WO2004037952A1 - Nouveau carburant a indice d'octane eleve et a teneur abaissee en plomb - Google Patents

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WO2004037952A1
WO2004037952A1 PCT/FR2003/003128 FR0303128W WO2004037952A1 WO 2004037952 A1 WO2004037952 A1 WO 2004037952A1 FR 0303128 W FR0303128 W FR 0303128W WO 2004037952 A1 WO2004037952 A1 WO 2004037952A1
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fuel
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carbon atoms
isoparaffins
fuel according
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PCT/FR2003/003128
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Inventor
Michel Thebault
Céline SAILLET
Raymond Touron
Original Assignee
Total France
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/06—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for spark ignition

Definitions

  • the present invention relates to new fuel formulations having a high octane number and lowered contents of organic lead compounds, capable of being used to supply internal combustion engines with spark ignition, in particular those equipping aircraft, or engines with high compression ratio. It is known that prior to their placing on the market, the fuels intended to supply internal combustion engines with positive ignition must meet precise physicochemical characteristics, to guarantee the consumer a high level of mechanical performance and, at the same time , minimize sources of pollution, whether these are generated by exhaust gases, or by the product itself during handling or storage. These characteristics, which can vary significantly from one fuel to another, must remain in an area defined by official specifications grouped together and published by qualified organizations, such as AFNOR in France or ASTM in the United States.
  • a fuel the commercial name of which is commonly used is “AVGAS 100 LL”
  • MON the commercial name of which must be, according to standard ASTM D910-01 ( Standard Specification for Aviation Gasolines), or the equivalent standard in Great Britain DEF STAN (Standard Defense) 91-90 of May 8, 1996, greater than or equal to 99.5; and the F4 greater than or equal to 130.
  • the abbreviation “LL” means “Low Lead” (in French, Plomb Faible), that is to say that the lead content of the fuel, generally coming from alkyl-lead compounds , must be, according to this standard in force today, less than or equal to 0.56 grams per liter of gasoline.
  • PTE (C ⁇ H2oPb), abbreviated as “PTE”, the fuel content of which must comply with the standard and not exceed 0.56 grams of lead per liter of gasoline.
  • MMT Methylcyclopentadienyl-Manganese-Tricarbonyl
  • the object of the invention is therefore to propose new formulations of fuels for internal combustion and spark-ignition engines, produced from a mixture of hydrocarbon bases available in an oil refinery, and containing a significantly reduced amount of organic compounds. lead compared to the formulations of the prior art, and which give these fuels an octane number and characteristics in accordance with the standards in force.
  • the subject of the invention is a fuel having a lead content of less than or equal to 0.56 grams per liter of fuel, containing at least one first hydrocarbon base (B1) consisting essentially of isoparaffins comprising 4 or 5 atoms of carbon, as well as at least one second hydrocarbon base (B2) consisting essentially of isoparaffins comprising 6 to 9 carbon atoms, and optionally, at least one complement (B3) consisting essentially of hydrocarbons of alkylaromatic type comprising 6 with 11 carbon atoms, in which:
  • the content of base B2 in the fuel is between 45% and 85% by volume and preferably between 50% and 82% by volume, and in that
  • the ratio of the quantities in% volume B1 / B2 is between 0, 10 and 0.60 and preferably between 0, 15 and 0.45.
  • the invention also relates to a fuel having a lead content less than or equal to 0.56 grams per liter of fuel, containing at least a first part of isoparaffins comprising 4 or 5 carbon atoms, as well as '' at least a second part of isoparaffins comprising 6 to 9 carbon atoms, and optionally, at least one complementary part of alkylaromatic hydrocarbons comprising 6 to 11 carbon atoms, in which:
  • the content of isoparaffins comprising 6 to 9 carbon atoms in the fuel is between 45% and 85% by volume and preferably between 50% and 82% by volume, and in that -
  • the ratio of the quantities in% volume isoparaffins comprising 4 or 5 carbon atoms / isoparaffins comprising 6 to 9 carbon atoms is between 0, 10 and 0.60 and preferably between 0, 15 and 0.45.
  • the lead contents are cited by reference to the methods for measuring the lead contents, described in the standards ASTM D3341 (method known as with iodine monochloride) or ASTM D5059 (method by X-ray spectrometry);
  • the ratio of the quantities in% volume B3 / B2 is between 0.00 and 0.60, and preferably between 0.00 and 0.55; alternatively, the ratio of the quantities in% volume hydrocarbons of alkylaromatic type comprising 6 to 11 carbon atoms / isoparaffins comprising 6 to 9 carbon atoms is between 0.00 and 0.60 and preferably between 0.00 and 0.55 .
  • the fuels according to the invention can be manufactured from hydrocarbon bases available in a conventional refinery, and reach high octane numbers, in accordance with the most stringent standards such as ASTM D910-01, while having a lead content which can drop to 0.27 g / l or even less.
  • bases treated in a severe manner it is possible to formulate fuels for aircraft having a lead content of only 0.14 g / l.
  • the refiner therefore adds less lead derivative than it did before.
  • the use of the fuel according to the invention is particularly advantageous for powering the engines of competition or similar vehicles, that is to say for engines with high compression ratio, requiring fuels with very high octane number.
  • the fuel which is the subject of the present invention can also be used to supply, alone or as a mixture, systems of very diverse natures, for example, a fuel processing unit, such as a reformer, coupled to a fuel cell.
  • the first hydrocarbon base (B1) used for the manufacture of the fuels in accordance with the invention belongs to the family of paraffinic hydrocarbons and can be, for example, a light base containing at least 80% by volume, and preferably at least 90% by volume of isoparaffinic molecules comprising between 4 or 5 carbon atoms and, preferably, 5 carbon atoms. Even more preferably, the molecules with 5 carbon atoms consist of at least 90% by volume of isopentane.
  • This light paraffinic base can come, for example, from a fractionation of the lighter fraction of the distillate produced by the atmospheric distillation of crude oil or from an isomerization unit of alkanes.
  • this cut of hydrocarbons can contain up to
  • the second base used (B2) typically contains at least 80% by volume, and preferably at least 90% by volume, of isoparaffins containing between 6 and 9 carbon atoms, and preferably 8 carbon atoms.
  • isoparaffinic hydrocarbons with 8 carbon atoms consist of at least 70% by volume, and preferably at least 75% by volume of isooctanes.
  • Such a hydrocarbon base can come from different crude oil treatment processes, generally present in a refinery of oil.
  • this cut of isooctane-rich hydrocarbons, also called “alkylate” in the profession can be produced, for example, by the process of alkylating isobutane with light olefins.
  • An alternative is to replace part of this isoparaffinic cut, and at the same time reduce the proportion of alkylate, which is a petroleum base whose manufacturing cost is relatively high, with a cut of hydrocarbons from a unit. isomerization of light gasolines, the latter coming from the distillation of crude oil.
  • the complement used (B3) is a cut of hydrocarbons containing 6 to 11 atoms, the content of aromatic compounds containing 6 to 9 carbon atoms is typically greater than or equal to 80% by volume, and preferably greater than or equal to 85 % in volume. Even more preferably, these aromatic compounds contain 7 carbon atoms and are toluene, the content of which in the complement (B3) is greater than or equal to 45% by volume, and preferably greater than or equal to 50% by volume.
  • This base of hydrocarbons used in the formulation of gasoline for aircraft engines generally comes from a manufacturing process, called "reforming" of gasoline, available in particular, in an oil refinery.
  • This process allows, thanks to a set of chemical reactions taking place at high temperature and under high pressure, necessarily in the presence of an appropriate catalyst, to transform molecules with straight or cyclic chains contained in the heaviest essences, for example produced by direct distillation of crude oil, into more stable branched hydrocarbons and aromatic cyclics.
  • aromatic hydrocarbons are generally called "reformates" in the profession and have a high octane number.
  • the fuel according to the invention can contain many other bases. These can be chosen in particular from all the bases likely to enter into the composition of the essences. These bases can come from conventional refining operations (for example, but not limited to, the distillation of crude oil, catalytic cracking, hydrocracking, reforming processes, isomerization, alkylation Certainly , but also include synthetic hydrocarbons such as those obtained by oligomerization of olefins or by Fischer-Tropsch synthesis.
  • these additional bases are chosen from those having a distillation range of between 25 ° C and 175 ° C, (determined according to standard ASTM D 86) and even more preferably, between 75 ° C and 135 ° C.
  • Those skilled in the art will easily be able to determine the nature and the quantities of additional bases which may be incorporated into the fuel according to the invention, taking into account the application for which this fuel is intended and the bases available in the refinery.
  • Each base entering into the composition of the fuel according to the invention may advantageously have undergone in whole or in part a desulfurization treatment and / or denitrogenation and, possibly, dealomatization, at any stage of its development.
  • bases which have been hydrotreated under more or less severe conditions comprising hydrodesulfurization and / or saturation of aromatic and olefinic compounds and / or hydrodenitrogenation).
  • the fuel according to the invention advantageously has a sulfur content (determined according to standards ASTM D1266 or ASTM D2622) less than or equal to 500 ppm by weight, preferably less than or equal to 100 ppm by weight, even more preferably, a lower sulfur content or equal to 50 ppm by weight, or even 10 ppm by weight.
  • the fuel according to the invention may contain one or more additives, which a person skilled in the art will easily be able to choose from the numerous additives conventionally used for fuels. The choice of these additives essentially depends on the application for which the fuel is intended. These include, but are not limited to, corrosion inhibitor, anti-freeze or anti-static additives, additives improving cold properties, tracer additives or detergent additives, and mixtures thereof.
  • the fuel when it is intended for use in aviation, it may inter alia contain at least one antioxidant agent chosen from sterically hindered phenols (such as for example 2,6-di-t-butyl- 4-methylphenol (BHT), 2,6-di-t-butyl ⁇ henol, and 2,4-di-methyl-6-t-butyl ⁇ henol).
  • BHT 2,6-di-t-butyl- 4-methylphenol
  • BHT 2,6-di-t-butyl ⁇ henol
  • 2,4-di-methyl-6-t-butyl ⁇ henol 2,4-di-methyl-6-t-butyl ⁇ henol
  • the invention also relates to a process for the preparation of fuel with a low lead content and a high octane number in which the mixing, by means known in the art, of at least one first hydrocarbon base (B1) consisting essentially isoparaffins comprising 4 or 5 carbon atoms, and at least one second hydrocarbon base (B2) consisting essentially of isoparaffins comprising 6 to 9 carbon atoms, and preferably, at least one complement (B3) consisting essentially hydrocarbons of the alkylaromatic type comprising 6 to 11 carbon atoms and, optionally, usual additives for this type of fuel, in amounts such as:
  • the content of base B2 in the fuel is between 45% and 85% by volume, and preferably between 50% and 82% by volume, and in that
  • the ratio of the quantities in% volume B1 / B2 is between 0.10 and 0.60 and preferably between 0.15 and 0.45.
  • the invention finally relates to the use of such a fuel to reduce the polluting emissions of a spark-ignition engine.
  • a fuel to reduce the polluting emissions of a spark-ignition engine.
  • the latter also leads to a reduction in the content of methyl bromide, produced during the combustion of avgas 100LL.
  • This methyl bromide having recognized destructive effects on the ozone layer of the atmosphere, comes from dibromoethane which is added (in English and in the profession: "scavenger") during the manufacture of 100LL petrol so trapping the lead in the engine cylinders, and allowing its elimination by volatility after the combustion cycle.
  • the lead content is less than 0.56 grams per liter of fuel.
  • the content of base B2 is between 55 and 75% by volume. According to one embodiment, the content of the base Bl is between 12 and 30% by volume.
  • the fuel comprises less than 5% by volume of cycloparaffins comprising 5 to 8 carbon atoms.
  • the ratio of the quantities in% volume B3 / B2 is between 0.1 and 0.60 and preferably between 0.2 and 0.45.
  • the lead content is less than or equal to 0.26, preferably less than 0.14 grams per liter of fuel. According to another embodiment, the lead content is between 0.10 and 0.28, preferably between 0.14 and 0.26 grams per liter of fuel.
  • the lower Calorific Power (determined according to standard ASTM D4529) is between 39.1 MJ / Kg and
  • MJ / Kg 43.5 MJ / Kg, preferably between 39.1 MJ / Kg and 43 MJ / Kg, advantageously between 39, 1 MJ / Kg and 42.2 MJ / Kg, more advantageously between 39.1 MJ / Kg and 41, 3 MJ / Kg.
  • Example 4 This example is identical to Example 1, but the fuels C9 to C16 were formulated from purified bases B1, B2 and B3, the new respective compositions of which are indicated in Table 4 below.
  • the fuels formulated in accordance with the present invention (C9 to Cl 2) satisfy the main characteristics of ASTM D910-01 for avgas 100LL.
  • the content of 0.14 grams of lead per liter of fuel can be reached (Cl 2), while guaranteeing the specifications of 100 LL gasoline.
  • the content of the base B2 in the fuels (Cl 3 to Cl 6) is not between 45% and 85% by volume, and the B1 / B2 ratio is not within interval 0, 10-0.60, the specifications are not reached.
  • the bases B1, B2 and B3 have the physicochemical characteristics in accordance with table 1 above.
  • DO means that there is no possible area for formulating a 100LL petrol complying with the main characteristics of ASTM D910-01.
  • the fuels thus produced, in accordance with the invention, have various advantages, alone or in combination: - they have a high octane number, thus meeting the specification in octane numbers F4 and MON of aircraft gasoline 100LL, without the need for additional additions of octane-providing additives;

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Abstract

L'invention a pour objet un nouveau carburant à indice d'octane élevé et à teneur abaissée en plomb. Il s'agit d'un carburant possédant une teneur en plomb inférieure ou égale à 0,56 gramme par litre de carburant, contenant au moins une première base hydrocarbonée (B 1) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, ainsi qu'au moins une deuxième base d'hydrocarbures (B2) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone, et éventuellement, au moins un complément (B3) constitué essentiellement d'hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone, et dans lequel - la teneur de la base B2 dans le carburant est. comprise entre 45 % et 85 % en volume et de préférence entre 50 % et 82 % en volume, et en ce que - le rapport des quantités en % volume B1/B2 est compris entre 0,10 et 0,60 et de préférence entre 0,15 et 0,45. L'invention fournit aussi un procédé de préparation et les utilisations de ce carburant.

Description

NOUVEAU CARBURANT A INDICE D OCTANE ELEVE
ET A TENEUR ABAISSEE EN PLOMB
La présente invention concerne des nouvelles formulations de carburants possédant un indice d'octane élevé et des teneurs abaissées en composés organiques du plomb, susceptibles d'être utilisées pour alimenter les moteurs à combustion interne à allumage commandé, en particulier ceux équipant les aéronefs, ou les moteurs à taux de compression élevé. On sait que préalablement à leur mise sur le marché, les carburants destinés à alimenter les moteurs à combustion interne à allumage commandé doivent satisfaire à des caractéristiques physico-chimiques précises, pour garantir au consommateur un niveau de performances mécaniques élevé et, dans le même temps, minimiser les sources de pollution, que celles-ci soient générées par les gaz d'échappement, ou par le produit lui-même lors de sa manipulation ou de son stockage. Ces caractéristiques, qui peuvent varier sensiblement d'un carburant à un autre, doivent rester dans un domaine défini par des spécifications officielles regroupées et éditées par des organismes qualifiés, tels que l'AFNOR en France ou l'ASTM aux Etats-Unis. Parmi ces spécifications, celle portant sur l'indice d'octane, c'est à dire l'indice mesurant la valeur anti-détonante d'un carburant par comparaison à une essence dite de référence, est une caractéristique essentielle, puisqu'elle traduit les performances de combustion du carburant dans les cylindres du moteur et, en particulier, sa résistance au cliquetis, c'est à dire sa résistance à une auto-inflammation en masse non contrôlée.
C'est ainsi que l'on distingue dans la technique deux types d'indices d'octane pour les essences destinées à l'alimentation des moteurs équipant les véhicules automobiles, le RON (Research Octane Number ; en français, Nombre d'Octane Recherche) et le MON (Motor Octane Number ; en français, Nombre d'Octane Moteur), respectivement dénommés, dans la profession, FI et F2.
Dans le domaine de l'aviation et, plus précisément, pour les aéronefs équipés de moteurs à allumage commandé, les carburants proposés sur le marché doivent être élaborés avec soin et présenter, en particulier, une très bonne résistance au cliquetis pour des raisons évidentes de fiabilité et de sécurité de fonctionnement en altitude, et surtout compte tenu des conditions sévères et particulières d'utilisation de ces moteurs, qui fonctionnent à pleine charge pendant la phase de décollage. Deux indices d'octane spécifiques ont par conséquent été définis et intégrés dans les spécifications de l'essence pour avions, à savoir : - le MON ou indice d'octane moteur (qui remplace l'ancien indice, autrefois dénommé F3 dans la profession), visant à apprécier un fonctionnement correct de l'ensemble de la motorisation en marche normale, c'est à dire en altitude à vitesse stabilisée ;
- et l'indice d'octane supercharge, encore appelé F4 ou indice de performance, traduisant les besoins de performances de combustion du moteur au décollage.
Ainsi, un carburant, dont la dénomination commerciale couramment utilisée est « AVGAS 100 LL », correspond à une essence pour moteur d'avion à pistons et à allumage commandé, dont le MON doit être, d'après la norme ASTM D910-01 (Standard Spécification for Aviation Gasolines), ou la norme équivalente en Grande Bretagne DEF STAN (Défense Standard) 91-90 du 8 mai 1996, supérieur ou égal à 99,5 ; et le F4 supérieur ou égal à 130. L'abréviation « LL » signifie « Low Lead » (en français, Plomb Faible), c'est-à- dire que la teneur en plomb du carburant, provenant généralement de composés alkyles-plomb, doit être, d'après cette norme en vigueur aujourd'hui, inférieure ou égale à 0,56 gramme par litre d'essence.
Il est connu que les essences fabriquées directement par distillation du pétrole brut ne possèdent pas les caractéristiques requises, en particulier d'octane, pour leur mise directe sur le marché de l'aviation. Le raffïneur doit donc, au stade de leur fabrication, procéder à un mélange de diverses bases hydrocarbonées, afin d'obtenir des produits qui, avec l'ajout éventuel d'additifs, seront conformes aux différentes spécifications exigées pour leur commercialisation. Ces bases peuvent être constituées, par exemple et de façon non limitative : - de fractions légères de distillation contenant essentiellement des paraffines à 4 ou 5 atomes de carbone ;
- d'hydrocarbures issus de l'alkylation des gaz contenant 1 à 4 atomes de carbone, exempts de molécules aromatiques ou oléfîniques ;
- d'essences légères provenant de la distillation directe du pétrole brut, que celles-ci soient isomérisées ou non isomérisées ;
- et d'hydrocarbures contenant principalement des composés aromatiques présentant, par nature, des indices d'octane élevés. Toutefois, les exigences en octane des carburants pour les moteurs d'avions étant tellement élevées qu'il n'est généralement pas possible de réaliser économiquement de tels carburants, aux spécifications requises, sans avoir recours à l'addition massive d'additifs. C'est pourquoi le raffineur ajoute couramment un composé organique du plomb afin de garantir les spécifications du MON et du F4 de l'essence de type 100LL, en accord avec la norme ASTM D910-01. Ce composé est en général du plomb tétraéthyle
(CδH2oPb), en abrégé « PTE » , dont la teneur dans le carburant doit être conforme à la norme et ne pas dépasser 0,56 grammes de plomb par litre d'essence.
On sait cependant que l'utilisation du plomb dans les carburants, en raison de son caractère nocif pour la santé, a été supprimée depuis le 1er janvier 2000 en Europe, et depuis le 1er janvier 1996 aux Etats-Unis, pour les essences automobiles, mais non pour les carburants destinés aux moteurs d'avions à allumage commandé, par dérogation spéciale de lΕnvironmental Protection Agency (EPA). Par conséquent, il est reconnu aujourd'hui, que l'essence avion demeure une importante source de pollution pour l'atmosphère.
Le problème de la diminution de la teneur en plomb dans certaines essences pour moteurs d'avions, et notamment l'avgaslOOLL, voire son élimination, se pose donc avec acuité et devra trouver une solution à court ou moyen terme. Toutefois, des alternatives de remplacements ont déjà été proposées, comme par exemple l'utilisation :
- d'une essence sans plomb pour avion de type 82UL (spécifiée par l'ASTM D6227-00) ou pour automobile, mais celles-ci présentent des caractéristiques anti-cliquetis insuffisantes pour pouvoir alimenter l'ensemble de la flotte existante ;
- d'une composition d'essence aviation sans plomb, mais avec ajouts de composés oxygénés tels que MTBE ou ETBE, comme décrite dans le brevet WO02/ 22766 ;
- d'une essence également sans plomb formulée avec, entre autres bases hydrocarbonées connues, un alkyl ter butyl ether, une aminé aromatique et optionnellement un composé du manganèse, telle que revendiquée dans le brevet WO97/44413 ; - d'une formulation d'essence avion fabriquée à partir de bases classiques avec l'ajout de toluène et d'une aminé aromatique pour le F4, conformément à la description du brevet WO94/ 25545 ; d'une essence sans plomb fabriquée avec ajout de Methylcyclopentadienyl-Manganese-Tricarbonyl (en abrégé MMT) conformément à l'enseignement des brevets EP0540297, EP0609089 et WO94/ 17158, ou encore ; - une composition sans plomb pour essence avion, fabriquée avec addition de triptane, telle que décrite dans le brevet WO98/ 22556.
Toutes les compositions d'essences aujourd'hui proposées posent des difficultés techniques de formulation aux raffineurs, tout en générant des coûts supplémentaires par l'utilisation de nombreux additifs, ou bases hydrocarbonées spécifiques, rendue nécessaire pour compenser l'absence ou la diminution du plomb, c'est à dire le manque d'octane, et par conséquent pour atteindre les cibles spécifiée du MON et du F4. De plus, les compatibilités environnementales des différents additifs aujourd'hui utilisés n'ont pas encore été totalement démontrées ; c'est ainsi que toutes les aminés aromatiques sont classées comme substances toxiques, en cas d'absorption par inhalation ou ingestion, et surtout pour la peau. Le MMT pour sa part est indexé par l'EPA comme polluant de l'air, pouvant présenter des dangers potentiels pour l'homme.
Pour fabriquer des essences avions de type 100LL, de manière économique, et présentant des risques moindres pour l'environnement, le raffineur se trouve donc confronté à l'alternative suivante :
- soit formuler des carburants à partir des bases couramment disponibles en raffinerie, mais dans lesquels les composés organiques du plomb ont été remplacés par des ajouts de différents additifs, ou bases hydrocarbonées spécifiques, de façon à obtenir un MON et un F4 conformes à la spécification en vigueur. Ces ajouts engendrant par conséquent un surcoût pour le raffineur et des possibles désagréments pour l'environnement ;
- soit faire subir des traitements coûteux à différentes bases hydrocarbonées entrant dans la composition des carburants, pour augmenter leur indice d'octane et ainsi diminuer, voire supprimer le plomb, mais ces différents traitements requièrent toutefois des procédés complexes générant également un surcoût important pour le raffineur.
Les recherches effectuées par la Demanderesse dans le domaine de la fabrication des carburants, lui ont maintenant permis d'établir de façon surprenante, que la formulation précise et rigoureuse d'essences aviation, à partir de certaines bases hydrocarbonées généralement disponibles dans une raffinerie de pétrole, permet de leur conférer un indice d'octane du type F4 suffisamment élevé, au moins égal à 130, et un MON au moins égal à 99,5 tout en réduisant de façon substantielle la teneur en composés organiques du plomb et, notamment en PTE , sans avoir recours à des additifs de substitution pourvoyeurs d'octane.
L'invention a donc pour but de proposer de nouvelles formulations de carburants pour moteurs à combustion interne et à allumage commandé, réalisées à partir d'un mélange de bases hydrocarbonées disponibles dans une raffinerie de pétrole, et contenant une quantité notablement réduite en composés organiques du plomb par rapport aux formulations de la technique antérieure, et qui confèrent à ces carburants, un indice d'octane et des caractéristiques conformes aux normes en vigueur.
A cet effet, l'invention a pour objet un carburant possédant une teneur en plomb inférieure ou égale à 0,56 gramme par litre de carburant, contenant au moins une première base hydrocarbonée (Bl) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, ainsi qu'au moins une deuxième base d'hydrocarbures (B2) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone, et éventuellement, au moins un complément (B3) constitué essentiellement d'hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone, dans lequel :
- la teneur de la base B2 dans le carburant est comprise entre 45 % et 85 % en volume et de préférence entre 50 % et 82 % en volume, et en ce que
- le rapport des quantités en % volume B1/B2 est compris entre 0, 10 et 0,60 et de préférence entre 0, 15 et 0,45.
A cet effet, l'invention a aussi pour objet un carburant possédant une teneur en plomb inférieure ou égale à 0,56 gramme par litre de carburant, contenant au moins une première partie d'isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, ainsi qu'au moins une deuxième partie d'isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone, et éventuellement, au moins une partie complémentaire d'hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone, dans lequel :
- la teneur des d'isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone dans le carburant est comprise entre 45 % et 85 % en volume et de préférence entre 50 % et 82 % en volume, et en ce que - le rapport des quantités en % volume isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone/ isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone est compris entre 0, 10 et 0,60 et de préférence entre 0, 15 et 0,45.
Dans le présent exposé : - on entend par « constituée essentiellement », la présence d'une quantité importante, de préférence supérieure à 70 % en volume, en composés cités dans la base hydrocarbonée correspondante ;
- les teneurs en plomb sont citées par référence aux méthodes de mesure des teneurs en plomb, décrites dans les normes ASTM D3341 (méthode dite au monochlorure d'iode) ou ASTM D5059 (méthode par spectrométrie de rayons X);
- le MON et le F4, sont mesurés respectivement en accord avec les normes ASTM D2700 et ASTM D909.
Selon l'invention, le rapport des quantités en % volume B3/B2 est compris entre 0,00 et 0,60, et de préférence entre 0,00 et 0,55 ; alternativement, le rapport des quantités en % volume hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone/ isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone est compris entre 0,00 et 0,60 et de préférence entre 0,00 et 0,55. L'utilisation d'au moins les deux coupes (Bl), (B2) ainsi que préférentiellement, avec au moins la coupe (B3), et leur incorporation dans les quantités relatives précitées, permet au raffineur de formuler des carburants présentant simultanément un haut indice d'octane et une teneur abaissée en plomb, inférieure ou égale à 0,56 gramme par litre, de préférence inférieure ou égale à 0,42 gramme par litre, de manière encore plus préférée, inférieure ou égale à 0,35 gramme par litre, de manière totalement préférée inférieure ou égale à 0,28 gramme par litre et idéalement égale à 0, 14 gramme par litre de carburant.
En effet, les carburants selon l'invention peuvent être fabriqués à partir de bases hydrocarbonées disponibles dans une raffinerie classique, et atteindre des indices d'octane élevés, conformes aux normes les plus sévères telle que la norme ASTM D910-01, tout en présentant une teneur en plomb qui peut descendre jusqu'à 0,27 g/1, voire moins. Ainsi, avec des bases traitées de manière sévère, il est possible de formuler des carburants pour avions présentant une teneur en plomb de seulement 0, 14 g/1. Le raffineur ajoute donc moins de dérivé de plomb qu'il ne le faisait auparavant. Dams la présente description, on se réfère principalement aux carburants pour moteurs d'avions, mais les carburants conformes à l'invention peuvent être utilisés dans d'autres domaines que l'aviation, et notamment pour alimenter, seuls ou en mélange, les moteurs à allumage commandé de tous types de véhicules, notamment les aéronefs. L'utilisation du carburant selon l'invention est particulièrement avantageuse pour alimenter les moteurs de véhicules de compétition ou assimilés, c'est à dire pour des moteurs à taux de compression élevés, exigeant des carburants à très haut indice d'octane. Le carburant objet de la présente invention peut également être utilisé pour alimenter, seul ou en mélange, des systèmes de natures très diverses, par exemple, une unité de traitement de combustible, tel qu'un reformeur, couplé à une pile à combustible.
La première base d'hydrocarbures (Bl) utilisée pour la fabrication des carburants conformes à l'invention appartient à la famille des hydrocarbures paraffîniques et peut être, par exemple, une base légère contenant au moins 80 % en volume, et de préférence au moins 90 % en volume, de molécules isoparaffiniques comprenant entre 4 ou 5 atomes de carbone et, de préférence, 5 atomes de carbone. De manière encore plus préférée, les molécules à 5 atomes de carbone sont constituées d'au moins 90 % en volume d'isopentane.
Cette base légère paraffinique peut provenir, par exemple, d'un fractionnement de la fraction la plus légère du distillât produit par la distillation atmosphérique du pétrole brut ou d'une unité d'isomérisation d'alcanes. Avantageusement, cette coupe d'hydrocarbures peut contenir jusqu'à
10 % en volume d'isoparaffines à 4 atomes de carbone ; ces dernières étant constituées d'au moins 5 % en volume d'isobutane, quand il y a lieu d'augmenter la vaporisation du carburant pour l'alimentation du moteur à allumage commandé. La deuxième base utilisée (B2) contient typiquement au moins 80 % en volume, et de préférence au moins 90 % en volume, d'isoparaffines contenant entre 6 et 9 atomes de carbone, et de préférence 8 atomes de carbone. Ces hydrocarbures isoparaffiniques à 8 atomes de carbone sont constitués d'au moins 70 % en volume, et de préférence au moins 75 % en volume d'isooctanes.
Une telle base d'hydrocarbures peut provenir de différents procédés de traitement du pétrole brut, généralement présents dans une raffinerie de pétrole. En particulier, cette coupe d'hydrocarbures riche en isooctane, encore appelée « alkylat » dans la profession, peut être produite, par exemple, par le procédé d'alkylation de l'isobutane par des oléfines légères.
Une alternative consiste à remplacer une partie de cette coupe isoparaffinique, et réduire dans un même temps la proportion d'alkylat, qui est une base pétrolière dont le coût de fabrication est relativement élevé, par une coupe d'hydrocarbures en provenance d'une unité d'isomérisation des essences légères, ces dernières étant issues de la distillation du pétrole brut.
Le complément utilisé (B3) est une coupe d'hydrocarbures contenant 6 à 11 atomes, dont la teneur en composés aromatiques contenant 6 à 9 atomes de carbone est typiquement supérieure ou égale à 80 % en volume, et de préférence supérieure ou égale à 85 % en volume. De manière encore plus préférée, ces composés aromatiques contiennent 7 atomes de carbone et sont du toluène, dont la teneur dans le complément (B3) est supérieure ou égale à 45 % en volume, et de préférence supérieure ou égale à 50 % en volume. Cette base d'hydrocarbures utilisée dans la formulation des essences pour moteurs d'avions, provient généralement d'un procédé de fabrication, dit de « reformage » des essences, disponible en particulier, dans une raffinerie de pétrole. Ce procédé permet, grâce à un ensemble de réactions chimiques s 'effectuant à haute température et sous haute pression, nécessairement en présence d'un catalyseur approprié, de transformer des molécules à chaînes droites ou cycliques contenues dans les essences les plus lourdes, par exemple produites par distillation directe du pétrole brut, en hydrocarbures ramifiés et cycliques aromatiques plus stables. Ces hydrocarbures aromatiques sont généralement appelés « réformats » dans la profession et possèdent un indice d'octane élevé.
En plus des bases (Bl), (B2) et (B3), le carburant selon l'invention peut contenir de nombreuses autres bases. Celles-ci peuvent être choisies notamment parmi toutes les bases susceptibles d'entrer dans la composition des essences. Ces bases peuvent être issues des opérations classiques du raffinage (par exemple, mais non limitativement, de la distillation du pétrole brut, du craquage catalytique, de ltiydrocraquage, des procédés de réformage, de l'isomérisation, de l'alkylation...), mais aussi comporter des hydrocarbures de synthèse tels que ceux obtenus par oligomérisation d'oléfines ou par synthèse Fischer-Tropsch.
De préférence, ces bases additionnelles sont choisies parmi celles ayant un intervalle de distillation compris entre 25°C et 175°C, (déterminé selon la norme ASTM D 86) et de manière encore plus préférée, compris entre 75°C et 135°C. L'homme du métier saura aisément déterminer la nature et les quantités des bases additionnelles susceptibles d'être incorporées dans le carburant selon l'invention, compte tenu de l'application à laquelle est destiné ce carburant et des bases disponibles dans la raffinerie.
Chaque base entrant dans la composition du carburant selon l'invention, c'est à dire (Bl), (B2), (B3), ainsi que toute base additionnelle, peut avoir avantageusement subi en tout ou partie un traitement de désulfuration et/ ou déazotation et, éventuellement, de désaromatisation, à un stade quelconque de son élaboration. Par exemple, on peut utiliser des bases qui ont été hydrotraitées dans des conditions plus ou moins sévères (comprenant une hydrodésulfuration et/ ou une saturation des composés aromatiques et oléfiniques et/ ou une hydrodéazotation). Le carburant selon l'invention présente avantageusement une teneur en soufre (déterminée selon les normes ASTM D1266 ou ASTM D2622) inférieure ou égale à 500 ppm poids, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm poids, encore plus préférentiellement, une teneur en soufre inférieure ou égale à 50 ppm poids, voire 10 ppm poids. Le carburant selon l'invention peut contenir un ou plusieurs additifs, que l'homme du métier saura aisément choisir parmi les nombreux additifs classiquement employés pour les carburants. Le choix de ces additifs dépend essentiellement de l'application à laquelle est destiné le carburant. Citons notamment, mais non limitativement, les additifs inhibiteurs de corrosion, anti-gel ou antistatiques, les additifs améliorant les propriétés à froid, les additifs traceurs ou les additifs détergents, et leurs mélanges.
Par exemple, lorsque le carburant est destiné à une utilisation dans l'aviation, il peut entre autres contenir au moins un agent anti-oxydant choisi parmi les phénols stériquement encombrés (tels que par exemple le 2,6-di-t-butyl-4-méthylphénol (BHT), 2,6-di-t-butylρhénol, et 2,4-di-méthyl- 6-t-butylρhénol) .
La détermination des teneurs du carburant en d'éventuels autres hydrocarbures et additifs usuels, en vue de le rendre conforme aux réglementations en vigueur dans la technique ou à des caractéristiques particulières, relève de la compétence de l'homme du métier et ne pose aucun problème technique particulier. L'invention concerne également un procédé de préparation du carburant à bas taux de plomb et haut indice d'octane dans lequel on procède au mélange, par des moyens connus dans la technique, d'au moins une première base hydrocarbonée (Bl) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, et d'au moins une deuxième base d'hydrocarbures (B2) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone, et de préférence, au moins un complément (B3) constitué essentiellement d'hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone et, éventuellement, des additifs usuels pour ce type de carburant, en des quantités telles que :
- la teneur de la base B2 dans le carburant est comprise entre 45 % et 85 % en volume, et de préférence entre 50 % et 82 % en volume, et en ce que
- le rapport des quantités en % volume B1/B2 est compris entre 0,10 et 0,60 et de préférence entre 0,15 et 0,45.
L'invention concerne enfin l'utilisation d'un tel carburant pour réduire les émissions polluantes d'un moteur à allumage commandé. En effet, outre la réduction de la pollution due à la baisse de la teneur en plomb dans le carburant, cette dernière entraîne également la diminution de la teneur en bromure de méthyle, produit lors de la combustion de l'avgas 100LL. Ce bromure de méthyle, ayant des effets destructeurs reconnus sur la couche d'ozone de l'atmosphère, provient du dibromoéthane qui est ajouté (en anglais et dans la profession : « scavenger ») lors de la fabrication de l'essence 100LL de façon à piéger le plomb dans les cylindres du moteur, et permettre son élimination par volatilité après le cycle de combustion.
Selon un mode de réalisation, la teneur en plomb est inférieure à 0,56 gramme par litre de carburant.
Selon un mode de réalisation, la teneur de la base B2 est comprise entre 55 et 75% en volume. Selon un mode de réalisation, la teneur de la base Bl est comprise entre 12 et 30% en volume.
Selon un mode de réalisation, le carburant comprend moins de 5% en volume de cycloparaffines comprenant 5 à 8 atomes de carbone.
Selon un mode de réalisation, le rapport des quantités en % volume B3/B2 est compris entre 0, 1 et 0,60 et de préférence entre 0,2 et 0,45.
Selon un mode de réalisation, la teneur en plomb est inférieure ou égale à 0,26, de préférence inférieure à 0,14 gramme par litre de carburant. Selon un autre mode de réalisation, la teneur en plomb est comprise entre 0,10 et 0,28, de préférence entre 0, 14 et 0,26 gramme par litre de carburant.
Selon un mode de réalisation, le Pouvoir Calorifique inférieur (déterminé selon la norme ASTM D4529) est compris entre 39,1 MJ/Kg et
43,5 MJ/Kg, de préférence entre 39,1 MJ/Kg et 43 MJ/Kg, avantageusement entre 39, 1 MJ/Kg et 42,2 MJ/Kg, plus avantageusement entre 39,1 MJ/Kg et 41,3 MJ/Kg.
L'abaissement de la teneur en plomb dans le carburant, conformément à l'invention, se révèle particulièrement avantageuse pour les raisons suivantes, seules ou en combinaison:
- il est conforme aux spécifications existantes et ne présente pas les inconvénients pour l'environnement des carburants usuels, destinés aux mêmes applications, pour un coût de fabrication sensiblement plus faible à ceux-ci ;
- il n'incorpore pas d'additifs pourvoyeurs d'octane autres qu'une quantité abaissée de composés organiques du plomb ;
- ses qualités environnementales sont plus adaptées aux exigences actuelles ; - son plus faible taux de plomb permet d'abaisser la teneur en scavenger ; et
- il est compatible avec tous les autres carburants pour moteurs à allumage commandé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans les exemples détaillés qui vont suivre, qui n'ont pas de caractère limitatif.
EXEMPLES Exemple 1
A partir des bases hydrocarbonées Bl, B2 et B3 que l'on trouve généralement dans une raffinerie de pétrole, et dont les compositions sont indiquées dans le tableau 1 ci-dessous, la Demanderesse a formulé 4 carburants (repérés Cl à C4) conformément à l'invention, et 4 autres mélanges en dehors du périmètre de l'invention (repérés C5 à C8). Tableau 1 / Composition des 3 bases B 1 , B2 et B3
Figure imgf000013_0001
Pour chaque carburant ainsi fabriqué, les principales caractéristiques physico-chimiques (cf. tableau 2) ont été mesurées conformément à la norme ASTM D910-01.
Tableau 2 / Principales caractéristiques de l'essence avion 100LL et méthodes d'analyses correspondantes
Figure imgf000013_0002
PCI : Pouvoir Calorifique Inférieur, en anglais « Net Heat of Combustion » TV : Tension de Vapeur, en anglais « Vapor Pressure» Les résultats des mesures sont indiqués dans le tableau 3
Tableau 3 / Fabrication des carburants et caractéristiques de ceux-ci suivant l'ASTM D910-01
Mélanges Spécifications ASTM D-910-01
Bl ( % v)
B2 ( % v)
B3 ( % v)
B1/B2
B3/B2
Figure imgf000014_0001
F4 ASTM Min. 130,0 D909
MON ASTM Min. 99, 5 D2700
PCI MJ/Kg ASTM Min. 43,5 D4529
TV
(38°C,KPa) Min. 38,0
ASTM Max 49,0
D5191
10 % évaporés. °C Max. 75 ASTM D86
50 % évaporés. °C Max 105 ASTM D86
90 % évaporés. °C Max 135 ASTM D86
Point Final
°C Max.170 ASTM D86
P g/1 ASTM Max. 0,56 D2392
Figure imgf000014_0002
On voit sur le tableau 3 que les carburants formulés conformément à la présente invention (Cl à C4) satisfont aux principales caractéristiques de l'ASTM D910-01 pour l'avgas 100LL. A contrario, quand la teneur en B2 dans les carburants (C5 à C8) n'est pas comprise entre 45 % et 85 % en volume, ou que le rapport B1/B2 n'est pas à l'intérieur de l'intervalle 0, 10- 0,60, les spécifications ne sont pas atteintes. Ce tableau enseigne également qu'il est possible de formuler un carburant, avec une teneur en plomb égale à 0,27gramme par litre de carburant tout en respectant la norme en vigueur (C4). Exemple 2
Cet exemple est identique à l'Exemple 1, mais les carburants C9 à C16 ont été formulés à partir de bases Bl, B2 et B3 purifiées, dont les nouvelles compositions respectives sont indiquées dans le tableau 4 suivant.
Tableau 4 / Composition des 3 bases
Figure imgf000015_0001
Les résultats des mesures sont indiqués dans le tableau 5
Tableau 5 / Fabrication des carburants et caractéristiques de ceux-ci suivant l'ASTM D910-01
Mélanges Spécifications ASTM D-910-01
Bl ( % v)
B2 ( % v)
B3 ( % v)
B1/B2
B3/B2
Figure imgf000016_0001
F4
Min. 130,0 ASTM D909
MON ASTM Min. 99, 5 D2700
PCI MJ/Kg ASTM Min. 43,5 D4529
TV
Min. 38,0
(38°C,KPa)
ASTM D5191 Max 49,0
10 % évaporés. °C Max. 75 ASTM D86
50 %ι évaporés. °C Max 105 ASTM D86
90 % évaporés. °C Max 135 ASTM D86
Point Final
°C Max.170 ASTM D86
Pb g/1 ASTM Max. 0,56 D2392
Figure imgf000016_0002
Comme dans l'Exemple 1, les carburants formulés conformément à la présente invention (C9 à Cl 2) satisfont aux principales caractéristiques de l'ASTM D910-01 pour l'avgas 100LL. De plus, avec l'emploi de bases purifiées, la teneur de 0, 14 gramme de plomb par litre de carburant peut être atteinte (Cl 2), tout en garantissant les spécifications de l'essence 100 LL. A contrario, quand la teneur de la base B2 dans les carburants (Cl 3 à Cl 6) n'est pas comprise entre 45 % et 85 % en volume, et que le rapport B1/B2 n'est pas à l'intérieur de l'intervalle 0, 10-0,60, les spécifications ne sont pas atteintes. Exemple 3
Compte tenu que le « CRC-unleaded Aviation gasoline Developement Group » a envisagé dans son rapport préliminaire du 18 novembre 1999, une éventuelle décontrainte de la spécification du Pouvoir Calorifique inférieur de l'essence 100LL, pouvant aller jusqu'à plusieurs pourcents de la valeur nominale, la Demanderesse a établi les domaines de formulations pour des carburants répondant aux spécifications de l'ASTM D910-01, pour différentes teneurs en 0. plomb, et plusieurs valeurs du PCi minimum, variant de 43,5 à 39, 1 MJ/Kg, quand ces carburants sont fabriqués avec des bases industrielles de type raffinerie de pétrole, ou des produits purifiés. Les résultats sont présentés dans les tableaux 6 et 7
1 / Bases industrielles.
Les bases Bl, B2 et B3 ont les caractéristiques physico chimiques conformes au tableau 1 ci-dessus.
Tableau 6 / Domaines de formulations de l'essence 100LL à partir de bases industrielles, pour différentes teneurs en plomb et plusieurs valeurs du PCi minimal.
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
17
DO signifie qu'il n'y a pas de domaine possible de formulation d'une essence 100LL respectant les caractéristiques principales de la norme ASTM D910-01.
On voit sur le tableau 6 qu'avec des bases ou coupes d'hydrocarbures d'origine pétrolière, disponibles généralement dans une raffinerie de pétrole, telles que définies dans le tableau 1, la plus petite teneur en plomb admissible pour fabriquer un carburant répondant à la norme en vigueur, est de 0,27g/l (Dl), quelle que soit la valeur retenue du PCi minimal entre 43,5 et 39,1 MJ/Kg (D4, D7, D9, D12 et D13).
2/ Bases purifiées
Les caractéristiques physico-chimiques des bases Bl, B2 et B3 sont indiquées dans le tableau 4 ci-dessus.
Tableau 7 / Domaines de formulations de l'essence 100LL à partir de bases purifiées, pour différentes teneurs en plomb et plusieurs valeurs du PCi minimal.
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
D0 signifie qu'il n'y a pas possibilité de formuler une essence 100LL respectant les caractéristiques principales de la norme ASTM D910-01.
On voit sur le tableau 7, qu'avec des produits purifiés, tels que définis dans le tableau 4 ci-dessus, il est possible de formuler une essence avion contenant 0, 14g/l de plomb (Dl), tout en respectant les caractéristiques définies dans la norme en vigueur de l'essence avion 100LL. De plus, cette teneur minimale de plomb atteint 0,10 g/1 (D8) quand la valeur du PCi minimal est diminuée à 43,0 MJ/Kg (décontrainte de 1 %), elle est de 0,09 g/1 (D19) pour une valeur du PCi minimal de 42,6 MJ/Kg (décontrainte de 2 %) et moins, jusqu'à 39,1 MJ/Kg (décontrainte 10 %). Le fait de caractériser le PCi minimal à 1 % au-dessous de la valeur de la norme actuelle permet de baisser la teneur en plomb d'environ 28 %, cette baisse est de 36 % quand le PCi minimal est décontraint de 2 % et plus.
Les carburants ainsi fabriqués, conformément à l'invention, présentent divers avantages, seuls ou en combinaison: - ils possèdent un indice d'octane élevé, répondant ainsi à la spécification en indices d'octane F4 et MON de l'essence avion 100LL, sans nécessité d'ajouts supplémentaires d'additifs pourvoyeurs d'octane ;
- ils sont respectueux de l'environnement, car ils contiennent moins de composés organiques du plomb et de scavenger ; - ils sont moins chers à fabriquer ;
- ils permettent de réduire l'impact de la pollution du plomb sur la santé des êtres vivants ;
- enfin, ils sont compatibles avec les autres hydrocarbures équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Carburant possédant une teneur en plomb inférieure ou égale à 0,56 gramme par litre de carburant, contenant au moins une première base hydrocarbonée (Bl) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, ainsi qu'au moins une deuxième base d'hydrocarbures (B2) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone, et éventuellement, au moins un complément (B3) constitué essentiellement d'hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone, dans lequel :
- la teneur de la base B2 dans le carburant est comprise entre 45 % et 85 % en volume et de préférence entre 50 % et 82 % en volume, et en ce que
- le rapport des quantités en % volume B1/B2 est compris entre 0,10 et 0,60 et de préférence entre 0,15 et 0,45.
2.- Carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en plomb est inférieure à 0,56 gramme par litre de carburant.
3.- Carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la teneur de la base B2 est comprise entre 55 et 75% en volume.
4.- Carburant selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la teneur de la base Bl est comprise entre 12 et 30% en volume.
5.- Carburant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend moins de 5% en volume de cycloparaffines comprenant 5 à 8 atomes de carbone.
6.- Carburant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première base (Bl) comprend au moins 80 % en volume, et de préférence au moins 90 % en volume, d'isoparaffines à 5 atomes de carbone.
7.- Carburant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les isoparaffines à 5 atomes de carbone sont constituées d'au moins de 90 % en volume d'isopentane. O 2004/037952
20 8.- Carburant selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la teneur en isoparaffines à 4 atomes de carbone dans la base (Bl) est inférieure ou égale à 10 % en volume.
9.- Carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième base (B2) comprend au moins 80 % en volume, et de préférence au moins 90 % en volume, d'isoparaffines à 8 atomes de carbone.
10.- Carburant selon la revendication 9, caractérisé en ce que les isoparaffines à 8 atomes de carbone sont constituées d'au moins 70 % en volume, et de préférence au moins 75 % en volume d'isooctanes.
11.- Carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le complément (B3) comprend au moins 80 % en volume, et de préférence au moins 85 % en volume de composés aromatiques contenant 6 à 9 atomes de carbone.
12.- Carburant selon la revendication 11, caractérisé en ce que les hydrocarbures aromatiques sont constitués d'au moins 45 % en volume, et de préférence au moins 50 % en volume de toluène.
13.- Carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce le rapport des quantités en % volume B3/B2 est compris entre 0,00 et 0,60 et de préférence entre 0,00 et 0,55.
14.- Carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce le rapport des quantités en % volume B3/B2 est compris entre 0,1 et 0,60 et de préférence entre 0,2 et 0,45.
15.- Carburant possédant une teneur en plomb inférieure ou égale à 0,56 gramme par litre de carburant, contenant au moins une première partie d'isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, ainsi qu'au moins une deuxième partie d'isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone, et éventuellement, au moins une partie complémentaire d'hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone, dans lequel : - la teneur des isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone dans le carburant est comprise entre 45 % et 85 % en volume et de préférence entre 50 % et 82 % en volume, et en ce que
- le rapport des quantités en % volume isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone/isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone est compris entre 0,10 et 0,60 et de préférence entre 0,15 et 0,45.
16.- Carburant selon la revendication 15, caractérisé en ce que la teneur en plomb est inférieure à 0,56 gramme par litre de carburant.
17.- Carburant selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que la teneur des isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone dans le carburant est comprise entre 55 et 75% en volume.
18.- Carburant selon la revendication 15, 16 ou 17, caractérisé en ce que la teneur des isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone dans le carburant est comprise entre 12 et 30% en volume.
19.- Carburant selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend moins de 5% en volume de cycloparaffines comprenant 5 à 8 atomes de carbone.
20.- Carburant selon l'une des revendications 15 à 19, caractérisé en ce le rapport des quantités en % volume hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone/ isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone est compris entre 0,00 et 0,60 et de préférence entre 0,00 et 0,55.
21.- Carburant selon l'une des revendications 15 à 20, caractérisé en ce le rapport des quantités en % volume hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone/isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone est compris entre 0,1 et 0,60 et de préférence entre 0,2 et 0,45.
22.- Carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa teneur en plomb est inférieure ou égale à 0,42 gramme par litre de carburant, de préférence à 0,28 gramme par litre de carburant.
Figure imgf000023_0001
22
23.- Carburant selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que sa teneur en plomb est inférieure ou égale à 0,26, de préférence inférieure à 0, 14 gramme par litre de carburant.
24.- Carburant selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que sa teneur en plomb est comprise entre 0,10 et 0,28, de préférence entre 0,14 et 0,26 gramme par litre de carburant.
25.- Carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que son indice d'octane F4 est égal ou supérieur à 130.
26.- Carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 25, caractérisé en ce que son Pouvoir Calorifique inférieur (déterminé selon la norme ASTM D4529) est supérieur ou égal à 39,1 MJ/Kg, et de préférence supérieur ou égal à 43,5 MJ/Kg.
27.- Carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 25, caractérisé en ce que son Pouvoir Calorifique inférieur (déterminé selon la norme ASTM D4529) est compris entre 39,1 MJ/Kg et 43,5 MJ/Kg, de préférence entre 39,1 MJ/Kg et 43 MJ/Kg, avantageusement entre 39,1 MJ/Kg et 42,2 MJ/Kg, plus avantageusement entre 39,1 MJ/Kg et 41,3 MJ/Kg.
28. Procédé de préparation d'un carburant à bas taux de plomb et haut indice d'octane dans lequel on procède au mélange, d'au moins une première base hydrocarbonée (Bl) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 4 ou 5 atomes de carbone, et d'au moins une deuxième base d'hydrocarbures (B2) constituée essentiellement d'isoparaffines comprenant 6 à 9 atomes de carbone, et éventuellement d'un complément (B3) constitué essentiellement d'hydrocarbures de type alkylaromatique comprenant 6 à 11 atomes de carbone en des quantités telles que :
- la teneur de la base B2 dans le carburant est comprise entre 45 % et 85 % en volume et de préférence entre 50 % et 82 % en volume, et en ce que - le rapport des quantités en % volume B1/B2 est compris entre 0, 10 et 0,60 et de préférence entre 0, 15 et 0,45. 20330PC
23 29.- Procédé selon la revendication 28 pour la préparation d'un carburant selon l'une des revendications 1 à 27.
30.- Utilisation du carburant selon l'une des revendications 1 à 27 pour alimenter, seul ou en mélange, un moteur à allumage commandé d'aéronef.
31.- Utilisation du carburant selon l'une des revendications 1 à 27 pour alimenter, seul ou en mélange, un moteur à allumage commandé de véhicule de compétition ou assimilé.
32.- Utilisation du carburant selon l'une des revendications 1 à 27 pour alimenter, seul ou en mélange, une unité de traitement de combustible, tel qu'un reformeur, couplé à une pile à combustible.
33.- Utilisation du carburant selon l'une des revendications 1 à 27 pour réduire les émissions polluantes d'un moteur à allumage commandé.
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