專利名稱：具有良好運(yùn)轉(zhuǎn)性能的充氧丁醇汽油組合物的制作方法
具有良好運(yùn)轉(zhuǎn)性能的充氧丁醇汽油組合物相關(guān)專利串請(qǐng)的交叉引用本專利申請(qǐng)要求2010年6月16日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/355，222的權(quán)益,其內(nèi)容全部以引用方式并入本文。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及燃料，更具體地涉及充氧汽油，包括含有丁醇的汽油。本發(fā)明提供了具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的充氧丁醇汽油。汽油是適用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，并且其一般包含多種烴的混合物作為主要組分，所述烴具有不同的沸點(diǎn)并且通常在大氣壓下在約79° F至約437° F范圍內(nèi)的溫度下沸騰。該范圍是近似的，并且可根據(jù)所存在的烴分子、所存在的添加劑或其它化合物(如果存在的話)的實(shí)際混合物以及環(huán)境條件而變化。通常，汽油的烴組分包含C4-C10烴。 汽油通常需要符合某些物理和性能標(biāo)準(zhǔn)。為了獲得發(fā)動(dòng)機(jī)或其它燃料燃燒設(shè)備的適當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)，可能要實(shí)現(xiàn)某些特性。然而，許多物理和性能特性是因其它原因如環(huán)境管理而由國(guó)家或地區(qū)規(guī)定設(shè)定的。物理特性的實(shí)例可包括雷德蒸氣壓、硫含量、氧含量、芳烴含量、苯含量、烯烴含量、蒸餾90%燃料時(shí)的溫度(T90)、蒸餾50%燃料時(shí)的溫度(T50)等。性能特性可包括辛烷值、燃燒特性和排放組分。例如，在美國(guó)許多地區(qū)銷售的汽油的標(biāo)準(zhǔn)一般示于ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范號(hào)D4814( “ASTM D 4814”)中，其以引用方式并入本文。在歐洲許多地區(qū)銷售的汽油的標(biāo)準(zhǔn)一般示于歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN228 2008中，其也以引用方式并入本文。其它聯(lián)邦和州規(guī)定對(duì)該ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了補(bǔ)充。示于ASTM D 4814中的汽油規(guī)范根據(jù)許多影響揮發(fā)性和燃燒性的參數(shù)如氣候、季節(jié)、地理位置和海拔而變化。為此，根據(jù)ASTMD 4814生產(chǎn)的汽油分為揮發(fā)性等級(jí)AA、A、B、C、D和E，和防氣阻等級(jí)1、2、3、4、5和6，每個(gè)等級(jí)具有一套規(guī)范，描述符合相應(yīng)類別要求的汽油。這些規(guī)范還描述了用于測(cè)定說明書中參數(shù)的測(cè)試方法。例如，共混以在相對(duì)溫暖氣候下用于夏季駕駛季節(jié)期間的AA-2級(jí)汽油必須具有的最大蒸汽壓為7. 8psi，蒸餾其組分的10體積％的最高溫度(“T10”)為158° F，蒸餾其組分的50體積％的溫度范圍(“T50”)介于170° F和250° F之間，蒸餾其組分的90體積％的最高溫度(“T90”)為374° F，蒸餾終點(diǎn)為437° F，蒸餾殘余物最多為2體積％，如下所述的“運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)”或“DI ”最高為1250。冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)性能為汽油馬達(dá)燃料的關(guān)鍵性品質(zhì)指標(biāo)；恰當(dāng)配制的汽油燃料能夠使冷發(fā)動(dòng)機(jī)(即其溫度與其環(huán)境基本上相同并且沒有來自先前運(yùn)行的殘余熱量的發(fā)動(dòng)機(jī))快速啟動(dòng)，并且提供在所有氣候條件下平穩(wěn)的驅(qū)動(dòng)性能。啟動(dòng)和驅(qū)動(dòng)性能應(yīng)不存在缺陷，如啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、熄火以及加速時(shí)暫時(shí)性響應(yīng)性降低或暫停響應(yīng)。汽油的CS&W性能受燃料揮發(fā)特性的控制，燃料揮發(fā)特性傳統(tǒng)上包括蒸氣壓，尤其是蒸餾特性(即組分沸騰溫度在整個(gè)燃料沸騰范圍內(nèi)的分布)。美國(guó)(ASTM)、歐洲(EN)和其它地區(qū)的產(chǎn)品規(guī)范采用這些單獨(dú)特性的限制，并且采用特性組合限制(例如，ASTM運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)初始由三個(gè)蒸餾溫度的線性組合組成)，其標(biāo)示其中使用燃料的優(yōu)勢(shì)車輛和條件下觀察的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能。將生物組分引入汽油共混池中(在美國(guó)，最顯著的是10體積％的乙醇)促使汽油揮發(fā)性規(guī)范修訂，以確保可接受的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能。具體地，在美國(guó)采用的ASTM運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)被修改成包括為如下的乙醇含量項(xiàng)ASTM 運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(DI) = I. 5T10+3T50+T90+2. 4EtOH (公式 I)其中T1Q、T5tl和T9tl為標(biāo)準(zhǔn)ASTM D86蒸餾測(cè)試中蒸餾10體積％、50體積％和90體積％燃料時(shí)觀察到的溫度，以° F為單位，并且EtOH為燃料中的乙醇濃度，以體積百分比為單位。發(fā)現(xiàn)，乙醇項(xiàng)的包括對(duì)受控CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能測(cè)試中觀測(cè)的車輛性能產(chǎn)生改善的指數(shù)。所述規(guī)范對(duì)每個(gè)季節(jié)揮發(fā)性等級(jí)確定了 DI最大值；DI高于規(guī)范最大值的燃料預(yù)計(jì)具有降低的CS&W性能。 在歐洲應(yīng)用中，EN228汽油規(guī)范通過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)蒸餾測(cè)試中必須在100°C下蒸餾的燃料最小體積百分比E100，控制達(dá)到良好CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能的中程揮發(fā)性。以前的對(duì)照實(shí)驗(yàn)表明，就包含高濃度丁醇異構(gòu)體的汽油共混物而言，CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能是有問題的。還發(fā)現(xiàn)，從燃料揮發(fā)性參數(shù)預(yù)測(cè)CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能的現(xiàn)有方法如上述運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(公式I)對(duì)于高丁醇共混物而言是無效的。Baustian在2009年4月28日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)12/431，217中公開了生產(chǎn)具有高濃度的至少一種丁醇異構(gòu)體的汽油共混物的方法，所述方法包括保持至少35體積％的在最高約200° F溫度下蒸餾的共混物體積分?jǐn)?shù)。然而沒有表達(dá)的是，以改善冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的方式采用先前方法在各種條件下共混高濃度丁醇與汽油，同時(shí)使可再生燃料組分共混最大化。因此，高度期望開發(fā)改進(jìn)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)和方法，以提供包含高含量的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體(并且具體地為異丁醇)的丁醇汽油共混物的生產(chǎn)，同時(shí)使丁醇汽油共混物的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能和可再生組分最大化。發(fā)明概述在一個(gè)方面，本發(fā)明為生產(chǎn)具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括(a)將至少一種生物源丁醇異構(gòu)體與汽油共混以形成丁醇汽油共混物，所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)；其中所述丁醇汽油共混物具有等于線性組合BuOH(AjA2EZO(HA3RVP)的高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(HBDIa)值，所述值低于如ASTM D 4814表I中規(guī)定的具體汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(DI)的最大極限值；其中BuOH為所述丁醇汽油共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比；RVP為以Psi為單位的雷德蒸氣壓；并且在至多約80體積％的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體濃度下，ApA2和A3為系數(shù)，所述系數(shù)經(jīng)選定以提供包含至少一種丁醇異構(gòu)體的丁醇汽油共混物線性組合值與此類共混物的平均校正測(cè)量的總加權(quán)缺點(diǎn)的對(duì)數(shù)之間的基本線性關(guān)系；并且其中所述丁醇汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。在另一方面，本發(fā)明還為具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物，所述共混物包含汽油；和至少一種生物源丁醇異構(gòu)體，其中所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)；并且所述丁醇汽油共混物具有等于線性組合BuOH(AjA2EZO(HA3RVP)的HBDIa值，所述值低于如ASTM D 4814_09b表I中規(guī)定的具體汽油類別的規(guī)定的DI最大極限值，其中BuOH為所述丁醇汽油共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比；RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；并且在至多約80體積％的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體濃度下A、A2和A3為系數(shù)，所述系數(shù)經(jīng)選定以提供包含至少一種丁醇異構(gòu)體的丁醇汽油共混物線性組合值與此類共混物的平均校正測(cè)量的總加權(quán)缺點(diǎn)的對(duì)數(shù)之間的基本線性關(guān)系；并且其中所述丁醇汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。在一個(gè)方面，本發(fā)明為生產(chǎn)用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括(a)將至少一種生物源丁醇異構(gòu)體與汽油共混以形成丁醇汽油共混物；所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)；其中所述丁醇汽油共混物具有等于線性組合DI+Bu0H(44-0. 61E200-0. 83Rvp)的高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(HBDIb)值，其中BuOH為所述丁醇汽油共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比；RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；DI為如ASTM D 4814_09b表I中規(guī)定的所述汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)；并且所述HBDIb值低于約1400 ;并且其中所述丁醇汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。·
在另一方面，本發(fā)明還為用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物，所述共混物包含汽油；和至少一種生物源丁醇異構(gòu)體，其中所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)；并且所述丁醇汽油共混物具有等于線性組合DI+Bu0H(44-0. 61E200-0. 83Rvp)的HBDIb值，其中BuOH為所述丁醇汽油共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比；RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；并且DI為如ASTM D 4814-0%表I中規(guī)定的汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)，其中所述HBDIb值低于約1400 ;并且其中所述汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。在一個(gè)方面，本發(fā)明為生產(chǎn)用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括(a)將至少一種生物源丁醇異構(gòu)體與汽油共混以形成丁醇汽油共混物，所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)；其中所述丁醇汽油共混物具有等于BuOH(9. 69-0. 146E200-0. 212Rvp)的設(shè)計(jì)變量指數(shù)(DVI)值，其中BuOH為所述共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比；RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；其中所述DVI值低于約75，并且汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。在另一方面，本發(fā)明為用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物，所述共混物包含汽油；和至少一種生物源丁醇異構(gòu)體，其中所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)，并且所述丁醇汽油共混物具有等于BuOH(9. 69-0. 146E200-0. 212Rvp)的DVI值，其中BuOH為所述共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比；RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；其中所述DVI值低于約75，并且汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。在另一方面，本發(fā)明為確定具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括(a)將汽油與丁醇共混以形成丁醇汽油共混物；(b)測(cè)定丁醇汽油共混物的燃料變量T1(l、T50和Τ9(ι、Ε200和RVP ； (c)將燃料變量輸入公式DI+Bu0H(44-0. 61E200-0. 83Rvp)中以計(jì)算丁醇汽油共混物的HBDIb值；其中BuOH為所述丁醇汽油共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；T1Q為標(biāo)準(zhǔn)ASTM D86蒸餾測(cè)試中蒸餾10體積％丁醇汽油共混物的溫度，以。F為單位；T5tl為標(biāo)準(zhǔn)ASTM D86蒸餾測(cè)試中蒸餾50體積％丁醇汽油共混物的溫度，以。F為單位；T9tl為標(biāo)準(zhǔn)ASTM D86蒸餾測(cè)試中蒸餾90體積％丁醇汽油共混物的溫度，以。F為單位；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比；RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；DI為如ASTMD4814表I中規(guī)定的所述汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)；其中所述丁醇汽油共混物具有低于約1400 的 HBDIb 值。在一個(gè)方面，本發(fā)明為確定用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括(a)將汽油與丁醇共混以形成丁醇汽油共混物；(b)測(cè)定丁醇汽油共混物的燃料變量E200和RVP ； (c)將燃料變量輸入公式BuOH(9. 69-0. 146E200-0. 212Rvp)中以計(jì)算丁醇汽油共混物的設(shè)計(jì)變量指數(shù)(DVI)值；其中BuOH為所述共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比；RVP為以psi為單位的雷德蒸氣 壓；其中所述丁醇汽油共混物具有低于約75的DVI值。附圖
簡(jiǎn)沭圖I為高丁醇汽油運(yùn)轉(zhuǎn)性能總加權(quán)缺點(diǎn)平均校正(至40° F)的自然對(duì)數(shù)對(duì)ASTMDI的曲線圖。圖2為高丁醇汽油運(yùn)轉(zhuǎn)性能總加權(quán)缺點(diǎn)平均校正(至40° F)的自然對(duì)數(shù)對(duì)HBDIa的曲線圖。圖3為圖2中所繪制數(shù)據(jù)的再次作圖，不同的是y軸上繪制平均校正(至40° F)總加權(quán)缺點(diǎn)，而不是它們的對(duì)數(shù)變換。圖4為觀測(cè)的TWD的LSM與使用HBDIb公式2c預(yù)測(cè)的TWD的LSM的相關(guān)性。 圖5為觀測(cè)的TWD的LSM與使用DVI公式2d預(yù)測(cè)的TWD的LSM的相關(guān)性。發(fā)明詳述除非另行定義，否則本文所用的所有科技術(shù)語(yǔ)的含義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的一樣。如發(fā)生矛盾，以本專利申請(qǐng)(包括其定義)為準(zhǔn)。此外，除非上下文另有所需，單數(shù)術(shù)語(yǔ)將包括復(fù)數(shù)并且復(fù)數(shù)術(shù)語(yǔ)將包括單數(shù)。為所有目的，所有的出版物、專利、以及本文提及的其它參考資料均全文以引用方式并入本文。為了進(jìn)一步限定本發(fā)明，本文提供了以下術(shù)語(yǔ)和定義。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或它們的任何其它變型將被理解為是指包括指定的整數(shù)或整數(shù)組但不排除任何其它整數(shù)或整數(shù)組。例如，包含一系列元素的組合物、混合物、工藝、方法、制品或設(shè)備不必僅限于那些元素，而可包括其它未明確列出的元素，或此類組合物、混合物、工藝、方法、制品或設(shè)備所固有的元素。此外，除非另外特別說明，否則“或”是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何一種情況均滿足條件A或B :A是真的(或存在的)且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)且B是真的(或存在的)、以及A和B都是真的(或存在的)。如本文所用，如整個(gè)說明書和權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語(yǔ)“由...組成”或諸如“由...組成”的不同時(shí)態(tài)的變型表明包括任何列舉的整數(shù)或整數(shù)組，但是無附加整數(shù)或整數(shù)組可加入到指定的方法、結(jié)構(gòu)或組合物中。如本文所用，如整個(gè)說明書和權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語(yǔ)“基本上由...組成”或其變型表明包括任何列舉的整數(shù)或整數(shù)組，并且任選地包括未顯著改變指定的方法、結(jié)構(gòu)或組合物的基本或新穎特性的任何列舉的整數(shù)或整數(shù)組。同樣，涉及元素或組分實(shí)例(即次數(shù))的數(shù)目在本發(fā)明元素或組分前的不定冠詞“一個(gè)”或“一種”旨在是非限制性的。因此，應(yīng)將“一個(gè)”或“一種”理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且元素或組分的詞語(yǔ)單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)指代，除非有數(shù)字明顯表示單數(shù)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“發(fā)明”或“本發(fā)明”為非限制性術(shù)語(yǔ)，并且不旨在意指本發(fā)明的任何單獨(dú)實(shí)施方案，而是涵蓋如專利申請(qǐng)所述的所有可能的實(shí)施方案?！?br> 如本文所用，修飾本發(fā)明的成分或反應(yīng)物的量使用的術(shù)語(yǔ)“約”是指可以通過例如以下方式而發(fā)生的用數(shù)字表示的量的變化在真實(shí)世界中用于產(chǎn)生濃縮物或溶液的一般測(cè)量和液體處理操作；通過這些操作中非故意的誤差；用于制備組合物或執(zhí)行方法的成分的制造、來源或純度中的差異等。術(shù)語(yǔ)“約”還包括由于產(chǎn)生自具體起始混合物的組合物的不同平衡條件而不同的量。無論是否通過術(shù)語(yǔ)“約”來修飾，權(quán)利要求包括量的等同量。在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語(yǔ)“約”是指在報(bào)告數(shù)值10%范圍內(nèi)；在另一個(gè)實(shí)施方案中是指在報(bào)告數(shù)值5%范圍內(nèi)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“基本”和“基本上”是指允許至多10%，優(yōu)選至多5%的偏差。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“醇”是指羥基化合物系列中的任一種，其中最簡(jiǎn)單的衍生自飽和烴，具有通式CnH2n+10H。醇的實(shí)例包括乙醇和丁醇。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“丁醇”是指單獨(dú)或其任何混合物形式的正丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇。例如，丁醇可為生物的(即生物丁醇)。生物源是指可發(fā)酵生產(chǎn)。參見例如美國(guó)專利7，851，188，其全文以引用方式并入本文。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“可再生組分”是指非來源于石油或石油產(chǎn)品的組分。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“燃料”是指可用于產(chǎn)生能量以可控方式產(chǎn)生機(jī)械功的任何材料。燃料的實(shí)例包括但不限于生物燃料(即以某種方式來源于生物質(zhì)的燃料)、汽油、汽油基料、柴油和噴氣燃料。應(yīng)當(dāng)理解，適宜燃料的具體組分和許用可根據(jù)季節(jié)和地區(qū)導(dǎo)向而變化。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“燃料共混物”或“共混的燃料”是指包含至少一種燃料和一種或多種醇的混合物。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“汽油” 一般是指可任選包含少量添加劑的液體烴的揮發(fā)性混合物。該術(shù)語(yǔ)包括但不限于常規(guī)的汽油、充氧汽油、新配方汽油、生物汽油(即以某種方式來源于生物質(zhì)的汽油)和費(fèi)-托(Fischer-Tropsch)汽油、以及它們的混合物。此外，術(shù)語(yǔ)“汽油”還包括汽油共混物、多種汽油共混物、共混汽油、汽油共混原料、多種汽油共混物原料、以及它們的混合物。應(yīng)當(dāng)理解，適宜汽油的具體組分和許用可根據(jù)季節(jié)和地區(qū)導(dǎo)向而變化。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“汽油共混物”和“共混汽油”是指混合物，其包含至少一種汽油和/或汽油基料和/或一種或多種精制汽油共混組分(例如烷基化物、重整油、FCC石腦油等)與任選的一種或多種醇的混合物。汽油共混物包括但不限于適于在機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒的無鉛汽油。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)”和“ASTM”是指為包括燃料在內(nèi)的廣泛范圍的材料、產(chǎn)品、體系和服務(wù)制定并且公布無償共有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“辛烷值”是指燃料在火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)中自燃抗性的量度，或指燃料以可控方式燃料趨勢(shì)的量度。辛烷值可為研究法辛烷值(RON)或馬達(dá)法辛烷值(MON)。RON是指通過在可控條件下，在可變壓縮比下使燃料測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)中運(yùn)轉(zhuǎn)，并且將結(jié)果與異辛烷和正庚烷混合物的那些結(jié)果進(jìn)行比較而確定的量度。MON是指采用與RON測(cè)試中所用那些相類似的測(cè)試，但是采用預(yù)熱的燃料混合物，更高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且根據(jù)壓縮比調(diào)節(jié)點(diǎn)火定時(shí)而確定的量度。RON和MON分別根據(jù)ASTM D2699和ASTM D2700中所述的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法確定。本文所述的燃料類別由ASTM D 4814和EN228中描述的汽油規(guī)范來定義，并且根據(jù)影響揮發(fā)性和燃燒性的許多參數(shù)如氣候、季節(jié)、地理位置和海拔而變化。根據(jù)ASTM D4814制得的汽油分為蒸氣壓/蒸餾等級(jí)AA、A、B、C、D和E，和防氣阻等級(jí)1、2、3、4、5和6，每個(gè)等級(jí)具有一套規(guī)范，描述符合相應(yīng)類別要求的汽油。根據(jù)EN228生產(chǎn)的汽油分為揮發(fā)性等級(jí)A、B、C/C1、D/D1、E/E1和F/F1，每個(gè)等級(jí)具有一套規(guī)定，描述符合相應(yīng)類別要求的汽 油。根據(jù)科學(xué)研究協(xié)作委員會(huì)(Coordinating Research Council) (CRC)冷啟動(dòng)和暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能工序名稱CRCE-28-94，汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)是冷啟動(dòng)和暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的量度。在該方法中，受過訓(xùn)練的評(píng)定員將車輛從冷啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由一系列加速/減速操作，對(duì)操作期間觀察到的任何運(yùn)轉(zhuǎn)性能故障(熄火、怠速不穩(wěn)定、回火、暫停響應(yīng)、暫時(shí)性響應(yīng)性降低、喘振)給出嚴(yán)重性評(píng)分(輕微、中度、重度、極度)。嚴(yán)重性評(píng)分用于計(jì)算測(cè)試條件下車輛的總加權(quán)缺點(diǎn)(TWD)。TWD值越高，汽油共混物的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能就越差。汽油是本領(lǐng)域熟知的，并且一般包含烴的混合物作為主要組分，所述烴具有不同的沸點(diǎn)，通常在大氣壓下在約79° F至約437° F范圍內(nèi)的溫度下沸騰。該范圍是近似的，并且可根據(jù)所存在的烴分子、所存在的添加劑或其它化合物(如果存在的話)的實(shí)際混合物以及環(huán)境條件而變化。充氧汽油是一種或多種汽油共混原料與一種或多種充氧劑的共混物。充氧劑是由碳、氫和氧組成并且包含約99重量％碳、氫和氧的化合物或化合物的混合物，并且氧構(gòu)成它們的至少約5重量％。通常，充氧劑為醇、醚以及它們的混合物。汽油共混原料可由單一組分產(chǎn)生，如得自精煉廠烷化反應(yīng)單元或其它精煉流的產(chǎn)品。然而，通常使用多于一種的組分來共混汽油共混原料。將汽油共混原料混合以獲得符合所期望物理和性能特性并且符合管理機(jī)構(gòu)要求的汽油，并且可涉及少許共混組分。例如，汽油共混原料可具有二至四種共混組分，或可具有多種共混組分如多于四種的組分。汽油和汽油共混原料任選地可包含其它化學(xué)物質(zhì)或添加劑。例如，可加入添加劑或其它化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)汽油性能以符合管理機(jī)構(gòu)要求，增加或提高所期望的特性，降低不可取的有害效應(yīng)，調(diào)節(jié)性能特性，或換句話講改進(jìn)汽油的特性。此類化學(xué)物質(zhì)或添加劑的實(shí)例包括洗滌劑、抗氧化劑、穩(wěn)定性增強(qiáng)劑、破乳劑、腐蝕抑制劑、金屬減活化劑等等?？墒褂枚嘤谝环N的添加劑或化學(xué)物質(zhì)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“調(diào)節(jié)”包括改變組分濃度，除去組分，加入組分，或它們的任何組合，以改善沸騰特性/揮發(fā)性。有用的添加劑和化學(xué)物質(zhì)描述于Colucci等人的美國(guó)專利5，782，937中，其以引用方式并入本文。此類添加劑和化學(xué)物質(zhì)還描述于Wolf的美國(guó)專利6，083，228和Ishida等人的美國(guó)專利5，755，833中，將所述兩篇文獻(xiàn)以引用方式并入本文。汽油和汽油共混原料還可包含常用于將添加劑遞送到燃料中的溶劑或載體溶液。此類溶劑或載體溶液的實(shí)例包括但不限于礦物油、醇、芳烴油、合成油、以及多種本領(lǐng)域已知的其它物質(zhì)。適用于本發(fā)明方法中的汽油共混原料通常為用于制備供火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)或燃燒汽油的其它發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的汽油的共混原料。適宜的汽油共混原料包括符合ASTM 4814的汽油共混原料和新配方汽油的共混原料。適宜的汽油共混原料還包括具有低硫含量的共混原料，期望它們符合地區(qū)要求，例如具有按重量計(jì)小于約150，小于約140，小于約130，小于約120，小于約110，小于約100，小于約90，小于約80，小于約70，小于約60，小于約50，小于約40，或小于約30份每一百萬(wàn)份的硫。此類適宜的汽油共混原料還包括具有低芳烴含量的共混原料，期望它們符合管理機(jī)構(gòu)要求，例如具有按體積計(jì)小于約8000，小于約7750，小于約7500，小于約7250，或小于約7000體積份每一百萬(wàn)份的苯，或例如具有小于約35體積％，小于約34體積％，小于約33體積％，小于約32體積％，小于約31體積％，小于約30體積％，小于約29體積％，小于約28體積％，小于約27體積％，小于約26體積％，或小于約25體積％的總的存在的所有芳族物質(zhì)。
充氧劑如乙醇也可與汽油共混原料共混。在該情況下，所得汽油共混物包含一種或多種汽油共混原料與一種或多種其它適宜充氧劑的共混物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種丁醇異構(gòu)體可與一種或多種汽油共混原料以及任選與一種或多種適宜充氧劑如乙醇共混。在該實(shí)施方案中，一種或多種汽油共混原料、一種或多種丁醇異構(gòu)體以及任選的一種或多種其它適宜充氧劑可以任何順序共混。例如，可將丁醇加入包含汽油共混原料和其它適宜充氧劑的混合物中。又如，可在多個(gè)不同位置或在多個(gè)階段中加入丁醇和一種或多種其它適宜的充氧劑。另如，可將丁醇如異丁醇、正丁醇或叔丁醇與其它適宜充氧劑一起加入，在其它適宜充氧劑之前加入，或在加入汽油共混原料中之前與其它適宜充氧劑共混。在另一個(gè)實(shí)施方案中，將丁醇如異丁醇加入充氧汽油中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可將一種或多種其它適宜的充氧劑和丁醇同時(shí)共混到汽油共混原料中。在任何此類實(shí)施方案中，可在銷售鏈內(nèi)的任何點(diǎn)處加入一種或多種丁醇異構(gòu)體和任選的一種或多種其它適宜充氧劑。例如，可將汽油共混原料運(yùn)送至終端，并然后在終端將丁醇和任選的一種或多種其它適宜充氧劑單獨(dú)或以組合方式與汽油共混原料共混。又如，可在精煉廠將一種或多種汽油共混原料、一種或多種丁醇異構(gòu)體和任選的一種或多種其它適宜充氧劑共混。也可在銷售鏈的任何點(diǎn)處，加入其它組分或添加劑。此外，可在精煉廠、終端、零售點(diǎn)、或銷售鏈中的任何其它適宜點(diǎn)處，實(shí)施本發(fā)明的方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)低于約40，低于約35，低于約30，低于約25，低于約20，低于約15，或低于約10。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，汽油共混物的HBDIb值低于約1400，低于約1350，低于約1300，低于約1250，或低于約1200。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，汽油共混物的DVI值低于約75，低于約70，低于約65，低于約60，低于約55，低于約50，低于約45，低于約40，或低于約35。當(dāng)丁醇以高含量包含于另外情況下呈現(xiàn)滿足當(dāng)前ASTM和EU揮發(fā)性規(guī)范極限值的許多可能的汽油/ 丁醇共混物中時(shí)，冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能可顯著降低。然而，已令人驚奇并且出乎意料地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)丁醇以高含量包含于汽油/ 丁醇共混物中時(shí)，本文所述方法避免了與cs&w運(yùn)轉(zhuǎn)性能相關(guān)的不利劣化。具體地，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法(例如ASTM標(biāo)準(zhǔn)蒸餾和蒸氣壓燃料復(fù)核試驗(yàn)CRC E28標(biāo)準(zhǔn)冷啟動(dòng)和暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能測(cè)試)， 對(duì)異丁醇濃度范圍為20-60體積％的29種燃料進(jìn)行了揮發(fā)特性和CS&W性能測(cè)試。將燃料分配給包括常規(guī)和柔性燃料車輛(FFV)的三個(gè)車隊(duì)。CS&W性能測(cè)試中燃料的數(shù)目和揮發(fā)性等級(jí)、以體積百分比為單位的燃料丁醇含量、測(cè)試中所用輕型車輛的數(shù)目、類型和年型、以及測(cè)試實(shí)施時(shí)的溫度示于表I中。表I還示出了重復(fù)以獲得統(tǒng)計(jì)學(xué)強(qiáng)度的測(cè)試次數(shù)。共進(jìn)行364次CS&W評(píng)價(jià)。配制常規(guī)車隊(duì)所測(cè)試的燃料共混物，以符合ASTM D 4814-0%汽油蒸氣壓規(guī)范。配制FFV車隊(duì)所測(cè)試的燃料共混物，以符合ASTM D 4814-09b或ASTM D 5798_09b燃料乙醇(Ed75_Ed85)的蒸氣壓規(guī)范。在美國(guó)銷售的燃料乙醇(夏季還被稱為“E85”，而冬季還被稱為“E70”)的標(biāo)準(zhǔn)一般描述于ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范號(hào)D 5798-0% ( “ASTM D 5798”)中，其以引用方式并入本文。在歐洲，目前不存在E85燃料的規(guī)范。然而，2008年公布的德國(guó)規(guī)范DIN51625 :“Kraftstoffe fur Fahrzeuge-Ethanolkraftstoff-Anforderungen undPriifverfahren，，( “Automotive fuels-ethanolfuel-Requirement s and TestMethods”)定義了包含70-85體積％乙醇的不同季節(jié)等級(jí)，蒸氣壓為35. 0-60. OkPa的A級(jí)(夏季)和蒸氣壓為50. 0-90. OkPa的B級(jí)(冬季)。表I
車隊(duì) II23
所用車輛號(hào)666
車輛類型__tM,__tM,__柔性燃料車輛
車輛型號(hào)年份 2005 (1)，2007 (2), 2005 (1)，2006(1), 2006 (2), 2007(2),
(車輛號(hào)) _2008 (3)2007 (4)__2008 (2)
測(cè)試號(hào) 82 95 66 49 30 42 重復(fù)測(cè)試號(hào)__24__35__O__I__O__4
ASTM DASTM D
、nmA_ 妓重如 ASTMD ASTMD , ,ASTMDASTMD5798 3 或
測(cè) j 的燃料寺級(jí) 4814AA 4814D 級(jí) 481^k4814D 級(jí)5798 I 級(jí) ASTMD (基=W規(guī)級(jí)(“夏(“冬 A級(jí)(“冬(“夏
見)季，，) 季，，), 季，，) 季) (“冬
季，，)
~τ艫從釦0/30，40，45，20，30，40，20，340，337，40，30, 37，益，
丁和體私/q 30，40，50 50 5Q 6Q 50 45,48, 50 48,50 測(cè)試燃料號(hào)__4__5__5__4__6__5
測(cè)試溫度，F(xiàn): 40, 70 20,40 ^ 30, 20, 30，40, 40, 70 5, 23, 40_____50, 60，70__60____^_
平均 TWD__212__318__211_這些測(cè)試在具有嚴(yán)格溫度和濕度控制的全天候底盤測(cè)功機(jī)(最大功率315hp，最大速度90mph,最大風(fēng)速90mph)中進(jìn)行。根據(jù)用于在底盤測(cè)功機(jī)上具體實(shí)施而修訂的科研協(xié)作委員會(huì)(CRC)冷啟動(dòng)和暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工序CRC名稱E-28-94，實(shí)施寒冷天氣運(yùn)轉(zhuǎn)性能測(cè)試。在該工序中，受過訓(xùn)練的評(píng)定員將車輛從冷啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由一系列加速/減速操作，對(duì)操作期間觀察到的任何運(yùn)轉(zhuǎn)性能故障(熄火、怠速不穩(wěn)定、回火、暫停響應(yīng)、暫時(shí)性響應(yīng)性降低、喘振)給出嚴(yán)重性評(píng)分(輕微、中度、重度、極度)。嚴(yán)重性評(píng)分用于計(jì)算在測(cè)試條件下車輛的總加權(quán)缺點(diǎn)(TWD)。在由科研協(xié)作委員會(huì)(CRC程序CM-138-02，記錄為CRC報(bào)告號(hào)638)實(shí)施的類似程序后，將TWD結(jié)果分析圖案化；CRC程序的目的在于確定低乙醇(小于10體積％ )汽油的揮發(fā)性/組成對(duì)CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能的影響。其中將乙醇“抵消”項(xiàng)加入到ASTM運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)DI的先前定義中的上文公式I確定的主體CRC程序確實(shí)描述了包含如此低濃度乙醇的汽油共混物的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能。圖I為所測(cè)汽油共混物總加權(quán)缺點(diǎn)平均校正(至40° F)的自然對(duì)數(shù)對(duì)那些共混物ASTM DI的曲線圖。圖I呈現(xiàn)了測(cè)試并且采用公式I量度的高丁醇燃料運(yùn)轉(zhuǎn)性能結(jié)果。由圖示以及計(jì)算出的擬合統(tǒng)計(jì)值R2顯而易見，公式I無法描述高丁醇燃料的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能。由所有CS&W測(cè)試的車隊(duì)數(shù)據(jù)，計(jì)算出本專利申請(qǐng)圖中的總加權(quán)缺點(diǎn)(TWD)平均校正(至40° F)的自然對(duì)數(shù)。它們代表所用車隊(duì)中燃料的無偏平均性能。除了進(jìn)行所有燃料和車輛組合的測(cè)試外，還可進(jìn)行附加的測(cè)試，所述附加的測(cè)試為那些組合中的一些測(cè)試的平行測(cè)定。因此，總共進(jìn)行364次測(cè)試。校正平均值為每種燃料的最小平方平均值，將每種燃料均衡，仿佛對(duì)每種燃料-車輛組合進(jìn)行了相同次數(shù)的測(cè)試。這提供了對(duì)所有車輛平 均化的每種燃料的無偏TWD。如公式I所示的常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)DI被應(yīng)用于常規(guī)和折曲燃料車輛兩者的下列公式替代。下文公式2a和2b示出了高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)或HBDIa，其為ASTM DI的變型，并且為項(xiàng)的線性組合。HBDIa = Bu0H(A1+A2E200+A3RVP)(公式 2a)其中HBDIa為改進(jìn)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)；BuOH為共混物中的至少一種丁醇異構(gòu)體(優(yōu)選為生物源的)的體積百分比；E200為在最高200° F的溫度下蒸餾的共混物的體積百分比；并且仏、4和A3為系數(shù)，所述系數(shù)經(jīng)選定以提供包含至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的汽油共混物的上述線性組合值與此類共混物所測(cè)最小平方平均校正總加權(quán)缺點(diǎn)的對(duì)數(shù)之間的基本線性關(guān)系，其中在至多80體積％，至多75體積％，至多70體積％，至多65體積％，至多60體積％，至多55體積％，至多50體積％，至多45體積％，或至多40體積％的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體濃度下，所述汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約50。在一個(gè)實(shí)施方案中，可在共混汽油與至少一種生物源丁醇異構(gòu)體以形成丁醇汽油共混物之前，測(cè)定高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(HBDIa)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可在共混汽油與至少一種生物源丁醇異構(gòu)體以形成丁醇汽油共混物之后，測(cè)定高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(HBDIa)。如果之后測(cè)定HBDIa，則可任選地調(diào)節(jié)汽油的量、所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的量、或它們的任何組合，使得HBDIa具有等于線性組合BuOH(AaA2EZO(HA3RVP)的值，所述值低于如ASTM D 4814表I中規(guī)定的具體汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(DI)的最大極限值。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可在共混汽油與所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體以形成丁醇汽油共混物期間，測(cè)定高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(HBDIa)。如果在共混期間測(cè)定HBDIa，則可任選地調(diào)節(jié)汽油的量和所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的量、或它們的任何組合，使得HBDIa具有等于線性組合BuOH(AjA2EZO(HA3RVP)的值，所述值低于如ASTMD 4814表I中規(guī)定的具體汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(DI)的最大限制。當(dāng)然，高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(HBDIa)可測(cè)定一次或多于一次，并且可在共混丁醇汽油共混物的各個(gè)階段包括但不限于丁醇汽油共混物制備之前、期間和之后測(cè)定。當(dāng)所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的濃度為至多70體積％時(shí)，ApA2和A3分別約等于100. 2、-I. 5和-2. 4，并且公式2a變?yōu)镠BDIa = Bu0H(100. 2-1. 5E200-2. 4RVP)(公式 2b)如圖2和3中所示，在將高丁醇燃料CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能結(jié)果關(guān)聯(lián)時(shí)，公式2a_2b明顯比公式I更有效。圖2從揮發(fā)性和組成特性來確定公式2a-2b在描述高丁醇汽油CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能方面的功效。為展示ASTM D 4814的當(dāng)前規(guī)范極限值適用于新指數(shù)，將圖2的數(shù)據(jù)重新繪制于圖3中，但沒有對(duì)數(shù)變形。確定用于至多70體積％的全范圍丁醇濃度的系數(shù)Ap ^和A3的一般方法類似于上文引用的CRC程序(CRC程序CM-138-02，CRC報(bào)告號(hào)638)用于確定乙醇抵消的方法。簡(jiǎn)而言之，該方法涉及產(chǎn)生回歸公式，所述公式將由CRC E28標(biāo)準(zhǔn)CS&W測(cè)試測(cè)得的TWD自然對(duì)數(shù)與對(duì)應(yīng)的燃料變量聯(lián)系起來。燃料變量E200、RVP和iBuOH用于在測(cè)試方法可變范圍·內(nèi)導(dǎo)出擬合數(shù)據(jù)的相關(guān)性，并且采用一般線性統(tǒng)計(jì)模型，根據(jù)最二乘方方法，來計(jì)算這些燃料變量的相關(guān)系數(shù)值。具體地講，將iBuOH含量作為線性項(xiàng)添加，并且將E200和RVP作為交互項(xiàng)添加(即iBu0H*E200和iBuOH*RVP)。圖2示出該半對(duì)數(shù)關(guān)系的良好相關(guān)性。通過使用包含不同濃度的受關(guān)注異構(gòu)體的燃料進(jìn)行CS&W測(cè)試，并且使用具有因子(丁醇異構(gòu)體濃度和E200* 丁醇異構(gòu)體濃度和RVP* 丁醇異構(gòu)體濃度)的一般線性統(tǒng)計(jì)模型統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果(即TWD的自然對(duì)數(shù))，可導(dǎo)出其它丁醇異構(gòu)體的系數(shù)。還已發(fā)現(xiàn)，通過向共混物中加入足夠體積的輕質(zhì)烴，可將汽油與至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的共混物的HBDIa保持低于該類汽油的指定最大值，或降至低于該類汽油指定最大值的程度。此類輕質(zhì)烴用于調(diào)節(jié)共混物的沸騰溫度分布，以改善冷發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料的蒸發(fā)/可燃性。可用作此類輕質(zhì)烴的某些煉油流列于表2中。在一個(gè)實(shí)施方案中，所用烴與汽油共混物中的充氧劑即丁醇異構(gòu)體形成共沸物。此類共沸物在甚至比加入共混物中的以及為共沸物組分的具體烴更低的溫度下沸騰。因此，所加入形成共沸物的輕質(zhì)烴降低共混物沸點(diǎn)的功效大于由所加入烴自身沸點(diǎn)所預(yù)計(jì)的。適宜的此類烴和它們與乙醇以及每種丁醇異構(gòu)體的共沸物的沸點(diǎn)示于表3中。表3中的詞語(yǔ)“非共沸物”表明沒有形成共沸物。在表3中，重量％為共沸物中烴的重量百分比。優(yōu)選地，適宜的輕質(zhì)烴包含5至9個(gè)碳原子，并且包含至少一種煉油流或至少一種烴，或它們的混合物或其二者，所述至少一種煉油流具有小于260° F的T90并且包含石蠟、環(huán)烷烴、烯烴或芳族化合物或它們的混合物，所述至少一種烴與丁醇或乙醇形成在等于或低于216° F下沸騰的共沸物。表 權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，包括 (a)提供至少一種生物源丁醇異構(gòu)體；以及 (b)將所述異構(gòu)體與汽油共混以形成丁醇汽油共混物，所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)； 其中所述丁醇汽油共混物具有等于所述線性組合BuOH(AaA2EZO(HA3RVP)的高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(HBDIa)值，所述值低于如ASTM D 4814表I中規(guī)定的具體汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(DI)的最大極限值；其中BuOH為所述丁醇汽油共混物中的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度； E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比； RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；并且 在至多約80體積％的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體濃度下，A1, A2和A3為系數(shù)，所述系數(shù)經(jīng)選定以提供包含所述至少一種丁醇異構(gòu)體的丁醇汽油共混物的線性組合值與此類共混物的平均校正測(cè)量的總加權(quán)缺點(diǎn)的對(duì)數(shù)之間的基本線性關(guān)系；并且其中所述丁醇汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述丁醇汽油共混物包含至多約60體積％的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體，并且其中所述丁醇汽油共混物的可再生組分為最大化的，同時(shí)保持良好的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述共混物包含至多約40體積％的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體為異丁醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括共混足夠體積的輕質(zhì)烴以將HBDIa值調(diào)節(jié)至低于DI的所述最大極限值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中當(dāng)所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體濃度為至多約70體積％時(shí)，A1 為約 100. 2 ； A2為約-I. 5 ;并且 A3 為約-2. 4。
7.具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物，包含 汽油；和 至少一種生物源丁醇異構(gòu)體， 其中所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)；并且所述丁醇汽油共混物具有等于所述線性組合BuOH (AjA2EZO(HA3RVP)的HBDIa值，所述值低于如ASTMD 4814-0%表I中規(guī)定的具體汽油類別的DI的最大極限值，其中 BuOH為所述丁醇汽油共混物中的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度； E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的所述丁醇汽油共混物的體積百分比； RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；并且 在至多約80體積％的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體濃度下，A1, A2和A3為系數(shù)，所述系數(shù)經(jīng)選定以提供包含所述至少一種丁醇異構(gòu)體的丁醇汽油共混物的線性組合值與此類共混物的平均校正測(cè)量的總加權(quán)缺點(diǎn)的對(duì)數(shù)之間的基本線性關(guān)系；并且其中所述丁醇汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共混物，包含至多約60體積％的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體，并且其中所述丁醇汽油共混物的可再生組分為最大化的，同時(shí)保持良好的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的共混物，其中所述共混物包含至多約40體積％的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共混物，其中所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體為異丁醇。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共混物，還包含足夠體積的輕質(zhì)烴以將HBDI值調(diào)節(jié)至低于DI的所述最大極限值。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共混物，其中當(dāng)所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體濃度為至多約70體積％時(shí)， A1 為 100. 2 ； A2為-I. 5 ;并且 A3 為-2. 4。
13.生產(chǎn)用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，包括 將至少一種生物源丁醇異構(gòu)體與汽油共混以形成丁醇汽油共混物；所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)； 其中所述丁醇汽油共混物具有等于所述線性組合DI+Bu0H(44-0. 61E200-0. 83Rvp)的高丁醇運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)(HBDIb)值，其中 BuOH為所述丁醇汽油共混物中的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度； E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比； RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓； DI為如ASTM D 4814-0%表I中規(guī)定的所述汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)；并且 所述HBDIb值低于約1400 ;并且其中所述丁醇汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述丁醇汽油共混物包含至多約60體積％的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體，并且其中所述丁醇汽油共混物的可再生組分為最大化的，同時(shí)保持良好的CS&W運(yùn)轉(zhuǎn)性能。
15.用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物，包含 汽油；和 至少一種生物源丁醇異構(gòu)體， 其中所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)；并且所述丁醇汽油共混物具有等于所述線性組合DI+Bu0H(44-0. 61E200-0. 83Rvp)的HBDIb值，其中 BuOH為所述丁醇汽油共混物中的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度；E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比； RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓；并且 DI為如ASTM D 4814-0%表I中規(guī)定的汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)，其中所述HBDIb值低于約1400 ;并且其中所述汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的丁醇汽油共混物，還包含足夠體積的輕質(zhì)烴以將HBDIb值調(diào)節(jié)至低于約1400。
17.生產(chǎn)用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，包括 將至少一種生物源丁醇異構(gòu)體與汽油共混以形成丁醇汽油共混物，所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)； 其中所述丁醇汽油共混物具有等于BuOH(9. 69-0. 146E200-0. 212Rvp)的設(shè)計(jì)變量指數(shù)(DVI)值，其中 BuOH為所述共混物中的所述至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度； E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比； RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓； 其中所述DVI值低于約75，并且所述汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括將足夠體積的輕質(zhì)烴與所述丁醇汽油共混物共混以將所述DVI值調(diào)節(jié)至低于約75。
19.用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物，包含 汽油；和 至少一種生物源丁醇異構(gòu)體， 其中所述丁醇汽油共混物具有具體的ASTM D4814表I蒸氣壓/揮發(fā)性等級(jí)，并且所述丁醇汽油共混物具有等于BuOH(9. 69-0. 146E200-0. 212Rvp)的DVI值，其中 BuOH為所述共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度； E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比； RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓； 其中所述DVI值低于約75，并且所述汽油共混物的總加權(quán)缺點(diǎn)小于約40。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的丁醇汽油共混物，其中所述丁醇汽油共混物還包含足夠體積的輕質(zhì)烴以將所述DVI值調(diào)節(jié)至低于約75。
21.確定具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，包括 (a)將汽油與丁醇共混以形成丁醇汽油共混物； (b)測(cè)定所述丁醇汽油共混物的燃料變量T1(l、T50和Τ9(ι、Ε200和RVP； (c)將所述燃料變量輸入公式DI+Bu0H(44-0.61E200-0.83Rvp)中以計(jì)算所述丁醇汽油共混物的HBDIb值；其中BuOH為所述丁醇汽油共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度； Tltl為標(biāo)準(zhǔn)ASTM D86蒸餾測(cè)試中蒸餾10體積％的丁醇汽油共混物的溫度，以。F為單位； T5tl為標(biāo)準(zhǔn)ASTM D86蒸餾測(cè)試中蒸餾50體積％的丁醇汽油共混物的溫度，以。F為單位； T9tl為標(biāo)準(zhǔn)ASTM D86蒸餾測(cè)試中蒸餾90體積％的丁醇汽油共混物的溫度，以。F為單位； E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比； RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓； DI為如ASTM D 4814表I中規(guī)定的汽油類別的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指數(shù)； 其中所述丁醇汽油共混物具有小于約1400的HBDIb值。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述汽油共混物的HBDIb值小于約1200。
23.確定用于常規(guī)車輛的具有良好冷啟動(dòng)和暖機(jī)(CS&W)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的丁醇汽油共混物的方法，包括 (a)將汽油與丁醇共混以形成丁醇汽油共混物； (b)測(cè)定所述丁醇汽油共混物的燃料變量E200和RVP； (c)將所述燃料變量輸入公式BuOH(9.69-0. 146E200-0. 212Rvp)中以計(jì)算所述丁醇汽油共混物的設(shè)計(jì)變量指數(shù)(DVI)值；其中 BuOH為所述共混物中的至少一種生物源丁醇異構(gòu)體的體積百分比濃度； E200為在最高約200° F溫度下蒸餾的丁醇汽油共混物的體積百分比； RVP為以psi為單位的雷德蒸氣壓； 其中所述丁醇汽油共混物具有小于約75的DVI值。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述DVI值小于約65。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述方法，其中所述DVI值小于約45。
26.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 提供所述丁醇汽油共混物的組分，所述組分包含 i)汽油；和 )至少一種生物源丁醇異構(gòu)體。
全文摘要
本發(fā)明公開了汽油共混物以及生產(chǎn)汽油共混物的方法，所述共混物包含高濃度的丁醇異構(gòu)體并且具有良好的冷啟動(dòng)和暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能特性。
文檔編號(hào)C10L1/18GK102947425SQ201180029126
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月16日
發(fā)明者R·J·托雷斯-奧爾唐斯, M·庫(kù)貝爾卡, P·普拉策克, L·R·烏爾夫, J·J·鮑斯蒂安 申請(qǐng)人:布特馬斯先進(jìn)生物燃料有限責(zé)任公司