BR112018002482B1

BR112018002482B1 - Método para produzir uma formulação de combustível de gasolina

Info

Publication number: BR112018002482B1
Application number: BR112018002482-1A
Authority: BR
Inventors: Richard John Price; Paul George Blommel
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2022-05-17
Also published as: WO2017025612A1; CA2995149A1; CN107922860A; CA2995149C; PL3334805T3; BR112018002482A2; US20180230391A1; EP3334805B1; US10975319B2; EP3334805A1; CN107922860B

Abstract

Trata-se de uma formulação de combustível de gasolina que contém 60% em v/v ou mais de uma combinação de (a) um álcool biologicamente derivado e (b) uma mistura de componentes de combustível de hidrocarboneto C4 a C12, em que todos os quais componentes de combustível de hidrocarboneto foram derivados, seja direta ou indiretamente, de conversão catalítica de um composto oxigenado biologicamente derivado, em que a concentração do álcool (a) na formulação é de 0,1 a 30% v/v.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção refere-se a uma formulação de combustível de gasolina, sua produção e seu uso, e a uma mistura de componentes de combustível de matéria-prima para uso em uma formulação de combustível de gasolina.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Nos interesses do meio ambiente, e para cumprir com demandas regulatórias rigorosas de modo crescente, é desejável aumentar a quantidade de biocombustíveis usados em formulações de combustível automotivo.

[003] Os biocombustíveis são combustíveis passíveis de combustão derivados de fontes biológicas, que resultam em uma redução em emissões de gás de efeito estufa do tipo “well-to-wheels” (isto é, da fonte até a combustão). Em combustíveis de gasolina para uso em motores de ignição por centelha (gasolina), os biocombustíveis mais comuns são alcoóis biologicamente derivados, em particular etanol.

[004] Como um resultado da legislação recente, os combustíveis de transporte de gasolina europeus e norte-americanos contêm 10% em v/v de etanol (isto é, os assim chamados combustíveis "E10"). O Padrão de Combustível Renovável (RFS) nos EUA exige 10% em v/v de biocombustível em todos os graus da gasolina, e aumentando até 20% em v/v em 2022. Adicionalmente, a Diretiva sobre Energia Renovável (RED) da União Europeia irá exigir que 10% de toda energia usada em transportes seja renovável até 2020.

[005] Os combustíveis E10 estão atualmente disponíveis em inúmeros mercados: os mesmos são compatíveis com especificações de combustível, tecnologia veicular e sistemas de distribuição existentes. A disponibilidade futura de etanol celulósico pode acionar uma transição para mesclas de etanol de concentração maior no futuro. No entanto, a gasolina E10 sozinha não será suficiente para cumprir com as exigências do RED e RFS.

[006] Embora possa ser possível poder aumentar ainda mais as proporções de combustíveis de fontes renováveis, é provável que isso seja menos fácil de alcançar. É possível em teoria executar motores de veículo existentes em combustíveis E15 (os combustíveis contêm 15% em v/v de etanol), mas uma renúncia da legislação existente seria necessária a fim de fazer o mesmo. Enquanto isso o uso de combustíveis com teores de etanol maiores exigiria motores especialmente adaptados, o que aumentaria a complexidade da cadeia de fornecimento e também uma economia menor de combustível. Embora haja reconhecimento por parte de fabricantes de motor de que combustíveis E20 podem ser exigidos no futuro, as regulações relevantes fornecem nenhum incentivo para veículos e combustíveis mutuamente compatíveis.

[007] Outros combustíveis chamados de alternativos, por exemplo, biogás, podem ser derivados completamente de fontes biológicas, mas novamente pode apenas ser usado em motores modificados e não são bem ajustados para sistemas de distribuição de combustível existentes.

[008] É conhecido produzir componentes líquidos de combustível de hidrocarboneto a partir de biomassa, por exemplo, com o uso de um processo de reforma de fase aquosa (APR) tal como é descrito no documento no US20110257416. No entanto, tais componentes ainda precisam ser mesclados com componentes convencionais de combustível de gasolina derivados de petróleo a fim de alcançar uma formulação de combustível geral que cumpre com padrões regulatórios (por exemplo, EN 228 para combustíveis de gasolina automotivos europeus) e é, portanto, adequado para uso em motores veiculares não modificados.

[009] Consequentemente, resta uma necessidade por combustíveis com alto teor de biocombustível que cumprem com as especificações existentes para gasolina sem chumbo. É um objetivo da presente invenção fornecer formulações alternativas de combustível de gasolina que contenham proporções maiores de componentes de biocombustível do que é atualmente viável e ainda podem cumprir com especificações de combustível e exigências de motor atuais.

DECLARAÇÕES DA INVENÇÃO

[0010] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é fornecida uma formulação de combustível de gasolina que contém 60% em v/v ou mais de uma combinação de (a) um álcool biologicamente derivado e (b) uma mistura de componentes de combustível de hidrocarboneto C4 a C12, sendo que os tais componentes de combustível de hidrocarboneto foram derivados, ou direta ou indiretamente, de conversão catalítica de um composto oxigenado biologicamente derivado, em que a concentração do álcool (a) na formulação é de 0,1 a 30% em v/v.

[0011] Foi surpreendentemente constatado que, ao combinar tipos específicos de componentes de combustível de hidrocarboneto, derivados do processamento catalítico de oxigenados biologicamente derivados, com um álcool biologicamente derivado, é possível formular um combustível de gasolina que não é apenas quase inteiramente derivado de forma biológica, mas também compatível com especificações atuais da indústria (e, portanto, adequado para uso em motores existentes). Não é necessário mesclar tal formulação com outros componentes de combustível não biologicamente derivados. Tampouco é necessário usar níveis indevidamente altos do álcool a fim de cumprir com especificações atuais de octanagem.

[0012] Adequadamente, conforme descrito em mais detalhes abaixo, a formulação de combustível pode ser preparada mesclando-se juntos dois ou mais componentes diferentes de hidrocarboneto que, como um resultado dos processos aos quais os mesmos foram submetidos, contém diferentes tipos de hidrocarbonetos e assim têm diferentes propriedades físicas. Isso permite que a formulação seja adaptada para ter, por exemplo, um número de octanas, pressão de vapor e/ou teor de aromáticos em uma faixa desejada, e/ou propriedades de destilação de uma natureza desejada. Em uma modalidade, esses componentes de hidrocarboneto podem ser todos obtidos, indiretamente, do mesmo material de início biologicamente derivado.

[0013] Em uma modalidade, a formulação de combustível contém 70% em v/v ou mais da combinação do álcool (a) e da mistura de hidrocarboneto (b). Em uma modalidade, a mesma contém 80 ou 90% em v/v ou mais da combinação. Em uma modalidade, a mesma consiste essencialmente na combinação, pela qual entende-se que a combinação representa adequadamente 95% em v/v ou mais, em particular 98% em v/v ou mais, mais particularmente 99 ou 99,5% em v/v ou mais, da formulação de combustível geral. A formulação pode adicionalmente conter pequenas quantidades de outros componentes de combustível (que, no entanto, ainda são adequadamente derivados de forma biológica) e/ou aditivos, conforme descrito em mais detalhes abaixo.

[0014] Adequadamente, a formulação contém menos do que 30% em v/v, ou menos do que 20 ou 10% em v/v, de componentes de combustível não biologicamente derivados, em particular componentes de combustível de hidrocarboneto não biologicamente derivados. A mesma pode conter menos do que 5% em v/v, ou menos do que 2,5 ou 1% em v/v, de tais componentes não biologicamente derivados. Mais adequadamente, a mesma não contém componentes de combustível não biologicamente derivados, em particular nenhum componente de combustível de hidrocarboneto não biologicamente derivado.

[0015] Uma formulação de combustível de acordo com a invenção pode ser preparada mesclando-se uma mistura adequada de componente de combustível de matéria-prima com um álcool biologicamente derivado. Tal mistura de matéria-prima pode, por exemplo, conter 80% em v/v ou mais de uma mistura de componentes de combustível de hidrocarboneto C4 a C12, sendo que os tais componentes de combustível de hidrocarboneto foram derivados, ou direta ou indiretamente, da conversão catalítica de um composto oxigenado biologicamente derivado. A mesma pode conter 85% em v/v ou mais da mistura de componentes de combustível de hidrocarboneto C4 a C12, ou 90% em v/v ou mais. Em uma modalidade, a mesma consiste essencialmente na mistura de hidrocarboneto, pela qual entende-se que a mistura de hidrocarboneto representa adequadamente 95% em v/v ou mais, em particular 98% em v/v ou mais, mais particularmente 99 ou 99,5% em v/v ou mais, da mistura de matéria-prima geral.

[0016] Adequadamente, tal mistura de matéria-prima contém menos do que 20% em v/v, ou menos do que 15 ou 10% em v/v, de componentes de combustível não biologicamente derivados, em particular componentes de combustível de hidrocarboneto não biologicamente derivados. A mesma pode conter menos do que 5% em v/v, ou menos do que 2,5 ou 1% em v/v, de tais componentes não biologicamente derivados. Mais adequadamente, a mesma não contém componentes de combustível não biologicamente derivados, em particular nenhum componente de combustível de hidrocarboneto não biologicamente derivado.

[0017] Em geral, as propriedades da mistura de matéria-prima podem ser adaptadas dependendo da natureza e concentração de álcool com a qual a mesma será mesclada, a fim de alcançar propriedades desejadas na formulação de combustível resultante que contém álcool. Essa adaptação pode ser alcançada alterando-se as naturezas e/ou as concentrações relativas dos componentes de hidrocarboneto da mistura de matéria-prima, por exemplo, nas maneiras descritas abaixo.

[0018] Foi constatado que certos tipos de componentes de combustível de hidrocarboneto - todos deriváveis ou direta ou indiretamente do mesmo tipo de processo de tratamento de biomassa - podem funcionar particularmente bem juntos em uma formulação de acordo com o primeiro aspecto da invenção. As concentrações individuais desses componentes podem ser variadas de modo a alterar as propriedades (em particular a qualidade de octana, a volatilidade, o perfil de destilação e o teor de hidrocarboneto aromático) da formulação resultante, de acordo com exigências.

[0019] Assim, em uma modalidade do primeiro aspecto da invenção, a mistura de componentes de combustível de hidrocarboneto C4 a C12 compreende:

[0020] 1. um componente de combustível de hidrocarboneto de alta octanagem, que compreende um ou mais hidrocarbonetos selecionados dentre hidrocarbonetos C5 a C12 e misturas dos mesmos, que é o produto de uma conversão catalítica de um composto oxigenado biologicamente derivado, e que contém na faixa de 40 a 80% em v/v ou preferencialmente na faixa de 50 a 70% em v/v de hidrocarbonetos aromáticos; e 2. um ou mais dentre: a. um componente de combustível de hidrocarboneto de baixa octanagem, que compreende um ou mais hidrocarbonetos selecionados dentre hidrocarbonetos C5 a C10 e misturas dos mesmos, que é o produto de uma conversão catalítica de um composto oxigenado biologicamente derivado, e que contém na faixa de 75% a 100% em v/v de hidrocarbonetos parafínicos e na faixa de 0% em volume até 20% em v/v de hidrocarbonetos aromáticos, b. um componente de combustível de hidrocarboneto isomerizado de alta octanagem, que compreende um ou mais hidrocarbonetos biologicamente derivados selecionados dentre hidrocarbonetos C5 a C6 e misturas dos mesmos, que contém 60% em v/v ou mais de hidrocarbonetos isoparafínicos e hidrocarbonetos cíclicos saturados e 5% em v/v ou menos de hidrocarbonetos aromáticos, e c. um componente de combustível de hidrocarboneto C4 que compreende um hidrocarboneto C4 biologicamente derivado ou uma mistura dos mesmos.

[0021] Em uma modalidade, a mistura de hidrocarboneto compreende o componente de alta octanagem (1) e apenas um dos componentes (2a) a (2c); por exemplo, a mesma é uma mistura de componentes (1) e (2a), ou de (1) e (2b), ou de (1) e (2c), em particular de (1) e (2a). Em uma modalidade, a mistura de hidrocarboneto compreende o componente (1) juntamente com dois dos componentes (2a) a (2c); por exemplo, a mesma é uma mistura de componentes (1), (2a) e (2b), ou mais particularmente de componentes (1), (2a) e (2c) ou de componentes (1), (2b) e (2c). Em uma modalidade, a mistura de hidrocarboneto compreende todos os quatro dos componentes (1), (2a), (2b) e (2c).

[0022] Em uma modalidade, a mistura de hidrocarboneto compreende o componente (1) juntamente com componentes (2a) e/ou (2b), na ausência do componente C4 (2c). Em uma modalidade, a mesma compreende o componente (1) juntamente com componentes (2a) e/ou (2c), na ausência do componente isomerizado (2b). Em uma modalidade, a mesma compreende o componente (1) juntamente com componentes (2b) e/ou (2c), na ausência do componente de baixa octanagem (2a). Em uma modalidade específica, a mesma compreende os componentes (1) e (2c), de modo opcional juntamente com cada um ou ambos os componentes (2a) e (2b).

[0023] Nesse relatório descritivo, em particular nos exemplos, o componente (1) pode ser chamado de um "reformado", ou como um "biorreformado", por causa de sua similaridade em potencial com um fluxo reformado de refinaria. O componente (2a) pode ser chamado de um componente "nafta" ou "bionafta". O componente (2b) pode ser chamado de um "isomerado" ou "bioisomerado" ou como um “isomerado C5/C6”. O componente (2c) pode ser chamado de um componente de "biobutano” ou “biobutano/butano”.

[0024] No presente contexto, um hidrocarboneto é uma molécula passível de combustão que contém apenas carbono e hidrogênio. Um hidrocarboneto pode ser um alcano (parafina), um alceno, um cicloalcano ou um cicloalceno. A mesma pode ser uma molécula aromática, tal como benzeno ou um benzeno substituído em alquila. A parafina pode, em geral, ser de cadeia linear (uma n-parafina) ou ramificada (uma isoparafina). O teor de tipos em particular de hidrocarbonetos, por exemplo, iso-parafinas ou porções químicas aromáticas, pode, no entanto, ser restrito para componentes individuais de hidrocarboneto de uma formulação de combustível de acordo com a invenção.

[0025] As referências aos compostos “Cn”, em que n é um número inteiro, são aos compostos que contêm n átomos de carbono: assim, por exemplo, “hidrocarbonetos C5 a C12” significa hidrocarbonetos que contêm de 5 a 12 átomos de carbono em suas moléculas. Para finalidades práticas, uma mistura de hidrocarbonetos Cn a Cm, em que n e m são números inteiros, significa uma mistura que contém primariamente (isto é, tipicamente mais do que 90% em v/v, ou mais do que 93 ou 95% em v/v) desses hidrocarbonetos, embora devido ao processo de fracionamento um componente de combustível de hidrocarboneto possa conter quantidades pequenas de hidrocarbonetos fora de sua faixa de número de carbono citada: por exemplo, um componente de combustível de hidrocarboneto C5 a C10 pode conter quantidades pequenas de hidrocarbonetos C4 e/ou C11.

[0026] Um componente de “alta octanagem” é um componente que tem um número de octanas de pesquisa (RON) de, por exemplo, 80 ou mais, adequadamente maior do que 80, por exemplo, de 80 a 110. Um componente de “baixa octanagem” é um componente que tem um RON de, por exemplo, 70 ou menor, adequadamente menor do que 70, por exemplo, de 20 a 70.

[0027] Essa modalidade da presente invenção tem como base a constatação de que é possível combinar certos componentes de hidrocarboneto biologicamente derivados, em tal maneira que a combinação resultante pode ser usada como uma matéria-prima para mesclar com um álcool, tal como etanol, a fim de formar uma formulação de combustível de gasolina. Ademais, as propriedades da formulação resultante podem ser de maneira a cumprir com especificações regulatórias atuais, por exemplo, EN 228 na Europa e ASTM D4814 na América do Norte, o que a torna adequada para uso em motores veiculares não modificados e para distribuição por meio da infraestrutura de cadeia de fornecimento existente.

[0028] Foi constatado que a combinação é adequada para mesclar com até 10% em v/v de etanol, como será exigido nos combustíveis de gasolina do futuro. Também foi constatado ser adequada para mesclar com concentrações mais altas de etanol, e com outros alcoóis tais como n-butanol e iso-butanol. Pelo fato de que todos os componentes (1), (2a), (2b) e (2c) podem ser derivados de fontes biológicas, a formulação de combustível geral pode assim conter uma alta proporção, se não 100%, de combustíveis renováveis.

[0029] A invenção pode assim permitir que o teor de biocombustível de uma formulação de combustível de gasolina seja aumentado significativamente. Ao invés de mesclar um álcool biologicamente derivado tal como etanol com um combustível com base de gasolina derivada de petróleo, como é convencional, ou com uma mistura de componentes de combustível biologicamente derivados e derivados de petróleo, o álcool pode ser mesclado com uma combinação do componente biologicamente derivado (1) e um ou mais dos componentes biologicamente derivados (2a), (2b) e (2c), sendo que foi constatado agora que são capazes, quando suas concentrações relativas são selecionadas apropriadamente, de se comportar juntos na maneira de um combustível de gasolina mais convencional.

[0030] Uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção também pode ter uma intensidade de carbono relativamente baixa em comparação com um combustível de gasolina derivado de petróleo convencional, o que resulta em uma diminuição de emissões de dióxido de carbono de “well-to-wheels”. Isso também pode ser vantajoso de um ponto de vista ambiental. Ademais, pelo fato de que o mesmo pode ser amplamente com base em hidrocarboneto, oposto a com base em oxigenado, o mesmo pode permitir uma economia de combustível maior do que biocombustíveis alternativos tais como mesclas de alto teor de etanol (por exemplo, as mesmas que contêm mais do que 10% em v/v de etanol).

[0031] Em uma formulação de combustível de acordo com a invenção, o componente de alta octanagem (1) pode compreender uma mistura de hidrocarbonetos C5 a C11 ou C5 a C10. O componente de baixa octanagem (2a) pode compreender uma mistura de hidrocarbonetos C5 a C9. Ambos são biologicamente derivados, como são os componentes (2b) e (2c), o que significa que os mesmos foram derivados, ou direta ou indiretamente, de uma fonte biológica. Um componente de combustível ou uma formulação de combustível que é biologicamente derivado irá tipicamente conter uma proporção significativa de espécies que contém carbono (em particular hidrocarbonetos) que têm menos do que 100 anos de idade conforme calculado a partir do teor de carbono 14, isto é, que foram formados durante os cem anos anteriores, e assim tem uma concentração maior do isótopo 14C do que teria um componente biologicamente derivado tal como de uma fonte mineral. Dessa maneira, um componente biologicamente derivado pode ser distinguido de um que tem origens minerais. Similarmente, um componente oxigenado biologicamente derivado irá conter uma concentração maior do isótopo 14C do que teriam as mesmas espécies químicas, mas derivadas de uma fonte mineral. A título de exemplo, 80% em p/p ou mais das espécies que contêm carbono presente em um componente de combustível biologicamente derivado ou componente oxigenado pode ter sido formado durante os cem anos anteriores ou 90 ou 95% em p/p ou mais.

[0032] Uma fonte biológica, da qual uma espécie biologicamente derivada tal como um componente oxigenado ou outro componente de combustível pode ser produzido, pode compreender matéria orgânica de vegetais, animais e/ou micro-organismos. A mesma pode, em particular, ser biomassa. Conforme usado no presente documento, o termo “biomassa” se refere, sem limitação, a materiais orgânicos produzidos por vegetais (tais como folhas, raízes, sementes e caules), e refugos metabólicos microbiais e animais. As fontes comuns de biomassa incluem: (1) resíduos agrícolas, inclusive palha de milho, palha, cascas de semente, resíduos de cana-de- açúcar, bagaço, cascas de noz, piolho-de-algodão, e esterco de gado, aves e suínos; (2) materiais de madeira, inclusive madeira ou casca de árvore, poeira de serragem, barra de madeira, e restos de laminação; (3) dejeto sólido municipal, inclusive papel reciclado, papel de refugo e recortes de quintal; e (4) cultivos de energia, inclusive álamos, salgueiros, painço, miscanto, sorgo, alfafa, grama de caule azul das pradarias, milho, grão de soja e semelhantes. O termo também se refere aos blocos de construção primários do que foi posto acima, a saber, lignina, celulose, hemicelulose e carboidratos, tais como sacarídeos, açúcares e amidos, entre outros.

[0033] O componente de combustível de hidrocarboneto C5/C6 isomerizado (2b) pode ser derivado, pelo menos indiretamente, de um componente (2a).

[0034] O componente de hidrocarboneto C4 (2c) pode ser derivado, pelo menos indiretamente (por exemplo, por destilação), do produto de uma conversão catalítica, em particular de um componente (1) e/ou de um componente (2a). A concentração do componente (2c), se presente, pode ser usada para ajustar a pressão de vapor da formulação de combustível geral, sendo que os hidrocarbonetos C4 são inerentemente mais voláteis do que hidrocarbonetos de peso molecular maior.

[0035] Em modalidades da invenção, pelo menos parte do componente de hidrocarboneto C4 (2c) pode na prática ser usada em combinação com um componente (1) e/ou (2a): por exemplo, o mesmo pode ser incorporado na forma de um fluxo de hidrocarboneto C4 a C12 de alta octanagem que corresponde a uma combinação de componentes (1) e (2c), ou na forma de um fluxo de hidrocarboneto C4 a C10 de baixa octanagem que corresponde a uma combinação de componentes (2a) e (2c). Assim, por exemplo, os processos de desoxigenação catalítica e condensação usados para produzir o componente (1) podem ser adaptados de modo que o componente compreenda uma mistura de hidrocarbonetos C4 a C12. Ao invés disso, ou adicionalmente, a desoxigenação catalítica e os processos de desidratação, oligomerização e hidrotratamento subsequentes usados para produzir o componente (2a), se presente, podem ser adaptados de modo que o componente compreenda uma mistura de hidrocarbonetos C4 a C10. A concentração desejada de hidrocarbonetos C4 - e por isso a volatilidade - em uma formulação de combustível de acordo com a invenção pode, portanto, na prática, ser alcançada adaptando-se o teor de hidrocarboneto C4 de um componente (1) e/ou (2a), ao invés da concentração do componente (2c) ou assim como a mesma na formulação.

[0036] Os componentes de combustível de hidrocarboneto (1) e (2a) são produtos de um processo de conversão realizado em uma pluralidade, que pode ser dois ou mais, de oxigenados biologicamente derivados ou em um componente oxigenado. Um oxigenado é um composto que contém um ou mais átomos de oxigênio, juntamente com átomos de carbono e hidrogênio. No contexto da presente invenção, um componente oxigenado é um componente que consiste em pelo menos duas moléculas de oxigenado. O mesmo pode, por exemplo, ser selecionado dentre açúcares, alcoóis (inclusive di-, tri- e polióis), ácidos carboxílicos, ésteres, éteres, cetonas, aldeídos, furanos e misturas dos mesmos. O mesmo é usado adequadamente na forma de um material solúvel em água, mas, em casos, pode ser usado na forma de um material insolúvel em água tal como um material celulósico. Em uma modalidade, o oxigenado compreende um açúcar ou uma mistura de açúcares, por exemplo, selecionado dentre glicose, pentoses, hexoses e misturas dos mesmos: o mesmo pode, por exemplo, ser usado na forma de um xarope tal como xarope de milho, ou de cana-de-açúcar ou beterraba sacarina. Em uma modalidade, o oxigenado compreende um álcool - em particular um poliol tal como sorbitol - ou uma mistura dos mesmos. O oxigenado pode ter sido obtido de uma fonte biológica por qualquer meio adequado: por exemplo, um açúcar pode ser gerado por hidrólise enzimática de um material celulósico tal como biomassa lignocelulósica, e um álcool pode ser obtido por fermentação de um açúcar.

[0037] Vantajosamente, o oxigenado pode compreender um composto C1+O1-3, isto é, um composto que contém não mais do que três átomos de oxigênio por molécula. Adequadamente, tal oxigenado pode compreender um ou mais dentre álcool, cetona, aldeído, furano, diol, triol, ácido hidroxicarboxílico ou ácido carboxílico. Tal oxigenado pode adequadamente ser obtido por desoxigenação de um hidrocarboneto oxigenado que compreende um composto C1+O1+. Tais hidrocarbonetos oxigenados são eles mesmos oxigenados.

[0038] Em uma modalidade, o oxigenado é obtido fornecendo-se água e um hidrocarboneto oxigenado solúvel em água que compreende um composto C1+O1+ em uma fase líquida aquosa e/ou uma fase de vapor; fornecer H2; e reagir cataliticamente, na fase líquida e/ou de vapor, na presença de H2 na presença de um catalisador de desoxigenação em uma temperatura de desoxigenação e uma pressão de desoxigenação para produzir um oxigenado que compreende um composto C1+O1-3.

[0039] O catalisador de desoxigenação pode ser um catalisador heterogêneo que tem um ou mais materiais capaz de catalisar uma reação entre hidrogênio e hidrocarboneto oxigenado para remover um ou mais dos átomos de oxigênio do hidrocarboneto oxigenado para produzir alcoóis, cetonas, aldeídos, furanos, dióis, trióis, ácidos hidróxi carboxílicos ou ácidos carboxílicos. Os ditos um ou mais materiais podem se aderidos a um suporte e podem compreender um ou mais dentre Cu, Re, Fe, Ru, Ir, Co, Rh, Pt, Pd, Ni, W, Os, Mo, Ag, Au, ligas ou combinações dos mesmos. O dito suporte pode compreender um nitreto, carbono, sílica, alumina, zircônia, titânia, vanádia, céria, óxido de zinco, crômia, nitreto de boro, heteropoliácidos, diatomito, hidroxiapatita, ou misturas dos mesmos.

[0040] A desoxigenação de um hidrocarboneto oxigenado que compreende um composto C1+O1+ pode ser realizada com o uso de qualquer processo que seja adequado para gerar um oxigenado desejado, por exemplo, compostos mono-oxigenados tais como alcoóis, cetonas, aldeídos, e misturas dos mesmos. O processo de desoxigenação pode compreender uma etapa de hidrogenação e/ou hidrogenólise, que pode, por exemplo, ser usada para converter um açúcar tal como glicose em um poliol mais prontamente processado tal como sorbitol. Tal conversão de açúcar para poliol pode ser efetuado seja a montante do processo de conversão catalítica seja como parte do mesmo.

[0041] O processo de conversão converte adequadamente uma pluralidade de oxigenados biologicamente derivados ou um componente oxigenado em um ou mais hidrocarbonetos, hidrogênio e dióxido de carbono.

[0042] Uma maneira conveniente de fornecer desoxigenação e/ou conversão é um processo de reforma de fase aquosa (APR), que pode ser realizado em uma temperatura relativamente baixa e na fase líquida. O hidrogênio gerado do processo de reformação pode ser alimentado de volta para o sistema e usado em processos de hidrogenação, hidrogenólise e/ou outros processos de desoxigenação que acontecem, por exemplo, na conversão de um açúcar em um poliol.

[0043] Em uma modalidade, o processo APR é realizado in situ, em um produto derivado dos oxigenados por hidrogenação e/ou hidrogenólise. A título de exemplo, um açúcar biologicamente derivado pode ser convertido em um poliol, que pode então ser submetido a reformação de fase aquosa a fim de gerar tanto hidrogênio quanto aldeídos in situ. O álcool poli-hídrico e o aldeído formado a partir do mesmo pode então ser convertido, in situ, para formar o hidrocarboneto desejado (ou os hidrocarbonetos desejados).

[0044] Quaisquer catalisadores e condições de operação adequados podem ser usados para um processo (ou processos) de desoxigenação e conversão realizado no oxigenado biologicamente derivado, ou para suas etapas de processamento constituintes.

[0045] A conversão catalítica pode compreender uma condensação catalítica para formar um componente de combustível (1). A conversão catalítica pode compreender qualquer processo que seja adequado para gerar, de uma pluralidade de oxigenados condensáveis, por exemplo, oxigenados gerados por um processo de desoxigenação, um hidrocarboneto ou uma mistura de hidrocarbonetos para uso como um componente de combustível (1) em uma formulação de combustível de acordo com a invenção. Tal processo pode compreender uma reação de condensação catalisada por ácido, uma reação de condensação catalisada por base ou qualquer combinação das mesmas. Em uma modalidade, a mesma compreende uma reação de condensação catalisada por ácido, por exemplo, com o uso de um catalisador de zeólita. Novamente, quaisquer catalisadores e condições operacionais adequadas podem ser usados para o processo de condensação ou suas etapas de processamento constituintes. A escolha de catalisador (ou catalisadores) e condições operacionais pode ser usada para adaptar o produto do processo de condensação, em particular sua qualidade de octanagem e/ou seu teor de hidrocarboneto aromático.

[0046] Os processos de desoxigenação e condensação podem ser realizados em um único reator, idealmente sob condições de estado estacionário, com o uso de um único material de início biologicamente derivado ou misturas de materiais de início biologicamente derivados. Independente disso, ainda pode ser considerado que a reação de condensação seja “subsequente” à reação de desoxigenação para qualquer oxigenado individual que é submetido aos dois processos.

[0047] A desoxigenação, por exemplo, por reformação de fase aquosa, pode formar uma mistura de alcoóis, cetonas, aldeídos, furanos, ácidos orgânicos e alcanos que fornece uma alimentação que pode ser passada por um catalisador tal como um catalisador de condensação de ácido (por exemplo, ZSM-5 modificado). O condensado livre de oxigênio resultante pode ser fracionado para produzir um produto de hidrocarboneto C5 a C10 (ou em casos C4 a C10) para uso em formulações de combustível de gasolina (que corresponde ao componente de alta octanagem (1) definido acima), juntamente com outros produtos tais como um componente de hidrocarboneto C11+ adequado para uso em combustíveis marinhos.

[0048] Alternativamente, os oxigenados ou o componente de oxigenado, preferencialmente após uma etapa de desoxigenação, pode ser submetido a desidratação, oligomerização e/ou hidrotratamento para converter o mesmo em hidrocarbonetos livres de oxigênio amplamente saturados. O mesmo rende um produto que pode então ser fracionado para formar componentes de combustível seja de jato (C7 a C28) ou de diesel (C8 a C28). Essa rota alternativa também pode produzir níveis significativos de uma fração de nafta mais leve (C5 a C10, ou em casos C4 a C10) que pode ser usada como o componente (2a) em uma formulação de combustível de acordo com a invenção. Tem sido frequentemente constatado que tal fração de nafta é menos útil em combustíveis de gasolina convencionais devido aos seus valores relativamente baixos de octanagem, mas em concordância com a presente invenção pode ser colocada em uso para formular gasolina rica em biocombustível dentro da especificação.

[0049] Os processos de desidratação, oligomerização e/ou hidrotratamento podem também render uma fração de C4 separada, usável como o componente (2c). A fração de nafta pode ser adicionalmente fracionada para formar um fluxo de C6 e abaixo (por exemplo, C5 a C6): a mesma pode então ser submetida a isomerização a fim de render um produto, usável como o componente (2b), que contém uma proporção maior de hidrocarbonetos saturados de cadeia ramificada de octanagem maior.

[0050] Quaisquer catalisadores e condições de operação adequados podem ser usados para etapas de desidratação, oligomerização e/ou hidrotratamento realizadas no produto APR, por exemplo, para gerar um componente (2a) ou (2c). Similarmente, quaisquer catalisadores e condições operacionais adequadas podem ser usados para isomerização de uma fração C5/C6 a jusante a fim de render um componente (2b): tal isomerização pode ser realizada com o uso de tecnologia convencional.

[0051] As condições usadas para a conversão catalítica podem ser adaptadas com base no ensinamento e nos princípios revelados nos documentos a seguir, que são incorporados no presente documento a título de referência: - US20080216391, US20110257448 e US20130185992 em relação à síntese de combustíveis líquidos e produtos químicos de hidrocarbonetos oxigenados por condensação de ácido; - US20080300435 e US20110245542 em relação à síntese de combustíveis líquidos e produtos químicos de hidrocarbonetos oxigenados por condensação de base; - US20080300434, US20110245543 e US20110257416 em relação à síntese de combustíveis líquidos e produtos químicos de hidrocarbonetos oxigenados por condensação de ácido/base; - US20100076233 em relação à síntese de combustíveis líquidos a partir de biomassa; - US20100077655, US20100218417 e US20130055626 em relação às composições de combustível líquido; - US20120198760 em relação a um método e sistemas para fazer combustíveis destilados a partir de biomassa; - US20130036660 em relação à produção de produtos químicos e combustíveis a partir de biomassa; e - US20130263498 em relação à produção de combustíveis destilados a partir de polioxigenados derivados de biomassa.

[0052] Para a produção de um componente de combustível de alta octanagem (1), uma conversão catalítica dos oxigenados para formar hidrocarbonetos pode ser conduzida de modo adequado em temperaturas entre 300 e 500 °C, e pressão na faixa de 0,1 MPa (1 bar) a 3 MPa (30 bar) por um catalisador de zeólita. Exemplos de tal processo podem ser encontrados nos Exemplos 55 e 56 do documento no US20080216391, e também no Exemplo B doravante no presente documento.

[0053] Para a produção de um componente de combustível de baixa octanagem (2a), conversão catalítica dos oxigenados pode ser conduzida de modo adequado em temperaturas entre 200 e 375 °C e pressão na faixa de 2 MPa (20 bar) a 15 MPa (150 bar) por um catalisador ácido. Oxigênio residual e olefinas podem ser opcionalmente removidos com o uso de um processo de desoxigenação e/ou hidrotratamento subsequente. Os exemplos de tal processo podem ser encontrados nos Exemplos 24 e 31 do documento no US20130263498, e também no Exemplo A doravante no presente documento.

[0054] Pode ser visto que processos tais como os mesmos recém- descritos pode render, a partir da mesma biomassa solúvel, primeiramente um produto de gasolina C5 a C12 ou C4 a C12 que compreende uma mistura de hidrocarbonetos parafínicos e aromáticos e é de certa forma similar a um fluxo reformado de refinaria com qualidade de octanagem relativamente alta; e segundamente um produto de nafta C5 a C10 ou C4 a C10 que primariamente consiste em n-alcanos e consequentemente tem uma qualidade e sensibilidade de octanagem relativamente baixas. Esses dois produtos correspondem respectivamente aos componentes (1) e (2a) da mistura de hidrocarboneto C4 a C12 usados na presente invenção, que incorporam opcionalmente um componente (2c). Fracionamento do fluxo de octanagem menor (2a) para produzir um produto C6 e menor permite que a tecnologia de isomerização convencional seja aplicada para formar um componente C5/C6 com qualidade de octanagem aprimorada, em que porções químicas aromáticas tais como benzeno foram convertidas em porções químicas saturadas tais como cicloalcanos, e n-alcanos para seus isômeros de cadeia ramificada. O produto isomerizado corresponde ao componente (2b).

[0055] As condições usadas para a produção de um isomerado (2b) de um componente de combustível de baixa octanagem (2a) pode incluir adequadamente pressões de reação entre 1,4 e 6 MPa (14 e 60 bar) e uma temperatura entre 100 °C e 250 °C para um catalisador de isomerização do tipo alumina clorada, uma temperatura entre 125 °C e 225 °C para um catalisador de isomerização do tipo zircônio sulfatado e uma temperatura entre 200 °C e 350 °C para um catalisador de isomerização do tipo zeólita. Outros catalisadores e outras condições para isomerização serão aparentes para as pessoas versadas na técnica.

[0056] O componente "reformado" de alta octanagem (1) pode conter, por exemplo, de 40 a 80% em v/v de hidrocarbonetos aromáticos, mas o mesmo também pode conter n- e iso-parafinas e pequenas quantidades de olefinas e naftenos. Esse tipo de produto foi usado como um componente de combustível de gasolina, normalmente incorporados em taxas de mescla de até cerca de 50% em v/v em combinação com componentes de combustível de gasolina derivados de mineral convencionais. Seu teor de aromáticos foi, no entanto, geralmente considerado muito alto para que seja adequado para uso em taxas de mescla maiores.

[0057] Após a conversão catalítica, em particular a reação de condensação, usada para produzir a mesma, o componente de alta octanagem (1) é tipicamente separado em dois subcomponentes, sendo que o primeiro compreende todos ou parte dos hidrocarbonetos C4 do fluxo original e o segundo não contém hidrocarbonetos C4 ou uma concentração menor dos mesmos. A extensão na qual os hidrocarbonetos C4 são removidos pode ser usada para adaptar a volatilidade do componente (1) e assim de uma formulação de combustível que contém o mesmo.

[0058] Em uma modalidade específica, o segundo subcomponente não contém hidrocarbonetos C4. Os hidrocarbonetos C4 foram separados de tais produtos biorreformados, e então usados para ajustar a pressão de vapor de uma formulação de combustível final que contém a fração C5 a C12 restante do reformado. Em uma maneira similar, um componente de combustível (2c) que compreende um ou mais hidrocarbonetos C4 (adequadamente um subcomponente do tipo recém-descrito) pode ser incorporado em uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção, juntamente com o componente (1) e opcionalmente cada um ou ambos os componentes (2a) e (2b), em uma concentração adequada para alcançar uma pressão de vapor desejada para a formulação geral. Em efeito, alguns ou todos os hidrocarbonetos C4 separados podem ser reintroduzidos no reformado (1) antes de seu uso em uma formulação de combustível de acordo com a invenção. Ao invés disso, ou adicionalmente, alguns ou todos os hidrocarbonetos C4 removidos podem ser adicionados separadamente em uma formulação de combustível de acordo com a invenção, além do componente (1) e opcionalmente (2a) e/ou (2b).

[0059] A desoxigenação e os processos de desidratação, oligomerização e/ou hidrotratamento subsequentes, conforme descrito acima, podem ser usados para produzir um fluxo de baixa octanagem que é usável como o componente (2a) em uma formulação de combustível de acordo com a invenção. Tal componente pode ser um fluxo de nafta parafínica, análogo a uma nafta de refinaria leve, e pode, por exemplo, compreender uma mistura de n- e iso-parafinas. O mesmo pode também conter alguns naftenos e benzeno. Novamente, alguns ou todos os hidrocarbonetos C4 presentes no fluxo de baixa octanagem podem ser removidos após sua produção. Alguns ou todos os hidrocarbonetos C4 assim removidos podem ser reintroduzidos no fluxo antes de seu uso como um componente (2a) em concordância com a invenção, e/ou pode ser usado como um componente (2c) na formulação de combustível final. Em uma modalidade específica, um componente (2a) usado em uma formulação de combustível de acordo com a invenção contém nenhum hidrocarboneto C4.

[0060] Conforme descrito em mais detalhes abaixo, os componentes de combustível (1) e (2a) podem ambos ser produzidos do mesmo processo de tratamento de biomassa ou do mesmo tipo de processo de tratamento de biomassa, mas usam etapas e condições de processamento diferentes subsequentes a um processo de desoxigenação. Em uma modalidade, os mesmos são ambos produzidos do mesmo processo, em que uma pluralidade de oxigenados biologicamente derivados ou um componente oxigenado é submetido a desoxigenação catalítica, e o desoxigenado resultante é separado em dois fluxos, sendo que um dos quais é processado para render o componente de alta octanagem (1) e o outro para render o componente de baixa octanagem (2a).

[0061] Em uma modalidade adicional, o componente de combustível (2b) pode ser o produto indireto do mesmo tipo de processo como o mesmo usado para produzir o componente (1) e/ou (2a). Em uma modalidade, o componente (2b) é produzido do mesmo processo, isto é, do mesmo oxigenado biologicamente derivado, como o componente (1) e/ou (2a). Em uma modalidade, o mesmo é o produto de um fracionamento e processo de isomerização subsequente realizado no componente (2a).

[0062] Em uma modalidade ainda adicional, o componente de combustível (2c) pode ser o produto indireto do mesmo tipo de processo como o mesmo usado para produzir o componente (1) e/ou (2a). Em uma modalidade, o componente (2c) é produzido do mesmo processo, isto é, do mesmo oxigenado biologicamente derivado, como o componente (1) e/ou (2a). Em uma modalidade, o mesmo é o produto de um processo de fracionamento realizado no componente (1) e/ou o componente (2a).

[0063] Em uma modalidade, todos os quatro componentes de combustível (1), (2a), (2b) e (2c) são os produtos diretos ou indiretos do mesmo tipo de processo. Em uma modalidade, todos os quatro dos componentes são produzidos do mesmo processo, isto é, do mesmo oxigenado biologicamente derivado. Nessa modalidade, os componentes (2b) e (2c) são derivados adequadamente do componente (2a).

[0064] A invenção pode, portanto, fazer uso de dois, ou em casos três ou mesmo quatro, produtos de um único tipo de processo de conversão de biomassa para hidrocarboneto. O componente biologicamente derivado (1), juntamente com um ou mais dos componentes (2a) a (2c), pode ser incorporado em uma única mistura de matéria-prima que é compatível com outros componentes de biocombustível tais como alcoóis, o que torna possível formular 100% (ou perto de 100%) de combustíveis de gasolina renováveis. Isso pode fornecer novos usos para os produtos de tais processos de reformação, e assim ajuda a fazer um uso mais eficiente dos processos. Ao mesmo tempo, o mesmo pode aumentar as opções disponíveis para o formulador de combustível, para aumentar o teor de biocombustível de uma formulação de combustível de gasolina enquanto ainda cumpre com especificações relevantes de combustível.

[0065] O componente de combustível de alta octanagem (1) compreende adequadamente hidrocarbonetos com pontos de fervura na faixa de gasolina (tipicamente de 0 a 250 °C, ou de 20 ou 25 °C a 200 ou 230 °C). Em uma modalidade, a mesma compreende uma mistura de hidrocarbonetos C4 a C12 ou de hidrocarbonetos C4 a C11 ou C4 a C10. Em uma modalidade, a mesma compreende uma mistura de hidrocarbonetos C5 a C11 ou C5 a C10. Adequadamente a mesma contém primariamente (isto é, 99% em v/v ou mais, ou 99,5 ou 99,9% em v/v ou mais de) hidrocarbonetos C4 a C10. Adequadamente a mesma contém 10% em v/v ou menos, ou 7% em v/v ou menos, de hidrocarbonetos C4.

[0066] O componente (1) tem adequadamente um número de octanagem de motor MON de 70 ou mais, ou de 75 ou mais adequadamente 80 ou mais. O mesmo pode ter um MON de até 100, ou de até 95 ou 90, por exemplo, de 80 a 95. O mesmo tem adequadamente um número de octanas de pesquisa RON de 80 ou mais, ou de 85 ou mais adequadamente 90 ou mais. O mesmo pode ter um RON de até 110, ou de até 105, por exemplo, de 90 a 105. Um componente de teor de benzeno relativamente alto (1) pode, por exemplo, ter um MON de 83 a 93 ou de 86 a 90, e/ou um RON de 95 a 105 ou de 98 a 102. Um componente de teor de benzeno relativamente baixo (1) pode, por exemplo, ter um MON de 80 a 90 ou de 83 a 87, e/ou um RON de 90 a 100 ou de 93 a 97.

[0067] O componente (1) pode ter uma sensibilidade de octana (RON menos MON) de, por exemplo, de 7 a 15.

[0068] A fim de cumprir com especificações de combustível de gasolina automotiva, pode ser necessário limitar os teores de aromáticos e/ou benzeno do componente (1). O componente pode, por exemplo, conter até 80% em v/v de espécies aromáticas, em particular hidrocarbonetos aromáticos. O mesmo pode conter até 75 ou 70% em v/v de espécies aromáticas, ou em casos até 65 ou 60% em v/v. O mesmo pode conter 40% em v/v ou mais de espécies aromáticas, ou 45 ou 50% em v/v ou mais, por exemplo, de 50 a 70% em v/v ou de 50 a 70% em v/v. Em casos, o mesmo pode conter 55 ou 60 ou 65% em v/v ou mais de espécies aromáticas. O mesmo pode conter até 3% em v/v de benzeno, ou até 2,5 ou 2% em v/v, ou em casos até 1,5 ou 1% em v/v. O mesmo pode conter 0,1% em v/v ou mais de benzeno, ou 0,25 ou 0,5% em v/v ou mais, por exemplo, de 0,5 a 2% em v/v. Em casos o mesmo pode conter 1 ou 1,5% em v/v ou mais de benzeno.

[0069] Em uma modalidade específica, em particular para uso em uma formulação de combustível de gasolina que cumpre com EN 228 e/ou uma formulação de combustível de gasolina reformulada, o componente (1) contém de 60 a 70% em v/v de espécies aromáticas, e/ou de 1 a 2% em v/v ou de 1,5 a 2% em v/v de benzeno. Em outra modalidade, em particular para uso em uma formulação de combustível de gasolina que cumpre com ASTM D4814, o componente (1) contém de 50 a 60% em v/v de espécies aromáticas, e/ou de 0,2 a 1% em v/v de benzeno, idealmente de 0,2 a 0,62% em v/v.

[0070] O componente (1) irá ferver adequadamente na faixa de 0 a 250 °C ou de 15 ou 20 ou 25 a 200 ou 220 ou 230 °C. O mesmo pode, por exemplo, ter um ponto de ebulição inicial (IBP) de 15 a 70 °C, e/ou um ponto de ebulição final (FBP) de 150 a 220 °C. O mesmo terá adequadamente uma densidade de 720 a 870 kg/m3 a 15 °C. O mesmo terá adequadamente uma pressão de vapor a 37,8 °C (equivalente de pressão de vapor seco, DVPE) de 30 a 110 kPa. O mesmo irá adequadamente conter 5 mg/kg ou menos de enxofre. Adequadamente pelo menos 99% em v/v de seus constituintes serão biologicamente derivados, como definido acima e avaliado, por exemplo, com base em teor de 14C.

[0071] O componente de combustível de baixa octanagem (2a) compreende adequadamente hidrocarbonetos com pontos de fervura na faixa de gasolina (tipicamente de 0 a 250 °C ou de 15 ou 20 ou 25 a 200 ou 220 ou 230 °C). Em uma modalidade, a mesma compreende uma mistura de hidrocarbonetos C4 a C10. Essa mistura adequadamente contém uma proporção relativamente alta (por exemplo, 90% em v/v ou mais) de hidrocarbonetos naftênicos e parafínicos, em particular hidrocarbonetos parafínicos. O mesmo pode, por exemplo conter 65% em v/v ou mais de n- e iso-parafinas C5 a C9. O mesmo irá tipicamente conter uma grande proporção (por exemplo, 45% em v/v ou mais) de parafinas C5 e C6. Adequadamente a mesma contém primariamente (isto é, 95% em v/v ou mais, ou 98% em v/v ou mais de) hidrocarbonetos C4 a C10. Adequadamente a mesma contém 20% em v/v ou menos de hidrocarbonetos C4, ou em casos 10 ou 5% em v/v ou menos.

[0072] O componente (2a) tem adequadamente um MON de 30 ou mais, ou de 40 ou 45 ou 48 ou mais. O mesmo pode ter um MON de até 70, ou de até 60 ou 55 ou 52, por exemplo, de 30 a 70 ou de 40 a 60 ou de 45 a 55. O mesmo tem adequadamente um RON de 30 ou mais, ou de 40 ou 45 ou 48 ou mais. O mesmo pode ter um RON de até 70, ou de até 60 ou 55 ou 52, por exemplo, de 30 a 70 ou de 40 a 60 ou de 45 a 55. Um componente (2a) pode ter uma sensibilidade de octana, por exemplo, de 0 a 6.

[0073] O componente (2a) adequadamente contém 5% em v/v ou menos de espécies aromáticas, em particular hidrocarbonetos aromáticos, ou 2 ou 1 ou 0,5% em v/v ou menos, por exemplo, de 0 a 2% em v/v. Em uma modalidade, o mesmo não contém espécies aromáticas. O mesmo adequadamente contém 2% em v/v ou menos de benzeno, por exemplo, de 0 a 1% em v/v. Em uma modalidade, a mesma não contém benzeno.

[0074] O componente (2a) irá ferver adequadamente na faixa de 0 a 250 °C, ou de 15 ou 20 ou 25 °C a 200 ou 220 ou 230 °C. O mesmo pode, por exemplo, ter um ponto de ebulição inicial (IBP) de 15 a 70 °C, e/ou um ponto de ebulição final (FBP) de 150 a 220 °C. O mesmo terá adequadamente uma densidade de 600 a 760 kg/m3 a 15 °C. O mesmo terá adequadamente uma pressão de vapor a 37,8 °C (equivalente de pressão de vapor seco, DVPE) de 30 a 110 kPa. O mesmo irá adequadamente conter 5 mg/kg ou menos de enxofre. Adequadamente pelo menos 99% em v/v de seus constituintes serão biologicamente derivados, como definido acima e avaliado, por exemplo, com base em teor de 14C.

[0075] O componente de combustível isomerizado de alta octanagem (2b) compreende adequadamente hidrocarbonetos com pontos de fervura na faixa de gasolina (tipicamente de 0 a 250 °C ou de 15 ou 20 ou 25 a 200 ou 220 ou 230 °C). Em uma modalidade, o mesmo compreende uma mistura de hidrocarbonetos C5 e C6; o mesmo também pode conter quantidades pequenas (por exemplo, 10% em v/v ou menos, ou 5 ou 4% em v/v ou menos) de hidrocarbonetos C4 e/ou C7. Essa mistura adequadamente contém uma proporção alta (por exemplo, 60% em v/v ou mais, ou 65 ou 70% em v/v ou mais) de iso-parafinas, adequadamente iso-parafinas C5 a C6. O mesmo pode conter de 0 a 15% em v/v ou de 0 a 12% em v/v de n-parafinas, adequadamente n-parafinas C5 a C6.

[0076] O componente (2b) tem adequadamente um MON de 75 ou mais, ou de 80 ou 82 ou mais. O mesmo pode ter um MON de até 95, ou de até 90 ou 86, por exemplo, de 75 a 95 ou de 80 a 88. O mesmo tem adequadamente um RON de 75 ou mais, ou de 80 ou 85 ou mais. O mesmo pode ter um RON de até 95, ou de até 90, por exemplo, de 75 a 95 ou de 83 a 91. Um componente (2b) pode ter uma sensibilidade de octana de, por exemplo, de 0 a 6, ou de 1 a 5.

[0077] O componente (2b) adequadamente contém 5% em v/v ou menos de espécies aromáticas, em particular hidrocarbonetos aromáticos, ou 2 ou 1 ou 0,5% em v/v ou menos, por exemplo, de 0 a 0,5% em v/v. Em uma modalidade, o mesmo não contém espécies aromáticas.

[0078] O componente (2b) irá ferver adequadamente na faixa de 0 a 120 °C. O mesmo terá adequadamente uma densidade de 580 a 740 kg/m3 a 15 °C. O mesmo terá adequadamente uma pressão de vapor a 37,8 °C (equivalente de pressão de vapor seco, DVPE) de 45 a 110 kPa. O mesmo terá adequadamente um teor de olefina de menos do que 5% em v/v. O mesmo irá adequadamente conter 5 mg/kg ou menos de enxofre. Adequadamente pelo menos 99% em v/v de seus constituintes serão biologicamente derivados, como definido acima e avaliado, por exemplo, com base em teor de 14C.

[0079] No componente de hidrocarboneto C4 (2c), o hidrocarboneto (ou os hidrocarbonetos) C4 pode (ou podem) ser selecionado (ou selecionados) dentre butanos, butenos e misturas dos mesmos, por exemplo, de n-butano, iso-butano, n-buteno, iso-buteno e misturas dos mesmos. Um componente de combustível de hidrocarboneto C4 (2c) pode compreender um ou mais tais hidrocarbonetos C4. Um componente (2c) pode conter pequenas quantidades (por exemplo, 8% em v/v ou menos, ou 7 ou 6 ou 5% em v/v ou menos) de hidrocarbonetos C3 e/ou C5. O mesmo adequadamente contém 90% em v/v ou mais, mais adequadamente 92 ou 94 ou 95% em v/v ou mais, de hidrocarbonetos C4.

[0080] Em uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção, o álcool biologicamente derivado, por exemplo, pode ser selecionado dentre alcoóis saturados ou insaturados C1 a C5 e misturas dos mesmos. O mesmo pode, em particular, ser selecionado dentre alcoóis alifáticos C1 a C4 tais como etanol, propanol e butanol, e misturas dos mesmos. Referências a “propanol” e “butanol” são para todos os isômeros da molécula relevante e misturas dos mesmos: assim, por exemplo, butanol pode ser ou n-butanol, iso-butanol, t-butanol ou uma mistura dos mesmos. No entanto, quando o álcool é butanol, o mesmo pode ser, em particular, n- butanol, iso-butanol ou uma mistura dos mesmos, mais particularmente iso-butanol.

[0081] O álcool biologicamente derivado pode ser selecionado, em particular, dentre etanol, butanol e misturas dos mesmos, mais particularmente de etanol, n-butanol, iso-butanol e misturas dos mesmos, ainda mais particularmente de etanol, iso-butanol e misturas dos mesmos. Em uma modalidade, o mesmo é etanol. Em uma modalidade o mesmo é butanol, em particular n-butanol ou iso-butanol ou uma mistura dos mesmos, mais particularmente iso-butanol.

[0082] O álcool pode adequadamente der derivado de uma fonte vegetal tal como milho ou cana-de-açúcar ou biomassa. O mesmo pode, por exemplo, ter sido produzido por fermentação de um ou mais açúcares derivados de vegetal.

[0083] A concentração do álcool na formulação de combustível pode ser 0,5% em v/v ou mais. A mesma pode ser 1 ou 2,5 ou 5% em v/v ou mais, ou 7,5% em v/v ou mais. Sua concentração pode ser até 30% em v/v, ou até 25 ou 20 ou 15% em v/v, ou até 10% em v/v, tal como de 1 a 30% em v/v ou de 1 a 25% em v/v ou de 1 a 20% em v/v. Em casos, sua concentração pode ser de 1 a 15% em v/v ou de 1 a 10% em v/v ou de 5 a 10% em v/v. A concentração de álcool pode, por exemplo, ser aproximadamente 5% em v/v, ou aproximadamente 10% em v/v, ou aproximadamente 15 ou 20% em v/v, em particular aproximadamente 10% em v/v.

[0084] Uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção pode conter um ou mais componentes de combustível adicionais. Em uma modalidade, o mesmo pode conter um ou mais componentes e/ou oxigenados de biocombustível adicionais. Tais componentes de combustível adicionais podem ter pontos de ebulição na faixa normal de ebulição de gasolina, e no caso de componentes de biocombustível seriam derivados - ou direta ou indiretamente - de fontes biológicas. Oxigenados adicionais também serão biologicamente derivados de modo adequado.

[0085] Uma formulação de combustível de acordo com a invenção deve se adequada para uso em um motor de combustão interna (gasolina) de ignição por centelha. A mesma pode, em particular, ser adequada para uso como um combustível automotivo.

[0086] O MON da formulação de combustível é adequadamente 70 ou mais, ou 75 ou 80 ou mais. O mesmo pode ser 84 ou 85 ou mais. O MON pode, por exemplo, ser de 70 a 110 ou de 75 a 105 ou de 84 a 95. O RON da formulação é adequadamente 80 ou mais: o mesmo pode ser 85 ou 90 ou 93 ou 94 ou 95 ou 98 ou mais. O RON pode, por exemplo, ser de 80 a 110 ou de 85 a 115 ou de 90 a 105 ou de 93 a 102 ou de 94 a 100.

[0087] O índice antidetonante AKI da formulação é adequadamente 85 ou mais, ou 87 ou 90 ou 91 ou mais, por exemplo, de 87 a 95 ou de 91 a 95. Em uma modalidade, o AKI da formulação é maior do que 87. Em uma modalidade, o mesmo é maior do que 91. AKI é definido como (RON + MON)/2 e pode, portanto, ser calculado de valores RON e MON medidos com o uso dos testes referidos abaixo.

[0088] A RVP (pressão de vapor de Reid) da formulação é adequadamente 105 kPa ou menor, tal como de 45 a 105 kPa, sendo que o valor exato depende das condições mediante as quais a formulação se destina a ser usada. Seu valor E70 é adequadamente 52% em v/v ou menos, tal como de 22 a 52% em v/v. Seu valor E100 é adequadamente 72% em v/v ou menos, tal como de 46 a 72% em v/v.

[0089] A concentração de hidrocarbonetos aromáticos na formulação é adequadamente 35% em v/v ou menor. A concentração de benzeno na formulação é adequadamente 1,0% em v/v ou menor.

[0090] Uma formulação de combustível de acordo com a invenção irá cumprir adequadamente com especificação (ou especificações) de combustível de gasolina padrão atual aplicável tal como, por exemplo, EN 228 na União Europeia ou ASTM D4814 na América do Norte. A título de exemplo, a formulação em geral pode ter uma densidade de 720 a 775 kg/m3 a 15 °C; um ponto de ebulição final de 210 °C ou menos; um RON de 95,0 ou mais; um MON de 85,0 ou mais; e/ou um teor de hidrocarboneto olefínico de 0 a 20% em v/v. O mesmo pode ter um teor de oxigênio (dependendo pelo menos em parte em seu teor de álcool) de 0,5 a 12% em p/p, ou de 0,5 a 10% em p/p ou de 0,5 a 5% em p/p, tal como de 1 a 12% em p/p ou de 1 a 10% em p/p. O mesmo pode ter um valor E70 de 22 a 52% em v/v, e/ou um valor E100 de 46 a 72% em v/v. As especificações relevantes podem, no entanto, diferir de país para país, de temporada para temporada e de ano para ano, e pode depender do uso pretendido da formulação. Ademais uma formulação de acordo com a invenção pode conter componentes de combustível com propriedades fora dessas faixas, visto que as propriedades de uma mescla geral podem diferir, frequentemente de modo significativo, das mesmas de seus constituintes individuais.

[0091] Em uma primeira modalidade específica do primeiro aspecto da invenção, a formulação de combustível de gasolina satisfaz um ou mais, adequadamente dois ou mais, ou todos os cinco, dos critérios a seguir: a) um RON de 95 ou mais; b) a DVPE de 100 kPa ou menos; c) um valor E70 de 52% em v/v ou menos, adequadamente de 22 a 52; d) um teor de benzeno de 1% em v/v ou menos; e e) um teor de aromáticos total de 35% em v/v ou menos.

[0092] É provável que uma formulação que satisfaça todos os cinco desses critérios seja adequada para uso como um combustível de gasolina automotiva europeu, que cumpre com o padrão europeu EN 228. Uma DVPE 100 kPa ou menos (por exemplo, de 50 a 100, ou de 50 a 80, ou de 60 a 90, ou de 65 a 95, ou de 70 a 100, kPa) pode então ser adequada para um combustível de grau de inverno, e uma DVPE de 70 kPa ou menos (por exemplo, de 45 a 70 ou de 45 a 60 kPa) para um combustível de grau de verão. Tal formulação adequadamente também tem um teor de olefina de 18% em v/v ou menos.

[0093] Em uma segunda modalidade específica do primeiro aspecto da invenção, a formulação de combustível de gasolina satisfaz um ou mais, adequadamente dois ou mais, ou todos os cinco, dos critérios a seguir: a) um AKI de 87 ou mais; b) uma DVPE de 15,0 psi (103,4 kPa) ou menos; c) um valor T10 de 70 °C ou menos, ou de 50 °C ou menos, e/ou um valor T90 de 190 °C ou menos ou de 185 °C ou menos; d) um teor de benzeno de 0,62% em v/v ou menos; e e) um teor de aromáticos total de 50% em v/v ou menos. É provável que uma formulação que satisfaça todos os cinco desses critérios, ou pelo menos os critérios (a) a (c) e (e), seja adequada para uso como um combustível de gasolina automotivo de grau regular norte- americano, que cumpre com o padrão norte-americano ASTM D4814. Uma DVPE de 15,0 psi (103,4 kPa) ou menos pode então ser adequada para um combustível de grau de inverno, e uma DVPE de 7,8 psi (53,8 kPa) ou menos para um combustível de grau de verão. Tal formulação adequadamente também tem um teor de olefina de 25% em v/v ou menos.

[0094] Em uma terceira modalidade específica do primeiro aspecto da invenção, a formulação de combustível de gasolina satisfaz um ou mais, adequadamente dois ou mais, ou todos os cinco, dos critérios a seguir: a) um AKI de 91 ou mais; b) uma DVPE de 15,0 psi (103,4 kPa) ou menos; c) um valor T10 de 70 °C ou menos, ou de 50 °C ou menos, e/ou um valor T90 de 190 °C ou menos ou de 185 °C ou menos; d) um teor de benzeno de 0,62% em v/v ou menos; e e) um teor de aromáticos total de 50% em v/v ou menos.

[0095] É provável que uma formulação que satisfaça todos os cinco desses critérios, ou pelo menos os critérios (a) a (c) e (e), seja adequada para uso um combustível de gasolina automotivo de grau prêmio norte-americano, que cumpre com o padrão norte-americano ASTM D4814. Uma DVPE de 15,0 psi (103,4 kPa) ou menos pode então ser adequada para um combustível de grau de inverno, e uma DVPE de 9,0 psi (62,1 kPa) ou menos, ou de 7,8 psi (53,8 kPa) ou menos, para um combustível de grau de verão.

[0096] Tal formulação adequadamente também tem um teor de olefina de 25% em v/v ou menos. O mesmo tem adequadamente um índice de dirigibilidade (DI) de 597 ou menos, ou de 569 ou menos. Em particular, uma formulação para uso como um combustível de grau de verão tem, de modo ideal, um DI de 597 ou menos, e uma formulação para uso como um combustível de grau de inverno tem, de modo ideal, um DI de 569 ou menos.

[0097] Uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção tem adequadamente um baixo teor de chumbo total, tal como no máximo 0,005 g/l. Em uma modalidade a mesma é livre de chumbo (“sem chumbo”), isto é, não tem compostos de chumbo na mesma. A mesma tem adequadamente um baixo teor de enxofre, tal como 30 mg/kg ou menos.

[0098] Uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção pode ser um combustível de gasolina sem chumbo de categoria 4 ou categoria 5, como definido de acordo com o Informativo Mundial sobre Combustíveis (5a Edição disponível, por exemplo, da Associação Europeia de Fabricantes de Automóvel na Bélgica ou a Aliança de Fabricantes de Automóvel nos EUA. O mesmo pode ser um combustível de gasolina sem chumbo de categoria 5. O mesmo pode ter uma densidade de 715 a 775 kg/m3, em particular de 715 a 770 kg/m3 ou de 720 a 775 kg/m3. O mesmo pode ter um teor de oxigênio de 2,7% em p/p ou menos. O mesmo pode ter um teor de olefina de 18,0% em v/v ou menos, em particular de 10,0% em v/v ou menos. O mesmo pode ter um teor de aromáticos de 50,0% em v/v ou menos, ou de 40,0% em v/v ou menos, em particular de 35,0% em v/v ou menos. O mesmo pode ter um teor de benzeno de 5,0% em v/v ou menos, ou de 2,5% em v/v ou menos, em particular de 1,0% em v/v ou menos.

[0099] A formulação pode ter uma RVP de 45 a 105 kPa. A mesma pode ter um valor E70 de 20 a 50% em v/v. A mesma pode ter um valor E100 de 50 a 70% em v/v. Nessas faixas, tais propriedades relacionadas a volatilidade podem ser adaptadas para as condições climáticas mediante as quais a formulação se destina a ser usada.

[00100] A formulação pode ter um MON de 82,0 ou mais, ou de 82,5 ou mais, ou mais preferencialmente de 85,0 ou 88,0 ou mais. A mesma pode ter um RON de 91,0 ou mais, ou de 95,0 ou mais, ou de 98,0 ou mais. Em uma modalidade a mesma é um combustível de RON 95 com um RON de 95,0 ou mais ou um combustível de RON 98 com um RON de 98,0 ou mais, em particular um combustível de RON 98.

[00101] A densidade de uma formulação de combustível ou um componente de combustível pode ser medida com o uso de ASTM D4052 ou EN ISO 3675; sua RVP com o uso de ASTM D323 e sua DVPE com o uso de ASTM D5191 ou IP 394; seus valores E70, E100, T10 e T90 e outras propriedades de destilação com o uso de ASTM D86 ou EN ISO 3405; seu MON com o uso de ASTM D2700 ou EN ISO 5163; e seu RON com o uso de ASTM D2699 ou EN ISO 5164. Sua composição de hidrocarboneto (por exemplo, as concentrações relativas de componentes tais como olefinas, parafinas ou hidrocarbonetos aromáticos) pode ser determinada com o uso de EN 15553 ou EN ISO 22854. Seu teor de oxigênio pode ser medido com o uso de EN 13132 ou EN ISO 22854, e seu teor de enxofre com o uso de EN 13032, EN ISO 20846 ou EN ISO 20884. Seu DI (índice de dirigibilidade) pode ser calculado com o uso de ASTM D4814.

[00102] Uma formulação de combustível de acordo com a invenção pode conter um ou mais aditivos de combustível ou refinaria que são adequados para uso em combustíveis de gasolina. Muitos tais aditivos são conhecidos e comercialmente disponíveis. Os mesmos podem ser adicionados à formulação de combustível, ou qualquer componente do mesmo, em qualquer ponto antes ou durante sua preparação, por exemplo, a uma matéria- prima de hidrocarboneto que é mesclada de modo subsequente com o álcool biologicamente derivado. Os exemplos não limitantes de tipos adequados de aditivos de combustível que podem ser incluídos em uma formulação de combustível de gasolina incluem anti-oxidantes, inibidores de corrosão, detergentes, ingredientes coalescentes, aditivos antidetonação, desativadores de metal, compostos protetores de recesso de assento de -válvula, pigmentos, solventes, fluidos carreadores, diluentes, modificadores de fricção, marcadores e combinações dos mesmos. Exemplos de tais aditivos adequados são descritos geralmente em US5855629.

[00103] Em uma formulação de combustível de acordo com a invenção, as concentrações relativas do álcool e da mistura de hidrocarboneto C4 a C12, em particular dos componentes de hidrocarboneto (1), (2a), (2b) e (2c) se presente, pode ser escolhido de modo a alcançar uma ou mais propriedades desejadas para a formulação de combustível geral. As taxas adequadas de concentração irão depender em parte das naturezas e propriedades dos componentes, e em parte em qualquer especificação (ou quaisquer especificações) com as quais a formulação de combustível deve cumprir, por exemplo, quanto a sua qualidade de octanas e/ou antidetonante, sua pressão de vapor, seu teor de aromáticos e/ou benzeno, suas propriedades de destilação (por exemplo, temperaturas de destilação, ou valores E70 ou E100) e/ou sua densidade. Tal especificação (ou tais especificações) pode por sua vez depender do país e/ou da temporada em que a formulação de combustível se destina a ser usada, e/ou em seu grau pretendido (por exemplo, prêmio ou regular).

[00104] As concentrações adequadas para os componentes da formulação de combustível podem ser calculadas aplicando-se regras de mesclas apropriadas para as propriedades desejadas (por exemplo, os números de octanas, valores E70 ou E100 ou pressões de vapor) dos componentes individuais. Para essas finalidades, os valores de mesclagem devem ser usados para as propriedades relevantes de cada um dos componentes.

[00105] Por exemplo, a DVPE ou RVP de uma mescla de componentes de combustível pode ser calculada com o uso da regra de mescla da Chevron e os valores de mesclagem medidos relevantes. As propriedades de destilação de uma mescla, por exemplo, seu valor E70, podem ser calculadas com o uso de regras de mesclagem linear e valores de mesclagem de Hartenhof. Os valores RON e MON podem ser determinados de acordo com modelos conhecidos de octana, que empregam os coeficientes de mesclagem apropriados.

[00106] Uma plotagem de composição de três vias pode ser usada para fornecer uma indicação visual de quais taxas de concentração podem ser usadas para uma combinação de três constituintes de componentes selecionados de componentes (1), (2a), (2b) e (2c) de modo a render, quando a combinação é mesclada com um álcool a uma concentração desejada, uma formulação de combustível que tem as propriedades desejadas em geral. Planilhas e métodos de cálculo associados também podem ser usados para determinar faixas de concentração adequadas para cada um dos componentes, definir restrições apropriadas, por exemplo, em propriedades-chave da formulação de combustível resultante e/ou em concentrações de certos componentes.

[00107] Em geral, pode ser necessário ajustar as concentrações relativas dos componentes (1) e (2a), ou de componentes (1), (2a) e (2b), a fim de adaptar o teor de aromáticos e/ou benzeno da formulação de combustível, e/ou a fim de adaptar o número de octanas da formulação. Essas propriedades também podem ser adaptadas selecionando-se um componente (1) com um teor apropriado de aromáticos e/ou benzeno, que por sua vez pode ser alcançável adaptando-se as condições mediante as quais o componente é produzido. Em geral, quanto maior a concentração do componente de alta octanagem (1), e/ou menor a concentração do componente de baixa octanagem (2a), maior os teores de aromáticos e benzeno da formulação de combustível resultante e maior é seu número de octanas.

[00108] A concentração do componente de hidrocarboneto C4 (2c) pode ser usado para ajudar a adaptar a pressão de vapor da formulação de combustível geral, e assim, por exemplo, torna possível produzir tanto formulações de grau de inverno (pressão de vapor maior) quanto de grau de verão (pressão de vapor menor) a fim de cumprir com especificações sazonais de combustível. Em geral, quanto maior a concentração do componente C4, maior a pressão de vapor da formulação de combustível resultante.

[00109] A título de exemplo, a concentração do componente de combustível de hidrocarboneto de alta octanagem (1), na formulação de combustível de gasolina, pode ser 40% em v/v ou mais, ou 45% em v/v ou mais, ou 50 ou 55 ou 60% em v/v ou mais, ou em casos 65 ou 70 ou 75 ou 80% em v/v ou mais. A mesma pode ser até 90% em v/v, ou até 85 ou 80 ou 75 ou 70% em v/v, ou até 65 ou 60 ou 55 ou 50% em v/v, tal como de 44 a 81% em v/v ou de 46 a 81% em v/v.

[00110] Em casos, a concentração do componente (1) pode ser 46% em v/v ou mais, ou 51 ou 53 ou 56 ou 58 ou 59% em v/v ou mais, ou em casos 60% em v/v ou mais. Sua concentração pode ser até 81% em v/v, ou até 80 ou 78 ou 76 ou 75 ou 74 ou 73% em v/v, ou em casos até 72 ou 65% em v/v.

[00111] A título de exemplo, a concentração do componente de baixa octanagem (2a) na formulação (se presente) pode ser 0,1% em v/v ou mais, ou 0,5 ou 1 ou 2,5% em v/v ou mais. A mesma pode ser 5% em v/v ou mais, ou 8 ou 10 ou 15% em v/v ou mais, ou em casos 20 ou 25 ou 30 ou 35% em v/v ou mais. A mesma pode ser até 50% em v/v, ou até 45 ou 40% em v/v, ou em casos até 35 ou 30 ou 25 ou 20 ou 15 ou 10% em v/v.

[00112] Em casos, a concentração do componente (2a), se presente, pode ser 1% em v/v ou mais, ou 4 ou 6% em v/v ou mais, ou em casos 16% em v/v ou mais. Sua concentração pode ser até 34% em v/v, ou até 33 ou 32 ou 27 ou 26% em v/v, ou em casos até 23 ou 22 ou 19% em v/v. A mesma pode, por exemplo, ser de 0 a 34% em v/v, ou de 0,5 a 34% em v/v ou de 1 a 34% em v/v.

[00113] A título de exemplo, a concentração do componente de combustível de hidrocarboneto isomerizado C5/C6 (2b), se presente na formulação de combustível de gasolina, pode ser 1% em v/v ou mais, ou 2% em v/v ou mais, ou em casos 5 ou 7% em v/v ou mais. Sua concentração pode ser até 37% em v/v, ou até 33 ou 31 ou 27 ou 26% em v/v, ou em casos até 18 ou 16 ou 10 ou mesmo 6% em v/v. A mesma pode, por exemplo, ser de 0 a 37% em v/v, ou de 0,5 a 37% em v/v ou de 1 a 37% em v/v.

[00114] A título de exemplo, a concentração do componente de hidrocarboneto C4 (2c) na formulação (se presente) pode ser até 20% em v/v, ou até 15% em v/v, ou em casos até 10 ou 5 ou 3% em v/v, ou até 2 ou 1% em v/v. A mesma pode ser 0,1% em v/v ou mais, ou 0,25 ou 0,5 ou 0,75 ou 1% em v/v ou mais, ou em casos 2,5 ou 5 ou 7,5 ou 10% em v/v ou mais.

[00115] Em casos, a concentração do componente (2c), se presente, pode ser 1% em v/v ou mais, ou 2 ou 3% em v/v ou mais, ou em casos 6% em v/v ou mais. Sua concentração pode ser até 21% em v/v, ou até 20 ou 18 ou 17 ou 16% em v/v, ou em casos até 15 ou 13% em v/v. A mesma pode, por exemplo, ser de 0 a 21% em v/v, ou de 0,5 a 21% em v/v ou de 1 a 21% em v/v.

[00116] Em uma modalidade, em particular quando uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção contém etanol, mais particularmente quando a mesma contém de 2,5 a 7,5% em v/v (por exemplo, 5% em v/v) de etanol, o mesmo pode conter de 59 a 80% em v/v do componente (1), de 1 a 27% em v/v do componente (2a), de 0 a 26% em v/v do componente (2b), e/ou de 0 a 15% em v/v do componente (2c).

[00117] Em uma modalidade, em particular quando a formulação de combustível de gasolina contém etanol, mais particularmente quando a mesma contém de 7,5 a 15% em v/v (por exemplo, 10% em v/v) de etanol, o mesmo pode conter de 53 a 76% em v/v do componente (1), de 6 a 34% em v/v do componente (2a), de 0 a 16% em v/v do componente (2b), e/ou de 0 a 15% em v/v do componente (2c).

[00118] Em uma modalidade, em particular quando a formulação de combustível de gasolina contém etanol, mais particularmente quando a mesma contém mais do que 15% em v/v (por exemplo, 20% em v/v ou mais, ou de 15 a 25% em v/v, tal como 20% em v/v) de etanol, o mesmo pode conter de 46 a 65% em v/v do componente (1), de 16 a 32% em v/v do componente (2a), de 0 a 6% em v/v do componente (2b), e/ou de 1 a 13% em v/v do componente (2c).

[00119] Em uma modalidade, em particular quando a formulação de combustível de gasolina contém n-butanol, mais particularmente quando a mesma contém de 2,5 a 7,5% em v/v (por exemplo, 5% em v/v) de n-butanol, o mesmo pode conter de 58 a 72% em v/v do componente (1), de 1 a 19% em v/v do componente (2a), de 7 a 31% em v/v do componente (2b), e/ou de 1 a 16% em v/v do componente (2c).

[00120] Em uma modalidade, em particular quando a formulação de combustível de gasolina contém n-butanol, mais particularmente quando a mesma contém de 7,5 a 15% em v/v (por exemplo, 10% em v/v) de n-butanol, o mesmo pode conter de 60 a 75% em v/v do componente (1), de 1 a 22% em v/v do componente (2a), de 1 a 33% em v/v do componente (2b), e/ou de 3 a 17% em v/v do componente (2c).

[00121] Em uma modalidade, em particular quando a formulação de combustível de gasolina contém n-butanol, mais particularmente quando a mesma contém mais do que 15% em v/v (por exemplo, 20% em v/v ou mais, ou de 15 a 25% em v/v, tal como 20% em v/v) de n-butanol, o mesmo pode conter de 56 a 74% em v/v do componente (1), de 0 a 23% em v/v do componente (2a), de 2 a 27% em v/v do componente (2b), e/ou de 3 a 20% em v/v do componente (2c).

[00122] Em uma modalidade, em particular quando a formulação de combustível de gasolina contém iso-butanol, mais particularmente quando a mesma contém de 2,5 a 7,5% em v/v (por exemplo, 5% em v/v) de isobutanol, o mesmo pode conter de 59 a 73% em v/v do componente (1), de 0 a 22% em v/v do componente (2a), de 1 a 37% em v/v do componente (2b), e/ou de 2 a 17% em v/v do componente (2c).

[00123] Em uma modalidade, em particular quando a formulação de combustível de gasolina contém iso-butanol, mais particularmente quando a mesma contém de 7,5 a 15% em v/v (por exemplo, 10% em v/v) de iso-butanol, o mesmo pode conter de 56 a 81% em v/v do componente (1), de 0 a 26% em v/v do componente (2a), de 0 a 31% em v/v do componente (2b), e/ou de 2 a 18% em v/v do componente (2c).

[00124] Em uma modalidade, em particular quando a formulação de combustível de gasolina contém iso-butanol, mais particularmente quando a mesma contém mais do que 15% em v/v (por exemplo, 20% em v/v ou mais, ou de 15 a 25% em v/v, tal como 20% em v/v) de iso-butanol, o mesmo pode conter de 51 a 78% em v/v do componente (1), de 4 a 33% em v/v do componente (2a), de 0 a 18% em v/v do componente (2b), e/ou de 6 a 21% em v/v do componente (2c).

[00125] Em modalidades, pode ser preferencial para a mistura de componente de combustível de hidrocarboneto C4 a C12, em uma formulação de combustível de acordo com a invenção, conter uma concentração relativamente baixa do componente de combustível de hidrocarboneto isomerizado C5/C6 (2b), visto que o mesmo é o mais intensivamente processado dos componentes de hidrocarboneto e por isso é provável que seja o mais dispendioso. Por exemplo, a concentração do componente (2b) em uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção pode ser 37% em v/v ou menor, ou 33 ou 31% em v/v ou menor, ou 27 ou 26% em v/v ou menor, ou mais adequadamente 18 ou 16% em v/v ou menor, em casos 10 ou 6 ou 5% em v/v ou menor. Em uma modalidade, a concentração do componente (2c) é 2% em v/v ou menor. Em uma modalidade, o componente (2c) está ausente da formulação.

[00126] Em uma modalidade, em particular quando uma formulação de combustível de gasolina de acordo com a invenção é um combustível de gasolina sem chumbo de categoria 4 ou categoria 5, como definido de acordo com o Informativo Mundial sobre Combustíveis (consulte acima), o mesmo pode conter de 42 a 69% em v/v, em particular de 48 a 64 ou de 48 a 60 ou de 48 a 56% em v/v, do componente (1); de 0 a 30% em v/v, ou de 1 a 30% em v/v, em particular de 16 a 30% em v/v, do componente (2a); de 0 a 35% em v/v, ou de 0 a 30 ou 0 a 20% em v/v, ou de 1 a 35 ou 1 a 30 ou 1 a 20% em v/v, em particular de 0 a 9% em v/v, do componente (2b); e/ou de 1 a 17% em v/v, em particular de 5 a 13% em v/v, do componente (2c).

[00127] Quando a formulação de combustível contém etanol, em particular menos do que 20% em v/v de etanol, o mesmo pode conter tanto o componente (1) quanto o componente (2a), opcionalmente com o componente (2b) e/ou componente (2c). Quando a formulação de combustível contém n- butanol, em particular menos do que 20% em v/v n-butanol, o mesmo pode conter todos os quatro componentes (1) e (2a) a (2c). Quando a formulação de combustível contém iso-butanol, o mesmo pode conter tanto o componente (1) quanto o componente (2c), opcionalmente com o componente (2a) e/ou componente (2b).

[00128] Em modalidades do primeiro aspecto da invenção, o álcool biologicamente derivado pode ser etanol, e sua concentração de 10 a 30% em v/v ou de 15 a 25% em v/v ou de 18 a 22% em v/v, tal como cerca de 20% em v/v. Em modalidades, o álcool biologicamente derivado pode ser etanol ou butanol, e sua concentração de 5 a 20% em v/v ou de 5 a 15% em v/v ou de 8 a 12% em v/v, tal como cerca de 10% em v/v. Em modalidades, o álcool biologicamente derivado pode ser butanol, e sua concentração de 5 a 20% em v/v ou de 5 a 15% em v/v ou de 8 a 12% em v/v, tal como cerca de 10% em v/v. Em modalidades, o álcool biologicamente derivado pode ser etanol ou iso-butanol, e sua concentração de 2 a 10% em v/v, tal como cerca de 5% em v/v. Em modalidades, o álcool biologicamente derivado pode ser iso-butanol, e sua concentração de 5 a 30% em v/v: essa concentração pode ser de 5 a 20% em v/v ou de 5 a 15% em v/v ou de 8 a 12% em v/v, tal como cerca de 10% em v/v; ou a mesma pode ser de 10 a 30% em v/v ou de 15 a 25% em v/v ou de 18 a 22% em v/v, tal como cerca de 20% em v/v.

[00129] De acordo com um segundo aspecto, a invenção fornece um método para produzir uma formulação de combustível de gasolina, cujo método compreende combinar juntos (a) um álcool biologicamente derivado e (b) uma mistura de componentes de combustível de hidrocarboneto C4 a C12, sendo que os tais componentes de combustível de hidrocarboneto foram derivados, ou direta ou indiretamente, da conversão catalítica de uma pluralidade de oxigenados biologicamente derivados ou um componente oxigenado, a fim de produzir uma formulação de combustível de gasolina que contém 60% em v/v ou mais da combinação de (a) e (b) e de 0,1 a 30% em v/v do álcool (a). O álcool (a) pode ser selecionado, em particular, dentre etanol, butanol e em casos misturas dos mesmos.

[00130] Tal método compreende adequadamente combinar o álcool biologicamente derivado (a), um componente de combustível de hidrocarboneto de alta octanagem (1), e um ou mais dentre um componente de combustível de hidrocarboneto de baixa octanagem (2a), um componente de combustível isomerizado (2b) e um componente de combustível de hidrocarboneto C4 (2c), em que os componentes (1), (2a), (2b) e (2c) são como definido acima em conexão com o primeiro aspecto da invenção.

[00131] O método pode compreender a etapa (ou as etapas) de produzir um ou mais dos componentes (1) e (2a) a (2c), ou direta ou indiretamente, de uma pluralidade de oxigenados biologicamente derivados ou um componente oxigenado. O mesmo pode compreender produzir pelo menos os componentes (1) e (2a) dessa maneira; ou pelo menos os componentes (1), (2a) e (2b); ou todos os quatro componentes. Tais etapas de produção podem compreender submeter uma pluralidade de oxigenados biologicamente derivados ou componente oxigenado a um processo de conversão catalítica, em particular um processo APR, com processos de tratamento a jusante adicionais opcionais.

[00132] Em uma modalidade específica, tal método compreende: i. submeter uma pluralidade de oxigenados biologicamente derivados ou componente de oxigenado, opcionalmente após um processo de desoxigenação catalítica, a um processo de condensação catalítica a fim de produzir o componente de combustível de hidrocarboneto de alta octanagem (1) ou um precursor no mesmo que adicionalmente contém um ou mais hidrocarbonetos C4; ii. submeter uma pluralidade de oxigenados biologicamente derivados ou componente de oxigenado, opcionalmente após um processo de desoxigenação catalítica, a um processo de desidratação, oligomerização e/ou hidrotratamento a fim de produzir o componente de combustível de hidrocarboneto de baixa octanagem (2a); e iii. misturar junto o componente (1) que resulta da etapa (i) e o componente (2a) que resulta da etapa (ii), seja antes, depois ou ao mesmo tempo enquanto combina os mesmos com o álcool biologicamente derivado (a).

[00133] Nessa modalidade, as etapas (i) e (ii) podem ambas ser realizadas no mesmo oxigenado biologicamente derivado ou na mistura de oxigenados biologicamente derivados. Em uma modalidade específica, uma pluralidade de oxigenados biologicamente derivados ou componente oxigenado ou uma mistura dos mesmos é submetido a um processo de desoxigenação catalítica; o produto desoxigenado resultante é então separado em primeiro e segundo fluxos; o primeiro fluxo é submetido a um processo de condensação catalítica sob condições adequadas para produzir o componente de combustível de alta octanagem (1); o segundo fluxo é submetido a processos de desidratação, oligomerização e hidrotratamento sob condições adequadas para produzir o componente de combustível de baixa octanagem (2a); e o primeiro fluxo processado resultante é misturado com o segundo fluxo processado - e/ou um produto processado adicional do mesmo, tal como, por exemplo, um componente de combustível (2b) ou (2c) - em uma taxa de concentração desejada.

[00134] Em uma modalidade, o método compreende uma etapa adicional (iv) de submeter o componente (2a) produzido na etapa (ii) a um processo de fracionamento a fim de render uma mistura de hidrocarboneto C6 e abaixo, e de modo subsequente submeter a mistura de hidrocarboneto C6 e abaixo a um processo de isomerização a fim de produzir o componente de combustível de hidrocarboneto C5/C6 isomerizado (2b). O método adequadamente também envolve misturar o produto de etapa (iv) com os produtos das etapas (i) e/ou (ii).

[00135] O método pode compreender remover alguns ou todos, adequadamente todos, os hidrocarbonetos C4 do produto do processo de condensação catalítica na etapa (i). Os hidrocarbonetos C4 podem ser removidos por destilação. O método pode compreender retornar alguns ou todos os hidrocarbonetos C4 assim removidos para o componente (1), para o componente (2a) e/ou para uma mistura de componentes (1) e (2a). Ao invés disso, ou adicionalmente, os componentes (1) e/ou (2a) pode ser misturado com um componente de combustível de hidrocarboneto C4 biologicamente derivado de outra fonte.

[00136] O método pode compreender remover alguns ou todos, adequadamente todos, os hidrocarbonetos C4 do produto dos processos de desidratação, oligomerização e hidrotratamento na etapa (ii). Novamente os hidrocarbonetos C4 podem ser removidos por destilação. O método pode compreender retornar alguns ou todos os hidrocarbonetos C4 assim removidos para o componente (1), para o componente (2a) e/ou para a mistura de componentes (1) e (2a).

[00137] Um método de acordo com o segundo aspecto da invenção pode então permitir a produção de uma formulação de combustível de gasolina biologicamente derivada de modo completo, com o uso de componentes de hidrocarboneto de uma única rota de produção. Os recursos preferenciais dos processos de desoxigenação, condensação e outros tratamentos usados no método, e da matéria-prima de oxigenado, pode ser conforme descrito acima em conexão com o primeiro aspecto da invenção. Em particular, o processo de desoxigenação pode compreender reformação de fase aquosa do oxigenado biologicamente derivado, ou de um derivado do mesmo tal como um álcool, a fim de gerar hidrogênio in situ.

[00138] Um método de acordo com o segundo aspecto da invenção pode também compreender preparar o oxigenado biologicamente derivado de uma fonte biológica adequada, por exemplo, biomassa derivada de vegetal. A preparação pode compreender pré-tratamento de uma fonte tal como biomassa lignocelulósica, por exemplo, por hidrólise enzimática a fim de converter celuloses em açúcares. A mesma pode compreender submeter a fonte, ou um componente gerado da fonte, a hidrogenação e/ou hidrogenólise: a mesma pode, por exemplo, ser usada para converter um açúcar em um álcool, em particular um álcool poli-hídrico.

[00139] Uma formulação de combustível de gasolina produzida com o uso de um método de acordo com o segundo aspecto da invenção pode, em particular, ser uma formulação de combustível de acordo com o primeiro aspecto.

[00140] A invenção pode ser usada para produzir pelo menos 1.000 litros da formulação de combustível de gasolina, ou pelo menos 5.000 ou 10.000 ou 20.000 ou 50.000 litros.

[00141] Um terceiro aspecto da invenção fornece um método para operar um motor de combustão interna, e/ou um veículo que é acionado por um motor de combustão interna, cujo método envolve introduzir, em uma câmara de combustão do motor, uma formulação de combustível de gasolina de acordo com o primeiro aspecto da invenção. O motor será adequadamente um motor de ignição por centelha (gasolina).

[00142] De acordo com um quarto aspecto, a invenção fornece o uso de um componente de combustível de hidrocarboneto (1) como definido acima, em combinação com um álcool biologicamente derivado e um ou mais dos componentes (2a), (2b) e (2c) como definido acima, em uma formulação de combustível de gasolina, para a finalidade de aumentar a concentração de componentes de combustível biologicamente derivados (em particular componentes de combustível de hidrocarboneto biologicamente derivados) na formulação. Adequadamente os componentes relevantes são usados para a finalidade de aumentar a concentração de componentes de combustível biologicamente derivados na formulação enquanto ao mesmo tempo permite que a formulação atinja uma especificação ou um padrão de combustível desejado, em particular para fazer a formulação adequada para uso como um combustível de gasolina automotivo, mais particularmente um combustível de gasolina sem chumbo de categoria 4 ou categoria 5 como definido de acordo com o Informativo Mundial sobre Combustíveis (consulte acima).

[00143] As naturezas dos componentes (1), (2a), (2b) e (2c) e do álcool biologicamente derivado, e as concentrações em que as mesmas são usadas, podem ser conforme descrito acima em conexão com o primeiro ao terceiro aspectos da invenção.

[00144] No decorrer da descrição e das reivindicações desse relatório descritivo, as palavras “compreende” e “contém” e variações das palavras, por exemplo, “que compreende” e “compreendem”, significam “inclui, mas não limitadamente”, e não exclui outras porções químicas, outros aditivos, componentes, números inteiros ou outras etapas. Ademais o singular abrange o plural a menos que o contexto exija o contrário: em particular, quando o artigo indefinido é usado, o relatório descritivo deve ser entendido de modo a contemplar pluralidade assim como singularidade, a menos que o contexto exija o contrário.

[00145] Os recursos preferenciais de cada aspecto da invenção podem ser conforme descrito em conexão com qualquer um dos outros aspectos. Outros recursos da invenção se tornarão aparentes a partir dos exemplos a seguir. Em geral a invenção se estende a qualquer recurso inovador, ou qualquer combinação inovadora, dos recursos revelados nesse relatório descritivo (inclusive quaisquer reivindicações e desenhos anexados). Assim os recursos, números inteiros, características, compostos, porções químicas ou grupos descritos em conjunto com um aspecto em particular, a modalidade ou o exemplo da invenção deve ser entendido por ser aplicável a qualquer outro aspecto, a modalidade ou o exemplo descrito no presente documento a menos que seja incompatível com o mesmo. Ademais a menos que seja declarado de outro modo, qualquer recurso revelado no presente documento pode ser substituído por um recurso alternativo que serve a mesma finalidade ou uma finalidade similar.

[00146] Quando limites superior e inferior são citados para uma propriedade, por exemplo, para a concentração de um componente de combustível, então uma faixa de valores definida por uma combinação de qualquer um dos limites superiores com qualquer um dos limites inferiores pode também estar implícito.

[00147] Nesse relatório descritivo, referências a propriedades de combustível e de componente de combustível são - a menos que seja declarado de outro modo - a propriedades medidas mediante condições ambientes, isto é, em pressão atmosférica e em uma temperatura de 16 a 22 ou 25 °C, ou de 18 a 22 ou 25 °C, por exemplo, cerca de 20 °C. As concentrações percentuais por volume são denotadas como “% em v/v” ou “% em vol” ou “% em v”. As concentrações percentuais por massa são denotadas como “% em p/p” ou “% em m”.

[00148] Os exemplos ilustrativos não limitantes a seguir descrevem como a produção de um componente de combustível de baixa octanagem (Exemplo A) e a produção de um componente de combustível de alta octanagem (Exemplo B) pode ser alcançado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00149] É feita uma referência aos desenhos anexados em que: A Figura 1 é um fluxograma de processo (PFD) que mostra um fluxo de processo geral, em forma diagramática, para o processo do Exemplo A, Figure 2 é um fluxograma de processo (PFD) que mostra um fluxo de processo geral, em forma diagramática, para o processo do Exemplo B.

EXEMPLO A - PRODUÇÃO DE UM COMPONENTE DE COMBUSTÍVEL DE BAIXA OCTANAGEM

[00150] O exemplo abaixo sumariza os resultados obtidos de um processo que foi configurado para produzir de modo contínuo e simultâneo hidrocarbonetos C4 a C28 que contêm um componente de bionafta (2a), biodestilado, e bio-hidrocarbonetos pesados. O termo biodestilado se refere a uma fração de hidrocarboneto que abrange a faixa de ponto de ebulição tanto para combustível de jato quanto para combustível diesel.

[00151] A Figura 1 mostra um PFD de nível alto do fluxo de processo geral. As condições para as etapas de reação catalítica estão contidas na Tabela A1a. A alimentação fresca para o sistema 101, foi uma mistura de sólidos secos de 60% de xarope de milho e água de 43 DE (equivalente de dextrose). A alimentação fresca 101, foi combinada com hidrogênio 102, e reciclado da saída de reator 105, para formar a alimentação combinada 103 para o reator de fase aquosa de primeiro estágio 104. A alimentação combinada 103, foi passada pelo catalisador contido no reator 104, sobre o qual hidrogênio foi consumido para facilitar desoxigenação e clivagem de ligação carbono-carbono das moléculas de açúcar de xarope de milho. As temperaturas de reator foram mantidas em uma faixa de modo que o líquido estava presente na saída de reator. Uma porção dos produtos de fase líquida do reator 104 foi retornada para a entrada de reator como reciclagem 105 enquanto o líquido restante e todos os produtos de fase de gás 107 foram removidos do reator, arrefecido e separado em produtos de fase líquida e de gás no separador 108. O produto de fase de gás 109, primariamente hidrogênio residual, foi removido do processo. O produto de fase líquida 110 foi passado para o APR de segundo estágio.

[00152] O produto de fase líquida 110 do APR de primeiro estágio foi combinado com hidrogênio 111 e reciclagem líquida de APR de segundo estágio 114 para formar a alimentação combinada 112 para o reator APR de segundo estágio 113. O segundo estágio de APR continuou as reações de consumo de hidrogênio do primeiro estágio. Após passar pelo catalisador no reator APR de segundo estágio 113, uma porção dos produtos líquidos foi retornada para a entrada de reator como reciclagem líquida 114 enquanto o líquido restante e todos os produtos de fase de gás 115 foram combinados com um fluxo de reciclagem 125 para formar um fluxo combinado 116 e passados para o reator de condensação 117.

[00153] O produto de condensação 118 foi lavado e separado em separador a quente 119 para formar um fluxo de gás 120 e um fluxo líquido 121 que foi enviado para hidrotratamento. O fluxo de gás 120 foi arrefecido e separado em um separador a frio 122 para gerar um produto de gás 123 que foi ventilado do sistema, um produto aquoso 124 que foi removido do sistema, e uma fase orgânica, cuja porção foi direcionada para o fluxo de reciclagem 125 e uma porção 126 que foi enviada para hidrotratamento.

[00154] Os fluxos 121 e 126 foram combinados com hidrogênio 127 e reciclagem de produto de hidrotratamento 132 para formar a alimentação combinada 128 para o reator de hidrotratamento 129. Na etapa de hidrotratamento, hidrogênio foi reagido com o produto da etapa de processo de condensação a fim de adicionalmente remover oxigênio de modo que o produto enviado para destilação foi substancialmente hidrocarbonetos. O catalisador de níquel no reator de hidrotratamento foi adequado para promover as reações de remoção de oxigênio exigidas. Subsequente ao reator de hidrotratamento 129, o efluente de reator de hidrotratamento 130 foi arrefecido e separado em um separador a frio 131. O produto de gás 133 do separador 131 foi ventilado e uma porção da fase orgânica foi direcionada para a reciclagem de hidrotratamento 132. A fase orgânica restante e qualquer água livre foi tomada como produto líquido 134 e enviado para a coluna de destilação 135 que recuperou bionafta 136 e água 137 como produtos suspensos. O produto de fundo 138 foi submetido a uma separação adicional na coluna de destilação 139 para gerar biojato ou biodiesel (dependendo da operação das colunas de destilação 135 e 139) como um produto suspenso 140 e uma fração de pesados 141 adequados para uma quantidade de óleo de combustível, lubrificante, solvente e outras aplicações. TABELA A1A. CONDIÇÕES DE REATOR PARA O EXEMPLO A

*WHSV, velocidade espacial horária de peso. A taxa de alimentação para todos os quatro catalisadores usados para determinar velocidade de espaço foi com base na alimentação de xarope de milho fresco (base seca) no sistema. **A razão de reciclagem foi com base na massa total de alimentação que entra no reator (base úmida, inclusive água)

[00155] Tabela A1b sumariza formulações de catalisador usadas no processo de produção de bio-hidrocarboneto acima. A reformação de fase aquosa e os catalisadores de condensação foram feitos com suporte de zircônio monoclínico ou zircônio com tungstênio (NorPro Saint Gobain). A impregnação de metais foi completada por umidade incipiente com uma solução de água deionizada/nitrato de amônio. Os catalisadores foram calcinados em um forno estático em uma temperatura máxima de 400 °C. O catalisador de condensação foi selecionado por sua habilidade de formar ligações carbono-carbono e aumentar o peso molecular médio dos produtos de reação a fim de produzir combustíveis destilados na faixa C9 a C20. As reações incluem desidratação, oligomerização de olefina, condensação de aldol e outras reações de oligomerização e condensação conforme descrito no Pedido de Patente no US20120198760 A1. O catalisador de hidrotratamento (HT) foi um catalisador de óxido de níquel comercial disponível de catalisadores CRI, KL6560, que foi carregado conforme recebido. Após carregar nos reatores, os catalisadores foram reduzidos sob hidrogênio que flui com o uso de condições típicas de redução industrial. TABELA A1B. COMPOSIÇÕES DE CATALISADOR

[00156] Os catalisadores foram carregados no processo descrito acima e operado por 21 dias. Amostras de fluxos intermediários e fluxos de produto de processo foram submetidas a cromatografia a gás com detector de ionização de chama (GC), cromatografia a gás com um detector de espectroscopia de massa (GC-MS), e/ou cromatografia líquida de alta performance (HPLC) para determinar a composição das amostras. Essas técnicas analíticas são comumente usadas e familiares para as pessoas versadas na técnica de análise de hidrocarboneto e oxigenado.

[00157] A Tabela A1c sumariza a composição do produto APR 115 em uma base de percentual de carbono. Aproximadamente 90% dos componentes continham comprimentos de cadeia de carbono contínua de seis ou menos. Esse material foi enviado de modo subsequente para o reator de condensação a fim de modificar a distribuição de número de carbono para aumentar a quantidade de moléculas na faixa de jato e diesel.

[00158] A composição foi uma mistura complexa que compreendeu mono-oxigenados tais como alcoóis, cetonas, aldeídos e éteres (inclusive éteres cíclicos tais como 2,5 dimetil tetraidrofurano) e di-oxigenados e poli- oxigenados mais altamente oxigenados. Cerca de metade da mistura consistiu em espécies que não são contempladas nas categorias listadas ou não pode ser identificada através das técnicas analíticas empregadas cobertas pela outra e desconhecida categoria.

[00159] Tabela A1d mostra uma composição típica de bionafta 136 da mesma operação. A bionafta pode ser adicionalmente destilada em uma fração C5 e C6 leve e submetida a isomerização. Devido à grande quantidade de hexano normal (47% em peso da nafta total cortada ou 68% da fração C5+C6), o potencial de aprimoramento de octanagem que seria obtida de isomerização seria substancial. TABELA A1C

EXEMPLO B - PRODUÇÃO DE UM COMPNENTE DE COMBUSTÍVEL gDE ALTA OCTANAGEM (1)

[00160] O exemplo abaixo sumariza os resultados obtidos de um processo que foi configurado para produzir de modo contínuo e simultâneo um componente de biorreformado (1), componente de bio-butanos (2c) e bionafta leve de sacarose. O fluxo de processo geral utilizado é ilustrado pela Figura 2. As condições para as etapas de reação catalítica estão contidas na Tabela B2a. A alimentação fresca para o sistema 101, foi uma mistura de sólidos secos de 60% de sacarose e água. A alimentação fresca 101, foi combinada com hidrogênio 102, e reciclado da saída de reator 107, para formar a alimentação combinada para o reator 104. A alimentação combinada 103, foi passada pelo catalisador contido no reator 104, sobre o qual hidrogênio foi consumido para facilitar desoxigenação e clivagem de ligação carbono-carbono da sacarose. As temperaturas de reator foram mantidas em uma faixa de modo que o líquido estava presente na saída de reator. O efluente de reator 105 foi arrefecido e separado em um decantador 106 em produtos de gás, líquido orgânico e fase aquosa. O produto de fase de gás 108, que contém hidrogênio e hidrocarbonetos leves em excesso foi ventilado do sistema para manter pressão. Uma porção do produto de fase aquosa 107 foi reciclada para a entrada de reator enquanto o produto de fase orgânica 109 e a porção restante do produto de fase aquosa 110 foi enviado para condensação.

[00161] O APR e os catalisadores de condensação foram feitos com o uso de suporte de zircônio monoclínico (NorPro Saint Gobain). A composição de catalisador é sumarizada em Tabela B2b. A impregnação de metais para o catalisador APR foi completado por umidade incipiente. Os catalisadores foram calcinados em um forno estático em uma temperatura máxima de 400 °C. Após carregar nos reatores, o catalisador APR foi reduzido sob hidrogênio que flui com o uso de condições típicas de redução industrial.

[00162] Os catalisadores nos reatores de condensação 112a, 112b, e 112c foram selecionados pela habilidade de gerar hidrocarbonetos aromáticos. Em geral, dois reatores foram operados para converter a alimentação de oxigenado do processo APR, mostrado como 112a e 112b operado em série enquanto um terceiro reator foi regenerado com o uso de uma etapa de regeneração, mostrada como 112c nesse exemplo. Os três reatores mostrados foram girados através das posições de chumbo (112a na Figura 2), atraso (112b na Figura 2) e regeneração (112c na Figura 2) de maneira que os reatores sejam levados a um desalinho, regenerado, e levado de volta a um alinhamento em uma maneira que suporte operações de processo contínuo. As frações orgânicas 109 e aquosas 110 de produto APR foram combinadas com gás de reciclagem 121 e líquido de reciclagem 128 para gerar uma alimentação combinada 111 a montante de reator de condensação 112a. O produto 113 de reator de chumbo 112a foi então enviado para um reator de atraso 112b para conversão de oxigenado adicional. O produto de reator de atraso 114 foi arrefecido e separado em produto de fase de gás, orgânica e aquosa em decantador 115. O produto de fase aquosa foi exportado do sistema. O produto de fase de gás 118 foi combinado com gás de escapa de coluna de destilação 128 e uma porção do fluxo combinado foi comprimida no compressor 120 para aumentar a pressão do gás de reciclagem 121 e permitir que o mesmo seja retornado para a entrada de reator. Uma porção do gás 119 foi ventilado para manter a pressão de sistema.

[00163] O produto de fase orgânica 117, que contém níveis altos de aromáticos, foi removido do sistema como o produto 117 ou foi enviado para a coluna de destilação 122 que foi operada para remover componentes com pontos de fervura menores do que o mesmo de tolueno (inclusive benzeno) do biorreformado 123. O excedente de coluna de destilação foi arrefecido e separado em decantador 124. A fração de fase de gás 128 foi reciclada enquanto a fração de fase líquida foi retornada para a coluna de destilação como refluxo 125, enviada para os reatores de condensação através de uma bomba como reciclagem líquida 127, ou removida como produto de nafta leve 226.

[00164] A Tabela B2c sumariza a composição do produto APR líquido que é a combinação de fluxos 109 e 110 em relação à Figura 2 em uma base de percentual de peso livre de água. Esse material foi enviado de modo subsequente para o reator de condensação 112a para gerar aromáticos e outros hidrocarbonetos dos oxigenados misturados.

[00165] A composição do produto APR líquido foi uma mistura complexa que compreendeu mono-oxigenados tais como alcoóis, cetonas, aldeídos e éteres (inclusive éteres cíclicos tais como 2,5 dimetil tetraidrofurano) e di-oxigenados e poli-oxigenados mais altamente oxigenados. Cerca de um terço da mistura consistiu em espécies que não são contempladas nas categorias listadas ou não podem ser identificadas através das técnicas analíticas empregadas cobertas pela outra e desconhecida categoria.

[00166] Tabela B2d mostra composições típicas de biorreformado da mesma operação. Um caso corresponde à composição a 117 na Figura 2 antes de destilação e um à composição em 123 na Figura 2 após destilação para remover hidrocarbonetos C6. Os hidrocarbonetos C6 126, que contêm quase todo o benzeno, pode ser submetido a saturação de benzeno e recombinado com o produto 123 para gerar um produto reformado altamente aromático, mas de baixo benzeno. TABELA B2A. PARÂMETROS DE OPERAÇÃO DE REATOR APR Condensação

*WHSV está em uma base de reator único TABELA B2B.

TABELA B2C.

TABELA B2D

[00167] A presente invenção será agora descrita adicionalmente em referência ao exemplo não limitante a seguir.

EXEMPLO 1

[00168] Esse exemplo mostra como os combustíveis de gasolina podem ser formulados, em concordância com a presente invenção, para conter 100% de componentes de combustível biologicamente derivados, enquanto ainda cumpre com o padrão atual da União Europeia, EN 228, para combustíveis de gasolina automotivos.

[00169] As formulações de combustível fazem uso de componentes que são obteníveis de um processo catalítico para a conversão de materiais biológicos em hidrocarbonetos. Esse processo envolve a desoxigenação catalítica e reforma de um oxigenado derivado de uma fonte vegetal tal como biomassa lignocelulósica, com o uso de um processo de tratamento APR. Conforme descrito em mais detalhes abaixo, dois fluxos de oxigenado separados são submetidos a dois tratamentos adicionais diferentes, de modo a render tanto um produto de hidrocarboneto de alta octanagem quanto de baixa octanagem.

[00170] Os dados que seguem demonstram que, com o uso apenas de componentes de combustível biologicamente derivados desse tipo, a invenção pode ser usada para formular uma faixa ampla de combustíveis de gasolina. Os componentes de hidrocarboneto derivados de APR, mesclados juntos em diferentes razões de acordo com exigências, pode fornecer versatilidade em termos das propriedades das formulações gerais, em particular quanto a qualidade e volatilidade de octanas. Assim, combustíveis podem ser formulados para cumprir as exigências de diferentes tecnologias de controle de emissão veicular e diferentes condições climáticas.

[00171] Quatro componentes de hidrocarboneto foram considerados, que correspondem aos componentes (1), (2a), (2b) e (2c) como definido acima. Os mesmos foram: • um “biorreformado” C5 aC10 (componente (1)). • uma “bionafta” C5 aC10 (componente (2a)). • um “bioisomerado” C5 aC6 (componente (2b)). • um componente “bio-butanos/butenos” C4 (componente (2c)), chamado nas tabelas de resultados a seguir como “biobutanos”.

[00172] Todos os quatro podem ser obtidos do mesmo processo APR básico, realizado em um oxigenado solúvel em água biologicamente derivado. O biorreformado pode ser obtido diretamente, por condensação catalisada por ácido do produto APR seguido por remoção dos hidrocarbonetos C4 por destilação. As condições adequadas para o processo de condensação catalisada por ácido são uma pressão entre 0,1 MPa (1 bar) e 3 MPa (30 bar), uma temperatura entre 300 °C e 500 °C com o uso de um catalisador de zeólita.

[00173] A bionafta pode também ser obtida diretamente, por desidratação, oligomerização e hidrotratamento do produto APR, novamente seguida por destilação para remover os hidrocarbonetos C4. As condições adequadas para esses processos são uma pressão entre 3 e 25 MPa (30 e 250 bar), uma temperatura entre 200 e 350 °C, com o uso de um catalisador ácido.

[00174] O reformado de octanagem relativamente alta contém hidrocarbonetos aromáticos. As quantidades e as naturezas dessas espécies aromáticas (inclusive benzeno) podem ser variadas alterando-se as condições para a reação de condensação da qual o reformado resulta. O teor aromático do componente (1) é uma função das condições operacionais e do catalisador usados para o sistema de condensação assim como a razão de hidrogênio para carbono efetiva da mistura de oxigenado convertida no sistema de condensação. O teor de benzeno do componente (1) é influenciado pelas mesmas condições como o teor total de aromáticos mas em uma extensão diferente. Portanto, há alguma habilidade para controlar teor de benzeno independente do teor aromático total do componente (1).

[00175] Os níveis de benzeno são estritamente controlados em combustíveis de gasolina automotiva. Por exemplo, a exigência de MSAT-II (limite de Tóxicos de Ar de Fonte Móvel para poluentes de ar danosos, definido pela Agência de Proteção Ambiental nos EUA) para níveis de benzeno na gasolina dos EUA é uma média anual de 0,62% em v/v: isso representa uma grande restrição para a formulação de combustíveis de gasolina que contêm biocombustível.

[00176] A especificação EN 228 atual na Europa permite um nível máximo de benzeno de 1% em v/v e um teor de aromáticos total máximo de 35% em v/v. Consequentemente, para uso europeu, torna-se possível formular um combustível de gasolina com um biorreformado que contém um nível maior de benzeno, desde que a condição a seguir seja cumprida:

[00177] Isso, por sua vez, pode tornar possível o uso de um biorreformado de octanagem relativamente alta em um combustível de gasolina 100% biologicamente derivado.

[00178] Em termos gerais, quando realiza a presente invenção, os níveis apropriados de hidrocarbonetos C4 podem ser deixados no biorreformado e/ou nos componentes de bionafta a fim de render perfis de volatilidade e destilação desejados. Isso pode ser em parte alcançado adaptando-se as condições mediante as quais os dois componentes são processados, a fim de render fluxos de produto que contêm os níveis de C4 desejados e/ou que têm as propriedades desejadas. Para as finalidades desse exemplo, é presumido que tanto os componentes de biorreformado quanto de bionafta não contêm hidrocarbonetos C4: o componente bio-butano pode, então, ser usado para adaptar o teor de C4 - e por isso a volatilidade - da formulação de combustível geral.

[00179] O bioisomerado pode ser obtido por fracionamento do fluxo de bionafta seguido por isomerização para converter parafinas em iso-parafinas e para saturar olefinas e compostos aromáticos. As condições adequadas para esse processo de isomerização são pressões de reação entre 1,4 e 6 MPa (14 e 60 bar) e uma temperatura entre 100 °C e 250 °C para um catalisador de isomerização do tipo alumina clorada, uma temperatura entre 125 °C e 225 °C para um catalisador de isomerização do tipo zircônio sulfatado, e uma temperatura entre 200 °C e 350 °C para um catalisador de isomerização do tipo zeólita.

[00180] Conforme descrito acima, o componente de bio- butanos/butenos pode ser obtido, por destilação, ou do fluxo de biorreformado ou do fluxo de bionafta.

[00181] As composições de um biorreformado e uma bionafta típicos, ambos obtidos de um processo APR com processamento subsequente conforme descrito acima, são mostrados nas Tabelas 1a e 1b respectivamente no fim desse exemplo. A Tabela 1c mostra a composição de um bioisomerado C5/C6 que pode ser obtido do componente de bionafta da Tabela 1b. As figuras nas tabelas são concentrações percentuais por volume (% em v/v). O teor de benzeno do reformado foi 1,57% em v/v.

[00182] Também foram considerados três oxigenados: etanol, n- butanol e iso-butanol. Esses também podem ser obtidos de fontes biológicas.

[00183] Cálculos teóricos foram usados para estabelecer em quais razões esses componentes podem ser misturados a fim de criar formulações de combustível de gasolina que têm certas propriedades desejadas. Os cálculos foram realizados para formulações que contêm 5, 10 e 20% em v/v de cada álcool. Embora o biorreformado e a bionafta das Tabelas 1a e 1b contenham hidrocarbonetos C4, o biorreformado e a bionafta ideais usados nos cálculos não: ao invés disso, o bio-butano foi usado como um componente separado, para permitir adaptação mais eficaz de volatilidade de combustível em geral.

[00184] Para as finalidades desses cálculos, foi presumido que certas propriedades de componente de combustível traduzem propriedades de formulação em um regime linear por volume: isso se aplicou a teor de oxigênio, teor de aromáticos (e benzeno), teor de olefina e densidade. Presume-se que RVP se mescla de acordo com a regra de Chevron:

[00185] em que RVP é a pressão de vapor de Reid da formulação de combustível em kPa; vf n é a fração de volume do componente n; e RVPn é a pressão de vapor de Reid do componente n, novamente em kPa.

[00186] Um cálculo de Hartenhof foi usado para atribuir valores para E70, E100, E120, E150 e E180, sendo que foi presumido que os mesmos foram então mesclados em um regime linear por volume. Os valores de RON e MON foram determinados com o uso de um modelo derivado de entendimentos fundamentais de número de octanas (consulte, por exemplo, C Morley, “A fundamental based correlation between alkane structure and octane number”, Comb Sci Tech 55 (1987): 115, e LJ Kirsch e CP Quinn, “A fundamentally based model of knock in the gasoline engine”, 16- Symp (Int) Comb (The Combustion Institute, Pittsburg 1976), página 233). A Tabela 2, no fim desse exemplo, define propriedades de mesclagem usadas para os sete componentes de combustível em potencial, corrigidas quando necessário para considerar a ausência de hidrocarbonetos C4 no biorreformado e na bionafta.

[00187] A fim de considerar uma faixa de especificações de combustível de gasolina diferentes, foi feita uma referência ao Informativo Mundial sobre Combustíveis (consulte acima). O mesmo define cinco categorias de qualidade de combustível para gasolina sem chumbo, dependendo dos mercados em que os combustíveis se destinam a serem usados:

[00188] Categoria 1: mercados com nenhum ou controle de emissão de primeiro nível, com base primariamente em desempenho de veículo/motor fundamental e proteção de sistemas de controle de emissão, por exemplo, mercados que exigem Escalão EUA 0, EURO 1 ou padrões de emissão equivalentes.

[00189] Categoria 2: mercados com exigências para controle de emissão ou outras demandas de mercado, por exemplo, mercados que exigem Escalão EUA 1, EURO 2/II, EURO 3/III ou padrões de emissão equivalentes.

[00190] Categoria 3: mercados com exigências mais rigorosas para controle de emissão ou outras demandas de mercado, por exemplo, mercados que exigem EUA LEV, California LEV ou ULEV, EURO 4/IV (exceto motores de gasolina de queima fina), JP 2005 ou padrões de emissão equivalentes.

[00191] Categoria 4: mercados com exigências avançadas para controle de emissão, por exemplo, mercados que exigem Escalão EUA 2, Escalão EUA 3 (pendente), US 2007 / 2010 Trabalho Pesado em Rodovia, Escalão 4 Diferente de Estrada dos EUA, California LEV II, EURO 4/IV, EURO 5/V, EURO 6/VI, JP 2009 ou padrões de emissão equivalentes. Os combustíveis de categoria 4 permitem tecnologias sofisticadas de NOx e matéria particulada pós-tratamento.

[00192] Categoria 5: mercados com exigências altamente avançadas para controle de emissão e eficiência de combustível, por exemplo, os mercados com padrões de emissão de Categoria 4 que também exigem economia de combustível de trabalho leve dos EUA 2017, economia de combustível de trabalho pesado dos EUA, California LEV III ou padrões equivalentes de controle de emissão e eficiência de combustível.

[00193] As propriedades de combustível exigidas por essas cinco categorias são sumarizadas nas Tabelas 3 e 4 no fim desse exemplo, sendo que a Tabela 4 se refere especificamente às exigências de volatilidade. Deve ser observado que em cada categoria, um combustível pode ser formulado para qualquer uma das três especificações de octanas diferentes: RON 91, RON 95 e RON 98, e de modo independente a qualquer uma das cinco classes de volatilidade diferentes.

[00194] A abordagem tomada envolveu definir dois alvos para cada formulação:

[00195] • um valor de RON ou MON, sendo que a escolha é dependente mediante o qual o valor de octanas foi limitante; e

[00196] • um valor de RVP que é o limite superior de cada classe de

volatilidade.

[00197] Outras propriedades foram então restringidas em limites apropriados para cada classe de volatilidade e categoria de combustível. Com base nas propriedades de mesclagem dos componentes de combustível, um solucionador de planilha de Excel (marca registrada) foi usado para encontrar relações de mescla que usaram tanto as quantidades máxima e mínima possíveis do bioisomerado C5/C6.

[00198] A combinação de três classes de octanas, cinco categorias de combustível para níveis diferentes de controle de emissão e cinco classes de volatilidade resulta em 75 (i. 3 x 5 x 5) especificações de combustível de gasolina sem chumbo diferentes que cobrem as exigências de combustível dos diferentes mercados no mundo. Os presentes cálculos visaram identificar quantas dessas 75 especificações podem ser alcançadas com o uso de alguns ou todos os sete componentes de combustível biologicamente derivados.

EXEMPLO 1A - BIO-GASOLINA COM ETANOL

[00199] Os resultados dos cálculos para formulações que contêm etanol biologicamente derivado são sumarizados nas Tabelas 5a a 5c abaixo. Os mesmos mostram as categorias em que combustíveis podem ser formulados para as especificações necessárias. O etanol foi introduzido nos cálculos em concentrações de 5, 10 e 20% em v/v. TABELA 5A - 5% EM V/V DE ETANOL

[00200] O oxigenado contribui para qualidade de octanagem, e mesmo a apenas 5% em v/v de etanol, uma proporção razoável das diferentes categorias de combustível pode ser mesclada.

[00201] O uso de 10% em v/v de etanol resulta em um teor de oxigênio que está acima do limite de 2,7% em p/p definido no Informativo Mundial sobre Combustíveis. No entanto, 10% em v/v de etanol é concedido quando é permitido por regulações de mercado existentes e foi presumido, portanto, que é genericamente passível de permissão para todas as categorias listadas na Tabela 5b.

[00202] O Informativo Mundial sobre Combustíveis não faz concessão para gasolina sem chumbo com 20% em v/v de etanol (6,9% em p/p de oxigênio), embora na Tabela 5c seja presumida a permissibilidade para cada categoria de combustível, enquanto não muda nenhuma das outras exigências de propriedade.

[00203] Pode ser visto a partir das Tabelas 5a a 5c que a introdução progressiva de mais etanol aumenta a quantidade de tipos de combustível que podem ser formulados. A presença do oxigenado pode ter uma vantagem adicionada em que o mesmo reduz a quantidade do bioisomerado C5/C6 mais altamente processado necessário para cumprir especificações de combustível, sendo que o efeito aumenta conforme o teor de etanol é aumentado.

[00204] Os resultados detalhados desse exercício são dados nas Tabelas 6a a 6j no fim desse exemplo, para categorias de gasolina sem chumbo 1, 2, 3, 4 e 5 e separadamente para cada concentração de etanol (E5 = 5% em v/v de etanol; E10 = 10% em v/v de etanol; E20 = 20% em v/v de etanol). As tabelas mostram os percentuais (em volume) de cada componente que pode ser mesclado junto para render combustíveis que cumprem com cada uma das 75 especificações. O termo “n.b.” significa que não é possível, com o uso dos componentes relevantes, formular uma mescla que tenha as propriedades gerais necessárias. As Tabelas 6a a 6j também citam valores calculados de octanas e outras propriedades relevantes para cada uma das mesclas.

[00205] Deve ser observado que os combustíveis de RON 98 não cumprem com a exigência de MON, que é definida no Informativo Mundial sobre Combustíveis em 88 MON. No entanto, é conhecido que motores de ignição por centelha modernos ajustados com tecnologia de sensor de detonação podem realizar uma vantagem de desempenho de combustíveis com alto RON e alta sensibilidade de octanas (RON menos MON). Combustíveis de valor de MON menores MON podem, portanto, oferecer um benefício de aceleração e potência nesses tipos de motor, e como tal a exigência do Informativo de 88 MON pode ser considerada como conservadora.

[00206] Considerando que as mesclas mais comercialmente favoráveis irão usar a menor quantidade do bioisomerado C5/C6 (que é o fluxo mais processado), os níveis máximos e mínimos de cada componente de hidrocarboneto biologicamente derivado pode ser definido pela faixa de mesclas com sucesso. Os resultados são mostrados na Tabela 11 no fim desse exemplo, juntamente com os mesmos dos Exemplos 1B e 1C. EXEMPLO 1B - BIO-GASOLINA COM N-BUTANOL

[00207] N-butanol biologicamente derivado foi introduzido nos cálculos em concentrações de 5, 10 e 20% em v/v. Os resultados são sumarizados nas Tabelas 7a a 7c abaixo

[00208] A produção de bio-butanol por fermentação focou em dois isômeros: n-butanol e iso-butanol. O álcool de cadeia linear primário tem octanagem menor do que etanol, mas características de volatilidade mais atrativas (RVP, E70 e E100). A octanagem menor de n-butanol é refletida na inabilidade de mesclar qualquer um dos combustíveis RON 98. No entanto, a maioria dos combustíveis de RON 95 e todos os de RON 91 podem ser mesclados.

[00209] Os resultados detalhados desse exercício são dados nas Tabelas 8a a 8j no fim desse exemplo. Essas tabelas são definidas no mesmo formato que as Tabelas 6a a 6j, separadamente para cada concentração de n- butanol (nB5 = 5% em v/v de n-butanol; nB10 = 10% em v/v de n-butanol; nB20 = 20% em v/v de n-butanol). A perda de qualidade de octanas (relativo a etanol) é refletida em uma exigência aumentada para o bioisomerado C5/C6 a fim de mesclar a faixa de gasolinas sem chumbo definidas no Informativo Mundial sobre Combustíveis.

EXEMPLO 1C - BIO-GASOLINA COM ISO-BUTANOL

[00210] Iso-butanol biologicamente derivado foi introduzido nos cálculos em concentrações de 5, 10 e 20% em v/v. Os resultados são sumarizados nas Tabelas 9a a 9c abaixo.

[00211] O uso de iso-butanol como o oxigenado restaura parte da perda de qualidade de octanas que é experimentada com n-butanol, embora a 5% em v/v ainda não é possível mesclar combustíveis RON 98. Essa restrição é progressivamente aliviada aumentando-se a razão de mescla do iso-butanol e a 20% em v/v quase todas as classes de combustível podem ser mescladas. O bioisomerado C5/C6 precisa ser usado em níveis similares aos mesmos empregados quando se mescla com n-butanol.

[00212] Os resultados detalhados desse exercício são dados nas Tabelas 10a a 10i no fim desse exemplo. Essas tabelas são definidas no mesmo formato que as Tabelas 6a a 6j, separadamente para cada concentração de iso-butanol (iB5 = 5% em v/v de iso-butanol; iB10 = 10% em v/v de isobutanol; iB20 = 20% em v/v de iso-butanol).

EXEMPLO 1 - SUMÁRIO & CONCLUSÕES

[00213] O que foi posto acima demonstra que é possível formular uma faixa de gasolinas sem chumbo diferentes, com uma faixa de propriedades desejadas, apenas com o uso de componentes de combustível biologicamente derivados, em particular os mesmos derivados, ou direta ou indiretamente, de um processo de reformação de biomassa.

[00214] De modo importante, os combustíveis dentro da especificação são formulados mesclando-se um álcool com dois ou mais de quatro componentes de hidrocarboneto, sendo que todos esses podem ser obtidos como fluxos de processamento individuais do mesmo material de início biologicamente derivado. Tem se mostrado possível formular tais combustíveis com muitos tipos e concentrações diferentes de álcool. Os alcoóis podem por si só ser biologicamente derivados, e assim permitir a preparação de combustíveis 100% biologicamente derivados que independente disso ainda cumprem com especificações atuais de gasolina e podem ser usados sem motor ou modificação de cadeia de fornecimento.

[00215] Agrupando-se os resultados dos três exercícios de mesclagem acima rende concentrações máxima e mínima nas quais cada um dos quatro componentes de hidrocarboneto pode ser mesclado a fim de render combustíveis em pelo menos uma das categorias relevantes. Essas concentrações são mostradas na Tabela 11 no fim desse exemplo.

[00216] A Tabela 12 abaixo mostra, para os combustíveis que contêm diferentes tipos e concentrações de oxigenado, o percentual das 75 especificações de combustível possíveis que podem ser cumpridas com o uso de apenas os quatro componentes de hidrocarboneto biologicamente derivados. TABELA 12

[00217] A Tabela 12 mostra que, devido a restrições em notas de octanagem, uma concentração de álcool maior amplia a faixa de combustíveis que podem ser formulados com sucesso. N-butanol fornece menos versatilidade do que etanol e iso-butanol, sendo que é provado que iso-butanol é o mais versátil em uma concentração de álcool de 10% em v/v.

[00218] Quando etanol é usado em 20% em v/v, virtualmente todas as cinco categorias de combustível e classes de volatilidade podem ser mescladas, pelos três graus de octanagem. Etanol também permite o uso de concentrações menores do bioisomerado C5/C6, que é o componente que exige o tipo de processamento de nível mais intensivo e assim tipicamente o mais dispendioso.

[00219] Butanol tem uma qualidade de octanas menor do que etanol. Isso é observado de forma mais aguda para o n-isômero e é refletido em uma inabilidade de mesclar qualquer um dos combustíveis RON 98, mesmo a 20% em v/v de oxigenado. Em 10% em v/v há, no entanto, paridade entre n- butanol e etanol em termos da quantidade de combustíveis que podem ser mesclados pelos três graus de octanagem. Mais especificamente, n-butanol fornece mais versatilidade do que etanol para combustíveis RON 95.

[00220] O isômero ramificado, iso-butanol, oferece uma vantagem de mescla sobre n-butanol. Como etanol, o mesmo permite mesclas de quase todos os 75 combustíveis quando usado a 20% em v/v. A 10% em v/v não é possível mesclar combustíveis de RON 98 com iso-butanol, mas o oxigenado tem independentemente uma utilidade excelente para mesclar combustíveis RON 95 e RON 91.

[00221] Os exemplos acima demonstram que a presente invenção torna possível formular combustíveis de gasolina 100% biologicamente derivados com o uso apenas de hidrocarbonetos e oxigenados derivados de biomassa. As formulações resultantes podem ser adaptadas para cumprir as exigências de especificações de combustível, veículos e infraestruturas de distribuição existentes. TABELA 1A -

Claims

1. Método para produzir uma formulação de combustível de gasolina, em que o método compreende combinar juntos (a) um álcool biologicamente derivado e (b) uma mistura de componentes de combustível de hidrocarboneto C4 a C12, o método caracterizado pelo fato de que compreende derivar todos os componentes de combustível de hidrocatrboneto, ou direta ou indiretamente, da conversão catalítica de um composto oxigenado biologicamente derivado, a fim de produzir uma formulação de combustível de gasolina que contém 60% em v/v ou mais da combinação de (a) e (b) e de 0,1 a 30% em v/v do álcool (a).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: (i) submeter um componente oxigenado biologicamente derivado, opcionalmente após um processo de desoxigenação catalítica, a um processo de condensação catalítica a fim de produzir seja um componente de combustível de hidrocarboneto de alta octanagem (1) que compreende um ou mais hidrocarbonetos selecionados dentre hidrocarbonetos C5 a C12 e misturas dos mesmos, que contém na faixa de 40 a 80% em v/v ou preferencialmente na faixa de 50 a 70% em v/v de hidrocarbonetos aromáticos, ou um precursor no mesmo que adicionalmente contém um ou mais hidrocarbonetos C4; (ii) submeter um componente oxigenado biologicamente derivado, opcionalmente após um processo de desoxigenação catalítica, a um processo de desidratação, oligomerização e/ou hidrotratamento a fim de produzir o componente de combustível de hidrocarboneto de baixa octanagem (2a) que compreende um ou mais hidrocarbonetos selecionados dentre hidrocarbonetos C5 a C10 e misturas dos mesmos, que contém na faixa de 75% a 100% em v/v de hidrocarbonetos parafínicos e na faixa de 0% em v/v a 20% em v/v de hidrocarbonetos aromáticos; e (iii) misturar juntos o componente (1) que resulta da etapa (i) e o componente (2a) que resulta da etapa (ii), seja antes, depois ou ao mesmo tempo enquanto combina os mesmos com o álcool biologicamente derivado (a).

3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a formulação de combustível de gasolina contém menos do que 30% em v/v de componentes de combustível não biologicamente derivados.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o oxigenato compreende um composto C1+O1-3.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o álcool biologicamente derivado é selecionado dentre alcoóis alifáticos C1 a C4.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a concentração do álcool na formulação de combustível é 5% em v/v ou mais.