的に提供することである。
【００６２】
本発明の目的は、石油コークス及び石炭を選鉱して、酸性雨の前駆物質であるＮＯｘ、ＳＯ２及びＨ２ＳＯ４の燃焼排気物を減少させることである。
【００６３】
本発明の一側面に従って、前記アルコール類の混合物は、容量で、１−６％のヘキサノール、０．１−６％のヘプタノール及び０．１−６％のオクタノールを更に含む。
【００６４】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、０．１−３％のノナノール及び０．１−３％のデカノールを更に含む。
【００６５】
本発明は、石炭粒子と、容量で１−３０％のメタノール、４０−７５％のエタノール、１０−２０％のプロパノール、３−１０％のブタノール及び１−８％のペンタノールを含む混合アルコールを配合することにより、火炉、ボイラー又はガス発生機中での燃焼用の石炭−アルコール燃料も提供する。
【００６６】
本発明の一つの側面に従って、前記アルコール類の混合物は、容量で、１−６％のヘキサノール、０．１−６％のヘプタノール及び０．１−６％のオクタノールを更に含む。
【００６７】
本発明のもう一つの側面に従って、前記混合アルコールは、容量で、０．１−３％のノナノール及び０．１−３％のデカノールを更に含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
本発明は、内燃機関におけるガソリン系燃料、ディーゼル系燃料又はジェット燃料に対する添加剤として使用できる混合アルコールを提供する。更に、前記混合アルコールは、「混ぜ物無しで」、すなわちガソリン、ディーゼル又はジェット燃料中への配合無しで使用できる。
【００６９】
ガソリン系燃料に対する添加剤として用いられる場合、前記混合アルコールは、オクタン価向上剤として、ＭＴＢＥ、ＭＭＴ、鉛及び／又は穀物エタノールの代替品として使用できる。ガソリン系燃料はガソリン及び混合アルコールである。前記混合アルコールは、燃焼効率を向上させる酸素化物質としても働く。前記混合アルコールは、燃料の水汚染を最小にするためにも働く。前記混合アルコール燃料は、内燃機関で燃やされるとき、高められたオクタン価及びより安定化されたリード蒸気圧を持ったまま、炭化水素及び一酸化炭素排気物を減少させる。更に、エンジン、火炉及び燃焼ボイラーの吸入弁、排気弁、及び燃焼室への炭素堆積物を顕著に減少させる。
【００７０】
ディーゼル系燃料への添加剤として用いられるとき、前記混合アルコールは、酸素化物質として作用する。本発明は、内燃機関に使用できるディーゼル系燃料を提供する。前記ディーゼル系燃料は、ディーゼルと混合アルコールである。前記燃料は、内燃機関で燃やされたとき、排気物質を減少させる。混合アルコール独自の特性は、これらの容量配合物としての長鎖アルコールが、液体及び固体の両者の炭化水素系燃料を可溶化し、及び燃焼効率を向上させることである。
【００７１】
前記混合アルコールが、ガソリン又はディーゼルを伴わずに、「混ぜ物無し」で用いられたとき、内燃機関では、排気管排気物が減少する。
【００７２】
前記混合アルコール燃料は、乗用車、トラック、単車、航空機、固定タービンの種々の内燃機関、並びに、芝刈り機、ジェットスキー、スノーモービル及びチェーンソー又は除草機等の手持ちの用具に用いられるような小型のエンジンに用いることができる。
【００７３】
今日、エタノール系燃料Ｅ−８５がフレキシブル燃料自動車（ＦＦＶ）において用いられている。前記混合アルコール燃料は、このようなＦＦＶにおいて使用できる。エンジンを僅かにチューニング又は調整すると、割り増しされた出力、及び、しかもより低い排気プロフィールを提供するであろう。
【００７４】
前記混合アルコールは、炭素原子数が異なる、単鎖の、分子性アルコールを含有する。種々の型のアルコールが存在し、これらは炭素原子数に従って分類される。例えば、メタノール（Ｃ１）は炭素原子を１個持ち、エタノール（Ｃ２）は炭素原子を２個持ち、ｎ−プロパノール（Ｃ３）は炭素原子を３個持ち、等である。これらのアルコールは、好ましくはノルマルであり、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール等と表される。本発明はノルマルの直鎖アルコールを論じているが、イソアルコールも同様に使用できるかもしれない。
【００７５】
本発明の混合アルコールは多数のアルコールを含む。一般的に、メタノール及びエタノールを一緒にして、容量で、混合アルコールの５０％より多くを占め、他の高級アルコール及び少量の非アルコール成分が残余を占めている。混合アルコールの典型的な混合物は、容量で、
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
４−１０％のブタノール、
１−８％のペンタノール、
１−６％のヘキサノール、
０．１−６％のヘプタノール、
０．１−６％のオクタノール、
０．１−３％のノナノール、
０．１−３％のデカノール、
である。
【００７６】
一般的に、エタノールの量はメタノールの量より多い。実際に、前記混合アルコールは、比率が最大のエタノールと、比率がより少ない他のアルコールを含有してよい。Ｃ２エタノールはＣ１メタノールよりエネルギー密度が大きい。一般的に、エネルギー密度は、高級アルコール中の炭素含量の増加に伴って増加する。高級アルコールＣ３−Ｃ８（プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール及びオクタノール）は、低級アルコールＣ１−Ｃ２が提供するより大きいエネルギー密度を提供する。
【００７７】
伝統的に、石油系燃料に対する添加剤としてエタノールを用いると、エタノールを伴わない石油系燃料よりエネルギー密度（Ｂｔｕ／ポンド、又はＢｔｕ／ガロン単位で測定）が低い配合燃料をもたらしている。斯くして、典型的な内燃機関で動く乗り物により達成できるガロン当たりのマイルは、エタノール及び炭化水素系燃料（ガソリン等）配合物を用いたときは、エタノールの無い燃料を用いたときより、若干低下する。しかしながら、本発明では、高級アルコールＣ３−Ｃ８の使用により、アルコール混合物のエネルギー密度を増大させる。斯くして、前記混合アルコールを燃料添加剤として用いても、エネルギー損失はより小さくなる。実際には、前記混合アルコールは、Ｃ９、Ｃ１０等の高級アルコールを含有できる。
【００７８】
Ｃ６−Ｃ８アルコールの使用は、好ましいけれども、任意である。斯くして、ガソリン中に配合される前記混合アルコールは、Ｃ１−Ｃ５アルコールのみを含有することができる。燃焼の際には、ガソリンと組み合わせた混合Ｃ１−Ｃ５アルコールは、ガソリンのみの型の燃料に対して、炭化水素の排気物及び一酸化炭素の産出がより低い。混合アルコール（Ｃ１−Ｃ５）の典型的な混合物は、容量で、
１−３０％のメタノール、
４０−７５％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
４−１０％のブタノール
１−８％のペンタノール
である。
【００７９】
前記混合アルコール（Ｃ１−Ｃ５又はＣ１−Ｃ８又はＣ１−Ｃ１０）を、種々の成分を適切な比率で提供することにより、手動で配合することができる。別法として、前記混合アルコールを、大規模な業務用の量で合成することができる。例えば、前記混合アルコールは、カリウム−助長ＣｏＳＭｏＳ２触媒上を、約１５００ｐｓｉｇ及び３００°Ｃで通過させることにより、作成できる。この方法は、米国特許第４，７５２，６２２号及び４，８８２，３６０号により完全に記載されている。
【００８０】
前記混合アルコールは、製造工程に起因する僅かな量のなんらかの不純物を含有することができる。このような不純物は、エステル、水及び微量の炭化水素を包含する。これらの不純物は、必要なら、特有のやり方により除去できる。
【００８１】
前記混合アルコールは水及び油の両方に可溶であり、並びに水可溶化剤として働くことに注目せよ。メタノールは、凝結水と溶け合う様に、長い間ガソリンタンクに添加されてきた。しかしながら、水が多すぎると、メタノールが結合した水は、炭化水素系燃料から相分離を起こし得る。これはエンスト等エンジンの不具合の原因になり得る。水が十分に混合されているなら、エンジンは、燃料中の若干の水を許容できる。高級アルコール（Ｃ３−Ｃ８又はＣ３−Ｃ１Ｏ）の使用は、燃料中の汚染水の分離を緩和することに役立つ。前記高級アルコールは、従来の、低級Ｃ１−Ｃ２アルコールよりも、ずっとしっかり凝結水を可溶化するであろう。
【００８２】
前記混合アルコールは、暖房用の油、バンカーオイル、石油コークス又は石炭と同様に、ガソリン、ジェット又はディーゼル燃料中に配合することができる。一般的に言って、ガソリン、ジェット及びディーゼル燃料は、そもそも原油に由来し、及び添加剤を含有する。ガソリン、ジェット燃料及びディーゼルは、全て周知の燃料である。ジェット燃料は灯油を含有する。等級１又は２の、暖房用の油は、家屋又は他の構造物を温めるために用いられる。等級Ａ、Ｂ又はＣの、低位留出物であるバンカーオイルは、伝統的に大きな大洋航海船舶で燃やされている。石油コークス及び石炭は、一般的に火炉、キルン及びボイラーで燃やされる。石油コークス及び石炭は、ガス発生機用の工程原料としても用いられる。
【００８３】
前記混合アルコールとガソリンを配合して、配合燃料を作成することができる。前記配合燃料は、１−９９重量％の混合アルコールと、ガソリンである残余とを含有することができる。この様な配合燃料は、高められたオクタン価を特徴とする。前記混合アルコールは、ＭＴＢＥ又はエタノールよりも、ガソリンに対するより効率的なオクタン価上昇剤である。更には、前記高級アルコールは、エタノール又はＭＴＢＥより大きいエネルギー密度を特徴とする。前記混合アルコールは、陸及び水環境において、生物分解性である。これは、存続して陸及び水環境を汚染するＭＴＢＥとは異なっている。混合アルコールは、ガソリンにおいて、ＭＴＢＥの直接の代替品又は置換え品として用いることができる。斯くして、混合アルコールをガソリン中で用いれば、そのガソリンにはＭＴＢＥを添加する必要が無い。
【００８４】
更に、前記混合アルコールは、Ｅ−８５燃料配合物（これは８５％の穀物エタノール及び１５％のガソリンである）を置換えることができる。Ｅ−８５燃料配合物は、フレキシブル燃料自動車（ＦＦＶ）と呼ばれる、フレキシブル装着工場設計内燃機関（ｆｌｅｘ−ｅｑｕｉｐｐｅｄ  ｆａｃｔｏｒｙ  ｄｅｓｉｇｎｅｄ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｅｎｇｉｎｅｓ）で用いられる。
【００８５】
前記ガソリンは、好ましくは無鉛ガソリンであり、これは従来型で市販されている。ガソリンは、芳香族、オレフィン及びパラフィンを含む周知の燃料である。ガソリンは、国によっては、ペトロール又はベンゼン等の別の呼び名で知られている場合がある。これらの炭化水素の沸点は、一般的に７７−４３７°Ｆである。ガソリンは、浄化剤、凍結防止剤、乳化防止剤、腐食防止剤、染料、堆積物変性剤及びオクタン価向上剤（四エチル鉛又はＭＭＴ等）等の添加剤も包含してよい。上で論じたとおり、世界的規模のガソリン供給は、好ましくは無鉛である（すなわち、四エチル鉛又はＭＭＴをごく僅かしか、又は全く含有しない）。
【００８６】
現在、異なる幾種かの無鉛ガソリンの配合物が世界中で精製され販売されている。伝統的なガソリン、冬季含酸素ガソリン（ｗｉｎｔｅｒ  ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ  ｇａｓｏｌｉｎｅ）及び改質ガソリンがある。伝統的なガソリンは、暑い天候の際にもっとゆっくり蒸発し、スモッグを減らすために、より低いリード蒸気圧（ＲＶＰ）で処方される。冬季含酸素及び改質ガソリンは、ＭＴＢＥを含有して、又はエタノールを含有してよりきれいな燃焼燃料を産出してよい。冬季ガソリンは、一般的に、より高いリード蒸気圧（１２ｐｓｉまで又はより高い）を特徴とし、寒冷の際の始動を助ける。夏季ガソリンは、一般的に８ｐｓｉリード蒸気圧の等級を特徴とする。
【００８７】
前記混合アルコールは、改質ガソリン及び／又は冬季含酸素ガソリン等、ガソリン中のＭＴＢＥ及び／又はエタノールの代替品として用いることができる。
【００８８】
更に、伝統的な市販のガソリンは、一般的にオクタン価が８７と９０の間である。いわゆるレギュラーガソリンは、オクタン価（Ｒ＋Ｍ）／２が、海水位で販売されるときは約８７、又は標高がより高いところで販売されるときは８５だが、ハイオクガソリンは、一般的にオクタン価が９０より高い。オクタン価は、エンジン中における早すぎる爆発に対するそのガソリンの抵抗に関する指標である。早すぎる爆発は燃料中のエネルギーを浪費し、エンジンを傷つけ得る。運転中にノックするエンジンは、早すぎる爆発を体験している。オクタン価がより高いガソリンを用いることは、一般的にノッキングの問題をより少なくする、又は解消する。
【００８９】
前記混合アルコールは、燃料のオクタン価を高める。これは、航空機用ガソリンに関して特に有利である。航空機用ガソリンは、一般的に、自動車用ガソリンよりオクタン価が高い（１００又はより高い）ガソリンである。航空機用ガソリンに対して要求されるより高いオクタン価を作り出すために、ガソリンに四エチル鉛又は四メチル鉛が添加される。四エチル鉛は、オクタン価を上げるために、自動車用ガソリンへの添加に用いられた。しかしながら、米国、カナダ及び幾つかの先進国において、航空機用ガソリンを共通の例外として、ガソリン中の鉛の使用は殆ど廃止されている。斯くして、混合アルコールの使用は、有害な、有毒の鉛の使用を伴わずに、航空機用ガソリンを製造するためにガソリンのオクタン価を上げることができる。
【００９０】
Ｂｔｕ範囲が幾分低い好ましい態様において、容量で以下の混合アルコールの混合物に関して、試験を行った：
２８．６％のメタノール、
４７．０％のエタノール、
１４．４％のｎ−プロパノール、
３．７％のｎ−ブタノール、
２．５％のｎ−ペンタノール、
３．８％のエステル          （Ｉ）。
【００９１】
上記エステルは酢酸メチル（１．９％）及び酢酸エチル（１．９％）であった。上記混合アルコールに関する酸素の質量濃度は３４％である。
【００９２】
Ｃ１−Ｃ５アルコールを含有する混合アルコールの５容量％と、他の酸素化物質を含有しない、オクタン価８５のヘプタン及びイソオクタンの標準燃料を配合したとき、前記混合アルコールの（Ｒ＋Ｍ）／２配合オクタン価は、１０９と測定された。異なる配合条件及び容積濃度下で、配合されたオクタン価は１３５を超え得ると信じられる。試験法ＡＳＴＭ  Ｄ  ２６９９及び２７００を用いてオクタン価を決定した。
【００９３】
前記混合アルコールのリード蒸気圧（ＲＶＰ）は低から中の範囲である。ＲＶＰは、蒸発又は気化に対する燃料の性癖の指標である。ＲＶＰが高いほど、より蒸発する。ベーパーロックを防ぎ、及び蒸発排気物（夏場における、燃料タンクからの燃料の蒸発等）を減らすために、より低いＲＶＰが好まれる。寒い季節には、エンジンの低温始動を改良するために、より高いＲＶＰが好ましい。改質ガソリンのＲＶＰは、６．４−１０．０ｐｓｉの間である。前記混合アルコールＣ１−Ｃ５の測定されたＲＶＰは４．６ｐｓｉである（試験法ＡＴＳＭ  Ｄ  ５１９１を用いて）。ＭＴＢＥ及び純エタノールの配合ＲＶＰは、それぞれ、８−１０ｐｓｉ及び１７−２２ｐｓｉである。混合アルコールの測定されたＲＶＰは、それらの配合ＲＶＰとは異なってよい。改質ガソリンの幾ばくかは、目下、燃料中２重量％の酸素を必要とする。ガソリン中への前記混合アルコールの配合は、配合されたガソリンのＲＶＰを顕著に上げはしないであろうと信じられている。実験は、ガソリン中により大量の（２５容量％等）混合アルコールが配合されたとき、ガソリンのＲＶＰは本質的に変化しないままであることを示している。１０容量％の高級混合アルコールは、ガソリンのＲＶＰを．６から１ｐｓｉだけ上げる可能性がある。斯くして、前記混合アルコールは、ＲＶＰを顕著に上げずに、その燃料の酸素含量を上げることができる。このことは、競合する酸素化物質より大きいエネルギー密度と相俟って、高級混合アルコールの２つの主な商業上の強みである。
【００９４】
前記混合アルコール（Ｃ１−Ｃ５）単独の容積エネルギー含量は、酸素無添加ガソリンより低い。しかしながら、前記混合アルコールのエネルギー含量はＥ−８５より大きい。前記混合アルコールにＣ６−Ｃ８アルコールを含有させることにより、エネルギー密度は増大して、ガソリンのそれに更に近づくであろうと信じられている。斯くして、ガソリンとともに混合アルコールＣ１−Ｃ８を用いることは、エネルギーの不利益を避けながら、所望の酸素含量（及び結果的に排気物の減少）を産出するであろう。混合アルコールＣ１−Ｃ８の１０容量％の配合物とガソリンを用いる乗り物は、ガソリン単独を燃焼させるときとほぼ同じガロン当たりのマイルを提供するであろう。
【００９５】
混合アルコール及びガソリンの使用は、吸入弁堆積物（ＩＶＤ）、排気弁堆積物（ＥＶＤ）及び燃焼室堆積物（ＣＣＤ）を減少させる。ガソリンに対する混合アルコールの濃度が増大するにつれて、炭素堆積物は更に減少する。更に、混合アルコールを用いるとき、エンジンの燃料系における炭化水素スラッジ又はワニスの積層に伴う問題が無い。エンジンオイル潤滑剤は、酸性の燃焼生成物により良く適応する潤滑剤に取り替える必要があるかもしれない。
【００９６】
排気特性について説明する。排気特性は、３．８Ｌのビューイック  ルセーブル中で２種の燃料を別々に燃焼させて得た。燃料は、ガソリン単独、並びに、１５％のＣ１−Ｃ５混合アルコール（上記（Ｉ）を見よ）と８５％ガソリンの配合物である。試験は、米国連邦試験手順（Ｕ．Ｓ．  Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  （ＦＴＰ））に従って行なわれた。ＦＴＰは連邦規則集（Ｃｏｄｅ  ｏｆ  Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ）、４０巻、「環境の保護（“Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”）」に言及しており、引用によりその全体を本明細書に援用する。エンジンはガソリン単独を燃焼させるために調整した。混合アルコールとガソリンの配合燃料を燃焼させるためには調節はしなかった。
【００９７】
試験には、直接駆動可変慣性フライホイール系を備えたクレイトンＥＣＥ−５０型パッセンジャーダイナモメーターを用いた。慣性分銅は、１０００ポンドから４８７５ポンドまで、１２５ポンドの増分で、乗り物の等価重量をシミュレートしている。ダイナモメーターに対する慣性分銅及び馬力設定は、それぞれ、３７５０ポンド及び７．２馬力であった。
【００９８】
排気試料を収集する前に、容積型一定体積サンプリング系（ＣＶＳ）を用いて乗り物の排気を希釈した。ＣＶＳと共に、直径１０インチ、長さ１２フィートのステンレススチールのダイリューショントンネルを用いた。
【００９９】
全てのサイクルの間、乗り物のフードは完全に開け放ったままにし、安定化（停止）期間は閉じた。試験乗り物の前面に５，０００立方フィート／分の冷却ファンを用いて、全ての試験の間、空気流を提供した。安定化の間、ファンを停止した。
【０１００】
排気試験については、市街地ダイナモ走行モード（Ｕｒｂａｎ  Ｄｙｎａｍｏｍｅｔｅｒ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｓｃｈｅｄｕｌｅ  （ＵＤＤＳ））に則って車両を運転した。ＵＤＤＳは、ロサンゼルスのスモッグ発生運転条件をダイナモメーターの運転に翻訳するため、種々のグループによる１０年を超える試験の結果であり、平均速度１９．７マイル／時間で、７．５マイルを１３７２秒でカバーする、非反復的な運転サイクルである。最高速度は５６．７マイル／時間である。ＦＴＰは低温始動、５０５秒、低温遷移相、直ぐに続く８６７秒の安定化相からなる。安定化相に続き、高温始動、５０５秒、高温遷移相に進んで試験を完了する前に、車両は、エンジンを切って１０分間停止させた。
【０１０１】
排気物は数学的に重み付けして、高温及び低温始動から為された、様々な７．５マイルの走行の平均を表している。ＦＴＰに関する排気物質は、車両がこのサイクルに則って運転されたときの、車両及び排気制御系暖機運転の効果を網羅している。安定化相は、十分に暖められた、又は安定化された車両及び排気制御系からの排気物を生成させ、「高温始動」又は「高温遷移」相排気物は、車両及び排気制御系が運転中に安定化したとき起こり、次いで１０分間安定化（停止）される。
【０１０２】
規制排気物（ＨＣ、ＣＯ）の幾つかは、エンジンが混合アルコールとガソリンの配合物を用いたとき減少した。ガソリン単独では、合計の炭化水素（ＴＨＣ）排気物はマイル当たり．０５８−．０５９グラムであったが、混合アルコールとガソリンの配合物では、ＴＨＣ排気物はマイル当たり．０３２−．０７０グラムであった。いくつかのＴＨＣ排気物はメタンを含んでいた。非メタン炭化水素（ＮＭＨＣ）排気物は、ガソリン単独ではマイル当たり．０４９−．０５４グラム、混合アルコールとガソリンの配合物では．０３０−．０６７グラムであった。ＣＯ排気物は、ガソリン単独ではマイル当たり．５７３−．７０３グラム、混合アルコールとガソリンの配合物ではマイル当たり．２８５−．５２９グラムであった。ＮＯｘ排気物は、ガソリンではマイル当たり．０５２−．０５８グラム、混合アルコールとガソリンの配合物ではマイル当たり．０５９−．０６３グラムであった。斯くして、混合アルコールの使用は、一酸化炭素排気物を顕著に減らし、炭化水素排気物を減らし、及びＮＯｘ排気物をほんの僅か増やした。
【０１０３】
混合アルコールとガソリンの使用は、ガソリン単独に対して、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドの排気物を僅かに増加させた。ホルムアルデヒド排気物は、ガソリン単独でマイル当たり．７８１−．８５９ｍｇ、混合アルコールとガソリンでマイル当たり．９００−１．４１５ｍｇであった。アセトアルデヒド排気物は、ガソリン単独でマイル当たり．１２６−．２９４ｍｇ、混合アルコールとガソリンでマイル当たり．２４４−．４２７ｍｇであった。混合アルコール中のエステルの存在が、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドの増加に寄与したと信じられる。エステルを前記混合アルコールから除去してこれらの排気物を減らすことができる。
【０１０４】
配合燃料を造るように、前記混合アルコールとジェット燃料を配合することができる。ジェット燃料は、主に、添加剤を伴う灯油である。前記配合燃料は、１−３０容量％の前記混合アルコールと、ジェット燃料である残余を含有することができる。前記混合アルコールの魅力的な側面は、これらは、パイロットが特別寒冷の高度を飛行しているとき、ジェット燃料上部の天辺の空間に展開する凝結水を可溶化することである。
【０１０５】
配合燃料を造るように、前記混合アルコールとディーゼルを配合することができる。前記配合燃料は、１−３０容量％の混合アルコールと、ディーゼルである残余を含有することができる。ディーゼルは周知の燃料である。
【０１０６】
１０％の（Ｃ１−Ｃ５）混合アルコール（上記（Ｉ）を見よ）及び９０％のディーゼル燃料を含有する混合アルコール−ディーゼル燃料を試験した。結果は以下のとおりであった：
試験パラメータ          試験法                    結果
比重                    ＡＳＴＭ  Ｄ  ４０５２    ０．７５１４
炭素／水素（重量％）    ＡＳＴＭ  Ｄ  ５２９１    ８０．８６／１２．９２
セタン価                ＡＳＴＭ  Ｄ  ６１３      ４３．４
硫黄含量                ＡＳＴＭ  Ｄ  ２６２２    ３５４ＰＰＭ
酸素含量                ＡＳＴＭ  Ｄ  ５５９９    １．１６重量％
燃焼熱                  ＡＳＴＭ  Ｄ  ２４０      Ｂｔｕ／ポンド
総量                                          １９０７９．９
純量                                          １７９３３．１
ＨＦＲＲ                ＡＳＴＭ  Ｄ６０７９      ２０５μｍ
沸点分布                ＡＳＴＭ  Ｄ８６          °Ｆ
初期留点                                      １４７．２
５％                                          １７５．３
１０％                                        ３４０．０
１５％                                        ４０４．１
２０％                                        ４２３．５
３０％                                        ４４５．７
４０％                                        ４６９．９
５０％                                        ４９０．９
６０％                                        ５１２．２
７０％                                        ５３４．７
８０％                                        ５５９．１
９０％                                        ５９０．９
９５％                                        ６１５．６
最終留点                                      ６３１．９
回収％                                        ９８．３
損失％                                        ０．５
残余％                                        １．２
【０１０７】
ディーゼル中に混合アルコールを用いることは、燃焼中に産出される粒子状物質を減らすであろう。その上、規制排気物（炭化水素、一酸化炭素及び酸化窒素）が減るであろうと信じられる。
【０１０８】
水溶性の混合アルコールとディーゼルをより良く配合するために、界面活性剤バインダーを用いることができる。うまく役に立つと期待される市販の界面活性剤の一つは、Ｏｃｔｅｌ  Ｓｔａｒｉｏｎから入手できるＯｃｔｉｍａｘ  ４９００である。
【０１０９】
前記混合アルコールは、ディーゼルと、容量で、以下のとおり配合できる：５０％混合アルコール、５０％ディーゼル。この様な燃料配合物で稼動するディーゼルエンジンは、適切な空気−燃料混合を達成するために、その燃料注入機に関する一回限りの調節が必要かもしれない。快速車両用途は、この様な燃料配合物から特に利益を受けることができるであろう。
【０１１０】
前記混合アルコールの、ガソリン又はディーゼル中への配合は、種々の手法で起こし得る。混合アルコールを、タンクローリー又は軌道車中に飛沫配合することができる。輸送中のタンクローリーの動きは、ガソリン又はディーゼル中に、混合アルコールを十分に配合又は混合するであろう。配合のもう一つのやり方は、その燃料を燃やす乗り物の燃料タンクに前記混合アルコールを添加することである。このときも、乗り物が動くときのタンクの動きは、その燃料と混合アルコールを混合させるのに十分である。更にもう一つのやり方は、前記混合アルコールを燃料と共にタンク中に秤量することである。
【０１１１】
前記混合アルコールは、内燃機関、火炉中で、及びボイラーにおいてニート燃料として用いることができる。すなわち、前記混合アルコールは、燃焼のために他の燃料と配合される必要は無い。エンジン、火炉又はボイラーの空気／燃料比は、ニート燃料としてアルコール類の混合物単独で運転するために、調整する必要があるかもしれない。前記ニート混合アルコール燃料のオクタン価は、そのＣ１−Ｃ５又はＣ１−Ｃ８又はＣ１−Ｃ１０処方に依って、一般的には９０と１３８の間である。前記混合アルコールの配合特性は線形ではない。
【０１１２】
混合アルコールのより高いオクタン価は、１００から１２０又は更に高いオクタン価を必要とする、航空機用ガソリンに対して特に有利である。実際に、試験的な航空機は、エタノール単独を用いて大西洋横断飛行を為した。高いエネルギー密度を伴う、前記本発明の混合アルコールの使用は、高められたオクタン価、エネルギー密度（ポンド当たりＢｔｕ）及び水可溶化特性に起因して、エタノールを凌駕する、優れた航空機燃料になるであろうと信じられる。
【０１１３】
オクタン価を決定するために、前記ニート燃料混合アルコール（上記（Ｉ）を見よ）に関して幾つかの試験が行われた。前記ニート混合アルコールは、ノッキング又は過早点火を測定するために設計された試験用エンジンにおいてノッキングしないであろうということが確かめられた。前記ニート混合アルコールのオクタン価は、これらの研究エンジンの上側閾値を越えた。
【０１１４】
前記混合アルコールのオクタン価の評価を試みるため、ヘプタンとイソオクタンから成るオクタン価８５の標準燃料と５容量％で配合した前記Ｃ１−Ｃ５混合アルコールにより試験を行った。試験法ＡＳＴＭ  Ｄ  ２６９９を用いたリサーチオクタン価は１１８．９と測定され、試験法ＡＳＴＭ  Ｄ  ２７００を用いたモーターオクタン価は９８．２と測定された。計算された配合されたオクタン価（Ｒ＋Ｍ）／２は１０８．６であった。斯くして、１０８．６は特有の配合オクタン価である。
【０１１５】
前記ニート混合アルコール（Ｉ）のオクタン価を更に詳細に述べるため、既知の標準オクタン価５０の標準燃料試薬源として、イソオクタンとヘプタンの５０／５０混合物を用いた。次いで、前記Ｃ１−Ｃ５混合アルコールを、５０容量％でイソオクタン／ヘプタンと配合した。試験用エンジンは、１１０より高いオクタン価の測定に適応させるために、ノッキングが検出される前に再噴射する必要があった。再噴射の後、上で説明した試験法を用いて、リサーチオクタンは１４８．８と計算され、モーターオクタンは１２６．８と計算され、及び（Ｒ＆Ｍ）／２配合オクタン価は１３７．８であった。
【０１１６】
実験は、ニートの高級混合アルコールＣ１−Ｃ５処方は１３０を超える単体のオクタン価を提供することを実証した。前記混合アルコールの配合特性は線形ではない。それ故、Ｃ１−Ｃ５又はＣ１−Ｃ８又はＣ１−Ｃ１０混合アルコールにより提供される配合オクタン価は、それらがどの様な燃料製品と、及びどの様な容量比率で配合されるかのみに依存するであろう。
【０１１７】
Ｃ１−Ｃ５混合アルコールに対し、リード蒸気圧は、試験法ＡＳＴＭ  Ｄ  ５１９１を用いて４．６ｐｓｉと測定された。この中範囲のリード蒸気圧は、燃料の蒸発からの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が汚染源である、温暖な気候において特に望ましい。Ｃ１−Ｃ５又はＣ１−Ｃ８高級混合アルコールのリード蒸気圧は、一般的には２．３５−５．０ｐｓｉの間であろう。
【０１１８】
Ｃ１−Ｃ５ニート燃料混合アルコールの燃焼熱は、試験法ＡＳＴＭ  Ｄ  ２４０を用いて測定した。総計の燃焼熱は１２，２３５ＢＴＵ／ポンド、正味は１１，０６１ＢＴＵ／ポンドであった。これはガソリンの燃焼熱より低いと信じられる。前記ニート燃料混合アルコールにおいてＣ６−Ｃ８アルコールを使用すると、燃焼熱は、ガソリンのそれの１１３，０００Ｂｔｕにより近い、ガロン当たり９０，４００Ｂｔｕに更に増大することが実験的に証明されている。
【０１１９】
運転性指数は、試験法ＡＳＴＭ  Ｄ  ８６を用いて９４９と測定された。運転性指数が１２５０を超えないと好ましい。斯くして、前記ニート燃料混合アルコールの運転性指数は、最高値より十分に低かった。
【０１２０】
内燃機関に用いられるかもしれない金属種との適合性を決定するため、前記ニート燃料混合アルコールに関して腐食試験を行った。腐食試験は、試験法ＡＳＴＭ  Ｄ  ４６３６を用いて行われた。鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム及びカドミウムは、損失が０ｍｇであった。これは、前記ニート燃料混合アルコールは、エンジン部品と適合性があるという点で、ガソリン又はディーゼル又は灯油系ジェット燃料と同等に良好であることを示している。
【０１２１】
他のエンジン部品はエラストマーであり、これらはシール、ホース、ガスケット等に用いられている。内燃機関は、ガスケット、ホース及びシールに、一般的にフッ素化エラストマーを備えており、これらは、非フッ素化エラストマーよりも、アルコール型燃料に対して適応性が良い。フッ素化エラストマーの適合性に対する試験方法はＡＳＴＭ  Ｄ  ４７１であった。５０℃で連続運転して２４０時間後に、体積変化（百分率）は＋２５．８１から２６．０１；硬度変化（ポイントで）は−２２から−２３；引張強度変化（百分率）は−４１．４０から−４５．９３；及び伸び変化（百分率）は−０．５７６３から−０．６９３７であった。
【０１２２】
前記混合アルコールを、フレキシブル燃料自動車（ＦＦＶ）において、近似ニート燃料として用いることもできる。配合は、容量で、９５％の混合アルコールと５％のガソリンでよいであろう。この５％のガソリンは、低温始動に対するアルコールのリード蒸気圧を増大させる。
【０１２３】
混合アルコールの更に別の処方は、重量で：
１０−３０％のメタノール、
４０−６０％のエタノール、
１０−２０％のプロパノール、
３−８％のブタノール、
１−５％のペンタノール、
３％のヘキサノール、
０．３％のヘプタノール、
０．１％のオクタノール、
である。
【０１２４】
混合アルコールの特定の態様は、重量で：
１７．１％のメタノール、
４９．０％のエタノール、
１７．３％のプロパノール、
７．０％のブタノール、
５．１％のペンタノール、
３．２％のヘキサノール、
０．３％のヘプタノール、
０．１％のオクタノール、
である。
【０１２５】
上記混合アルコールは、ガソリン中に、ディーゼル中に、又は代替燃料として混ぜ物無しで、用いることができる。
【０１２６】
更に、上で論じた混合アルコールは、等級１又は２の、暖房用の油中に用いることができる。この配合燃料は、１−３０容積％の混合アルコールと、暖房用の油である残余を含有することができる。この燃料は、暖房用に用いられる。例えば、この燃料は家屋又は他の構造物を温めるために燃やされる。
【０１２７】
暖房用の油は、水可溶化剤、細菌防止剤等の別の添加剤、及び堆積物形成を減らす添加剤を伴うディーゼルに極めて似ている。前記混合アルコールを伴う暖房用の油燃料は、これらの添加剤を含有できるか、又は別法として、前記混合アルコールがこれらの添加剤の位置を占めてよい。暖房用の油は中間留出物であり、約Ｃ９−Ｃ２Ｏのパラフィン（アルカン）、シクロパラフィン（シクロアルカン）、芳香族及びオレフィンを含有する。
【０１２８】
上で論じた混合アルコールは、等級Ａ、Ｂ又はＣの、バンカーオイル中にも用いることができる。この配合燃料は、１−３０容量％の混合アルコールと、バンカーオイルである残余を含有できる。この燃料は、通常船舶に用いられ、及び燃やされて動力装置に動力を供給する。この燃料を燃やすことから、船舶は推力及び電気の発生を得る。
【０１２９】
バンカーオイルは、アスファルトを生産するために利用される残留部分の直前の低位留出物残余燃料の中で、最も濃厚でどろりとしている。バンカーＡ及びＢオイルは、バンカーＣより軽い。バンカーＣは精製工程の後に残るオイルとより軽いオイルを配合することにより生産される。
【０１３０】
前記混合アルコールと暖房用の油又はバンカーオイルとを配合するときは、混合剤又は界面活性剤バインダーを用いて、油からのアルコールの分離を防ぐことができる。この様な界面活性剤の一つは、上で論じたＯｃｔｉｍａｘ  ４９００である。他の市販の界面活性剤バインダーも利用できる。混合アルコールをガソリン又はジェット燃料中に配合するときは、界面活性剤バインダーは不要である。
【０１３１】
暖房用の油又はバンカーオイルと配合された混合アルコールの使用は、大気、水及び陸の汚染を和らげるために役立つ。
【０１３２】
前記混合アルコールを、微細に砕かれた石油コークス又は石炭固体粒子と配合することもできる。結果物はコークス−アルコールスラリー又は石炭−アルコールスラリーであり、これは、パイプラインで送ること、タンクに貯蔵すること、若しくは鉄道、タンカー又ははしけにより輸送することができる。一般的には、コークス又は石炭粒子は、寸法が２００μｍ以下である（例えば、粒子は１００メッシュの篩を通過できる）。コークス又は石炭は、好ましくは混合アルコール浴中で粉砕される。固体炭素がより細かく粉砕されるほど、アルコールはコークス又は石炭固体の両者を選鉱し、清浄にする点でより優れる。混合アルコールの輸送又は貯蔵スラリーにおけるコークス−アルコール又は石炭−アルコールのいずれかの懸濁特性は、固体粒子をより細かく粉砕することにより更に向上する。
【０１３３】
石油コークスは石油精製工程の副産物である。最も広く用いられている方法である、ディレードコーキング法は、原料油として重い残留油を用いる。石炭は、瀝青炭、無煙炭又は亜炭種であってよい。
【０１３４】
スラリー中のコークス又は石炭粒子の量は、５０％−７５重量％である。残りの５０％−２５重量％は混合アルコールである。好ましいスラリーは、重量で、６５％の粉砕されたコークス又は石炭と、３５％の混合アルコールである。
【０１３５】
コークス−アルコール及び石炭−アルコール燃料の両者は、任意の等級のコークス又は石炭又は混合アルコールの、種々の型の安定な懸濁物や、これらから由来する固体及び液体燃料を包含する。
【０１３６】
混合アルコール燃料を炭化水素への配合原料として用いることの発明は、燃やされるとき又はガス化されるときの石油コークス及び石炭の両者の特性を改良し及び充実させる。それは、粉砕されたコークス又は石炭を、混合アルコールとのスラリーとして、パイプライン、鉄道、はしけ、タンカー又は船により輸送するための、高効率の凍結防止媒体として役立つ。目的地において、廃棄物又は他の源からの熱が、任意の数の考え付く燃焼又はガス化用途に望まれるままに、コークス又は石炭を、全ての、一つの、又は一連の混合アルコールから分離する。混合アルコールとの処理において高度に活性化され及び選鉱された（例えば水の汚染の減少及び窒素及び硫黄の追放により）、粉砕されたコークス及び石炭は、新しい、又は改装された火炉、キルン又はボイラーで、しかし好ましくは、特別な組合せサイクル運転で、燃やすことができる。組合せサイクルにおいて、燃料混合アルコールは、全体で又は任意のその成分で、単独で又は組み合わせて、ガスタービン発電機で燃やされ、及び分離された破砕されたコークス又は石炭は、蒸気タービン発電機に動力を供給する燃焼ボイラーに火をつける。
【０１３７】
コークス−アルコール又は石炭−アルコール燃料の使用は、単位出力当たりより低い環境影響と共に、より高い燃焼効率を提供する。更に、石炭−水スラリーの輸送の複雑さとは対照的に、独自に発明された混合アルコール処方からなるコークス−アルコール又は石炭−アルコール燃料は、燃料のみを輸送し、元々水が少ない。コークス−アルコール及び石炭−アルコール燃料は、両者共、相対的に少ない硫黄、窒素及び粒子状物質を伴いながら、より高いＢｔｕ含量を提供する。コークス又は石炭のいずれかと配合された混合アルコールの使用は、大気、水及び陸の汚染を和らげるのに役立つ。
【０１３８】
選鉱された石油コークス又は石炭は、合成ガスへのガス化の、又は火炉、キルン又はボイラーで燃やす用途に望まれるように、前記混合アルコールから分離することができる。
【０１３９】
混合アルコールは、篩い分け又は遠心分離を介して、固体コークス又は石炭から分離されるかもしれない。固体燃料中に存在する混合アルコールの残留割合は、その燃焼効率を上げ、及び有害な排気物も減らすかもしれない。石炭−アルコール又はコークス−アルコール燃料は、固体粒子の沈降又は浮遊を伴わずに、長期間の保存が可能であり、斯くして、その燃料は容積移送式ポンプを介して容易に流れるであろう。
【０１４０】
上述の開示及び例は、この発明の原理の単なる例証であり、限定的に解されるべきではない。
【国際調査報告】
2008530337.tif 000002