ES3025153T3 - Fuel composition rich in aromatic compounds, paraffins and ether, and use thereof in motor vehicles - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una composición combustible que comprende: (i) del 50 al 79 % en peso de una mezcla de hidrocarburos que comprende: a) del 35 al 55 % en peso de compuestos aromáticos; b) del 30 al 50 % en peso de parafinas no cíclicas con al menos 5 átomos de carbono; y c) del 5 al 15 % en peso de naftenos; (ii) del 20 al 40 % en peso de uno o más éteres; y (iii) del 1 al 10 % en peso de butano. Esta composición es útil para alimentar motores de encendido por chispa en vehículos de consumo o de competición. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de combustible rica en compuestos aromáticos, parafinas y éter, y su utilización en vehículos automóviles

La presente invención se refiere a una composición de combustible destinada a vehículos que comprenden un motor de encendido controlado (o motor de gasolina), y que presenta propiedades ventajosas.

La invención se refiere también a la utilización de dicha composición para alimentar un motor de encendido controlado, tanto en un vehículo convencional, en particular, un automóvil, como en un vehículo de competición. Los combustibles de tipo gasolina utilizados en motores de encendido controlado, en particular, los de los vehículos de motor, deben tener índices de octano suficientemente altos para evitar el detonamiento.

Como es bien sabido, el índice de octano mide la resistencia al autoencendido de un combustible utilizado en un motor de encendido controlado.

Normalmente, los combustibles de gasolina vendidos en Europa, que cumplen con la norma EN 228, tienen un índice de octano de motor (MON, por sus siglas en inglés) mayor que 85 y un índice de octano de investigación (RON, por sus siglas en inglés) de al menos 95. Estos combustibles son adecuados para la gran mayoría de motores de automóviles.

Para aumentar su eficiencia, los modernos motores de encendido controlado funcionan con relaciones de compresión volumétrica cada vez más altas, es decir, con una alta relación de compresión aplicada a la mezcla de combustible y aire en el motor antes de que se encienda.

Sin embargo, aumentar la relación de compresión volumétrica en un motor aumenta los riesgos de combustión anormal del tipo detonación, generada por autoignición local de la mezcla de combustible aguas arriba del frente de llama. Este fenómeno crea un ruido característico y es probable que dañe el motor.

Para motores de mucha potencia, como los utilizados en vehículos de competición, se busca especialmente una relación de compresión volumétrica alta.

Para este tipo de motores es imprescindible emplear combustibles con mucha resistencia al detonante y al preencendido, lo que se traduce en combustibles con el más alto índice de octano «de investigación» (RON) posible. Si el índice de octano es insuficiente, es probable que aparezca el fenómeno de detonación o autoencendido del combustible, lo que puede reducir significativamente el rendimiento del motor e incluso dañarlo gravemente.

Además, para todos los vehículos, y, en particular, los destinados a aplicaciones de consumo, existe un deseo creciente de utilizar combustibles formulados a partir de bases renovables, y, en particular, las bases llamadas «fuentes de origen biológico», con el fin de abordar las preocupaciones medioambientales y limitar la utilización de recursos fósiles. Por ello, las actuales preocupaciones medioambientales están empujando a los consumidores a buscar combustibles más respetuosos con el medioambiente.

No obstante, la utilización de composiciones de combustibles a partir de fuentes de origen biológico no debe ir en detrimento del rendimiento del combustible, y, en especial, del índice de octano y la potencia del motor, que deben mantenerse o incluso aumentarse.

Los combustibles de gasolina con mucho contenido de biocompuestos más utilizados habitualmente son los que contienen bioetanol, como los combustibles E85. Aún así, la utilización de estos combustibles representa una pequeña parte del mercado automovilístico actual.

Se sabe que se puede mezclar bioetanol con gasolina de tipo SP95. El contenido de etanol se limita entonces a un máximo del 10 % en volumen para cumplir con las especificaciones de la norma EN 228, en particular, en lo que se refiere a la incorporación de compuestos oxigenados.

Por lo tanto, es necesario desarrollar nuevas composiciones de combustibles para alimentar motores de encendido controlado que satisfagan las necesidades de los vehículos modernos, ya estén destinados a aplicaciones de consumo (vehículos ligeros, vehículos pesados, «todoterreno», es decir, vehículos no destinados a la carretera, etc.) o para la competición.

Por ello, existe una necesidad de combustibles para motores de combustión interna de encendido controlado que presenten un índice de octano alto, y, en especial, un RON alto, y que permitan maximizar la potencia del motor de los vehículos a motor que funcionan con una relación de compresión volumétrica alta, en particular, los vehículos de competición.

Un objetivo de la presente invención es, por lo tanto, mejorar el rendimiento de las composiciones de combustible de gasolina, en especial, entre otras, las composiciones de combustible destinadas a vehículos de competición. El objetivo es aumentar el contenido energético del combustible, lo que conducirá a un aumento de la potencia del motor de encendido controlado, ya sea de aspiración natural, turbocomprimido, híbrido o no, durante la combustión de la composición del combustible de gasolina en el motor.

Existe además una creciente necesidad de poder formular dichas composiciones a partir de bases y/o compuestos de origen renovable, también llamados compuestos de origen biológico.

Como es bien sabido en la técnica anterior, los aditivos mejoradores del índice de octano (o reforzadores de octano) normalmente se añaden a las composiciones de combustible de tipo gasolina. Los compuestos organometálicos, en especial, el hierro, el plomo o el manganeso, son agentes mejoradores del índice de octano bien conocidos.

Por ello, el tetraetilo de plomo (TEL) se ha utilizado ampliamente como un agente mejorador del índice de octano muy eficaz. Sin embargo, en la mayor parte del mundo, el TEL y otros compuestos organometálicos solo pueden utilizarse en combustibles en cantidades muy pequeñas, si es que se pueden utilizar, porque pueden ser tóxicos, dañar el motor y son perjudiciales para el medioambiente.

Los agentes mejoradores del índice de octano no basados en metales comprenden compuestos oxigenados (por ejemplo, éteres y alcoholes) y aminas aromáticas. Sin embargo, estas aminas presentan varios inconvenientes. Por ejemplo, la N-metilanilina (NMA), una amina aromática, debe utilizarse en una tasa de tratamiento relativamente alta (del 1,5 % al 2 % en masa de aditivo / masa base combustible) para tener un efecto importante en el índice de octano del combustible. La NMA asimismo puede ser tóxica.

Por poner un ejemplo, en el documento US-A-4812146 se describen composiciones de combustible de gasolina sin plomo para motores de competición que comprenden al menos cuatro componentes seleccionados entre butano, isopentano, tolueno, MTBE (metil terc-butil éter) y un alquilato.

En el documento WO2010/014501 se describen composiciones de combustible de gasolina sin plomo que comprenden al menos un 45 % en volumen de parafinas ramificadas, como máximo un 34 % en volumen de uno o más bencenos mono- y dialquilados, del 5 % al 6 % en volumen de al menos una parafina lineal que tiene de 3 a 5 átomos de carbono (denotada C3-C5), uno o más alcanoles que tienen de 2 a 4 átomos de carbono (denotado C2-C4), en una cantidad suficiente para aumentar el AKI (índice antidetonante, por sus siglas en inglés), es decir, (RON+MON)/2 en al menos 93. Estas composiciones se presentan como de alto par y máxima potencia.

En el documento FR3080382 A1 se divulga una composición de combustible y la utilización de dicha composición en un motor de vehículo de competición.

Por ello, se buscan composiciones de combustible con buenas propiedades intrínsecas, es decir, sin que sea necesariamente necesario añadir aditivos mejoradores del índice de octano como los descritos anteriormente. Continuando con sus investigaciones en la puesta a punto de formulaciones de combustibles para motores de gasolina, la solicitante ha descubierto ahora una composición que permite alcanzar los objetivos antes mencionados.

Por lo tanto, la presente invención se refiere a una composición de combustible que comprende:

(i) del 50 % al 79 % en masa de una mezcla de hidrocarburos que comprende:

a) del 35 % al 55 % en masa de compuestos aromáticos;

b) del 30 % al 50 % en masa de parafinas no cíclicas que contengan al menos 5 átomos de carbono; y

c) del 5 % al 15 % en masa de naftenos;

(ii) del 20 % al 40 % en masa de uno o más éteres; y

(iii) del 1 % al 10 % en masa de butano.

Estas composiciones están destinadas a alimentar motores de encendido controlado (o motores de gasolina).

Las composiciones de combustible según la invención tienen índices de octano RON (índice de octano de investigación) altos.

En las utilizaciones en las que el caudal de combustible está limitado, en particular, en el caso de vehículos de competición, la utilización de la composición según la invención permite alcanzar niveles de potencia del motor mayores, con un caudal de combustible constante.

En especial, se ha demostrado que la formulación de una composición con los compuestos y en las proporciones específicas definidas anteriormente permite obtener rendimientos sinérgicos en términos de índice de octano RON, poder calorífico inferior PCI y potencia del motor.

Estas propiedades son especialmente buscadas para su utilización en vehículos de competición.

La composición según la invención presenta también ventajas significativas para distinta utilización a la de los vehículos de competición, como, por ejemplo, las denominadas utilizaciones de consumo, en particular, para vehículos ligeros (o VL). Podrá, en su caso, cumplir las especificaciones de la norma EN 228.

También, presenta un bajo nivel de emisiones de compuestos indeseables, como los óxidos de nitrógeno (NOx). La composición según la invención puede ventajosamente prepararse, total o parcialmente, a partir de bases y/o compuestos de origen renovable, por ejemplo, de origen vegetal. En especial, la composición según la invención puede contener al menos el 50 % en masa de una o más fuentes de origen biológico, preferiblemente al menos el 60 % en masa, más preferiblemente al menos el 65 % en masa y mejor aún al menos el 70 % en masa de una o más fuentes de origen biológico.

Permite, por ello, una reducción muy sustancial de las emisiones de gases de efecto invernadero, determinada de conformidad con la Directiva UE 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 11 de diciembre de 2018, relativa al fomento de la utilización de energía producida a partir de fuentes renovables.

La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero obtenida mediante la composición de combustible de la invención es al menos del 50 %, en comparación con el combustible fósil de referencia definido en esta directiva.

La invención se refiere también a la utilización de la composición según la invención para alimentar un motor de encendido controlado.

Según una realización especial, la composición según la invención se utiliza como combustible para alimentar un motor de encendido controlado de elevada eficiencia y gran potencia, preferiblemente un motor de vehículo de competición.

Otros objetos, características, aspectos y ventajas de la invención aparecerán aún más claramente con la lectura de la descripción y los ejemplos que siguen a continuación.

En lo que sigue, y a menos que se indique lo contrario, los límites de un dominio de valores están comprendidos en dicho dominio, en particular, en las expresiones: «comprendido entre... y...», «comprendido en el intervalo de... a...», y «de... a...».

Además, las expresiones «al menos uno» y «al menos» utilizadas en esta descripción son respectivamente equivalentes a las expresiones «uno o más» y «mayor o igual que».

Finalmente, de manera conocida de por sí, se designa por compuesto en C<n>un compuesto que contiene N átomos de carbono en su estructura química.

Composición del combustible

La composición según la invención contiene una mezcla (i) de hidrocarburos que contienen:

a) del 35 % al 55 % en masa de compuestos aromáticos;

b) del 30 % al 50 % en masa de parafinas no cíclicas que contienen al menos 5 átomos de carbono; y c) del 5 % al 15 % en masa de naftenos.

Estos contenidos se expresan en masa, respecto a la masa de la mezcla de hidrocarburos (i).

Tal mezcla de hidrocarburos representa del 50 % al 79 % en masa, respecto a la masa total de la composición de combustible, preferiblemente del 55 % al 75 % en masa, y más preferiblemente del 60 % al 70 % en masa, respecto a la masa total de la composición de combustible.

El o los compuestos aromáticos (i)a) se seleccionan preferiblemente entre alquilbencenos que comprenden de 7 a 12 átomos de carbono. Los alquilbencenos son, de una manera conocida de por sí, derivados del benceno en donde uno o más átomos de hidrógeno están reemplazados por uno o más grupos alquilo.

El o los compuestos aromáticos pueden seleccionarse, en especial, entre tolueno (metilbenceno), etilbenceno, xilenos (y. en particular, 1,2-dimetilbenceno u orto-xileno, 1,3-dimetilbenceno o meta-xileno y 1,4-dimetilbenceno o para-xileno), 1-etil-3-metilbenceno, mesitileno (1,3,5-trimetilbenceno), 1 -etil-3,5-dimetilbenceno y mezclas de estos compuestos.

Se prefieren especialmente mezclas de compuestos aromáticos, y más especialmente mezclas de alquilbencenos que comprenden de 7 a 10 átomos de carbono tales como metilbenceno, etilbenceno, xilenos (y, en particular, 1,2-dimetilbenceno u orto-xileno, 1,3-dimetilbenceno o meta-xileno y 1,4-dimetilbenceno o para-xileno), 1-etil-3-metilbenceno, mesitileno (1,3,5-trimetilbenceno) y 1-etil-3,5-dimetilbenceno.

Preferiblemente, el contenido de compuestos aromáticos (i)a) es del 40 % al 53 % en masa, preferiblemente del 45 % al 52 % en masa, respecto a la masa de la mezcla de hidrocarburos (i).

La composición según la invención contiene, por otra parte, parafinas no cíclicas (i)b) que contienen al menos 5 átomos de carbono.

El término «parafinas» designa, de forma conocida de por sí, alcanos ramificados (también llamados isoparafinas o isoalcanos) y alcanos no ramificados (también llamados n-parafinas o n-alcanos).

Las parafinas se seleccionan preferiblemente entre aquellas que comprenden de 5 a 12 átomos de carbono, más preferiblemente de 5 a 9 átomos de carbono, y mejor aún de 5 a 8 átomos de carbono.

Las parafinas pueden seleccionarse entre n-parafinas (o parafinas normales, es decir, alcanos lineales) e isoparafinas (es decir, alcanos ramificados).

Se prefieren especialmente mezclas de n-parafinas e isoparafinas seleccionadas entre las descritas anteriormente, que comprenden preferiblemente una proporción mayoritaria de isoparafinas, con una proporción másica de la cantidad de isoparafinas a la cantidad de n-parafinas mayor o igual que 3, preferiblemente mayor o igual que 4 y mejor aún dentro del intervalo de 4 a 5.

La mezcla de hidrocarburos (i) contiene ventajosamente del 5 % al 10 % en masa de n-parafinas y del 20 % al 45 % en masa de isoparafinas.

Preferiblemente, el contenido de parafinas (i)b) es del 32 % al 45 % en masa, más preferiblemente del 35 % al 42 % en masa, con respecto a la masa de la mezcla de hidrocarburos (i).

La composición según la invención contiene, por otra parte, naftenos (i)c).

El término «naftenos» designa, de manera conocida de por sí, alcanos cíclicos (o cicloalcanos) que contienen de 5 a 10 átomos de carbono. Preferiblemente, los naftenos se seleccionan entre alcanos cíclicos que contienen de 5 a 10 átomos de carbono, y más preferiblemente de 6 a 9 átomos de carbono.

Preferiblemente, el contenido de naftenos (i)c) es del 7 % al 13 % en masa, más preferiblemente del 8 % al 12 % en masa, con respecto a la masa de la mezcla de hidrocarburos (i).

Según una realización preferida, la mezcla de hidrocarburos (i) procede de materias primas vegetales. Por ello, la mezcla (i) está ventajosamente constituida en su totalidad por hidrocarburos de origen biológico. Las materias primas de origen vegetal pueden seleccionarse, por ejemplo, entre cereales (por ejemplo, trigo, maíz), colza, girasol, soja, aceite de palma, caña de azúcar, remolacha, residuos de madera, paja, bagazo, orujo de uva, aceites vegetales usados de cocina, algas, materias lignocelulósicas. Se da especial preferencia a las materias primas de origen vegetal que contienen hidratos de carbono, como cereales, caña de azúcar, remolacha, residuos de madera, paja, bagazo, orujo de uva y materias lignocelulósicas que pueden proceder de la industria de la madera. Preferiblemente, se utiliza materia vegetal denominada de segunda generación (2G) o avanzada, en particular, materia vegetal que no compite con el recurso alimenticio.

La mezcla de hidrocarburos (i) se obtiene preferiblemente transformando la materia vegetal en alcoholes que contienen de 1 a 5 átomos de carbono, preferiblemente metanol y/o etanol, que se convierten en hidrocarburos en presencia de catalizadores para deshidratar los alcoholes y producir compuestos intermedios de reacción que, catalíticamente, se transforman luego en hidrocarburos.

La composición según la invención contiene también al menos un éter.

Los éteres, también llamados óxidos de éter o alcoxialquilos, son compuestos de fórmula R-O-R', en la que R y R', idénticos o diferentes, representan un radical alquilo.

Según una realización preferida, el o los éteres se seleccionan entre compuestos de fórmula R-O-R', en la que R y R', idénticos o diferentes, representan un radical alquilo C1 a C5.

Preferiblemente, R representa un radical alquilo C1 o C2 y R' representa un radical alquilo C3, C4 o C5. De manera especialmente preferible, el o los compuestos oxigenados (ii) se seleccionan entre metil terc-butil éter (MTBE), etil terc-butil éter (ETBE), metil terc-amil éter (TAME), etil terc-amil éter (TAEE) y mezclas de estos compuestos.

Se prefiere especialmente el etil terc-butil éter (ETBE).

Según una realización preferida, se utilizan uno o más éteres de origen vegetal, o bioéteres. El éter puede obtenerse de forma renovable utilizando, por ejemplo, un alcohol renovable y una olefina procedente del craqueo térmico, catalítico o a vapor de una carga renovable.

Los bioéteres pueden producirse, por ejemplo, mediante la reacción entre un alcohol y una olefina generalmente ramificada. Pueden producirse a partir de materias primas renovables (en particular, materias primas vegetales) utilizando, por ejemplo, alcoholes obtenidos por transformación (por ejemplo, fermentación) de materias primas renovables y olefinas procedentes del craqueo (térmico, catalítico o a vapor) de una carga renovable, o mediante deshidratación de un alcohol. Preferiblemente, las olefinas se producen mediante craqueo a vapor de bionafta que es un subproducto de la producción de diésel renovable por desoxigenación e isomerización de triglicéridos de origen vegetal.

La composición tiene un contenido total de éter(es) del 20 % al 40 % en masa, preferiblemente del 22 % al 35 % en masa, y mejor aún del 25 % al 35 % en masa, con respecto a la masa total de la composición de combustible.

La composición según la invención contiene también butano, que puede seleccionarse entre n-butano (butano lineal), isobutano (2-metilpropano) y mezclas de estos dos compuestos.

Se prefiere utilizar una mezcla de n-butano e isobutano.

El butano puede obtenerse a partir de materias primas renovables. Por ejemplo, puede obtenerse por fraccionamiento de hidrocarburos ligeros producidos por craqueo catalítico durante la producción de gasóleo renovable, que se obtiene por desoxigenación e isomerización de triglicéridos de origen vegetal, grasas animales o aceites de cocina usados.

La composición tiene un contenido de butano del 1 % al 10 % en masa, preferiblemente del 1,5 % al 8 % en masa, y más aún del 2 % al 6 % en masa, con respecto a la masa total de la composición de combustible. Según una realización preferida, la composición según la invención comprende como máximo un 2,5 % en masa de olefinas, preferiblemente como máximo un 2 % en masa de olefinas, más preferiblemente como máximo un 1 % en masa de olefinas, más preferiblemente aún como máximo un 0,5 % en masa de olefinas. La composición tal como se ha descrito anteriormente generalmente tiene un índice de octano de investigación (índice RON) mayor o igual que 95, preferiblemente mayor o igual que 99, y más preferiblemente mayor o igual que 100, midiéndose el RON según la norma ASTM D 2699-86.

Los valores anteriores se refieren al índice de octano intrínseco de la composición, es decir, sin la adición de compuestos suplementarios como aditivos reforzadores del octano.

La composición según la invención puede contener también uno o varios alcoholes, preferiblemente seleccionados entre los alcoholes C1 a C6, más preferiblemente entre los alcoholes C1 a C4.

Se pueden citar, en particular, metanol, etanol, isopropanol y hexanol. Se prefieren especialmente el metanol y el etanol.

Según una realización preferida, se utilizan alcoholes procedentes de materias primas renovables, y, en particular, de origen vegetal, también denominados bioalcoholes.

Dichos alcoholes pueden estar presentes en la composición según la invención en un contenido comprendido entre el 1 % y el 10 % en masa, preferiblemente entre el 2 % y el 8 % en masa.

Aparte de los compuestos básicos descritos anteriormente, la composición de combustible según la invención puede comprender también uno o más aditivos, seleccionados entre los ordinariamente empleados en los combustibles de gasolina.

En especial, la composición según la invención puede comprender al menos un aditivo detergente que garantice la limpieza del motor. Un aditivo de este tipo puede seleccionarse, por ejemplo, del grupo constituido por las succinimidas opcionalmente sustituidas por una agrupación poliisobutileno, las poliéteraminas, las betaínas, las bases de Mannich y las sales de amonio cuaternario, por ejemplo, las descritas en los documentos US4171959 y WO2006135881.

La composición también puede comprender al menos un aditivo lubricante o agente antidesgaste, en particular, (entre otros) seleccionado del grupo constituido por ácidos grasos y sus derivados de éster o amida, en particular, monooleato de glicerol y derivados de ácidos carboxílicos mono- y policíclicos. En los siguientes documentos se dan ejemplos de dichos aditivos: EP680506, EP860494, WO98/04656, EP915944, FR2772783 y FR2772784.

Se pueden también incorporar a la composición del combustible según la invención otros aditivos tales como aditivos antirrecesión de válvulas, aditivos antioxidantes, aditivos aumentadores del índice de octano, en particular, seleccionados entre aminas, preferiblemente aromáticas, que comprendan o no oxígeno.

Los aditivos descritos anteriormente pueden añadirse a la composición del combustible en una cantidad comprendida, para cada uno de ellos, entre 10 ppm y 5000 ppm en masa, preferiblemente entre 50 ppm y 1000 ppm en masa y mejor aún entre 100 ppm y 500 ppm en masa, con respecto a la masa total de la composición del combustible.

Según una realización preferida, la composición comprende al menos un aditivo, ventajosamente seleccionado entre aditivos detergentes, aditivos de lubricación, aditivos antirrecesión de válvulas, aditivos antioxidantes, aditivos aumentadores del índice de octano y mezclas de dichos aditivos.

Las composiciones de combustible según la invención tienen un contenido de plomo generalmente menor o igual que 5 mg/l (presente, por ejemplo, en forma de tetraetilo de plomo) y, preferiblemente, son sin plomo, es decir, que no contienen plomo ni ningún compuesto que contenga plomo. También, están exentas de azufre (contenido máximo de 10 ppm en peso).

Preparación de la composición del combustible

La composición según la invención puede prepararse mediante simple mezcla de sus constituyentes.

Una primera realización no limitativa comprende los siguientes pasos:

1) preparación de una mezcla de hidrocarburos (i) que comprende del 35 % al 55 % en masa de compuestos aromáticos, del 30 % al 50 % en masa de parafinas no cíclicas que contienen al menos 5 átomos de carbono y del 5 % al 15 % en masa de naftenos; después

2) mezcla del 50 % al 79 % en masa de dicha mezcla (i) con una cantidad del 20 % al 40 % en masa de uno o más éteres y del 1 % al 10 % en masa de butano.

Una segunda realización no limitativa comprende los siguientes pasos:

1') preparación de una base B que comprende la mezcla de hidrocarburos (i) y butano; después 2') mezcla de la base B con uno o más éteres de manera que el contenido de éter(es) en la composición final esté en el intervalo del 20 % al 40 % en masa; y

3') opcionalmente, añadir butano, de manera que la cantidad de butano en la mezcla final esté en el intervalo del 1 % al 10 % en masa.

Una variante preferida de esta segunda realización comprende los siguientes pasos:

1') preparación de una base B que comprende la mezcla de hidrocarburos (i) y butano; después 2') mezcla de una cantidad del 60 % al 80 % en masa de base B con una cantidad del 20 % al 40 % en masa de uno o más éteres; y preferiblemente del 65 % al 78 % en masa de dicha base B con una cantidad del 22 % al 35 % en masa de uno o más éteres.

Se prefieren la segunda realización y su variante preferida descritas anteriormente.

En esta realización, la base B es ventajosamente una base de origen biológico, es decir, que se obtiene ventajosamente a partir de alcoholes resultantes de la fermentación de materias primas vegetales, y preferiblemente de materias primas vegetales que contienen hidratos de carbono, tales como cereales, caña de azúcar, remolacha, residuos de madera, residuos de panadería, paja, bagazo, orujo de uva y materias lignocelulósicas.

Estas materias primas vegetales pueden convertirse en biohidrocarburos mediante procesos de conversión catalítica conocidos.

Así mismo, el o los éteres son preferiblemente bioéteres.

Por ello, la composición según la invención puede prepararse en su totalidad a partir de materias primas de origen renovable.

Utilización

La invención también se refiere a la utilización de la composición tal como se ha descrito anteriormente para alimentar un motor de encendido controlado. El motor puede ser del tipo inyección directa, o inyección indirecta. La composición del combustible se puede utilizar de forma ventajosa tanto para alimentar un motor de vehículo de motor convencional (el llamado «de consumo») como un motor de encendido controlado con mucha eficiencia y gran potencia, como un motor de vehículo de competición. Puede tratarse, en particular, de un motor de aspiración natural o turbocomprimido, empleado en un vehículo de competición (circuitos o rallies), o de un motor híbrido, es decir, un motor térmico acoplado a un motor eléctrico.

La invención se refiere también a la utilización de la composición tal y como se ha descrito anteriormente para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, determinadas de conformidad con la Directiva UE 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 11 de diciembre de 2018, relativa al fomento de la utilización de energía producida a partir de fuentes renovables.

Según esta directiva, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero se determina respecto a un combustible fósil de referencia. El método de cálculo del porcentaje de reducción se define más especialmente en el Anexo V, Parte C de la directiva.

La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero obtenida mediante la composición de combustible de la invención es de al menos el 50 %, preferiblemente de al menos el 60 % y mejor aún de al menos el 65 %, respecto al combustible fósil de referencia definido en la directiva.

Los ejemplos a continuación únicamente ilustran la invención y no deben interpretarse como limitantes de su alcance.

Ejemplos

Los ejemplos a continuación se realizaron utilizando una base B de hidrocarburos de origen biológico a partir de la transformación de bioalcohol procedente de la transformación de biomasa.

La base B tiene la siguiente composición:

[Tabla 1]

Se preparó una composición de combustible C según la invención mezclando lo siguiente:

el 66 % en masa de base B; y

el 34 % en masa de etil terc-butil éter (ETBE).

El combustible C según la invención, que contiene una base de origen biológico en proporción muy significativa, así como ETBE, ha permitido obtener rendimientos satisfactorios en términos de menor poder calorífico (LCV) e índice de octano (RON).

Esta composición proporciona una reducción del 65 % de las emisiones de gases de efecto invernadero, determinándose esta reducción según el método definido en el Anexo V Parte C de la Directiva UE 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo.

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Composición de combustible que comprende:

(i) del 50 % al 79 % en masa de una mezcla de hidrocarburos que comprende:

a) del 35 % al 55 % en masa de compuestos aromáticos;

b) del 30 % al 50 % en masa de parafinas no cíclicas que contengan al menos 5 átomos de carbono; y

c) del 5 % al 15 % en masa de naftenos;

(ii) del 20 % al 40 % en masa de uno o más éteres; y

(iii) del 1 % al 10 % en masa de butano.

2. Composición según la reivindicación precedente, caracterizada por que la mezcla de hidrocarburos (i) representa del 55 % al 75 % en masa, preferiblemente del 60 % al 70 % en masa, respecto a la masa total de la composición de combustible.

3. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que los compuestos aromáticos (i)a) se seleccionan entre alquilbencenos que comprenden de 7 a 12 átomos de carbono, y preferiblemente entre mezclas de alquilbencenos que comprenden de 7 a 10 átomos de carbono.

4. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el contenido de compuestos aromáticos (i)a) es entre el 40 % y el 53 % en masa, preferiblemente entre el 45 % y el 52 % en masa, respecto a la masa de la mezcla de hidrocarburos (i).

5. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que las parafinas no cíclicas (i)b) se seleccionan entre parafinas que comprenden de 5 a 12 átomos de carbono, preferiblemente de 5 a 9 átomos de carbono, y más preferiblemente de 5 a 8 átomos de carbono.

6. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la mezcla de hidrocarburos (i) contiene del 5 % al 10 % en masa de n-parafinas y del 20 % al 45 % en masa de isoparafinas.

7. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el contenido de parafinas (i)b) es entre el 32 % y el 45 % en masa, preferiblemente entre el 35 % y el 42 % en masa, respecto a la masa de la mezcla de hidrocarburos (i).

8. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que los naftenos (i)c) se seleccionan entre alcanos cíclicos que contienen de 5 a 10 átomos de carbono, y más preferiblemente de 6 a 9 átomos de carbono.

9. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el contenido de naftenos (i)c) es entre el 7 % y el 13 % en masa, preferiblemente entre el 8 % y el 12 % en masa, respecto a la masa de la mezcla de hidrocarburos (i).

10. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el éter o los éteres se seleccionan entre los compuestos de fórmula R-O-R', en la que R y R', idénticos o diferentes, representan un radical alquilo C1 a C5.

11. Composición según la reivindicación precedente, caracterizada por que el éter o los éteres se seleccionan entre los compuestos de fórmula R-O-R', en la que R representa un radical alquilo C1 o C2 y R' representa un radical alquilo C3, C4 o C5.

12. Composición según la reivindicación precedente, caracterizada por que el éter o los éteres se seleccionan entre metil terc-butil éter (MTBE), etil terc-butil éter (ETBE), metil terc-amil éter (TAME), etil terc-amil éter (TAEE) y mezclas de estos compuestos, y preferiblemente el éter es etil terc-butil éter (ETBE).

13. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que su contenido total de éter es entre el 22 % y el 35 % en masa, preferiblemente entre el 25 % y el 35 % en masa, respecto a la masa total de la composición de combustible.

14. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que su contenido de butano es entre el 1,5 % y el 8 % en masa, preferiblemente entre el 2 % y el 6 % en masa, respecto a la masa total de la composición de combustible.

15. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que comprende como máximo el 2,5 % en masa de olefinas, preferiblemente como máximo el 2 % en masa de olefinas, más preferiblemente como máximo el 1 % en masa de olefinas, más preferiblemente aún como máximo el 0,5 % en masa de olefinas.

16. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que contiene también uno o más alcoholes, preferiblemente seleccionados entre alcoholes C1 a C6, más preferiblemente entre alcoholes C1 a C4, y más preferiblemente aún etanol o metanol.

17. Composición según la reivindicación precedente, caracterizada por que el o los alcoholes están en un contenido entre el 1 % y el 10 % en masa, preferiblemente entre el 2 % y el 8 % en masa.

18. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la mezcla de hidrocarburos (i) procede de materias primas vegetales, y preferiblemente de materias vegetales de segunda generación.

19. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que contiene al menos un 50 % en masa de una o más bases de origen biológico, preferiblemente al menos un 60 % en masa, más preferiblemente al menos un 65 % en masa y mejor aún al menos un 70 % en masa de una o más bases de origen biológico, siendo dicha base o bases de origen biológico preferiblemente de origen vegetal.

20. Composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que, por otra parte, comprende al menos un aditivo, seleccionado ventajosamente entre aditivos detergentes, aditivos de lubricación, aditivos antirrecesión de válvulas, aditivos antioxidantes, aditivos aumentadores del índice de octano y mezclas de dichos aditivos.

21. Utilización de la composición tal y como se define en cualquiera de las reivindicaciones precedentes para alimentar un motor de encendido controlado, preferiblemente un motor de encendido controlado de aspiración natural o turbocomprimido, o un motor híbrido, y más preferiblemente un motor empleado en un vehículo automóvil de competición.

22. Utilización de la composición tal y como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 para la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, determinadas según la Directiva UE 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo.