JP2017020033A - 良好なドライバビリティ性能を有する含酸素ブタノールガソリン組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その内容が参照により本明細書に完全に援用される、2010年6月16日出願の、米国仮特許出願第61/355,222号明細書の優先権を主張するものである。
その成分の容積の50パーセントの蒸留のための温度範囲(「T50」)、374°Fのその成分の容積の90パーセントの蒸留のための最高温度(「T90」)、437°Fの蒸留終点、2容積パーセントの蒸留残渣最大、および1250の、以下に説明されるような、最大「ドライバビリティ指数(Driveability Index)」または「DI」を持たなければならない。
ASTMドライバビリティ指数(DI)=1.5T10+3T50+T90+2.4EtOH (式1)
(ここで、T10、T50、およびT90は、標準ASTM D86蒸留試験において燃料の10、50および90容積パーセントの蒸留のための°F単位の観察温度であり、EtOHは、容積パーセント単位の燃料のエタノール濃度である)のようにエタノール含量についての項を含めるように修正された。エタノール項の包含は、管理されたCS&Wドライバビリティ試験における車両の観察性能について改善された指数を生み出すことが分かった。これらの規格は、各シーズンの揮発度クラスについてのDIの最大値を定めており;この規格最大値よりも上のDIの燃料は、悪化したCS&W性能を有すると予期される。
レンディングを最大にしながら、低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティを向上させるやり方で様々な条件下に高濃度のブタノールをガソリンとブレンドするための先行方法の使用は理解されなかった。それ故、ブタノールガソリンブレンドのCS&Wドライバビリティおよび再生可能な成分の両方をまた最大にしながら、修正されたドライバビリティ指数と高レベルの少なくとも1つの生物源ブタノール異性体、具体的には、イソブタノールを含有することができるブタノールガソリンブレンドの製造をもたらす方法とを開発することが非常に望ましい。
D4814表1蒸気圧/揮発度クラスを有し;ブタノールガソリンブレンドが、ASTM D 4814−09bの表1に規定されるような特定クラスのガソリンに関するDIについての規定の最大限度よりも下の線形結合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)に等しいHBDIa値を有し(ここで、BuOHは、ブタノールガソリンブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の容積パーセント単位の濃度であり;E200は、約200°F以下の温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの容積パーセントであり;RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;A1、A2、およびA3は、約80容積パーセント以下の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の濃度で、少なくとも1つのブタノール異性体を含有するブタノールガソリンブレンドについての線形結合の値と、そのようなブレンドについての平均補正測定全加重デメリットの対数との間に実質的に直線の関係を与えるように選択される係数である);そしてブタノールガソリンブレンドの全加重デメリットが約40未満であるブレンドである。
タノール異性体の容積パーセント単位の濃度であり;E200は、約200°F以下の温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの容積パーセントであり;RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;DIは、ASTM D 4814−09bの表1に規定されるような前記クラスのガソリンについてのドライバビリティ指数であり;HBDIb値は約1400よりも低い);そしてブタノールガソリンブレンドの全加重デメリットが約40未満である方法である。
D86蒸留試験でのブタノールガソリンブレンドの50容積パーセントの蒸留のための°F単位の温度であり;T90は、標準ASTM D86蒸留試験でのブタノールガソリンブレンドの90容積パーセントの蒸留のための°F単位の温度であり;E200は、約200°F以下の温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの容積パーセントであり;RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;DIは、ASTM D 4814の表1に規定されるような前記クラスのガソリンについてのドライバビリティ指数である)を含む、良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有するブタノールガソリンブレンドの識別方法であって;ブタノールガソリンブレンドが約1400よりも低いHBDIb値を有する方法である。
ストを含む組成物、混合物、プロセス、方法、物品、もしくは装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されず、明確にリストされないかまたはそのような組成物、混合物、プロセス、方法、物品、もしくは装置に固有であるその他の要素を包含してもよい。さらに、それとは反対を明らかに記述されない限り、「または」は、包含的な「または」を意味し、そして排他的な「または」を意味しない。例えば、条件AまたはBは、次のいずれか1つで満たされる:Aは真であり(または存在し)かつBは偽である(または存在しない)、Aは偽であり(または存在せず)かつBは真である(または存在する)、およびAおよびBの両方とも真である(または存在する)。
1OHを有する。アルコールの例としては、エタノールおよびブタノールが挙げられる。
いエンジン速度、および圧縮比に応じて調整される点火のタイミングを使って測定される測定結果を意味する。RONおよびMONは、それぞれ、ASTM D2699およびASTM D2700に記載されている標準試験手順によって測定される。
4814に準拠して製造されたガソリンは、各クラスがそれぞれのクラスの要件を満たすガソリンを記載する規格のセットを有する、蒸気圧/蒸留クラスAA、A、B、C、DおよびE、ならびにベーパーロック防止クラス1、2、3、4、5、および6に分けられる。EN228に準拠して製造されたガソリンは、各クラスがそれぞれのクラスの要件を満たすガソリンを記載する規格のセットを有する、揮発度クラスA、B、C/C1、D/D1、E/E1、およびF/F1に分けられる。
られる。2つ以上の添加剤または化学薬品を使用することができる。
gen und Pruefverfahren」(「Automotive fuels−ethanol fuel−Requirements and Test Methods(自動車燃料−エタノール燃料−要件および試験方法」)は、クラスA(夏季)35.0〜60.0kPaおよびクラスB(冬季)50.0〜90.0kPaの蒸気圧の70〜85容積%のエタノールを含有する、異なる季節グレードを定義している。
No.638として文書化された、CRC Program CM−138−02)の後にパターン化され;このCRC Programの目的は、揮発度/CS&Wドライバビリティへの低エタノール(10容積パーセント未満)ガソリンの組成影響を明らかにすることであった。主題CRC Programは、エタノール「オフセット」項がASTMドライバビリティ指数、DIの先行定義に追加された、上の式1が、そのような低濃度のエタノールを含有するガソリンブレンドのCS&Wドライバビリティ性能を説明することを明らかにした。図1は、試験されたガソリンブレンドについての全加重デメリットの平均補正(40°Fへの)自然対数対それらのブレンドについてのASTM DIのプロットである。図1は、試験され、そして式1を用いて指数化された高ブタノール燃料についてのドライバビリティ結果を示す。グラフでおよび計算された適合度統計値(fit statistic)、R2からの両方で、明らかであるように、式1は、高ブタノール燃料のCS&Wドライバビリティ性能を説明できない。
S&W試験のすべてについてのフリートデータから計算する。それらは、用いられる車両フリートにおける燃料の不偏平均性能を示す。燃料および車両組み合わせのすべての試験に加えて、それらのあらゆる組み合わせの幾つかの繰り返しである追加の試験もまた行った。こうして、計364の試験を行った。この補正平均は、あたかも同じ数の試験が各燃料−車両組み合わせに関して行われたかのようにバランスしている各燃料の最小二乗平均である。これは、車両のすべてにわたって平均された各燃料についての不偏TWDを与える。
HBDIa=BuOH(A1+A2E200+A3RVP) (式2a)
ここで、HBDIaは、修正されたドライバビリティ指数であり;BuOHは、ブレンド中の、好ましくは生物源である、少なくとも1つのブタノール異性体の容積パーセントであり;E200は、約200°F以下の温度で蒸留するブレンドの容積パーセントであり;A1、A2、およびA3は、少なくとも1つのブタノール異性体を含有するガソリンブレンドについての前記線形結合の値と、そのようなブレンドについての測定最小二乗平均補正全加重デメリットの対数との間に実質的に直線の関係を与えるように選択される係数であり、ここで、ガソリンブレンドの全加重デメリットは、約80容積パーセント以下、約75容積パーセント以下、約70容積パーセント以下、約65容積パーセント以下、約60容積パーセント以下、約55容積パーセント以下、約50容積パーセント以下、約45容積パーセント以下、約40容積パーセント以下の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の濃度で、約50未満である。
HBDIa=BuOH(100.2−1.5E200−2.4RVP) (式2b)
になる。
n20+Alk20、s)か20容積パーセントのn−ペンタンのみ(iB50+Pen20、s)かのどちらかとともに、50容積パーセントのi−ブタノール(iB50、s)を含有するブレンドについてのHBDIは、1つの車両(EU FFV#2)において5°FでTWDについて250超から20よりも下への実質的な低下を伴って、2200超から1250よりも下へと実質的に低下する。対照的に、表5のデータは、それが置き換わったブレンドのガソリン成分よりも高い沸点を有する、26容積パーセントの分岐炭化水素(HC)の添加が、HBDIaまたはTWDの低下に本質的に何の利益も生み出さなかったことを例示する。表4および5において、sおよびSは夏季グレードを意味し、wおよびWは冬季グレードを意味する。
ln(TWDLSM)=0.00197DI+i−BuOH(0.087−0.0012E200−0.0016Rvp) (式3)
である。
HBDIb=DI+BuOH(44−0.61E200−0.83Rvp) (式2c)
(ここで、BuOHは、ブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の容積パーセント単位の濃度であり;E200は、約200°F以下の温度で蒸留するブレンドの容積パーセントであり;RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;DIは、ASTM
D 4814−09bの表1に規定されるような前記クラスのガソリンについてのドライバビリティ指数である)をもたらし;ここで、少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の濃度は、約80容積パーセント以下、約75容積パーセント以下、約70容積パーセント以下、約65容積パーセント以下、約60容積パーセント以下、約55容積パーセント以下、約50容積パーセント以下、約45容積パーセント以下、または約40容積パーセント以下である。
ln(TWDLSM)=2.275+i−BuOH(0.0969−0.00146E200−0.00212Rvp) (式4)
である。
(DVI)=i−BuOH(9.69−0.146E200−0.212Rvp) (式2d)
(ここで、i−BuOHは、ブレンド中のイソ−ブタノール異性体の容積パーセント単位の濃度であり;E200は、約200°F以下の温度で蒸留するブレンドの容積パーセントであり;RVPは、psi単位のリード蒸気圧である)によって与えられ;ここで、少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の濃度は、約80容積パーセント以下、約75容積パーセント以下、約70容積パーセント以下、約65容積パーセント以下、約60容積パーセント以下、約55容積パーセント以下、約50容積パーセント以下、約45容積パーセント以下、または約40容積パーセント以下である。
Claims (26)
- 良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有するブタノールガソリンブレンドの製造方法であって:
(a)少なくとも1つの生物源ブタノール異性体を備える工程;および
(b)該異性体をガソリンとブレンドして特定のASTM D4814表1蒸気圧/揮発度クラスを有する、ブタノールガソリンブレンドを形成する工程;
を含み、
ここで、ブタノールガソリンブレンドが、ASTM D4814の表1に規定されるような特定クラスのガソリンに関するドライバビリティ指数(DI)についての最大限度よりも下の線形結合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)に等しい高ブタノールドライバビリティ指数(HBDIa)値を有し(ここで、
BuOHは、ブタノールガソリンブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の体積パーセント単位の濃度であり;
E200は、最大で約200°Fまでの温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの体積パーセントであり;
RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;
A1、A2、およびA3は、最大で約80体積パーセントまでの少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の濃度で、少なくとも1つのブタノール異性体を含有するブタノールガソリンブレンドについての線形結合の値と、そのようなブレンドについての平均補正測定全加重デメリットの対数との間に実質的に直線の関係を与えるように選択される係数である);そしてここでブタノールガソリンブレンドの全加重デメリットが約40未満である;
上記方法。 - ブタノールガソリンブレンドが最大で約60体積パーセントまでの少なくとも1つの生物源ブタノール異性体を含み、そして良好なCS&Wドライバビリティ性能が維持されながらブタノールガソリンブレンドの再生可能な成分が最大にされる、請求項1に記載の方法。
- ブレンドが、最大で約40体積パーセントまでの少なくとも1つの生物源ブタノール異性体を含む、請求項2に記載の方法。
- 少なくとも1つの生物源ブタノール異性体がイソブタノールである、請求項1に記載の方法。
- HBDIaの値をDIについての最大限度よりも下に調整するのに十分な体積の軽質炭化水素をブレンドする工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つの生物源ブタノール異性体濃度が最大で約70体積パーセントまでである場合、
A1が約100.2であり;
A2が約−1.5であり;
A3が約−2.4である、
請求項1に記載の方法。 - 良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有するブタノールガソリンブレンドであって:
ガソリン;および
少なくとも1つの生物源ブタノール異性体;
を含み、
ここでブタノールガソリンブレンドが特定のASTM D4814表1蒸気圧/揮発度クラスを有し;ブタノールガソリンブレンドが、ASTM D4814−09bの表1に規定されるような特定クラスのガソリンに関するDIについての規定の最大限度よりも下の線形結合BuOH(A1+A2E200+A3RVP)に等しいHBDIa値を有し(ここで、
BuOHは、ブタノールガソリンブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の体積パーセント単位の濃度であり;
E200は、最大で約200°Fまでの温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの体積パーセントであり;
RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;
A1、A2、およびA3は、最大で80体積パーセントまでの少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の濃度で、少なくとも1つのブタノール異性体を含有するブタノールガソリンブレンドについての線形結合の値と、そのようなブレンドについての平均補正測定全加重デメリットの対数との間に実質的に直線の関係を与えるように選択される係数である);そしてここでブタノールガソリンブレンドの全加重デメリットが約40未満である;
上記ブレンド。 - 最大で約60体積パーセントまでの少なくとも1つの生物源ブタノール異性体を含み、そして良好なCS&Wドライバビリティ性能が維持されながらブタノールガソリンブレンドの再生可能な成分が最大にされる、請求項7に記載のブレンド。
- ブレンドが最大で約40体積パーセントまでの少なくとも1つの生物源ブタノール異性体を含む、請求項8に記載のブレンド。
- 少なくとも1つの生物源ブタノール異性体がイソブタノールである、請求項7に記載のブレンド。
- HBDIの値をDIについての最大限度よりも下に調整するのに十分な体積の軽質炭化水素をさらに含む、請求項7に記載のブレンド。
- 少なくとも1つの生物源ブタノール異性体濃度が最大で約70体積パーセントまでであるときに、
A1が100.2であり;
A2が−1.5であり;
A3が−2.4である、
請求項7に記載のブレンド。 - 良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有する従来型車両用のブタノールガソリンブレンドの製造方法であって:
少なくとも1つの生物源ブタノール異性体をガソリンとブレンドして特定のASTM D4814表1蒸気圧/揮発度クラスを有するブタノールガソリンブレンドを形成する工程;
を含み、
ここで、ブタノールガソリンブレンドが、線形結合DI+BuOH(44−0.61E200−0.83Rvp)に等しい高ブタノールドライバビリティ指数(HBDIb)を有し(ここで、
BuOHは、ブタノールガソリンブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の体積パーセント単位の濃度であり;
E200は、最大で約200°Fまでの温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの体積パーセントであり;
RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;
DIは、ASTM D4814−09bの表1に規定されるような上記クラスのガソリンについてのドライバビリティ指数であり;
HBDIb値は約1400よりも低い);そしてここでブタノールガソリンブレンドの全加重デメリットが約40未満である;
上記方法。 - ブタノールガソリンブレンドが最大で約60体積パーセントまでの少なくとも1つの生物源ブタノール異性体を含み、そして良好なCS&Wドライバビリティ性能が維持されながらブタノールガソリンブレンドの再生可能な成分が最大にされる、請求項13に記載の方法。
- 良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有する従来型車両用のブタノールガソリンブレンドであって:
ガソリン;および
少なくとも1つの生物源ブタノール異性体;
を含み、
ここで、ブタノールガソリンブレンドが特定のASTM D4814表1蒸気圧/揮発度クラスを有し;ブタノールガソリンブレンドが、線形結合DI+BuOH(44−0.61E200−0.83Rvp)に等しいHBDIb値を有し(ここで、
BuOHは、ブタノールガソリンブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の体積パーセント単位の濃度であり;
E200は、最大で約200°Fまでの温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの体積パーセントであり;
RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;
DIは、ASTM D 4814−09bの表1に規定されるような上記クラスのガソリンについてのドライバビリティ指数である);ここで、HBDIb値が約1400よりも低く;そしてここで、ガソリンブレンドの全加重デメリットが約40未満である;
上記ブレンド。 - HBDIb値の前記値を約1400よりも下に調整するのに十分な体積の軽質炭化水素をさらに含む、請求項15に記載のブタノールガソリンブレンド。
- 良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有する従来型車両用のブタノールガソリンブレンドの製造方法であって:
少なくとも1つの生物源ブタノール異性体をガソリンとブレンドして特定のASTM D4814表1蒸気圧/揮発度クラスを有する、ブタノールガソリンブレンドを形成する工程;
を含み、
ここで、ブタノールガソリンブレンドが、BuOH(9.69−0.146E200−0.212Rvp)に等しい設計可変指数(DVI)値を有し(ここで、
BuOHは、ブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の体積パーセント単位の濃度であり;
E200は、最大で約200°Fまでの温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの体積パーセントであり;
RVPは、psi単位のリード蒸気圧である);
ここで、DVI値が約75よりも低く、そしてガソリンブレンドの全加重デメリットが約40未満である;
上記方法。 - DVI値を約75よりも下に調整するのに十分な体積の軽質炭化水素をブタノールガソリンブレンドとブレンドする工程;をさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有する従来型車両用のブタノールガソリンブレンドであって:
ガソリン;および
少なくとも1つの生物源ブタノール異性体;
を含み、
ここで、ブタノールガソリンブレンドが特定のASTM D4814表1蒸気圧/揮発度クラスを有し;該ブタノールガソリンブレンドが、BuOH(9.69−0.146E200−0.212Rvp)に等しいDVI値を有し(ここで:
BuOHは、ブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の体積パーセント単位の濃度であり;
E200は、最大で約200°Fまでの温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの体積パーセントであり;
RVPは、psi単位のリード蒸気圧である);
ここで、DVI値が約75よりも低く、そしてガソリンブレンドの全加重デメリットが約40未満である;
上記ブレンド。 - ブタノールガソリンブレンドが、DVI値を約75よりも低く調整するのに十分な体積の軽質炭化水素をさらに含む、請求項19に記載のブタノールガソリンブレンド。
- 良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有するブタノールガソリンブレンドの同定方法であって:
(a)ガソリンをブタノールとブレンドしてブタノールガソリンブレンドを形成する工程;
(b)ブタノールガソリンブレンドについて燃料変数T10、T50、およびT90、E200ならびにRVPを測定する工程;
(c)燃料変数を式DI+BuOH(44−0.61E200−0.83Rvp)に代入してブタノールガソリンブレンドのHBDIb値を計算する工程(ここで、
BuOHは、ブタノールガソリンブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の体積パーセント単位の濃度であり;
T10は、標準ASTM D86蒸留試験における10体積パーセントのブタノールガソリンブレンドの蒸留のための°F単位の温度であり;
T50は、標準ASTM D86蒸留試験における50体積パーセントのブタノールガソリンブレンドの蒸留のための°F単位の温度であり;
T90は、標準ASTM D86蒸留試験における90体積パーセントのブタノールガソリンブレンドの蒸留のための°F単位の温度であり;
E200は、最大で約200°Fまでの温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの体積パーセントであり;
RVPは、psi単位のリード蒸気圧であり;
DIは、ASTM D4814の表1に規定されるような上記クラスのガソリンについてのドライバビリティ指数である);
を含み、
ここで、ブタノールガソリンブレンドが約1400よりも低いHBDIb値を有する、上記方法。 - ガソリンブレンドのHBDIb値が約1200よりも低い、請求項21に記載の方法。
- 良好な低温始動および暖機(CS&W)ドライバビリティ性能を有する従来型車両用のブタノールガソリンブレンドの同定方法であって:
(a)ガソリンをブタノールとブレンドしてブタノールガソリンブレンドを形成する工程;
(b)ブタノールガソリンブレンドについて燃料変数E200およびRVPを測定する工程;
(c)燃料変数を式BuOH(9.69−0.146E200−0.212Rvp)に代入してブタノールガソリンブレンドの設計可変指数(DVI)値を計算する工程(ここで、
BuOHは、ブレンド中の少なくとも1つの生物源ブタノール異性体の体積パーセント単位の濃度であり;
E200は、最大で200°Fまでの温度で蒸留するブタノールガソリンブレンドの体積パーセントであり;
RVPは、psi単位のリード蒸気圧である);
を含み、
ここで、ブタノールガソリンブレンドが約75よりも低いDVI値を有する、
上記方法。 - DVI値が約65よりも低い、請求項23に記載の方法。
- DVI値が約45よりも低い、請求項23に記載の方法。
- 成分が、
i)ガソリン;および
ii)少なくとも1つの生物源ブタノール異性体;
を含む、ブタノールガソリンブレンド用の成分を備える工程;をさらに含む、請求項1に記載の方法。
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