KR20200110766A - 배출 프로파일이 개선된 혼합 연료 조성물 - Google Patents

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데이비드 슬레이드
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마틴 하벨리
에릭 보웬
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레그 신써틱 퓨얼즈, 엘엘씨
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Abstract

본 기술은 현장 성능 문제를 피하면서 놀랍고 예상치 못한 배출 프로파일을 나타내는 혼합 연료 조성물 및 이러한 조성물의 제조 방법을 제공하는데, 이때 혼합 연료 조성물은 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤; 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및 약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 포함하되, 단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우에는 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함된다.

Description

배출 프로파일이 개선된 혼합 연료 조성물
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2018년 1월 17일에 출원된 미국 가출원 제62/618,454호의 우선권 및 그 이익을 주장하며, 이의 전체 내용은 임의의 그리고 모든 목적을 위해 참조로 본원에 포함되어 있다.
기술분야
본 기술은 일반적으로 현장 성능 문제를 피하면서 현저한 시너지 효과를 비롯한 놀랍고 예상치 못한 배출 프로파일을 나타내는 혼합 연료 조성물(blended fuel composition) 및 이러한 조성물의 제조 방법을 제공한다.
일 양태에서, 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤; 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및 약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물이 제공된다. 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우, 혼합 연료 조성물은 약 8 부피% 이상의 바이오디젤을 포함한다. 이러한 조성물은 놀랍고도 예상치 못하게 유리한 연료 및 배출 특성을 제공한다. 예로서, 본 개시내용은 이러한 혼합 연료 조성물에 의해 제공된 시너지 이점을 예시한다.
관련 양태에서, 본원에 기재된 임의의 구현예의 혼합 연료 조성물의 제조 방법이 제공되며, 여기서 상기 방법은 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤; 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및 약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 조합하여 혼합 연료 조성물을 생성하는 단계를 포함한다. 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우, 혼합 연료 조성물은 약 8 부피% 이상의 바이오디젤을 포함한다.
추가 관련 양태에서, 본 기술은 합성 파라핀계 디젤 및 본원에 기재된 임의의 구현예의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트를 제공한다. 또한 추가의 관련 양태에서, 본 기술은 바이오디젤 및 본원에 기재된 임의의 구현예의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트를 제공한다.
도 1은 본 기술의 예의 혼합 연료 조성물의 3원 혼합 다이어그램을 제공한다.
도 2는 실시예에 따라, 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물에 대해, 문헌[40 CFR, Part 86, Subpart N]에 상세히 기재된 EPA 연방 시험 절차(EPA Federal Test Procedure)에 따른 브레이크 특정 기준으로 측정되어진 NOx 및 PM 배출을 제공한다.
도 3a 및 도 3b는 실시예에 따라, 바이오디젤, 합성 파라핀계 디젤 및/또는 기준 ULSD 석유 연료를 포함하는 혼합 연료 조성물에 대해, 문헌[40 CFR, Part 86, Subpart N]에 상세히 기재된 EPA 연방 시험 절차에 따른 브레이크 특정 기준으로 측정되어진 PM(도 3a) 및 NOx(도 3b) 배출을 제공한다.
도 4는 실시예에 따른 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물의 일산화탄소 배출을 제공하며, 여기서 오차 막대는 3회의 표준 편차를 나타낸다.
도 5는 실시예에 따라 석유 디젤 기준을 기반으로 하여 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤의 블렌드에 노출된 엘라스토머에 대한 엘라스토머 부피의 상대적 변화를 제공한다.
도 6은 실시예에 따라 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 팽윤에 대한 바이오디젤의 것과 비교되는 전체 방향족의 영향을 제공한다.
도 7은 실시예에 따라 NBR 팽윤에 대한 바이오디젤의 것과 비교되는 다핵 방향족의 영향을 제공한다.
도 8a 및 도 8b는 실시예에 따라 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤의 예시적인 혼합 연료 조성물의 측정된 동결점(도 8a) 및 저온 필터 막힘점(도 8b)을 선형 값과 비교하여 제공한다.
도 9는 실시예에 따라 석유 초-저 황 디젤 기준과 비교하여 3개의 바이오디젤 샘플에 대한 CSFBT 시험 점수를 제공한다.
도 10a 내지 도 10c는 실시예에 따라 합성 파라핀계 디젤과 다양한 양으로 블렌딩된 3개의 바이오디젤 샘플 각각에 대한 CSFBT 시험 점수를 제공한다.
도 11은 실시예에 따라 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤 샘플의 805개의 블렌드에 대한 저온 침지 여과 시험(Cold Soak Filteration test) 및 20/80 CSFBT 시험에 대한 평균 결과를 제공한다.
다양한 구현예를 이하에 기재한다. 특정 구현예들은 본 명세서에서 논의된 더 넓은 양태에 대한 포괄적인 설명 또는 제한으로서 의도되지 않는다는 것을 주지하여야 한다. 특정 구현예와 결합하여 기술되는 일 양태는 그 구현예에 반드시 제한되는 것은 아니며, 임의의 다른 구현예(들)과 함께 실시될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "약"은 특정 용어의 ± 5%를 의미할 것이다. 예를 들어, "약 10 부피%"란, "9.5 부피% 내지 10.5 부피%"를 의미할 것이다.
(특히 하기 청구항의 맥락에서) 구성요소를 기술하는 맥락에서의 단수 형태의 용어("a" 및 "an" 및 "the") 및 유사 지시 대상의 사용은 달리 명시되거나 문맥에 의해 명확히 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함한다. 본원에서 값의 범위의 언급은 단지 본원에서 달리 지시되지 않는 한, 상기 범위 내에 속하는 각각의 별개의 값을 개별적으로 언급하는 약식 방법으로 작용하는 것으로 의도되고, 각각의 별개의 값은 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 통합된다. 달리 지시되거나 또는 문맥에 명백하게 반박되지 않는 한, 본원에 기술된 모든 방법은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공되는 임의의 및 모든 예 또는 예시적인 표현(예를 들어, "예컨대")는 단순히 구현예들을 더 잘 설명하기 위한 것으로 의도되고, 달리 언급되지 않는 한, 청구 범위를 제한하지 않는다. 명세서의 어떠한 표현도 임의의 청구되지 않은 구성요소를 본질적인 것을 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.
본원에서 이용되는 바와 같이, "알킬"기는 직쇄 및 분지형 알킬기를 포함한다. 직쇄 알킬기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, 및 n-옥틸기가 포함된다. 분지형 알킬기의 예에는 이에 제한되는 것은 아니나, 이소프로필, sec-부틸, t-부틸, 네오펜틸 및 이소펜틸기가 포함된다. C1-C4 알킬과 같은 어구 "C x -C y 알킬"은 탄소수가 x 내지 y 범위에 있는 알킬기를 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "방향족"은 "방향족물질(aromate)"과 동의어이고, 헤테로원자를 함유하지 않는 환형 방향족 탄화수소뿐만 아니라 복소환 방향족 화합물 모두를 의미한다. 이 용어는 단환, 이환 및 다환 고리계를 포함한다(집합적으로, 이러한 이환 및 다환 고리계는 본원에서 "다환 방향족" 또는 "다환 방향족 물질"로서 지칭됨). 상기 용어는 또한 알킬기 및 사이클로알킬기를 갖는 방향족 종을 포함한다. 따라서 방향족은 비제한적으로 벤젠, 아줄렌, 헵탈렌, 페닐벤젠, 인다센, 플루오렌, 페난트렌, 트리페닐렌, 피렌, 나프타센, 크리센, 안트라센, 인덴, 인단, 펜탈렌 및 나프탈렌뿐만 아니라 이러한 화합물의 알킬 및 사이클로알킬 치환된 변이체를 포함한다. 일부 구현예에서, 방향족 종은 6 내지 14개의 탄소를 함유하고, 다른 형태에서 상기 기의 고리 부분에 6 내지 12개 또는 심지어 6 내지 10개의 탄소 원자를 함유한다. 상기 어구는 융합된 고리를 포함하는 기, 예컨대 융합된 방향족-지방족 고리계(예를 들며, 인단, 테트라히드로나프텐 등)을 포함한다.
본원에 사용된 "산소화물(oxygenate)"은 산소에 대한 적어도 하나의 공유 결합을 포함하는 탄소 함유 화합물을 의미한다. 상기 용어에 의해 포함되는 작용기의 예는 비제한적으로 카르복실산, 카르복실레이트, 산 무수물, 알데히드, 에스테르, 에테르, 케톤 및 알콜뿐만 아니라 포스페이트 에스테르 및 포스페이트 안히드리드와 같은 헤테로원자 에스테르 및 안히드리드를 포함한다. 산소화물은 또한 본원에 기재된 방향족, 사이클로파라핀 및 파라핀의 산소 함유 변이체일 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "파라핀"은 비환식, 분지형 또는 비분지형 알칸을 의미한다. 비분지형 파라핀은 n-파라핀이고; 분지형 파라핀은 이소파라핀이다. "사이클로파라핀"은 환형, 분지형 또는 비분지형 알칸이다.
본원에서 사용되는 용어 "파라핀계"는 상기 정의된 파라핀 및 사이클로파라핀뿐만 아니라 주로 단일- 또는 이중-불포화(즉, 하나 또는 두 개의 이중 결합)을 갖는 분지형 또는 비분지형인 알칸인 탄화수소 사슬 함유 영역 모두를 의미한다.
본원에서 사용되는 수소화처리(hydroprocessing)는 제한 없이 수소의 존재 하에 일어나는 다양한 유형의 촉매화 반응을 기술한다. 가장 일반적인 수소화처리 반응의 예로는 비제한적으로 수소화, 수소첨가탈황(HDS), 수소첨가탈질소화(HDN), 수소첨가처리(hydrotreating; HT), 수소첨가분해(hydrocracking; HC), 방향족 포화 또는 수소첨가탈방향족화(HDA), 수소첨가탈산소화(HDO), 탈카르복실화(DCO), 수소첨가이성질화(HI), 수소첨가탈왁스(HDW), 수소첨가탈금속화(HDM), 탈카르보닐화, 메탄화 및 개질(reforming)을 포함한다. 촉매의 유형, 반응기 구조, 반응기 조건 및 공급원료 조성에 따라, 순수 열처리(즉, 촉매를 요구하지 않음) 내지 촉매화 범위인 다수의 반응이 일어날 수 있다. 특정 수소화처리 유닛, 예를 들면, HDO 반응 시스템의 주요 기능을 기술하는 경우, HDO 반응은 단순히 일어나는 주요 반응 중 하나이고, 다른 반응이 또한 일어날 수 있는 것으로 이해된다.
탈카르복실화(DCO)는 카르복실기가 유기 분자로부터 제거되어 CO2가 생성되게 하는 유기 분자의 수소화처리뿐만 아니라 CO의 형성을 야기하는 탈카르보닐화를 의미하는 것으로 이해된다.
열분해는 열화학 반응 과정에서 존재하는 이원자성 산소 또는 이원자성 수소를 약간 가지거나 가지지 않는 탄소계 물질의 열화학적 분해를 의미한다. 열분해 중의 촉매의 임의의 사용은 전형적으로 촉매 분해로서 지칭되고, 이는 열분해와 같은 용어가 포함되며, 수소첨가분해와 혼동되지 않는다.
수소첨가처리(HT)는 유기 화합물로부터 주기율표의 3, 5, 6, 및/또는 7족의 원소의 제거를 수반한다. 수소첨가처리는 또한 수소첨가금속화(HDM) 반응을 포함할 수 있다. 수소첨가처리는 이에 따라 수소화처리를 통한 산소, 질소, 황 및 이들 중 임의의 2개 이상의 조합과 같은 헤테로원자의 제거를 수반한다. 예를 들어, 수소첨가탈산소화(HDO)는 부산물로서 물을 생성하는 촉매적 수소화처리 반응에 의한 산소의 제거를 의미하는 것으로 이해되고; 마찬가지로, 수소첨가탈황(HDS) 및 수소첨가탈질소화(HDN)는 수소화처리를 통한 나타낸 원소의 개개의 제거를 기술한다.
수소화는 하위단위로 분자를 분리함 없이 유기 분자에의 수소의 첨가를 수반한다. 단일 결합을 생성하기 위해 탄소-탄소 또는 탄소-산소 이중 결합에 수소를 첨가하는 것은 수소화의 2개의 비제한적인 예이다. 부분적 수소화 및 선택적 수소화는 불포화된 공급원료의 부분적 포화를 야기하는 수소화 반응을 지칭하기 위해 사용된다. 예를 들면, 높은 백분율의 다중불포화된 지방산(예를 들어, 리놀레산)을 갖는 식물성 오일은 부분적 수소화가 진행되어 수소화처리된 생성물을 제공할 수 있고, 여기서 다중불포화된 지방산은 원하지 않는 포화된 지방산(예를 들면, 스테아르산)의 백분율을 증가시키지 않으면서 단일-불포화된 지방산(예를 들면, 올레산)으로 전환된다. 수소화는 수소첨가처리, 수소첨가이성질화 및 수소첨가분해와 구분되고, 수소화는 이들 다른 반응 중에 일어날 수 있다.
수소첨가분해(HC)는 수소의 존재 하에서 2개 이상의 분자를 형성하기 위한 분자의 탄소-탄소 결합의 절단을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 반응은 전형적으로 생성된 이중 결합의 후속 수소화가 진행된다.
수소첨가이성질화(HI)는 이성질체를 형성하기 위한 수소의 존재 하의 탄소-탄소 결합의 골격 재배열로서 정의된다. 수소첨가분해는 대부분의 HI 촉매 반응에 대한 경쟁적 반응이고, 소수 반응으로서 HC 반응 경로가 용어 HI의 사용에 포함되는 것으로 이해된다. 수소첨가탈왁스(HDW)는 탄화수소 유체의 저온 특성을 개선하도록 설계된 수소첨가분해 및 수소첨가이성질화의 특정 형태이다.
조성물이 " C x -C y 탄화수소", 예컨대 C7-C12 n-파라핀을 포함하는 것으로 언급되는 경우, 이는 조성물이 x 내지 y의 범위에 포함되는 탄소수를 갖는 하나 이상의 파라핀을 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
"디젤 연료"는 일반적으로 비등점이 약 150℃ 내지 약 360℃의 범위("디젤 비등 범위") 내에 있는 연료를 지칭한다.
본원에서 이용되는 바와 같이 "바이오디젤"은 본원에 참고로 포함된 미국 특허 공보 제2016/0145536호에 기재된 바와 같은 C1-C4 알킬 알코올 및 자유 지방산 및/또는 지방산 글리세리드 사이의 에스테르화 및/또는 트랜스에스테르화 반응에 의해 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 지칭한다.
본원 전체에 걸쳐 사용된 바와 같은 "합성 파라핀계 디젤"은 하나 이상의 바이오재생(biorenewable) 공급원료의 수소첨가탈산소화(HDO)로 HDO 생성물을 생성한 후, 임의로는 HDO 생성물의 수소첨가이성질화를 포함하는 방법에 의해 생성된 디젤 비등 범위 파라핀계 탄화수소 (1); 또는 (2) (1) 및 피셔-트롭쉬(Fisher-Tropsch) 방법을 포함하는 방법에 의해 생성된 연료의 조합을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같은 "석유 디젤"은 원유 정제 설비에서와 같은 원유로부터 생성된 디젤 연료를 지칭하고, 수소첨가처리된 직류(straight-run) 디젤, 수소첨가처리 유동화 촉매 크래커(cracker) 경질 사이클 오일, 수소첨가처리 코커(coker) 경질 가스오일, 수소첨가분해 FCC 중질 사이클 오일, 및 이들의 조합을 포함한다.
조성물에서 성분의 "부피%" 또는 "vol.%", 또는 조성물에서 상이한 성분들의 부피비는 조합된 성분들의 최종 부피가 아닌, 각각의 개별 성분의 초기 부피에 기초하여 60℉에서 결정된다.
본 기술
가솔린 엔진에 비해 더 높은 디젤 엔진의 연료 효율은 주행 거리 당 CO2 배출량이 현저히 낮아진다. 그러나, 배출량 관점에서 볼 때, 디젤 엔진/연료로 도전을 제기한 것은 비(非) CO2 배출이다. 특정 도전은 산화질소(NOx) 및 미립자 물질(PM)의 배출에 관한 것이다.
일반적으로, NOx는 공기 중 N2 및 O2의 고온 반응에 의해 형성되는 반면, PM은 연료의 불완전 연소에 의해 형성된다. 연료 조성물(예를 들어, 디-tert-부틸 퍼옥시드, 2-에틸헥실 니트레이트, 기타 유기 퍼옥시드 및/또는 세탄 개선제와 같은 첨가제의 형태) 및 엔진 작동 양자 모두의 개질로 NOx 또는 PM을 어느 정도 감소시키려고 시도해왔지만, 양자간 상충 관계(trade-off)가 존재하여 하나의 감소는 전형적으로 다른 하나의 증가를 동반한다. 이는 당업계에서 "디젤 딜레마" 또는 "NOx/PM 상충 관계"로 지칭되었다.
디젤 및 가솔린 연료 양자 모두에 영향을 미치는 또 다른 유형의 바람직하지 못한 배출은 일산화탄소(CO) 및 탄화수소로, 이들 모두는 불완전 연료 연소의 부산물이다. 이들 배출은 디젤 미립자 필터(DPF) 및/또는 직접 산화 촉매 시스템과 같은 후처리 시스템에 의해 부분적으로 다루어질 수 있지만, 후처리 시스템 없이 엔진에서 이들 성분을 더 낮은 수준으로 배출하고 이들을 가진 엔진에서 후처리 시스템의 부하를 감소시키는 디젤 연료에 대한 요구가 존재한다. DPF는 장착된 엔진이 대부분의 시간에 테일파이프(tailpipe) 배출을 감소시키도록 하지만, DPF는 이것이 수집하는 그을음/PM을 태워버리기 위해 연료를 연소시킴으로써 주기적인 재생을 요구하는데, 이는 연료의 "유용하지 않은" 연료 소비이다. 이 유용하지 않은 연료 소비는 보다 완전한 연소를 통해 이러한 오염물질의 실린더 내 감소에 의한 것과 같이 엔진에서 나오는 배출량을 감소시킴으로써 감소될 수 있는데, 이는 지속적으로 개선된 연소 및 덜 빈번하거나 덜 집중적인 DPF 재생 양자 모두로 인해 개선된 연료 효율을 제공한다. 이 중요한 이점에도 불구하고, NOx 배출을 동시에 증가시키지 않으면서 PM, CO 및 탄화수소 배출량의 감소를 달성하는 것은 아주 다루기 힘든 도전이었다.
CARB(California Air Resource Board 지침) 및 스웨덴 디젤이 예인 석유 디젤에서 황 및 방향족을 감소시킴으로써 NOx 배출 수준이 주어졌을 때 더 낮은 PM 배출이 달성되었다. CARB 디젤은 최대 10 부피%의 방향족 사양을 가진 반면(CCR 2282), 스웨덴 디젤(1991 Mk1 디젤 사양)은 방향족 및 황의 상한을 각각 5 부피% 및 10 wppm으로 설정한다. 이들 디젤 속성은 전형적으로 석유 정제소에서 심각한 수소첨가탈황 및 수소첨가탈방향족화 공정을 통해 충족된다. 그러나, 이러한 저-황/저 방향족 연료는 엘라스토머 호환성과 관련된 문제를 발생시켰다.
전통적으로, 니트릴 고무 엘라스토머(레거시(legacy) 차량에 사용되는 표준 개스킷 물질)가 연료 시스템 성분에 이용되는데, 그 이유는 이들이 전형적인 연료(통상 방향족의 존재로 인한 것으로서 간주됨)에 노출될 때 팽윤되고, 이로써 연료 시스템 성분에 대한 단단한 밀봉을 제공하기 때문이다. 그러나, 저-황/저 방향족 석유 연료에서, 누출이 관찰되는데; 이 문제는 예컨대 황 및 방향족의 상한을 각각 5 wppm 및 1.1 wt%로 설정한 디젤 연료에 대한 유럽 표준 EN15940(2016)을 충족하는 것과 같이 검출할 수 없을 정도 내지 매우 낮은 농도의 방향족 및 황을 가진 합성 파라핀계 디젤에서 특히 극심하다.
해양 적용을 위한 공기 배출 표준은 도로 디젤에 대한 것만큼 엄격하지는 않지만, 더 나은 생분해성 및 해양 생태독성을 지닌 연료가 크게 요구되고 있다. 바이오디젤은 우수한 생분해성을 갖고 본질적으로 무독성 연료로 간주된다.
생분해성이 양호한 디젤 연료의 개발에서 어려운 점 중 하나는 이들이 열-산화 안정성이 비교적 열악하다는 점이다. 낮은 열-산화 안정성은 일반적으로 열악한 저장 안정성 및 더 높은 엔진 침전 가능성과 관련 있다. 바이오디젤은 이것의 우수한 생분해성과 함께 전형적으로 석유 연료보다 더 낮은 산화 안정성을 나타내는데, 이는 재생 연료의 일부 잠재적 사용자들의 우려 사항이다. 바이오디젤보다 더 나은 열-산화 안정성 및 석유 디젤보다 더 나은 생분해성 및 더 낮은 독성의 조합을 제공하는 연료는 다수의 시장 및 규제 관할지역에서 높게 평가될 것이다.
게다가, 더 낮은 "탄소 강도"를 갖는 연료가 또한 많은 연료 시장에서 점점 더 바람직해지고 있다. 일반적으로, 낮은 탄소 강도 연료는 독점적으로 석유 공급원이 아닌 재생가능 공급원으로부터 생산된다. 바이오디젤이 그 예이다.
따라서, 통상의 엘라스토머를 이용하는 차량에 호환되도록 보장하고, 동시에 통상의 석유 연료보다 더 낮은 탄소 강도를 제공하도록 보장하면서, 생분해성과 안정성 사이에서 덜 유의미한 상충 관계 및 배출 특성의 더 나은 균형을 제공하는 디젤 연료에 대한 요구가 존재한다.
이러한 균형을 제공하려는 시도들은 전형적으로 석유 디젤과 바이오디젤을 블렌딩하는 것에 초점을 맞춰왔으며, D2/ULSD/CARB 디젤(석유) 연료의 특성에 대한 바이오디젤 함량의 효과에 대한 다양한 연구가 공개되어져 있다. 이들은 일반적으로 바이오디젤 포함 수준이 증가함에 따라 미립자 물질, CO, 및 HC 배출면에서 개선되었다고 보고하였지만, 이는 NOx 배출의 증가를 동반하는 경향이 있었다. 다른 발표된 연구들은 석유 디젤/바이오디젤 블렌드에서 NOx 배출을 감소시키기 위한 첨가제를 살폈다.
합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤의 유리한 2-성분 블렌드에 대한 지침 또는 석유 디젤, 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤의 유리한 3-성분 블렌드에 대한 지침이 배출물(예, 엔진 배출물), 생분해성 및 저온 유동 특성 및 엘라스토머 호환성을 비롯한 광범위한 성능 특성을 갖는 블렌드를 제공하는 관점에서 요구된다. 실제로, 합성 파라핀계 연료 생성의 상업적인 생산자는 합성 파라핀계 연료가 바이오디젤과 전혀 호환될 수 없으나, 낮은 바이오디젤 농도(예, "낮은 바이오디젤 농도"는 바이오디젤 대 합성 파라핀 디젤의 부피비가 약 1:14 미만인 것임)로는 호환될 수 있다고 언급하였다. 예를 들어, 최근 발표된 문헌[Neste Renewable Diesel Handbook (Neste Corp., Espoo, 핀란드; 2016년 5월)]에는 "최대 7%의 고품질 FAME[디젤]이 … Neste 재생 디젤과 혼합될 수 있다… 품질이 높거나 낮은 FAME을 이용하면 FAME의 불순물의 침전 위험이 증가한다."라고 언급되어 있다.
이와는 대조적으로, 본 기술은 실현가능할 뿐 아니라 놀랍고도 예기치 않게 유리한 연료 및 배출 특성을 제공하는 바이오디젤과 합성 파라핀계 디젤 양자 모두를 포함하는 혼합 연료 조성물을 제공한다. 본 기술은 또한 임의의 침전 위험에 대한 전례 없는 해결책을 제공한다.
그러므로, 일 양태에서, 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤("SPD"); 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및 약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물이 제공되는데, 단 상기 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우(즉, 0 부피% 석유 디젤), 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함된다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우(즉, 0 부피% 석유 디젤), 약 9 부피% 이상의 바이오디젤이 포함되는 것일 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우(즉, 0 부피% 석유 디젤), 약 10 부피% 이상의 바이오디젤이 포함되는 것일 수 있다. 예의 혼합 연료 조성물이 또한 도 1의 3원 블렌드 다이어그램에 도시되어 있다. 이러한 조성물은 놀랍고도 예상치 못하게 유리한 연료 및 배출 특성을 제공한다. 예로서, 본 개시내용은 이러한 혼합 연료 조성물에 의해 제공된 시너지 이점을 예시한다. 또한, 본 기술의 혼합 연료 조성물은 합성 파라핀계 디젤 단독 또는 초-저 황 디젤(ULSD) 단독과 비교시 놀랍게도 개선된 엘라스토머 호환성뿐 아니라 산화 안정성 측면에서 변화가 거의 없는 개선된 생분해성과 같은 기타 물리적 및 화학적 특성의 놀랍게도 더 나은 균형을 갖는다. 혼합 연료 조성물은 디젤 연료, 디젤 연료 첨가제, 디젤 연료 블렌드스톡(blendstock), 또는 임의의 이들의 둘 이상의 조합으로서 적합할 수 있다.
혼합 연료 조성물에서 합성 파라핀계 디젤의 양은 약 5 부피%, 약 6 부피%, 약 7 부피%, 약 8 부피%, 약 9 부피%, 약 10 부피%, 약 11 부피%, 약 12 부피%, 약 13 부피%, 약 14 부피%, 약 15 부피%, 약 16 부피%, 약 17 부피%, 약 18 부피%, 약 19 부피%, 약 20 부피%, 약 21 부피%, 약 22 부피%, 약 23 부피%, 약 24 부피%, 약 25 부피%, 약 26 부피%, 약 27 부피%, 약 28 부피%, 약 29 부피%, 약 30 부피%, 약 31 부피%, 약 32 부피%, 약 33 부피%, 약 34 부피%, 약 35 부피%, 약 36 부피%, 약 37 부피%, 약 38 부피%, 약 39 부피%, 약 40 부피%, 약 41 부피%, 약 42 부피%, 약 43 부피%, 약 44 부피%, 약 45 부피%, 약 46 부피%, 약 47 부피%, 약 48 부피%, 약 49 부피%, 약 50 부피%, 약 52 부피%, 약 54 부피%, 약 56 부피%, 약 58 부피%, 약 60 부피%, 약 62 부피%, 약 64 부피%, 약 66 부피%, 약 68 부피%, 약 70 부피%, 약 72 부피%, 약 74 부피%, 약 76 부피%, 약 78 부피%, 약 80 부피%, 약 85 부피%, 약 90 부피%, 약 95 부피%, 또는 이들 값 중 임의의 두 값을 포함하고/하거나 그 사이인 임의의 범위일 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 합성 파라핀계 디젤은 피셔-트롭쉬 방법을 포함하는 방법에 의해 생성된 연료를 배제할 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 합성 파라핀계 디젤은 ASTM D613에 의해 측정시 약 66 이상의 세탄가를 가질 수 있다(참고: ASTM D613에 의해 제공된 최대 식별가능한 세탄가는 74.9이지만, 실제 세탄가는 74.9보다 클 수 있고, 당업자에 의해 인지된다). 본원에서의 임의의 구현예의 합성 파라핀계 디젤은 ASTM D613에 의해 측정된 세탄가가 약 68, 약 70, 약 72, 약 73, 약 73.5, 약 74, 약 74.5, 약 74.9 초과, 또는 이들 값 중 임의의 두 값을 포함하고/하거나 그 사이인 임의의 범위일 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예에서, 합성 파라핀계 디젤은 수소화처리된 바이오재생 공급원료를 포함하는 것일 수 있다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 수소첨가처리 및 임의로는 후속적으로 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함할 수 있다; 본원에서의 임의의 구현예에서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 수소첨가처리 및 후속적으로 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함할 수 있다. 수소첨가처리는 전형적으로 수소의 존재 하에서 주기율표 VIB족 및 VIII족으로부터 황화 형태의 수소화 금속에 대해 수행되는 공정이다. 적합한 단-금속, 이-금속, 및 삼-금속 촉매의 예에는 Mo, Ni, Co, W, CoMo, NiMo, NiW, NiCoMo를 포함한다. 이들 촉매는 알루미나, 또는 실리콘 및/또는 인의 산화물로 개질된 알루미나 상에서 지지될 수 있다. 이들 촉매는 환원된 황화 형태로 구입될 수 있거나, 보다 일반적으로 금속 산화물로서 구입되어 시동 중 황화될 수 있다. 수소첨가처리는 약 480℉(250℃) 내지 약 750℉(400℃) 범위에 속하는 온도 및 약 200 psig(13.8 barg) 내지 약 4,000 psig(275 barg)의 압력에서 수행될 수 있다. 가중 평균 층 온도(weighted average bed temperature; WABT)는 반응기의 유입구와 유출구 사이의 비선형 온도 프로파일에 대해 계산된 반응기의 "평균" 온도를 표현하기 위해 고정층 단열 반응기에서 일반적으로 사용된다.
Figure pct00001
상기 식에서, T i in 및 T i out 은 각각 촉매층 i의 유입구 및 유출구에서의 온도를 지칭한다. 나타난 바와 같이, N개의 상이한 촉매층을 갖는 반응기 시스템의 WABT는 각 층의 WABT(WABT i ) 및 각 층에서의 촉매의 중량(Wc i )을 사용하여 계산될 수 있다. 수소첨가이성질화는 전형적으로 약 200℃ 내지 약 500℃ 범위의 온도에서 이작용성 촉매 상 수소의 존재 하에서 수행된다. 이작용성 촉매는 VIB족 및/또는 VIII족 금속으로부터의 수소화-탈수소화 활성 및 무정형 또는 결정질 지지체, 예컨대 무정형 실리카-알루미나(ASA), 규소-알루미늄-포스페이트(SAPO) 분자체, 또는 알루미늄 실리케이트 제올라이트(ZSM)의 산성 활성을 갖는 것이다. 예시적인 수소첨가이성질화 촉매는 Pt/Pd-on-ASA, 및 Pt-on-SAPO-11를 포함한다.
예시적인 바이오재생 공급원료는 이에 제한되는 것은 아니나 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방(plant fat), 식물 오일(plant oil), 식물성 지방(vegetable fat), 식물성 오일(vegetable oil), 그리스(grease), 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 식물 및/또는 식물성 오일 및/또는 미생물성 오일은 이에 제한되는 것은 아니나 옥수수 오일, 주정 옥수수 오일(distiller's corn oil), 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파(jatropha) 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 및 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 이들은 전처리 수준 및 잔류 인 및 금속 함량에 따라, 미정제, 탈검(degummed), 정제 및 RBD(refined, bleached, and deodorized; 정제, 표백 및 탈취) 등급으로 분류될 수 있다. 그러나, 이들 등급 중 임의의 것이 본 기술에 사용될 수 있다. 상기에서 사용된 바와 같은 동물성 지방 및/또는 오일은 이에 제한되는 것은 아니나 식용 탈로우(tallow), 테크니컬 탈로우(technical tallow), 부유 탈로우(floatation tallow), 라드(lard), 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 및 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 그리스는 이에 제한되는 것은 아니나 옐로우 그리스(yellow grease), 브라운 그리스(brown grease), 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스(restaurant grease), 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 및 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 예시적인 바이오재생 공급원료는 열분해(pyrosis) 또는 열적 분해(thermal cracking)에 의해 제조된 상기 공급물의 분획을 추가적으로 포함한다. 전처리 수준에 따라, 이러한 바이오재생 공급원료는 약 1 wppm 내지 약 1,000 wppm 인, 및 약 1 wppm 내지 약 2,000 wppm 총 금속(주로, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 철, 및 구리)를 함유할 수 있다.
따라서, 본원에서의 임의의 구현예의 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일(또한 주정 옥수수 오일로서 공지됨), 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된(rendered) 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함할 수 있다.
수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 80 wt% 이상의 C11 내지 C18 범위 내에 있는 둘 이상의 상이한 탄소수 파라핀을 포함할 수 있다. 조성물은 약 82 wt%, 약 84 wt%, 약 86 wt%, 약 88 wt%, 약 90 wt%, 약 92 wt%, 약 94 wt%, 약 96 wt%, 약 98 wt%, 약 99 wt% 및 이들 값 중 임의의 두 값 사이 및/또는 이를 포함하는 임의의 범위, 또는 이들 값 중 임의의 하나 초과의 양으로 파라핀을 함유할 수 있다. 파라핀은 C16 및 C18 파라핀, 예컨대 약 50% wt% 이상의 C16 및 C18 파라핀(즉, C16 및 C18 파라핀에 대해 조합된 총 중량%), 약 55% wt% 이상의 C16 및 C18 파라핀, 또는 약 60 wt% 이상의 C16 및 C18 파라핀을 포함할 수 있다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 70 wt% 이상의 짝수의 탄소수 파라핀을 포함할 수 있다. 따라서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 70 wt%, 약 71 wt%, 약 72 wt%, 약 73 wt%, 약 74 wt%, 약 75 wt%, 약 76 wt%, 약 78 wt%, 약 80 wt%, 약 82 wt%, 약 84 wt%, 약 86 wt%, 약 88 wt%, 약 90 wt%, 약 91 wt%, 약 92 wt%, 약 93 wt%, 약 94 wt%, 약 95 wt%, 약 96 wt%, 약 97 wt%, 약 98 wt%, 약 99 wt%, 약 99.2 wt%, 약 99.4 wt%, 약 99.5 wt%, 약 99.6 wt%, 약 99.7 wt%, 약 99.8 wt%, 약 99.9 wt%, 약 99.99 wt%, 약 100 wt% 또는 이들 값의 임의의 두 값을 포함한 그 사이의 임의의 범위의 양으로 짝수의 탄소수 파라핀을 포함할 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예에서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 n-파라핀(예, 바이오재생 공급원료의 수소첨가처리로부터의 것)에 부가해서 이소-파라핀(예컨대, 수소첨가이성질화로부터의 것)을 포함할 수 있다. 따라서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료에서 파라핀은 이소-파라핀 및 n-파라핀을 포함할 수 있다. 이소-파라핀 대 n-파라핀의 비는 약 4:1, 약 4.5:1, 약 5:1, 약 5.5:1, 약 6:1, 약 6.5:1, 약 7:1, 약 8:1, 약 9:1, 약 10:1, 약 11:1, 약 12:1, 약 13:1, 약 14:1, 약 15:1, 약 16:1, 약 17:1, 약 18:1, 약 19:1, 약 20:1, 약 21:1, 약 22:1, 약 23:1, 약 24:1, 약 25:1, 약 26:1, 약 27:1, 약 28:1, 약 29:1, 약 30:1, 및 이들 값 중 임의의 두 값 사이 및/또는 그 값을 포함하는 범위, 또는 이들 값 중 임의의 하나 초과일 수 있다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 이소-파라핀을 포함하는 경우, 수소화처리된 바이오재생 공급원료에서 80 wt% 이상의 이소-파라핀은 모노-메틸 분지형 파라핀이다. 모노-메틸 분지형 파라핀은 약 81 wt%, 약 82 wt%, 약 83 wt%, 약 84 wt%, 약 85 wt%, 약 86 wt%, 약 87 wt%, 약 88 wt%, 약 89 wt%, 약 90 wt %, 약 91 wt%, 약 92 wt%, 약 93 wt%, 약 94 wt%, 약 95 wt%, 약 96 wt%, 약 97 wt%, 약 98 wt%, 약 99 wt%, 및 이들 값 중 임의의 두 값 사이 및/또는 그 값을 포함하는 임의의 범위, 또는 이들 값 중 임의의 하나 초과일 수 있다. 모노-메틸 분지형 이소-파라핀 중, 30 wt% 미만은 말단 분지형(즉, 2-메틸 분지형)이며, 예컨대 20 wt% 미만, 15 wt% 미만, 10 wt% 미만, 또는 5 wt% 미만의 모노-메틸 분지형 이소-파라핀이 말단 분지형이다.
수소화처리된 바이오재생 공급원료는 전형적으로 약 18 wt% 이하의 사이클로파라핀을 갖는다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 18 wt% 약 17 wt%, 약 16 wt%, 약 15 wt%, 약 14 wt%, 약 13 wt%, 약 12 wt%, 약 11 wt%, 약 10 wt%, 약 9 wt%, 약 8 wt%, 약 7 wt%, 약 6 wt%, 약 5 wt%, 약 4 wt%, 약 3 wt%, 약 2 wt%, 약 1 wt%, 약 0.9 wt%, 약 0.8 wt%, 약 0.7 wt%, 약 0.6 wt%, 약 0.5 wt%, 약 0.4 wt%, 약 0.3 wt%, 약 0.2 wt%, 약 0.1 wt%, 또는 이들 값 중 임의의 두 값 사이 및/또는 그 값을 포함하는 임의의 범위, 또는 이들 값 중 임의의 하나 미만의 양으로 사이클로파라핀을 가질 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예에서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 1.0 wt% 미만의 방향족을 함유할 수 있고, 약 1.0 wt% 내지 약 0.001 wt% 방향족을 함유할 수 있다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.9 wt%, 약 0.8 wt%, 약 0.7 wt%, 약 0.6 wt%, 약 0.5 wt%, 약 0.4 wt%, 약 0.3 wt%, 약 0.2 wt%, 약 0.1 wt%, 약 0.09 wt%, 약 0.08 wt%, 약 0.07 wt%, 약 0.06 wt%, 약 0.05 wt%, 약 0.04 wt%, 약 0.03 wt%, 약 0.02 wt%, 약 0.01 wt%, 약 0.009 wt%, 약 0.008 wt%, 약 0.007 wt%, 약 0.006 wt%, 약 0.005 wt%, 약 0.004 wt%, 약 0.003 wt%, 약 0.002 wt%, 약 0.001 wt%, 및 이들 값 중 임의의 두 값을 포함한 그 사이의 범위 또는 이들 값 중 임의의 하나 미만의 양으로 방향족을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.5 wt% 미만의 총 방향족을 함유한다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.01 wt% 미만 벤젠을 함유할 수 있다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.008 wt%, 약 0.006 wt%, 약 0.004 wt%, 약 0.002 wt%, 약 0.001 wt%, 약 0.0008 wt%, 약 0.0006 wt%, 약 0.0004 wt%, 약 0.0002 wt%, 약 0.0001 wt%, 약 0.00008 wt%, 약 0.00006 wt%, 약 0.00004 wt%, 약 0.00002 wt%, 약 0.00001 wt% 및 이들 값 중 임의의 두 값을 포함한 그 사이의 범위, 또는 이들 값 중 임의의 하나 미만의 양으로 벤젠을 함유할 수 있다. 이러한 낮은 값의 벤젠은 조성물의 2-차원 기체 크로마토그래피를 포함하나 이에 제한되지 않는 적절한 분석 기술을 통해 측정될 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.00001 wt% 미만의 벤젠을 가질 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.01 wt% 미만의 다환방향족 탄화수소를 함유할 수 있다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.008 wt%, 약 0.006 wt%, 약 0.004 wt%, 약 0.002 wt%, 약 0.001 wt%, 약 0.0008 wt%, 약 0.0006 wt%, 약 0.0004 wt%, 약 0.0002 wt%, 약 0.0001 wt%, 약 0.00008 wt%, 약 0.00006 wt%, 약 0.00004 wt%, 약 0.00002 wt%, 약 0.00001 wt% 및 이들 값 중 임의의 두 값을 포함한 그 사이의 범위 또는 이들 값 중 임의의 하나 미만의 양으로 다환방향족 탄화수소를 함유할 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.00001 wt% 미만의 벤젠다환방향족 탄화수소를 가질 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예의 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 5 wppm 미만의 황 함량을 지닐 수 있다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 황 함량이 약 4 wppm, 약 3 wppm, 약 2 wppm, 약 1 wppm, 약 0.9 wppm, 약 0.8 wppm, 약 0.7 wppm, 약 0.6 wppm, 약 0.5 wppm, 약 0.4 wppm, 약 0.3 wppm, 약 0.2 wppm, 약 0.1 wppm, 및 이들 값 중 임의의 두 값을 포함한 그 사이의 범위 및 이들 값 중 임의의 하나 미만일 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예의 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 항산화제와 같은 임의의 디젤 첨가제의 포함 이전에 원소 산소로서 계산된 약 0.5 wt% 미만의 산소화물(즉, 약 0.5 wt% 미만의 원소 산소)을 가질 수 있다. 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 약 0.5 wt%, 약 0.4 wt%, 약 0.3 wt%, 약 0.2 wt%, 약 0.1 wt%, 약 0.09 wt%, 약 0.08 wt%, 약 0.07 wt%, 약 0.05 wt%, 약 0.04 wt%, 약 0.03 wt%, 약 0.02 wt%, 약 0.01 wt%, 및 이들 값 중 임의의 두 값을 포함한 그 사이의 범위 또는 이들 값 중 임의의 하나 미만의 양으로 산소화물을 가질 수 있다. 이러한 낮은 값의 원소 산소는 중성자 활성화 분석(Neutron Activation Analysis)을 포함하나 이에 제한되지 않는 적절한 분석 기술을 통해 검출될 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예의 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 하나 이상의 첨가된 항산화제를 포함할 수 있다. 예시적인 항산화제에는 모노페놀(예, 알킬화된 힌더드 페놀, 예컨대 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀 또는 BHT), 비스페놀/티오비스페놀(예, 2,2'-메틸렌-비스-(4-메틸-6-tert-부틸 페놀)), 폴리페놀(예, p-크레솔 및 디사이클로펜타디엔의 부틸화 반응 생성물), 히드로퀴논(예, 2,5-디-tert-아밀 히드로퀴논), 포스파이트(예, 트리스(p-노닐페닐) 포스파이트), 및 티오에스테르(예, 디라우릴-3,3'-티오-디프로피오네이트)를 포함한다. 첨가된 항산화제의 총량은 약 5 wppm 내지 약 900 wppm일 수 있다.
이들 수소화처리된 바이오재생 공급원료는 전형적으로 60℉의 온도에서 약 0.800 kg/L 미만의 밀도를 갖고, 약 0.790 kg/L, 약 0.780 kg/L, 약 0.770 kg/L, 약 0.760 kg/L, 약 0.750 kg/L, 약 0.740 kg/L, 약 0.730 kg/L, 약 0.720 kg/L, 약 0.710 kg/L, 약 0.700 kg/L, 약 0.690 kg/L, 약 0.680 kg/L, 약 0.670 kg/L 또는 이들 값 중 임의의 두 값 사이 및/또는 이를 포함하는 임의의 범위, 또는 이들 값 중 임의의 하나 미만의 밀도를 가질 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예에서 합성 파라핀계 디젤(예, 수소화처리된 바이오재생 공급원료)은 높은 열 및 산화 안정성(즉, 약 20 wppm 항산화제가 합성 파라핀계 디젤에 첨가시 ASTM D2274 가속 산화 에이징 방법에 따른 0.2 mg/100 mL 이하의 총 불용성 함량을 갖는 것), 낮은 수생 독성 및 생태독성(즉, 3.5 mg/L 이상의 LC50 값을 가짐, 여기서, LC50는 유체 섭취로 유기체 개체군의 절반이 죽는 농도이며, 전형적으로 다피아 마그나(Daphia magna), 피메페일 프로멜라스(Pimephales promelas) 또는 무지개 송어(Rainbow Trout)에 대해 24 시간, 48 시간, 및 72 시간 노출 시험의 평균임) 및 ASTM D5864-05에 따른 약 40% 초과의 생분해성을 가질 수 있다. ASTM D2274 및 ASTM D5864-05는 각각 본원에 참조로 포함되어 있다. ASTM D5864-05는 23일의 기간 동안 탄화수소를 분해할 수 있는 미생물에 의해 얼마나 많은 물질이 CO2로 분해되는지 측정한다. 생분해성이 낮은 유기 화합물(즉, 약 40% 미만의 생분해성)은 생축적물이라고 한다. 생축적은 환경에 대한 화학물질의 독성 효과를 확대시키는 경향이 있다.
혼합 연료 조성물에서 바이오디젤의 양은 약 5 부피%, 약 6 부피%, 약 7 부피%, 약 8 vol. %, 약 9 부피%, 약 10 부피%, 약 11 부피%, 약 12 부피%, 약 13 부피%, 약 14 부피%, 약 15 부피%, 약 16 부피%, 약 17 부피%, 약 18 부피%, 약 19 부피%, 약 20 부피%, 약 21 부피%, 약 22 부피%, 약 23 부피%, 약 24 부피%, 약 25 부피%, 약 26 부피%, 약 27 부피%, 약 28 부피%, 약 29 부피%, 약 30 부피%, 약 31 부피%, 약 32 부피%, 약 33 부피%, 약 34 부피%, 약 35 부피%, 약 36 부피%, 약 37 부피%, 약 38 부피%, 약 39 부피%, 약 40 부피%, 약 41 부피%, 약 42 부피%, 약 43 부피%, 약 44 부피%, 약 45 부피%, 약 46 부피%, 약 47 부피%, 약 48 부피%, 약 49 부피%, 약 50 부피%, 약 52 부피%, 약 54 부피%, 약 56 부피%, 약 58 부피%, 약 60 부피%, 약 62 부피%, 약 64 부피%, 약 66 부피%, 약 68 부피%, 약 70 부피%, 약 72 부피%, 약 74 부피%, 약 76 부피%, 약 78 부피%, 약 80 부피%, 약 82 부피%, 약 84 부피%, 약 86 부피%, 약 88 부피%, 약 90 부피%, 약 95 부피%, 또는 이들 값 중 임의의 두 값을 포함하고/거나 그 값들 사이의 임의의 범위일 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예의 바이오디젤은 ASTM D6751-15에 준수할 수 있다.
바이오디젤은 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방, 식물 오일, 식물성 지방, 식물성 오일, 그리스, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바이오디젤은 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함할 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 바이오디젤은 지방산 메틸 에스테르, 지방산 에틸 에스테르, 지방산 프로필 에스테르, 지방산 부틸 에스테르, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
바이오디젤은 미국 특허 제9,109,170호 및 미국 특허 제8,097,049호에 기재된 바와 같이 증류되지 않은 저온-여과된(cold-filtered) 바이오디젤을 포함할 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 저온-여과된 바이오디젤은 이에 제한되는 것은 아니나, 규조토, 셀룰로오스, 표백 클레이로의 여과, 황산마그네슘으로의 여과, 실리카 겔로의 여과뿐 아니라 기타 흡착제 매질로의 여과를 포함한다. 이러한 여과는 전형적으로 바이오디젤에서 예를 들어 잔류 메탄올 및/또는 물이 제거되어지는(stripped) 온도보다 낮은 온도에서 수행된다. 따라서, 본원에서의 임의의 구현예에서, 이러한 여과는 약 35℉ 내지 약 120℉, 약 45℉ 내지 약 100℉, 또는 약 55℉ 내지 약 85℉의 온도에서 일어날 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 바이오디젤은 증류된 바이오디젤, 예컨대 약 99 wt% 내지 약 70 wt.%의 초기량의 증류된 바이오디젤이 증류액으로서 회수된 바이오디젤을 포함할 수 있다. 이러한 증류는 트레이 또는 패킹된 컬럼에서의 상압 증류(atmospheric distillation)뿐 아니라 트레이 또는 패킹된 컬럼에서의 진공 증류를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 바이오디젤은 약 230℃의 온도 및 약 4 mbr의 압력에서 박막증발기(wiped film evaporator)에서 증류된 바이오디젤("230℃ 증류된 바이오디젤")을 포함할 수 있다. 바이오디젤이 저온-여과된 바이오디젤 및 증류된 바이오디젤을 포함하는 경우, 저온-여과된 바이오디젤 대 증류된 바이오디젤의 부피비는 약 100:1 내지 약 1:100일 수 있고; 즉, 부피비는 약 100:1 약 90:1, 약 80:1, 약 70:1, 약 60:1, 약 50:1, 약 40:1, 약 30:1, 약 20:1, 약 15:1, 약 10:1, 약 9:1, 약 8:1, 약 7:1, 약 6:1, 약 5:1, 약 4:1, 약 3:1, 약 2:1, 약 1:1, 약 1:2, 약 1:3, 약 1:4, 약 1:4, 약 1:6, 약 1:7, 약 1:8, 약 1:9, 약 1:10, 약 1:15, 약 1:20, 약 1:30, 약 1:40, 약 1:40, 약 1:60, 약 1:70, 약 1:80, 약 1:90, 약 1:100, 또는 이들 값들 중 임의의 두 값을 포함하고/거나 그 값들 사이의 임의의 범위일 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예에서, 바이오디젤은 변경된 저온 침지 필터 블로킹 경향 시험절차 점수(Modified Cold Soak Filter Blocking Tendency Test Procedure score; "Modified CSFBT Test Procedure score")가 약 4.0 미만인 바이오디젤을 포함할 수 있다. 변경된 CSFBT 시험 절차 점수는 아래에 설명되어 있다. 즉, 바이오디젤은 변경된 CSFBT 시험 절차 점수가 약 3.9, 약 3.8, 약 3.7, 약 3.6, 약 3.5, 약 3.4, 약 3.3, 약 3.2, 약 3.1, 약 3.0, 약 2.9, 약 2.8, 약 2.7, 약 2.6, 약 2.5, 약 2.4, 약 2.3, 약 2.2, 약 2.1, 약 2.0, 약 1.9, 약 1.8, 약 1.7, 약 1.6, 약 1.5, 약 1.4, 약 1.3, 약 1.2, 약 1.1, 약 1.05, 약 1.0 또는 이들 값 중 임의의 두 값을 포함하고/하거나 그 사이인 임의의 범위일 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예에서, 바이오디젤은 변경된 CSFBT 시험 절차 점수를 줄이는 첨가제를 그러한 첨가제가 없는 바이오디젤과 비교하여 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예에서, 혼합 연료 조성물은 약 90:10, 약 85:15, 약 80:20, 약 75:25, 약 70:30, 약 65:35, 약 60:40, 약 59:41, 약 58:42; 약 57:43; 약 56:44, 약 55:45, 약 54:46, 약 53:47, 약 52:48, 약 51:49, 약 50:50, 약 49:51, 약 48:52, 약 47:53, 약 46:54, 약 45:55, 약 44:56, 약 43:57, 약 42:58, 약 41:59, 약 40:60, 약 35:65, 약 30:70, 약 25:75, 약 20:80, 약 15:85, 약 10:90, 또는 이들 값 중 임의의 두 값을 포함하고/하거나 그 사이인 임의의 범위의 합성 파라핀계 디젤(예, 수소화처리된 바이오재생 공급원료) 대 바이오디젤의 부피비를 포함할 수 있다.
석유 디젤은 수소첨가처리된 직류 디젤, 수소첨가처리된 유동화 촉매 크래커 경질 사이클 오일, 수소첨가처리된 코커 경질 가스오일, 수소첨가분해된 FCC 중질 사이클 오일, 및 이들의 조합일 수 있다. 본원에서의 임의의 구현예의 석유 디젤은 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤과 블렌딩하기 전에 ASTM D975-16을 따를 수 있고; 본원에서의 임의의 구현예의 석유 디젤은 통상적인 디젤 품질을 달성하기 위해 업그레이드를 요구하는 블렌드스톡을 포함할 수 있다. 석유 디젤은 약 30 내지 약 65의 세탄가를 나타낼 수 있다. 석유 디젤은 약 5 부피% 내지 약 60 부피%의 방향족 함량을 가질 수 있다. 이러한 방향족은 단환식 방향족, 다환식 방향족 또는 양자 모두를 포함할 수 있다. 예시적인 다환식 방향족에는 이에 제한되는 것은 아니나, 디페닐 알칸(예, 1,1-디페닐 에탄) 및 다핵 방향족(PNA)(예, 1-메틸나프탈렌)이 포함된다. 따라서, 석유 디젤은 약 1 부피% 내지 약 25 부피%의 다환식 방향족 함량을 가질 수 있다. 석유 디젤은 약 0 부피% 내지 약 10 부피%의 올레핀 함량을 가질 수 있다. 석유 디젤은 약 36 부피% 내지 약 77 부피%의 파라핀 함량을 가질 수 있다. 석유 디젤은 약 0℃ 내지 약 -60℃의 흐림점(cloud point)을 나타낼 수 있다. 석유 디젤은 약 20 ppm 이하(예, 약 20 ppm 내지 약 0.5 ppm)의 황 함량을 가질 수 있다. 석유 디젤은 약 0.8 ppm 내지 약 3 ppm의 질소 함량을 가질 수 있다. 석유 디젤은 40℃에서의 동적 점도가 약 1.3 cSt 내지 약 4.1 cSt일 수 있다. 석유 디젤은 약 38℃ 내지 약 80℃의 인화점을 나타낼 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예에서의 혼합 연료 조성물은 약 2.5 mg/100 mL 미만, 예컨대 약 0.1 mg/100 mL 내지 약 2.5 mg/100 mL의 ASTM D2274에 따른 산화 안정성, 낮은 수생 독성 및 생태독성(즉, 3.5 mg/L 이상의 LC50 값을 가짐, 여기서, LC50는 유체 섭취로 유기체 개체군의 절반이 죽는 농도이며, 전형적으로 다피아 마그나, 피메페일 프로멜라스 또는 무지개 송어에 대해 24 시간, 48 시간, 및 72 시간 노출 시험의 평균임) 및/또는 ASTM D5864-05에 따른 약 40% 초과의 생분해성을 가질 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예에서 혼합 연료 조성물은 하나 이상의 첨가된 항산화제, 예컨대 앞서 논의된 예시적인 항산화제를 포함할 수 있다. 첨가된 항산화제의 총량은 약 5 ppm 내지 약 900 ppm(본원에서의 임의의 구현예에서의 혼합 연료 조성물의 w/v)일 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예의 혼합 연료 조성물은 약 15℃ 내지 약 -60℃ 또는 그 미만의 흐림점을 포함할 수 있다. 조성물의 흐림점은 약 15℃, 약 10℃, 약 5℃, 약 4℃, 약 3℃, 약 2℃, 약 1℃, 약 0℃, 약 -2℃, 약 -4℃, 약 -6℃, 약 -8℃, 약 -10℃, 약 -12℃, 약 -14℃, 약 -16℃, 약 -18℃, 약 -20℃, 약 -22℃, 약 -24℃, 약 -26℃, 약 -28℃, 약 -30℃, 약 -32℃, 약 -34℃, 약 -36℃, 약 -38℃, 약 -40℃, 약 -42℃, 약 -44℃, 약 -46℃, 약 -48℃, 약 -50℃, 약 -52℃, 약 -54℃, 약 -56℃, 약 -58℃, 약 -60℃ 또는 이들 값 중 임의의 두 값을 포함하고/하거나 그 사이인 임의의 범위 또는 이들 값 중 임의의 하나 미만일 수 있다.
본원에서의 임의의 구현예의 혼합 연료 조성물은 ASTM D5972에 따라 약 20℃ 내지 약 -60℃, 또는 그 미만에서 결정되는 동결점을 포함할 수 있다. ASTM D5972에 따른 동결점은 디젤 연료에 대한 통상적이지 않은 시험으로 간주될 수 있지만, 이것은 연료가 연료 필터 또는 엔진 작동을 방해할 수 있는 고체 입자를 처음으로 형성하기 시작하는 온도의 추정치를 제공하기 때문에 제트 연료를 위한 요건이다. 따라서, 동결점은 흐림점 또는 저온 필터 막힘점(Cold Filter Plugging Point; CFPP)보다 안전한 연료 온도 한계의 보다 보수적인 지표이므로, 통상적이지 않은 연료 및 연료 블렌드, 예컨대 본 기술의 혼합 연료 조성물을 평가할 때 특히 유용하게 된다. 따라서, 본원에서의 임의의 구현예에서, 혼합 연료 조성물은 약 20℃, 약 15℃, 약 10℃, 약 5℃, 약 4℃, 약 3℃, 약 2℃, 약 1℃, 약 0℃, 약 -2℃, 약 -4℃, 약 -6℃, 약 -8℃, 약 -10℃, 약 -12℃, 약 -14℃, 약 -16℃, 약 -18℃, 약 -20℃, 약 -22℃, 약 -24℃, 약 -26℃, 약 -28℃, 약 -30℃, 약 -32℃, 약 -34℃, 약 -36℃, 약 -38℃, 약 -40℃, 약 -42℃, 약 -44℃, 약 -46℃, 약 -48℃, 약 -50℃, 약 -52℃, 약 -54℃, 약 -56℃, 약 -58℃, 약 -60℃ 또는 이들 값 중 임의의 두 값을 포함하고/하거나 그 사이인 임의의 범위 또는 이들 값 중 임의의 하나 미만의 동결점을 포함할 수 있다.
관련 양태에서, 본 기술은 본원에 기재된 임의의 구현예의 혼합 연료 조성물의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤; 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및 약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤(또는 본원에 기재된 바와 같은 이들 성분들 중 임의의 하나 이상을 위해 제공된 임의의 범위)를 조합하여 혼합 연료 조성물을 생성하는 것을 포함하나, 단 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우, 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함된다. 상기 방법은 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤을 조합하여 초기 블렌드를 형성하고, 후속해서 초기 블렌드를 석유 디젤과 조합하여 혼합 연료 조성물을 생성하는 것을 포함할 수 있다(석유 디젤이 혼합 연료 조성물에 포함되는 경우). 대안으로, 석유 디젤이 혼합 연료 조성물에 포함되는 경우, 상기 방법은 합성 파라핀계 디젤 및 석유 디젤을 조합하여 초기 블렌드를 형성하고, 후속해서 초기 블렌드를 바이오디젤과 조합하여 혼합 연료 조성물을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 또한 또 다른 대안에서, 석유 디젤이 혼합 연료 조성물에 포함되는 경우, 상기 방법은 바이오디젤 및 석유 디젤을 조합하여 초기 블렌드를 형성하고, 후속해서 초기 블렌드를 합성 파라핀계 디젤과 조합하여 혼합 연료 조성물을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
혼합 연료의 제조 방법은 생성된 블렌드가 현장에서 더욱 성공적으로 수행될 것 같도록 성분을 선택하는 것을 포함한다. 이들 신규한 연료의 성공적인 성능에 필수적인 혼합 성분의 적절한 선택에 요구되는 시험은 디젤 연료에 대한 통상적인 시험이 아닌 시험 방법을 포함하는데, 이는 이들 연료 블렌드의 생산이 역사적으로 권장되지 않는 이유를 설명할 수 있다. 본 기술의 혼합 연료 조성물 및 방법에 대한 적절한 비통상적인 시험은 변경된 CSFBT 시험 절차 및/또는 동결점 시험을 포함할 수 있다. 낮은 변경된 CSFBT 시험 절차 점수는 바이오디젤-SPD 블렌드가 필터-막힘 침전에 대한 우려를 최소화하면서 이것들의 동결점에 도달할 수 있는 바이오디젤을 표시한다. 변경된 CSFBT 시험 절차 점수가 높을수록, 바이오디젤과 SPD와의 블렌드, 특히 더 낮고 더 높은 바이오디젤 함량을 가진 바이오디젤-SPD 블렌드가 이것들의 동결점보다 높은 온도에서 필터-막힘 침전물을 형성할 가능성이 더 크다.
일반적으로 말하면, 저온 침지 필터 블로킹 경향 시험은 필터 블로킹 경향(Filter Blocking Tendency; FBT) 시험 절차 전에 저온 노출("저온 침지") 기간이 늘어난 샘플에 FBT 시험 절차를 적용하는 것을 포함한다. 통상의 FBT 시험 방법은 하기를 포함한다: ASTM D2068: 필터 블로킹 경향을 측정하기 위한 표준 시험 방법(ASTM D2068: Standard Test Method for Determining Filter Blocking Tendency) 및 IP 387: 필터 블로킹 경향 측정(IP 387: Determination of Filter Blocking Tendency). 본 기술 하에 고려되는 특정 저온 침지 필터 블로킹 경향 시험 방법은 통상의 석유 디젤과의 블렌드에서 바이오디젤을 추운 날씨 성능에 대해 평가하기 위해 캐나다 일반 표준 위원회(Canadian General Standards Board; CGSB)에 의해 개발된 최근 확립된 바이오디젤 시험 방법:"CSFBT 시험"으로서 지칭되는 CAN/CGSB-3.0 No. 142.0: 바이오디젤(B100)의 저온 침지 필터 블로킹 경향이다. CSFBT 시험은 이소파라핀계 디젤 대리 용매에서 20 부피%의 시험 바이오디젤의 블렌드를 이용하여 바이오디젤이 현장 사용시 탄화수소 디젤과 블렌딩 후 필터 블로킹 침전물에 기여할 잠재성을 평가한다("탄화수소 디젤"은 석유 디젤 및 합성 파라핀계 디젤과 같은 주로 탄화수소를 포함하는 디젤 연료를 지칭함). 이와 같이, CSFBT 시험은 바이오디젤이 탄화수소 디젤과의 블렌드에서 어떻게 수행하는지에 대한 직접적인 정보를 제공한다. CSFBT 시험 검사 절차는 규정된 이소파라핀계 디젤-대리 용매를 관심 디젤 연료, 예컨대 석유 디젤 또는 합성 파라핀계 디젤("SPD")로 대체하는 것에 의한 탄화수소 디젤 연료와의 블렌드에서 시험 바이오디젤에 대한 유용한 정보를 제공하도록 조정될 수 있다. 하기에 기재된 바와 같이, 본 발명자들은 CSFBT 시험 절차가 또한 상이한 블렌드 수준의 바이오디젤로 수행되어 놀랍게도 유용한 결과를 제공할 수 있다는 점을 발견하였다.
바이오디젤의 추운 날씨 성능 적합성에 대한 종래의 시험은 통상적으로 저온 침지 여과 시험[ASTM D7501: Test Method for Determination of Fuel Filter Blocking Potential of Biodiesel (B100) Blend Stock by Cold Soak Filtration Test (CSFT)]으로 지칭된다. 이 시험은 바이오디젤에 대한 현재 ASTM 사양[ASTM D6751-18: Standard Specification for Biodiesel Fuel Blend Stock (B100) for Middle Distillate Fuels]에 포함되어 있고 지난 10년 동안 바이오디젤 품질 보증에 매우 유용한 것으로서 간주되어 왔다. 그러나, 업계 일각에서는 현재의 ASTM 바이오디젤 사양이 바이오디젤의 블렌드에 대한 분야에서 문제없는 작동을 보장하기에 충분히 엄격하지 않다는 우려가 존재한다. 본 기술은 이 우려를 직접적으로 해결하는 수단을 제공한다. 실시예 9는 바이오디젤-SPD 블렌드에서 생성된 저온 퇴적물(sediment) 양을 저온 침전 여과 시험(ASTM D7501) 및 20/80 CSFBT 시험(본원에 기재됨)과 상관시키는 데이터를 제공한다. 바이오디젤 및 SPD의 블렌드에 대한 저온 침전 시험을 이용하여 퇴적물 형성(일명, 침전물) 경향이 평가될 수 있다. 실시예 9의 이러한 저온 침전 시험에 있어서, 순수(neat) 바이오디젤은 SPD에 20 부피%로 첨가되고, 블렌딩된 샘플은 16시간 동안 1℃에서 냉각된다. 이어서 샘플을 25℃로 되돌리고, 투명 눈금형 원심분리 튜브에서 원심분리된다. 퇴적물은 이어서 원심분리 튜브 상 그라데이션을 이용하여 부피측정될 수 있다. 이들 데이터는 저온 침지 여과 시험이 바이오디젤-SPD 블렌드에서, 특히 높은 침전 경향을 보이는 바이오디젤에 대해서 퇴적물 형성과 그다지 관련되지 않음을 나타낸다. 다른 한편으로, 저온 퇴적물 시험 결과는 CSFBT 시험의 결과와 훨씬 더 가깝게 일치하였는데, 이는 CSFBT 시험이 일반적으로 저온 침지 여과 시험보다 바이오디젤-SPD 블렌드에서 잠재적인 필터-막힘 침전 문제를 더 잘 예측할 수 있음을 확인시킨다. 본 기술은 미국 바이오디젤 블렌드스톡 사양, ASTM D6751 에서 제공된 시험에 의해 예측될 수 없는 필터 막힘 문제점의 가능성을 줄이는 효과적인 방법을 제공한다(퇴적물 형성 경향 또는 잠재된 여과 문제를 평가하기 위한 시험을 포함하지 않는 유럽 연합 바이오디젤 사양 "EN 14214:2014, Liquid petroleum products ― Fatty acid methyl esters (FAME) for use in diesel engines and heating applications ― Requirements and test methods,"은 바이오디젤-SPD 블렌드에서 침전을 예측하기 위한 ASTM 바이오디젤 사양보다 보다 도움이 덜 된다).
현재 개정판의 표준 CGSB CSFBT 시험 방법 [CAN/CGSB-3.0 No. 142.0-2014: Cold soak filter blocking tendency of biodiesel (B100)]에 대해 2 가지의 변경을 적용하여, SPD와의 블렌드에 포함될 때, 특히 성공적인 성능을 위해 특정 바이오디젤의 적합성을 효과적으로 평가할 수 있는 "변경된 CSFBT 시험 절차"가 제공한다.
CSFBT 시험 방법에 대한 첫 번째 변경은 시험 샘플이 이 샘플 용기의 바닥의 3 mm 이내에 있는 위치에서 추출되도록 장치의 흡입 튜브가 구성되어야 한다는 요구사항이다. 예를 들어, Stanhope-Seta의 세타 멀티 여과 테스터(Seta Multi Filtration Tester)는 이 변경 요구조건을 위해 원래의 흡입 튜브에 유연한 플라스틱 튜브를 부착해 흡입 지점을 적절한 흡입 구역(즉, 샘플 용기의 바닥의 3 mm 이내)으로 확장하는 것을 요구하였다. 튜브는 원래 흡입 튜브 직경과 일치하도록 약 3 mm의 내부 직경을 가졌고, 원래의 흡입 튜브에 충분한 길이가 부착될 수 있도록 약 13 mm 길이였고, 작은 튜브 클램프로 흡입 튜브에 고정되어 단단히 밀봉되었다. 이 장치 요구 사항은 시험이 종료될 때 샘플 용기에서 침전물 및/또는 겔화된 물질을 남기는 경향을 크게 줄이는데, 이는 결과적으로 시험 결과의 일관성을 크게 개선시키고 SPD와의 블렌딩에 대한 상이한 바이오디젤의 적합성에 대한 실행가능한 정보의 수집을 허용한다.
이러한 새로운 장치 요구 사항(제1 변경)이 없다면, CSFBT 시험은 바이오디젤과 SPD를 블렌딩할 때 특히 바람직하지 않은 거짓으로 유리한 시험 결과를 제공하기 쉬울 수 있다. 이 흡입 지점 위치 요건을 준수하는 임의의 FBT 장치는, 그 장치가 준수하도록 변경을 요구했는지 여부에 관계없이 본원에서 변경된 FBT 장치(또는 MFA)인 것으로 간주된다. 용어 20/80 CSFBT 시험은 본원에서 CAN/CGSB-3.0 No. 142.0에 규정된 이소파라핀계 디젤-대리 용매와의 20% 바이오디젤 블렌드 및 MFA로 수행시 CSFBT 시험으로 지칭될 것이다.
CSFBT 시험 방법에 대한 두 번째 변경은, SPD에서 및 이소파라핀계 디젤-대리 용매에서 50 부피% 초과의 바이오디젤과의 블렌드("다수 바이오디젤 블렌드")에 대한 시험 결과가 20/80 CSFBT 시험 결과와 다를 수 있다는 점을 입증한 MFA로의 CSFBT 시험 방법의 최근 평가에서 비롯되었다. 예를 들어, 본원의 실시예 8을 참조한다. 20/80 CSFBT 시험에서 유리한 시험 결과를 나타낸 일부 샘플은 이소파라핀계 디젤-대리 용매에서 60% 초과의 바이오디젤 함량을 가진 샘플에 CSFBT 절차를 적용했을 때 성능이 열악했다. 따라서, SPD와의 블렌딩을 위한 바이오디젤의 적합성에 대한 철저한 평가는 다수 및 소수의 바이오디젤 블렌드 양자 모두에 대해 CSFBT 결과를 요구한다는 결론이 내려졌다. 실시예 8은 다중 바이오디젤에 대한 전체 범위의 블렌드의 CSFBT 결과 개요를 제공한다. 이들 및 기타 시험 결과를 기반으로 하여, 80% 바이오디젤이 바이오디젤에 대한 바람직한 다수 블렌드 수준으로서 선택되었다. 따라서 용어 80/20 CSFBT 시험이 변경된 FBT 장치 및 CSFBT 시험에 의해 규정된 이소파라핀계 디젤-대리 용매 중 80% 바이오디젤 블렌드로 CSFBT 절차를 적용하는 것을 지칭하도록 본원에서 지정된다. 그러므로, CSFBT 시험에 대한 두 번째 변경은 20/80 CSFBT 시험 및 80/20 CSFBT 시험 양자 모두를 수행한 다음 변경된 CSFBT 시험 절차 점수로서 두 시험의 덜 유리한(즉, 더 높은) 결과를 할당하는 것을 요구한다.
변경된 CSFBT 시험 절차 점수는 바이오디젤-SPD 블렌드에 적합한 저장 및 사용 조건에 대한 결정을 내리는데 사용될 수 있다. 하기의 표 1은 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤의 적절한 범위의 블렌드에 대한 최소 연료 온도 한계에 대한 비제한적인 지침을 제공한다. 권장되는 연료 온도 한계는 연료 동결점 값과 관련이 있고, 블렌딩된 연료의 바이오디젤 블렌드 수준 및 바이오디젤 성분에 대한 20/80 CSFBT 및 80/20 CSFBT 점수가 덜 유리한(즉, 더 높은) 것의 조합에 따라 부여된다. 바이오디젤은 혼합 연료가 이것의 동결점까지 성공적으로 수행할 수 있도록 1.3 미만의 20/80 및 80/20 CSFBT 점수를 가져야 하며, 4.0의 최대 CSFBT 점수는 임의의 온도에서 바이오디젤의 합성 파라핀계 디젤과의 소수 블렌드를 블렌딩하기 위한 한계로 간주해야 한다. 일반적으로, CSFBT 점수가 더 양호할수록(즉, 낮을수록), 이것의 동결점에 대한 혼합 연료의 허용 최소 온도가 낮아진다. 흥미롭게도, SPD에서 특정 바이오디젤의 다수 블렌드는, 특히 바이오디젤이 중간의 변경된-CSFBT 점수를 가질 때 (즉, 1.3 내지 4.0) 소수 블렌드보다 더 양호하게 혼합 연료 동결점 주변 온도에서 미립자 형성을 피하는 것으로 관찰되었다. 또한, 바이오디젤 및 이소파라핀계 용매의 거의 동일한 블렌드(즉, 30-60% 바이오디젤)는 다른 블렌드에 비해 예기치 못하게 유리하지 않은 CSFBT 시험 점수를 생성할 가능성이 가장 낮았다. 이는 바이오디젤 및 SPD의 거의 동일한 블렌드가 2개의 블렌딩 성분들의 순수(neat) 동결점에 비해 예기치 못한 동결점 감소를 나타낼 수 있다는 놀라운 관찰을 지지한다.
Figure pct00002
표 1에서의 기준에 부가적으로, 석유 디젤 또는 또 다른 비-SPD 탄화수소 디젤을 포함하는 연료 블렌드의 경우, 이러한 성분들은 또한 혼합 연료가 분배(dispensed)될 때 또는 사용 중에 도달할 것으로 기대되는 최저 온도 미만의 동결점을 개별적으로 가져야 한다.
추가 관련 양태에서, 본 기술은 합성 파라핀계 디젤 및 본원에 기재된 임의의 구현예의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트를 제공한다. 이러한 키트가 크기 측면에서 제한되지 않는다는 것은 이해되어야 한다. 또한, 상기 설명서는 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 웹사이트 설명서와 같이 다른 성분들과 물리적으로 분리될 수 있다. 키트는 추가로 본원에서 기재된 임의의 구현예의 바이오디젤을 포함할 수 있다. 키트는 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤의 블렌드를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 키트는 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤 및 약 5 부피% 내지 약 90 부피%의 바이오디젤, 또는 이들 성분 중 어느 하나에 대해 본원에 제공된 임의의 하위범위의 블렌드를 포함할 수 있다. 또한 추가의 관련 양태에서, 본 기술은 바이오디젤 및 본원에 기재된 임의의 구현예의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트를 제공한다.
따라서 일반적으로 기술된 본 기술은 예시로서 제공되고 본 기술을 제한하려고 의도한 것이 아닌 하기의 실시예를 참조함으로써 보다 쉽게 이해될 것이다.
실시예
실시예 1. Nox-대-PM 균형
1991 Detroit Diesel Corporation Serie 60 디젤 시험 엔진을 이용하여 다양한 블렌드에 대해 실험을 수행했다. 상기 엔진은 전기 동력계 및 리던던트 워터 브레이크(redundant water brake)에 연결되어 일정한 부하(load)가 보장된다. 상기 엔진은 데이터 수집 전에 완전히 맵핑되어 최고의 성능을 보장하였다. 모든 시험은 핫 스타트 3회로 수행하였다.
이들 실시예에 사용된 합성 파라핀계 디젤("SPD")은 2-단계 수소화처리 방법에 의해 생성하였다. 제1 단계에서, 쇠고기 탈로우 및 사용된 식용유를 비롯한 다양한 저가 지방 및 오일의 블렌드를 520-680℉ 및 1600 psi 수소 분압에서 시판 중인 NiMo 촉매를 포함하는 황화 비금속(base metal) 촉매 시스템 상에서 수소첨가처리하였다. 촉매는 성형된 알루미나 압출물 지지체 상에 함침된 0-5 wt % Ni 및 3-15 wt% Mo를 함유하였다. 촉매 크기(등가 직경)는 1.3 내지 1.7mm 범위였다. 수소첨가처리된 생성물은 흐림점이 22℃인 주로 C13-C18 파라핀계 조성물이었다. 지방/오일 블렌드를 수소첨가처리 이전에 20 ppm 미만으로 총 금속 및 인을 환원시키기 위해 전처리하였다. 제 2 단계에서, 파라핀계 생성물에서 용해된 수소첨가처리 부산물(예, H2S, NH3, 물)을 제거하고, 590-600℉에서 960 psi H2 분압에서 이작용성 촉매(귀금속 수소화-탈수소화 작용성 + 실리카-알루미나 산성 지지체 작용성)를 통해 수소첨가이성질화하였다. 수소이성질화물을 이어서 분별(fractionation)하여 ASTM D93-13에 따른 인화점이 >60℃이고, ASTM D5773-17에 따른 흐림점이 -11℃이고, ASTM D5972-16에 따른 동결점이 -5℃이고, ASTM D613-14에 따른 세탄가가 > 75인 디젤 연료를 수득하였다.
사용된 바이오디젤은 대두 오일, 사용된 식용유, 및 비식용 옥수수 오일을 나트륨 메톡시드 촉매의 존재 하에서 메탄올로 트랜스에스테르화함으로써 생성된 지방산 메틸 에스테르의 블렌드였다. 트랜스에스테르화 이전에, 오일 공급원료를 산 탈검하였고, 유리 지방산을 필요에 따라 제거하여 각각 적합한 인 및 FFA를 달성하여 트랜스에스테르화 반응에 진입시켰다. 트랜스에스테르화 및 글리세린 분리 후, 미정제 메틸 에스테르에서 잔류 수분 및 메탄올을 제거하였다. 사용된 바이오디젤은 이 과정에서 2 성분의 조합이었다: 90 부피%는 약 230℃ 및 4 mbar에서 박막증발기에서 증류되었고, 10 부피%는 그 대신에 4-10℃에서 규조토로 저온 여과되었음. 완성된 바이오디젤은 흐림점이 ASTM D5773-17에 따라 -1℃였고, 동결점은 ASTM D5972-16에 따라 3℃였다.
석유 디젤은 각각 9.9 및 7.6 wt%의 비교적 낮은 방향족 및 다핵 방향족을 특징으로 하는 기준 ULSD 연료였다. 황 함량은 약 4 ppm이었고, 흐림점은 -40℃였다.
NOx, PM, CO, 및 총 탄화수소 배출량은 문헌[40 CFR, Part 86, Subpart N]에 상세히 설명된 EPA 연방 시험 절차에 따라 블레이크 특정 기준으로 측정되었다. 블렌드 각각에 대하여, NOx-대-PM 데이터 지점을 플롯팅하였다. 도 2에서 관찰되는 바와 같이, 40/60 내지 60/40 범위에서의 바이오디젤/SPD 블렌드에 대한 반응 곡선에서 놀라운 약화가 존재한다. PM 및 NOx 배출을 기준 ULSD 석유 연료와의 블렌드에 있어서 도 3a 및 3b에 각각 제시하였다.
실시예 2. 추가 유리한 배출 특성
실시예 1의 실험을 또한 사용하여 동일한 바이오디젤/SPD 블렌드에 있어서 일산화탄소 배출량을 측정하였다. 그 결과를 도 4에 플롯팅하였는데, 여기서 오차 막대는 3회의 표준 편차를 나타낸다.
일산화탄소는 불완전 연소의 척도이다. 높은 H-대-C 비율 및 높은 세탄으로, SPD는 우수한 연소 특성을 지닌 디젤 연료로 간주된다. 그럼에도 불구하고, 바이오디젤과의 블렌딩이 CO 배출에서의 놀랍고도 예기치 못한 개선을 도모하였는데, 특히 SPD:바이오디젤 비율이 약 2:3 내지 약 3:2인 경우 유의미하고 예기치 못한 시너지 효과가 관찰된다.
실시예 3. 연료 블렌드의 생분해성
본 기술에 따른 다중의 혼합 연료 조성물을 제조하여 생분해성 측정을 위한 ASTM D5864 방법에 적용할 것이다. 비제한적인 예로서, 기준 석유 디젤 연료의 생분해성을, 20 부피% 증류된 바이오디젤, 20 부피%의 바이오재생 공급원료의 HDO 및 HI로부터의 SPD(예컨대, 실시예 1의 SPD) 및 60 부피%의 기준 석유 디젤의 혼합 연료 조성물과 비교할 것이다. 20 mg/L BHT 항산화제를 함유하는 혼합 연료 조성물은 23일에 거쳐 40+% 초과의 생분해성을 나타내는 것으로 기대되는 반면에 기준 연료는 실질적으로 적은 생분해성을 나타내는 것으로 예상된다.
ASTM D2274 산화 안정성 시험은 두 샘플 모두에서 수행될 것이며, 결과는 두 샘플 모두에 대해서 거의 동일할 것으로 예상된다(~2 mg/100 mL).
실시예 4. 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤의 블렌드에서 엘라스토머 팽윤에 대한 연구
(1) 실시예 1에 기재된 바이오디젤(본원에서 "BD"로 지칭) 및 (2) 실시예 1에 기재된 합성 파라핀계 디젤(본원에서 "SPD"로 지칭)의 블렌드를, 통상의 연료 시스템 엘라스토머와의 평가를 위해 표 2에 요약된 바와 같이 제조하였다. 실시예 1에 기재된 석유 디젤(본원에서 "PetD1"로 지칭)을, 석유 디젤로 예상되는 엘라스토머 거동에 대한 기준으로서 이용하였다.
니트릴 부타디엔 고무(NBR) 및 플루오르화 합성 고무(FKM)을 각각 레거시 및 현대 연료 시스템 엘라스토머를 나타내도록 선택했다. 크기 214 o-링을 산업용 씰 유통회사인 ESP International에서 구입하여 표 2에 열거된 블렌드에 노출 후 이들 엘라스토머의 부피 변화를 평가했다. ASTM D471-16a에 따라, 엘라스토머를 각 연료 블렌드에 담그고, 670시간 동안 50℃에서 유지하였다. o-링 부피를 각 연료 블렌드에 노출된 후 측정하고 공기 중 50℃에서 670시간 동안 매달아 놓은 대조군 o-링과 비교했다. o-링의 부피 변화를 하기 표 2에 보고하였다.
Figure pct00003
바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤의 블렌드에 노출된 엘라스토머 각각의 부피 변화를 석유 디젤 기준물(PetD1)에 노출된 엘라스토머의 것과 비교하여 부피의 상대적 변화를 계산하였다. 엘라스토머 부피의 상대적 변화 데이터는 도 5에 도시되어 있다. 이들 결과는 엘라스토머 부피의 상대적 변화와 블렌드 중 바이오디젤 퍼센트 사이의 선형 관계를 보여준다. 이 연구의 목적 상, 기준 연료의 ± 50% 내에서의 부피의 상대적 변화는 기준 디젤의 것과 거의 동일한 것으로 간주된다. NBR은 디젤 연료 블렌드가 50 부피% 내지 80 부피% 바이오디젤을 포함하는 경우 기준 디젤에 의해 야기된 것과 거의 동일한 엘라스토머 팽윤을 나타냈다. FKM은 디젤 연료 블렌드가 20 내지 100 부피% 바이오디젤을 포함하는 경우 기준 디젤에 의해 야기된 것과 거의 동일한 엘라스토머 팽윤을 나타냈다. 이들 결과는 혼합 연료 조성물의 바이오디젤 함량이 석유 디젤 연료의 것과 거의 동일한 엘라스토머 팽윤을 가능하게 만드는 바이오디젤의 놀라운 이점을 합성 파라핀계 디젤과 블렌딩 시 보여준다.
실시예 5. 디젤 연료 블렌드에서 엘라스토머 팽윤에 관한 연구
추가적인 엘라스토머 팽윤 연구를 실시예 4에 제시된 작업에 대해 부연하기 위해 수행하였다. 제2 석유 디젤("PetD2")이 실시예 4에 제시된 연료에 부가적으로 포함되었으며, 이때 PetD2는 ASTM D5186-15에 따라 측정시 각각 29.3 및 4.5 wt%의 방향족 및 다핵방향족을 특징으로 하는 ULSD였다. 바이오디젤(BD), 합성 파라핀계 디젤(SPD) 및 2개의 석유 디젤(PetD1 및 PetD2)의 블렌드를 표 3에 따라 제조하였다. 엘라스토머 팽윤을 실시예 4에서 상기 기재된 바와 같이 니트릴 부타디엔 고무(NBR)에 대해서 평가하였다. 마찬가지로, 이 연구에 사용된 방법 및 절차는 또한 실시예 4에 개시된 것과 동일하였다.
Figure pct00004
이 연구는 NBR 팽윤에 대한 탄화수소 디젤 블렌드에서 방향족의 효과를, 합성 파라핀계 디젤과의 블렌드에서 바이오디젤의 것과 비교한다. 이것은 도 6 및 도 7에 나타낸 경향을 비교함으로써 가장 잘 설명된다. 도 6에서, NBR 팽윤에 대한 전체 방향족의 영향을 바이오디젤의 것과 비교하였는데, 이는 열악한 상관 관계를 나타낸다. 대조적으로, 도 7은 바이오디젤의 NBR 팽윤에 대한 영향과 훨씬 더 나은 상관 관계를 갖는 NBR 팽윤에 대한 다핵 방향족의 영향을 나타내었다. 이 데이터는 전체 방향족이 아닌 다핵 방향족이 합성 파라핀계 디젤과의 블렌드에서 바이오디젤의 영향과 보다 강력하게 상관 관계가 있음을 나타낸다.
실시예 6. 혼합 연료 조성물의 저온-유동 특성
(1) 실시예 1에 기재된 SPD 및 (2) 실시예 1에 기재된 바이오디젤의 블렌드를 제조하고 동결점을 측정하기 위한 ASTM 5972-16 방법에 적용하였다. 본 기술의 블렌딩된 연료는 도 8a에 나타낸 바와 같이 성분들을 모든 비율로 블렌딩 시 개별 성분으로부터 예측된 값보다 개선된 것으로 나타내었다. 더욱이, 80 부피% 이하의 바이오디젤을 가진 블렌드는 각각의 개별 성분 단독보다 개선을 보였다. 이는 본 기술에 따른 바이오디젤 및 SPD의 블렌드로부터 달성된 저온 유동 특성의 예기치 못한 개선을 입증한다.
이들 연료를 또한 저온 필터 막힘점을 측정하기 위해 ASTM D6371-17 방법에 적용하였다. 40 부피% 이상의 바이오디젤의 블렌드는 도 8b에 도시되어 있으며, 개별 성분들로부터의 예측된 결과보다 개선을 나타낸다. 40 내지 60 부피% 바이오디젤의 블렌드는 가장 놀라운 이점을 제공하였다. 이것은 또한 본 기술에 따른 합성 파라핀계 디젤과의 바이오디젤의 블렌딩의 예기치 못한 저온 유동 이점을 나타낸다.
실시예 7. 저온 조건에서 증류된 바이오디젤의 이점
3가지 바이오디젤 샘플을 제조하였는데, 여기서 각 샘플은 각각 대두 오일(샘플 1), 사용된 식용유 및 비식용 옥수수 오일(샘플 2), 및 비식용 옥수수 오일 및 렌더링된 동물성 지방(샘플 3)의 (나트륨 메톡시드 촉매의 존재 하 메탄올과의) 트랜스에스테르화에 의해 생성된 지방산 메틸 에스테르의 혼합물이었다. 트랜스에스테르화 이전에, 오일 공급원료를 산 탈검하고 유리 지방산을 필요에 따라 제거하여 각각 적합한 인 및 FFA를 달성하여 반응에 진입시켰다. 트랜스에스테르화 및 글리세린 분리 후, 미정제 메틸 에스테르에서 잔류 수분 및 메탄올을 제거하였다. 대두 오일 메틸 에스테르 샘플은 규조토로 4-10℃에서 저온-여과되었고, ASTM D5773-17에 따른 흐림점은 -1℃였고, 여기서 샘플 1은 또한 본원에서 "미증류 대두(undistilled soy)"로 지칭된다. 샘플 2 및 3는 박막증발기에서 약 230℃ 및 4 mbar에서 증류되었고, ASTM D5773-17에 따른 흐림점은 각각 2℃ 및 7℃였다. 샘플 2 및 (3)은 또한 본원에서 각각 증류(Distilled) REG-9000/5(또는 REG 증류 5℃), 및 증류 REG-9000/10(또는 REG 증류 10℃)로 지칭된다.
이들 바이오디젤 연료를 저온 침지 필터 블로킹 경향(CSFBT 시험)을 측정하기 위한 CAN/CGSB-3.0 No. 142.0 방법에 적용했다. CSFBT 시험은 석유 디젤 및 합성 파라핀계 디젤 양측을 모두 포함하는 탄화수소 연료와의 블렌드 성분인 바이오디젤 연료의 추운 날씨 적합성의 예측 지표자이다. "완벽한" CSFBT 시험 점수는 1.00이다. 샘플 2 및 3은 CSFBT 시험 점수가 도 9에 나타낸 바와 같이 1.05 미만이었다. 이는 흐림점만으로 표시된 추운 날씨 적합성과는 대조적이며, 저온 조건에서 증류 바이오디젤의 이점을 보여준다.
실시예 8. 다양한 바이오디젤 블렌드에 대한 CSFBT 시험 결과
주로 주정 옥수수 오일, 사용된 식용유 및 초이스 화이트 그리스(Choice White Grease)로 이루어진 블렌드로부터 생성된 바이오디젤 샘플 (1), 주로 사용된 식용유, 옐로우 그리스 및 표백성 팬시 탈로우로 이루어진 블렌드로부터 생성된 바이오디젤 샘플 (2), 및 주로 초이스 화이트 그리스, 사용된 식용유, 주정 옥수수 오일 및 표백성 팬시 탈로우로 이루어진 블렌드로부터 생성된 바이오디젤 샘플 (3)의 3가지의 바이오디젤 샘플을 -14℃ 흐림점을 예외로 해 실시예 1의 SPD와 유사한 SPD와 블렌딩하였다. 각 바이오디젤 샘플은 SPD 중 0 내지 100 부피% 바이오디젤의 전체 범위에 걸쳐 SPD와 블렌딩되었다. 3가지 바이오디젤은 200초 미만의 저온 침지 여과 시험 시간을 갖는 것을 포함해 ASTM D6751-18 바이오디젤 사양의 모든 요건을 충족했다.
바이오디젤 넘버 1 및 3은 증류되었고 바이오디젤 넘버 2는 저온 여과되었다. 도 10a 내지 도 10c에서의 시험 결과는 블렌드 범위 내 상이한 지점에서 필터 막힘이 검출될 가능성을 나타냈다. 이는 SPD와의 바이오디젤 블렌드가 필터 막힘 문제의 원인이 될 가능성에 대한 분석을 변경된 CSFBT 시험 절차가 더 양호하게 제공한다는 점을 지지한다. 이 데이터는 또한 거의 동일한 비율의 바이오디젤 및 SPD가 일반적으로 소수 및 다수의 바이오디젤 블렌드보다 필터 막힘 문제의 원인이 될 가능성이 덜하다는 점을 지지한다.
실시예 9. 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤의 블렌드에 있어서 침전 경향과 20/80 CSFBT 시험 점수의 비교
저온 침전 시험을 바이오디젤 및 합성 파라핀계 디젤 샘플의 805개의 블렌드에서 수행하였다. 각 바이오디젤 샘플을 B20 수준으로 블렌딩하고, 16시간 동안 1℃에서 냉각시킨 다음 25℃로 되돌린 후 원심분리하였다. 퇴적물을 원심분리 튜브의 그라데이션을 이용하여 부피로 정량화하고, 시험 결과를 B100 저온 침지 여과 시험(B100 시험) 및 변경된 FBT 장치를 이용하여 수행된 CSFBT 시험(즉, 20/80 CSFBT 시험)에 대한 결과와 비교하였다. 도 11은 0 내지 0.2 부피% 초과의 6가지 수준의 침전 형성 각각에 대하여 저온 침지 여과 시험 및 20/80 CSFBT 시험 모두에 대한 평균 결과를 제공한다. 이 데이터 세트는 저온 침지 여과 시험이 바이오디젤 및 SPD의 블렌드에서 필터 막힘 침전물 형성에 대한 경향의 적절한 예측자가 아니고, 20/80 CSFBT가 전체 범위의 가능한 침전량에 걸쳐 보다 처방적(prescriptive) 결과를 제공한다는 점을 확인시킨다.
특정 구현예가 예시되고 기술되는 한편, 하기 청구항에 정의된 더 넓은 이의 양태로의 본 기술을 벗어남 없이 본 기술분야의 당업자에 따라 변화와 변경이 이루어질 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
본원에 예시적으로 기재된 구현예는 본원에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 성분 또는 성분들, 제한 또는 제한들 없이 적절하게 실시될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 용어 "포함하는(comprising, including)", "함유하는" 등은 제한없이 넓게 해석될 것이다. 추가적으로, 본원에 이용되는 상기 용어 및 표현은 제한이 아닌 설명과 관련하여 사용된 것이고, 나타나고 기재된 특징 또는 이의 일부의 임의의 균등물을 배제하는 이러한 용어 및 표현의 사용에 대한 의도는 없지만, 청구된 기술의 범위 내에서 다양한 변경이 가능한 것으로 인식하여야 한다. 추가적으로, 어구 "본질적으로 이루어진(consisting essentially of)"은 구체적으로 인용된 구성요소 및 청구된 기술의 기본적이고 신규한 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 추가의 구성요소를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 어구 "이루어진"은 구체화되지 않은 임의의 구성요소를 배제한다.
본 개시내용은 본 출원에 기재된 특정 구현예와 관련하여 제한되지 않는다. 본 기술분야의 당업자에게 자명한 바와 같이, 수많은 변경 및 변형이 이의 사상 및 범위를 벗어남 없이 이루어질 수 있다. 본원에 열거된 것들 이외에, 본 발명의 범주 내에 있는 기능적으로 동등한 방법 및 조성물은 전술한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 변경 및 변형은 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 본 개시내용은 이러한 청구항이 부여하는 균등물의 전체 범위와 함께 첨부된 청구항과 관련하여서만 제한되어야 한다. 본 개시내용은 특정 방법, 시약, 화합물 조성물 또는 생물학적 시스템에 제한되지 않고, 이는 물론 변화될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본원에 사용되는 용어는 특정 구현예를 기술하기 위한 목적만을 위한 것이고, 제한적인 것으로 의도되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 개시내용의 특징 또는 양태가 마쿠쉬 그룹과 관련하여 기재되는 경우에, 본 기술분야의 당업자는 본 개시내용이 또한 이에 의해 마쿠쉬 그룹의 구성원의 임의의 개개의 구성원 또는 구성원의 하위그룹과 관련하여 기재되는 것으로 인식할 것이다.
임의의 그리고 모든 목적을 위해, 본 기술분야의 당업자에게 이해되는 바와 같이, 특히 기재된 설명을 제공하는 것과 관련하여, 본원에 개시된 모든 범위는 또한 임의의 그리고 가능한 하위범위 및 이의 하위범위의 조합을 포괄한다. 임의의 열거된 범위는 동일한 범위가 적어도 동일한 2 분의 1, 3분의 1, 4분의 1, 5분의 1, 10분의 1 등으로 나누어지는 것을 충분히 설명하고 가능하다는 것을 쉽게 인지할 수 있다. 비제한적인 예로, 본원에서 논의된 각 범위는 용이하게 하위 3분의 1, 중위 3분의 1, 및 상위 3분의 1 등으로 나뉘어질 수 있다. 또한 본 기술분야의 당업자에게 이해되는 바와 같이, 모든 표현 예컨대 "최대", "적어도", "초과", "미만" 등은 언급된 수를 포함하고, 상기 논의한 바와 같이 하위범위로 이후에 나누어질 수 있는 범위를 지칭한다. 마지막으로, 본 기술분야의 당업자에게 이해되는 바와 같이, 일정 범위는 각각의 개개의 구성원을 포함한다.
본 출원에서 언급되는 모든 공개공보, 특허 출원, 등록된 특허, 및 다른 문헌은 각 개개의 공보, 특허 출원, 등록된 특허, 또는 다른 문헌이 구체적으로 개별적으로 그 전문이 참조로 포함되어 있는 것처럼 본원에 참조로 포함된다. 참고 문헌에 수록된 내용에 포함된 정의는 본 명세서에서 정의와 상충되는 범위에서는 배제된다.
본 기술은 비제한적으로 하기 기재된 문단에서 언급된 특징 및 특징의 조합을 포함할 수 있고, 하기 문단은 본원에 첨부된 청구항의 범위를 제한하는 것으로 또는 모든 이러한 특징이 반드시 이러한 청구항에 포함되는 것으로 강제하는 것으로 해석되어서는 안된다.
A. 혼합 연료 조성물로서,
약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, 합성 파라핀계 디젤;
약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, 증류된 바이오디젤, 변경된 CSFBT 시험 절차 점수가 약 4.0 미만인 바이오디젤 또는 양자 모두를 포함하는 바이오디젤; 및
약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 포함하되;
단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함되는 혼합 연료 조성물.
B. 단락 A에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 ASTM D613에 의해 측정시 약 70 이상의 세탄가를 나타내는, 혼합 연료 조성물.
C. 단락 A 또는 단락 B에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 ASTM D613에 의해 측정시 약 73 이상의 세탄가를 나타내는, 혼합 연료 조성물.
D. 단락 A-C 중 어느 하나에 있어서,
약 6 부피% 내지 약 50 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
약 6 부피% 내지 약 50 부피%의 바이오디젤; 및
약 0 부피% 내지 약 88 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
E. 단락 A-D 중 어느 하나에 있어서,
약 10 부피% 내지 약 30 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
약 10 부피% 내지 약 30 부피%의 바이오디젤; 및
약 4 부피% 내지 약 80 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
F. 단락 A-E 중 어느 하나에 있어서,
약 20 부피% 내지 약 25 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
약 20 부피% 내지 약 25 부피%의 바이오디젤; 및
약 50 부피% 내지 약 60 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
G. 단락 A-F 중 어느 하나에 있어서, 혼합 연료 조성물에서 합성 파라핀계 디젤 대 바이오디젤의 부피비가 약 10:90 내지 약 90:10인, 혼합 연료 조성물.
H. 단락 A-G 중 어느 하나에 있어서, 혼합 연료 조성물에서 합성 파라핀계 디젤 대 바이오디젤의 부피비가 약 45:55 내지 약 55:45인, 혼합 연료 조성물.
I. 단락 A-H 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 수소화처리된 바이오재생 공급원료를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
J. 단락 I에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 수소첨가처리되고 임의로는 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
K. 단락 I 또는 단락 J에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방, 식물 오일, 식물성 지방, 식물성 오일, 그리스, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
L. 단락 I-K 중 어느 하나에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
M. 단락 I-L 중 어느 하나에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 수소첨가처리 및 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
N. 단락 I-M 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 수소화처리된 바이오재생 공급원료의 중량에 대해
약 80 wt% 이상의, C11 내지 C18 범위 내에 있는 2개 이상의 상이한 탄소수 파라핀;
약 0.5 wt% 미만의, 산소화물;
약 0.1 wt% 내지 약 18 wt%의, 사이클로파라핀; 및
약 1 wt% 미만의, 방향족을 포함하며,
이때, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는
약 0.800 kg/L 미만의 밀도;
탄화수소를 분해할 수 있는 미생물에 약 23일 노출 후 약 40% 이상의 생분해성; 및
다피아 마그나에서 약 3.5 mg/L 초과의 LC50 값을 보유한 혼합 연료 조성물.
O. 단락 A-N 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 5 wppm 미만의 황 함량을 갖는, 혼합 연료 조성물.
P. 단락 A-O 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 0.5 wt% 미만의 방향족을 갖는, 혼합 연료 조성물.
Q. 단락 A-P 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 0.01 wt% 미만의 벤젠을 갖는, 혼합 연료 조성물.
R. 단락 A-Q 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 -10℃ 미만의 흐림점을 갖는, 혼합 연료 조성물.
S. 단락 A-R 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤의 파라핀이 이소-파라핀 및 n-파라핀을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
T. 단락 S에 있어서, 이소-파라핀 대 n-파라핀의 중량비가 약 4:1 이상인, 혼합 연료 조성물.
U. 단락 A-T 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤의 파라핀이 C16 및 C18 파라핀을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
V. 단락 A-U 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방, 식물 오일, 식물성 지방, 식물성 오일, 그리스, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
W. 단락 A-V 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
X. 단락 A-W 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 지방산 메틸 에스테르, 지방산 에틸 에스테르, 지방산 프로필 에스테르, 지방산 부틸 에스테르, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
Y. 단락 A-X 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 증류되지 않은 저온-여과된 바이오디젤을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
Z. 단락 A-Y 중 어느 하나에 있어서, 조성물이 저온-여과된 바이오디젤을 포함하지 않는, 혼합 연료 조성물.
AA. 단락 A-X 및 Z 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 증류된 바이오디젤인, 혼합 연료 조성물.
AB. 단락 A-AA 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 변경된 CSFBT 시험 절차 점수를 감소시키는 첨가제를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
AC. 단락 A-Y 및 AB 중 어느 하나에 있어서, 저온-여과된 바이오디젤 대 증류된 바이오디젤의 부피비가 약 100:1 내지 약 1:100인, 혼합 연료 조성물.
AD. 단락 A-AC 중 어느 하나에 있어서, 석유 디젤이 수소첨가처리된 직류 디젤, 수소첨가처리된 유동화 촉매 크래커(FCC) 경질 사이클 오일, 수소첨가처리된 코커 경질 가솔린, 수소첨가분해된 FCC 중질 사이클 오일, 및 이들의 조합인, 혼합 연료 조성물.
AE. 단락 A-AD 중 어느 하나에 있어서, 디젤 연료, 디젤 연료 첨가제, 디젤 연료 블렌드스톡, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 조합으로서 적합한, 혼합 연료 조성물.
AF. 단락 A-AE 중 어느 하나의 혼합 연료 조성물의 제조 방법으로서,
약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, 합성 파라핀계 디젤;
약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, 증류된 바이오디젤, 변경된 CSFBT 시험 절차 점수가 약 4.0 미만인 바이오디젤 또는 양자 모두를 포함하는 바이오디젤; 및
약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 조합하되, 단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우에는 약 8 부피% 이상의 바이오디젤을 포함하여 조합해
혼합 연료 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 혼합 연료 조성물의 제조 방법.
AG. 단락 AF에 있어서, 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤이 조합되어 초기 블렌드를 형성하고, 초기 블렌드가 후속하여 석유 디젤과 조합되는, 혼합 연료 조성물의 제조 방법.
AH. 합성 파라핀계 디젤 및 단락 A-AE 중 어느 하나의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트.
AI. 단락 AH에 있어서, 바이오디젤을 추가로 포함하는, 키트.
AJ. 단락 AI에 있어서, 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤의 블렌드를 포함하는, 키트.
AK. 단락 AJ에 있어서, 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤 및 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤의 블렌드를 포함하는, 키트.
AL. 바이오디젤 및 단락 A-AE 중 어느 하나의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트.
AM. 혼합 연료 조성물로서,
약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, ASTM D613에 의해 측정 시 약 70 이상의 세탄가를 나타내는 합성 파라핀계 디젤;
약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및
약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 포함하되;
단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우, 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함되는 혼합 연료 조성물.
AN. 단락 AM에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 ASTM D613에 의해 측정시 약 73 이상의 세탄가를 나타내는, 혼합 연료 조성물.
AO. 단락 AM 또는 단락 AN에 있어서, 바이오디젤이 증류된 바이오디젤, 변경된 CSFBT 시험 절차 점수가 약 4.0 미만인 바이오디젤, 또는 양자 모두를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
AP. 단락 AM-AO 중 어느 하나에 있어서,
약 6 부피% 내지 약 50 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
약 6 부피% 내지 약 50 부피%의 바이오디젤; 및
약 0 부피% 내지 약 88 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
AQ. 단락 AM-AP 중 어느 하나에 있어서,
약 10 부피% 내지 약 30 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
약 10 부피% 내지 약 30 부피%의 바이오디젤; 및
약 4 부피% 내지 약 80 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
AR. 단락 AM-AQ 중 어느 하나에 있어서,
약 20 부피% 내지 약 25 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
약 20 부피% 내지 약 25 부피%의 바이오디젤; 및
약 50 부피% 내지 약 60 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
AS. 단락 AM-AR 중 어느 하나에 있어서, 혼합 연료 조성물 중 합성 파라핀계 디젤 대 바이오디젤의 부피비가 약 10:90 내지 약 90:10인, 혼합 연료 조성물.
AT. 단락 AM-AS 중 어느 하나에 있어서, 혼합 연료 조성물 중 합성 파라핀계 디젤 대 바이오디젤의 부피비가 약 45:55 내지 약 55:45인, 혼합 연료 조성물.
AU. 단락 AM-AT 중 어느 하나 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 수소화처리된 바이오재생 공급원료를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
AV. 단락 AU에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 수소첨가처리 및 임의로는 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
AW. 단락 AU 또는 청구항 AV에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방, 식물 오일, 식물성 지방, 식물성 오일, 그리스, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
AX. 단락 AU-AW 중 어느 하나에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
AY. 단락 AU-AX 중 어느 하나에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 수소첨가처리 및 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
AZ. 단락 AU-AY 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 수소화처리된 바이오재생 공급원료의 중량에 대하여
약 80 wt% 이상의, C11 내지 C18 범위 내에 있는 2개 이상의 상이한 탄소수 파라핀;
약 0.5 wt% 미만의, 산소화물;
약 0.1 wt% 내지 약 18 wt%의, 사이클로파라핀; 및
약 1 wt% 미만의, 방향족을 포함하며,
이때, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는
약 0.800 kg/L 미만의 밀도;
탄화수소를 분해할 수 있는 미생물에 약 23일 노출 후 약 40% 이상의 생분해성; 및
다피아 마그나에서 약 3.5 mg/L 초과의 LC50 값을 보유한 혼합 연료 조성물.
BA. 단락 AM-AZ 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 5 wppm 미만의 황 함량을 갖는, 혼합 연료 조성물.
BB. 단락 AM-BA 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 0.5 wt% 미만의 방향족을 갖는, 혼합 연료 조성물.
BC. 단락 AM-BB 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 0.01 wt% 미만의 벤젠을 갖는, 혼합 연료 조성물.
BD. 단락 AM-BC 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 -10℃ 미만의 흐림점을 갖는, 혼합 연료 조성물.
BE. 단락 AM-BD 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤의 파라핀이 이소-파라핀 및 n-파라핀을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
BF. 단락 BE에 있어서, 이소-파라핀 대 n-파라핀의 중량비가 약 4:1 이상인, 혼합 연료 조성물.
BG. 단락 AM-BF 중 어느 하나에 있어서, 합성 파라핀계 디젤의 파라핀이 C16 및 C18 파라핀을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
BH. 단락 AM-BG 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방, 식물 오일, 식물성 지방, 식물성 오일, 그리스, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물으로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
BI. 단락 AM-BH 중 어느 하나 있어서, 바이오디젤이 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
BJ. 단락 AM-BI 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 지방산 메틸 에스테르, 지방산 에틸 에스테르, 지방산 프로필 에스테르, 지방산 부틸 에스테르, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
BK. 단락 AM-BJ 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 증류되지 않은 저온-여과된 바이오디젤을 포함하는, 혼합 연료 조성물.
BL. 단락 AM-BJ 중 어느 하나에 있어서, 조성물이 저온-여과된 바이오디젤을 포함하지 않는, 혼합 연료 조성물.
BM. 단락 AM-BJ 및 BL 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 증류된 바이오디젤인, 혼합 연료 조성물.
BN. 단락 AM-BM 중 어느 하나에 있어서, 바이오디젤이 변경된 CSFBT 시험 절차 점수를 감소시키는 첨가제를 포함하는, 혼합 연료 조성물.
BO. 단락 AM-BJ 및 BN 중 어느 하나에 있어서, 저온-여과된 바이오디젤 대 증류된 바이오디젤의 부피비가 약 100:1 내지 약 1:100인, 혼합 연료 조성물.
BP. 단락 AM-BO 중 어느 하나에 있어서, 석유 디젤이 수소첨가처리된 직류 디젤, 수소첨가처리된 유동화 촉매 크래커(FCC) 경질 사이클 오일, 수소첨가처리된 코커 경질 가솔린, 수소첨가분해된 FCC 중질 사이클 오일, 및 이들의 조합인, 혼합 연료 조성물.
BQ. 단락 AM-BP 중 어느 하나에 있어서, 디젤 연료, 디젤 연료 첨가제, 디젤 연료 블렌드스톡, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 조합으로서 적합한, 혼합 연료 조성물.
BR. 단락 AM-BQ 중 어느 하나의 혼합 연료 조성물의 제조 방법으로서,
약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, ASTM D613에 의해 측정시 약 70 이상의 세탄가를 나타내는 합성 파라핀계 디젤;
약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및
약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 조합하되, 단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우에는 약 8 부피% 이상의 바이오디젤을 포함하여 조합해
혼합 연료 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 혼합 연료 조성물의 제조 방법.
BS. 단락 BR에 있어서, 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤이 조합되어 초기 블렌드를 형성하고, 초기 블렌드가 후속해서 석유 디젤과 조합되는, 혼합 연료 조성물의 제조 방법.
BT. 합성 파라핀계 디젤 및 단락 AM-BQ 중 어느 하나의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트.
BU. 단락 BT에 있어서, 바이오디젤을 추가로 포함하는, 키트.
BV. 단락 BU에 있어서, 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤의 블렌드를 포함하는, 키트.
BW. 단락 BV에 있어서, 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤 및 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤의 블렌드를 포함하는, 키트.
BX. 바이오디젤 및 단락 AM-BQ 중 어느 하나의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트.
다른 구현예는 하기의 청구범위에 기재된다.

Claims (76)

  1. 혼합 연료 조성물로서,
    약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, 합성 파라핀계 디젤;
    약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, 증류된 바이오디젤, 변경된 CSFBT 시험 절차 점수가 약 4.0 미만인 바이오디젤 또는 양자 모두를 포함하는 바이오디젤; 및
    약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 포함하되;
    단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함되는 혼합 연료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 ASTM D613에 의해 측정시 약 70 이상의 세탄가를 나타내는 혼합 연료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 ASTM D613에 의해 측정시 약 73 이상의 세탄가를 나타내는 혼합 연료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    약 6 부피% 내지 약 50 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
    약 6 부피% 내지 약 50 부피%의 바이오디젤; 및
    약 0 부피% 내지 약 88 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    약 10 부피% 내지 약 30 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
    약 10 부피% 내지 약 30 부피%의 바이오디젤; 및
    약 4 부피% 내지 약 80 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    약 20 부피% 내지 약 25 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
    약 20 부피% 내지 약 25 부피%의 바이오디젤; 및
    약 50 부피% 내지 약 60 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 혼합 연료 조성물에서 합성 파라핀계 디젤 대 바이오디젤의 부피비가 약 10:90 내지 약 90:10인 혼합 연료 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 혼합 연료 조성물에서 합성 파라핀계 디젤 대 바이오디젤의 부피비가 약 45:55 내지 약 55:45인 혼합 연료 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 수소화처리된 바이오재생 공급원료를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 수소첨가처리되고 임의로는 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  11. 제9항에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방(plant fat), 식물 오일(plant oil), 식물성 지방(vegetable fat), 식물성 오일(vegetable oil), 그리스(grease), 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  12. 제9항에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파(jatropha) 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된(rendered) 지방, 비식용 탈로우(tallow), 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우(technical tallow), 부유 탈로우(floatation tallow), 라드(lard), 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스(yellow grease), 브라운 그리스(brown grease), 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스(restaurant grease), 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  13. 제9항에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 수소첨가처리 및 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 수소화처리된 바이오재생 공급원료의 중량에 대해,
    약 80 wt% 이상의, C11 내지 C18 범위 내에 있는 2개 이상의 상이한 탄소수 파라핀;
    약 0.5 wt% 미만의, 산소화물;
    약 0.1 wt% 내지 약 18 wt%의, 사이클로파라핀; 및
    약 1 wt% 미만의, 방향족을 포함하며,
    이때, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는
    약 0.800 kg/L 미만의 밀도;
    탄화수소를 분해할 수 있는 미생물에 약 23일 노출 후 약 40% 이상의 생분해성; 및
    다피아 마그나에서 약 3.5 mg/L 초과의 LC50 값을 보유한 혼합 연료 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 5 wppm 미만의 황 함량을 갖는 혼합 연료 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 0.5 wt% 미만의 방향족을 갖는 혼합 연료 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 0.01 wt% 미만의 벤젠을 갖는 혼합 연료 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 -10℃ 미만의 흐림점(cloud point)을 갖는 혼합 연료 조성물.
  19. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤의 파라핀이 이소-파라핀 및 n-파라핀을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  20. 제19항에 있어서, 이소-파라핀 대 n-파라핀의 중량비가 약 4:1 이상인 혼합 연료 조성물.
  21. 제1항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤의 파라핀이 C16 및 C18 파라핀을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  22. 제1항에 있어서, 바이오디젤이 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방, 식물 오일, 식물성 지방, 식물성 오일, 그리스, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  23. 제1항에 있어서, 바이오디젤이 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  24. 제1항에 있어서, 바이오디젤이 지방산 메틸 에스테르, 지방산 에틸 에스테르, 지방산 프로필 에스테르, 지방산 부틸 에스테르, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  25. 제1항에 있어서, 바이오디젤이 증류되지 않은 저온-여과된 바이오디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  26. 제1항에 있어서, 저온-여과된 바이오디젤을 포함하지 않는 혼합 연료 조성물.
  27. 제1항에 있어서, 바이오디젤이 증류된 바이오디젤인 혼합 연료 조성물.
  28. 제1항에 있어서, 바이오디젤이 변경된 CSFBT 시험 절차 점수를 감소시키는 첨가제를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  29. 제1항에 있어서, 바이오디젤이 증류된 바이오디젤 및 저온-여과된 바이오디젤을 포함하고, 저온-여과된 바이오디젤 대 증류된 바이오디젤의 부피비가 약 100:1 내지 약 1:100인 혼합 연료 조성물.
  30. 제1항에 있어서, 석유 디젤이 수소첨가처리된 직류(straight-run) 디젤, 수소첨가처리된 유동화 촉매 크래커(FCC) 경질 사이클 오일, 수소첨가처리된 코커 경질 가솔린, 수소첨가분해된(hydrocracked) FCC 중질 사이클 오일, 및 이들의 조합인 혼합 연료 조성물.
  31. 제1항에 있어서, 디젤 연료, 디젤 연료 첨가제, 디젤 연료 블렌드스톡(blendstock), 또는 이들의 임의의 둘 이상의 조합으로서 적합한 혼합 연료 조성물.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항의 혼합 연료 조성물의 제조 방법으로서,
    약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, 합성 파라핀계 디젤;
    약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, 증류된 바이오디젤, 변경된 CSFBT 시험 절차 점수가 약 4.0 미만인 바이오디젤 또는 양자 모두를 포함하는 바이오디젤; 및
    약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤
    을 조합하여 혼합 연료 조성물을 제조하는 단계를 포함하되, 단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우에는 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함되는 혼합 연료 조성물의 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤을 조합하여 초기 블렌드를 형성하고, 초기 블렌드를 후속적으로 석유 디젤과 조합하는 혼합 연료 조성물의 제조 방법.
  34. 합성 파라핀계 디젤 및 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트.
  35. 제34항에 있어서, 바이오디젤을 추가로 포함하는 키트.
  36. 제35항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤의 블렌드를 포함하는 키트.
  37. 제36항에 있어서, 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤 및 약 5 부피% 내지 약 90 부피%의 바이오디젤의 블렌드를 포함하는 키트.
  38. 바이오디젤 및 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트.
  39. 혼합 연료 조성물로서,
    약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, ASTM D613에 의해 측정 시 약 70 이상의 세탄가를 나타내는 합성 파라핀계 디젤;
    약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및
    약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤을 포함하되;
    단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우, 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함되는 혼합 연료 조성물.
  40. 제39항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 ASTM D613에 의해 측정시 약 73 이상의 세탄가를 나타내는 혼합 연료 조성물.
  41. 제39항에 있어서, 바이오디젤이 증류된 바이오디젤, 변경된 CSFBT 시험 절차 점수가 약 4.0 미만인 바이오디젤, 또는 양자 모두를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  42. 제39항에 있어서,
    약 6 부피% 내지 약 50 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
    약 6 부피% 내지 약 50 부피%의 바이오디젤; 및
    약 0 부피% 내지 약 88 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  43. 제39항에 있어서,
    약 10 부피% 내지 약 30 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
    약 10 부피% 내지 약 30 부피%의 바이오디젤; 및
    약 4 부피% 내지 약 80 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  44. 제39항에 있어서,
    약 20 부피% 내지 약 25 부피%의 합성 파라핀계 디젤;
    약 20 부피% 내지 약 25 부피%의 바이오디젤; 및
    약 50 부피% 내지 약 60 부피%의 석유 디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  45. 제39항에 있어서, 혼합 연료 조성물에서 합성 파라핀계 디젤 대 바이오디젤의 부피비가 약 10:90 내지 약 90:10인 혼합 연료 조성물.
  46. 제39항에 있어서, 혼합 연료 조성물에서 합성 파라핀계 디젤 대 바이오디젤의 부피비가 약 45:55 내지 약 55:45인 혼합 연료 조성물.
  47. 제39항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 수소화처리된 바이오재생 공급원료를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  48. 제47항에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 수소첨가처리 및 임의로는 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  49. 제47항에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방, 식물 오일, 식물성 지방, 식물성 오일, 그리스, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  50. 제47항에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물의 수소화처리된 생성물을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  51. 제47항에 있어서, 수소화처리된 바이오재생 공급원료가 수소첨가처리 및 수소첨가이성질화된 바이오재생 공급원료를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  52. 제47항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 수소화처리된 바이오재생 공급원료의 중량에 대하여
    약 80 wt% 이상의, C11 내지 C18 범위 내에 있는 2개 이상의 상이한 탄소수 파라핀;
    약 0.5 wt% 미만의, 산소화물;
    약 0.1 wt% 내지 약 18 wt%의, 사이클로파라핀; 및
    약 1 wt% 미만의, 방향족을 포함하며,
    이때, 수소화처리된 바이오재생 공급원료는
    약 0.800 kg/L 미만의 밀도;
    탄화수소를 분해할 수 있는 미생물에 약 23일 노출 후 약 40% 이상의 생분해성; 및
    다피아 마그나에서 약 3.5 mg/L 초과의 LC50 값을 보유한 혼합 연료 조성물.
  53. 제39항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 5 wppm 미만의 황 함량을 갖는 혼합 연료 조성물.
  54. 제39항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 0.5 wt% 미만의 방향족을 갖는 혼합 연료 조성물.
  55. 제39항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 0.01 wt% 미만의 벤젠을 갖는 혼합 연료 조성물.
  56. 제39항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤이 약 -10℃ 미만의 흐림점을 갖는 혼합 연료 조성물.
  57. 제39항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤의 파라핀이 이소-파라핀 및 n-파라핀을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  58. 제57항에 있어서, 이소-파라핀 대 n-파라핀의 중량비가 약 4:1 이상인 혼합 연료 조성물.
  59. 제39항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤의 파라핀이 C16 및 C18 파라핀을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  60. 제39항에 있어서, 바이오디젤이 동물성 지방, 동물성 오일, 미생물성 오일, 식물 지방, 식물 오일, 식물성 지방, 식물성 오일, 그리스, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물으로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  61. 제39항에 있어서, 바이오디젤이 옥수수 오일, 비식용 옥수수 오일, 바바수 오일, 카리나타 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 코코넛 오일, 유채씨 오일, 톨 오일, 톨 오일 지방산, 팜 오일, 팜 오일 지방산 증류액, 자트로파 오일, 팜 핵 오일, 해바라기 오일, 피마자 오일, 카멜리나 오일, 고세균 오일, 박테리아 오일, 진균 오일, 원생동물 오일, 조류 오일, 해조류 오일, 호염균 유래 오일, 렌더링된 지방, 비식용 탈로우, 식용 탈로우, 테크니컬 탈로우, 부유 탈로우, 라드, 가금류 지방, 가금류 오일, 어류 지방, 어류 오일, 튀김 오일, 옐로우 그리스, 브라운 그리스, 폐 식물성 오일, 레스토랑 그리스, 수처리 시설과 같은 지방자치단체의 트랩 그리스, 및 산업 패키징 식품 작업 유래의 폐 오일, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 생성된 지방산 C1-C4 알킬 에스테르를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  62. 제39항에 있어서, 바이오디젤이 지방산 메틸 에스테르, 지방산 에틸 에스테르, 지방산 프로필 에스테르, 지방산 부틸 에스테르, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  63. 제39항에 있어서, 바이오디젤이 증류되지 않은 저온-여과된 바이오디젤을 포함하는 혼합 연료 조성물.
  64. 제39항에 있어서, 저온-여과된 바이오디젤을 포함하지 않는 혼합 연료 조성물.
  65. 제39항에 있어서, 바이오디젤이 증류된 바이오디젤인 혼합 연료 조성물.
  66. 제39항에 있어서, 바이오디젤이 변경된 CSFBT 시험 절차 점수를 감소시키는 첨가제를 포함하는 혼합 연료 조성물.
  67. 제39항에 있어서, 저온-여과된 바이오디젤 대 증류된 바이오디젤의 부피비가 약 100:1 내지 약 1:100인 혼합 연료 조성물.
  68. 제39항에 있어서, 석유 디젤이 수소첨가처리된 직류 디젤, 수소첨가처리된 유동화 촉매 크래커(FCC) 경질 사이클 오일, 수소첨가처리된 코커 경질 가솔린, 수소첨가분해된 FCC 중질 사이클 오일, 및 이들의 조합인 혼합 연료 조성물.
  69. 제39항에 있어서, 디젤 연료, 디젤 연료 첨가제, 디젤 연료 블렌드스톡, 또는 이들의 임의의 둘 이상의 조합으로서 적합한 혼합 연료 조성물.
  70. 제39항 내지 제69항 중 어느 한 항의 혼합 연료 조성물의 제조 방법으로서,
    약 5 부피% 내지 약 95 부피%의, ASTM D613에 의해 측정시 약 70 이상의 세탄가를 나타내는 합성 파라핀계 디젤;
    약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤; 및
    약 0 부피% 내지 약 90 부피%의 석유 디젤
    을 조합하여 혼합 연료 조성물을 제조하는 단계를 포함하되, 단, 혼합 연료 조성물이 석유 디젤을 포함하지 않는 경우에는 약 8 부피% 이상의 바이오디젤이 포함되는 혼합 연료 조성물의 제조 방법.
  71. 제70항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤을 조합하여 초기 블렌드를 형성하고, 초기 블렌드를 후속적으로 석유 디젤과 조합하는 혼합 연료 조성물의 제조 방법.
  72. 합성 파라핀계 디젤 및 제39항 내지 제69항 중 어느 한 항의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트.
  73. 제72항에 있어서, 바이오디젤을 추가로 포함하는 키트.
  74. 제73항에 있어서, 합성 파라핀계 디젤 및 바이오디젤의 블렌드를 포함하는 키트.
  75. 제74항에 있어서, 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 합성 파라핀계 디젤 및 약 5 부피% 내지 약 95 부피%의 바이오디젤의 블렌드를 포함하는 키트.
  76. 바이오디젤 및 제39항 내지 제69항 중 어느 한 항의 혼합 연료 조성물을 생성하기 위한 설명서를 포함하는 키트.
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