연료에 관하여 (메탄올의 위험과 콜맨의 안정성)

[헝크(정필근.원주)]

ㅇ 들어가면서

늘 신세만 져서 저도 미약하나마 도움이 되고자 글을 올립니다.

동기는 어떤 분이 메탄올을 사용하신다는 글을 봐서인데.. 결론부터 말씀드리면 메탄올말고 에탄올을 이용하시고, 휘발유 버너는 콜맨연료를 사용하라는 것입니다. (그쪽과 전혀 관계없는 사람입니다. 오해마시길^^)

그러나 결론만 쏙 이야기 하자니 너무 이야기 거리가 없어서 늘 궁금해 하시는 것부터 이야기를 시작해보면

ㅇ 기름, 어떤 것이 화력이 좋은가?

http://biofuel.org.uk/bioalcohols.html

Fuel 연료종류	Energy Density (megajoules/liter) 열량	Average Octane (AKI rating/RON) 평균 옥탄가
Gasoline 휘발유	~33	85-96/90-105
Methanol 메탄올	~16	98.65/108.7
Ethanol 에탄올	~20	99.5/108.6
Propanol 프로판올	~24	108/118
Butanol 부탄올	~30	97/103

간단하게 보자면, 같은 용량이라면 메탄16 < 에탄20 < 프로판24 < 부탄30 < 휘발유33 순으로 화력이 좋습니다.

다른 복잡한 자료를 보면

http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density

Storage material	Energy density (MJ/L)	Direct uses
Electrostatic capacitor 콘덴서		Electronic circuits
Supercapacitor 콘덴서		Electronic circuits
Lead-acid battery 납산 배터리	0.56	Automotive engine ignition
Nickel-metal hydride battery NM 배터리	0.504–1.08	Portable electronic devices, flashlights
Lithium-ion battery 리튬이온	0.9–2.63	Laptop computers, mobile devices, some modern electric vehicles
Alkaline battery 알카라인	1.8	Portable electronic devices, flashlights
Lithium battery (non-rechargeable) 1회용 리튬	4.32	Portable electronic devices, flashlights
Gunpowder 화약		Explosives
TNT 폭약		Explosives
Wood 나무		Heating, outdoor cooking
Protein 단백질		Human/animal nutrition
Carbohydrates (including sugars) 탄수화물		Human/animal nutrition
Methanol fuel (M100) 메탄올	15.6	Racing, model engines, safety
Coal 석탄		Electric power plants, home heating
Ethanol fuel (E100) 에탄올	20.9	Flex-fuel, racing, stoves, lighting
Fat (animal/vegetable) 지방	34	Human/animal nutrition
Gasoline (petrol) 휘발유	32.4	Automotive engines, power plants
Jet fuel (Kerosene) 등유	37.4	Aircraft
LPG (including Propane / Butane) 가스	26	Cooking, home heating, automotive engines, lighter fluid
Diesel / Fuel oil 디젤	35.8	Automotive engines, power plants[3]
methane or natural gas 천연가스	0.0364	Cooking, home heating, automotive engines, lighter fluid
Hydrogen (compressed) 하이드로겐?	5.6	Rocket engines, automotive engines, grid storage &conversion
Tritium 트리튬	?	Electric power plants (nuclear reactors), industrial process heat
Plutonium 플루토늄	?	Thermal-Electric Generator (Space)
Thorium (in breeder) 토륨??	929,214,000	Electric power plants (nuclear reactors), industrial process heat
Uranium (in breeder) 우라늄	1,539,842,000	Electric power plants (nuclear reactors), industrial process heat (to drive chemical reactions, water desalination, etc.)

여기서도 메탄 15 < 에탄 20 < 가스 26 < 휘발유 32 < 지방?! 34 < 디젤 35 < 등유 37 순으로 화력이 좋습니다.

이 정도 순서는 여기 회원님들 상식선에서 아실거란 생각이 듭니다. 또한 석유버너로 3-4분이면 끓는 물이 알콜버너로 15분 이상걸리는지 수치상으로 이해가 되실 겁니다.

특히 에탄올에 비해 메탄올은 그 열량이 낮은 편이고 섭취하는 과정에서 또한 태우는 과정에서 발생하는 발암물질(이름은 까먹었습니다)이 건강에 무지 해롭습니다. 심할 경우 눈이 멀고 목숨을 잃기까지 하는데, 문제는 호흡기로도 섭취가 됩니다(술취한 사람 옆에만 있어도 취하는 기분이 드는 것이 이 때문입니다). 다시말씀 드리면 알콜을 붇다보면 어쩔 수 없이 증발하는 것을 조금씩 들이 마시게 되는데 이 또한 몸에 흡수되어 좋지 않다는 것입니다.

--참고로--

메탄올을 마셨을 경우 조치법은

1. 토한다

2. 술을 마신다

입니다. 술에 있는 에탄올 성분이 간에서 분해가 더 빨리 이뤄지므로 메탄올이 순번기다리다 배출된다는 군요. 만약 그렇다면 술을 마시고 토해서는 안됩니다.^^ 또한 알콜버너에 불을 땡기시면 건강을 위해 약주를 한잔씩 마셔주시는 것도 좋을 듯 합니다^^

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정리하면 몸에도 안좋고 열량이 떨어지는 것을 가격을 제외한다면 굳이 이용하실 필요는 없다고 생각됩니다.

그리고 에탄올이 열량이 떨어지는 것처럼 느껴지는 이유는 소독용 에탄올을 사용하시기 때문인데 소독용은 83%가 알콜, 나머지가 물로 되어있습니다(100%알콜에서는 균이 안죽는다네요). 그럴지라도 메탄보다는 에탄올의 열량이 높으니 이를 사용하는 것이 더 바람직하고, 돈이 있으시다면 무수알콜을 사용하시면 좀 더 화끈한 불쇼를 보실 수 있습니다.

그 외 사족을 하나 달면 유럽같이 알콜버너가 사랑받는 곳에서는 연료용 알콜을 파는데 에탄올95% + 메탄올5%의 비율이라고 합니다. 에탄올만 있으면 물에 타먹는다나요? 하여튼 코쟁이 넘덜 수준하고는..

ㅇ 석유의 가짓수

알콜은 끝났고 그럼 왜 화이트가솔린이 아닌 콜맨연료가 더 나은가 하는 문제인데, 정확히 말하자면 콜맨처럼 철로 연료통이 되어있는 경우에 콜맨연료가 더 좋다라는 것이 정확한 표현입니다.

관련자료입니다.

http://zenstoves.net/Petrol.htm

Naphtha (aka. Coleman Fuel, MSR Fuel, White Gas [North America, Australia, and New Zealand], Shellite, Fuelite, Zippo fuel, Ronsonol fuel, heptane, Blazo, cigarette lighter fluid, some charcoal lighter fluid)

Naphtha is a term relating to a range of hydrocarbons used as solvents or feedstock for petroleum products.  For purposes of categorizing fuels for stoves, "naphtha" is used to include all naphtha and gasoline-like fuels that have been refined to be as aromatic and additive free as practical for stove use.  This is a much "cleaner" stove fuel than other petroleum products (except possibly the liquefied gases) so it is less likely to clog stoves.  It is also considered by many to be the best fuel for high altitude and extremely cold treks.  It evaporates quickly, is quite volatile, burns very hot, and leaves little residue compared to kerosene.  Naphtha requires a lot of oxygen to burn and therefore may be a little easier to extinguish than other petroleum fuels.  Naphtha is much more explosive than kerosene but is a bit less explosive than gasoline.  This fuel category might be slightly less toxic than gasoline but is still very caustic, and releases an unpleasant odor that lingers.

Naphtha is a mix of 5 to 9 carbon alkanes with a boiling range of 104 to 401°F  (40 to 205°C).  The term "naphtha" has several accepted and obsolete definitions and can even be inclusive of gasoline and kerosene.

Coleman Fuel (Calumet Lantern Fuel )

Coleman fuel contains about 50% naphtha, 50% aliphatic petroleum distillates, 2% xylene, 2% toluene, 0.5% benzene, green dye and rust inhibitors (to help prevent rusting of internal parts and facilitate long shelf life).  The carbon number range is C5 to C9 with a boiling point range of 100-350° F. Coleman Fuel contains up to 25% n-hexane and up to 15% cyclohexane by weight and it is fully hydrotreated to remove aromatics, (reported to contain less than 0.001% benzene).

White Gas

This is an old term referring to overpriced unleaded gas marketed as lamp and stove fuel back when leaded gas was referred to as Red Gas.  True white gas is gasoline without additives, is more volatile than true naphtha and not as safe to use.  Some white gas (not made for stove use) even has tetraethyllead added to it.

원유를 가열하면 기화점이 달라 위 그림과 같이 온도에 따라 분리가 됩니다. 위에서 3번째가 나프타인데 설명을 대충 해석해 보면

연료로 사용하는 나프타는 나프타나 정제휘발유(화이트가솔린, 지포라이타 기름 등)를 통칭해서 나프타라고함.. 등유 경유에 비해 깨끗. 가스는 더 깨끗. 그래서 노즐이 덜 막힘. (참고로 깨끗할수록 음식맛도 좋음). 고산지대, 설빙지대에서 진가발휘. 안정된 등유에 비해서는 폭발위험이 있지만 휘발유에 비하면 안전. 휘발유에 비해 유독물질이 적지만 없는 것은 아님.

이라고 되어있습니다. 그 외 산소를 많이 필요로 해서 화재진압이 등유에 비해 쉽다는 그런 이야기입니다.

자동차휘발유는 순수한 정제휘발유=화이트휘발유에 첨가물을 가미한 것인데 자동차휘발유는 좀있다 다시 이야기하기로 하고 이야기를 이어보면

화이트가솔린도 가솔린 종류이기에 기화점이 낮아 나프타보다는 불안합니다. 콜맨연료는 반이 나프타에 나머지 반이 석유증류물(? 뭔지 모르겠습니다. 아마도 화이트가솔린일 듯..). 그 외 염색제와 방청액=녹방지제를 포함합니다.

콜맨연료가 좋은 이유가 기화점이 조금이라도 높은 나프타가 아무래도 더 안정적인데다 방청제가 들어있어 연료통과 기화기 청소역할도 같이 합니다. 연료통이 대부분 철인 콜맨특성상 녹방지액이 같이 포함된 것은 당연하다고도 볼 수 있습니다. (예전에 파커만년필이 자주 막히다보니 잉크에 세척제가 포함된 것과 같은 원리라고 볼 수 있습니다.)

다만. 이 방청제가.. 황동과도 좋은 조합이 될지는 잘 모르겠습니다. (이 부분에 관해서는 다른 분의 댓글이 필요합니다)

일단은 콜맨 버너를 사용하시는 분에게 콜맨연료는 가격차가 그리 심하지 않은 이상 좋은 선택임이 분명해 보입니다.

ㅇ 자동차 휘발유 사용해도 무방한가?

그리고 이제 자동차휘발유=무연휘발유(납과 유황 등을 제거하고 그 자리에 그 역할을 대신할 첨가물을 가미한 휘발유)이야기를 해야하는데 이 또한 자료를 보시고 가겠습니다.

Unleaded Gasoline (aka petrol, automotive gas, unleaded, benzine) (Not Recommended)

This burns very hot, is extremely explosive, is very caustic, releases a terrible odor that lingers, and its additives and high octane components release deadly vapors when burned.  It may also prematurely clog your stove when compared to white gas.  Avoid if possible and go with the lowest octane available if this is your only choice.  The greater the octane the greater the amount of octane-enhancing/antiknock additives.

Additive packages include: octane-enhancing additives (methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl [MMT] in some countries, methyl t-butyl ether [MTBE] in US, etc), anti-oxidants (inhibit gum formation, improve stability), metal deactivators ( inhibit gum formation, improve stability) , deposit modifiers (reduce deposits, spark-plug fouling and preignition), surfactants ( limit icing, improve vaporization, inhibit deposits, reduce NOx emissions), freezing point depressants (decrease icing), corrosion inhibitors (limit corroding of storage tanks), dyes (product color for safety or regulatory purposes).

자동차휘발유는 엔진안에서 불이 붙는데 모든일에는 타이밍이 중요하듯. 휘발유도 폭발해야 할 때 폭발하고 안폭발할 때는 안 폭발해야 합니다. 왜나면 엉똥한때 폭발하면 피스톤에 안좋은 영향을 주고 잘못하면 흉기차처럼 피스톤이 본네트를 뚫고 나오는 일이 생깁니다. 그래서 안정된 휘발유=옥탄가가 높은 휘발유를 만들기 위해 납이나 위에 적혀있는 MTBE 등을 넣게 됩니다. 그런데 문제는 이런 첨가제들이 발암성 물질인데다가 화이트가솔린에 비하면 냄새와 그을임이 많은 편이라 좋지 않다는 것입니다.

그래서 위에 글의 핵심을 정리하면 기왕이면 사용말고, 사용해야 한다면 (첨가물이 적은) 저옥탄가 휘발유를 사용하란 의미입니다. 즉 고급휘발유=옥탄가가 높은 휘발유는 사용하시면 좋지 않습니다.

다만. 위에도 적혀있듯. 사용이 안되는 것은 아닙니다. 하지만 맛이며 그을음이며 위험성하며.. 다들 하지 말라면,  하지 않을 이유가 있는 것입니다.

--다만--

예전에 어떤 분이 무연휘발유로 실험한 것을 블로그를 통해 보았는데, 화이트가솔린에 비해 무연이 더 깨끗했음--a 경우에 따라 예외도 있나 봅니다.

ㅇ 마치면서

A4 6장 분량으로 긴 글을 점심먹고 잠시 시간이 남아 정리해보았습니다. 결론은 처음 적었듯

-메탄올 사용자제

-휘발유는 콜맨 것 사용

두 개입니다. 카페에 알게 모르게 많은 도움을 받아 저도 미약하나마 도움이 되고자 적어보았습니다. 그리고 제가 댓글다는 것을 안좋아 해서 궁금하신 내용이 있으시더라도 답을 못드릴 것 같네요.

그럼 다가오는 여름에도 안전한 불생활하세요~

PS. 이렇게 불 좋아하다 저 배화교 들어가는거 아닌가 걱정되네요^^

[금촌(박종근)파주]

화학 전공 논문 수준 이십니다.ㅎㅎ 좋은글 감사히 잘 봣습니다.

[행인(김영민-부천)]

콜맨 휘발유나 화이트 가솔린은 감당이 안되어 기화기 청소가 힘든 군용랜턴말고는 모두 자동차휘발유 사용하고 있는데 실내에서는 가급적 삼가해야겠네요. ㅠㅠ 좋은 자료 감사드립니다. ㅎ

[유진카피(정용승*노원,남양주)]

아마 대부분 그러실거유~~~^^
나도 그러니께~~

[행인(김영민-부천)]

용두에 오시는 회원님들께서 이글을 읽으시고 휘발유 버너와 랜턴을 경매에 많이 내놓으시길 기대해봅니다. ㅎㅎㅎ

[유진카피(정용승*노원,남양주)]

보시던 안 보시던 좋은자료~~감사합니다`~^^

[사라호(허차진/울산)]

머리에 쏙쏙 들어옵니다^^
알찬정보 감사합니다^^

[어거스틴(김상식*인천)]

암튼 던은 마니 들겠군요..좋은정보 감사합니다

[수우(나인수*서울홍은)]

좋은 자료 감사합니다.^^

[스나이뻥(서문용*서울)]

음...메탄올에 대해서 너무 민감하신 듯.
제가 얼마 전까지 메탄올이 많아서 알콜 버너를 좀 사용했었습니다.
하두 위험하다기에 얼마나 위험한지 여기 저기 자료 찾아보고 화공 회사와 나름 전문가들에게 직접 전화로 문의를 해 봤습니다.

결론은 마시지만 않으시면 큰 위험은 없다는 것입니다. 사용상 주의할 점은 물론 많습니다.
실내에서 사용하실 때는 물론 다른 연료들처럼 환기가 필수입니다.

환기만 잘 된다면 연소시 물과 이산화탄소만 배출됩니다. 해외에서는 미래 청정연료로 다루어지구 있구요. 이건 중학교 화학식에도 나옵니다.

[스나이뻥(서문용*서울)]

물론 점화와 소화시 미세한 유증이 발생하고, 이게 눈을 따갑게 만드는 요인입니다만 환기에 주의하시면 됩니다.

사용할 때의 유증기는 건강에 크게 영향이 없다는게 일반적인 답변이었습니다.

마셨을 때의 위험함은 다들 아실테고 치사량은 사람마다 다르다고 합니다.
보통 간에서 해독되는데 한번에 간이 해독할 수 있는 이상의 분량이 간에서 대기하다가 포름알데히드로 변하게 되고 이게 발암물질이죠.

만약 마시게되면 맥주를 많이 드시면 해독이 된다고 합니다. 왜냐하면 메탄올보다 에탄올이 간에서 분해되는 우선 순위가 높아서 에탄올이 간으로 먼저 흡수되고 에탄올이 간에서 다 분해될 때까지 메탄올은 다른 곳에서 대기해야 하는

[스나이뻥(서문용*서울)]

대기하다가 다들 몸 밖으로 소변등을 통해서 배출된다고 합니다.

암튼 메탄올이 독극물임에 분명하고 밀폐된곳에서의 사용은 폭발의 위험성이 있지만, 마시는 것만 반드시 주의하시고 사용시 환기만 적절히 하시면 생각하시는 것처럼 위험한 연료는 아니라는게 제 가 여러곳에서 직접 문의해가면서 얻은 결론이었습니다.

그럼에도 불구하고 실내에서의 사용은 왠만하면 금하시는게 좋겠죠^

[스나이뻥(서문용*서울)]

아, 그리고 본문 설명중에 오류가 있으셔서 정정해드리고 싶습니다.

"특히 에탄올에 비해 메탄올은 그 열량이 낮은 편이고 섭취하는 과정에서 또한 태우는 과정에서 발생하는 발암물질(이름은 까먹었습니다)이 건강에 무지 해롭습니다. 심할 경우 눈이 멀고 목숨을 잃기까지 하는데, 문제는 호흡기로도 섭취가 됩니다(술취한 사람 옆에만 있어도 취하는 기분이 드는 것이 이 때문입니다). 다시말씀 드리면 알콜을 붇다보면 어쩔 수 없이 증발하는 것을 조금씩 들이 마시게 되는데 이 또한 몸에 흡수되어 좋지 않다는 것입니다."

제가 댓글에서도 잠깐 말씀드렸다시피 매탄올이 연소될때는 물과 이산화탄소만이 배출됩니다.

[스나이뻥(서문용*서울)]

만약 환기가 안되서 산소가 부족하다면 일산화탄소가 추가적으로 배출되는데 이건 다른 연료도 동일합니다.

그리고 간이 한번에 분해할 수 있는양 이하라면 마시거나 흡입해도 큰 문제가 안된답니다. 왜냐하면 간이 분해를 하니까요.

문제는 그 이상을 마셨을 경우 간이 이를 포름얼데히드로 변화시키고 이게 위험한 겁니다.

보통 뷔페에서 음식물 대우는데 사용하는 고체 연료가 매탄올로 만든거고, 실험실에서 사용하는 알콜램프 역시 메탄올을 주로 사용합니다.

그리고 귀금속 재작 업체에서도 제품을 닦을 때 메탄올을 사용하구요.

[스나이뻥(서문용*서울)]

결론은 본문에 설명하신 것처럼 매탄올은 연소시 발암물질 등을 배출한 다는 것은 것과, 사용시 발생하는 미세한 증류가 흡입된다고 해서 눈이 멀거나 생명에 위험이 된다는 것은 잘못 알려진 정보임을 말씀드립니다.

그러나 사용상 주의를 기울여야하는 연료임에는 분명하므로 실내에서의 사용은 왠만하면 지양하시는게 좋겠죠. 이는 석유, 휘발류를 사용하는 버너와 랜턴 뿐만 아니라 다른 유사 제품도 예외일 수는 없다고 생각합니다.

[고래사육사 (부천 강연국)]

잘 읽었습니다.