具有良好运转性能的充氧丁醇汽油组合物制造技术

本发明专利技术公开了汽油共混物以及生产汽油共混物的方法，所述共混物包含高浓度的丁醇异构体并且具有良好的冷启动和暖机运转性能特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有良好运转性能的充氧丁醇汽油组合物相关专利串请的交叉引用本专利申请要求2010年6月16日提交的美国临时专利申请号61/355，222的权益,其内容全部以引用方式并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及燃料，更具体地涉及充氧汽油，包括含有丁醇的汽油。本专利技术提供了具有良好冷启动和暖机运转性能的充氧丁醇汽油。汽油是适用于火花点火发动机的燃料，并且其一般包含多种烃的混合物作为主要组分，所述烃具有不同的沸点并且通常在大气压下在约79° F至约437° F范围内的温度下沸腾。该范围是近似的，并且可根据所存在的烃分子、所存在的添加剂或其它化合物(如果存在的话)的实际混合物以及环境条件而变化。通常，汽油的烃组分包含C4-C10烃。 汽油通常需要符合某些物理和性能标准。为了获得发动机或其它燃料燃烧设备的适当运转，可能要实现某些特性。然而，许多物理和性能特性是因其它原因如环境管理而由国家或地区规定设定的。物理特性的实例可包括雷德蒸气压、硫含量、氧含量、芳烃含量、苯含量、烯烃含量、蒸馏90%燃料时的温度(T90)、蒸馏50%燃料时的温度(T50)等。性能特性可包括辛烷值、燃烧特性和排放组分。例如，在美国许多地区销售的汽油的标准一般示于ASTM标准规范号D4814( “ASTM D 4814”)中，其以引用方式并入本文。在欧洲许多地区销售的汽油的标准一般示于欧洲标准EN228 2008中，其也以引用方式并入本文。其它联邦和州规定对该ASTM标准进行了补充。示于ASTM D 4814中的汽油规范根据许多影响挥发性和燃烧性的参数如气候、季节、地理位置和海拔而变化。为此，根据ASTMD 4814生产的汽油分为挥发性等级AA、A、B、C、D和E，和防气阻等级1、2、3、4、5和6，每个等级具有一套规范，描述符合相应类别要求的汽油。这些规范还描述了用于测定说明书中参数的测试方法。例如，共混以在相对温暖气候下用于夏季驾驶季节期间的AA-2级汽油必须具有的最大蒸汽压为7. 8psi，蒸馏其组分的10体积％的最高温度(“T10”)为158° F，蒸馏其组分的50体积％的温度范围(“T50”)介于170° F和250° F之间，蒸馏其组分的90体积％的最高温度(“T90”)为374° F，蒸馏终点为437° F，蒸馏残余物最多为2体积％，如下所述的“运转性能指数”或“DI ”最高为1250。冷启动和暖机(CS&W)性能为汽油马达燃料的关键性品质指标；恰当配制的汽油燃料能够使冷发动机(即其温度与其环境基本上相同并且没有来自先前运行的残余热量的发动机)快速启动，并且提供在所有气候条件下平稳的驱动性能。启动和驱动性能应不存在缺陷，如启动时间长、熄火以及加速时暂时性响应性降低或暂停响应。汽油的CS&W性能受燃料挥发特性的控制，燃料挥发特性传统上包括蒸气压，尤其是蒸馏特性(即组分沸腾温度在整个燃料沸腾范围内的分布)。美国(ASTM)、欧洲(EN)和其它地区的产品规范采用这些单独特性的限制，并且采用特性组合限制(例如，ASTM运转性能指数初始由三个蒸馏温度的线性组合组成)，其标示其中使用燃料的优势车辆和条件下观察的CS&W运转性能。将生物组分引入汽油共混池中(在美国，最显著的是10体积％的乙醇)促使汽油挥发性规范修订，以确保可接受的CS&W运转性能。具体地，在美国采用的ASTM运转性能指数被修改成包括为如下的乙醇含量项ASTM 运转性能指数(DI) = I. 5T10+3T50+T90+2. 4EtOH (公式 I)其中T1Q、T5tl和T9tl为标准ASTM D86蒸馏测试中蒸馏10体积％、50体积％和90体积％燃料时观察到的温度，以° F为单位，并且EtOH为燃料中的乙醇浓度，以体积百分比为单位。发现，乙醇项的包括对受控CS&W运转性能测试中观测的车辆性能产生改善的指数。所述规范对每个季节挥发性等级确定了 DI最大值；DI高于规范最大值的燃料预计具有降低的CS&W性能。 在欧洲应用中，EN228汽油规范通过规定标准蒸馏测试中必须在100°C下蒸馏的燃料最小体积百分比E100，控制达到良好CS&W运转性能的中程挥发性。以前的对照实验表明，就包含高浓度丁醇异构体的汽油共混物而言，CS&W运转性能是有问题的。还发现，从燃料挥发性参数预测CS&W运转性能的现有方法如上述运转性能指数(公式I)对于高丁醇共混物而言是无效的。Baustian在2009年4月28日提交的美国专利申请12/431，217中公开了生产具有高浓度的至少一种丁醇异构体的汽油共混物的方法，所述方法包括保持至少35体积％的在最高约200° F温度下蒸馏的共混物体积分数。然而没有表达的是，以改善冷启动和暖机(CS&W)运转性能的方式采用先前方法在各种条件下共混高浓度丁醇与汽油，同时使可再生燃料组分共混最大化。因此，高度期望开发改进的运转性能指数和方法，以提供包含高含量的至少一种生物源丁醇异构体(并且具体地为异丁醇)的丁醇汽油共混物的生产，同时使丁醇汽油共混物的CS&W运转性能和可再生组分最大化。专利技术概述在一个方面，本专利技术为生产具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物的方法，所述方法包括(a)将至少一种生物源丁醇异构体与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体的ASTM D4814表I蒸气压/挥发性等级；其中所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合BuOH(AjA2EZO(HA3RVP)的高丁醇运转性能指数(HBDIa)值，所述值低于如ASTM D 4814表I中规定的具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值；其中BuOH为所述丁醇汽油共混物中的至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；E200为在最高约200° F温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；RVP为以Psi为单位的雷德蒸气压；并且在至多约80体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下，ApA2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体的丁醇汽油共混物线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。在另一方面，本专利技术还为具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物，所述共混物包含汽油；和至少一种生物源丁醇异构体，其中所述丁醇汽油共混物具有具体的ASTM D4814表I蒸气压/挥发性等级；并且所述丁醇汽油共混物具有等于线性组合BuOH(AjA2EZO(HA3RVP)的HBDIa值，所述值低于如ASTM D 4814_09b表I中规定的具体汽油类别的规定的DI最大极限值，其中BuOH为所述丁醇汽油共混物中的至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度；E200为在最高约200° F温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比；RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且在至多约80体积％的至少一种生物源丁醇异构体浓度下A、A2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含至少一种丁醇异构体的丁醇汽油共混物线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.16 US 61/355,2221.用于生产具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物的方法，包括 (a)提供至少一种生物源丁醇异构体；以及 (b)将所述异构体与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体的ASTM D4814表I蒸气压/挥发性等级； 其中所述丁醇汽油共混物具有等于所述线性组合BuOH(AaA2EZO(HA3RVP)的高丁醇运转性能指数(HBDIa)值，所述值低于如ASTM D 4814表I中规定的具体汽油类别的运转性能指数(DI)的最大极限值；其中BuOH为所述丁醇汽油共混物中的所述至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度； E200为在最高约200° F温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比； RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且 在至多约80体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下，A1, A2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种丁醇异构体的丁醇汽油共混物的线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。2.根据权利要求I所述的方法，其中所述丁醇汽油共混物包含至多约60体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体，并且其中所述丁醇汽油共混物的可再生组分为最大化的，同时保持良好的CS&W运转性能。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述共混物包含至多约40体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体。4.根据权利要求I所述的方法，其中所述至少一种生物源丁醇异构体为异丁醇。5.根据权利要求I所述的方法，还包括共混足够体积的轻质烃以将HBDIa值调节至低于DI的所述最大极限值。6.根据权利要求I所述的方法，其中当所述至少一种生物源丁醇异构体浓度为至多约70体积％时，A1 为约 100. 2 ； A2为约-I. 5 ;并且 A3 为约-2. 4。7.具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物，包含 汽油；和 至少一种生物源丁醇异构体， 其中所述丁醇汽油共混物具有具体的ASTM D4814表I蒸气压/挥发性等级；并且所述丁醇汽油共混物具有等于所述线性组合BuOH (AjA2EZO(HA3RVP)的HBDIa值，所述值低于如ASTMD 4814-0%表I中规定的具体汽油类别的DI的最大极限值，其中 BuOH为所述丁醇汽油共混物中的所述至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度； E200为在最高约200° F温度下蒸馏的所述丁醇汽油共混物的体积百分比； RVP为以psi为单位的雷德蒸气压；并且 在至多约80体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体浓度下，A1, A2和A3为系数，所述系数经选定以提供包含所述至少一种丁醇异构体的丁醇汽油共混物的线性组合值与此类共混物的平均校正测量的总加权缺点的对数之间的基本线性关系；并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。8.根据权利要求7所述的共混物，包含至多约60体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体，并且其中所述丁醇汽油共混物的可再生组分为最大化的，同时保持良好的CS&W运转性能。9.根据权利要求8所述的共混物，其中所述共混物包含至多约40体积％的至少一种生物源丁醇异构体。10.根据权利要求7所述的共混物，其中所述至少一种生物源丁醇异构体为异丁醇。11.根据权利要求7所述的共混物，还包含足够体积的轻质烃以将HBDI值调节至低于DI的所述最大极限值。12.根据权利要求7所述的共混物，其中当所述至少一种生物源丁醇异构体浓度为至多约70体积％时， A1 为 100. 2 ； A2为-I. 5 ;并且 A3 为-2. 4。13.生产用于常规车辆的具有良好冷启动和暖机(CS&W)运转性能的丁醇汽油共混物的方法，包括 将至少一种生物源丁醇异构体与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体的ASTM D4814表I蒸气压/挥发性等级； 其中所述丁醇汽油共混物具有等于所述线性组合DI+Bu0H(44-0. 61E200-0. 83Rvp)的高丁醇运转性能指数(HBDIb)值，其中 BuOH为所述丁醇汽油共混物中的所述至少一种生物源丁醇异构体的体积百分比浓度； E200为在最高约200° F温度下蒸馏的丁醇汽油共混物的体积百分比； RVP为以psi为单位的雷德蒸气压； DI为如ASTM D 4814-0%表I中规定的所述汽油类别的运转性能指数；并且 所述HBDIb值低于约1400 ;并且其中所述丁醇汽油共混物的总加权缺点小于约40。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述丁醇汽油共混物包含至多约60体积％的所述至少一种生物源丁醇异构体，并且其中所述丁醇汽油共混物的可再生组分为最大化的，同时保持良好的CS&W运转性能。15....

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·托雷斯奥尔唐斯，M·库贝尔卡，P·普拉策克，L·R·乌尔夫，J·J·鲍斯蒂安，
申请(专利权)人：布特马斯先进生物燃料有限责任公司，
类型：
国别省市：