JP6240722B2 - 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

Description

関連出願の相互参照
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６１／３５５，２２４号明細書の優先権を主張するものである。

本発明は、燃料に、より具体的にはブタノールおよび任意選択的にエタノールを含有するガソリンなどの含酸素ガソリンに関する。本発明は、良好な低温始動および暖機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を提供する。

ガソリンは、火花点火エンジンでの使用に好適であり、そして異なる沸点を有し、大気圧下に約７９°Ｆ〜約４３７°Ｆの範囲の温度で典型的には沸騰する多数の炭化水素の混合物を主成分として一般に含有する燃料である。この範囲はおおよそであり、存在する炭化水素分子の実際の混合物、（もしあれば）存在する添加剤またはその他の成分、および環境条件に依存して変わり得る。典型的には、ガソリンの炭化水素成分は、Ｃ４〜Ｃ１０炭化水素を含有する。

ガソリンは、一定の物理的基準および性能基準を満たすことが典型的には要求される。幾つかの特性は、エンジンまたはその他の燃料燃焼装置の適切な運転のために満たすことができる。しかし、多くの物理的特性および性能特性が、環境管理などのその他の理由のために国家規制または地域規制によって定められている。物理的特性の例としては、リード蒸気圧（Ｒｅｉｄ Ｖａｐｏｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、硫黄分、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パーセントが蒸留される温度（Ｔ９０）、燃料の５０パーセントが蒸留される温度（Ｔ５０）およびその他を挙げることができる。性能特性としては、オクタン価、燃焼特性、および排出成分を挙げることができる。

たとえば、米国内の大部分で販売するためのガソリンの基準は、参照により本明細書に援用されるＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ（標準規格番号）Ｄ ４８１４（「ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４」）に概して示されている。追加の連邦および州規制が、このＡＳＴＭ標準を補うことができる。欧州内の大部分で販売するためのガソリンの基準は、参照により本明細書にまた援用される、Ｅｕｒｏｐｅａｎ
Ｓｔａｎｄａｒｄ（欧州標準）ＥＮ２２８：２００８に概して示されている。

ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４に示されているガソリン規格は、気候、季節、地理的位置および高度などの揮発度および燃焼に影響を及ぼす多数のパラメータに基づいて変わる。そのため、ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４に準拠して製造されたガソリンは、各カテゴリー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。これらの規格はまた、その規格におけるパラメータを測定するための試験方法を示している。

たとえば、比較的暖かい気候において夏季運転シーズン中に使用するためにブレンドされるクラスＡＡ−２ガソリンは、７．８ｐｓｉの最大蒸気圧、１５８°Ｆのその成分の容積の１０パーセントの蒸留のための最高温度（「Ｔ１０」）、１７０°Ｆ〜２５０°Ｆのその成分の容積の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。

低温始動および暖機（ＣＳ＆Ｗ）性能は、ガソリンモーター燃料についての重要な品質指標であり；適切に調合されたガソリン燃料は、コールドエンジン（すなわち、以前の走行からの残留熱なしのその環境と本質的に同じ温度であるエンジン）がすべての気候条件下に迅速に始動し、円滑なドライブアウェイ性能を提供することを可能にする。始動およびドライブアウェイ性能は、長いクランキング時間、エンスト、および加速の失敗またはためらいなどの障害がないものであるべきである。

ガソリンのＣＳ＆Ｗ性能は、蒸気圧およびとりわけ蒸留特性（すなわち、燃料の沸点範囲にわたっての成分沸点の分布）を伝統的に含む燃料の揮発度特性によってコントロールされる。米国（ＡＳＴＭ）、欧州（ＥＮ）、およびその他の地域における製品規格は、これらの個々の特性への限度、ならびに圧倒的多数の車両と燃料が用いられる条件とにわたっての観察ＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能に対して指数化されている特性組み合わせ（たとえば、３つの蒸留温度の線形結合から元々なるＡＳＴＭドライバビリティ指数）への限度を用いている。

ガソリン・ブレンディングプールへのバイオ成分（中でも注目すべきは米国では１０容積％でのエタノール）の導入は、許容できるＣＳ＆Ｗドライバビリティを確保するためにガソリン揮発度規格の改訂を早めた。具体的には米国において用いられているＡＳＴＭドライバビリティ指数は、
ＡＳＴＭドライバビリティ指数（ＤＩ）＝１．５Ｔ_１０＋３Ｔ_５０＋Ｔ_９０＋２．４ＥｔＯＨ （式１）
（ここで、Ｔ_１０、Ｔ_５０、およびＴ_９０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、各蒸気圧／蒸留クラスについてのＤＩの最大値をＤ４８１４の表１におよび、それ故に、各季節の揮発度クラスについてのＤＩの最大値をＤ４８１４表４に定めており；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。

欧州の用途では、ＥＮ２２８ガソリン規格は、標準蒸留試験において１００℃までに蒸留されなければならない燃料の最小容積パーセントＥ１００を規定することにより良好なＣＳ＆Ｗドライバビリティのための中程度の揮発度を規制している。

しかしながら、対照実験は、ＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能が高濃度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は問題含みであり得ることを示唆した。前記のドライバビリティ指数（式１）などの、燃料揮発度パラメータからＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能を予測するための既存方法は高ブタノールブレンドについては無効であることがまた分かった。２００９年４月２８日出願の、Ｂａｕｓｔｉａｎの米国特許出願第１２／４３１，２１７号明細書は、約２００°Ｆ以下の温度で蒸留するブレンドの容積分率を少なくとも３５容積パーセントに維持する工程を含む、高濃度の少なくとも１つのブタノール異性体を有するガソリンブレンドの製造方法を開示している。

ブタノール異性体はガソリンの中点近くで沸騰するので、ブタノールが燃料の蒸発特性を著しく変えることなくガソリンと比較的低い濃度でブレンドできるであろうことは一般に理解される。しかし、再生可能な燃料成分ブ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方法で様々な条件下にイソブタノールをブレンドすることは理解されない。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最大にするために、修正されたドライバビリティ指数と、より低い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、イソブタノールをまた含有することができる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。

一態様においては、本発明は、（ａ）少なくとも１つのブタノール異性体および任意選択的にエタノールをガソリンとブレンドして特定のＡＳＴＭ Ｄ４８１４蒸気圧／蒸留クラスのガソリンに相当する蒸気圧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製造方法であって；ブタノールガソリンブレンドが、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ａ_１Ｔ_１０＋ａ_２Ｔ_５０＋ａ_３Ｔ_９０＋ａ_４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ_５−ａ_６Ｅ２００）に等しい低ブタノールドライバビリティ指数（ＬＢＤＩ）の値を有し（ここで：Ｔ_１０は、ブタノールガソリンブレンドの１０容積パーセントの蒸留のための温度であり；Ｔ_５０は、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温度であり；Ｔ_９０は、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温度であり；ＥｔＯＨは、ブタノールガソリンブレンド中のエタノールの容積パーセント単位の濃度であり；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；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は、ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４−０８ａの表１に規定されており；ａ_１、ａ_２、ａ_３、ａ_４、ａ_５およびａ_６は、約２０容積パーセント未満のエタノールの濃度で、約３０容積パーセント未満の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の濃度で、ならびに約３５容積パーセント未満のエタノールおよび少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の合計濃度で、少なくとも１つのブタノール異性体および任意選択的にエタノール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ＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能の試験測定からの平均補正全加重デメリット（ｔｏｔａｌ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｄｅｍｅｒｉｔ）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未満である方法である。

別の態様においては、本発明は、特定のＡＳＴＭ Ｄ４８１４蒸気圧／蒸留クラスのガソリン；少なくとも１つの生物源ブタノール異性体および任意選択的にエタノールを含み；特定のＡＳＴＭ Ｄ４８１４表１蒸気圧／蒸留クラスのガソリンに相当する蒸気圧を有する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、ブタノールガソリンブレンドが、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）についての規定の最大限度よりも下の線形結合ａ_１Ｔ_１０＋ａ_２Ｔ_５０＋ａ_３Ｔ_９０＋ａ_４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ_５−ａ_６Ｅ２００）に等しい低ブタノールドライバビリティ指数（ＬＢＤＩ）の値を有し（ここで：Ｔ_１０は、ブタノールガソリンブレンドの１０容積パーセントの蒸留のための温度であり；Ｔ_５０は、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温度であり；Ｔ_９０は、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温度であり；ＥｔＯＨは、ブタノールガソリンブレンド中のエタノールの容積パーセント単位の濃度であり；Ｂｕ
ＯＨ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；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は、ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４の表１に規定されており；ａ_１、ａ_２、ａ_３、ａ_４、ａ_５およびａ_６は、約２０容積パーセント未満のエタノールの濃度で、約３０容積パーセント未満の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の濃度で、ならびに約３５容積パーセント未満のエタノールおよび少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の合計濃度で、少なくとも１つのブタノール異性体および任意選択的にエタノール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ＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能の試験測定から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。

別の態様においては、本発明は、（ａ）少なくとも１つの生物源ブタノール異性体および任意選択的にエタノールをガソリンとブレンドして特定のＥＮ２２８揮発度クラスのガソリンに相当する蒸気圧を有する、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製造方法であって；ブタノールガソリンブレンドが、ＥＮ２２８の表２に規定されるような当該クラスのガソリンに関するＥ１００についての最小限度よりも上の線形結合Ｅ１００−ＢｕＯＨ（ｂ_１−ｂ_２Ｅ１００）に等しいＥｆｆ_１００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；Ｅ１００は、約１００℃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；ｂ_１およびｂ_２は、約２０容積パーセント未満のエタノールの濃度で、約３０容積パーセント未満の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の濃度で、ならびに約３５容積パーセント未満のエタノールおよび少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の合計濃度で、少なくとも１つのブタノール異性体および任意選択的にエタノール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未満である方法である。

別の態様においては、本発明は、特定のＥＮ２２８揮発度クラスのガソリン、少なくとも１つの生物源ブタノール異性体、および任意選択的にエタノールのブレンドを含み、特定のＥＮ２２表２揮発度クラスのガソリンに相当する蒸気圧を有する、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、ブタノールガソリンブレンドが、線形結合Ｅ１００−ＢｕＯＨ（ｂ_１−ｂ_２Ｅ１００）に等しいＥｆｆ_１００値を有し、そしてＥＮ２２８の表２に規定されるようなＥ１００についての最小限度よりも上であり（ここで、ＢｕＯＨは、ブタノールガソリンブレンド中の容積パーセント単位の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体濃度であり；Ｅ１００は、約１００℃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；ｂ_１およびｂ_２は、約２０容積パーセント未満のエタノールの濃度で、約３０容積パーセント未満の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の濃度で、ならびに約３５容積パーセント未満のエタノールおよび少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の合計濃度で、少なくとも１つのブタノール異性体および任意選択的にエタノール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。

別の態様においては、本発明は、（ａ）ガソリンをブタノール、および任意選択的に、エタノールとブレンドする工程と；（ｂ）燃料変数Ｅ２００、Ｔ_１０、Ｔ_５０、およびＴ_９０を測定する工程と；（ｃ）燃料変数を式ａ_１Ｔ_１０＋ａ_２Ｔ_５０＋ａ_３Ｔ_９０＋ａ_４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ_５−ａ_６Ｅ２００）に代入してブタノールガソリンブレンドのＬＢＤＩを計算する工程と；（ｄ）ＬＢＤＩを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と比較する工程と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；ＬＢＤＩがＡＳＴＭ Ｄ ４８１４の表１に規定される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である場合にブタノールガソリンブレンドが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し；ここで：Ｔ_１０は、ブタノールガソリンブレンドの１０容積パーセントの蒸留のための温度であり；Ｔ_５０は、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温度であり；Ｔ_９０は、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温度であり；ＥｔＯＨは、ブタノールガソリンブレンド中のエタノールの容積パーセント単位の濃度であり；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；ａ_１、ａ_２、ａ_３、ａ_４、ａ_５およびａ_６は、約２０容積パーセント未満のエタノールの濃度で、約３０容積パーセント未満の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の濃度で、ならびに約３５容積パーセント未満のエタノールおよび少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の合計濃度で、少なくとも１つのブタノール異性体および任意選択的にエタノール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方法である。

低ブタノールガソリンドライバビリティの全加重デメリットの平均補正自然対数対ＡＳＴＭ ＤＩのプロットである。 低ブタノールガソリンドライバビリティの全加重デメリットの平均補正自然対数対ＬＢＤＩのプロットである。 低ブタノールガソリンドライバビリティの全加重デメリットの平均補正自然対数対Ｅｆｆ_１００のプロットである。 それらのｌｏｇ変形よりはむしろ平均補正全加重デメリットがｙ軸上にプロットされていることを除いて、図２にプロットされたデータの再プロットである。 それらのｌｏｇ変形よりはむしろ平均補正全加重デメリットがｙ軸上にプロットされていることを除いて、図３にプロットされたデータの再プロットである。

特に定義しない限り、本明細書で用いられるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。矛盾が生じた場合には、定義を含めて、本出願が優先される。また、文脈によって特に要求されない限り、単数用語は複数形を包含するものとし、複数用語は単数形を包含するものとする。本明細書で言及されるすべての刊行物、特許およびその他の参考文献は、あらゆる目的のためにそれらの全体を参照により援用される。

本発明をさらに明確にするために、以下の用語および定義が本明細書で提供される。

本明細書で用いるところでは、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「包含する（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「包含する（ｉｎｃｌｕｄｉ
ｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」、もしくは「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、またはそれらのあらゆるその他の変形は、述べられる整数もしくは整数の群の包含を意味するが、あらゆるその他の整数もしくは整数の群の排除を意味しないと理解されるであろう。例えば、要素のリストを含む組成物、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）。

本明細書で用いるところでは、用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ）、または「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ」もしくは「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」などの変形は、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって用いられるように、あらゆる列挙される整数もしくは整数の群の包含を示すが、追加の整数もしくは整数の群が明記される方法、構造、または組成物にまったく追加できないことを示す。

本明細書で用いるところでは、用語「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」、または「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」もしくは「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」などの変形は、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって用いられるように、あらゆる列挙される整数もしくは整数の群の包含、および明記される方法、構造または組成物の基本的なまたは新規な特性を実質的に変えないあるゆる列挙される整数もしくは整数の群の任意選択の包含を示す。

また、本発明の要素または成分に先行する不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、事例、すなわち、要素または成分の発生の数に関して非限定的であることを意図される。それ故「ａ」または「ａｎ」は、１つまたは少なくとも１つを包含すると読まれるべきであり、要素または成分の単数形単語形態はまた、その数が単数形であることを明らかに意味しない限り複数形をまた包含する。

本明細書で用いるところでは用語「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」または「本発明（ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」は、非限定的な用語であり、特定の発明のあらゆる単一実施形態を意味することを意図されず、本出願に記載されるようなすべての可能な実施形態を包含する。

本明細書で用いるところでは、用いられる本発明の原料または反応剤の量を修飾する用語「約」は、例えば、現実の世界でコンセントレートまたは溶液を製造するために用いられる典型的な計測手順および液体取り扱い手順によって；これらの手順における故意ではない誤差によって；組成物を製造するためにまたは方法を実施するために用いられる原料の製造、製造業者、または純度における差などによって起こり得る数量のばらつきを意味する。用語「約」はまた、特定の初期混合物から生じる組成物についての異なる平衡状態のために異なる量を包含する。用語「約」によって修飾されようとされまいと、特許請求の範囲は、それらの量の等価物を包含する。一実施形態においては、用語「約」は、報告される数値の１０％内を意味し；別の実施形態においては、報告される数値の５％内を意味する。

本明細書で用いるところでは用語「実質的な」および「実質的に」は、１０％以下、好
ましくは５％以下の偏りが許されることを意味する。

本明細書で用いるところでは用語「アルコール」は、一連のヒドロキシル化合物のいずれかを意味し、その最も簡単なものは、飽和炭化水素から誘導され、一般式Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋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。

本明細書で用いるところでは用語「ブタノール」は、個々にまたはそれらのあらゆる混合物で、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、第三ブチルアルコールを意味する。ブタノールは、たとえば、生物源（すなわち、バイオブタノール）であってもよい。生物源は発酵生産を意味する。たとえば、その全体を参照により本明細書に援用される、米国特許第７，８５１，１８８号明細書を参照されたい。

本明細書で用いるところでは用語「再生可能な成分」は、石油または石油製品から誘導されていない成分を意味する。

本明細書で用いるところでは用語「燃料」は、管理された方法で機械的作用を生み出すためのエネルギーを発生させるために使用することができるあらゆる材料を意味する。燃料の例としては、バイオ燃料（すなわち、バイオマスから何らかの方法で誘導される燃料）、ガソリン、ガソリンサブブレード、ディーゼルおよびジェット燃料が挙げられるが、それらに限定されない。好適な燃料の具体的な成分および許容量は季節ガイドラインおよび地域ガイドラインに基づいて変わり得ることが理解される。

本明細書で用いるところでは用語「燃料ブレンド」または「混合燃料」は、少なくとも燃料および１つ以上のアルコールを含有する混合物を意味する。

本明細書で用いるところでは用語「ガソリン」は、少量の添加剤を任意選択的に含有することができる液体炭化水素の揮発性混合物を一般に意味する。この用語には、従来型ガソリン、含酸素ガソリン、改質ガソリン、バイオガソリン（すなわち、バイオマスから何らかの方法で誘導されるガソリン）、フィッシャー−トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）ガソリン、ならびにそれらの混合物が含まれるが、それらに限定されない。さらに、用語「ガソリン」には、ガソリンブレンド、ガソリンブレンド類、混合ガソリン、ガソリンブレンドストック、ガソリンブレンドストック類、およびそれらの混合物が含まれる。好適なガソリンの具体的な成分および許容量は季節ガイドラインおよび地域ガイドラインに基づいて変わり得ることが理解される。

本明細書で用いるところでは用語「ガソリンブレンド」および「混合ガソリン」は、ガソリンおよび／またはガソリンサブグレードと１つ以上のアルコールとを少なくとも含有する混合物を意味する。ガソリンブレンドとしては、自動車エンジンにおける燃焼に好適な無鉛ガソリンが挙げられるが、それらに限定されない。

本明細書で用いるところでは用語「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（米国材料試験協会）」および「ＡＳＴＭ」は、燃料を含む、広範囲の材料、製品、システム、およびサービスについての自発的合意技術標準を策定し、公表する国際標準機構を意味する。

本明細書で用いるところでは用語「オクタン価」は、火花点火内燃エンジンにおける自動点火に対する燃料の抵抗の測定結果をまたは管理された方法で燃焼する燃料の傾向の尺度を意味する。オクタン価は、リサーチオクタン価（ＲＯＮ）またはモーターオクタン価（ＭＯＮ）であってもよい。ＲＯＮは、管理条件下に可変圧縮比の試験エンジンにおいて燃料の試験を行い、そしてそれらの結果をイソ−オクタンとｎ−ヘプタンとの混合物につ
いての結果と比較することによって決定される測定結果を意味する。ＭＯＮは、ＲＯＮ試験において用いられる試験と類似の試験を用いて、しかし予熱された燃料混合物、より高いエンジン速度、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。

本明細書で記載される燃料クラスは、ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４およびＥＮ２２８に記述されるガソリンについての規格によって定義され、気候、季節、地理的位置および高度などの揮発度および燃焼に影響を及ぼす多数のパラメータに基づいて変わる。ＡＳＴＭ Ｄ
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。

ガソリンブレンドの全加重デメリットは、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｕｎｃｉｌ（研究調整評議会）（ＣＲＣ）Ｃｏｌｄ−Ｓｔａｒｔ ａｎｄ Ｗａｒｍ−ｕｐ Ｄｒｉｖｅａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ（低温始動および暖機ドライバビリティ手順）ＣＲＣ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ（呼称）Ｅ−２８−９４に従った低温始動および暖機ドライバビリティ性能の測定結果である。この手順においては、車両は、操作中に観察されるあらゆるドライバビリティ機能障害（エンスト、アイドルラフネス、逆火、ためらい、つまずき、波打ち）に重症度格付け（微量の、中くらい、重い、極端な）を与える訓練を受けた評価者による加速／減速操作のセットによって低温始動から駆動させられる。この重症度格付けは、試験条件での車両についての全加重デメリット（ＴＷＤ）を計算するために用いられる。ＴＷＤ値が高ければ高いほど、ガソリンブレンドのＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能は不十分である。

ガソリンは、当該技術分野において周知であり、大気圧下に約７９°Ｆ〜約４３７°Ｆの範囲の温度で典型的には沸騰する、異なる沸点を有する炭化水素の混合物を主要成分として一般に含有する。この範囲はおおよそであり、存在する炭化水素分子の実際の混合物、（もしあれば）存在する添加剤またはその他の化合物、および環境条件に依存して変わることができる。含酸素ガソリンは、１つ以上のガソリンブレンドストックと１つ以上の含酸素化合物とのブレンドである。含酸素化合物は、その約９９重量パーセントを占め、酸素が少なくともその約５重量パーセントを占める状態で、炭素、水素および酸素からなる化合物または化合物の混合物である。典型的な含酸素化合物は、アルコール、エーテルおよびそれらの混合物である。

ガソリンブレンドストックは、製油所アルキル化装置からの生成物またはその他の製油所ストリームなどの、単一成分から製造することができる。しかし、ガソリンブレンドストックは、２つ以上の成分を使用してより一般的にはブレンドされる。ガソリンブレンドストックは、所望の物理的特性および性能特性を満たし、かつ、規制要件を満たすガソリンを製造するために組み合わせられ、いくつかのブレンディング成分を含んでいてもよい。たとえば、ガソリンブレンディングストックは、２〜４つのブレンディング成分を有してもよいか、または４つ超の成分などの、多数のブレンディング成分を有してもよい。

ガソリンおよびガソリンブレンドストックは任意選択的に、その他の化学薬品または添加剤を含んでもよい。たとえば、添加剤またはその他の化学薬品は、規制要件を満たすようにガソリンの特性を調整する、望ましい特性を追加するもしくは高める、望ましくない有害影響を減らす、性能特性を調整する、またはさもなければガソリンの特性を修正する
ために添加することができる。そのような化学薬品または添加剤の例としては、洗浄剤、酸化防止剤、安定性エンハンサー、乳化破壊剤、腐食防止剤、金属不活性化剤などが挙げられる。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。

本明細書で用いるところでは用語「調整すること」には、沸騰特性／揮発度を修正するために成分の濃度を変えること、成分を排除すること、成分を添加すること、またはそれらのあらゆる組み合わせが含まれる。

有用な添加剤および化学薬品は、参照により本明細書に援用される、Ｃｏｌｕｃｃｉらの米国特許第５，７８２，９３７号明細書に記載されている。そのような添加剤および化学薬品はまた、それらの両方とも本明細書に参照により援用される、Ｗｏｌｆの米国特許第６，０８３，２２８号明細書、およびＩｓｈｉｄａらの米国特許第５，７５５，８３３号明細書に記載されている。ガソリンおよびガソリンブレンドストックはまた、添加剤を燃料中へ届けるために多くの場合使用される溶剤またはキャリア溶液を含有してもよい。そのような溶剤またはキャリア溶液の例としては、鉱油、アルコール、芳香族ナフサ、合成油、および当該技術分野において公知である多数のその他のものが挙げられるが、それらに限定されない。

本発明の方法での使用に好適なガソリンブレンドストックは典型的には、火花点火エンジンでのまたはガソリンを燃焼させるその他のエンジンでの消費のためのガソリンを製造するために有用な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また、地域要件を満たすために望ましいかもしれない低い硫黄分を有する、たとえば、約１５０未満、約１４０未満、約１３０未満、約１２０未満、約１１０未満、約１００未満、約９０未満、約８０未満、約７０未満、約６０未満、約５０未満、約４０未満、または約３０未満の重量で百万部当たりの部の硫黄を有するブレンドストックが挙げられる。そのような好適なガソリンブレンドストックとしてはまた、規制要件を満たすために望ましいかもしれない低い芳香族化合物含量を有する、たとえば、約８０００未満、約７７５０未満、約７５００未満、約７２５０未満、もしくは約７０００未満の容積で百万部当たりの部のベンゼンを有する、または、たとえば、計約３５未満、約３４未満、約３３未満、約３２未満、約３１未満、約３０未満、約２９未満、約２８未満、約２７未満、約２６未満、もしくは約２５未満の容積パーセントの存在する全芳香族化学種を有するブレンドストックが挙げられる。

エタノールなどの含酸素化合物はまた、ガソリンブレンディングストックとブレンドすることができる。その場合には、生じたガソリンブレンドは、１つ以上のガソリンブレンディングストックと１つ以上のその他の好適な含酸素化合物とのブレンドを含む。別の実施形態においては、１つ以上のブタノール異性体を、１つ以上のガソリンブレンディングストックとおよび、任意選択的に、エタノールなどの、１つ以上の好適な含酸素化合物とブレンドすることができる。そのような実施形態においては、１つ以上のガソリンブレンドストック、１つ以上のブタノール異性体および任意選択的に１つ以上のその他の好適な含酸素化合物を、任意の順番にブレンドすることができる。さらなる例として、イソブタノール、ｎ−ブタノール、または第三ブタノールなどの、ブタノールを、その他の好適な含酸素化合物と一緒に加えることができ、その他の好適な含酸素化合物の前に加えるまたはガソリンブレンドストックに加えられる前にその他の好適な含酸素化合物とブレンドすることができる。別の例として、１つ以上のその他の好適な含酸素化合物およびブタノールを、幾つかの異なる場所にまたは多段階で加えることができる。さらなる例として、イソブタノールなどの、ブタノールを、その他の好適な含酸素化合物と一緒に加えることができ、その他の好適な含酸素化合物の前に加えるまたはガソリンブレンドストックに加えられる前にその他の好適な含酸素化合物とブレンドすることができる。一実施形態においては、イソブタノールなどの、ブタノールは、含酸素化合物ガソリンに加えられる。別の
実施形態においては、１つ以上のその他の好適な含酸素化合物およびブタノールを同時に、ガソリンブレンドストックへブレンドすることができる。

あらゆるそのような実施形態において、１つ以上のブタノール異性体および任意選択的に１つ以上のその他の好適な含酸素化合物は、流通網内のあるゆる地点で加えることができる。たとえば、ガソリンブレンドストックをターミナルに輸送することができ、そのときブタノールおよび任意選択的に１つ以上のその他の好適な含酸素化合物を、ターミナルで、個々にかまたは組み合わせて、ガソリンブレンドストックとブレンドすることができる。さらなる例として、１つ以上のガソリンブレンディングストック、１つ以上のブタノール異性体および任意選択的に１つ以上のその他の好適な含酸素化合物は、製油所で組み合わせることができる。その他の成分または添加剤はまた、流通網のあらゆる地点で加えることができる。さらに、本発明の方法は、製油所、ターミナル、小売店サイト、または流通網のあらゆるその他の好適な地点で実施することができる。

本発明のある実施形態においては、ガソリンブレンドの全加重デメリットは、約４０よりも下、約３５よりも下、約３０よりも下、約２５よりも下、約２０よりも下、約１５よりも下、または約１０よりも下である。

さもなければ現行のＡＳＴＭおよびＥＵ揮発度規格限度を満たすように思われる多くの見込みのあるガソリン／ブタノールブレンド中へブタノールが含められるとき、低温始動および暖機（ＣＳ＆Ｗ）ドライバビリティ性能は著しく悪化し得る。しかし、ブタノールがガソリン／ブタノールブレンド中に含まれるとき、ＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能に関連した負の悪化が本明細書に記載される方法によって回避されることが意外にもおよび予想外にも見いだされた。

具体的には、ゼロ〜２４容積パーセントの範囲のイソブタノール濃度の１５のＡＳＴＭ
Ａクラス燃料を、業界標準方法（たとえば、ＡＳＴＭ標準蒸留および蒸気圧燃料検査試験、ＣＲＣ Ｅ２８標準低温始動および暖機ドライバビリティ試験）を用いて揮発度特性およびＣＳ＆Ｗ性能について試験した。全１５の燃料を、４０°Ｆでの１２の軽量車両のそれぞれにおいてＣＳ＆Ｗ性能について試験し、試験の１／３は、統計的検出力を得るために繰り返した。計２４０のＣＳ＆Ｗ評価（各車両で２０）を行った。これらの試験の結果を下の表１および表２に示す。

これらの試験は、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｕｎｃｉｌによって行われる類似のプログラム（ＣＲＣ Ｒｅｐｏｒｔ 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、ガソリン中の低濃度のイソブタノールの多数のブレンドについての全加重デメリットの平均補正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低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）、Ｒ^２からの両方で、明らかであるように、式１は、低ブタノール燃料のＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能を説明できない。

図の全加重デメリット（ＴＷＤ）の平均補正自然対数は、ＣＳ＆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１２の車両フリートにおける燃料の不偏平均性能を示す。すべての１５の燃料および１２の車両の組み合わせから、行われた試験は合計１８０になる。しかし、１８０の試験の幾つかの繰り返しであった６０の追加の試験もまた行った。こうして、計２４０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、１２の車両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。

以下の拡張／修正を、式１として示される慣習的ドライバビリティ指数ＤＩを行った。下の式２ａおよび２ｂは、低ブタノールドライバビリティ指数またはＬＢＤＩを示し、それは、ＡＳＴＭ ＤＩの修正であり、温度、アルコール濃度およびＥ２００の線形結合である。
ＬＢＤＩ＝ａ_１Ｔ_１０＋ａ_２Ｔ_５０＋ａ_３Ｔ_９０＋ａ_４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ_５−ａ_６Ｅ２００） （式２ａ）
ここで、ＬＢＤＩは修正ドライバビリティ指数であり；Ｔ_１０、Ｔ_５０、およびＴ_９０は、ブレンドの、それぞれ、１０、５０および９０容積パーセントの蒸留のための温度であり；ＥｔＯＨおよびＢｕＯＨは、ブレンド中の、それぞれ、エタノールおよびブタノールの容積パーセントであり；Ｅ２００は、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、ａ_１、ａ_２、ａ_３、ａ_４、ａ_５およびａ_６は、２０容積パーセント未満、１９容積パーセント未満、１８容積パーセント未満、１７容積パーセント未満、１６容積パーセント未満、１５容積パーセント未満、１４容積パーセント未満、１３容積パーセント未満、１２容積パーセント未満、１１容積パーセント未満、１０容積パーセント未満、９容積パーセント未満、８容積パーセント未満、７容積パーセント未満、６容積パーセント未満、または５容積パーセント未満のエタノールの濃度で、３０容積パーセント未満、２９容積パーセント未満、２８容積パーセント未満、２７容積パーセント未満、２６容積パーセント未満、２５容積パーセント未満、２４容積パーセント未満、２３容積パーセント未満、２２容積パーセント未満、２１容積パーセント未満、２０容積パーセント未満、１９容積パーセント未満、１８容積パーセント未満、１７容積パーセント未満、１６容積パーセント未満、１５容積パーセント未満、１４容積パーセント未満、１３容積パーセント未満、１２容積パーセント未満、１１容積パーセント未満、１０容積パーセント未満、９容積パーセント未満、８容積パーセント未満、７容積パーセント未満、６容積パーセント未満、または５容積パーセント未満のブタノールの濃度で、ならびに３５容積パーセント未満、３０容積パーセント未満、２５容積パーセント未満、２０容積パーセント未満、１５容積パーセント未満、１０容積パーセント未満のエタノールおよびブタノールの合計濃度で、ブタノールおよび任意選択的にエタノールを含有するガソリンブレンドについての前記の線形結合の値と、そのようなブレンドについての平均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。一実施形態においては、このブレンドはエタノールを含まない。

一実施形態においては、低ブタノールドライバビリティ指数（ＬＢＤＩ）は、ガソリン、少なくとも１つの生物源ブタノール異性体、および任意選択的にエタノールをブレンドしてブタノールガソリンブレンドを形成する前に測定することができる。別の実施形態においては、低ブタノールドライバビリティ指数（ＬＢＤＩ）は、ガソリン、少なくとも１つの生物源ブタノール異性体、および任意選択的にエタノールをブレンドしてブタノールガソリンブレンドを形成した後に測定することができる。ＬＢＤＩが後で測定される場合には、ガソリン量、少なくとも１つの生物源ブタノール異性体量、エタノール、またはそれらのあらゆる組み合わせは、ＬＢＤＩが、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ａ_１Ｔ_１０＋ａ_２Ｔ_５０＋ａ_３Ｔ_９０＋ａ_４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ_５−ａ_６Ｅ２００）に等しい値を有するように任意選択的に調整することができる。さらに別の実施形態においては、低ブタノールドライバ
ビリティ指数（ＬＢＤＩ）は、ブタノールガソリンブレンドを形成するためにガソリン、少なくとも１つの生物源ブタノール異性体、および任意選択的にエタノールをブレンドする間に測定することができる。ＬＢＤＩがブレンドする間に測定される場合には、ガソリン量、少なくとも１つの生物源ブタノール異性体量、エタノール、またはそれらのあらゆる組み合わせは、ＬＢＤＩが、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ａ_１Ｔ_１０＋ａ_２Ｔ_５０＋ａ_３Ｔ_９０＋ａ_４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ_５−ａ_６Ｅ２００）に等しい値を有するように任意選択的に調整することができる。もちろん、低ブタノールドライバビリティ指数（ＬＢＤＩ）は、１回または２回以上測定することができ、ブタノールガソリンブレンドが生成する前、生成する間、および生成した後を含むが、それらに限定されない、ブタノールガソリンブレンドをブレンドする様々な段階で測定することができる。

エタノールの濃度が１０容積パーセント未満であるとき、ａ_１、ａ_２、ａ_３、およびａ_４は、それぞれ、１．５、３、１、および２．４に等しく、式２ａは：
ＬＢＤＩ＝１．５Ｔ_１０＋３Ｔ_５０＋Ｔ_９０＋２．４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ_５−ａ_６Ｅ２００） （式２ｂ）
になる。

さらに、エタノールの濃度が１０容積パーセント未満であり、そしてブタノールの濃度が２０容積パーセント未満であるとき、ａ_１、ａ_２、ａ_３、ａ_４、ａ_５およびａ_６は、それぞれ、おおよそ１．５、３、１、２．４、１６および０．３に等しく、式２ａおよび２ｂは：
ＬＢＤＩ＝１．５Ｔ_１０＋３Ｔ_５０＋Ｔ_９０＋２．４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（１６−０．３Ｅ２００） （式２ｃ）
または言い換えれば：
ＬＢＤＩ＝ＤＩ＋ＢｕＯＨ（１６−０．３Ｅ２００） （式２ｄ）
になり、
ここで、ＤＩは、前記のＡＳＴＭ ＤＩである。式の形から分かるように、ＬＢＤＩは、ブタノールが不在であるとき慣習的ＡＳＴＭ ＤＩと化し、それ故にＤＩについて定められた同じ規格限度がＬＢＤＩに適用できる。

欧州の用途では、ＥＮ２２８ガソリン規格は、標準蒸留試験において１００℃までに蒸留される燃料留分である、Ｅ１００について最小値を規定することによって良好なＣＳ＆Ｗドライバビリティのための中程度の揮発度を規制している。試験はまた、本規格および制限値Ｅ１００が低ブタノールガソリンに適用できないことを示している。その結果として、本発明は、「有効なＥ１００」を線形結合：
Ｅｆｆ_１００＝Ｅ１００−ＢｕＯＨ（ｂ_１−ｂ_２Ｅ１００） （式３ａ）
と定義する。

Ｅｆｆ_１００が、「有効なＥ１００」と称される新規修正ドライバビリティ指数である場合；Ｅ１００は、標準蒸留試験において観察されるような１００℃で蒸留される燃料容積パーセントであり、ＢｕＯＨは再び、容積パーセント単位の燃料ブタノール含量であり；全３つの量は容積パーセントの単位にあり；ｂ_１およびｂ_２は、２０容積パーセント未満、１９容積パーセント未満、１８容積パーセント未満、１７容積パーセント未満、１６容積パーセント未満、１５容積パーセント未満、１４容積パーセント未満、１３容積パーセント未満、１２容積パーセント未満、１１容積パーセント未満、１０容積パーセント未満、９容積パーセント未満、８容積パーセント未満、７容積パーセント未満、６容積パーセント未満、または５容積パーセント未満のエタノールの濃度で、３０容積パーセント未満、２９容積パーセント未満、２８容積パーセント未満、２７容積パーセント未満、２６容積パーセント未満、２５容積パーセント未満、２４容積パーセント未満、２３容積パー
セント未満、２２容積パーセント未満、２１容積パーセント未満、２０容積パーセント未満、１９容積パーセント未満、１８容積パーセント未満、１７容積パーセント未満、１６容積パーセント未満、１５容積パーセント未満、１４容積パーセント未満、１３容積パーセント未満、１２容積パーセント未満、１１容積パーセント未満、１０容積パーセント未満、９容積パーセント未満、８容積パーセント未満、７容積パーセント未満、６容積パーセント未満、または５容積パーセント未満のブタノールの濃度で、ならびに３５容積パーセント未満、３０容積パーセント未満、２５容積パーセント未満、２０容積パーセント未満、１５容積パーセント未満、１０容積パーセント未満のエタノールおよびブタノールの合計濃度で、ブタノールおよび任意選択的にエタノール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平均測定全加重デメリットの自然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。一実施形態においては、このブレンドはエタノールを含まない。

エタノールの濃度が５容積パーセント未満であり、そしてブタノールの濃度が２０容積パーセント未満であるとき、ｂ_１およびｂ_２は、それぞれ、おおよそ２．３および０．０３４に等しく、式３ａは：
Ｅｆｆ_１００＝Ｅ１００−ＢｕＯＨ（２．３−０．０３４Ｅ１００） （式３ｂ）
になる。

再度、新規指数Ｅｆｆ_１００は、ブタノールが不在のとき慣習的形態に戻り、それ故にＥ１００について定められた既存の制限値がＥｆｆ_１００に適用できる。

各場合に、この指数は、主題燃料についての蒸留試験データをこの式に代入し、そして新規指数の値を計算することで用いられる。ＬＢＤＩについて、式２ａ〜２ｃから計算される、生じた値を次に、ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４−０８ａの表１に規定されるような当該クラスの燃料に与えられたＤＩについての規格最大限度と比較する。計算されたＬＢＤＩが適切な揮発度クラスについての規定されたＤＩ最大値よりも下である場合には、この燃料は許容できるＣＳ＆Ｗ性能を有するであろう。同様にＥｆｆ_１００について、式３ａ〜３ｂで試験データから計算された値を、ＥＮ ２２８における表２に規定されたような当該クラスの燃料についての最小Ｅ１００値と比較する。Ｅｆｆ_１００の計算値が適切な揮発度クラスに関するＥ１００についての規定された最小値よりも上である場合には、この燃料は許容できるＣＳ＆Ｗ性能を有するであろう。

式２ａ〜２ｄおよび３ａ〜３ｂは、図２および３に示されるような低ブタノール燃料についてのＣＳ＆Ｗドライバビリティ結果の相互関係を比較するのに式１よりも著しく有効である。図２および３は、揮発度および組成特性から低ブタノールガソリンのＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能を説明することにおける、それぞれ、式２ａ〜２ｄおよび３ａ〜３ｂの有効性を明らかにする。ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４およびＥＮ ２２８からの現行規格限度が新規指数に適切であることを実証するために、図２および３のデータを、それぞれ、図４および５ではｌｏｇ変形なしに再プロットする。これらのプロットはまた、試験される燃料のブタノール濃度を示すために具体的な記号が割り当てられているという点においても異なる。

図４のデータは、２４容積パーセントまでのイソ−ブタノール濃度に及び、対照ポイントとしての０容積パーセントのｉ−ＢｕＯＨ従来型燃料を含み、そしてまた許容できるから許容できないまでのドライバビリティ性能の範囲に及ぶ。１２５０のＤＩ限度よりも下および上の両方の従来型燃料が含まれている。可変範囲は非常に完璧であるので、Ａ−クラス燃料についての１２５０最大ＤＩの現限度もまた、ＬＢＤＩが指数として用いられるとき２４容積パーセント以下のイソブタノールを含有する燃料に適切である。２４容積パーセント以下のイソブタノールを含有する燃料が限度として１２５０ＬＢＤＩを用いて調
合することができ、そして１２５０ＤＩに指数化される従来型のブタノールを含まない燃料と同じ低いデメリットレベルを達成できることは容易に明らかである。同様に、１２５０超のＬＢＤＩのブタノール燃料は、１２５０超のＤＩの従来型のブタノールを含まない燃料とまったく同じように、より高い、許容できないレベルのデメリットを有する。

図５から欧州型の規格および指数について同様な結論に達することができる。ブタノールを含有するおよびブタノールを含まない燃料の完璧な範囲についてのデータは再び、許容できる（４６容積パーセントよりも上のＥ１００の従来型燃料）から許容できない（４６容積パーセントよりも下のＥ１００の従来型燃料）までのドライバビリティ性能の範囲に及ぶ。図５は、イソ−ブタノール燃料が４６容積パーセント以上のＥｆｆ_１００にブレンドされるときに、ドライバビリティデメリットが４６容積パーセント以上の定められた限度のＥ１００にブレンドされた従来型のブタノールを含まない燃料とまさに同じ程度に低いことを示す。４０容積パーセントまたはその程度に低いＥｆｆ_１００の従来型燃料およびブタノール含有燃料が両方ともまた非常に低いドライバビリティデメリットを示すことが明らかであるので、これらのデータはまた、最小４６容積パーセントの定められた限度が過度に限定的である可能性があることを示唆する。

本発明によれば、図２および３はまた、ブタノール、および任意選択的にエタノールを含む新規ガソリンブレンドのＴＷＤを計算するために用いることができる。本方法は、ガソリンをブタノールおよび任意選択的に、エタノールとブレンドする工程と；このガソリンブレンドのＥ２００、Ｔ_１０、Ｔ_５０、およびＴ_９０値を測定する工程と；Ｅ２００、Ｔ_１０、Ｔ_５０、およびＴ_９０値を式ａ_１Ｔ_１０＋ａ_２Ｔ_５０＋ａ_３Ｔ_９０＋ａ_４ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ_５−ａ_６Ｅ２００）に代入して上の適切な式２ａ〜ｄを用いて燃料ブレンドのＬＢＤＩを計算する工程と；ガソリンブレンドについてのＴＷＤを計算するために図２を用いて燃料ブレンドのＬＢＤＩ値の相互関係を比較する工程とを含むであろう。ガソリンブレンドの計算されたＴＷＤは、燃料の低温始動および暖機ドライバビリティ性能を予測するために用いることができる。

図２および３にプロットしたデータを、それぞれ、表１および表２に示す。そのＴＷＤが約２０以下である燃料は許容できるドライバビリティ特性を与えると考えられる。表１のデータは、燃料３、４、６、７、９、１３および１８のＤＩが許容できるドライバビリティ特性を与えるであろうことを不正確に示唆するが、それらのＬＢＤＩはそれとは反対に、それらのドライバビリティ特性が許容できないかまたは、１つの場合に、境界線上にあるにすぎないことを示す。表２のデータは、燃料３、４、６、７、および１８のＥ１００が許容できるドライバビリティ特性を与えるであろうことを不正確に示唆するが、Ｅｆｆ１００はそれとは反対に、それらが許容できないかまたは、１つの場合に、境界線上にあるにすぎないことを示す。

２０容積パーセント以下のエタノール濃度および３４容積パーセント以下のブタノール濃度の全域についての係数ａ１〜ａ６を決定するための一般的な方法は、本明細書で上記のＣＲＣプログラム（ＣＲＣ Ｐｒｏｇｒａｍ ＣＭ−１３８−０２，ＣＲＣ Ｒｅｐｏｒｔ Ｎｏ．６３８）によってエタノール・オフセットを決定するために用いられた方法に似ている。この方法は、ＣＲＣ Ｅ２８標準ＣＳ＆Ｗ試験によって測定されたＴＷＤの自然対数を相当する燃料変数に関連付ける回帰式を開発する工程を含む。標準ＤＩ式へのこの式のコラプスを達成するために、係数ａ１〜ａ４を、ＡＳＴＭ Ｄ ４８１４ ＤＩ式において使用されるものと同じものであるように選択した。追加の燃料変数Ｅ２００お
よびｉＢｕＯＨを、試験方法のばらつき内のデータにぴったり合う相関関係を与えるために加え、それらの値を、一般線形統計モデルを用いて最小二乗法によって計算した。具体的には、ｉＢｕＯＨ含量は線形項として加え、Ｅ２００は相互作用項（すなわちｉＢｕＯＨ^＊Ｅ２００）として加えた。図２は、この片対数関係についての良好な相関関係を示す。その他のブタノール異性体についての係数は、様々な濃度で対象の異性体を含有する燃料を使用してＣＳ＆Ｗ試験を行い、そして要因：ＤＩ、ブタノール異性体濃度およびＥ２００^＊ブタノール異性体濃度込みの一般線形統計モデルを用いて結果（すなわちＴＷＤの自然対数）を統計的に解析することによって誘導することができる。

同様に、式の欧州版についての係数、ｂ_１、およびｂ_２は、一般線形モデルを用いてＥ１００、ブタノール異性体濃度、およびＥ１００^＊ブタノール異性体濃度の関数として自然対数ＴＷＤを統計的に解析することによって推定される。図３は、この片対数相関の結果を示す。

当業者は、ガソリンブレンドの、Ｔ_２０、Ｔ_３０、Ｅ１５８またはＥ７０などの、揮発度または沸点プロフィールのその他の尺度がＴ_１０、Ｔ_５０、Ｔ_９０、Ｅ２００またはＥ１００の代わりに用いられる場合に、これは、式２（ａ）〜２（ｄ）および３（ａ）〜３（ｂ）の比較的小さい変形をもたらすが、本発明の特許請求される方法およびガソリンブレンドはそのような変形を包含することを容易に理解するであろう。

表３および表４は、表１および表２の当該データについて用いられたものに類似のドライバビリティ試験からのデータを含有する。用いられた燃料は、揮発度クラスＡＡおよびＥのものであり、ガソリンのみかガソリンとエタノール単独、イソブタノール単独またはエタノールおよびイソブタノールの両方とのブレンドかのどちらかであった。表３において、ガソリン単独またはガソリンとエタノールのみとのブレンドである燃料については、ＤＩおよびＬＢＤＩは等しかった。ガソリンとブタノール単独かブタノールおよびエタノールの両方かのどちらかとのブレンドである燃料については、ＬＢＤＩはＤＩよりも大きく、一般に、ＬＢＤＩがＤ ４８１４ＤＩについての規定の最大値に近づけば近づくほど、デメリットの数は大きくなる。表４において、Ｅ１００およびＥｆｆ_１００は、ガソリン単独かガソリンとエタノール単独とのブレンドである燃料については等しかった。Ｅｆｆ_１００は一般に、ガソリンとブタノール単独かブタノールおよびエタノールの両方かのどちらかとのブレンドである燃料についてはＥ１００よりも小さかった。Ｅ１００についての規定の最小値よりも下またはそれにより近いＥｆｆ_１００は一般に、より大きい数のデメリットを有した。

生物源ブタノール異性体および任意選択的にエタノールとのガソリンブレンドのＬＢＤＩは、十分な容積の軽質炭化水素をブレンドに加えることによって当該クラスのガソリンについての規定の最大値よりも下に維持できる、または最大値よりも下のレベルに低下させ得ることがまた意外にもおよび予想外にも見いだされた。そのような軽質炭化水素は、コールドエンジンにおける燃料の蒸発／燃焼性を向上させるようにブレンドの沸点分布を修正するのに役立つ。そのような軽質炭化水素として用いることができる幾つかの製油所ストリームを表５にリストする。この使用の例は、ガソリンブレンド中の含酸素化合物、すなわち、ブタノール異性体およびエタノールと共沸混合物を形成するように使用される
炭化水素である。そのような共沸混合物は、ブレンドに加えられる、そして共沸混合物の成分である特定の炭化水素よりもさらに低い温度で沸騰する。こうして、共沸混合物を形成する、加えられた軽質炭化水素は、加えられた炭化水素それ自体の沸点から予期されるであろうよりも大きい、ブレンドの沸点を低下させる効果を有する。好適なそのような炭化水素ならびにエタノールおよび各ブタノール異性体とのそれらの共沸混合物の沸点を表６に示す。表６の単語「ゼオトロ−プ」は、共沸混合物がまったく形成されなかったことを示す。表６において、重量％は、共沸混合物中の炭化水素の重量パーセントである。一実施形態においては、軽質炭化水素は、５〜９個の炭素原子を含むことができ、２６０°Ｆ未満のＴ９０を有する少なくとも１つの製油所ストリームか、パラフィン、シクロパラフィン、オレフィンもしくは芳香族化合物またはそれらの混合物を含む製油所ストリームかのどちらかを含むことができるか、または軽質炭化水素は、２１６°Ｆでまたはそれよりも下で沸騰する、ブタノールもしくは、エタノールが存在する場合には、エタノールと共沸混合物を形成する少なくとも１つの炭化水素化を含むことができるか、または軽質炭化水素は、それらの混合物および組み合わせを含むことができる。

本発明は具体的な手段、材料および実施例を参照することによって本明細書に記載されてきたが、本発明の範囲はそれらに限定されず、本発明の実施に好適なすべてのその他の手段および材料にまで及ぶことは当業者によって理解されるであろう。

Claims (15)

1. 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：
   適量の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体、
   任意選択的にエタノール、
   ガソリン、および
   ｎ−ヘキサン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、ｎ−ヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、メチルシクロヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン、トルエン、シス−１，３−ジメチルシクロヘキサン、ｐ−キシレンまたはそれらの混合物である、ブタノールと共沸混合物を形成する量の少なくとも１つの炭化水素、
   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／蒸留クラスのガソリンに相当する蒸気圧を有し；ブタノールガソリンブレンドが、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）についての規定の最大限度よりも下の線形結合ａ₁Ｔ₁₀＋ａ₂Ｔ₅₀＋ａ₃Ｔ₉₀＋ａ₄ＥｔＯＨ＋ＢｕＯＨ（ａ₅−ａ₆Ｅ２００）に等しい低ブタノールドライバビリティ指数（ＬＢＤＩ）の値を有し、ここで、
   Ｔ₁₀は、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温度であり；
   Ｔ₅₀は、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温度であり；
   Ｔ₉₀は、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温度であり；
   ＥｔＯＨは、ブタノールガソリンブレンド中のエタノールの体積パーセント単位の濃度であり；
   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；
   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は
   、ＡＳＴＭ Ｄ４８１４の表１に規定されており；
   ａ₁、ａ₂、ａ₃、ａ₄、ａ₅およびａ₆は、２０体積パーセント未満のエタノールの濃度で、３０体積パーセント未満の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の濃度で、そして３５体積パーセント未満のエタノールおよび少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の総濃度で、少なくとも１つのブタノール異性体および任意選択的にエタノール、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ＣＳ＆Ｗドライバビリティ性能の試験測定から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り；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４０未満である；
   上記ブレンド。
2. 最大で２７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１に記載のブタノールガソリンブレンド。
3. 最大で１５体積パーセントまでのエタノールを含む請求項１に記載のブタノールガソリンブレンド。
4. エタノールおよび少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の総濃度が３０体積パーセント未満である、請求項１に記載のブタノールガソリンブレンド。
5. 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に記載のブタノールガソリンブレンド。
6. ＬＢＤＩの値をＤＩについての前記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１に記載のブタノールガソリンブレンド。
7. 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：
   特定のＥＮ２２８揮発度クラスのガソリン、
   少なくとも１つの生物源ブタノール異性体、
   任意選択的にエタノール、および
   ｎ−ヘキサン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、ｎ−ヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、メチルシクロヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン、トルエン、シス−１，３−ジメチルシクロヘキサン、ｐ−キシレンまたはそれらの混合物である、ブタノールと共沸混合物を形成する量の少なくとも１つの炭化水素、のブレンドを含み、ブタノールガソリンブレンドが特定のＥＮ２２８表２揮発度クラスのガソリンに相当する蒸気圧を有し；
   ここで、ブタノールガソリンブレンドが、線形結合Ｅ１００−ＢｕＯＨ（ｂ₁−ｂ₂Ｅ１００）に等しいＥｆｆ₁₀₀値を有し、そしてＥＮ２２８の表２に規定されるＥ１００につ
   いての最小限度よりも上であり、ここで、ＢｕＯＨは、ブタノールガソリンブレンド中の体積パーセント単位の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体濃度であり；Ｅ１００は、最大で１００℃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；ｂ₁およびｂ₂は、２０体積パーセント未満のエタノールの濃度で、３０体積パーセント未満の少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の濃度で、そして３５体積パーセント未満のエタノールおよび少なくとも１つの生物源ブタノール異性体の総濃度で、少なくとも１つのブタノール異性体および任意選択的にエタノール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り；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４０未満である；
   上記ブレンド。
8. ｂ₁が２．３であり；ｂ₂が０．０３４であり、ここで少なくとも１つの生物源ブタノール異性体濃度が２０体積パーセント未満である、請求項７に記載のブタノールガソリンブレンド。
9. 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に記載のブタノールガソリンブレンド。
10. 硫黄の重量で百万部あたり１５０部未満の硫黄分を有する、請求項１または７に記載のブタノールガソリンブレンド。
11. 存在する全芳香族化学種全体で３５容積パーセント未満の芳香族含量を有する、請求項１または７に記載のブタノールガソリンブレンド。
12. ベンゼンの容積で百万部あたり８０００部未満のベンゼンを有する、請求項１または７に記載のブタノールガソリンブレンド。
13. １つまたはそれ以上の洗浄剤、酸化防止剤、安定性エンハンサー、乳化破壊剤、腐食防止剤および金属不活性化剤を含む、請求項１または７に記載のブタノールガソリンブレンド。
14. 鉱油、芳香族ナフサおよび合成油から選択される１つまたはそれ以上の溶剤を含む、請求項１３に記載のブタノールガソリンブレンド。
15. ガソリンが、従来型ガソリン、含酸素ガソリン、改質ガソリン、バイオガソリン、フィッシャー−トロプシュガソリン、またはそれらの混合物である、請求項１または７に記載のブタノールガソリンブレンド。

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