(57)【要約】【課題】ブタノールを含有しながら優れた着火性を備えるディーゼル軽油組成物を提供する、【解決手段】ディーゼル軽油組成物は、ディーゼル軽油基材と、全量に対して９〜２０体積％の範囲のブタノールと、全量に対して０．８〜４体積％の範囲のブチルナイトレートまたはブチルナイトライトとを含む。前記ブチルナイトライトまたはブチルナイトレートは、ブタノールを原料とするものである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル軽油基材と、全量に対して９〜２０体積％の範囲のブタノールと、全量に対して０．８〜４体積％の範囲のブチルナイトレートまたはブチルナイトライトとを含むことを特徴とするディーゼル軽油組成物。
【請求項２】
前記ブチルナイトライトまたはブチルナイトレートは、ブタノールを原料とするものであることを特徴とする請求項１記載のディーゼル軽油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼル軽油組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の防止のため二酸化炭素の排出量を削減することが求められており、その手段が種々提案されている。前記手段の１つとして、植物性物質、例えばサトウキビ、トウモロコシ等の農作物の発酵、蒸留により得られたエタノール、ブタノール等を自動車用燃料等として用いることが知られている。
【０００３】
前記植物性物質に含まれる炭素は、原料となる植物自体の光合成により吸収された大気中の二酸化炭素に由来する。このため、前記植物性物質を燃焼させた際に排出される二酸化炭素の量は、該植物自体が吸収した二酸化炭素の量に等しくなり、結果として、総計としての二酸化炭素の排出量は理論的にはゼロとなる（カーボンニュートラル効果）。そこで、前記植物性物質の１つであるエタノールをガソリンに混合してガソリンエンジンの燃料に使用することが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、燃費や排出物の低減が可能な内燃機関として、ディーゼルエンジンがある。前記ディーゼルエンジンは、ディーゼル軽油等の燃料の圧縮自着火により駆動されるものであり、二酸化炭素の排出量が少ないことが知られている。また、前記植物性物質の１つであるブタノールは、前記エタノールと比較して、１）炭化水素燃料に対して任意の割合で混合可能である、２）水と混合した際に相分離しない、３）単位体積当たりの発熱量が大きい、４）蒸気圧が低いため蒸気圧対策が不要である等の利点を有している。そこで、前記ディーゼル軽油にブタノールを混合できれば、二酸化炭素の排出量低減の面でさらに有利になるものと考えられる。
【０００５】
しかしながら、ブタノールは着火性が低いため、ブタノールをディーゼル軽油に混合した燃料もまた着火性が低くなるという不都合がある。
【特許文献１】特開２００５−２９７６１号公報
【特許文献２】特許第３１０２９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる不都合を解消して、ブタノールを含有しながら優れた着火性を備えるディーゼル軽油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、本発明のディーゼル軽油組成物は、ディーゼル軽油基材と、全量に対して９〜２０体積％の範囲のブタノールと、全量に対して０．８〜４体積％の範囲のブチルナイトレートまたはブチルナイトライトとを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明のディーゼル軽油組成物は、前記範囲のブタノールと共に、前記範囲のブチルナイトライトまたはブチルナイトレートを含むことにより、ブタノールを含有するにも関わらず優れた着火性を得ることができる。
【０００９】
本発明のディーゼル軽油組成物において、前記ブタノールが、例えばサトウキビ、トウモロコシ等の農作物の発酵、蒸留により得られる植物性物質である場合には、カーボンニュートラル効果により、該ブタノールの二酸化炭素の排出量はゼロとみなすことができ、結果として、二酸化炭素の排出量を低減することができる。
【００１０】
前記ブタノールの含有量は、前記ディーゼル軽油基材に対して９体積％未満では、二酸化炭素の排出量を低減する効果が得られず、２０体積％を超えると、ディーゼルエンジンにおける着火性が低下すると共に、単位体積当たりの発熱量の低下により出力低下が起こる。
【００１１】
また、前記ブチルナイトライトまたはブチルナイトレートの含有量は、前記ディーゼル軽油基材に対して０．８体積％未満では、前記ブタノールを含むディーゼル軽油組成物の着火性を向上することができず、４体積％を超えてもそれ以上の効果は得られない。
【００１２】
なお、ディーゼル軽油の着火性を向上するセタン価向上剤として、炭素数６または８のアルキルナイトレートを用いることは知られている（特許文献２参照）が、前記セタン価向上剤として、ブチルナイトライトまたはブチルナイトレートを用いることは知られていない。
【００１３】
また、本発明のディーゼル軽油組成物において、前記ブチルナイトライトまたはブチルナイトレートは、どのような反応経路により合成されたものであってもよいが、ブタノールを原料とするものであることが好ましい。本発明のディーゼル軽油組成物によれば、前記ブチルナイトライトまたはブチルナイトレートは、前記ブタノールを含むディーゼル軽油組成物の着火性を向上する一方、ブタノールを原料とすることにより、ブタノールと共に二酸化炭素の排出量低減に寄与することができる。
【００１４】
ブタノールを原料とする場合、前記ブチルナイトライトはブタノールと亜硝酸との反応により得ることができ、前記ブチルナイトレートはブタノールと硝酸との反応により得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１６】
本実施形態のディーゼル軽油組成物は、ディーゼル軽油基材と、該ディーゼル軽油基材に対して９〜２０体積％の範囲のブタノールと、該ディーゼル軽油基材に対して０．８〜４体積％の範囲のブチルナイトライトまたはブチルナイトレートとを含むことを特徴とする。
【００１７】
前記ブタノールは、工業的に合成されたものであってもよいが、二酸化炭素の排出量を低減する面から、植物を原料とするものであることが好ましい。植物を原料とするブタノールとして、例えば、サトウキビ、トウモロコシ等の農作物の発酵、蒸留により得られたもの等を挙げることができる。
【００１８】
前記ブチルナイトライトまたはブチルナイトレートは、どのような反応経路により合成されたものであってもよいが、二酸化炭素の排出量を低減する面から、ブタノールを原料とするものであることが好ましい。
【００１９】
前記ブチルナイトライトは、ブタノールを原料とする場合には、次式（１）に示すブタノールと一酸化窒素と酸素との反応により得ることができる。
【００２０】
Ｃ４Ｈ９ＯＨ  ＋  ＮＯ  ＋  １／４Ｏ２  →  Ｃ４Ｈ９ＯＮＯ  ＋  １／２Ｈ２Ｏ  ……（１）
また、前記ブチルナイトライトは、次式（２）及び（３）に示すブタノールと亜硝酸塩との反応によっても得ることができる。
【００２１】
Ｃ４Ｈ９ＯＨ  ＋  ＮａＮＯ２  →  Ｃ４Ｈ９ＯＮＯ  ＋  ＮａＯＨ  ……（２）
Ｃ４Ｈ９ＯＨ  ＋  ＫＮＯ２  →  Ｃ４Ｈ９ＯＮＯ  ＋  ＫＯＨ  ……（３）
また、前記ブチルナイトライトは、白金触媒を使用したブタノールと硝酸との反応、ブタノールと二酸化炭素ハイドレート窒素と酸素との反応によっても得ることができる。
【００２２】
一方、前記ブチルナイトレートは、ブタノールを原料とする場合には、硫酸を触媒として次式（４）に示すブタノールと硝酸との反応により得ることができる。
【００２３】
Ｃ４Ｈ９ＯＨ  ＋  ＨＮＯ３  →  Ｃ４Ｈ９ＯＮＯ２  ＋  Ｈ２Ｏ  ……（４）
また、前記ブチルナイトレートは、次式（５）に示すブタノールと硝酸アセチルとの反応によっても得ることができる。
【００２４】
Ｃ４Ｈ９ＯＨ    ＋  ＣＨ３ＣＯＯＮＯ２  →  Ｃ４Ｈ９ＯＮＯ２  ＋  ＣＨ３ＣＯＯＨ  ……（５）
また、前記ブチルナイトレートは、次式（６）及び（７）に示すように、スルホン化されたブタノールと有機４級アンモニウム硝酸塩との反応によっても得ることができる。
【００２５】
Ｃ４Ｈ９ＯＨ  ＋ＣＨ３ＳＯ３Ｈ→Ｃ４Ｈ９ＯＳＯ２ＣＨ３＋Ｈ２Ｏ  …（６）
Ｃ４Ｈ９ＯＳＯ２ＣＨ３  ＋  （ＣＨ３）４Ｎ＋ＮＯ３−  →
Ｃ４Ｈ９ＯＮＯ２  ＋（ＣＨ３）４Ｎ＋（ＯＳＯ２ＣＨ３）−  ……（７）
次に、本発明の実施例と比較例とを示す。
【実施例１】
【００２６】
本実施例では、まず、ディーゼル軽油基材としての市販軽油９０体積％と、ブタノール１０体積％と、市販軽油及びブタノールの合計に対してブチルナイトライト１体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。すなわち、本実施例のディーゼル軽油組成物は、ブタノールを全量に対して９．９体積％含み、ブチルナイトライトを全量に対して０．９９体積％含んでいる。また、前記ブタノールは植物を原料とするものであり、前記ブチルナイトライトは、該ブタノールを原料とするものである。
【００２７】
次に、得られたディーゼル軽油組成物の着火性を試験した。着火性の試験は、燃料加圧装置を取り付けた噴霧着火試験装置（Ｆｕｅｌ  Ｔｅｃｈ社製、商品名：ＦＩＡ−１００）を用いて、燃焼室温度を５００℃、燃焼噴射圧力を１００ＭＰａ、燃焼室圧力を２ＭＰａに設定して、温度調節可能な燃焼容器に燃料を噴霧して着火燃焼させる際に、インジェクターのニードルリフトセンサーの信号による開弁時から燃焼室内の圧力が０．０２ＭＰａ上昇するまでの時間（以下、着火遅れ時間という）を測定することにより行った。結果を表１に示す。
【００２８】
次に、本実施例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。ただし、ブタノール及びブチルナイトライトによる二酸化炭素排出量は、カーボンニュートラル効果によりゼロであるとした。結果を表１に示す。
【００２９】
次に、参考例として、市販軽油１００体積％からなるディーゼル軽油の着火性を前記実施例１と同様にして試験するとともに、本参考例のディーゼル軽油における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。結果を表１に示す。
【実施例２】
【００３０】
次に、ディーゼル軽油基材としての市販軽油９０体積％と、ブタノール１０体積％と、市販軽油及びブタノールの合計に対してブチルナイトライト２体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。すなわち、本実施例のディーゼル軽油組成物は、ブタノールを全量に対して９．８体積％含み、ブチルナイトライトを全量に対して２．０体積％含んでいる。
【００３１】
次に、本実施例で調製したディーゼル軽油組成物の着火性を前記実施例１と全く同一にして試験するとともに、本実施例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。結果を表１に示す。
【実施例３】
【００３２】
本実施例では、ディーゼル軽油基材としての市販軽油８０体積％と、ブタノール２０体積％と、市販軽油及びブタノールの合計に対してブチルナイトライト４体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。すなわち、本実施例のディーゼル軽油組成物は、ブタノールを全量に対して１９．２体積％含み、ブチルナイトライトを全量に対して３．８体積％含んでいる。
【００３３】
次に、本実施例で調製したディーゼル軽油組成物の着火性を前記実施例１と全く同一にして試験するとともに、本実施例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。結果を表１に示す。
【実施例４】
【００３４】
本実施例では、ディーゼル軽油基材としての市販軽油９０体積％と、ブタノール１０体積％と、市販軽油及びブタノールの合計に対してブチルナイトレート１体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。すなわち、本実施例のディーゼル軽油組成物は、ブタノールを全量に対して９．９体積％含み、ブチルナイトレートを全量に対して０．９９体積％含んでいる。また、前記ブチルナイトレートは、植物を原料とする前記ブタノールを原料とするものである。
【００３５】
次に、本実施例で調製したディーゼル軽油組成物の着火性を前記実施例１と全く同一にして試験するとともに、本実施例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。ただし、ブチルナイトレートによる二酸化炭素排出量は、カーボンニュートラル効果によりゼロであるとした。結果を表１に示す。
【実施例５】
【００３６】
本実施例では、ディーゼル軽油基材としての市販軽油８０体積％と、ブタノール２０体積％と、市販軽油及びブタノールの合計に対してブチルナイトレート４体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。すなわち、本実施例のディーゼル軽油組成物は、ブタノールを全量に対して１９．２体積％含み、ブチルナイトレートを全量に対して３．８体積％含んでいる。
【００３７】
次に、本実施例で調製したディーゼル軽油組成物の着火性を前記実施例１と全く同一にして試験するとともに、本実施例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。ただし、ブチルナイトレートによる二酸化炭素排出量は、カーボンニュートラル効果によりゼロであるとした。結果を表１に示す。
〔比較例１〕
本比較例では、ディーゼル軽油基材としての市販軽油９０体積％と、ブタノール１０体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。
【００３８】
次に、本比較例で調製したディーゼル軽油組成物の着火性を前記実施例１と全く同一にして試験するとともに、本比較例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。結果を表１に示す。
〔比較例２〕
本比較例では、ディーゼル軽油基材としての市販軽油８０体積％と、ブタノール２０体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。
【００３９】
次に、本比較例で調製したディーゼル軽油組成物の着火性を前記実施例１と全く同一にして試験するとともに、本比較例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。結果を表１に示す。
〔比較例３〕
本比較例では、ディーゼル軽油基材としての市販軽油９０体積％と、ブタノール１０体積％と、市販軽油及びブタノールの合計に対してジ−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド（以下、ＤＴＢＰという）を１体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。すなわち、本比較例のディーゼル軽油組成物は、ブタノールを全量に対して９．９体積％含み、ＤＴＢＰを全量に対して０．９９体積％含んでいる。また、前記ＤＴＢＰは、石油を由来とするものである。
【００４０】
次に、本比較例で調製したディーゼル軽油組成物の着火性を前記実施例１と全く同一にして試験するとともに、本比較例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。ただし、ＤＴＢＰは石油由来であるので、本比較例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量は、該ＤＴＢＰによる二酸化炭素排出量を加算したものである。結果を表１に示す。
〔比較例４〕
本比較例では、ディーゼル軽油基材としての市販軽油９０体積％と、ブタノール１０体積％と、ＤＴＢＰ２体積％とからなるディーゼル軽油組成物を調製した。すなわち、本比較例のディーゼル軽油組成物は、ブタノールを全量に対して９．８体積％含み、ＤＴＢＰを全量に対して２．０体積％含んでいる。
【００４１】
次に、本比較例で調製したディーゼル軽油組成物の着火性を前記実施例１と全く同一にして試験するとともに、本比較例のディーゼル軽油組成物における熱量当たりの二酸化炭素排出量を算出した。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2009144085.tif 000002
【００４３】
表１から、市販軽油とブタノールとからなる比較例１及び比較例２のディーゼル軽油組成物は、市販軽油１００体積％からなる参考例のディーゼル軽油よりも着火遅れ時間が長く着火性が低くなっていることが明らかである。
【００４４】
一方、市販軽油とブタノールとブチルナイトライト又はブチルナイトレートとからなる実施例１〜５のディーゼル軽油組成物は、参考例のディーゼル軽油よりも着火遅れ時間が短く着火性が高くなっている上に、参考例のディーゼル軽油、及び、市販軽油とブタノールとＤＴＢＰとからなる比較例３及び比較例４のディーゼル軽油組成物よりも熱量当たりの二酸化炭素排出量が低くなっていることが明らかである。
【００４５】
したがって、本実施例１〜５のディーゼル軽油組成物は、着火遅れ時間が短く優れた着火性を備えるとともに、熱量当たりの二酸化炭素排出量が少なく二酸化炭素排出量の低減に有効であることが明らかである。