KR20190041527A - 신재생 나프타 및 이소-옥탄을 갖는 알킬레이트 휘발유 조성물 - Google Patents

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Abstract

좀더 "환경친화적인(green)" 알킬레이트 휘발유 조성물의 제조 공정 및 "환경친화적인" 신재생 나프타 및 이소-옥탄을 포함하는 알킬레이트 휘발유 조성물이 기술된다. 좀 더 "환경친화적인" 알킬레이트 휘발유 조성물의 특정한 제조 공정에서, "환경친화적인" 신재생 나프타, 이소-옥탄 및 이소-펜탄을 포함하는 알킬레이트 휘발유 조성물의 조성이 기술된다. 그와 같은 조성물들은, 이소-옥탄 및 이소-펜탄의 조합을 첨가하지 않은 경우와 비교하여, 신재생 나프타의 더 높은 혼합비를 허용하고 및/또는 더 높은 리서치 옥탄가(RON), 모터 옥탄가(MON) 및 증기압을 허용한다.

Description

신재생 나프타 및 이소-옥탄을 갖는 알킬레이트 휘발유 조성물
본 발명은 소형엔진 휘발유, 예컨대 알킬레이트 휘발유의 분야에 관한 것으로, 특히 소형 유틸리티 엔진용 휘발유 조성물의 제조 공정 및 상기 휘발유 조성물, 및 불꽃 점화 엔진에서 그와 같은 휘발유 조성물의 용도 및 소형 엔진 휘발유에서 신재생 구성 성분으로서 신재생 나프타 유출유(distillate)의 용도에 관한 것이다.
소형 유틸리티 엔진은 다양한 휴대용 휘발유-연료 기구들, 예컨대 사슬 톱 및 잔디 깎기에 사용된다. 이와 같은 엔진들은 휘발유(가솔린이라고도 함, 미국 이외의 다른 나라에서는 페트롤이라고도 알려짐), 예컨대 전형적으로 주유소에서 획득될 수 있는 정상적인 무연 95 옥탄(RON)로 작동된다. 이와 같은 소형 유틸리티 엔진은 전형적으로 2- 또는 4-행정 불꽃 점화 엔진이다. 이와 같은 소형 유틸리티 엔진은 보통 휴대용 휘발유 연료 기구들에 쓰이기 때문에, 경제적 관점에서 뿐만 아니라 중량 및 복잡성의 관점에서, 예를 들어 자동차 엔진과 같은 배기 효율을 갖는 그런 엔진을 제조하는 것이 현실적으로 불가능하다. 그것의 결과로서, 보통 무연 95 옥탄(RON) 휘발유로 작동되는 휴대용 휘발유-연료 기구는 전형적으로 현대(예를 들면, 2006년형 모델 또는 그 이후의 모델들) 자동차 엔진과 비교할 때 유의미하게 더 많은 탄화수소를 배출한다. 탄화수소의 배출, 특히 해로운 탄화수소, 예를 들면 방향족(보통 무연 95 옥탄(RON) 휘발유에 다량으로 존재함)의 배출은 그와 같은 배출에 노출된 사람들의 건강 뿐만 아니라 환경에도 손상을 가할 것이다. 이것은 특히 매일, 예를 들어 잔디 깎기에서의 배출에 노출된 전문적인 정원사라든가 또는 사슬 톱을 사용하여 매일 나무를 베는 벌목꾼의 경우가 그러하다.
그와 같은 허용불가한 배출 때문에 소형 유틸리티 엔진을 실내에서 작동시킬 때, 예를 들면 실내 모토크로스의 경우, 환기의 필요성이 또한 증가되는데, 전형적으로 모토크로스 엔진과 같은 소형 유틸리티 엔진에서 배출량이 지나치게 많다는 이유로 사용이 금지되지 않는 한, 광범위한 환기가 필요하다.
소형 엔진 휘발유는 주유소의 보통 무연 95 옥탄(RON) 휘발유와 비교하여 냄새가 그리 고약하지 않으며 배기가스 수치가 낮도록 개발되어 왔는데, 소형 엔진 휘발유는 주로 파라핀을 포함하고, 벤젠과 같은 방향족 화합물을 전혀 또는 거의 함유하지 않을 뿐만 아니라, 에탄올과 같은 옥시게네이트를 전혀 또는 거의 함유하지 않는다. 이것은 또한 나프텐 및 올레핀을 전혀 또는 거의 함유하지 않는다. 소형 엔진 휘발유가 주로 파라핀으로 구성된 것을 볼 때, 이것은 냄새가 무난(mild)하며, 좀 더 깨끗하게 연소되고, 특정 배기 가스를 적게 그리고 침전물을 더 적게 생산한다. 게다가 옥시게네이트의 부족, 특히 에탄올의 부족은 소형 유틸리티 엔진이 더 오랜 기간 동안 더 깨끗하게 작동할 수 있게 해준다. 결국, 에탄올은 수분을 흡수하는데, 만약 상기 휴대용 휘발유 연료 기구가 장기간 보관되는 경우(예컨대 겨울 동안 보관되는 잔디 깎기), 에탄올이 수분을 흡수하여 부식을 초래할 수 있다. 만약 물-에탄올 혼합물이 탄화수소에서 분리되면, 옥탄가는 허용불가능하게 될 수도 있다.
보통 무연 95 옥탄(RON) 휘발유에 바이오-에탄올의 첨가는 휘발유 중 신재생물 함량을 증가시키고, 그럼으로써, 화석 휘발유 생성물의 "환경친화적인" 프로파일을 허용한다.
소형 엔진 휘발유는, 보통 무연 95 옥탄(RON) 휘발유와 비교하여, 배기가스를 낮추고 보관 안정성을 개선함으로써, 소형 유틸리티 엔진용으로 개선된 연료로 제공된다. 하지만, 소형 엔진 휘발유은 경제적으로 가장 실현가능성이 높은 화석에서 획득된다.
방향족 화합물 및 옥시게네이트 모두, 동일한 탄소 사슬 길이의 상응하는 포화된 파라핀과 비교하여, 높은 옥탄가를 갖는다. 알킬레이트 중 이들 화합물들의 부족은 옥탄가(RON)를 높이기 위해 사용되는 납과 같은 첨가물 없이 옥탄가와 같은 사양을 달성하는 데 숙제를 안겨준다.
본 발명은 상기의 선행기술의 관점에서 이루어졌고, 본 발명의 목적은 좀 더 "환경친화적인" 내용물을 갖고, 엔진 작동성, 배기가스 및 보관과 관련하여 문제를 일으키는 구성요소인 옥시게네이트, 예컨대 에탄올 및 MTBE를 함유하지 않는 소형 엔진 휘발유로서 사용되는 사양을 실현시키는 소형 엔진 휘발유를 제공하는 것이다. 특히, 적어도 소형 엔진 휘발유을 제조하는 공정 또는 대안적 공정을 제공하고, 좀 더 "환경친화적인" 내용물을 갖는 소형 엔진 휘발유로서 사용되는 사양을 실현시키는 소형 엔진 휘발유의 조성물들을 제공하고자 하는 바람이 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기를 포함하는 휘발유 조성물을 제조하는 공정을 제공한다:(a) C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, 나프텐 5 부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함하고 RON이 적어도 87인 알킬레이트계 휘발유, 예컨대 화석 알킬레이트계 휘발유(상기 알킬레이트계 연료는 총 휘발유 조성물을 기준으로 40 내지 90 부피%의 범위의 양으로 존재함);(b) C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, C5~C6 파라핀 30 부피% 이상, 나프텐 5 부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함하는 신재생 나프타 유출유(상기 신재생 나프타 유출유는 총 휘발유 조성물을 기준으로 1 부피% 이상, 예컨대 3 부피% 이상, 예컨대 5 부피% 이상, 예를 들어, 3 내지 10 부피%의 양으로 존재함); 및 (c) RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀(상기 하나 이상의 이소-파라핀이 총 휘발유 조성물을 기준으로 10 내지 30 부피%의 양으로 존재함)을 혼합하는 단계.
즉, 본 발명의 발명가들은 본 발명의 제1 측면으로 약 35~50의 낮은 옥탄가(RON)를 갖는 신재생 나프타 유출유가 화석 알킬레이트계 휘발유와 혼합되고, 옥탄가(RON)가 적어도 95인 이소-옥탄 및/또는 하나 이상의 이소-파라핀이 혼합된 경우, 상기 옥탄가(RON)를 계속 유지할 수 있음을 밝혀냈다.
옥탄가(RON)가 적어도 95인 하나 이상의 이소-파라핀은 2,3-디메틸부탄, 이소-옥탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, 2,3,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸부탄으로 이루어진 목록에서 선택되는 것과 같은 C6~C12 이소-파라핀에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀은 이소-옥탄일 수 있다.
상기 공정은 또한 (d)　 하나 이상의 C4~C5 파라핀을 10 부피% 이상의 양으로, 예컨대 10~35 부피%의 양으로 추가하는 단계를 추가로 수반하되, 상기 C4~C5 파라핀은 이소-펜탄, 이소-부탄, n-부탄, 네오-펜탄으로 이루어진 목록에서 선택된다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 C4　~C5 파라핀은 이소-펜탄일 수 있다.
본 발명의 발명가는 전형적으로 약 35~50의 낮은 옥탄가(RON)와 15~25kPa의 낮은 증기압을 갖는 신재생 나프타 유출유가 화석 알킬레이트계 휘발유와 혼합될 수 있고 예컨대 옥탄가(RON)가 적어도 95인 이소-옥탄 및/또는 하나 이상의 이소-파라핀을 이소-펜탄 및/또는 하나 이상의 C4~C5 파라핀과 혼합함으로써 중요한 매개변수들, 예컨대 리서치 옥탄가(RON) 및 모터 옥탄가(MON)뿐만 아니라 증기압도 유지할 수 있음을 밝혀 냈다. 놀랍게도, 높은 옥탄가(RON=100) 및 낮은 증기압(5.5　kPa @ 20℃)을 갖는 이소-옥탄과 더 낮은 옥탄가(RON=92) 및 더 높은 증기압(77 kPa @ 20℃)을 갖는 이소-펜탄과의 첨가의 효과가 RON, MON 및 증기압에 미치는 효과를 무효화하지 않고, 오히려 이소-옥탄 및 이소-펜탄의 조합물을 첨가하지 않은 경우(이소-옥탄이 없고 이소-펜탄은 있는 실시예 1 실험 3을 이소-옥탄 및 이소-펜탄이 둘 다 첨가된 실험 7과 비교)와 비교할 때, 신재생 나프타의 더 높은 혼합비, 더 높은 RON, MON 및 증기압을 허용함을 밝혀 냈다. 관련 매개변수들, RON, MON 및 증기압은 무첨가와 비교하여 더 높고, 이것은 신재생 나프타의 더 높은 혼합비가 사용될 수 있음을 의미한다.
상기 신재생 나프타 유출유는 이소-파라핀/n-파라핀 비율이 1 초과, 예컨대 1.2 초과일 수 있다.
상기 신재생 나프타 유출유는 RON이 35 내지 70, 예컨대 35 내지 60 또는 35 내지 50일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 공정에 따라 획득가능한 휘발유 조성물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 소형 유틸리티 엔진용 휘발유 조성물이 제공된다. 이것은 (a) C5~C12 파라핀 90 부피% 이상을 포함하는 화석 알킬레이트계 휘발유(총 휘발유 조성물을 기준으로 40 내지 90 부피%의 범위의 양으로 존재함); (b) C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, C5~C6 파라핀 30 부피% 이상을 포함하는 신재생 나프타 유출유(총 휘발유 조성물을 기준으로 1 내지 10 부피%의 범위의 양으로 존재함); 및 (c) RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀(총 휘발유 조성물을 기준으로 10 내지 30 부피%의 범위의 양으로 존재함)을 포함하되, 상기 휘발유 조성물은 C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, 나프텐 1 부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함하고, RON이 적어도 92, 예컨대 적어도 93이다.
상기 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀은 2,3-디메틸부탄, 이소-옥탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, 2,3,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸부탄으로 이루어진 목록에서 선택될 수 있고, 상기 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀은 이소-옥탄일 수 있다.
상기 휘발유 조성물은 추가로 (d)　하나 이상의 C4~C5 파라핀을 10~35 부피%의 양으로 포함할 수 있되, 상기 C4~C5 파라핀은 이소-펜탄, 이소-부탄, n-부탄, 네오-펜탄으로 이루어진 목록에서 선택된다. 상기 하나 이상의 C4~C5 이소-파라핀은 이소-펜탄일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명의 공정에 따라 획득가능한 휘발유 조성물의 용도 또는 본 발명에 따른 불꽃 점화 엔진에서의 휘발유 조성물이 제공된다.
상기 불꽃 점화 엔진은 2-행정 엔진 또는 4-행정 엔진일 수 있다. 상기 불꽃 점화 엔진은 휴대용 휘발유 연료 기구의 일부일 수 있다. 상기 불꽃 점화 엔진은 정원 기구, 삼림관리 기구, 사슬 톱, 제초용 톱, 선외 모터, 잔디 깎기, 잔디 트랙터, 잔디 제초기, 제설차, 스노모빌, 백팩형 송풍기 또는 흡진기, 수상 스키, 제트 스키, 모토크로스, 콘크리트 혼합기, 발전기 등의 엔진들로 이루어진 목록에서 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 화석 기원인 소형 엔진 휘발유를 다량 포함하고 신재생 나프타 유출유를 소량 포함하는 소형 엔진 휘발유에서 신재생 구성요소로서 신재생 나프타 유출유의 용도가 제공되되, 상기 신재생 나프타 유출유는 C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, C5~C6 파라핀 30　부피% 이상, 나프텐 5 부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함한다.
상기 신재생 나프타 유출유는 끓는점 범위가 30~200℃, 예컨대 90~200℃, 또는 40-180℃일 수 있다.
신재생 나프타 유출유의 비율은 총 휘발유 조성물을 기준으로 1　부피% 이상, 3　부피% 이상, 바람직하게는 5 부피% 이상의 양일 수 있다.
본 발명의 구현예들을 기술하는 데, 명확성을 위해서 구체적인 기술에 의존할 것이다. 그러나, 본 발명은 그렇게 선택된 구체적인 용어에 제한되는 것이 아니며, 각각의 구체적인 용어에는 유사한 목적을 달성하기 위해 유사한 방식으로 작용하는 모든 기술적 등가물들이 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 목적들 중 하나는 좀 더 "환경친화적인" 내용물을 갖고, 엔진 작동성, 배기가스 및 보관에 숙제거리를 안겨주는 구성요소인 옥시게네이트, 예컨대 에탄올 및 MTBE를 포함하지 않는 소형 엔진 휘발유로서 사용되는 사양을 실현시키는 소형 엔진 휘발유를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 휘발유 조성물, 특히 알킬레이트 휘발유 조성물을 제조하는 공정을 제공하는데, 상기 공정은 (a) 알킬레이트계 휘발유,(b) 신재생 나프타 유출유 및 (c) RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀을 혼합하는 단계를 포함한다.
전형적으로 약 35~50(RON)의 낮은 옥탄가를 갖는 신재생 나프타 유출유가 화석 알킬레이트계 휘발유와 혼합될 수 있고, 옥탄가(RON)가 적어도 95인 이소-옥탄 및/또는 하나 이상의 이소-파라핀이 혼합된 경우, 상기 옥탄가(RON)를 계속 유지할 수 있음이 밝혀졌다.
알킬레이트계 휘발유는 나프텐, 방향족 및 옥시게네이트가 거의 없는 파라핀계이다. 이것은 원유의 정유에서 유래될 수 있는데, 전형적으로 여러 석유 정유공정 스트림들, 예컨대 원유의 직접 증류, 촉매 및 열 분해, 수소분해, 접촉 개질(catalytic reforming), 알킬화 및 중합화에서 혼합된다. 그 결과로, 알킬레이트계 휘발유는 여러 상이한 화합물들, 예컨대 40 또는 50여 개의 상이한 화합물들을 포함한다. 예를 들어, 이것은 40 내지 100개의 상이한 화합물들, 예컨대 40 내지 80개의 상이한 화합물들을 포함할 수 있다. 이것은 최초 끓는점(IBP)이 약 30℃ 또는 약 35℃이고, 최종 끓는점(FBP)이 약 200℃ 또는 약 205　℃이다. 예를 들어, 상기 휘발유 조성물은 최초 끓는점(IBP)이 약 30　℃ 이하 또는 약 35℃ 이하이고 최종 끓는점(FBP)이 약 200℃ 이하 또는 약 205℃ 이하, 예를 들어 30~205　℃이다. 이와 같은 증류 범위에 존재하는 탄화수소는 보통 탄소원자 4 또는 5개를 함유하는 것 내지 탄소원자 10 또는 11 또는 12개를 함유하는 것의 범위에 속한다.
알킬레이트계 휘발유는 주로 직선형 사슬 n-파라핀 또는 분지형 이소-파라핀일 수 있는 파라핀(알칸)으로 구성된다. 알킬레이트계 휘발유는 C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, 예컨대 C5~C12 파라핀 95 부피% 이상, 또는 C5~C12 파라핀 98 부피% 이상을 가질 수 있다.
상기 알킬레이트계 연료는 화석 알킬레이트계 휘발유이거나 또는 상기 알킬레이트계 연료 중 대부분이 화석 기원일 수 있다.
알킬레이트계 휘발유는 주로 파라핀을 포함할 뿐만 아니라, 또한 나프텐(시클로알칸)(적어도 하나의 비방향족 고리 구조를 갖는 알칸임) 함량이 매우 낮은데, 상기 고리는 전형적으로 탄소원자 5 또는 6개를 갖는다. 알킬레이트계 휘발유는 나프텐 5 부피% 이하, 예컨대 나프텐 1 부피% 이하 또는 나프텐 0.5 부피% 이하를 가질 수 있다.
상기 알킬레이트계 휘발유는 주로 파라핀을 포함할 뿐만 아니라, 또한 방향족 함량이 매우 낮다. 방향족 화합물은 벤젠 고리 또는 방향족인 기타 고리 구조를 함유한다. 알킬레이트계 휘발유는 방향족 1 부피% 이하, 예컨대 방향족 0.5　부피% 이하, 또는 방향족 0.1 부피% 이하를 가질 수 있다.
상기 알킬레이트계 휘발유는 주로 파라핀을 포함할 뿐만 아니라, 또한 옥시게네이트 함량이 매우 낮다. 옥시게네이트는 그것의 화학 구조의 일부로서 산소를 함유한 유기 분자로, 보통 연료의 연소 중에 형성되는 일산화탄소 및 그을음을 감소시키기 위한 휘발유 첨가제로 활용된다. 공통적으로 옥시게네이트는 알코올, 에테르 및 에스테르를 포함한다. 알킬레이트계 휘발유는 옥시게네이트 1 부피% 이하, 예컨대 옥시게네이트 0.5　부피% 이하 또는 옥시게네이트 0.1 부피% 이하를 포함할 수 있다. 보통 알킬레이트계 휘발유는 옥시게네이트를 전혀 함유하지 않는다.
대부분의 소형 엔진은, 고급형 옥탄 알킬레이트 휘발유는 더 높은 옥탄 등급을 가질 수 있지만, 87~92 옥탄 등급 연료((RON+MON)/2)로 작동하도록 설계된다.
상기 알킬레이트계 휘발유는 리서치 옥탄가(RON)가 적어도 87, 예컨대 적어도 90일 수 있다. 고급형 옥탄 알킬레이트 휘발유는 92 이상의 더 높은 옥탄가(RON)를 가질 수 있고, 예컨대 92 이상, 예를 들어 93 이상, 예컨대 93(RON) 초과가 바람직하다. 더 높은 옥탄가는 엔진이 그들이 설계된 것보다 더 뜨겁게 작동할 경우 도움이 되는데, 상승된 엔진 온도가 사전점화(소형 엔진에서는 방지되어야 함)를 방지하기 위해 더 높은 옥탄가 휘발유를 요구하기 때문이다. 더 높은 옥탄가는 또한 요구사항이 더 많은 업무, 예컨대 선외 모터, 스노모빌, 수상 스키, 제트 스키, 모토크로스 용의 알킬레이트 휘발유를 사용할 경우 바람직한다.
상기 알킬레이트 휘발유는 일부 국가에서 법으로 최대 98 옥탄(RON), 예컨대 최대 95 옥탄(RON)으로 제한된다.
측정된 옥탄가는 절대적인 수가 아니라, 정의 상 옥탄가(RON 및 MON)가 0인 n-헵탄과 정의 상 옥탄가(RON 및 MON)가 100인 2,2,4-트리메틸 펜탄의 혼합물에 대한 상대값이다. RON 숫자는 저속에서의 전범위 불꽃점화방식 엔진 내폭성(antiknock) 성능과 상호관련이 있다. 모터법 옥탄가(MON)는 고속에서 전범위 불꽃 점화 엔진 내폭성(antiknock) 성능과 상호관련이 있다. 리서치 옥탄가(RON) 및 모터 옥탄가(MON)는 둘 다 시험 엔진에서 측정되나, MON은 휘발유의 내폭성 저항을 추가로 강조하기 위해 설계된 조건 하에서 측정되고, 그 옥탄가는 그것의 측정치이다. 따라서, RON과 MON 사이의 직접적인 연결은 없지만, 종종 MON은 RON보다 낮은 것이 관찰된다. 보통 최소 RON 및 최소 MON을 둘 다 명시하는 것이 필요하다.
일부 경우에, 상기 알킬레이트계 휘발유는 모터 옥탄가(MON)가 적어도 80 또는 85일 수 있다. 고급형 옥탄 알킬레이트 휘발유는 90 이상, 예컨대 90을 초과하는 더 높은 옥탄가(MON)를 가질 수 있다.
휘발유의 증기압은 또한 특히 종종 소형 엔진에 존재하는 카뷰레이터를 구비한 엔진과 관련하여 중요한 문제이다. 증기압이 종종 계절적으로 조작되지만(겨울 휘발유의 경우 더 높은 증기압, 여름 휘발유의 경우 더 낮은 증기압), 그럼에도 불구하고 휘발유에 대한 최소 증기압이 있다. 휘발유의 높은 증기압은 도움이 되어, 휘발유가 엔진의 연소챔버에서 기체 형태로 존재하도록 한다.
알킬레이트계 휘발유는 증기압이 50 kPa 이상, 예컨대 적어도 55 kPa 이상이고 무려 95 kPa로 높을 수 있다. 본 발명에 따른 휘발유는 증기압이 50 kPa 이상, 예컨대 적어도 55 kPa 이상이고 무려 95 kPa로 높을 수 있다.
상기 알킬레이트계 연료는 본 발명에 따라 제조되는 총 휘발유 조성물의 대부분의 양으로서 존재할 수 있다. 특히, 총 휘발유 조성물의 40 부피% 이상, 예컨대 45 부피% 이상, 또는 50 부피% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 상기 알킬레이트계 휘발유는 또한 동등하게 90 부피% 이하, 예컨대 80 부피% 이하, 또는 70 부피% 이하, 또는 60 부피% 이하의 최대 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 알킬레이트계 휘발유는 총 휘발유 조성물을 기준으로 40 내지 90 부피%의 양으로, 예컨대 총 휘발유 조성물을 기준으로 45 내지 70 부피%의 양으로 존재할 수 있다.
실시예 1, 실험 1에서 보듯이, 알킬화 유닛에서 획득된 알킬레이트 휘발유가 있고, 이것은 이후 추가로 증류되는데, 추가적 구성요소들이 알킬레이트 휘발유에 유입되어 알킬레이트계 휘발유에 대해 실시예 1, 실험 1에 주어진 사양을 획득할 수 있다. 알킬레이트계 휘발유는 C5~C12 파라핀(도시되지 않음)이 90　부피% 이상, 방향족 함량이 1　부피% 이하, 올레핀 함량이 1 부피% 이하, 나프텐 함량이 5　부피% 이하(도시되지 않음), 옥시게네이트 함량이 1 부피% 이하(도시되지 않음)이고, 증기압이 50 kPa를 초과하고, RON이 적어도 92이고 MON이 적어도 90이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 휘발유 조성물의 제조 공정은 (a) 알킬레이트계 휘발유, (b) 신재생 나프타 유출유 및 (c) RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀을 혼합하는 단계를 포함한다.
신재생 나프타 유출유는 신재생 디젤의 정유의 일부로서 생산될 수 있다. 신재생 디젤은 지방산 함유 물질, 예컨대 동물 지방, 조류 및 식물 물질의 공정 처리에서 획득될 수 있다. 식물 물질은 채소 기반 물질, 예컨대 채소유뿐만 아니라 기타 식물에서 획득된 오일, 예컨대 나무에서 유래된 오일, 예를 들면, 톨 오일(tall oil)을 포함할 수 있다. 신재생 디젤 및 신재생 나프타 유출유는 지방산 및 이것의 유도체, 예컨대 트리글리세리드의 수소 처리에서 획득될 수 있다. 지방산 및 이들의 유도체의 수소 처리는 탈탄소화 반응, 예컨대 수소 첨가 탈탄소화(HDO)를 수반하고, 또한 기타 수소공정 반응, 예컨대 이성질화(예를 들어 수소첨가 이성질화) 및 분해(예를 들어 수소첨가 분해)를 수반할 수 있다. 신재생 디젤을 정유할 때, 신재생 나프타 유출유가 획득된다. 이것은 최초 끓는점(IBP)이 약 30　℃ 또는 약 35 ℃일 수 있고, 최종 끓는점(FBP)은 약 200　℃ 또는 약 205　℃일 수 있다. 예를 들어, 휘발유 조성물은 최초 끓는점(IBP)이 약 30　℃ 또는 약 35℃의 범위 내에 있고, 최종 끓는점(FBP)은 약 200　℃ 또는 약 205　℃의 범위 내, 예를 들어 30~205　℃ 내에 속한다. 상기 증류 범위에 존재하는 탄화수소는 보통 탄소원자 4 또는 5개를 함유한 것에서 탄소원자 10, 또는 11 또는 12개를 함유한 것의 범위에 속한다.
신재생 연료, 예컨대 신재생 나프타 유출유는, 화석 연료, 예컨대 원유의 정유에서 유도되는 석유 휘발유와 반대로, 인간의 시간 척도 상에서 자연적으로 보충되는 자원에서 수집된다. 신재생 나프타 유출유는 지방산 및, 지방산 함유 물질들, 예컨대 동물 지방 및 식물 물질에 존재하는 그것의 유도체에서 획득 가능하고(상기 수소 처리는 수소 첨가 탈탄소화 및 수소 첨가 이성질화를 포함함), IBP가 30　℃, 예컨대 IBP가 30 ℃ 이상이고 FBP가 200　℃, 예컨대 FBP가 200 ℃ 이하인 분획을 포함한다. 상기 신재생물 함량은 또한 ASTM D6866에 기술된 바와 같이 14C, 13C 및/또는 12C을 수반하는 동위원소 분산에 의해 결정될 수 있다.
신재생 나프타의 파라핀이 지방산 함유 물질, 예컨대 동물 지방 및 식물 물질의 처리공정에서 획득되기 때문에, 상기 신재생 나프타 유출유는 나프텐이 거의 없고, 사실상 방향족 또는 옥시게네이트가 전무한 파라핀계이다.
신재생 나프타 유출유는 주로 선형사슬 n-파라핀 또는 분지형 이소-파라핀일 수 있는 파라핀(알칸)으로 구성된다. 신재생 나프타는 C5~C12 파라핀을 90 부피% 이상, 예컨대 C5~C12 파라핀을 95 부피% 이상, 또는 C5~C12 파라핀을 98 부피% 이상 포함할 수 있다.
상기 신재생 나프타 유출유가 신재생 디젤의 정유의 일부로 상기와 같이 생산된 경우, C5~C6 파라핀을 30 부피% 이상, 예컨대 40 부피% 이상 포함할 수 있다.
주로 파라핀을 포함할 뿐만 아니라, 신재생 나프타 유출유는 적어도 하나의 비방향족 고리 구조물을 갖는 알칸인 나프텐(시클로알칸)을 적은 함량으로 갖되, 상기 고리는 전형적으로 탄소원자 5 또는 6개를 갖는다. 신재생 나프타 유출유는 나프텐을 5 부피% 이하, 예컨대 나프텐을 1 부피% 이하 또는 나프텐을 0.5 부피% 이하로 포함한다.
주로 파라핀을 포함할 뿐만 아니라, 신재생 나프타 유출유는 또한 방향족을 매우 적은 함량으로 포함한다. 방향족 화합물은 벤젠 고리 또는 방향족인 기타 고리 구조를 함유한다. 신재생 나프타 유출유는 방향족을 1 부피% 이하, 예컨대 방향족을 0.5　부피% 이하, 또는 방향족을 0.1 부피% 이하로 포함할 수 있다.
주로 파라핀을 포함할 뿐만 아니라, 신재생 나프타 유출유는 또한 옥시게네이트를 매우 적은 함량으로 포함한다. 옥시게네이트는 그것의 화학 구조의 일부로 산소를 함유하는 유기 분자이고, 보통 연료의 연소 중에 형성되는 일산화탄소 및 그을음을 감소시키기 위한 휘발유 첨가제로 활용된다. 일반적으로 옥시게네이트는 알코올, 에테르 및 에스테르를 포함한다. 신재생 나프타 유출유는 옥시게네이트를 1 부피% 이하, 예컨대 옥시게네이트를 0.5　부피% 이하, 옥시게네이트를 0.1 부피% 이하로 포함할 수 있다(바람직하게는 기본적으로 옥시게네이트를 포함하지 않는다).
실시예 1, 실험 5에서 보듯이, 신재생 나프타 유출유의 예가 있다. 신재생 나프타 유출유는 신재생 디젤의 정유의 일부로 생산될 수 있다. 그와 같은 생성물은 Neste 신재생 나프타(NexNaphtha라고도 함)라는 상표로 시판 중이고 Neste　Oyj(핀란드)에서 생산된다.
하기 표 1은 실시예 1에 사용된 신재생 나프타 유출유 중 상이한 탄화수소들의 정규화된 부피 백분율의 예를 보여준다.
신재생 나프타 유출유의 예
탄소수 나프텐 이소-파라핀 n-파라핀 합계
4 - - - -
5 0.1 6 10 16.1
6 0.4 13 13 26.4
7 0.8 18 10 28.8
8 - 14 5 19
9 0.1 5 - 5.1
10 1.1 - - 1.1
11 1.0 0.8 1 2.8
12+ - 0.7 0.7
합계 3.5 57.5 39 100
상기 신재생 나프타 유출유는 RON 및/또는 MON가 35 내지 70, 예컨대 35 내지 60 또는 35 내지 50일 수 있다. 상기 신재생 나프타 유출유의 일부는 RON 및/또는 MON이 약 35 내지 45로, 이것은 너무 낮은 옥탄가로 소형 유틸리티 엔진(전형적으로 87 이상의 옥탄 등급((RON+MON)/2) 필요)에 유용하게 쓰일 수 없다.
상기와 같이, 휘발유의 증기압은 소형 유틸리티 엔진에서 중요한 문제이다. 상기 신재생 나프타 유출유는 증기압이 30 kPa 미만, 예컨대 25 kPa 미만, 예컨대 20 kPa 미만일 수 있다. 신재생 나프타의 증기압은 또한 동등하게 10 kPa 이상, 예컨대 15 kPa 이상일 수 있다. 그와 같은 증기압은 너무 낮아서 소형 유틸리티 엔진(더 높은 증기압, 예컨대 50 kPa 이상, 예를 들어 55 kPa 이상의 증기압을 갖는 휘발유가 필요함)에서 유용하게 쓰일 수 없다.
신재생 나프타 유출유는 총 휘발유 조성물을 기준으로 적어도 1 부피% 이상, 예컨대 적어도 3 부피% 이상 또는 적어도 5 부피% 이상으로 혼합물에 첨가될 수 있다. 본 발명에 따른 휘발유 조성물의 "환경친화적인"/신재생 부분을 증가시키기 위해 되도록이면 신재생 나프타 유출유를 첨가할 수 있는 것이 바람직하다. 일부 경우에, 총 휘발유 조성물을 기준으로 최대 20 부피%, 예를 들어 최대 15 부피%, 예컨대 최대 10 부피%가 첨가된다. 예를 들어 상기 하나 이상의 이소-파라핀은 총 휘발유 조성물을 기준으로 10 내지 30 부피%의 범위의 양으로 혼합될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 휘발유 조성물 제조 공정은 (a) 알킬레이트계 휘발유, (b) 신재생 나프타 유출유 및 (c) RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀을 혼합하는 단계를 포함한다.
RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀은 총 휘발유 조성물을 기준으로 10 내지 30 부피%의 범위의 양으로 혼합된다. 전형적으로 약 35~50(RON)의 낮은 옥탄가를 갖는 신재생 나프타 유출유가 화석 알킬레이트계 휘발유와 혼합되고, 옥탄가(RON)가 적어도 95인 이소-옥탄 및/또는 하나 이상의 이소-파라핀이 혼합된 경우, 상기 옥탄가(RON)를 계속 유지할 수 있음이 밝혀졌다.
옥탄가(RON)가 적어도 95인 하나 이상의 이소-파라핀은 C6~C12 이소-파라핀, 예컨대 2,3-디메틸부탄, 이소-옥탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, 2,3,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸부탄으로 이루어진 목록에서 선택될 수 있다. 이와 같은 이소-파라핀은 RON이 적어도 95이다. 옥탄가(RON)가 적어도 95 인 상기 하나 이상의 이소-파라핀은 2,2,4-트리메틸펜탄일 수 있다. 옥탄가(RON)가 적어도 95인 하나 이상의 이소-파라핀은 옥탄의 하기 세 가지 이성질체 중 하나 이상을 가리키기 위해 사용되는 이소-옥탄일 수 있다: 2,2,4-트리메틸펜탄, 2,3,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 예를 들면, 2,2,4-트리메틸펜탄. 이소-옥탄은 화석 기원이거나 또는 신재생 기원일 수 있다. 수많은 방식으로, 예컨대 이소-부탄 또는 이소-부텐, 예를 들면 신재생 공급원에서 획득된 이소-부탄 및 이소-부텐의 이합체화 반응에 의해 합성으로 제조될 수 있다.
본 발명의 발명가는 전형적으로 약 35~50(RON)의 낮은 옥탄가와 15~25 kPa의 낮은 증기압을 갖는 신재생 나프타 유출유가 화석 알킬레이트계 휘발유와 혼합되어, 옥탄가(RON)가 적어도 95인 이소-옥탄 및/또는 하나 이상의 이소-파라핀을 이소-펜탄 및/또는 하나 이상의 C4~C5 파라핀과 혼합함으로써, 중요 매개변수들, 예컨대 상기 증기압뿐만 아니라 리서치 옥탄가(RON) 및 모터 옥탄가(MON)를 계속 유지할 수 있음을 밝혀냈다. 놀랍게도, 높은 옥탄가(RON=100)와 매우 낮은 증기압(5.5 kPa @ 20℃)을 갖는 이소-옥탄을 더 낮은 옥탄가(RON=92)와 더 높은 증기압(77 kPa @ 20℃)을 갖는 이소-펜탄과 함께 첨가하는 것의 효과가 RON, MON 및 증기압에 미치는 효과들을 무효화하지 않고, 오히려 이소-옥탄 및 이소-펜탄의 조합물을 첨가하지 않은 경우와 비교할 때(이소-옥탄 및 이소-펜탄이 없는 실시예 1, 실험 3을 이소-옥탄 및 이소-펜탄이 둘 다 첨가된 실험 7과 비교함), 상기 신재생 나프타의 더 높은 혼합비 및/또는 더 높은 RON, MON 및 증기압을 허용하였음이 밝혀졌다. 상관된 매개변수들, RON, MON 및 증기압이 무첨가와 비교하여 더 높은데, 이것은 더 높은 신재생 나프타의 혼합비가 사용될 수 있음을 의미한다.
따라서, 본 발명의 공정은 추가로 (d)　하나 이상의 C4 ~C5 파라핀을 10 부피% 이상, 예컨대 10~35 부피%로 첨가하는 것을 수반할 수 있는데, 여기서 상기 C4~C5 파라핀은 이소-펜탄, 이소-부탄, n-부탄, 네오-펜탄으로 이루어진 목록에서 선택된다. 예를 들어 상기 하나 이상의 C4~C5 파라핀은 이소-펜탄일 수 있다. 이소-옥탄은 화석 기원이거나 또는 신재생 기원일 수 있다.
이소-옥탄 및/또는 이소-펜탄이 둘 다 신재생 기원일 경우, 상기 휘발유 조성물 중 "환경친화적인"/신재생 내용물의 몫이 증가된다.
상기와 같이, 신재생 나프타 유출유는 신재생 디젤의 정유의 일부로 생산될 수 있는데, 그와 같은 정유는 수소 첨가 탈탄소화 및 수소 첨가 이성질화를 포함하는, 수소 처리를 거친다. 상기 신재생 나프타 유출유가 이성질체 반응, 예컨대 수소 첨가 이성질화를 거친 경우, 상기 신재생 나프타 유출유는 이소-파라핀　/n-파라핀 비율이 1을 초과, 예컨대 1.2를 초과할 수 있다. 예를 들어 상기 비율은 1 내지 2일 수 있다.
신재생 나프타 유출유의 함량은 유리하게는 그것의 최초 이성질화 비율을 넘어서 이성질화되어, 이소-파라핀/n-파라핀 비율을 2 초과, 예컨대 5, 8, 10, 15, 20, 30 또는 그 이상으로 얻을 수 있다. 상기 이성질화는 나프타 유출유 중 n-펜탄 및 n-헥산 내용물을 이성질화시키고, 그럼으로써, 이것은 이소-펜탄을 제조하고, 이소-헥산으로서 n-헥산을 제거한다. 추가로 신재생 나프타 유출유를 이성질화시키는 것은, 좀 더 폭이 좁은 증류의 경우에 또는 분해의 경우에, 또는 분자체를 사용하여 n-파라핀이 이미 제거된 경우에 그렇듯이, 생성물의 손실을 초래하지 않는다. 더 나아가, 나프타 유출유의 이성질화가 신재생 나프타 유출유에서 더 높은 이소-옥탄 및 이소-펜탄 함량을 형성하면서, 이소-옥탄 및/또는 이소-펜탄의 첨가와 상승작용을 일으킴으로써, 신재생 나프타 유출유의 훨씬 더 큰 혼합비를 허용한다.
앞서 기술된 바와 같이, 본 발명에 따른 휘발유 조성물의 제조 공정은 (a) 알킬레이트계 휘발유, (b) 신재생 나프타 유출유 및 (c) RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀, 및 선택적으로 (d)　하나 이상의 C4~C5 파라핀을 혼합하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명의 또 다른 측면에서, 본 공정에 따라 획득가능한 휘발유 조성물이 제공될 뿐만 아니라, 소형 유틸리티 엔진용 휘발유 조성물이 제공된다.
상기 휘발유 조성물은 (a) C5~C12 파라핀을 90 부피% 이상 포함하는 총 휘발유 조성물을 기준으로 화석 알킬레이트계 휘발유 40 내지 90 부피%;(b) C5~C12 파라핀을 90 부피% 이상, C5~C6 파라핀을 30 부피% 이상 포함하는 총 휘발유 조성물을 기준으로 신재생 프타 유출유 1 내지 10 부피%; 및 (c) 총 휘발유 조성물을 기준으로 RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀 10 내지 to 30 부피%를 포함하되, 상기 휘발유 조성물은 C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, 나프텐 1 부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함하고, RON이 적어도 92, 예컨대 적어도 93이다.
상기 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀은 2,3-디메틸부탄, 이소-옥탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, 2,3,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸부탄으로 이루어진 목록에서 선택될 수 있고, 상기 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀은 이소-옥탄일 수 있다.
상기 휘발유 조성물은 추가로 (d)　하나 이상의 C4~C5 파라핀을 10~35 부피%로 포함할 수 있는데, 상기 C4~C5 파라핀은 이소-펜탄, 이소-부탄, n-부탄, 네오-펜탄으로 이루어진 목록에서 선택된다. 상기 하나 이상의 C4~C5 이소-파라핀은 이소-펜탄일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명의 공정에 따라 획득가능한 휘발유 조성물의 용도 또는 본 발명에 따른 불꽃 점화 엔진에서의 휘발유 조성물이 제공된다.
상기 불꽃 점화 엔진은 2-행정 엔진 또는 4-행정 엔진일 수 있다. 불꽃 점화 엔진은 휴대용 휘발유 연료 기구의 일부일 수 있다. 상기 불꽃 점화 엔진은 정원 기구, 삼림관리 기구, 사슬 톱, 제초용 톱, 선외 모터, 잔디 깎기, 잔디 트랙터, 잔디 제초기, 제설 송풍기, 스노모빌, 백팩형 송풍기 또는 흡진기, 수상 스키, 제트 스키, 모토크로스, 콘크리트 혼합기 또는 발전기용 엔진들로 이루어진 목록에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 불꽃 점화 엔진은 배기량이 500 cm3 이하, 예컨대 100 cm3 이하일 수 있다. 사슬톱 및 기타 정원 또는 삼림관리 기구는 배기량이 100 cm3 이하일 수 있다.
본원에 기술되거나 또는 본 발명에 따라 획득가능한 휘발유 조성물은 소형 유틸리티 엔진용으로 적합한데, 특히 많은 경우에 이들 품목이 주로 겨울 또는 여름에 주로 사용되는 계절 용품이거나 또는 뜸하게 사용되는 물품, 예컨대 발전기인, 불꽃 점화 엔진을 함유한 상기 용품에 적합하다. 이것은 부분적으로 휘발유 조성물 내 옥시게네이트의 부재 또는 매우 낮은 함량 때문이다. 옥시게네이트 예컨대 에탄올은 종종 일반 무연 95 옥탄(RON) 휘발유에 첨가되어 옥탄가를 향상시키고, 그와 같은 휘발유에 첨가된 바이오-에탄올은 또한 휘발유의 신재생 함량을 증가시킴으로써, 화석 휘발유 생성물의 "환경친화적인" 프로파일을 달성한다. 그러나, 에탄올이 시간이 경과하면서 수분을 흡수하는데, 이것이 그와 같은 용품의 장기적 보관 후 부식을 초래하고 문제를 촉발시킬 수 있다. 상기 휘발유 조성물은 최초 끓는점(IBP)이 약 30　℃ 또는 약 35 ℃일 수 있고, 최종 끓는점(FBP)이 약 200　℃ 또는 약 205　℃, 예를 들어 30~205　℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 휘발유 조성물은 최초 끓는점(IBP)이 약 30　℃ 또는 약 35 ℃ 내이고, 최종 끓는점(FBP)은 약 200　℃ 또는 약 205　℃ 내, 예를 들어 30~205　℃ 내일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 소형 엔진 휘발유(화석 기원일 수 있음)를 다량 포함하고 신재생 나프타 유출유를 소량 포함하는 소형 엔진 휘발유에서 신재생 구성요소로서 신재생 나프타 유출유의 용도가 제공되고, 여기서 상기 신재생 나프타 유출유는 C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, C5~C6 파라핀 30 부피% 이상, 나프텐 5 부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함한다.
상기 신재생 나프타 유출유는 끓는점이 30~200　℃의 범위, 예컨대 90~200　℃, 또는 40~180　℃일 수 있다. 상기 끓는점 범위는 최초 끓는점(IBP)과 최종 끓는점(FBP)으로 표현된다. 이것은 끓는점 범위가 30~200℃ 범위, 예컨대 90~200℃ 또는 40~180℃일 수 있다는 것이다.
신재생 나프타 유출유의 비율은 총 휘발유 조성물을 기준으로 1　부피% 이상, 3　부피% 이상, 바람직하게는 5 부피% 이상의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명의 구현예들을 기술할 때, 모든 가능한 구현예들의 조합 및 순열이 명쾌하게 기술되지는 않았다. 그럼에도 불구하고, 어떤 대안들이 서로 상이한 종속항에 언급되거나 또는 상이한 구현예에서 기술되었다는 사실이 이들 대안들의 조합이 이롭게 사용될 수 없음을 가리키는 것은 아니다. 본 발명은 기술된 구현예들의 모든 가능한 조합 및 순열을 예상한다.
용어 "포함하는" 또는 "포함한다" 및 본원에 포함한다는 발명자에 의해, 모든 경우에 각각 "으로 이루어지는" 및 "으로 이루어지다"라는 용어와 선택적으로 치환가능한 것으로 의도된다.
실시예
알킬레이트계 휘발유(Neste Oyj, Naantali에서 획득된 화석 기원의 경질 알킬레이트 유출유)와 신재생 나프타 유출유(상기 표 1에 도시된 조성물을 가짐), 이소-펜탄 및 이소-옥탄(2,2,4-트리메틸펜탄) 중 하나 이상의 수많은 혼합물들을 하기 표 2에 도시된 바와 같이 제조하였다.
알킬레이트 휘발유
실험 1 2 3 4 5 6 7 8 9
알킬레이트계 휘발유 부피% 100 % 99 % 97 % 95 % 0 % 69 % 47 % 59 % 57 %
이소-펜탄 부피% 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % 31 % 30 % 31 % 30 %
이소-옥탄 부피% 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % 20 % 10 % 10 %
신재생 나프타 유출유 부피% 0 % 1 % 3 % 5 % 100 % 0 % 3 % 0 % 3 %
밀도 kg/m3 686.4 686.8 686.7 686.6 681.5 686.8 683.4 685.1 685
증기압 kPa 56.6 56.1 55.9 55.4 18.5 59.4 58.4 59.2 58.7
DIS-E70 부피% 27 26.4 26.7 26.3 17.9 28.2 28.4 28.5 28
DIS-E100 부피% 45.7 45.9 46.3 46.5 46.3 50.8 48 48.6
RONc 94.2 93.6 92.8 91.7 40.3 93.7 93.4 94.3 92.8
MONc 91.8 91.4 90.5 89.8 43.5 91.6 91.5 91.8 91.0
방향족 부피% 0.5 0.53 0.52 0.51 0.1 0.5 0.4 0.5 0.4
올레핀 부피% 0.1 0.32 0.32 0.32 <0.1 0.2 0.2 0.2 0.2
n-헥산 부피% 0.15 0.41 0.68 13.41 0.1 0.4 0.1 0.4
벤젠 부피% 0.07 0.08 0.08 0.07 0.01 0.1 0.11 0.1 0.1
시클로알칸 부피% <0.1 <0.1 <0.1
파라핀 부피% 96.7 97.1 97.1 96.7
신재생물 함량 0 1 3 5 0 0 23 10 13
ENISO12185에 따라 밀도를, EN13016-1를 따라 증기압을, ENISO3405를 따라 DIS-E70 및 DIS-E100을 ENISO5164를 따라 RONc를 ENISO5163를 따라 MONc를, 그리고 ENISO22854를 따라 방향족, 올레핀, n-헥산, 벤젠, 시클로알칸 및 파라핀을 측정하였다.
이소-펜탄, 이소-옥탄 및 알킬레이트계 연료의 혼합물의 첨가가 5% 이상의 신재생 나프타 유출유의 혼합을 허용하면서, 상기 연료를 순수한 알킬레이트 연료로 유지시키고, 동시에 증기압, RON 및 MON에 대한 사양을 실현시킨다는 것이 밝혀졌다.

Claims (24)

  1. 하기를 포함하는 휘발유 조성물의 제조 공정:
    (a) C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, 나프텐 5　부피% 이하, 방향족 1　부피% 이하, 옥시게네이트 1　부피% 이하를 포함하고, RON이 적어도 87인 화석 알킬레이트계 휘발유(상기 알킬레이트계 연료는 총 휘발유 조성물을 기준으로 40 내지 90 부피%의 범위의 양임);
    (b) C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, C5~C6 파라핀 30 부피% 이상, 나프텐 5　부피% 이하, 방향족 1　부피% 이하, 옥시게네이트 1　부피% 이하를 포함하는 신재생 나프타 유출유(상기 신재생 나프타 유출유는 총 휘발유 조성물을 기준으로 1　부피% 이상임); 및
    (c) RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀(상기 하나 이상의 이소-파라핀은 총 휘발유 조성물을 기준으로 10 내지 30 부피%임)을 혼합하는 단계를포함하는 공정.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신재생 나프타 유출유가 상기 총 휘발유 조성물을 기준으로 3　부피% 이상의 양으로 존재하는 것인 공정.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀이 2,3 디메틸부탄, 이소-옥탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, 2,3,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸부탄으로 이루어진 목록에서 선택되는 것인 공정.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀이 이소-옥탄인 것인 공정.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,(d)　하나 이상의 C4~C5 파라핀을 10~35 부피%의 양으로 추가로 포함하되, 상기 C4~C5 파라핀이 이소-펜탄, 이소-부탄, n-부탄, 네오-펜탄으로 이루어진 목록에서 선택되는 것인 공정.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 C4~C5 파라핀이 이소-펜탄인 것인 공정.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신재생 나프타 유출유의 이소-파라핀/n-파라핀 비율이 1 초과, 예컨대 1.2 초과인 것인 공정.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신재생 나프타 유출유의 RON이 35 내지 60, 예컨대 35 내지 50인 것인 공정.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휘발유 조성물이 C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, 나프텐 1　부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함하고 RON이 적어도 92이고, 증기압이 적어도 50 kPa, 바람직하게는 적어도 53 kPa, 예컨대 적어도 55 kPa, 및 선택적으로 MON이 적어도 90인 것인 공정.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화석 알킬레이트계 휘발유의 증기압이 50 kPa 이상이고, 및/또는 상기 신재생 나프타 유출유의 RON이 35 내지 60인 것인 공정.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휘발유 조성물이 소형 유틸리티 엔진용인 것인 공정.
  12. 하기를 포함하는 소형 유틸리티 엔진용 휘발유 조성물:
    (a) C5~C12 파라핀 90 부피% 이상을 포함하는 화석 알킬레이트계 휘발유(총 휘발유 조성물을 기준으로 40 내지 90 부피%의 범위의 양으로 존재);
    (b) C5~C12 파라핀 90 부피% 이상 및 C5~C6 파라핀 30 부피% 이상을 포함하는 신재생 나프타 유출유(총 휘발유 조성물을 기준으로 1 내지 10 부피%의 범위의 양으로 존재); 및
    (c) RON이 적어도 95인 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀(총 휘발유 조성물을 기준으로 10 내지 30 부피%의 범위의 양으로 존재);
    여기서 상기 휘발유 조성물은 C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, 나프텐 1 부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함하고, 그것의 RON이 적어도 93인 것인 휘발유 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 신재생 나프타 유출유가 총 휘발유 조성물을 기준으로 3　부피% 이상의 양으로 존재하는 것인 휘발유 조성물.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀이 2,3-디메틸부탄, 이소-옥탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, 2,3,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 2,2,3-트리메틸부탄으로 이루어진 목록에서 선택되는 것인 휘발유 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 C6~C12 이소-파라핀이 이소-옥탄인 것인 휘발유 조성물.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로(d)　하나 이상의 C4~C5 파라핀이 10~35 부피%의 양으로 존재하되, 상기 C4~C5 파라핀이 이소-펜탄, 이소-부탄, n-부탄, 네오-펜탄으로 이루어진 목록에서 선택되는 것인 휘발유 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 C4~C5 이소-파라핀이 이소-펜탄인 것인 휘발유 조성물.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 휘발유 조성물의 용도 또는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따라 불꽃 점화 엔진에서 제조된 휘발유 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 상기 불꽃 점화 엔진이 2-행정 엔진 또는 4-행정 엔진인 것인 용도.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 불꽃 점화 엔진이 휴대용 휘발유 연료 기구의 일부이고, 및/또는 상기 불꽃 점화 엔진의 배기량이 500 cm3 이하인 것인 용도.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불꽃 점화 엔진이 정원 기구, 삼림관리 기구, 사슬 톱, 제초용 톱, 선외 모터, 잔디 깎기, 잔디 트랙터, 잔디 제초기, 제설차, 스노모빌, 백팩형 송풍기 또는 흡진기, 수상 스키, 제트 스키, 모토크로스, 콘크리트 혼합기 또는 발전기용 엔진들로 이루어진 목록에서 선택되는 것인 용도.
  22. 화석 기원의 소형 엔진 휘발유를 다량으로 그리고 신재생 나프타 유출유를 소량으로 포함하는 소형 엔진 휘발유에서 신재생 구성요소로서 신재생 나프타 유출유의 용도로, 상기 신재생 나프타 유출유가 C5~C12 파라핀 90 부피% 이상, C5~C6 파라핀 30 부피% 이상, 나프텐 5 부피% 이하, 방향족 1 부피% 이하, 옥시게네이트 1 부피% 이하를 포함하는 것인 용도.
  23. 제22항에 있어서, 상기 신재생 나프타 유출유의 끓는점 범위가 30~200℃, 바람직하게는 40~ 180℃인 것인 용도.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 신재생 나프타 유출유의 비율이 총 휘발유 조성물을 기준으로 3 부피% 이상, 바람직하게는 5 부피% 이상인 것인 용도.
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