説明

ガソリン−エタノール混合燃料の分離方法

【課題】ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールに対し、分離されるエタノールの量を増加できる分離方法を提供する。
【解決手段】ガソリン−エタノール混合燃料の分離方法は、ガソリン−エタノール混合燃料1に含有されるエタノールの容積に対し、好ましくは5〜15容積%、より好ましくは6〜13容積%の水を添加し、ガソリン−エタノール混合燃料1から分離したエタノール及び水を含む溶液3を回収する操作を複数回繰り返す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガソリン−エタノール混合燃料の分離方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、地球温暖化防止の観点から、その原因の一つと考えられている二酸化炭素排出量を削減することが求められている。そこで、ガソリンとエタノールとからなるガソリン−エタノール混合燃料を自動車燃料に用いることが検討されている。
【0003】
前記エタノールは、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醗酵により得た所謂バイオエタノールを用いることができる。前記植物性物質は、原料となる植物自体が既に光合成により二酸化炭素を吸収しているので、かかる植物性物質から得られたバイオエタノールを燃焼させたとしても、排出される二酸化炭素の量は前記植物自体が吸収した二酸化炭素の量に等しい。即ち、総計としての二酸化炭素の排出量は理論的にはゼロになるという所謂カーボンニュートラル効果を得ることができる。
【0004】
また、前記ガソリン−エタノール混合燃料を自動車燃料に用いる場合、エタノールはガソリンよりもオクタン価が高いので、該ガソリン−エタノール混合燃料からエタノールを分離して用いることが検討されている。この場合、前記ガソリン−エタノール混合燃料またはガソリンとエタノールとの混合比を適宜調節することにより、内燃機関の負荷に対し広い範囲で対応することができる。
【0005】
そこで、前記ガソリン−エタノール混合燃料からエタノールを分離する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。前記分離方法は、前記ガソリン−エタノール混合燃料に水を添加し、混合することにより、該ガソリン−エタノール混合燃料を主としてガソリンからなる溶液と、主として水とエタノールとからなる溶液とに分離するものである。
【0006】
前記分離方法では、前記ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールに対し、5〜30重量%の水を添加することにより、1回の操作で前記ガソリン−エタノール混合燃料に含まれるエタノールを実質的に全て分離、回収できると考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−138888号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、前記従来の分離方法により前記ガソリン−エタノール混合燃料から主として水とエタノールとからなる溶液を分離したときには、該ガソリン−エタノール混合燃料にエタノールが残留することがあり、さらに優れた分離方法の開発が望まれる。
【0009】
そこで、本発明は前記事情に鑑み、前記ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールに対し、分離されるエタノールの量を増加させることができる分離方法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】
【0010】
本発明者らは、前記従来の分離方法において前記ガソリン−エタノール混合燃料にエタノールが残留することがある理由について検討した結果、該ガソリン−エタノール混合燃料に添加する水の量によって、分離できるエタノールの量が異なることを知見した。
【0011】
本発明者らは、前記知見についてさらに検討を重ねた結果、前記ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールに対し、特定の範囲の水を添加する操作を複数回繰り返すことにより、分離されるエタノールの量を増加させることができることを見出した。
【0012】
そこで、本発明は、前記目的を達成するために、ガソリンとエタノールとを含むガソリン−エタノール混合燃料に水を添加して、該ガソリン−エタノール混合燃料から分離したエタノール及び水を含む溶液を回収するガソリン−エタノール混合燃料の分離方法において、該ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対し、エタノール回収率が最大となる範囲の量の水を添加し、該ガソリン−エタノール混合燃料から分離したエタノール及び水を含む溶液を回収する操作を複数回繰り返すことを特徴とする。
【0013】
本発明の分離方法では、前記ガソリン−エタノール混合燃料に水を添加して、該ガソリン−エタノール混合燃料からエタノール及び水を含む溶液を分離し、分離したエタノール及び水を含む溶液を回収する。このとき、本発明の分離方法では、前記ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対し、エタノール回収率が最大となる範囲の量の水を添加することにより、単位容積当たりの水に対し、分離されるエタノールの量を最大にすることができる。
【0014】
そこで、本発明の分離方法によれば、前記ガソリン−エタノール混合燃料に前記範囲の水を添加して、エタノール及び水を含む溶液を分離する操作を複数回繰り返すことにより、添加する水の量をより少なくすると共に、より多くのエタノールを分離することができる。
【0015】
本発明の分離方法では、前記ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対し、具体的には5〜15容積%の水を添加することが好ましい。添加される水の量を前記範囲とすることにより、単位容積当たりの水に対し、分離されるエタノールの量を増加させることができる。
【0016】
前記ガソリン−エタノール混合燃料に添加される水の量が、該ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対し、5容積%未満または15容積%を超えるときには、いずれも単位容積当たりの水に対し、十分な量のエタノールを分離することができないことがある。
【0017】
また、本発明の分離方法では、前記ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対し、6〜13容積%の水を添加することがさらに好ましい。添加される水の量を前記範囲とすることにより、単位容積当たりの水に対し、分離されるエタノールの量をさらに増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の分離方法の一実施形態を示す説明図。
【図2】ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対する水の添加率と、水の添加率に対するエタノールの回収率との関係を示すグラフ。
【図3】従来の分離方法の一形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【0020】
本実施形態の分離方法では、まず、図1に示すように、ガソリン−エタノール混合燃料1に水を添加することにより、エタノール含有量が低下した第2のガソリン−エタノール混合燃料2と水及びエタノールを含む第1の溶液3とに分離する。
【0021】
ガソリン−エタノール混合燃料1は、ガソリンとエタノールとからなる。エタノールは、通常のガソリンに比較してオクタン価が高いので、ガソリン−エタノール混合燃料1に含有されるガソリンとしては、通常のガソリンよりもオクタン価の低いサブオクタンガソリンを用いることができる。このようにすることにより、ガソリン−エタノール混合燃料1は、通常のガソリンと同等のオクタン価となるように調整することができる。
【0022】
本実施形態では、例として、ガソリン−エタノール混合燃料1が、全量の10容積%のエタノールを含有する場合について説明する。
【0023】
ガソリン−エタノール混合燃料1は、水の添加率により、エタノールの回収率が異なっている。図2に、ガソリン−エタノール混合燃料1に含有されるエタノールの容積に対する水の添加率(容積%)と、水の添加率に対するエタノールの回収率(%)との関係を示す。
【0024】
図2から、ガソリン−エタノール混合燃料1に含有されるエタノールの容積に対して、所定の範囲の水を添加することにより、エタノールの回収率が高くなることが明らかである。また、ガソリン−エタノール混合燃料1に含有されるエタノールの容積に対して、5〜15容積%の水を添加することにより、分離されるエタノールの割合がさらに高くなり、6〜13容積%の水を添加することにより、分離されるエタノールの割合が最大となることが明らかである。
【0025】
そこで、本実施形態の分離方法では、図1に示す第1回の分離で、ガソリン−エタノール混合燃料1に含有されるエタノールに対し、10容積%の水を添加し、混合する。ここで、ガソリン−エタノール混合燃料1に含有されるガソリンが水に不溶であるのに対し、エタノールは水に易溶である。そこで、ガソリン−エタノール混合燃料1は、エタノール含有量が低下した第2のガソリン−エタノール混合燃料2と水及びエタノールを含む第1の溶液3とに分離する。尚、エタノールはガソリンに対しても親和性を備えているので、第1の溶液3は、水及びエタノールの他に少量のガソリンを含んでいる。第1回の分離では、次に、前記のように分離した第2のガソリン−エタノール混合燃料2と第1の溶液3とから、第1の溶液3を回収する。
【0026】
第1回の分離において、ガソリン−エタノール混合燃料1の容積を1000mlとすると、ガソリン−エタノール混合燃料1は、100mlのエタノールを含んでいる。従って、ガソリン−エタノール混合燃料1に添加される水の量を前記エタノールに対し10容積%とすれば、添加される水の量は具体的には10ml(10g)となる。
【0027】
この結果、回収された第1の溶液3は、全量が43gであり、66重量%のエタノールを含んでいる。一方、第1の溶液3が分離された後の第2のガソリン−エタノール混合燃料2は、全量が681gで6.3重量%のエタノールを含有しており、該エタノールは容積としては60mlである。
【0028】
本実施形態の分離方法では、次に、第2回の分離として、第2のガソリン−エタノール混合燃料2に含有されるエタノールに対し、10容積%の水を添加し、混合する。第2のガソリン−エタノール混合燃料2に含有されるエタノールは、前述のとおり60mlであるので、添加される水の量は具体的には6ml(6g)となる。
【0029】
この結果、第1回の分離と同様に、第2のガソリン−エタノール混合燃料2は、エタノール含有量が低下した第3のガソリン−エタノール混合燃料4と水及びエタノールを含む第2の溶液5とに分離する。第2回の分離では、次に、前記のように分離した第3のガソリン−エタノール混合燃料4と第2の溶液5とから、第2の溶液5を回収する。
【0030】
このとき、回収された第2の溶液5は、全量が28gであり、65重量%のエタノールを含んでいる。一方、第2の溶液5が分離された後の第3のガソリン−エタノール混合燃料4は、全量が659gで4.1重量%のエタノールを含有しており、該エタノールは容積としては40mlである。
【0031】
本実施形態の分離方法では、次に、第3回の分離として、第3のガソリン−エタノール混合燃料4に含有されるエタノールに対し、10容積%の水を添加し、混合する。第3のガソリン−エタノール混合燃料4に含有されるエタノールは、前述のとおり40mlであるので、添加される水の量は具体的には4ml(4g)となる。
【0032】
この結果、第1回の分離と同様に、第3のガソリン−エタノール混合燃料4は、エタノール含有量が低下した第4のガソリン−エタノール混合燃料6と水及びエタノールを含む第3の溶液7とに分離する。第3回の分離では、次に、前記のように分離した第4のガソリン−エタノール混合燃料6と第3の溶液7とから、第3の溶液7を回収する。
【0033】
このとき、回収された第3の溶液7は、全量が13gであり、60重量%のエタノールを含んでいる。一方、第3の溶液7が分離された後の第4のガソリン−エタノール混合燃料6は、全量が650gで2.6重量%のエタノールを含有している。
【0034】
本実施形態の分離方法によれば、ガソリン−エタノール混合燃料1,2,4に含有されるエタノールの容積に対し、10容積%の水を添加する操作を繰り返す。この結果、第1回〜第3回の分離で添加された水の合計量20ml(20g)に対し、第1回〜第3回の分離でそれぞれ回収された第1〜第3の溶液3,5,7の合計として、約64重量%のエタノールを含む溶液84gを得ることができる。
【0035】
次に、比較としての分離方法を図3に示す。図3に示す分離方法では、ガソリン−エタノール混合燃料1に含有されるエタノールに対し、20容積%の水を添加し、エタノール含有量が低下したガソリン−エタノール混合燃料8と水及びエタノールを含む溶液9とに分離する操作を1回だけ行う。そして、分離したガソリン−エタノール混合燃料8と水及びエタノールを含む溶液9とから、溶液9を回収する。
【0036】
このとき、回収された溶液9は、全量が71gであり、64重量%のエタノールを含んでいる。一方、溶液9が分離された後のガソリン−エタノール混合燃料8は、全量が663gで4.2重量%のエタノールを含有している。
【0037】
以上から、本実施形態の分離方法によれば、比較としての分離方法に対し、同量の水の添加で、より多くのエタノールを分離することができることが明らかである。また、本実施形態の分離方法によれば、比較としての分離方法に対し、ガソリン−エタノール混合燃料に残留するエタノールの量をより低い濃度とすることができることが明らかである。
【符号の説明】
【0038】
1…ガソリン−エタノール混合燃料、 3,5,7…エタノール及び水を含む溶液。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガソリンとエタノールとを含むガソリン−エタノール混合燃料に水を添加して、該ガソリン−エタノール混合燃料から分離したエタノール及び水を含む溶液を回収するガソリン−エタノール混合燃料の分離方法において、
該ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対し、エタノール回収率が最大となる範囲の量の水を添加し、該ガソリン−エタノール混合燃料から分離したエタノール及び水を含む溶液を回収する操作を複数回繰り返すことを特徴とするガソリン−エタノール混合燃料の分離方法。
【請求項2】
請求項1記載のガソリン−エタノール混合燃料の分離方法において、前記ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対し、5〜15容積%の水を添加することを特徴とするガソリン−エタノール混合燃料の分離方法。
【請求項3】
請求項2記載のガソリン−エタノール混合燃料の分離方法において、前記ガソリン−エタノール混合燃料に含有されるエタノールの容積に対し、6〜13容積%の水を添加することを特徴とするガソリン−エタノール混合燃料の分離方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−26552(P2011−26552A)
【公開日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−120366(P2010−120366)
【出願日】平成22年5月26日(2010.5.26)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】