CN102947425A - 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，所述共混物包含高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61/355,222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。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，其也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。示于ASTM D 4814中的汽油规范根据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生产的汽油分为挥发性等级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范，描述符合相应类别要求的汽油。这些规范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季驾驶季节期间的AA-2级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    (公式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。所述规范对每个季节挥发性等级确定了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。
以前的对照实验表明，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(公式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。然而没有表达的是，以改善冷启动和暖机(CS&W)运转性能的方式采用先前方法在各种条件下共混高浓度丁醇与汽油，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，以提供包含高含量的至少一种生物源丁醇异构体(并且具体地为异丁醇)的丁醇汽油共混物的生产，同时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具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；其中所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)的高丁醇运转性能指数(HBDIa)值，所述值低于如ASTM D 4814表1中规定的具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值；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；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；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且在至多约80体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下，A1、A2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体的丁醇汽油共混物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，本发明还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：汽油；和至少一种生物源丁醇异构体，其中所述丁醇汽油共混物具有具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；并且所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)的HBDIa值，所述值低于如ASTM D 4814-09b表1中规定的具体汽油类别的规定的DI最大极限值，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；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；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且在至多约80体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下A1、A2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体的丁醇汽油共混物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。
在一个方面，本发明为生产用于常规车辆的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具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；其中所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合DI+BuOH(44-0.61E200-0.83Rvp)的高丁醇运转性能指数(HBDIb)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；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；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；DI为如ASTM D 4814-09b表1中规定的所述汽油类别的运转性能指数；并且所述HBDIb值低于约1400；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，本发明还为用于常规车辆的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：汽油；和至少一种生物源丁醇异构体，其中所述丁醇汽油共混物具有具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；并且所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合DI+BuOH(44-0.61E200-0.83Rvp)的HBDIb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；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；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且DI为如ASTM D 4814-09b表1中规定的汽油类别的运转性能指数，其中所述HBDIb值低于约1400；并且其中所述汽油共混物的总加权缺点小于约40。
在一个方面，本发明为生产用于常规车辆的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具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；其中所述丁醇汽油共混物具有等于BuOH(9.69-0.146E200-0.212Rvp)的设计变量指数(DVI)值，其中BuOH为所述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；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；其中所述DVI值低于约75，并且汽油共混物的总加权缺点小于约40。
在另一方面，本发明为用于常规车辆的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：汽油；和至少一种生物源丁醇异构体，其中所述丁醇汽油共混物具有具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级，并且所述丁醇汽油共混物具有等于BuOH(9.69-0.146E200-0.212Rvp)的DVI值，其中BuOH为所述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；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；其中所述DVI值低于约75，并且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)将汽油与丁醇共混以形成丁醇汽油共混物；(b)测定丁醇汽油共混物的燃料变量T10、T50和T90、E200和RVP；(c)将燃料变量输入公式DI+BuOH(44-0.61E200-0.83Rvp)中以计算丁醇汽油共混物的HBDIb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；T10为标准ASTM D86蒸馏测试中蒸馏10体积％丁醇汽油共混物的温度，以°F为单位；T50为标准ASTM D86蒸馏测试中蒸馏50体积％丁醇汽油共混物的温度，以°F为单位；T90为标准ASTM D86蒸馏测试中蒸馏90体积％丁醇汽油共混物的温度，以°F为单位；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；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；DI为如ASTMD 4814表1中规定的所述汽油类别的运转性能指数；其中所述丁醇汽油共混物具有低于约1400的HBDIb值。
在一个方面，本发明为确定用于常规车辆的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)将汽油与丁醇共混以形成丁醇汽油共混物；(b)测定丁醇汽油共混物的燃料变量E200和RVP；(c)将燃料变量输入公式BuOH(9.69-0.146E200-0.212Rvp)中以计算丁醇汽油共混物的设计变量指数(DVI)值；其中BuOH为所述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；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；其中所述丁醇汽油共混物具有低于约75的DVI值。
附图简述
图1为高丁醇汽油运转性能总加权缺点平均校正(至40°F)的自然对数对ASTM DI的曲线图。
图2为高丁醇汽油运转性能总加权缺点平均校正(至40°F)的自然对数对HBDIa的曲线图。
图3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(至40°F)总加权缺点，而不是它们的对数变换。
图4为观测的TWD的LSM与使用HBDIb公式2c预测的TWD的LSM的相关性。
图5为观测的TWD的LSM与使用DVI公式2d预测的TWD的LSM的相关性。
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是真的(或存在的)且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)且B是真的(或存在的)、以及A和B都是真的(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，修饰本发明的成分或反应物的量使用的术语“约”是指可以通过例如以下方式而发生的用数字表示的量的变化：在真实世界中用于产生浓缩物或溶液的一般测量和液体处理操作；通过这些操作中非故意的误差；用于制备组合物或执行方法的成分的制造、来源或纯度中的差异等。术语“约”还包括由于产生自具体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，丁醇可为生物的(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)和费-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地区导向而变化。
如本文所用，术语“汽油共混物”和“共混汽油”是指混合物，其包含至少一种汽油和/或汽油基料和/或一种或多种精制汽油共混组分(例如烷基化物、重整油、FCC石脑油等)与任选的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范，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)给出严重性评分(轻微、中度、重度、极度)。严重性评分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。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。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。充氧剂是由碳、氢和氧组成并且包含约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％。通常，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的组分。
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，调节性能特性，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包括符合ASTM 4814的汽油共混原料和新配方汽油的共混原料。适宜的汽油共混原料还包括具有低硫含量的共混原料，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体积份每一百万份的苯，或例如具有小于约35体积％，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％的总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。例如，可将丁醇加入包含汽油共混原料和其它适宜充氧剂的混合物中。又如，可在多个不同位置或在多个阶段中加入丁醇和一种或多种其它适宜的充氧剂。另如，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。在另一个实施方案中，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的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，加入其它组分或添加剂。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。
在本发明的一个实施方案中，汽油共混物的HBDIb值低于约1400，低于约1350，低于约1300，低于约1250，或低于约1200。
在本发明的一个实施方案中，汽油共混物的DVI值低于约75，低于约70，低于约65，低于约60，低于约55，低于约50，低于约45，低于约40，或低于约35。
当丁醇以高含量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)运转性能可显著降低。然而，已令人惊奇并且出乎意料地发现，当丁醇以高含量包含于汽油/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20-60体积％的29种燃料进行了挥发特性和CS&W性能测试。将燃料分配给包括常规和柔性燃料车辆(FFV)的三个车队。CS&W性能测试中燃料的数目和挥发性等级、以体积百分比为单位的燃料丁醇含量、测试中所用轻型车辆的数目、类型和年型、以及测试实施时的温度示于表1中。表1还示出了重复以获得统计学强度的测试次数。共进行364次CS&W评价。配制常规车队所测试的燃料共混物，以符合ASTM D 4814-09b汽油蒸气压规范。配制FFV车队所测试的燃料共混物，以符合ASTM D 4814-09b或ASTM D 5798-09b燃料乙醇(Ed75-Ed85)的蒸气压规范。在美国销售的燃料乙醇(夏季还被称为“E85”，而冬季还被称为“E70”)的标准一般描述于ASTM标准规范号D 5798-09b(“ASTM D 5798”)中，其以引用方式并入本文。在欧洲，目前不存在E85燃料的规范。然而，2008年公布的德国规范DIN51625：“Kraftstoffe für Fahrzeuge-Ethanolkraftstoff-Anforderungen undPrüfverfahren”(“Automotive fuels-ethanol fuel-Requirements and TestMethods”)定义了包含70-85体积％乙醇的不同季节等级，蒸气压为35.0-60.0kPa的A级(夏季)和蒸气压为50.0-90.0kPa的B级(冬季)。
表1
Figure BDA00002578606000121
Figure BDA00002578606000131
这些测试在具有严格温度和湿度控制的全天候底盘测功机(最大功率：315hp，最大速度：90mph，最大风速：90mph)中进行。根据用于在底盘测功机上具体实施而修订的科研协作委员会(CRC)冷启动和暖机运转工序CRC名称E-28-94，实施寒冷天气运转性能测试。在该工序中，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)给出严重性评分(轻微、中度、重度、极度)。严重性评分用于计算在测试条件下车辆的总加权缺点(TWD)。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TWD结果分析图案化；CRC程序的目的在于确定低乙醇(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”项加入到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为所测汽油共混物总加权缺点平均校正(至40°F)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量度的高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无法描述高丁醇燃料的CS&W运转性能。
由所有CS&W测试的车队数据，计算出本专利申请图中的总加权缺点(TWD)平均校正(至40°F)的自然对数。它们代表所用车队中燃料的无偏平均性能。除了进行所有燃料和车辆组合的测试外，还可进行附加的测试，所述附加的测试为那些组合中的一些测试的平行测定。因此，总共进行364次测试。校正平均值为每种燃料的最小平方平均值，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。这提供了对所有车辆平均化的每种燃料的无偏TWD。
如公式1所示的常规运转性能指数DI被应用于常规和折曲燃料车辆两者的下列公式替代。下文公式2a和2b示出了高丁醇运转性能指数或HBDIa，其为ASTM DI的变型，并且为项的线性组合。
HBDIa＝BuOH(A1+A2E200+A3RVP)      (公式2a)
其中HBDIa为改进的运转性能指数；BuOH为共混物中的至少一种丁醇异构体(优选为生物源的)的体积百分比；E200为在最高200°F的温度下蒸馏的共混物的体积百分比；并且A1、A2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种生物源丁醇异构体的汽油共混物的上述线性组合值与此类共混物所测最小平方平均校正总加权缺点的对数之间的基本线性关系，其中在至多80体积％，至多75体积％，至多70体积％，至多65体积％，至多60体积％，至多55体积％，至多50体积％，至多45体积％，或至多40体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下，所述汽油共混物的总加权缺点小于约50。
在一个实施方案中，可在共混汽油与至少一种生物源丁醇异构体以形成丁醇汽油共混物之前，测定高丁醇运转性能指数(HBDIa)。在另一个实施方案中，可在共混汽油与至少一种生物源丁醇异构体以形成丁醇汽油共混物之后，测定高丁醇运转性能指数(HBDIa)。如果之后测定HBDIa，则可任选地调节汽油的量、所述至少一种生物源丁醇异构体的量、或它们的任何组合，使得HBDIa具有等于线性组合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)的值，所述值低于如ASTM D 4814表1中规定的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，可在共混汽油与所述至少一种生物源丁醇异构体以形成丁醇汽油共混物期间，测定高丁醇运转性能指数(HBDIa)。如果在共混期间测定HBDIa，则可任选地调节汽油的量和所述至少一种生物源丁醇异构体的量、或它们的任何组合，使得HBDIa具有等于线性组合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)的值，所述值低于如ASTMD 4814表1中规定的具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大限制。当然，高丁醇运转性能指数(HBDIa)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。
当所述至少一种生物源丁醇异构体的浓度为至多70体积％时，A1、A2和A3分别约等于100.2、-1.5和-2.4，并且公式2a变为：
HBDIa＝BuOH(100.2-1.5E200-2.4RVP)      (公式2b)
如图2和3中所示，在将高丁醇燃料CS&W运转性能结果关联时，公式2a-2b明显比公式1更有效。图2从挥发性和组成特性来确定公式2a-2b在描述高丁醇汽油CS&W运转性能方面的功效。为展示ASTM D 4814的当前规范极限值适用于新指数，将图2的数据重新绘制于图3中，但没有对数变形。
确定用于至多70体积％的全范围丁醇浓度的系数A1、A2和A3的一般方法类似于上文引用的CRC程序(CRC程序CM-138-02，CRC报告号638)用于确定乙醇抵消的方法。简而言之，该方法涉及产生回归公式，所述公式将由CRC E28标准CS&W测试测得的TWD自然对数与对应的燃料变量联系起来。燃料变量E200、RVP和iBuOH用于在测试方法可变范围内导出拟合数据的相关性，并且采用一般线性统计模型，根据最二乘方方法，来计算这些燃料变量的相关系数值。具体地讲，将iBuOH含量作为线性项添加，并且将E200和RVP作为交互项添加(即iBuOH*E200和iBuOH*RVP)。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，并且使用具有因子(丁醇异构体浓度和E200*丁醇异构体浓度和RVP*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。
还已发现，通过向共混物中加入足够体积的轻质烃，可将汽油与至少一种生物源丁醇异构体的共混物的HBDIa保持低于该类汽油的指定最大值，或降至低于该类汽油指定最大值的程度。此类轻质烃用于调节共混物的沸腾温度分布，以改善冷发动机内燃料的蒸发/可燃性。可用作此类轻质烃的某些炼油流列于表2中。在一个实施方案中，所用烃与汽油共混物中的充氧剂即丁醇异构体形成共沸物。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3中。表3中的词语“非共沸物”表明没有形成共沸物。在表3中，重量％为共沸物中烃的重量百分比。优选地，适宜的轻质烃包含5至9个碳原子，并且包含至少一种炼油流或至少一种烃，或它们的混合物或其二者，所述至少一种炼油流具有小于260°F的T90并且包含石蜡、环烷烃、烯烃或芳族化合物或它们的混合物，所述至少一种烃与丁醇或乙醇形成在等于或低于216°F下沸腾的共沸物。
表2
Figure BDA00002578606000171
Figure BDA00002578606000181
表4和表5中的数据示出了通过向共混物中加入轻质烃所获得的HBDIa的降低有益效果。在表4中，包含50体积％异丁醇(iB50，s)与20体积％正戊烷(Pen)和20体积％烷基化物(alk)的组合的共混物(iB50+Pen20+Alk 20，s)或与仅20体积％正戊烷的共混物(iB50+Pen20，s)的HBDI从高于2200显著降至低于1250，同时一辆汽车(EU FFV#2)在5°F下的TWD从高于250显著降至低于20。相比之下，表5中的数据示出了加入26体积％的沸点比其所替代的共混物中汽油组分沸点高的支链烃(HC)，对于HBDIa或TWD的降低基本上不产生有益效果。在表4和5中，s和S是指夏季等级，并且w和W是指冬季等级。
表4
Figure BDA00002578606000191
表5
Figure BDA00002578606000192
在另一个实验中，开发十种独特的测试燃料，以满足下表6中所示的参数：
表6
因素 高 低
i-BUOH 30体积％ 50体积％
Rvp 7.5psi 12psi
E200 20体积％ 50体积％
对十种燃料中的每一种的运转性能特性进行测试。采用满足US Tier 2排放标准的六种轻型车辆进行运转性能/挥发性评价。选择车辆以提供多种Tier 2技术类型，包括自然感应和压力感应，气口喷射和直接喷射，以及得自Bin 8、Bin 5的Tier 2排放标准，以及甚至一个California PZEV(关于Bin 2)。测试车辆的一般描述呈现于下表7中。
表7
Figure BDA00002578606000201
在位于GFT Naperville地点的全天候底盘测功机(AWCD)设备上实施运转性能测试。给车辆安装HEM DAWN/SnapMaster OBD-II数据采集系统，以在测试期间，在约2Hz/信道下监测发动机和车辆运行参数。在开始测试程序之前，维修并且检查所有车辆。没有车辆呈现即时或未决的诊断故障代码。在准备每个运转性能测试时，用测试燃料彻底冲洗和填充所有受试车辆的燃料系统。检查并清除燃料冲洗过程设置的ECU故障代码后，使每辆汽车在Naperville试车跑道上调适三十分钟，以使发动机管理系统对于测试燃料中不同的氧气含量而调节燃料供给。
根据适用于全天候底盘测功机测试电池的CRC E-28-94冷启动和暖机运转性能测试工序，进行运转性能评价。为了探究温度对运转性能的影响，在两种温度下测试每辆汽车/燃料组合：在20和40F下实测冬季燃料(D级，12psi Rvp)而在40和70F下测试夏季燃料(AA级，7.5psi Rvp)。在两种温度下对6辆汽车测试十六种燃料(包括平行测定)，对于运转性能/挥发性研究所进行的E28测试总数达到192次。
测试燃料配方示于下表8中：
表8
Figure BDA00002578606000211
表8中共混组分的描述示于下表9中。
表9
Figure BDA00002578606000212
以缺点体系对冷启动和暖机运转性能的CRC E28测试进行评分。当车辆启动并且运行可控循环时，由进行测试的受过训练的评定员对如启动时间长、熄火以及暂停响应等的运转性能缺点进行观察并对其严重性进行评分。将整个测试中观察到的缺点通过标准缺点加权系统汇集于总加权缺点总得分或TWD中。评定员还指定10(无缺点)至0(极端缺点)范围内的主观性总评分，虽然这些评分不通常并且在本文中也不用于分析或推断。在计划的192次运转性能评价中，在九周期间完成了189次。由于极端起动性问题，对马自达CX-7的三次测试中止了。运转性能评定结果编辑于下表10中。
表10
Figure BDA00002578606000231
运转性能结果的标准分析开始于总加权缺点的最小平方平均(LSM)校正响应的计算。该技术用于除去由于非燃料因素而产生的变量，例如车辆、测试温度等。结果为每种燃料LSM校正TWD的单一值，然后可将其对于燃料变量建模。使用标准线性回归技术创建将运转性能与燃料特性关联的模型。在每种情况下，基于对数形式的燃料LSM TWD响应(下文表示为TWDLSM)将燃料特性进行回归。评定了多个模型形式，包括采用实验设计变量的简单回归，采用蒸馏特性(例如ASTM运转性能指数)的标准模型，以及标准模型的变型。
对运转性能实验所产生的数据进行统计分析。通过将常规DI因子连同实验设计变量i-BuOH、E200和Rvp以及所有可能的相互作用相结合，开始分析。通过包括DI、i-BuOH以及i-BuOH与E200和Rvp的双因子相互作用，获得最佳的相关性。引入这些结果的模型为：
ln(TWDLSM)＝0.00197DI+i-BuOH(0.087-0.0012E200-0.0016Rvp)  (公式3)
将公式(3)的右边标准化，以获得下列HBDIb指数表达形式的DI结果整体系数：
HBDIb＝DI+BuOH(44-0.61E200-0.83Rvp)  (公式2c)
其中BuOH为所述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温度下蒸馏的共混物的体积百分比；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；DI为如ASTM D 4814-09b表1中规定的所述汽油类别的运转性能指数；其中所述至少一种生物源丁醇异构体的浓度为至多约80体积％，至多约75体积％，至多约70体积％，至多约65体积％，至多约60体积％，至多约55体积％，至多约50体积％，至多约45体积％，或至多约40体积％。
通过简单地评价作为回归量的实验设计变量异丁醇浓度(i-BuOH)、在200°F下的D86蒸发分数(E200)和蒸气压(Rvp)，来创建运转性能的另一种模型。因子效应测试表明，该模型的最有效形式是包括异丁醇及其与其它两个变量的相互作用。该模型的最终形式为：
ln(TWDLSM)＝2.275+i-BuOH(0.0969-0.00146E200-0.00212Rvp)  (公式4)
公式(4)中的最后项构成燃料特性“指数”的底数；该指数可用于设计具有良好运转性能的燃料。为方便起见，将最后项乘以100，设计变量指数(DVI)由公式(2d)示出：
(DVI)＝i-BuOH(9.69-0.146E200-0.212Rvp)  (公式2d)
其中i-BuOH为所述共混物中的异丁醇异构体的体积百分比浓度；E200为在最高约200°F温度下蒸馏的共混物的体积百分比；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；其中所述至少一种生物源丁醇异构体的浓度为至多约80体积％，至多约75体积％，至多约70体积％，至多约65体积％，至多约60体积％，至多约55体积％，至多约50体积％，至多约45体积％，或至多约40体积％。
通过将受试燃料的蒸馏和蒸气压测试数据插入到公式中并且计算新的指数值，来应用指数HBDIb或DVI。然后将由公式2c或2d计算出的结果值与约1400的HBDIb最大值，或约75的DVI最大值进行比较。如果计算出的HBDIb或DVI低于这些水平，则燃料将具有可接受的CS&W性能。
采用新一组喷溅共混的高丁醇燃料，验证HBDI和DVI模型。使用HBDI和DVI模型，采用验证数据中燃料的特性计算预计的TWD；这些计算的结果列于下表11中，并且图示于图4和图5中。
表11
Figure BDA00002578606000251
由表11可见，HBDIb和DVI模型均是燃料共混物TWD的良好预测因子。
HBDIb和DVI模型的预测值也示于图4和图5中。图4展示了采用高丁醇燃料的HDBIb值，公式2c在预测它们TWD方面的功效。图5展示了采用高丁醇燃料的DVI值，公式2d在预测它们TWD方面的功效。
表11、图4和图5中的数据涉及具有至多约60体积％异丁醇浓度的常规车辆燃料，并且还涉及从可接受至不可接受的运转性能范围。基于所述结果，可推断A级燃料1400的最大HBDIb极限值适于包含至多60体积％异丁醇的燃料，所述异丁醇优选地为生物源的。还显而易见的是，可采用75DVI作为极限配制包含至多60体积％异丁醇(优选源自生物)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。
本领域的技术人员将易于理解，如果采用汽油共混物挥发性或沸点特征的其它量度如E158替代E200，则这将使得公式2a-2b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将延伸至并包括此类变化。
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 (26)

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；以及
(b)将所述异构体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具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；
其中所述丁醇汽油共混物具有等于所述线性组合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)的高丁醇运转性能指数(HBDIa)值，所述值低于如ASTM D 4814表1中规定的具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值；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；
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；
RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且
在至多约80体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下，A1、A2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种丁醇异构体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。
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约60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2所述的方法，其中所述共混物包含至多约40体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体。
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，还包括共混足够体积的轻质烃以将HBDIa值调节至低于DI的所述最大极限值。
6.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为至多约70体积％时，
A1为约100.2；
A2为约-1.5；并且
A3为约-2.4。
7.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：
汽油；和
至少一种生物源丁醇异构体，
其中所述丁醇汽油共混物具有具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；并且所述丁醇汽油共混物具有等于所述线性组合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)的HBDIa值，所述值低于如ASTMD 4814-09b表1中规定的具体汽油类别的DI的最大极限值，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；
E200为在最高约200°F温度下蒸馏的所述丁醇汽油共混物的体积百分比；
RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且
在至多约80体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下，A1、A2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种丁醇异构体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。
8.根据权利要求7所述的共混物，包含至多约60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。
9.根据权利要求8所述的共混物，其中所述共混物包含至多约40体积％的至少一种生物源丁醇异构体。
10.根据权利要求7所述的共混物，其中所述至少一种生物源丁醇异构体为异丁醇。
11.根据权利要求7所述的共混物，还包含足够体积的轻质烃以将HBDI值调节至低于DI的所述最大极限值。
12.根据权利要求7所述的共混物，其中当所述至少一种生物源丁醇异构体浓度为至多约70体积％时，
A1为100.2；
A2为-1.5；并且
A3为-2.4。
13.生产用于常规车辆的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：
将至少一种生物源丁醇异构体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具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；
其中所述丁醇汽油共混物具有等于所述线性组合DI+BuOH(44-0.61E200-0.83Rvp)的高丁醇运转性能指数(HBDIb)值，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；
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；
RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；
DI为如ASTM D 4814-09b表1中规定的所述汽油类别的运转性能指数；并且
所述HBDIb值低于约1400；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述丁醇汽油共混物包含至多约60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。
15.用于常规车辆的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：
汽油；和
至少一种生物源丁醇异构体，
其中所述丁醇汽油共混物具有具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；并且所述丁醇汽油共混物具有等于所述线性组合DI+BuOH(44-0.61E200-0.83Rvp)的HBDIb值，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；
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；
RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且
DI为如ASTM D 4814-09b表1中规定的汽油类别的运转性能指数，其中所述HBDIb值低于约1400；并且其中所述汽油共混物的总加权缺点小于约40。
16.根据权利要求15所述的丁醇汽油共混物，还包含足够体积的轻质烃以将HBDIb值调节至低于约1400。
17.生产用于常规车辆的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：
将至少一种生物源丁醇异构体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具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级；
其中所述丁醇汽油共混物具有等于BuOH(9.69-0.146E200-0.212Rvp)的设计变量指数(DVI)值，其中
BuOH为所述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为在最高约200°F温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；
RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；
其中所述DVI值低于约75，并且所述汽油共混物的总加权缺点小于约40。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括将足够体积的轻质烃与所述丁醇汽油共混物共混以将所述DVI值调节至低于约75。
19.用于常规车辆的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：
汽油；和
至少一种生物源丁醇异构体，
其中所述丁醇汽油共混物具有具体的ASTM D4814表1蒸气压/挥发性等级，并且所述丁醇汽油共混物具有等于BuOH(9.69-0.146E200-0.212Rvp)的DVI值，其中：
BuOH为所述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；
RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；
其中所述DVI值低于约75，并且所述汽油共混物的总加权缺点小于约40。
20.根据权利要求19所述的丁醇汽油共混物，其中所述丁醇汽油共混物还包含足够体积的轻质烃以将所述DVI值调节至低于约75。
21.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，包括：
(a)将汽油与丁醇共混以形成丁醇汽油共混物；
(b)测定所述丁醇汽油共混物的燃料变量T10、T50和T90、E200和RVP；
(c)将所述燃料变量输入公式DI+BuOH(44-0.61E200-0.83Rvp)中以计算所述丁醇汽油共混物的HBDIb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；
T10为标准ASTM D86蒸馏测试中蒸馏10体积％的丁醇汽油共混物的温度，以°F为单位；
T50为标准ASTM D86蒸馏测试中蒸馏50体积％的丁醇汽油共混物的温度，以°F为单位；
T90为标准ASTM D86蒸馏测试中蒸馏90体积％的丁醇汽油共混物的温度，以°F为单位；
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；
RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；
DI为如ASTM D 4814表1中规定的汽油类别的运转性能指数；
其中所述丁醇汽油共混物具有小于约1400的HBDIb值。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述汽油共混物的HBDIb值小于约1200。
23.确定用于常规车辆的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)将汽油与丁醇共混以形成丁醇汽油共混物；
(b)测定所述丁醇汽油共混物的燃料变量E200和RVP；
(c)将所述燃料变量输入公式BuOH(9.69-0.146E200-0.212Rvp)中以计算所述丁醇汽油共混物的设计变量指数(DVI)值；其中
BuOH为所述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；
RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；
其中所述丁醇汽油共混物具有小于约75的DVI值。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述DVI值小于约65。
25.根据权利要求23所述方法，其中所述DVI值小于约45。
26.根据权利要求1所述的方法，还包括：
提供所述丁醇汽油共混物的组分，所述组分包含：
i)汽油；和
ii)至少一种生物源丁醇异构体。
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