JP5068669B2 - 低下したｒｖｐの含酸素ガソリン組成物及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、燃料、より詳しくはエタノールを含むガソリンをはじめとする含酸素ガソリンに関する。本発明は、低下したリード蒸気圧（ＲＶＰ）を有し、それによってＲＶＰ限界を超えることなくより高い割合の低沸点成分をガソリン中に配合することを可能にする含酸素ガソリンを提供する。本発明は、また、含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させる方法も提供する。

ガソリンは、火花点火エンジンにおいて用いるのに好適であり、概して、主成分として、異なる沸点を有し、通常、大気圧下で約２６℃〜約２２５℃の範囲の沸点を有する多数の炭化水素の混合物を含む燃料である。この温度範囲は概算であり、存在する炭化水素分子の実際の混合物、（存在する場合には）存在する添加剤又は他の化合物、及び環境条件によって変動する可能性がある。通常は、ガソリンの炭化水素成分は、Ｃ₄〜Ｃ₁₀炭化水素を含む。

ガソリンは、通常、一定の物理的標準規格及び性能標準規格を満足することが求められている。幾つかの特性は、エンジン又は他の燃料燃焼装置の適切な運転のために与えられる。しかしながら、多くの物理的特性及び性能特性は、環境管理のような他の理由のための国又は地域的な規制によって定められる。物理的特性の例としては、ＲＶＰ、イオウ含量、酸素含量、芳香族炭化水素含量、ベンゼン含量、オレフィン含量、燃料の９０％が蒸留する温度（Ｔ−９０）、燃料の５０％が蒸留する温度（Ｔ−５０）などが挙げられる。性能特性としては、オクタン価（アンチノック指数とも呼ばれる）、燃焼特性、及び放出成分を挙げることができる。

例えば、合衆国の殆どの州内で販売するためのガソリンに関する標準規格は、概して、ＡＳＴＭ標準仕様Ｎｏ．Ｄ４８１４−０１ａ（ＡＳＴＭ４８１４）（参照として本明細書中に包含する）において示されている。更なる連邦及び州の規制がこの標準規格を補完する。

ＡＳＴＭ４８１４において示されているガソリンに関する仕様は、天候、季節、地理的位置及び高度のような揮発性及び燃焼に影響を与える多数のパラメーターに基づいて変動する。この理由のために、ＡＳＴＭ４８１４にしたがって生産されたガソリンは、揮発性区分ＡＡ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ、並びにベーパーロック防止区分１、２、３、４、５及び６に分類される。ここで、それぞれの区分はそれぞれの分類の要求を満足するガソリンを表す一連の仕様を有する。また、この仕様は、仕様におけるパラメーターを測定するための試験法も示す。

例えば、比較的温暖な気候における夏季運転中に用いるために配合される区分ＡＡ−２のガソリンは、５４ｋＰａの最大蒸気圧、７０℃のその成分の１０容量％が蒸留する最高温度（Ｔ₁₀）、７７℃〜１２１℃の間のその成分の５０容量％が蒸留する温度範囲（Ｔ₅₀）、１９０℃のその成分の９０容量％が蒸留する最高温度（Ｔ₉₀）、１９０℃の蒸留終点、２容量％の蒸留残渣最大量、５９７℃の「操縦性指数」又は「ＤＩ」最高温度（ここで、ＤＩは１．５×Ｔ₁₀＋３．０×Ｔ₅₀＋Ｔ₉₀として算出される）、及び５６℃の試験温度において２０の蒸気／液の最大比を有していなければならない。

ＡＳＴＭ４８１４において取り扱われており、多くの規制において通常規定されているガソリンの一つの物理的特性は、ＲＶＰである。ＲＶＰは、ＡＳＴＭ標準仕様Ｄ５１９１−０４ａ（Ｄ５１９１）（参照として本明細書中に包含する）にしたがって測定することができる。ＲＶＰ標準規格は、通常、特定の規制において市販されているガソリンが満足しなければならない最大ＲＶＰ限界として表される。ＲＶＰはより軽質の炭化水素の割合が増加するにつれて上昇するので、かかるＲＶＰ限界はガソリン中の炭化水素の組成に大きな制約を与える。通常、低下したＲＶＰを有するガソリンを生産するためには、より軽質の炭化水素、例えばＣ₄炭化水素の割合を減少させる。このようなより軽質の炭化水素を減少させることにより、ガソリンの特性に悪影響を与える可能性がある。例えば、ガソリン燃料中のブタンの量を減少させると、その燃料のＲＶＰが低下するが、同時にオクタン価が減少する。

ガソリンの組成に制約を与えることにより、ＲＶＰ限界は、また、製油所に対して負担をかけることになる。概して、製油所においては、ガソリンを生産するのに用いる種々の製油所流の割合を制御することによってガソリンの組成を調節している。例えば、より高い沸点を有するガソリンを生産するためには、製油所において、ガソリンを生産するために用いる低沸点製油所流の割合を減少させる必要がある。適用されるＲＶＰ限界を満足するガソリンを生産するためには、製油所において、通常、ガソリン中のより低沸点の炭化水素の割合を減少させる。ＲＶＰは、通常、実験的に決定されたＲＶＰ配合値を用いて制御又は調節される。ＲＶＰ配合値は、特定の混合物のＲＶＰに対する特定の組成物の寄与を表す。かかるＲＶＰの製油所に対する制約の一つの結果は、それぞれの石油のバレルからより少ない量のガソリンしか精製できないということである。これは、消費者の要求を満足するように適用されるガソリンの供給量に大きな影響を与える。

ガソリン中における酸素化剤の使用が増大しているために、ＲＶＰ限界の影響が大きくなっている。酸素化剤は、ガソリン中において化学的な酸素含量を増大させるために用いられる。残念なことに、酸素化剤は、燃料中に配合した際に、ＲＶＰに対して非線形的な効果を有する。したがって、酸素化剤のＲＶＰ配合値は、特定の燃料中の特定の酸素化剤の特定の濃度に関して実験的に決定される。より完全な燃焼を促進するために、多くの規制が、ガソリンに関する酸素化剤の要求を有している。メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）は、ガソリン酸素化剤として通常用いられていた。しかしながら、多くの規制が、ＭＴＢＥ及び類似のエーテルの使用を禁止するか大きく制限している。

ＭＴＢＥの使用に対する制限のために、あまり好ましくないＲＶＰを有する他の酸素化剤が、通常ガソリン中において用いられている。エタノールは、多くの規制によってガソリン中において１０容量％以下のエタノールを使用するように提示されている税額免除をはじめとする多くのファクターのために、ガソリン酸素化剤として広く用いられている。Ｓｃｈｍｉｄｔらの米国特許６，２５８，９８７及びＳｃｏｔｔらの米国特許６，５４０，７９７（参照として本明細書中に包含する）においては、ガソリン中にエタノールを配合することが議論されている。残念なことに、ガソリン中に配合することが認められている酸素化剤の多くは、輸送及び取り扱いの困難性を引き起こす水に対する親和性、及び酸素化剤と配合した際のガソリンのＲＶＰの上昇をはじめとする大きな不利益を有している。水に対する親和性は、輸送及び取り扱いの困難性を引き起こす。ＲＶＰが上昇することによって、適用されるＲＶＰ限界内のガソリンを製造する困難性が増大する。エタノールは、上記の効果の両方を示す。

酸素化剤をガソリン中に配合することによって生じる可能性のある有害な影響を減少する組成物又は方法に関する必要性が存在する。特に、酸素化剤をガソリン中に配合することに起因するＲＶＰ上昇の少なくとも一部を抑えることが望ましいであろう。

本発明者らは、ある種の化合物が、通常の含酸素ガソリンと配合するための予期しないほど低いＲＶＰ配合値を示すことができることを見出した。驚くべきことに、いくつかの場合においては、かかる化合物は負のＲＶＰ配合値すら示すことができる。

本発明は、酸素化剤をガソリン中に配合することに起因するＲＶＰの上昇を減少し、これによって製油所がガソリンブレンドストック中においてより高い割合の低沸点炭化水素を使用することを可能にし、それによって製油所のガソリン精製能力を増加させる。本発明を用いて、含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させることができる。適用される最大ＲＶＰ限界を超えるＲＶＰ値を有する含酸素ガソリンを配合する幾つかの場合においては、本発明を用いてＲＶＰ限界に適合する含酸素ガソリンを製造することができる。

［発明の概要］
本発明者らは、本明細書において更に説明するように、ＲＶＰ低下化合物を使用することにより、含酸素ガソリンに対して驚くべきＲＶＰ低下効果を与えることができることを見出した。かかるＲＶＰ低下化合物は、酸素化剤と相互作用して、酸素化剤をガソリンブレンドストックと配合することから予測されるＲＶＰの上昇を低めることができる。いくつかの場合においては、ＲＶＰ低下化合物の効果は極めて劇的であり、ＲＶＰ低下化合物は負のＲＶＰ配合値を示す。

本発明は、適用されるＲＶＰ限界を満足することができ、従来法で可能であるものよりもより多量のより軽質の成分を更に含むことができる含酸素ガソリンを提供する。本発明により、製油所においてガソリンのためにより大きな割合の原油を用いることが可能になり、これによりガソリンの供給量を増大させることが可能になる。本発明は、また、含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させる方法も提供する。かかる低下はターミナルで行うことができ、ＲＶＰ超過規制を有する可能性があるガソリンに関するウェーバーを得る必要性を減じるのに役立つことができる。本発明は、また、最大ＲＶＰ限界を有する規制のために含酸素ガソリンの製造において酸素化剤配合のためのガソリンブレンドストックに対するＲＶＰの制約を減少する方法を提供する。

一態様においては、本発明者らは、ガソリンブレンドストック、好適な酸素化剤、及び有効量のＲＶＰ低下化合物を含むガソリンを提供する。好ましくは、ＲＶＰ低下化合物は、約２１ｋＰａ未満、より好ましくは約０．０ｋＰａ未満のＲＶＰ配合値を有する。場合によっては、ガソリンブレンドストック及び好適な酸素化剤の混合物のＲＶＰ値は、少なくとも約４７．５ｋＰａである。好ましくは、好適な酸素化剤は、アルコール、より好ましくはエタノールである。ＲＶＰ低下化合物は、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、酢酸、及びこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。好ましくは、２容量％を超える量の好適な酸素化剤を存在させる。好ましくは、１５容量％未満のＲＶＰ低下化合物を存在させる。一つを超える好適な酸素化剤を用いることができる。一つを超えるＲＶＰ低下化合物を用いることができる。

他の態様においては、含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させる方法が提供される。この方法は、ガソリンブレンドストックと１以上の好適な酸素化剤とを配合して含酸素ガソリンを形成する工程、及び、含酸素ガソリンを、少なくとも一つのＲＶＰ低下化合物が約２１ｋＰａ未満、好ましくは約０．０ｋＰａ未満のＲＶＰ配合値を有する１以上のＲＶＰ低下化合物と混合する工程を含む。好適な酸素化剤は、アルコール、好ましくはエタノールであることができ、ＲＶＰ低下化合物は、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、酢酸、及びこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。配合工程又は混合工程のいずれか又は両方を、ターミナルで行うことができる。場合によっては、配合工程は、混合工程と同時に行うことができる。好ましくは、２容量％を超える量の好適な酸素化剤を存在させる。好ましくは、１５容量％未満のＲＶＰ低下化合物を存在させる。

他の態様においては、予め定められた最大ＲＶＰ限界を有する含酸素ガソリンの製造におけるガソリンブレンドストックに対するＲＶＰの制約を減少する方法が提供される。この方法は、ガソリンブレンドストックと１以上の好適な酸素化剤とを配合して予め定められた最大ＲＶＰ限界よりも高いＲＶＰ値を有する含酸素ガソリンを形成する配合工程、及び、有効量の１以上のＲＶＰ低下化合物を加えて予め定められた最大ＲＶＰ限界以下のＲＶＰ値を有するガソリンを形成する添加工程を含む。配合工程及び添加工程は、同時に行うことができる。好適な酸素化剤は、好ましくはエタノールである。ＲＶＰ低下化合物は、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、酢酸、及びこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。好ましくは、２容量％を超える量の好適な酸素化剤を存在させる。好ましくは、１５容量％未満のＲＶＰ低下化合物を存在させる。

本明細書において更に説明する相対吸光度は、特に有効なＲＶＰ低下化合物を同定する有用な方法である。また、相対吸光度を用いて、ＲＶＰ低下化合物を用いて特にＲＶＰを低下させやすい含酸素ガソリンを同定することもできる。いずれの態様においても、ガソリンブレンドストック、１以上の好適な酸素化剤、及び１以上のＲＶＰ低下化合物は、ガソリンブレンドストック、好適な酸素化剤、及びＲＶＰ化合物の混合物が約０．０４５未満の規格化相対吸光度を有するように選択することができる。好ましくは、ガソリンブレンドストックと好適な酸素化剤との配合物は、約０．０５より大きな規格化相対吸光度を有する。

［好ましい態様の説明］
ガソリンは、当該技術において周知であり、概して、異なる沸点を有し、通常は大気圧下において約２６℃〜約２２５℃の範囲の沸点を有する炭化水素の混合物を主成分として含む。この範囲は概算値であり、存在する炭化水素分子の実際の混合物、（存在する場合には）存在する添加剤又は他の化合物、及び環境条件に応じて変動する可能性がある。含酸素ガソリンは、ガソリンブレンドストックと１以上の酸素化剤との配合物である。

ガソリンブレンドストックは、製油所アルキル化ユニット又は他の製油所流からの生成物のような単一の成分から製造することができる。しかしながら、ガソリンブレンドストックは、より一般的には、１を超える成分を用いて配合される。ガソリンブレンドストックは、所望の物理特性及び性能特性を満足するように、且つ規制基準を満足するように配合され、少数、たとえば３種又は４種の成分を含むことができ、或いは多数、例えば１２種以上の成分を含むこともできる。

ガソリン及びガソリンブレンドストックは、場合によっては、他の化学物質又は添加剤を含むことができる。例えば、規制基準を満足するようにガソリンの特性を調整したり、所望の特性を加えるか又は向上させたり、望ましくない有害な効果を減少したり、性能特性を調整したり、或いはガソリンの特性を変化させたりするために、添加剤又は他の化学物質を加えることができる。かかる化学物質又は添加剤の例としては、洗浄剤、酸化防止剤、安定性向上剤、乳化破壊剤、腐食抑制剤、金属失活剤などが挙げられる。１を超える添加剤又は化学物質を用いることができる。

有用な添加剤及び化学物質は、Ｃｏｌｕｃｃｉらの米国特許５，７８２，９３７（参照として本明細書に包含する）に記載されている。かかる添加剤及び化学物質は、Ｗｏｌｆの米国特許６，０８３，２２８及びＩｓｈｉｄａらの米国特許５，７５５，８３３（両方とも、参照として本明細書に包含する）にも記載されている。ガソリン及びガソリンブレンドストックは、また、溶媒又はキャリア溶液を含んでいてもよく、これらは添加剤を燃料中に加えるためにしばしば用いられる。かかる溶媒又はキャリア溶液の例としては、鉱油、アルコール、カルボン酸、合成油、及び当該技術において公知の多数の他のものが挙げられるが、これらに限定されない。

本発明の組成物に好適なガソリンブレンドストックは、通常、火花点火エンジン又はガソリンを燃焼する他のエンジンにおいて消費するためのガソリンを製造するのに使用することができるブレンドストックである。好適なガソリンブレンドストックとしては、ＡＳＴＭ４８１４を満足するガソリンのためのブレンドストック、及び改質ガソリンのためのブレンドストックが挙げられる。好適なガソリンブレンドストックとしては、また、規制基準を満足することが望まれる低いイオウ含量、例えば約１５０ｐｐｍｖ未満のイオウ、より好ましくは約１００ｐｐｍｖ未満のイオウ、より好ましくは約８０ｐｐｍｖ未満のイオウを有するブレンドストックも挙げられる。かかる好適なガソリンブレンドストックとしては、また、地域的な規制を満足することが望まれる低い芳香族物質含量、例えば約８０００ｐｐｍｖ未満のベンゼン、より好ましくは約７０００ｐｐｍｖ未満のベンゼン、或いは更なる例として約３５容量％未満の全芳香族物質含量、より好ましくは約２５容量％未満の全芳香族物質含量を有するブレンドストックも挙げられる。本明細書で用いる「全芳香族物質含量」という用語は、存在する全芳香族種の全量を指す。

本明細書で用いる「酸素化剤」という用語は、炭素、水素、及び１以上の酸素原子のみを有するＣ₂〜Ｃ₈化合物を意味する。例えば、酸素化剤は、アルコール、ケトン、エステル、アルデヒド、カルボン酸、エーテル、エーテルアルコール、ケトンアルコール及びポリアルコールであることができる。その幅広い入手可能性をはじめとするいくつかの理由のために、エタノールが好ましい酸素化剤である。本明細書で用いる「好適な酸素化剤」という用語は、少なくとも４４．８ｋＰａのＲＶＰ配合値を有し、製造される特定の含酸素ガソリン中に可溶の酸素化剤を意味する。好ましくは、約２容量％よりも大きい量の酸素化剤を存在させる。

「ＲＶＰ配合値」又は「ブレンドＲＶＰ」は、燃料混合物中に配合した際の組成物の有効なＲＶＰである。ブレンドＲＶＰ値は、混合物のＲＶＰに対する組成物の寄与を表し、混合物に関するＲＶＰは、それぞれの成分のブレンドＲＶＰに、その成分の体積分率をかけた加重値に等しい。例えば、［Ａ］及び［Ｂ］の燃料混合物に関しては、ＲＶＰ＝（［Ａ］のブレンドＲＶＰ×［Ａ］の体積分率）＋（［Ｂ］のブレンドＲＶＰ×［Ｂ］の体積分率）である。

本明細書において用いるように、化合物の混合物が、他に言及しない限りにおいて約−４０℃から混合物の初留点の興味対象の温度範囲に亘って所望の濃度で単一の液相を示す場合に、ある化合物は第２の化合物中に可溶である。

本明細書で用いる「ＲＶＰ低下化合物」という用語は、炭素及び水素及びそれぞれが酸素及び窒素からなる群から選択される１以上のヘテロ原子のみを有し、選択された含酸素ガソリン中に可溶で、選択された含酸素ガソリン中に配合されると選択された含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させるＣ₂〜Ｃ₈化合物を意味する。ＲＶＰ低下化合物の有効量は、特定のＲＶＰ低下化合物濃度に関して少なくとも０．３４ｋＰａだけ、含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させる量である。ＲＶＰは、統計学的に有意な測定のために十分な測定法を用いてＡＳＴＭ Ｄ５１９１にしたがって測定することができる。好ましくは、ＲＶＰ低下化合物の全濃度は、約１５容量％未満、より好ましくは約１０容量％未満、最も好ましくは約５容量％以下である。

ＲＶＰ低下化合物は、アルコール、ケトン、エステル、カルボン酸、エーテル、エーテルアルコール、ケトンアルコール、ポリアルコール、アミン、アミンアルコール、及びこれらの組み合わせであることができる。ＲＶＰ低下化合物の例としては、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、２−ブタノン、３−メチル−２−ブタノン、４−メチル−２−ペンタノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸、ジイソプロピルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、２−エトキシエタノール、４−メチル−４−ヒドロキシ−２−ペンタノン、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、２−エチルヘキサノール、トリエチルアミン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させるのに特に有効なＲＶＰ低下化合物は、含酸素ガソリンとＲＶＰ低下化合物との混合物の規格化相対吸光度を測定することによって同定することができる。更に、かかる特に有効なＲＶＰ低下に特に影響を受けやすい好適な酸素化剤は、含酸素ガソリン（ＲＶＰ低下化合物を含まない）の規格化相対吸光度を測定することによって同定することができる。

いかなる特定の理論にも限定されるものではないが、ＲＶＰ低下化合物は、含酸素ガソリン中の酸素化剤と相互作用して、酸素化剤が液相中にとどまる傾向を増大し、それによって含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させると考えられる。相対吸光度は、ＲＶＰの相乗的な低下を生起するかかる相互作用に特に影響を受ける好適な酸素化剤及びＲＶＰ低下化合物を確認するのに用いることができる分析技術である。

相対吸光度は、異なる方法である２点ベースライン法、及び赤外定量分析仕様の一般的技術のためのＡＳＴＭ標準規格手順Ｅ１６８−９９（Ｅ１６８）（参照として本明細書中に包含する）において記載されている赤外定量分析技術を用いる。

ＲＶＰ低下化合物及び含酸素ガソリンを含む混合物の相対吸光度は、混合物の吸光度スペクトルから好適な酸素化剤を全く含まない含酸素ガソリンの吸光度スペクトルを減じることによって得られる差スペクトルを用い、且つ、２点ベースライン法を用いて３６８０ｃｍ^-1〜３１００ｃｍ^-1のバンド領域に対する３６８０ｃｍ^-1〜３５５０ｃｍ^-1のバンド領域の比を算出することによって測定する。上記のように差スペクトルを用いることによって、異なるガソリンブレンドストックを用いることによる変動が最小になる。

含酸素ガソリンの相対吸光度は、含酸素ガソリンの吸光度スペクトルから好適な酸素化剤を含まない含酸素ガソリンの吸光度スペクトルを減じることによって得られる差スペクトルを用い、且つ、２点ベースライン法を用いて３６８０ｃｍ^-1〜３１００ｃｍ^-1のバンド領域に対する３６８０ｃｍ^-1〜３５５０ｃｍ^-1のバンド領域の比を算出することによって測定する。

下Table１に、ＡＳＴＭ Ｄ４８１４を満足する代替無鉛レギュラーガソリン中に異なる濃度の二つの酸素化剤化合物を有するいくつかの含酸素ガソリンの相対吸光度を示す。図１にこのデータのプロットを示す。

Table１及び図１において示されるように、相対吸光度は、化合物及び濃度によって変動する。Table１は、また、相対吸光度と濃度との間の非線形性も示す。相対吸光度は、概して、実験的に決定される。Table１において用いられている特定の無鉛レギュラーガソリンに関しては、エタノール及び２−ブタノールの両方とも、本発明のこの特定の態様のための酸素化剤化合物であろう。

Table２に、ＲＶＰ低下化合物及び含酸素ガソリンと、Table１に関して用いたものと同じ代替無鉛レギュラーガソリンとのいくつかの混合物の相対吸光度を示す。図２はこのデータのグラフである。

Table２及び図２において示されるように、含酸素ガソリン中にＲＶＰ低下化合物を加えると、混合物の相対吸光度に対して大きな影響を与える。この影響は、異なるＲＶＰ低下化合物によって変動するが、相対吸光度におけるかかる変化は、驚くべきＲＶＰ低下効果を与える成分間の相乗的な相互作用を示す。

いくつかの態様においては、ＲＶＰ低下化合物は、１以上のＲＶＰ低下化合物及び含酸素ガソリンを含む混合物の規格化相対吸光度が、約０．０４５未満、好ましくは約０．０３０未満となるように選択する。好ましくは、１以上の好適な酸素化剤は、かかる好適な酸素化剤を含む含酸素ガソリン（ＲＶＰ低下化合物を含まない）の規格化相対吸光度が、約０．０５より大きく、好ましくは約０．１より大きくなるように選択する。

ＲＶＰ低下化合物及び含酸素ガソリンを含む混合物の規格化相対吸光度は、ＲＶＰ低下化合物が、好適な酸素化剤の好適な濃度で混合物中に約０．５重量％より多量に存在する場合の混合物の相対吸光度として定義される。

含酸素ガソリン（ＲＶＰ低下化合物を含まない）の規格化相対吸光度は、好適な酸素化剤が含酸素ガソリン中に約１．０重量％で存在している場合の相対吸光度を算出することによって決定される。

好ましくは、ＲＶＰ低下化合物は、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、又は酢酸である。より好ましくは、好適なＲＶＰ低下化合物は、１−ブタノール、２−ブタノール、又はｔｅｒｔ−ブタノールである。ＲＶＰ低下化合物の他の例としては、トリエチルアミン、ｔｅｒｔ−オクチルアミンが挙げられる。

他の態様においては、含酸素ガソリンは、ガソリンブレンドストック、１以上の好適な酸素化剤、及び１−ブタノールを含む１以上のＲＶＰ低下化合物のブレンドを含む。更に他の態様においては、含酸素ガソリンは、ガソリンブレンドストック、エタノールを含む１以上の好適な酸素化剤、及び１−ブタノールを含む１以上のＲＶＰ低下化合物のブレンドである。

ガソリンブレンドストックと、酸素化剤、ＲＶＰ低下化合物又は両方との混合物の幾つかの特性は、用いるそれぞれの成分の量に対して直線的に変動しない。特に、かかる混合物の揮発性に関連する特性は、用いるそれぞれの成分の量に対する直線的比例関係から逸れる可能性がある。図３に、ガソリンのＲＶＰが燃料中のエタノールの容量％に対してどのように変動するかを示す。図３は、４２ｋＰａの基礎ＲＶＰを有する無鉛レギュラーガソリンのＲＶＰを、そのガソリン中のエタノールの容量％の関数としてプロットしたものである。図３において示されるように、エタノールの容量％とＲＶＰとの間に非線形関係が存在する。この非線形効果により、ガソリン中の酸素化剤のＲＶＰに対する実際の影響を予測することが特に困難になっている。含酸素ガソリンの実際のＲＶＰは、用いるガソリンブレンドストック、用いる特定の酸素化剤、及び含酸素ガソリン中の酸素化剤の比濃度によって変動する。この非線形変動性のために、含酸素ガソリンのＲＶＰは実験的に求められる。ＲＶＰデータは、通常、一定範囲の酸素化剤濃度及び一定範囲のガソリンブレンドストックに亘って実験的に収集される。

酸素化剤のブレンドＲＶＰは、通常、かかる酸素化剤を加える前及びかかる酸素化剤を加えた後の燃料のＲＶＰを測定することによって算出される。かかる実験データから算出することができる酸素化剤のブレンドＲＶＰ値も、また、特定の含酸素ガソリン中の酸素化剤の濃度に対して非線形挙動を示し、これにより、かかるブレンドＲＶＰ値を予測することが困難になる。ＲＶＰに対するこの非線形効果のために、算出されたブレンドＲＶＰ値は、特定の燃料に加えた特定の酸素化剤の濃度に特有のものである。

ＲＶＰ低下化合物のブレンドＲＶＰをかかるＲＶＰ低下化合物の体積分率の関数として算出すると、非線形挙動を示し、これにより得られる混合物のＲＶＰを予測することがより困難になる。好適なＲＶＰ低下化合物のブレンドＲＶＰは、通常、かかるＲＶＰ低下化合物を加える前及びかかるＲＶＰ低下化合物を加えた後の燃料のＲＶＰを測定することによって算出される。ＲＶＰ低下化合物は、燃料に加えるとＲＶＰに対して非線形効果を示すので、測定されたブレンドＲＶＰは、特定の燃料に加えたＲＶＰ低下化合物の濃度に特有のものである。

本発明者らは、驚くべきことに、１以上の好適な酸素化剤と１以上のＲＶＰ低下化合物を組み合わせることにより、製造されるガソリンのＲＶＰ値に対して相乗効果を与えることができることを見出した。

いずれの態様においても、ガソリンブレンドストック、好適な酸素化剤、及びＲＶＰ低下化合物は、任意の順番で配合することができる。例えば、ＲＶＰ低下化合物を、ガソリンブレンドストック及び好適な酸素化剤を含む混合物に加えることができる。他の例としては、１以上の好適な酸素化剤及び１以上のＲＶＰ低下化合物を、幾つかの異なる場所か、或いは多段階で加えることができる。更なる例に関しては、ＲＶＰ低下化合物を、好適な酸素化剤と共に加えたり、好適な酸素化剤の前に加えたり、或いはガソリンブレンドストックに加える前に好適な酸素化剤と配合することができる。好ましい態様においては、１以上のＲＶＰ低下化合物を含酸素ガソリンに加える。他の好ましい態様においては、１以上の好適な酸素化剤及び１以上のＲＶＰ低下化合物を、同時にガソリンブレンドストック中に配合する。

いずれの態様においても、１を超える好適な酸素化剤を単一の好適な酸素化剤に代えて用いることができ、場合によっては、１を超えるＲＶＰ低下化合物を丁度一つのＲＶＰ低下化合物の代わりに用いることができる。好適な酸素化剤及びＲＶＰ低下化合物は、流通網内の任意の地点で加えることができる。例えば、ガソリンブレンドストックをターミナルに輸送し、次にターミナルにおいて好適な酸素化剤及びＲＶＰ低下化合物を個別に又は組み合わせてガソリンブレンドストックと配合することができる。更なる例としては、ガソリンブレンドストック、１以上の好適な酸素化剤、及び１以上のＲＶＰ低下化合物を、製油所において配合することができる。他の成分又は添加剤を、流通網内の任意の地点において加えることができる。

更に他の態様においては、含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させる方法が提供される。この方法は、製油所、ターミナル、小売現場、又は流通網内の任意の他の好適な地点で行うことができる。好ましくは、この方法は、エタノール又は幾つかの他の酸素化剤をガソリンブレンドストックと配合するように設計されたターミナル、或いはかかる配合を行うように適合させることができるターミナルにおいて行う。

他の態様によれば、ガソリンブレンドストックを、エタノール、他の好適な酸素化剤、或いは好適な酸素化剤の組み合わせ、及びＲＶＰ低下化合物又はＲＶＰ低下化合物の組み合わせのいずれかと配合して、ＲＶＰ低下化合物を含まない含酸素ガソリンよりも低いＲＶＰを有する含酸素ガソリン燃料を製造する。

任意の態様において用いる特定のＲＶＰ低下化合物は、用いる特定のガソリンブレンドストック及び用いる特定の好適な酸素化剤に依存する。好ましくは、ＲＶＰ低下化合物は、ＲＶＰ低下化合物のブレンドＲＶＰ値が残りの混合物のＲＶＰ値よりも小さくなるように選択する。より好ましくは、ＲＶＰ低下化合物は、ＲＶＰ低下化合物のブレンドＲＶＰが残りの混合物のＲＶＰの最大で約５０％となるように選択する。また、ＲＶＰ低下化合物は、ＲＶＰ低下化合物のブレンドＲＶＰが約３１ｋＰａ未満、より好ましくは約２１ｋＰａ未満、より好ましくは約０．０ｋＰａ未満となるように選択することができる。

ガソリンに関する規制は、通常ＲＶＰに対する上限をはじめとする燃料の種々の特性に対する限界値を設定している。かかるＲＶＰ限界は、国、地域及び季節によって変動する可能性がある。かかるＲＶＰ限界は、ガソリンとして用いることができる製油所製品に対して制約を与える。通常、酸素化剤をガソリンブレンドストック中に配合すると、得られるブレンドのＲＶＰが上昇する。酸素化剤を配合するためのガソリンブレンドストックは、通常、酸素化剤の予測される効果を計上した任意の適切な上限を十分に下回るＲＶＰを有する。ガソリンブレンドストックに関してより少ない量の高揮発性燃料成分しか用いることができないので、これはガソリンのために用いることができる製油所製品に対する制約となる。このようなＲＶＰの制約は、消費可能なガソリンの量を制限し得る。

他の態様においては、酸素化剤を配合するためのガソリンブレンドストックの製造に関する製油所に対するＲＶＰの制約を減少する方法が提供される。そうでなければＲＶＰ適合含酸素ガソリンを製造するために使用することができなかったであろうガソリンブレンドストックを用いてＲＶＰ規制限界に従う含酸素ガソリンを製造することができるので、製油所に対するＲＶＰの制約が減少する。他の態様は、そうでなければＲＶＰ規制限界を満足することができなかったであろう幾つかの含酸素ガソリンを更に配合してかかるＲＶＰ規制限界に適合するようにすることができる、含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させる方法を提供する。

更に他の態様においては、選択されたガソリンブレンドストック、選択された好適な酸素化剤、及び選択されたＲＶＰ低下化合物を配合して含酸素ガソリンを形成することによって含酸素ガソリンを製造する。ＲＶＰ低下化合物は、含酸素ガソリンのＲＶＰ値を低下させる。特定の好適な酸素化剤及び特定のガソリンブレンドストックに関して、ＲＶＰ低下化合物を用いることによって、適用されるＲＶＰ規制を満足する含酸素ガソリンを製造するのに通常用いることができたものよりも高いＲＶＰ値を有するガソリンブレンドストックを用いることが可能になる。

与えられた最大ＲＶＰ値に関しては、ガソリンブレンドストック、好適な酸素化剤、及びＲＶＰ低下化合物は、ガソリンブレンドストック及び好適な酸素化剤の混合物のＲＶＰ値は最大ＲＶＰ値を超えないが、ガソリンブレンドストック、好適な酸素化剤、及びＲＶＰ低下化合物を含む含酸素ガソリン混合物のＲＶＰ値が最大ＲＶＰ値以下になるように選択する。

発明の範囲を制限することなく、以下の実施例によって本発明の種々の態様を説明する。以下の特定の実施例は、ＡＳＴＭ Ｄ４８１４の性能特性を満足する無鉛ガソリン燃料に関して議論しているが、本発明はかかる燃料に限定されるものではなく、本明細書の記載に合致する任意のガソリンブレンドストック又は燃料と共に用いることができることは当業者には明らかであろう。

［比較例Ａ］
幾つかの酸素化剤を、ＡＳＴＭ Ｄ４８１４−０１ａの性能特性を満足する無鉛レギュラーガソリンブレンドストック中の溶解性に関して試験した。溶解性は、１容量％の酸素化剤化合物及び１０容量％の酸素化剤化合物において測定した。結果を下Table３に示す。

上Table３に示す結果から、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール及びグリセロールは、不溶であり、したがってこの特定の無鉛ガソリン製品のための好適な酸素化剤ではない。

［比較例Ｂ］
比較例Ａからの好適な酸素化剤を試験して、比較例Ａの無鉛レギュラーガソリンブレンドストックと配合するためのそれぞれの化合物のＲＶＰ配合値を測定した。ガソリンブレンドストックのＲＶＰは、ＡＳＴＭ Ｄ５１９１にしたがって測定して５９．５ｋＰａと測定された。それぞれの酸素化剤を、示された容量％でガソリンブレンドストックと配合し、得られた含酸素ガソリンのＲＶＰを同様の方法で測定した。試験した特定の化合物及び用いた材料の容量％を、下Table４に示す。次に、示された容量濃度に関する酸素化剤のＲＶＰ配合値を算出し、結果をTable４に示す。

Table４における結果によって示されるように、ブレンドＲＶＰ値は、これらの好適な酸素化剤化合物の容量％と直線的に相関しない。好適な酸素化剤は、酸素化剤化合物の容量％に対して非線形的なＲＶＰに対する効果を示す。Table４における結果は、また、異なる酸素化剤の濃度を増加させることによって特定の酸素化剤のブレンドＲＶＰ値に対する異なる効果を有することができることも示す。１−ブタノール、２−ブタノール及び酢酸のそれぞれの濃度を５容量％から１０容量％に増加させることによって、酸素化剤のブレンドＲＶＰ値が上昇した。しかしながら、２−プロパノール及びエタノールのそれぞれに関して同等の濃度増加を行うと、酸素化剤のブレンドＲＶＰ値が低下した。

［実施例１］
上記比較例Ａのガソリンブレンドストックを、５容量％の好適な酸素化剤と配合した。好適な酸素化剤としてエタノールを用いた。得られた含酸素ガソリンのＲＶＰをＡＳＴＭ Ｄ５１９１にしたがって測定すると、６７．２ｋＰａと測定された。幾つかの潜在的なＲＶＰ低下化合物を含酸素ガソリンと配合して、その化合物が可溶であるかを測定し、ブレンドＲＶＰ値を測定した。ＡＳＴＭ Ｄ５１９１にしたがって得られたガソリンのＲＶＰを測定することによって、ブレンドＲＶＰ値を１容量％及び５容量％のブレンドに関して算出した。結果を下Table５に示す。

Table５は、酸素化剤及びＲＶＰ低下化合物をガソリンブレンドストックと配合することの予期しなかった性質を示す。この特定のガソリンブレンドストック中に不溶であった１，３−プロパンジオール及びグリセロールは（比較例Ａ参照）、この実施例の含酸素ガソリン混合物中にも不溶であり、したがってこの特定の混合物のためのＲＶＰ低下化合物ではない。２，３−ブタンジオールはこの特定のガソリンブレンドストック中に不溶であったが（比較例Ａ参照）、この特定のガソリンブレンドストック及び５容量％のエタノールと配合すると１容量％においてＲＶＰ低下化合物であった。２，３−ブタンジオールは可溶でなく、この特定のガソリンブレンドストック及び５容量％のエタノールと配合すると５容量％においてＲＶＰ低下化合物ではない。

Table５に示す結果は、驚くべきことに、幾つかのＲＶＰ低下化合物が負のブレンドＲＶＰ値を示すことを現す。かかる劇的に低いＲＶＰ配合値は、含酸素ガソリンのＲＶＰに対する大きな低下効果を有するＲＶＰ低下化合物を示す。

［実施例２］
上記比較例Ａのガソリンブレンドストックを、１０容量％の好適な酸素化剤と配合した。好適な酸素化剤としてエタノールを用いた。得られた含酸素ガソリンのＲＶＰを、ＡＳＴＭ Ｄ５１９１にしたがって測定すると６７．２ｋＰａと測定された。幾つかの潜在的なＲＶＰ低下化合物を含酸素ガソリンと配合し、ＡＳＴＭ Ｄ５１９１にしたがって得られた混合物のＲＶＰを測定することによって１容量％及び５容量％のブレンドに関してブレンドＲＶＰ値を算出した。結果を下Table６に示す。

Table６は、酸素化剤及びＲＶＰ低下化合物をガソリンブレンドストックと配合することの予期しなかった性質を更に示す。１，３−プロパンジオールは、実施例１の含酸素ガソリン混合物のための好適なＲＶＰ低下化合物ではなかったが、本実施例の含酸素ガソリン混合物に関して１容量％で好適なＲＶＰ低下化合物である。同様に、２，３−ブタンジオールは、実施例１の含酸素ガソリン混合物中において５容量％で好適なＲＶＰ低下化合物ではなかったが、本実施例の含酸素ガソリン混合物に関して５容量％で好適なＲＶＰ低下化合物である。

Table６における結果は、また、これらのＲＶＰ低下化合物が１容量％において負のＲＶＰ配合値を示すことも現す。５容量％の濃度においても、ＲＶＰ低下化合物は１３．８ｋＰａを下回るＲＶＰ配合値を示した。かかるＲＶＰ配合値は、顕著なＲＶＰ低下効果を示す。

上記の実施例は、ＲＶＰ低下化合物がいかにして含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させるかを示す。最大ＲＶＰ限界を有する領域においては、製油所は、通常、酸素化剤の配合によるＲＶＰの上昇を見越してかかる限界を大きく下回るガソリンブレンドストックを製造している。好適なＲＶＰ低下化合物を用いて含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させることができるので、製油所は、適用されるＲＶＰ限界に適合する含酸素ガソリンを製造するために、ＲＶＰ適合含酸素ガソリンを製造するために用いることができなかったであろうガソリンブレンドストックを用いることができる。

図１は、重量％の関数として、二つの異なる酸素化剤を有する含酸素ガソリンの相対吸光度をプロットしたグラフである。 図２は、いくつかのＲＶＰ低下化合物を有する含酸素ガソリンの相対吸光度の棒グラフである。 図３は、ガソリン中のエタノールの容量％の関数として、４２ｋＰａの基礎ＲＶＰを有する無鉛レギュラーガソリンのＲＶＰをプロットしたグラフである。

Claims (16)

1. （ａ）ガソリンブレンドストック；
   （ｂ）１種以上の酸素化剤；及び
   （ｃ）酢酸、２−エトキシエタノール、２−プロパノール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、トリエチルアミン及びこれらの組み合わせから選択される１種以上の２１ｋＰａ未満のＲＶＰ配合値を有するＲＶＰ低下化合物；
   を含み、１種以上の酸素化剤は１０容量％で存在し、１種以上のＲＶＰ低下化合物は１〜５容量％で存在する、ガソリン組成物。
2. ＲＶＰ低下化合物が０．０ｋＰａ未満のＲＶＰ配合値を有する請求項１に記載のガソリン組成物。
3. １種以上の酸素化剤がアルコールである請求項１に記載のガソリン組成物。
4. ガソリンブレンドストックと１種以上の酸素化剤との混合物が少なくとも４７．５ｋＰａのＲＶＰ値を有する請求項１〜３のいずれかに記載のガソリン組成物。
5. ガソリンブレンドストック、１種以上の酸素化剤、及び１種以上のＲＶＰ低下化合物の混合物が、０．０４５未満の規格化相対吸光度を有する請求項１〜４のいずれかに記載のガソリン組成物。
6. ガソリンブレンドストックと１種以上の酸素化剤とのブレンドが０．０５より大きな規格化相対吸光度を有する請求項５に記載のガソリン組成物。
7. ガソリンブレンドストック、１種以上の酸素化剤、及び酢酸、２−エトキシエタノール、２−プロパノール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、トリエチルアミン及びこれらの組み合わせから選択される１種以上の２１ｋＰａ未満のＲＶＰ配合値を有するＲＶＰ低下化合物を配合することを含み、１種以上の酸素化剤は１０容量％で存在し、１種以上のＲＶＰ低下化合物は１〜５容量％で存在するガソリン組成物を提供し、含酸素ガソリンのＲＶＰを低下させる方法。
8. ＲＶＰ低下化合物が０．０ｋＰａ未満のＲＶＰ配合値を有する請求項７に記載の方法。
9. ガソリンブレンドストックと１種以上の酸素化剤との混合物が少なくとも４７．５ｋＰａのＲＶＰ値を有する請求項７又は８に記載の方法。
10. １種以上の酸素化剤又は１種以上のＲＶＰ低下化合物を、ターミナルにおいて配合する請求項７〜９のいずれかに記載の方法。
11. １種以上の酸素化剤及び１種以上のＲＶＰ低下化合物を、同時にガソリンブレンドストックと配合する請求項７〜１０のいずれかに記載の方法。
12. １種以上のＲＶＰ低下化合物、ガソリンブレンドストック及び１種以上の酸素化剤を含む混合物が、０．０４５未満の規格化相対吸光度を有する請求項７〜１１のいずれかに記載の方法。
13. ガソリンブレンドストックと１種以上の酸素化剤との混合物が、０．０５より大きな規格化相対吸光度を有する請求項１２に記載の方法。
14. ガソリンブレンドストック、１種以上の酸素化剤、及び酢酸、２−エトキシエタノール、２−プロパノール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、トリエチルアミン及びこれらの組み合わせから選択される１種以上の２１ｋＰａ未満のＲＶＰ配合値を有するＲＶＰ低下化合物を配合することを含み、１種以上の酸素化剤は１０容量％で存在し、１種以上のＲＶＰ低下化合物は１〜５容量％で存在するガソリン組成物を提供し、ガソリンブレンドストックと１種以上の酸素化剤との混合物が予め定められた最大ＲＶＰ限界よりも大きなＲＶＰ値を有し、ガソリンブレンドストック、１種以上の酸素化剤及びＲＶＰ低下化合物の混合物が予め定められた最大ＲＶＰ限界以下のＲＶＰ値を有する、予め定められた最大ＲＶＰ限界を有する含酸素ガソリンの製造におけるガソリンブレンドストックに対するＲＶＰの制約を減少する方法。
15. １種以上のＲＶＰ低下化合物及び含酸素ガソリンを含む混合物が、０．０４５未満の規格化相対吸光度を有する請求項１４に記載の方法。
16. 含酸素ガソリンが、０．０５より大きな規格化相対吸光度を有する請求項１５に記載の方法。