CN102939362B - 具有良好运转性能的充氧丁醇汽油组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了汽油共混物以及生产汽油共混物的方法，所述共混物包含低浓度的丁醇异构体并且具有良好的冷启动和暖机运转性能特性。

Description

具有良好运转性能的充氧丁醇汽油组合物
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求2010年6月16日提交的美国临时专利申请号61/355,224的权益，其内容全部以引用方式并入本文。
发明背景
本发明涉及燃料，更具体地涉及充氧汽油，包括含有丁醇和任选的乙醇的汽油。本发明提供了具有良好冷启动和暖机运转性能的充氧丁醇汽油。
汽油是适用于火花点火发动机的燃料，并且其一般包含多种烃的混合物作为主要组分，所述烃具有不同的沸点并且通常在大气压下在约79°F至约437°F范围内的温度下沸腾。该范围是近似的，并且可根据所存在的烃分子、所存在的添加剂或其它化合物(如果存在的话)的实际混合物以及环境条件而变化。通常，汽油的烃组分包含C4-C10烃。
汽油通常需要符合某些物理和性能标准。为了获得发动机或其它燃料燃烧设备的适当运转，可能要实现某些特性。然而，许多物理和性能特性是因其它原因如环境管理而由国家或地区规定设定的。物理特性的实例可包括雷德蒸气压、硫含量、氧含量、芳烃含量、苯含量、烯烃含量、蒸馏90％燃料时的温度(T90)、蒸馏50％燃料时的温度(T50)等。性能特性可包括辛烷值、燃烧特性和排放组分。
例如，在美国许多地区销售的汽油的标准一般示于ASTM标准规范号D 4814(“ASTM D 4814”)中，其以引用方式并入本文。其它联邦和州规定对该ASTM标准进行了补充。在欧洲许多地区销售的汽油的标准一般示于欧洲标准EN228：2008中，其以引用方式并入本文。
示于ASTM D 4814中的汽油规定基于许多影响挥发性和燃烧性的参数如气候、季节、地理位置和海拔而变化。为此，根据ASTM D 4814制造的汽油分为蒸气压/蒸馏AA、A、B、C、D和E，和防气阻等级1、2、3、4、5和6，每个等级具有一套规定，描述符合相应类别要求的汽油。这些规定还描述了用于测定说明书中参数的测试方法。
例如，共混以在相对温暖气候下用于夏日驾驶季节期间的AA-2类汽油必须具有的最大蒸汽压为7.8psi，蒸馏其组分的10体积％的最高温度(“T10”)为158°F，蒸馏其组分的50体积％的温度范围(“T50”)介于170°F和250°F之间，蒸馏其组分的90体积％的最高温度(“T90”)为374°F，蒸馏终点为437°F，蒸馏残余物最多为2体积％，如下所述的“运转性能指数”或“DI”最高为1250。
冷启动和暖机(CS&W)性能为汽油马达燃料的关键性品质指标；恰当配制的汽油燃料能够使冷发动机(即其温度与其环境基本上相同并且没有来自先前运行的残余热量的发动机)快速启动，并且提供在所有气候条件下均平稳的驱动性能。启动和驱动性能应不存在缺陷，如启动时间长、熄火以及加速时暂时性响应性降低或暂停响应。
汽油的CS&W性能受燃料挥发特性的控制，燃料挥发特性传统上包括蒸气压，尤其是蒸馏特性(即组分沸腾温度在整个燃料沸腾范围内的分布)。美国(ASTM)、欧洲(EN)和其它地区的产品规范采用这些单独特性的限制，并且采用特性组合限制(例如，ASTM运转性能指数初始由三个蒸馏温度的线性组合组成)，其标示其中使用燃料的优势车辆和条件下观察的CS&W运转性能。
将生物组分引入汽油共混池中(在美国，最显著的是10体积％的乙醇)促使汽油挥发性规范修订，以确保可接受的CS&W运转性能。具体地，在美国采用的ASTM运转性能指数被修改成以包括为如下的乙醇含量项：
ASTM运转性能指数(DI)＝1.5T10+3T50+T90+2.4EtOH    (式1)
其中T10、T50和T90为标准ASTM D86蒸馏测试中蒸馏10体积％、50体积％和90体积％燃料时观察到的温度，以°F为单位，并且EtOH为燃料中的乙醇浓度，以体积百分比为单位。发现，乙醇项的包括对受控CS&W运转性能测试中观测的车辆性能产生改善的指数。所述规范确定了D4814表1中每个蒸气压/蒸馏等级的DI最大值，从而确定了D4814表4中每个季节挥发性等级的DI最大值；DI高于规范最大值的燃料预计具有降低的CS&W性能。
在欧洲应用中，EN228汽油规范通过规定标准蒸馏测试中必须在100℃下蒸馏的燃料最小体积百分比E100，控制达到良好CS&W运转性能的中程挥发性。
然而，对照实验表明，就包含高浓度丁醇异构体的汽油共混物而言，CS&W运转性能是有问题的。还发现，从燃料挥发性参数预测CS&W运转性能的现有方法如上述运转性能指数(式1)对于高丁醇共混物而言是无效的。Baustian在2009年4月28日提交的美国专利申请12/431,217中公开了生产具有高浓度的至少一种丁醇异构体的汽油共混物的方法，所述方法包括保持至少35体积％的在最高约200°F温度下蒸馏的共混物体积分数。
由于丁醇异构体在汽油中点附近沸腾，因此一般理解，丁醇能够以较低的浓度与汽油共混，而不显著改变燃料的蒸发特性。然而没有表达的是，以改善冷启动和暖机(CS&W)运转性能的方式在各种条件下共混异丁醇，同时使可再生燃料组分共混最大化。因此，高度期望开发改进的运转性能指数和方法，以提供还可包含较低含量的至少一种生物源丁醇异构体(具体地为异丁醇)的汽油共混物的生产，以使丁醇汽油共混物的CS&W运转性能和可再生组分最大化。
发明概述
在一个方面，本发明为生产具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括：(a)将至少一种生物源丁醇异构体和任选的乙醇与汽油共混以形成丁醇汽油共混物，所述丁醇汽油共混物具有与具体的ASTM D4814汽油蒸气压/挥发性等级相对应的蒸气压；其中所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5-a6E200)的低丁醇运转性能指数(LBDI)值，所述值低于具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值；其中：T10为蒸馏10体积％的丁醇汽油共混物的温度；T50为蒸馏50体积％的丁醇汽油共混物的温度；T90为蒸馏90体积％的丁醇汽油共混物的温度；EtOH为所述丁醇汽油共混物中的乙醇体积百分比浓度；BuOH为所述丁醇汽油共混物中的至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；E200为在最高约200°F温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值规定于ASTM D 4814-08a表1中；并且在小于约20体积％的乙醇浓度下、在小于约30体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于约35体积％的乙醇与至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，a1、a2、a3、a4、a5和a6为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体和任选乙醇的丁醇汽油共混物的线性组合值与得自此类共混物的CS&W运转性能测试量度的平均校正总加权缺点的对数之间的基本线性关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。
在另一方面，本发明为具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物，所述共混物包含：具体的ASTM D4814蒸气压/蒸馏等级的汽油；至少一种生物源丁醇异构体和任选的乙醇；所述丁醇汽油共混物具有与具体的ASTM D4814表1汽油蒸气压/挥发性等级相对应的蒸气压；其中所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5-a6E200)的低丁醇运转性能指数(LBDI)值，所述值低于具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值；其中：T10为蒸馏10体积％的丁醇汽油共混物的温度；T50为蒸馏50体积％的丁醇汽油共混物的温度；T90为蒸馏90体积％的丁醇汽油共混物的温度；EtOH为所述丁醇汽油共混物中的乙醇体积百分比浓度；BuOH为所述丁醇汽油共混物中的至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；E200为在最高约200°F温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值规定于ASTM D 4814表1中；并且在小于约20体积％的乙醇浓度下、在小于约30体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于约35体积％的乙醇与至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，a1、a2、a3、a4、a5和a6为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体和任选乙醇的丁醇汽油共混物的线性组合值与得自此类共混物的CS&W运转性能测试量度的平均校正总加权缺点的对数之间的基本线性关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。
在另一方面，本发明为制备具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括：(a)将至少一种生物源丁醇异构体和任选的乙醇与汽油共混以形成丁醇汽油共混物，所述丁醇汽油共混物具有与具体的EN228汽油挥发性等级相对应的蒸气压；其中所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合E100-BuOH(b1-b2E100)的Eff100值，所述值高于如EN228表2中规定的汽油类别的E100的最小极限值；其中BuOH为所述丁醇汽油共混物中的至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；E100为在最高约100℃温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；并且在小于约20体积％的乙醇浓度下、在小于约30体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于约35体积％的乙醇与至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，b1和b2为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体和任选乙醇的丁醇汽油共混物的线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系，并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。
在另一方面，本发明为具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物，所述共混物包含：具体的EN228挥发性等级的汽油、至少一种生物源丁醇异构体和任选乙醇的共混物，所述丁醇汽油共混物具有与具体的EN228汽油挥发性等级相对应的蒸气压；其中所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合E100-BuOH(b1-b2E100)的Eff100值，并且高于如EN228表2中规定的E100的最小极限值；其中BuOH为所述丁醇汽油共混物中的至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；E100为在最高约100℃温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；并且在小于约20体积％的乙醇浓度下、在小于约30体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于约35体积％的乙醇与至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，b1和b2为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体和任选乙醇的丁醇汽油共混物的线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系，并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。
在另一方面，本发明为确定具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括：(a)将汽油与丁醇和任选的乙醇共混；(b)测定燃料变量E200、T10、T50和T90；(c)将燃料变量输入公式a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5-a6E200)中以计算丁醇汽油共混物的LBDI；以及(d)将所述LBDI与具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值进行比较；其中如果LBDI低于ASTM D 4814表1中规定的汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值，则所述丁醇汽油共混物具有良好的冷启动和暖机(CS&W)运转性能；其中T10为蒸馏10体积％的丁醇汽油共混物的温度；T50为蒸馏50体积％的丁醇汽油共混物的温度；T90为蒸馏90体积％的丁醇汽油共混物的温度；EtOH为所述丁醇汽油共混物中的乙醇体积百分比浓度；BuOH为所述丁醇汽油共混物中的至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；E200为在最高约200°F温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；在小于约20体积％的乙醇浓度下、在小于约30体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于约35体积％的乙醇与至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，a1、a2、a3、a4、a5和a6为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体和任选乙醇的丁醇汽油共混物的线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系。
附图简述
图1为低丁醇汽油运转性能的总加权缺点平均校正的自然对数对ASTM DI的曲线图。
图2为低丁醇汽油运转性能的总加权缺点平均校正的自然对数对LBDI的曲线图。
图3为低丁醇汽油运转性能的总加权缺点平均校正的自然对数对Eff100的曲线图。
图4为图2中所绘制数据的再次作图，不同的是y轴上绘制平均校正总加权缺点，而不是它们的对数变换。
图5为图3中所绘制数据的再次作图，不同的是y轴上绘制平均校正总加权缺点，而不是它们的对数变换。
发明详述
除非另行定义，否则本文所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。如发生矛盾，以本专利申请(包括其定义)为准。此外，除非上下文另有所需，单数术语将包括复数并且复数术语将包括单数。为所有目的，所有的出版物、专利、以及本文提及的其它参考资料均全文以引用方式并入本文。
为了进一步限定本发明，本文提供了以下术语和定义。
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或它们的任何其它变型将被理解为是指包括指定的整数或整数组但不排除任何其它整数或整数组。例如，包含一系列元素的组合物、混合物、工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些元素，而可包括其它未明确列出的元素，或此类组合物、混合物、工艺、方法、制品或设备所固有的元素。此外，除非另外特别说明，否则“或”是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何一种情况均满足条件A或B：A是真实的(或存在的)且B是虚假的(或不存在的)，A是虚假的(或不存在的)且B是真实的(或存在的)，以及A和B都是真实的(或存在的)。
如本文所用，如整个说明书和权利要求中所使用的，术语“由...组成”或诸如“由...组成”的不同时态的变型表明包括任何列举的整数或整数组，但是无附加整数或整数组可加入到指定的方法、结构或组合物中。
如本文所用，如整个说明书和权利要求中所使用的，术语“基本上由...组成”或其变型表明包括任何列举的整数或整数组，并且任选地包括未显著改变指定的方法、结构或组合物的基本或新颖特性的任何列举的整数或整数组。
同样，涉及元素或组分实例(即次数)的数目在本发明元素或组分前的不定冠词“一个”或“一种”旨在是非限制性的。因此，应将“一个”或“一种”理解为包括一个或至少一个，并且元素或组分的词语单数形式也包括复数指代，除非有数字明显表示单数。
如本文所用，术语“发明”或“本发明”为非限制性术语，并且不旨在意指本发明的任何单独实施方案，而是涵盖如专利申请所述的所有可能的实施方案。
如本文所用，用术语“约”修饰本发明的成分或反应物的数量时是指数值量的变化，它们可能发生在，例如，典型的测量和用于制备浓缩液或实际使用溶液的液体处理操作中；这些程序中的偶然误差中；制造、来源、或用于制备组合物或实施方法的成分的纯度的差异中等。术语“约”还包括由于产生自特定起始混合物的组合物的不同平衡条件而不同的量。无论是否通过术语“约”来修饰，权利要求包括量的等同量。在一个实施方案中，术语“约”是指在报告数值10％范围内；在另一个实施方案中，是指在报告数值5％范围内。
如本文所用，术语“基本”和“基本上”是指允许至多10％，优选至多5％的偏差。
如本文所用，术语“醇”是指羟基化合物系列中的任一种，其中最简单的衍生自饱和烃，具有通式CnH2n+1OH。醇的实例包括乙醇和丁醇。
如本文所用，术语“丁醇”是指单独或其任何混合物形式的正丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇。例如，丁醇可源自生物(即生物丁醇)。生物源是指可发酵生产。参见例如美国专利7,851,188，其全文以引用方式并入本文。
如本文所用，术语“可再生组分”是指非来源于石油或石油产品的组分。
如本文所用，术语“燃料”是指可用于产生能量以可控方式产生机械功的任何材料。燃料的实例包括但不限于生物燃料(即以某种方式来源于生物质的燃料)、汽油、汽油基料、柴油和喷气燃料。应当理解，适宜燃料的具体组分和许用可根据季节和地区导向而变化。
如本文所用，术语“燃料共混物”或“共混的燃料”是指包含至少一种燃料和一种或多种醇的混合物。
如本文所用，术语“汽油”一般是指可任选包含少量添加剂的液体烃的挥发性混合物。该术语包括但不限于常规的汽油、充氧汽油、新配方汽油、生物汽油(即以某种方式来源于生物质的汽油)、费-托(Fischer-Tropsch)汽油、以及它们的混合物。此外，术语“汽油”还包括汽油共混物、多种汽油共混物、共混汽油、汽油共混原料、多种汽油共混物原料、以及它们的混合物。应当理解，适宜汽油的具体组分和许用可根据季节和区域导向而变化。
如本文所用，术语“汽油共混物”或“共混的汽油”是指包含至少汽油和/或汽油基料以及一种或多种醇的混合物。汽油共混物包括但不限于适于在机动车发动机中燃烧的无铅汽油。
如本文所用，术语“美国材料与试验协会”和“ASTM”是指为包括燃料在内的广泛范围的材料、产品、体系和服务制定并且公布无偿共有技术标准的国际标准组织。
如本文所用，术语“辛烷值”是指燃料在火花点火内燃机中自燃抗性的量度，或指燃料以可控方式燃料趋势的量度。辛烷值可为研究法辛烷值(RON)或马达法辛烷值(MON)。RON是指通过在可控条件下，在可变压缩比下使燃料测试发动机中运转，并且将结果与异辛烷和正庚烷混合物的那些结果进行比较而确定的量度。MON是指采用与RON测试中所用那些相类似的测试，但是采用预热的燃料混合物，更高的发动机转速，并且根据压缩比调节点火定时而确定的量度。RON和MON分别根据ASTM D2699和ASTM D2700中所述的标准测试方法确定。
本文所述的燃料类别由ASTM D 4814和EN228中描述的汽油规范来定义，并且根据影响挥发性和燃烧性的许多参数如气候、季节、地理位置和海拔而变化。根据ASTM D 4814制得的汽油分为蒸气压/蒸馏等级AA、A、B、C、D和E，和防气阻等级1、2、3、4、5和6，每个等级具有一套规定，描述符合相应类别要求的汽油。根据EN228生产的汽油分为挥发性等级A、B、C/C1、D/D1、E/E1和F/F1，每个等级具有一套规定，描述符合相应类别要求的汽油。
根据科学研究协作委员会(Coordinating Research Council)(CRC)冷启动和暖机运转性能工序名称CRCE-28-94，汽油共混物的总加权缺点是冷启动和暖机运转性能的量度。在该方法中，受过训练的评定员将车辆从冷启动驱动，经由一系列加速/减速操作，对操作期间观察到的任何运转性能故障(熄火、怠速不稳定、回火、暂停响应、暂时性响应性降低、喘振)给出严重性评级(轻微、中度、重度、极度)。严重性评级用于计算测试条件下车辆的总加权缺点(TWD)。TWD值越高，汽油共混物的CS&W运转性能就越差。
汽油是本领域熟知的，并且一般包含烃的混合物作为主要组分，所述烃具有不同的沸点，通常在大气压下在约79°F至约437°F范围内的温度下沸腾。此范围是近似的，并且可根据所存在的烃分子、所存在的添加剂或其它化合物(如果存在的话)的实际混合物以及环境条件而变化。充氧汽油是一种或多种汽油共混原料与一种或多种充氧剂的共混物。充氧剂是包含约99重量％碳、氢和氧的化合物或化合物的混合物，并且氧构成它们的至少约5重量％。典型的充氧剂为醇、醚、以及它们的混合物。
汽油共混原料可由单一组分产生，如得自精炼厂烷化反应单元或其它精炼流的产品。然而，通常使用多于一种的组分来共混汽油共混原料。将汽油共混原料混合以获得符合所期望物理和性能特性并且符合管理机构要求的汽油，并且可涉及少许共混组分。例如，汽油共混原料可具有二至四种共混组分，或可具有多种共混组分如多于四种组分。
汽油和汽油共混原料任选地可包含其它化学物质或添加剂。例如，可加入添加剂或其它化学物质来调节汽油性能以符合管理机构要求，增加或提高所期望的特性，降低不可取的有害效应，调节性能特征，或换句话讲改进汽油的特性。此类化学物质或添加剂的实例包括洗涤剂、抗氧化剂、稳定性增强剂、破乳剂、腐蚀抑制剂、金属减活化剂等等。可使用多于一种的添加剂或化学物质。
如本文所用，术语“调节”包括改变组分浓度，除去组分，加入组分，或它们的任何组合，以改善沸腾特性/挥发性。
有用的添加剂和化学物质描述于Colucci等人的美国专利5,782,937中，其以引用方式并入本文。此类添加剂和化学物质还描述于Wolf的美国专利6,083,228和Ishida等人的美国专利5,755,833中，将所述两篇文献以引用方式并入本文。汽油和汽油共混原料还可包含常用于将添加剂递送到燃料中的溶剂或载体溶液。此类溶剂或载体溶液的实例包括但不限于矿物油、醇、芳烃油、合成油、以及多种本领域已知的其它物质。
适用于本发明方法中的汽油共混原料通常为用于制备供火花点火发动机或燃烧汽油的其它发动机消耗的汽油的共混原料。适宜的汽油共混原料还包括硫含量低的共混原料，期望它们符合地区要求，例如具有按重量计小于约150，小于约140，小于约130，小于约120，小于约110，小于约100，小于约90，小于约80，小于约70，小于约60，小于约50，小于约40，或小于约30份每一百万份的硫。此类适宜的汽油共混原料还包括具有低芳烃含量的共混原料，期望它们符合管理机构要求，例如具有按体积计小于约8000，小于约7750，小于约7500，小于约7250，或小于约7000份每一百万份的苯，或例如具有小于约3体积％5，小于约34体积％，小于约33体积％，小于约32体积％，小于约31体积％，小于约30体积％，小于约29体积％，小于约28体积％，小于约27体积％，小于约26体积％，或小于约25体积％的存在的所有芳族物质。
充氧剂如乙醇也可与汽油共混原料共混。在该情况下，所得汽油共混物包含一种或多种汽油共混原料与一种或多种其它适宜充氧剂的共混物。在另一个实施方案中，一种或多种丁醇异构体可与一种或多种汽油共混原料以及任选与一种或多种适宜充氧剂如乙醇共混。在该实施方案中，一种或多种汽油共混原料、一种或多种丁醇异构体以及任选的一种或多种其它适宜充氧剂可以任何顺序共混。又如，可将丁醇如异丁醇、正丁醇或叔丁醇与其它适宜充氧剂一起加入，在其它适宜充氧剂之间加入，或在加入汽油共混原料中之前与其它适宜充氧剂共混。又如，可在多个不同位置或在多个阶段中加入一种或多种其它适宜充氧剂和丁醇。另如，可将丁醇如异丁醇与其它适宜充氧剂一起加入，在其它适宜充氧剂之前加入，或在加入汽油共混原料中之前与其它适宜充氧剂共混。在一个实施方案中，将丁醇如异丁醇加入充氧汽油中。在另一个实施方案中，可将一种或多种其它适宜充氧剂和丁醇同时共混到汽油共混原料中。
在任何此类实施方案中，可在销售链内的任何点处加入一种或多种丁醇异构体和任选的一种或多种其它适宜充氧剂。例如，可将汽油共混原料运送至终端，并然后在终端将丁醇和任选的一种或多种其它适宜充氧剂单独或以组合方式与汽油共混原料共混。又如，可在精炼厂将一种或多种汽油共混原料、一种或多种丁醇异构体和任选的一种或多种其它适宜充氧剂共混。也可在销售链的任何点处，加入任何组分或添加剂。此外，可在精炼厂、终端、零售点、或销售链中的任何其它适宜点处，实施本发明的方法。
在本发明的一个实施方案中，汽油共混物的总加权缺点低于约40，低于约35，低于约30，低于约25，低于约20，低于约15，或低于约10。
当丁醇包含于另外情况下呈现满足当前ASTM和EU挥发性规范极限值的许多可能的汽油/丁醇共混物中时，冷启动和暖机(CS&W)运转性能可能显著降低。然而，已令人惊奇并且出乎意料地发现，当丁醇包含于汽油/丁醇共混物中时，本文所述方法避免了与CS&W运转性能相关的不利劣化。
具体地，采用工业标准方法(例如ASTM标准蒸馏和蒸气压燃料复核试验CRC E28标准冷启动和暖机运转性能测试)，对异丁醇浓度范围为0-24体积％的十五种ASTM A级燃料进行了挥发特性和CS&W性能测试。在40°F下，在12辆轻型汽车的每一辆中，测定所有十五种燃料的CS&W性能，并且将测试的三分之一进行重复，以获得统计学强度。共进行240次CS&W评价(每辆车20次)。这些测试的结果示于下表1和表2中。
在由科研协作委员会(CRC程序CM-138-02，记录为CRC报告号638)实施的类似程序后，将这些测试图案化；CRC程序的目的在于确定低含量乙醇(小于10体积％)汽油的挥发性/组成对CS&W运转性能的影响。其中将乙醇“抵消”项加入ASTM运转性能指数DI的先前定义中的上文公式1确定的主体CRC程序确实描述了包含如此低浓度乙醇的汽油共混物的CS&W运转性能。图1为汽油中多种低浓度异丁醇共混物的总加权缺点平均校正的自然对数对那些共混物ASTM DI的曲线图。图1呈现了测试并且采用公式1量度的低丁醇燃料运转性能结果。由图示以及计算出的拟合统计值R2显而易见，公式1无法描述低含量丁醇燃料的CS&W运转性能。
由所有CS&W测试的车队数据，计算出图中的总加权缺点(TWD)平均校正的自然对数。它们代表所用共12辆车中燃料的无偏平均性能。15种燃料和12辆车的所有组合共计进行180次测试。然而，还进行60次附加测试，其为180次测试中的一些测试的平行测定。因此，共进行240次测试。校正平均为每种燃料的最小平方平均，将每种燃料均衡，仿佛对每种燃料-车辆组合进行了相同次数的测试。这提供了对12辆车平均化的每种燃料的无偏TWD。
对如公式1中所示的常规运转性能指数DI进行下列扩展/修改。下文公式2a和2b示出低丁醇运转性能指数或LBDI，其为ASTM DI的修改形式，并且是温度、醇浓度和E200的线性组合。
LBDI＝a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5-a6E200)(公式2a)
其中LBDI为改进的运转性能指数；T10、T50和T90分别为蒸馏10体积％、50体积％和90体积％的共混物的温度；EtOH和BuOH分别为共混物中的乙醇和丁醇的体积百分比；E200为在最高200°F温度下蒸馏的共混物的体积百分比；并且在小于20体积％，小于19体积％，小于18体积％，小于17体积％，小于16体积％，小于15体积％，小于14体积％，小于13体积％，小于12体积％，小于11体积％，小于10体积％，小于9体积％，小于8体积％，小于7体积％，小于6体积％，或小于5体积％的乙醇浓度下，在小于30体积％，小于29体积％，小于28体积％，小于27体积％，小于26体积％，小于25体积％，小于24体积％，小于23体积％，小于22体积％，小于21体积％，小于20体积％，小于19体积％，小于18体积％，小于17体积％，小于16体积％，小于15体积％，小于14体积％，小于13体积％，小于12体积％，小于11体积％，小于10体积％，小于9体积％，小于8体积％，小于7体积％，小于6体积％，或小于5体积％的丁醇浓度下，以及在小于35体积％，小于30体积％，小于25体积％，小于20体积％，小于15体积％，小于10体积％的乙醇与丁醇的总浓度下，a1、a2、a3、a4、a5和a6为系数，所述系数经选定以提供包含丁醇和任选乙醇的汽油共混物的上述线性组合值与此类共混物的平均测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系。在一个实施方案中，所述共混物不含乙醇。
在一个实施方案中，可在共混汽油、至少一种生物源丁醇异构体与任选的乙醇以形成丁醇汽油共混物之前，测定低丁醇运转性能指数(LBDI)。在另一个实施方案中，可在共混汽油、至少一种生物源丁醇异构体与任选的乙醇以形成丁醇汽油共混物之后，测定低丁醇运转性能指数(LBDI)。如果之后测定LBDI，则可任选调节汽油的量、至少一种生物源丁醇异构体的量、乙醇、或它们的任何组合，使得LBDI具有等于线性组合a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5-a6E200)的值，所述值低于具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值。在另一个实施方案中，可在共混汽油、至少一种生物源丁醇异构体与任选的乙醇以形成丁醇汽油共混物期间，测定低丁醇运转性能指数(LBDI)。如果在共混期间测定LBDI，则可任选调节汽油的量、至少一种生物源丁醇异构体的量、乙醇、或它们的任何组合，使得LBDI具有等于线性组合a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5-a6E200)的值，所述值低于具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值。当然，低含量丁醇运转性能指数(LBDI)可测定一次或多于一次，并且可在共混丁醇汽油共混物的各个阶段包括但不限于丁醇汽油共混物制备之前、期间和之后测定。
当乙醇浓度小于10体积％时，a1、a2、a3、和a4分别约等于1.5、3、1和2.4，并且公式2a变为：
LBDI＝1.5T10+3T50+T90+2.4EtOH+BuOH(a5-a6E200)(公式2b)
此外，当乙醇浓度小于10体积％并且丁醇浓度小于20体积％时，a1、a2、a3、a4、a5和a6分别约等于1.5、3、1、2.4、16和0.3，并且公式2a和2b变为：
LBDI＝1.5T10+3T50+T90+2.4EtOH+BuOH(16-0.3E200)(公式2c)
或换句话讲：
LBDI＝DI+BuOH(16-0.3E200)(公式2d)
其中DI为上述ASTM DI。如从所述公式形式看出的，当不存在丁醇时，LBDI简化为常规的ASTM DI，因此对DI确定的相同规范限制适用于LBDI。
在欧洲应用中，EN228汽油规范通过规定标准蒸馏测试中在100℃下蒸馏的燃料分数E100的最小值，控制达到良好CS&W运转性能的中程挥发性。测试还已示出，现有规范和极限值E100不适用于低丁醇含量的汽油。因此，本发明将“有效E100”定义为线性组合：Eff100＝E100-BuOH(b1-b2E100)(公式3a)
其中Eff100为表示“有效E100”的新改进的运转性能指数；E100为标准蒸馏测试中观察到的在100℃下蒸馏的燃料体积百分比，并且BuOH同样为体积百分比形式的燃料丁醇含量；所有三个量均以体积百分比为单位；并且在小于20体积％，小于19体积％，小于18体积％，小于17体积％，小于16体积％，小于15体积％，小于14体积％，小于13体积％，小于12体积％，小于11体积％，小于10体积％，小于9体积％，小于8体积％，小于7体积％，小于6体积％，或小于5体积％的乙醇浓度下，在小于30体积％，小于29体积％，小于28体积％，小于27体积％，小于26体积％，小于25体积％，小于24体积％，小于23体积％，小于22体积％，小于21体积％，小于20体积％，小于19体积％，小于18体积％，小于17体积％，小于16体积％，小于15体积％，小于14体积％，小于13体积％，小于12体积％，小于11体积％，小于10体积％，小于9体积％，小于8体积％，小于7体积％，小于6体积％，或小于5体积％的丁醇浓度下，以及在小于35体积％，小于30体积％，小于25体积％，小于20体积％，小于15体积％，小于10体积％的乙醇与丁醇的总浓度下，b1和b2为系数，所述系数经选定以提供包含丁醇和任选乙醇的汽油共混物的上述线性组合值与此类共混物的平均测量的总加权缺点的自然对数之间的基本线性关系。在一个实施方案中，所述共混物不含乙醇。
当乙醇浓度小于5体积％并且丁醇浓度小于20体积％时，b1和b2分别等于大约2.3和0.034，并且公式3a变为：
Eff100＝E100-BuOH(2.3-0.034E100)(公式3b)
再次，当不存在丁醇时，新指数Eff100还原成常规形式，并因此对E100确定的现有极限值适用于Eff100。
在不同情况下，通过将受试燃料的蒸馏测试数据插入到公式中并且计算新的指数值，来应用指数。就LBDI而言，接着将由公式2a-2c计算出的结果值与ASTM D 4814-08a表1中规定的对该燃料等级给出的DI规范最大极限值进行比较。如果计算出的LBDI低于适当挥发性等级的规定的DI最大值，则所述燃料具有可接受的CS&W性能。同样，就Eff100而言，将由公式3a-3b中测试数据计算出的值与EN 228表2中规定的该燃料等级的最小E100值进行比较。如果Eff100的计算值高于适当挥发性等级的E100规定最小值，则所述燃料将具有可接受的CS&W性能。
如图2和图3中所示，在将低丁醇燃料CS&W运转性能结果关联时，公式2a-2d和3a-3b显著比公式1更加有效。图2和图3分别确定公式2a-2d和3a-3b在从挥发性和组成特性描述低丁醇汽油CS&W运转性能方面的功效。为展示ASTM D 4814和EN228的当前规范极限值适用于新指数，分别将图2和图3的数据重新绘制于图4和图5中，但没有对数变形。已指定具体符号也不同的这些曲线图，来表示所测燃料的丁醇浓度。
图4中的数据涉及具有至多24体积％的异丁醇浓度，包括作为基准点的0体积％的i-BuOH常规燃料，并且还涉及可接受至不可接受范围内的运转性能。包括低于和高于1250的DI极限值的常规燃料。由于可变范围非常全面，可推断，当采用LBDI作为指数时，A级燃料的现有最大DI极限值1250也适于包含至多24体积％异丁醇的燃料。显而易见的是，可采用1250LBDI作为极限配制包含至多24体积％异丁醇的燃料，并且获得与标示1250DI的常规无丁醇燃料同样低的缺点水平。类似地，LBDI高于1250的丁醇燃料具有更高的不可接受程度的缺点，正如与DI高于1250的常规无丁醇燃料一样。
对于欧洲式规范和图5指数，可获得类似的推断。含丁醇燃料和无丁醇燃料完整范围的数据同样涉及可接受(E100高于46体积％的常规燃料)至不可接受(E100低于46体积％的常规燃料)的运转性能范围。图5示出，当将异丁醇燃料共混至Eff100大于或等于46体积％时，运转性能缺点正与共混至大于或等于46体积％确定E100极限值的常规无丁醇燃料一样低。所述数据还表明，确定的最小46体积％的极限值可能是过度限制性的，因为显然，Eff100低达40体积％左右的常规燃料和含丁醇燃料也表现出非常低的运转性能缺点。
根据本发明，图2和图3还可用于计算包含丁醇和任选乙醇的新型汽油共混物的TWD。所述方法将涉及将汽油与丁醇和任选的乙醇共混；测定所述汽油共混物的E200、T10、T50和T90值，将E200、T10、T50和T90值输入公式a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5-a6E200)中，采用上述适当公式2a-d，来计算汽油共混物的LBDI，并且利用图2使汽油共混物的LBDI值相关联以计算汽油共混物的TWD。计算出的汽油共混物的TWD可用于预测燃料的冷启动和暖机运转性能。
作出图2和图3曲线图的数据分别示于表1和表2中。TWD为至多约20的燃料被认为是能提供可接受的运转性能特性。表1中的数据不准确地表明，燃料3、4、6、7、9、13和18的DI将提供可接受的运转性能特性，但是它们的LBDI相反示出，它们的运转性能特性不可接受，或在一种情况下仅是难以确定的两可情况。表2中的数据不准确地表明，燃料3、4、6、7和18的E100将提供可接受的运转性能特性，但是Eff100相反示出，它们是不可接受的，或在一种情况下仅是难以确定的两可情况。
表1
表2
确定用于至多20体积％乙醇浓度和至多34体积％丁醇浓度的全范围的系数a1至a6的一般方法类似于上文引用的CRC程序(CRC Program CM-138-02，CRC报告号638)用于确定乙醇抵消的那些。该方法涉及产生回归公式，所述公式将CRC E28标准CS&W测试测得的TWD自然对数与对应的燃料变量关联起来。为实现该公式至标准DI公式的简化，系数a1至a4被选择成以与ASTM D 4814DI公式中所用的那些相同。加入附加燃料变量E200和iBuOH以提供测试方法可变范围内拟合数据的相关性，并且采用一般线性统计模型，根据最小平方方法，计算它们的值。具体地，加入iBuOH含量作为线性项，并且加入E200作为交互项(即iBuOH*E200)。图2示出该半对数关系的良好相关性。通过使用包含不同浓度的受关注异构体的燃料进行CS&W测试，并且使用具有因素(DI、丁醇异构体浓度和E200*丁醇异构体浓度)的一般线性统计模型统计分析结果(即TWD的自然对数)，可导出其它丁醇异构体的系数。
类似地，通过使用一般线性模型，根据E100、丁醇异构体浓度和E100*丁醇异构体浓度，统计分析TWD的自然对数，确定欧洲版本公式的系数b1和b2。图3示出该半对数相关性的结果。
本领域的技术人员易于理解，如果使用汽油共混物的挥发性或沸点特征的其它量度如T20、T30、E158或E70替代T10、T50、T90、E200或E100，则这将使得公式2(a)-2(d)和3(a)-3(b)的变化较小，但是本发明受权利要求书保护的方法和汽油共混物包括此类变化。
表3和表4包含得自运转性能测试的数据，所述运转性能测试与用于表1和表2中数据的那些相似。所用燃料具有挥发性等级AA和E，并且仅为汽油，或为汽油与乙醇自身、与异丁醇自身、或与乙醇和异丁醇的共混物。在表3中，就为汽油自身或汽油与仅乙醇的共混物的燃料而言，DI和LBDI相等。就为汽油与丁醇自身的共混物或为汽油与丁醇和乙醇的共混物的燃料而言，LBDI大于DI，并且一般来讲，LBDI越接近D 4814DI的规定最大值，缺点数就越大。在表4中，就为汽油自身或为汽油与乙醇自身的共混物的燃料而言，E100和Eff100相等。就为汽油与丁醇自身的共混物或为汽油与丁醇和乙醇的共混物的燃料而言，Eff100一般小于E100。低于或更接近E100的规定最小值的Eff100一般具有更大的缺点数。
表3
表4
还令人惊奇并且出乎意料地发现，通过向共混物中加入足够体积的轻质烃，可将具有生物源丁醇异构体和任选乙醇的汽油共混物的LBDI保持低于该汽油类型的规定最大值，或降至低于该汽油类型的规定最大值的水平。此类轻质烃用于改进共混物的沸腾温度分布，以改善冷发动机中的燃料的蒸发/可燃性。可用作此类轻质烃的某些炼油流列于表5中。该用途的实例为烃，所述烃用于与汽油共混物中的充氧剂即丁醇异构体和乙醇形成共沸物。此类共沸物在甚至比加入共混物中的以及为共沸物组分的具体烃更低的温度下沸腾。因此，所加入形成共沸物的轻质烃降低共混物沸点的功效大于由所加入烃自身沸点所预计的。适宜的此类烃和它们与乙醇以及每种丁醇异构体的共沸物的沸点示于表6中。表6中的词语“非共沸物”是指没有形成共沸物。在表6中，重量％为共沸物中烃的重量百分比。在一个实施方案中，轻质烃可包含5至9个碳原子，并且可包含至少一种炼油流，所述至少一种炼油流具有小于260°F的T90，所述炼油流包含石蜡、环烷烃、烯烃或芳族化合物或它们的混合物，或所述轻质烃可包含至少一种烃，所述烃与丁醇或乙醇(如果存在乙醇的话)形成在等于或低于216°F下沸腾的共沸物，或所述轻质烃可包含它们的混合物和组合。
表5
表6
本领域的技术人员将理解，虽然本文通过参照具体的装置、材料和实例描述了本发明，但是本发明的范畴不限于此，并且延伸至适于实施本发明的所有其它装置和材料。

Claims (24)

1.用于生产具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物的方法，包括：
(a)提供至少一种生物源丁醇异构体；
(b)将所述丁醇异构体和任选的乙醇与汽油共混以形成丁醇汽油共混物，所述丁醇汽油共混物具有与具体的ASTMD4814汽油蒸气压/蒸馏类别相对应的蒸气压；
(c)确定所述丁醇汽油共混物的低丁醇运转性能指数(LBDI)值，其中该LBDI值通过如下公式确定：a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5–a6E200)；其中：
T10为蒸馏10体积％的丁醇汽油共混物的温度；
T50为蒸馏50体积％的丁醇汽油共混物的温度；
T90为蒸馏90体积％的丁醇汽油共混物的温度；
EtOH为所述丁醇汽油共混物中的乙醇的体积百分比浓度；
BuOH为所述丁醇汽油共混物中的所述至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；
E200为在最高200℉温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；
并且
在小于20体积％的乙醇浓度下、在小于30体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于35体积％的乙醇与所述至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，a1、a2、a3、a4、a5和a6为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种生物源丁醇异构体和任选乙醇的所述丁醇汽油共混物的线性组合值与得自此类共混物的CS&W运转性能测试量度的平均校正总加权缺点的对数之间的基本线性关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于40；以及
(d)任选调节所述汽油的量，所述丁醇异构体的量，所述乙醇的量，或它们的任何组合，使得所述LBDI值低于如ASTMD 4814表1中规定的所述具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述丁醇汽油共混物包含至多27体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体，并且其中所述丁醇汽油共混物的可再生组分为最大化的，同时保持良好的CS&W运转性能。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述共混物包含至多15体积％的乙醇。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种生物源丁醇异构体为异丁醇。
5.根据权利要求1所述的方法，其中乙醇与所述至少一种生物源丁醇异构体的总浓度小于所述共混物的30体积％。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括共混足够体积的轻质烃以将LBDI值调节至低于DI的所述最大极限值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中当所述乙醇浓度小于10体积％时，
-a1为1.5；
-a2为3；
-a3为1；并且
-a4为2.4。
8.根据权利要求1所述的方法，其中当所述至少一种生物源丁醇异构体浓度小于20体积％时，a5为16；并且a6为0.3。
9.具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物，包含：
至少一种生物源丁醇异构体，
任选的乙醇，和
汽油，
它们共混以使得所述丁醇汽油共混物具有与具体的ASTM D4814表1汽油蒸气压/蒸馏类别相对应的蒸气压；
以及通过如下公式确定的低丁醇运转性能指数(LBDI)值：a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5–a6E200)；其中：
T10为蒸馏10体积％的丁醇汽油共混物的温度；
T50为蒸馏50体积％的丁醇汽油共混物的温度；
T90为蒸馏90体积％的丁醇汽油共混物的温度；
EtOH为所述丁醇汽油共混物中的乙醇的体积百分比浓度；
BuOH为所述丁醇汽油共混物中的所述至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；
E200为在最高200℉温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；
并且
在小于20体积％的乙醇浓度下、在小于30体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于35体积％的乙醇与所述至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，a1、a2、a3、a4、a5和a6为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种生物源丁醇异构体和任选乙醇的所述丁醇汽油共混物的线性组合值与得自此类共混物的CS&W运转性能测试量度的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于40；
其中所述LBDI值低于如ASTM D 4814表1中规定的所述具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值。
10.根据权利要求9所述的丁醇汽油共混物，包含至多27体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体，并且其中所述丁醇汽油共混物的可再生组分为最大化的，同时保持良好的CS&W运转性能。
11.根据权利要求9所述的丁醇汽油共混物，包含至多15体积％的乙醇。
12.根据权利要求9所述的丁醇汽油共混物，其中乙醇与所述至少一种生物源丁醇异构体的总浓度小于30体积％。
13.根据权利要求9所述的丁醇汽油共混物，其中所述至少一种生物源丁醇异构体为异丁醇。
14.根据权利要求9所述的丁醇汽油共混物，还包含足够体积的轻质烃以将LBDI值调节至低于DI的所述最大极限值。
15.用于生产具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物的方法，包括：
(a)提供至少一种生物源丁醇异构体；
(b)将所述丁醇异构体和任选的乙醇与汽油共混以形成丁醇汽油共混物，所述丁醇汽油共混物具有与具体的EN228汽油挥发性类别相对应的蒸气压；
(c)确定所述丁醇汽油共混物的Eff100值，其中该Eff100值通过如下公式确定：E100–BuOH(b1–b2E100)；其中
BuOH为所述丁醇汽油共混物中的所述至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；
E100为在最高100℃温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；并且
在小于20体积％的乙醇浓度下、在小于30体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于35体积％的乙醇与所述至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，b1和b2为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种生物源丁醇异构体和任选乙醇的丁醇汽油共混物的线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系，并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于40；
(d)任选调节所述汽油的量，所述丁醇异构体的量，所述乙醇的量，或它们的任何组合，使得所述Eff100值高于EN228表2中规定的该汽油类别的E100的最小极限值。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括共混足够体积的轻质烃以将Eff100值调节至高于E100的最小极限值。
17.根据权利要求15所述的方法，其中当所述至少一种生物源丁醇异构体浓度小于20体积％时，b1为2.3；并且b2为0.034。
18.具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物，包含：
具体的EN228挥发性类别的汽油，
至少一种生物源丁醇异构体，与
任选乙醇
的共混物，
它们共混以使得所述丁醇汽油共混物具有与具体的EN228表2汽油挥发性类别相对应的蒸气压；以及通过如下公式确定的Eff100值：E100–BuOH(b1–b2E100)；其中
BuOH为所述丁醇汽油共混物中的所述至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；
E100为在最高100℃温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；并且
在小于20体积％的乙醇浓度下、在小于30体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于35体积％的乙醇与所述至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，b1和b2为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种生物源丁醇异构体和任选乙醇的所述丁醇汽油共混物的线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性的关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于40；
其中所述Eff100值高于EN228表2中规定的E100的最小极限值。
19.根据权利要求18所述的丁醇汽油共混物，其中当所述至少一种生物源丁醇异构体浓度小于20体积％时，b1为2.3；并且b2为0.034。
20.确定具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的汽油共混物的方法，包括：
(a)将汽油与丁醇和任选的乙醇共混；
(b)测定燃料变量E200、T10、T50和T90；
(c)将所述燃料变量输入公式a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5–a6E200)中以计算所述丁醇汽油共混物的LBDI；以及
(d)将所述LBDI与具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值进行比较；其中如果所述LBDI低于ASTM D4814表1中规定的汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值，则所述丁醇汽油共混物具有良好的冷启动和暖机(CS&W)运转性能；其中：
T10为蒸馏10体积％的丁醇汽油共混物的温度；
T50为蒸馏50体积％的丁醇汽油共混物的温度；
T90为蒸馏90体积％的丁醇汽油共混物的温度；
EtOH为所述丁醇汽油共混物中的乙醇的体积百分比浓度；
BuOH为所述丁醇汽油共混物中的所述至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；
E200为在最高200℉温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；
在小于20体积％的乙醇浓度下、在小于30体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下、以及在小于35体积％的乙醇与所述至少一种生物源丁醇异构体的总浓度下，a1、a2、a3、a4、a5和a6为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种生物源丁醇异构体和任选乙醇的所述丁醇汽油共混物的线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于15。
22.根据权利要求1所述的方法，还包括在共混所述汽油、所述至少一种生物源丁醇异构体和任选的乙醇以形成所述丁醇汽油共混物之前，测定所述低丁醇运转性能指数(LBDI)。
23.根据权利要求1所述的方法，还包括在共混所述汽油、所述至少一种生物源丁醇异构体和任选的乙醇以形成所述丁醇汽油共混物之后，测定所述低丁醇运转性能指数(LBDI)；并且任选调节所述汽油的量，所述至少一种生物源丁醇异构体的量，所述乙醇的量，或它们的任何组合，使得所述LBDI具有等于所述线性组合a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5–a6E200)的值，所述值低于具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值。
24.根据权利要求1所述的方法，还包括在共混所述汽油、所述至少一种生物源丁醇异构体和任选的乙醇以形成所述丁醇汽油共混物期间，测定所述低丁醇运转性能指数(LBDI)；并且任选调节所述汽油的量，所述至少一种生物源丁醇异构体的量，所述乙醇的量，或它们的任何组合，使得所述LBDI具有等于所述线性组合a1T10+a2T50+a3T90+a4EtOH+BuOH(a5–a6E200)的值，所述值低于具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值。
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