專利名稱：燃料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料組合物，尤其用于機(jī)動車、飛行器的汽油組合物。
多年來火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)的制造商努力提高效率以優(yōu)化使用烴基燃料。盡管具體通過加入有機(jī)鉛添加劑以及后來出現(xiàn)的通過加入MTBE的無鉛汽油，已經(jīng)獲得這些發(fā)動機(jī)所需要的良好辛烷值的汽油。但是任何汽油的燃燒產(chǎn)生了廢氣，如二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物(NOx)和有毒烴類的排放，這些排放不是所期望的。
已發(fā)現(xiàn)無鉛動力汽油在燃燒時產(chǎn)生較小的排放。
本發(fā)明第一方面提供了在MON值至少為80的無鉛汽油中使用組分(a)以降低所述汽油在燃燒時的排放水平，其中組分(a)為以下材料中的至少一種(i)MON值為至少85的主要為脂族烴的精煉流，所述流總量的至少70％為支鏈烷烴，所述流可通過或者通過蒸餾精煉材料，作為初沸點(diǎn)為至少15℃和終餾點(diǎn)為至高160℃的切取餾分(cut)獲得，所述沸點(diǎn)根據(jù)ASTMD 2892進(jìn)行測量，和(ii)至少一種MON值為至少90的支鏈烷烴，沸點(diǎn)范圍為15-160℃，特別排除2，2，3-三甲基丁烷和2，2，3-三甲基戊烷。
本發(fā)明第二方面提供了一種降低MON值為至少80的無鉛汽油燃料燃燒時廢氣排放的方法，所述汽油燃料包括存在于所述汽油中至少10％的上面所定義的組分(a)。
本發(fā)明第三方面提供了含有至少10％的如上定義的組分(a)的MON值為至少80的無鉛汽油燃料在火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)中降低廢氣排放的用途。
本發(fā)明第四方面提供了馬達(dá)法辛烷值(MON)為至少80的無鉛組合物，該組合物包括至少2或至少5％，特別至少10％，如5-70％(總組合物的體積計(jì))的組分(a)和至少5％的組分(g)，其中所述組分(a)為MON值為至少85的主要為脂族烴的精煉流，所述流總量的至少70％為支鏈烷烴，所述流可通過或者通過蒸餾精煉材料，作為初沸點(diǎn)為至少15℃和終沸點(diǎn)為至高160℃的切取餾分獲得，所述沸點(diǎn)根據(jù)ASTMD2892進(jìn)行測量；所述組分(g)為至少一種沸點(diǎn)為60-160℃的鏈烷烴、芳族烴化合物或烯烴，沸點(diǎn)超過160℃的烴類(尤其具有至少兩個烴環(huán)的那些化合物如萘)不超過總組合物的5％，如少于1％，并且優(yōu)選少于5％，如少于4％的2，2，3-三甲基丁烷或2，2，3-三甲基戊烷。此處所引用的沸點(diǎn)均為大氣壓下的值。
本發(fā)明第五方面還提供了馬達(dá)法辛烷值(MON)為至少80的無鉛組合物，該組合物包括至少5％，尤其至少10％如5-70％(總組合物的體積計(jì))的組分(a)和至少5％的組分(g)，其中所述組分(a)為至少一種MON值為至少90并且沸點(diǎn)范圍為15-160℃如15-100℃的支鏈烷烴，優(yōu)選所述烷烴的存在量為所述組合物總飽和含量的至少10、20或30％(尤其10-50％)，所述組分(g)為至少一種沸點(diǎn)為60-160℃的鏈烷烴、芳族烴化合物或烯烴，沸點(diǎn)超過160℃的烴類(特別是萘)不超過總組合物的5％，如小于3％，并且優(yōu)選少于5％，如少于4％的2，2，3-三甲基丁烷或2，2，3-三甲基戊烷。
本發(fā)明第六方面提供一種馬達(dá)法辛烷值(MON)為至少81或85和研究法辛烷值(RON)為至少91或94的無鉛摻混組合物，該組合物包括組分(a)和組分(g)，其中組分(a)為總體積占所述摻混組合物體積的至少15％的至少一種支鏈烴，所述支鏈烴為具有3個甲基或乙基支鏈的具有8-12個碳原子的烷烴(此后稱為化合物(A))，至少一種單獨(dú)化合物(A)的最小量為所述摻混組合物體積的至少10％，而組分(g)為MON值為至少70和RON值為至少90，沸點(diǎn)為60-160℃的至少一種液態(tài)烴(如鏈烷烴、芳族烴或烯烴)或其混合物，組分(g)的總量為至少20％，優(yōu)選條件是所述摻混組合物含有少于5％的2，2，3-三甲基戊烷，和尤其總量少于1或0.5％，并且尤其少于0.5％的2，2，3-三甲基丁烷和2，2，3-三甲基戊烷。
本發(fā)明第七方面提供了MON值為至少81或85和RON為至少91或94的無鉛摻混組合物，該組合物包括如上述段落定義的組分(a)和總量為至少20％的一種或多種精煉流(如下面(b)-(e)任一項(xiàng)描述的那些)的組分(g)，使得所述摻混組合物包含總量至少70％的飽和烴。
在第一方面中，主要為脂族的精煉流包括至少90％的脂族烴(如至少95％)和總量為至多10％(如至多5％)的非脂族烴如環(huán)脂族(如環(huán)戊烷、環(huán)己烷)、各種烯烴(如線性或支鏈的烯烴，如丁烯、戊烯、己烯、庚烯和辛烯)，但優(yōu)選(可能的話)沒有芳族烴(如苯和甲苯)。所述流的MON值為至少85，如至少87，或90或92，尤其小于100，如85-96或87-95，如87-90或90-95。所述流的RON值可為高于其MON值0.5-3.5，尤其1.0-3.5或0.5-2.5個單位，如RON值為88-98或89.5-96。在所述流中總量的至少70％為支鏈烷烴，其為1或至少2種如2-10種這樣的烷烴；尤其存在2-4種這樣的烷烴，各自的量為所述流的至少10％或尤其20％如20-60％。因此該流可包含至少70％的異戊烷，或各為至少10％(如10-40％)的各種2，3-二甲基丁烷(如20-40％)、異戊烷、2，3-二甲基戊烷(如20-40％)和2，4-二甲基戊烷(如20-40％)，或至少10％(如10-40％)的2，3-二甲基丁烷、2，3和2，4二甲基戊烷(如20-40％)以及異辛烷(如20-40％)?？蓛?yōu)選含有少于30％異戊烷(如5-25％的異戊烷)的流，尤其如果所述組合物含有至少5％的2，2，3-三甲基丁烷或2，2，3-三甲基戊烷時更為優(yōu)選。在所述流中支鏈烷烴的總量為至少70％如70-85％，如果有剩余，則為線性烷烴如正丁烷、正戊烷和/或如上所述的非脂族化合物。
脂族精煉流通常衍生自烷烴轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的精煉材料，所述烷烴轉(zhuǎn)化產(chǎn)物通過使一種或多種烷烴或烯烴，如具有3-5個碳原子的烷烴或烯烴，尤其支鏈化合物反應(yīng)，如烷烴和烯烴(如異丁烷和異丁烯)的反應(yīng)來獲得。這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的例子為可由這種反應(yīng)生成的烷基化產(chǎn)物。烷基化產(chǎn)物為已知的精煉產(chǎn)物，參見如由British Petroleum Co.，London于1970年出版的Our Industry Petroleum第四版第187頁。在這些反應(yīng)中通常采用酸催化劑。它們可為可溶性催化劑(如質(zhì)子酸，如氫氟酸或硫酸或磷酸)或不溶性催化劑(如沸石或來自Mo或W的雜多酸)。通常烷基化產(chǎn)物的IBP沸點(diǎn)范圍為至少15℃，F(xiàn)BP范圍為170-210℃，如175-190或185-205℃。優(yōu)選用于本發(fā)明組合物的精煉流為來自所述材料如烷基化產(chǎn)物的蒸餾切取餾分，所述切取餾分為15-60℃(如30-60℃)、60-80℃、80-90℃、90-95℃、95-100℃、100-103℃、103-106℃、106-110℃、110-115℃、115-125℃、125-140℃或140-160℃；可以使用不同切取餾分的摻混物，如15-60℃的切取餾分與至少一種60-80℃、80-90℃、90-95℃和95-100℃的切取餾分的摻混物或者60-80℃的切取餾分與至少一種80-90℃、90-95℃、95-100℃、100-103℃或103-106℃的切取餾分的摻混物或者如80-106℃的切取餾分或90-106℃的切取餾分的組合。優(yōu)選所述切取餾分為烷基化產(chǎn)物在溫度范圍為15-160℃或15-140℃，尤其15-100℃或30-100℃或60-160℃、60-140℃如60-100℃或90-125℃的蒸餾產(chǎn)物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與來自整個烷基化產(chǎn)物的材料或尤其高于160℃的切取餾分相比，在溫度范圍為15-160℃，尤其90-125℃或15-100℃如60-100℃的切取餾分賦予無鉛汽油在燃燒時總的產(chǎn)生較少的烴排放和較少的碳氧化物(如二氧化碳)排放。來自高于160℃的烷基化產(chǎn)物的切取餾分可以用作噴射燃料、柴油或煤油，而來自160℃或100℃以下的烷基化產(chǎn)物的切取餾分可以用于汽油。60-160℃的切取餾分可以用于夏用汽油，因?yàn)樗鼈兙哂休^低的雷德蒸氣壓。低于100℃的切取餾分也可用來增加無鉛汽油的揮發(fā)性，如有助于提供在100℃下蒸發(fā)百分值為至少46的汽油。
所述切取餾分最好具有90-106℃的至少部分，如90-95℃、95-100℃、100-103℃或103-106℃的沸點(diǎn)范圍，這些范圍內(nèi)的切取餾分賦予最佳的辛烷值等級以及良好的排放。這些切取餾分可用于本發(fā)明的組合物和汽油中，但也可與至少一種較高沸點(diǎn)如106-110℃、110-115℃、115-125℃或125-140℃如106-125℃(優(yōu)選比例為5∶1-1∶30)的切取餾分或至少一種較低沸點(diǎn)如60-80℃或80-90℃如60-90℃(優(yōu)選比例為9∶1-1∶9如5∶1-1∶1)的切取餾分進(jìn)行混合。
但是優(yōu)選將沸點(diǎn)為90-106℃的至少部分的切取餾分用作唯一組分或用作主要組分(a)與組分(g)一起用于本發(fā)明的組合物、汽油和應(yīng)用中；它們可以提供凈潔(clean)的高辛烷值無鉛汽油，尤其不含有機(jī)含氧化合物、RON值為至少97和MON值為至少86的具有較低排放的汽油。這些組合物和汽油的實(shí)例為那些RON為97-99.5或97.5-99，MON為86.5-89，RVP為55-65kPa如55-60kPa，70℃下的蒸發(fā)百分率為12-35％，100℃下的蒸發(fā)百分率為46-62％，150℃下的蒸發(fā)百分率為95-100％，180℃下的蒸發(fā)百分率為97.5-100％，密度為0.715-0.74如0.72-0.738kg/l，苯0.5-1.5％如0.5-1％，芳族化合物16-28％如16-23％，烯烴3-14％如4-12％的物質(zhì)。它們可由以下物質(zhì)的混合物制備0或0.5-6.6％的丁烷，1-25％如5-20％的全沸點(diǎn)烷基化產(chǎn)物，0或15-25％的輕質(zhì)加氫裂化產(chǎn)物，10-45％的全餾程蒸汽裂化汽油、0或0.5-5％的石腦油，0或1-5％的全餾程催化裂解汽油，0或0.5-25％如0.5-5％的2，2，4-三甲基戊烷，并且烷基化產(chǎn)物切取餾分通常占總量的25-45％。后者的量可為25-45％單獨(dú)使用的沸點(diǎn)為90-95℃、95-100℃、100-103℃、103-106℃的切取餾分，或者1-40％(以總組合物的量計(jì))一種或多種所述切取餾分和5-40％(尤其7-40％，如7-20％)的沸點(diǎn)為15-60℃、60-80℃(尤其3-15％)以及沸點(diǎn)為106-110℃、110-115℃、115-125℃的切取餾分的摻混物。
另外，剩余切取餾分即高于和低于90-106℃的切取餾分，尤其15-80℃部分范圍的沸點(diǎn)和106-125℃部分范圍沸點(diǎn)的那些切取餾分可以5∶1-1∶5的比例進(jìn)行混合，并將混合物作為組分(a)與組分(g)一起用于本發(fā)明的組合物、汽油和應(yīng)用中；它們可以提供凈潔的較低辛烷值無鉛汽油，尤其不含有機(jī)含氧化合物、RON值為至少92和MON值為至少80并且還具有低排放的汽油。這些由高和低沸點(diǎn)切取餾分制得的組合物和汽油的實(shí)例為那些RON為92-98如92-95或95-98，MON為80-88如80-84或84-88，RVP為50-65kPa如50-55或55-60kPa，70℃下的蒸發(fā)百分率為12-35％，100℃下的蒸發(fā)百分率為46-62％，150℃下的蒸發(fā)百分率為94-100％，180℃下的蒸發(fā)百分率為97.5-100％，密度為0.715-0.74如0.72-0.738kg/l，苯0.5-1.5％如0.5-1％，芳族化合物13-28％如13-20％，烯烴3-14％如3-10％的物質(zhì)。它們可由以下物質(zhì)的混合物制得0或0.5-3％的丁烷，10-40％如15-30％的全沸點(diǎn)烷基化產(chǎn)物，15-50％如15-35％的全餾程蒸汽裂化汽油、0至10-20％的石腦油，并且烷基化產(chǎn)物切取餾分通常占總量的25-45％。后者的量可為5-25％(以總組合物的總量計(jì))的一種或多種15-60℃、60-80℃和80-90℃的切取餾分和總量為10-30％(以總組合物計(jì))的106-110℃、110-115℃、115-125℃尤其110-125℃的切取餾分。
通過這種方法，幾乎所有的烷基化產(chǎn)物可被轉(zhuǎn)化為具有更高或更低辛烷值水平的二元凈潔(2clean)燃料產(chǎn)物。
因此本發(fā)明另一方面還提供了制備適合于生產(chǎn)汽油的至少具有二元組分的凈潔組合物的方法，所述方法包括分餾含有大部分異烷烴(如異構(gòu)化產(chǎn)物)或烷基化產(chǎn)物(如沸點(diǎn)為15-160℃切取餾分)的反應(yīng)產(chǎn)物以生成沸點(diǎn)在90-106℃范圍內(nèi)至少一部分的第一切取餾分、沸點(diǎn)低于所述第一切取餾分的第二切取餾分和沸點(diǎn)高于所述第一切取餾分的第三切取餾分，將所述第一切取餾分作為組分(a)與如上定義的組分(g)摻混以生成RON為至少97和MON值為至少86并且燃燒排放較少的第一高辛烷值無鉛汽油組合物，以及將所述第二和第三切取餾分作為組分(a)與上面定義的組分(g)摻混以生成RON為至少92和MON值為至少80并且燃燒排放較少的第二高辛烷值無鉛汽油組合物。在這兩種情況下可無需加入有機(jī)含氧化合物辛烷值增進(jìn)劑獲得這些汽油。
本發(fā)明也提供一種生產(chǎn)燃料的方法，所述方法包括蒸餾所述反應(yīng)產(chǎn)物如烷基化產(chǎn)物以生成高于160℃的第一切取餾分和低于160℃的第二切取餾分，并將所述第一切取餾分與其它液態(tài)烴摻混物成分混合以形成噴射燃料、柴油或煤油，并且將所述第二切取餾分與其它液體汽油混合物成分混合以形成動力汽油。
存在于本發(fā)明組合物中的組分(g)通常為至少一種沸點(diǎn)低于160℃的鏈烷烴、芳族烴和/或烯烴。所述組分的例子為下面的組分(b)-(f)，可以存在其一種或兩種或多種。
在本發(fā)明第二方面，組分(a)的支鏈烷烴(通常具有4-12如4-8個碳原子)的例子為4-8個碳原子的異構(gòu)烷烴，具體有異丁烷、異戊烷和異辛烷以及二甲基烷烴如2，3-二甲基丁烷。所述支鏈烷烴通常在烷烴鏈的第2個碳原子上具有至少一個甲基，優(yōu)選兩個甲基。支鏈烷烴通常提供占所述組合物至少30％如30-80％(如50-80％)的總飽和含量或者所述烷基化切取餾分的總飽和含量，剩余的主要為不符合定義的其它支鏈烷烴，如沸點(diǎn)為100-160℃，或者較低MON值和/或線性烴如上面描述的4-8個碳原子的線性烴。少量的如上描述的環(huán)烷烴也可以存在于所述飽和物中。
本發(fā)明組合物通常含有少于5％的2，2，3-三甲基丁烷或2，2，3-三甲基戊烷，尤其少于4.9％或1％和尤其基本上不含2，2，3-三甲基丁烷和2，2，3-三甲基戊烷(例如如果存在的話，總量少于0.5％或0.1％)。但是，如果需要或特別與沸點(diǎn)高于60℃如60-160℃或60-100℃的切取餾分共存的話，2，2，3-三甲基丁烷和/或2，2，3-三甲基戊烷可以至少5或8％如5-20％的量存在于所述組合物中。
在本發(fā)明的組合物中，組分(g)可為組分(b)，所述組分(b)含有4-12、4-10如5-10(如5-8)個碳原子的至少一種飽和液體脂族烴。在另一個實(shí)施方案中，組分(b)包括至少一種異構(gòu)化產(chǎn)物、FBP高于170℃的全餾程烷基化產(chǎn)物、直餾汽油、輕質(zhì)重整油、輕質(zhì)加氫裂化產(chǎn)物和航空烷基化產(chǎn)物。優(yōu)選所述組合物包括至少一種烯烴(如量為1-30％如8-18％)和/或至少一種芳族烴(如量為1-50％，尤其3-35％)和/或少于5％的苯。優(yōu)選所述組合物包括5-40％的組分(a)、少于1％的苯并且根據(jù)ASTMD323測量的在37.8℃下為30-120kPa的雷德蒸氣壓。通常所述組合物為無鉛動力汽油基摻混組合物。
所述支鏈烷烴如化合物A可為具有3個甲基和/或乙基支鏈的具有8-12個碳原子(尤其8-10或8或10個碳原子)的烷烴。優(yōu)選甲基支鏈。所述化合物通常具有4-6個(尤其4或5個)碳原子的最長碳鏈(此后稱為主鏈)，鏈上連接有甲基和/或乙基支鏈。尤其涉及如下描述的第一至第十組物質(zhì)時，最好在碳原子主鏈上不存在除甲基或乙基外的支鏈基團(tuán)，在鏈上尤其不存在多于2個碳原子的線性烷基，也不存在1，2亞乙基或1，3亞丙基，并且鏈上特別不存在亞甲基(不包括乙基部分)。因此尤其沒有正丙基或正丁基形成主鏈的一部分。優(yōu)選當(dāng)所述組合物存在至少一種具有9-12(如9或10)個碳的化合物(A)烷烴時，通常還存在少于50％或10％的8碳烷烴化合物(A)。
所述化合物可具有與主鏈中同一個碳原子相連的1或2個甲基或乙基，尤其1或2個甲基和0或1個乙基。主鏈上存在分支的碳原子為非末端碳原子即主鏈上的中間碳，尤其主鏈上的2、3和/或4位碳。因此所述化合物最好在2、3或4位碳原子，尤其2位但特別3位上具有成對的甲基取代基。
在化合物A的第一組中，存在一對孿位的甲基支鏈取代基，它們均位于2位。
在化合物A的第二組中，在主鏈的4-6碳上存在一對孿位的甲基支鏈取代基。第二組化合物最好具有至少100的MON值。
在所述化合物的第三組中，在主鏈上存在一對孿位的甲基支鏈基團(tuán)(即-CMe2-)，而在主鏈上的一個相鄰碳原子上，存在甲基或乙基支鏈，尤其甲基支鏈。
在所述化合物的第四組中，在主鏈的2位存在一對孿位的甲基支鏈，并且在主鏈的3位存在一個甲基支鏈。這些化合物通常具有至少111的RON值。所述化合物最好具有8或10個碳原子。
在第五組中，所述化合物A在主鏈的不同碳原子(尤其相鄰碳原子)上存在3個甲基或乙基取代基。
在第六組中，所述化合物具有4或6個碳的線性主鏈并且具有3個甲基支鏈，尤其當(dāng)主鏈上沒有1，2乙基的情況時，其中一對為一對孿位基團(tuán)(CMe2)。
在第七組中，所述組合物具有5或6個碳的線性主鏈并且具有3個支鏈，其中一對為一對孿位基團(tuán)，該化合物通常在25℃下為液體并且通常具有大于105的RON值。尤其是它們只有甲基支鏈；這些化合物通常具有至少101的MON值。
在第八組中，化合物A最好含有1個具有孿位甲基支鏈的碳原子，在與具有孿位甲基支鏈相鄰的碳原子上具有一條支鏈，并且主鏈上的任何乙基-C-鏈基團(tuán)具有5個碳原子即(Et)2CH或Et-CMe2-。
化合物A的尤其優(yōu)選的亞類(第九組)為具有3個甲基或乙基取代基的烷基，它們?yōu)?i)在相鄰中間碳原子上的取代基，所述取代基具有總數(shù)為4、5或6個碳原子。
或(ii)所述取代基具有總數(shù)為3個的碳原子和一個末端CHMe2基團(tuán)。
或(iii)所述取代基具有總數(shù)為3個的碳原子并且在最長的碳鏈上只含有仲中間碳原子。
在這種亞類中，優(yōu)選(i)和(ii)，特別在中間碳原子上具有孿位的甲基基團(tuán)。
本發(fā)明另一方面提供了一種MON值為至少81或85和RON值為至少91或94的無鉛摻混組合物，所述組合物包括總量為至少15％的組分(a)和其量如此處所述的天然組分(b)，組分(a)為一種或多種具有8-12個碳原子(尤其具有4-6個主鏈碳原子)的支鏈烷烴化合物A1，所述A1具有3個甲基或乙基支鏈和至少兩個為仲和/或叔碳原子的主鏈碳原子(當(dāng)然受限于不多于一個叔主鏈碳原子)，條件是如果只存在兩個這樣的碳原子，那么一個為叔碳原子，至少一種單獨(dú)的化合物A1的最低存在量為至少10％(以組合物的體積計(jì))；組分(b)的優(yōu)選條件如上描述。在第十組的組分A1(可以相同于或不同于A)中作為主鏈中間碳原子(即非末端碳原子)的可為(i)1個叔碳和1個仲碳，特別(ii)具有相鄰的叔碳和仲碳或(iii)1個叔碳、1個仲碳和1個伯碳，尤其具有相鄰的叔和仲碳原子或者相鄰或不相鄰的仲碳，或(iv)3個仲碳，至少2個(如3個)相鄰?；衔顰1通常在相鄰的碳原子上，即如在1，2-亞乙基上不含2個伯中間主鏈碳原子。優(yōu)選任何伯中間主鏈碳原子不在叔碳原子和/或仲碳原子，以及仲碳原子之間，如與所述叔碳原子和/或仲碳原子，以及仲碳原子兩端相鄰。尤其在上面化合物A1中至少所述兩個主鏈碳原子是相鄰的。
在另一種類型中，第十一組為具有以下物質(zhì)的化合物A1(條件是它們只有3個支鏈基團(tuán))(i)作為主鏈的一個末端的式CHR1R2的基團(tuán)，其中各個R1和R2相同或不同，為甲基或乙基，或(ii)作為主鏈的一個末端的式CR1R2R3的基團(tuán)，其中R1和R2如上定義并且R3為甲基或乙基。優(yōu)選這些化合物A1同時具有(i)和(ii)，尤其所述CHR1R2基團(tuán)為CHMe2，所述化合物具有8個碳原子或主鏈具有5個碳原子并且所有主鏈上的中間碳原子為仲或叔碳原子(條件是總共3個支鏈基團(tuán))時更為優(yōu)選。
化合物A或A1在1巴壓力下可具有129-150℃、110-129℃或90-109℃的沸點(diǎn)。特別是優(yōu)選所述沸點(diǎn)為至少105℃(如105-175℃，條件是所述化合物A或A1不為2，2，3-三甲基戊烷)或至少112℃(如112-175℃)。
在另一種類型中，化合物A或A1可在4-6碳主鏈上具有3個甲基和/或乙基支鏈，尤其是支鏈上的碳原子與主鏈上的碳原子之比為至少0.55∶1如0.55-0.9∶1像0.63-0.9∶1。該化合物通常具有9個碳，除非上述比例為至少0.63或0.75。
優(yōu)選的化合物為2，2，3-三甲基戊烷(A3)、2，2，4-三甲基戊烷(異辛烷)(A4)、2，2-二甲基三乙基戊烷(A5)、2，3，3-三甲基戊烷(A6)、2，4-二甲基三乙基戊烷(A8)和2，3，4-三甲基戊烷(A9)。支鏈烴也可不為2，2，4-三甲基戊烷和/或2，2，3-三甲基戊烷。
化合物A和A1可為已知的化合物并且可以根據(jù)公開的文獻(xiàn)進(jìn)行制備，或者可以是新化合物并且可以通過文獻(xiàn)中指出的常規(guī)方法進(jìn)行制備(如描述于Kirk Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology，第3版，由Wiley出版)。合適的制備方法的例子為已知的制備烷烴的碳-碳偶合技術(shù)。所述技術(shù)可涉及一種或多種通常為1或2種烷基氯、溴或碘與元素周期表(F.A.Cotton和G.wilkinson的AdvancedInorganic Chemistry，由Interscience New York出版，第2版，1966年)IA、IIA、IB或IIB族的金屬元素，具體為鈉、鎂或鋅的反應(yīng)。烷基鹵通常具有一條3-6碳的支鏈，具體為甲基或乙基支鏈，尤其是在一種烷基鹵中鹵素原子連接到CMe2基團(tuán)上。優(yōu)選鹵化物具有式MeCMe2X或EtCMe2X，其中X為Cl、B或I并且其它鹵化物為仲鹵化物，如式RR1CH-X，式中R和R1各自為甲基或乙基，如異丙基或仲丁基或仲戊基鹵化物或分支的伯烷基鹵化物如式R11CH2X，式中R11為具有甲基或乙基支鏈的3-5個碳的支化烷基，如異丙基、異丁基或異戊基?；蛘邇煞N鹵化物可為如上定義的式RR1CHX和RIIIRIVCHX的仲鹵化物，式中RIII為甲基或乙基，RIV如RII的定義，如異丙基或一個可為仲型(如上)和一個可以為伯型(如甲基或乙基鹵化物)。用于任何具體化合物A或A1的最佳偶合方法取決于前體烷基鹵的供應(yīng)，這樣除了上述類型外，也可以采用通過甲基或乙基鹵化物與具有6-9個碳的支化烷基鹵的偶合方法?？梢栽诮饘俚拇嬖谙率雇榛u彼此反應(yīng)(如采用鈉的Wurtz反應(yīng))，或者可以首先與金屬反應(yīng)形成有機(jī)金屬化合物(如格氏試劑或有機(jī)鋅)，然后使所述有機(jī)金屬化合物與另一種烷基鹵反應(yīng)。如果需要，格氏試劑的反應(yīng)可以在IB或IIB族金屬，如銀、鋅或銅(尤其是高活性銅)的存在下進(jìn)行。如果需要，可以使來自一種或兩種烷基鹵的格氏試劑與后面的金屬反應(yīng)形成其它烷基金屬物種如烷基銀或烷基銅化合物，這些化合物可以歧化成所述偶合的烷烴。格氏試劑也可與鹵化亞銅反應(yīng)形成用于歧化反應(yīng)的烷基銅物種。最后有機(jī)金屬化合物(其中的金屬為IA或IIA族的金屬，如Li或Mg)可以通過與亞銅絡(luò)合物反應(yīng)偶合得到偶合的烷烴。
上述有機(jī)金屬化合物的反應(yīng)通常在惰性條件下，即無水和無氧如在干燥氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行。它們通常在惰性溶劑如干燥的烴或醚下實(shí)施。在反應(yīng)最后，通過加入具有活性氫的化合物(如水或醇)將殘余的有機(jī)金屬化合物分解，并且直接蒸餾出烷烴或在有機(jī)相和水相之間進(jìn)行分配后蒸餾出烷烴。
制備高分支烷烴的例子描述于F L Howard等的J Res.Nat.Bur.Standards Research Paper RP1779，第38卷，1947年3月，365-395頁。該文獻(xiàn)的公開通過引用結(jié)合到本文中來。
通過上述方法制備的粗烷烴可在本發(fā)明的摻混物中使用或者可以進(jìn)一步純化，如首先進(jìn)行蒸餾。
如果需要，所述化合物(尤其8個碳原子的化合物)可通過分餾精煉流獲得，所述精煉流如直餾汽油或烷基化產(chǎn)物(如3-5個碳原子的異烷烴與3-5個碳原子的烷烴(如上所述))。
其它已知的制備烷烴A或A1的方法為烷基金屬化合物(如格氏試劑)與羰基化合物(如醛、酮、酯或酸酐)反應(yīng)以形成支鏈醇(carbinols)，將該醇脫氫成為相應(yīng)的烯烴，氫化成為烷烴。因此2，3，4-三甲基戊烷可以由溴化異丙基鎂和甲基異丙基酮(隨后進(jìn)行脫氫和氫化)制備，而2，2-二甲基-3-乙基戊烷可以由氯化乙基鎂和二異丙基酮制備。
本發(fā)明也提供一種無鉛配制動力汽油，所述汽油包括本發(fā)明第一至第七方面的組合物和至少一種汽油添加劑(如動力汽油或航空汽油添加劑)。
所述組分(a)可以體積計(jì)為5-95％或8-90％如10-90％，或者15-65％如20-55％或10-40％如20-35％或者40-90％如40-55％或55-80％或8-35％如8-20％的量存在。除非另有說明，否則本說明書中所有百分?jǐn)?shù)均以體積計(jì)，并且在所述具有兩種或更多種成分的組合物或汽油中的量的范圍公開值包括了所公開的所有成分的所有范圍的所有子集(sub-combinations)。
將采用烷基化產(chǎn)物的切取餾分作為精煉流組分(a)的例子對本發(fā)明的第一至第四方面作進(jìn)一步的描述，但也可以使用其它組分。
本發(fā)明組合物也可以包括作為組分(b)的至少一種5-10個碳的液體飽和烴，尤其大部分的支鏈C7或C8化合物如異C7或異C8。該烴可以基本為純態(tài)(如正庚烷、異辛烷或異戊烷)或混合物(如蒸餾產(chǎn)物)或來自精煉反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物(如烷基化產(chǎn)物)。該烴可以具有0-60的馬達(dá)法辛烷值(MON)但優(yōu)選具有60-96的MON值，如異構(gòu)化產(chǎn)物(沸點(diǎn)25-80℃)。研究法辛烷值RON可為80-105如95-105，而ROAD值(MON和RON的平均值)可為60-100。
不同于組分(a)的組分(b)可包括具有至少82℃，如85-150℃但低于225℃如低于170℃或160℃的沸點(diǎn)并且通常具有至少92如92-100的馬達(dá)法辛烷值的烴組分；這些組分通常為具有7-10個碳，尤其7或8個碳的烷烴，尤其在它們的烷基鏈上具有至少一條支鏈，尤其1-3條支鏈，優(yōu)選在中間碳原子上并尤其優(yōu)選含有至少一個-C(CH3)2-基團(tuán)。
組分(b)在所述組合物的總體積(或包括組分(b)的混合物的體積，如下面各種組分(i)-(iv)(如果存在的話)的總和(i)催化重整油，(ii)重質(zhì)催化裂解汽油，(iii)輕質(zhì)催化裂解汽油和(iv)直餾汽油)通常為10-80％如25-70％、40-65％或20-40％，通常較高比例的組分(b)與較低百分比的組分(a)一起使用。
組分(b)可為液體飽和烴的混合物，如蒸餾產(chǎn)物(如石腦油或直餾汽油)或來自精煉反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物(如包括全餾程烷基化產(chǎn)物(沸點(diǎn)30-190℃)的烷基化產(chǎn)物、異構(gòu)化產(chǎn)物(沸點(diǎn)25-80℃)、輕質(zhì)重整油(沸點(diǎn)20-79℃)或輕質(zhì)加氫裂解產(chǎn)物)。所述混合物可含有至少60％或至少70％重量如60-95或70-90％重量的液體飽和脂族烴。
本發(fā)明組合物可含有組分(a)的混合物，如15-100℃的烷基化產(chǎn)物切取餾分與全沸點(diǎn)烷基化產(chǎn)物(即FBP大于170℃如190℃)的混合物，兩類物質(zhì)的比例為9∶1-1∶9，尤其5-9∶5-1或1-3∶9∶7。如果需要，所述混合物可通過將所述全餾程烷基化產(chǎn)物分成第一和第二部分來制備，蒸餾第一部分以提供所需的切取餾分，然后將所述切取餾分與第二部分混合。來自所述切取餾分的殘余物可用于上述其它地方。
在本發(fā)明組合物中，組分(b)混合物(主要為飽和液體脂族烴餾分，如總的異構(gòu)化產(chǎn)物、全餾程烷基化產(chǎn)物、石腦油和直餾汽油(在各種情況下(如果存在的話)存在于所述組合物中))的體積可為4-60％，如4-25％或優(yōu)選10-55％如25-45％。對于組分(b)而言，優(yōu)選存在全餾程烷基化產(chǎn)物或直餾汽油，任選與其他組分一起存在但優(yōu)選不存在其它組分，具體而言所述存在量為2-50％如10-45％(如10-25％)、25-45％或25-40％。本發(fā)明組合物也包括體積量為0-25％如2-25％、10-25％或2-10％的石腦油。
所述組合物可包括作為組分(c)的烴組分，所述組分為4-6個碳的飽和脂族烴，并且在一個大氣壓下的沸點(diǎn)小于80℃(如20-50℃)，尤其其本身的馬達(dá)法辛烷值大于88，尤其至少為90如88-93或90-92。烴組分的例子包括4或5個碳的烷烴，尤其是異戊烷，所述烴組分可為基本純態(tài)或含量為至少30％如30-80％(如50-70％)的來自重整化物或異構(gòu)化產(chǎn)物的粗烴餾分，主要污染物含量至高可達(dá)40％的單甲基戊烷和至高可達(dá)50％的二甲基丁烷。所述烴組分可為沸點(diǎn)為-20℃至+20℃(一個大氣壓)的烷烴(如正丁烷和/或異丁烷)，任選摻混C5烷烴，摻混比為99.5∶0.5-0.5∶99.5，如88∶12-75∶25。優(yōu)選單獨(dú)為正丁烷或與異戊烷混合，尤其以上述比例進(jìn)行混合，特別是丁烷在所述組合物中所占的體積量最高可達(dá)20％如1-15％，如1-8、3-8或8-15％。
可以存在如5-7個碳的環(huán)脂烴，如環(huán)戊烷或環(huán)己烷，但通常存在量低于總量的15％，如1-10％。
所述組合物中總的異構(gòu)化產(chǎn)物、全餾程烷基化產(chǎn)物、石腦油和直餾汽油、4-6個碳的液體脂族烴(定義如上)和環(huán)脂烴(在各種情況下(如果存在的話))的體積量可為5-60％(如8-25％)、15-55％(如30-50％)。
也優(yōu)選本發(fā)明組合物包含作為組分(d)的至少一種烯烴(尤其每個分子具有一個雙鍵)，所述5-10如6-8個碳的液體烯烴如線性或分支的烯烴，如戊烯、異戊烯、己烯、異己烯或庚烯或2-甲基-2-戊烯，或者包括烯烴的混合物，所述烯烴可由裂解(如催化裂解或熱裂解)來自原油的殘余物(如大氣壓或真空殘余物)來獲得；所述混合物可為重質(zhì)或輕質(zhì)催化裂解汽油(或其混合物)。所述裂解可以采用蒸汽作為輔助。其他含有烯烴的混合物的例子為“C6 bisomer”、催化聚合產(chǎn)物和二聚油(dimate)。所述烯烴混合物通常包括至少10％重量的烯烴，如至少40％如40-80％重量。優(yōu)選的混合物為(xi)蒸汽裂解汽油(xii)催化裂解汽油(xiii)C6 bisomer和(xiv)催化聚合產(chǎn)物，但是最好是任選的催化裂解汽油。烯烴混合物在總組合物中的量，尤其(xi)-(xiv)的量(如果存在的話)可為0-55如10-55或18-37如23-35，或20-55如40-55％，或23-40％，(xi)和(xii)的總量(如果存在的話)優(yōu)選為所述組合物的18-55，如18-35、18-30或35-55％體積計(jì)。
烯烴或烯烴混合物通常具有70-90的MON值，通常具有85-95的RON值和80-92的ROAD值。
在本發(fā)明的汽油組合物中，烯烴的總體積量可為0％或0-30％如0.1-30％(如1-30％)，尤其2-25、5-30(尤其3-10)、5-18.5、5-18或10-20％。優(yōu)選所述組合物包括至少1％的烯烴，其最大值為18％或尤其最大值為14％，但也可基本不含烯烴。
所述組合物也可包括作為組分(e)的至少一種芳族化合物，優(yōu)選烷基芳族化合物如甲苯或鄰、間或?qū)Χ妆交蚱浠旌衔锘蛉谆?。所述芳族化合物可作為單?dú)的化合物(如甲苯)加入，或者可作為含有至少30％重量如30-100％尤其50-90％的芳族化合物的芳族混合物加入。這些混合物可以通過催化重整或催化裂解得自重質(zhì)石腦油的汽油制備。這些混合物的例子為(xii)催化重整油和(xxii)重質(zhì)重整油。在所述組合物中單獨(dú)的化合物(如甲苯)的量可為0-35％如2-33％(如10-33％)，而在所述組合物中芳族混合物尤其重整油(xxi)和(xxii)(如果存在的話)的總量可為0-50％如1-33％(如2-15％或2-10％或15-32％)體積，重整油(xxi)、(xxii)和加入的單獨(dú)化合物(如甲苯)的總量可為0-50％如0.5-20％或5-40如15-35或5-25％體積。
芳族化合物通常具有90-110如100-110的MON值和100-120如110-120的RON值以及95-110的ROAD值。在所述組合物中芳族化合物(特別是甲苯)的體積量通常為0％或0-50％如小于40％或小于28％或小于20％如1-50％、2-40％、3-28％、4-25％、5-20％(尤其10-20％)、4-10％或20-35％。所述汽油組合物也可基本不含芳族化合物。優(yōu)選芳族化合物的量少于42％，如少于35％或尤其少于30％。優(yōu)選苯的量少于總體積的5％，優(yōu)選少于1.5％或1％如0.1-1％或少于所述組合物總重量的0.1％。
所述組合物也可含有作為組分(f)的至少一種有機(jī)含氧化合物辛烷值增進(jìn)劑(octane booster)，通常具有至少96-105如98-103的馬達(dá)法辛烷值。所述有機(jī)含氧化合物可為任何沸點(diǎn)低于225℃的有機(jī)液體分子，該分子含有CH和至少一個(如1-5個)氧原子并優(yōu)選由CH和至少一個(如1-5)氧原子組成。所述辛烷值增進(jìn)劑通常為醚如二烷基醚，尤其不對稱醚，優(yōu)選其中每個烷基具有1-6個碳原子，尤其一個烷基為具有3-6個碳原子的支鏈烷基，特別是叔烷基，尤其4-6個碳原子如叔丁基或叔戊基，而另一個烷基為1-6如1-3個碳，尤其線性的烷基如甲基或乙基。這些有機(jī)含氧化合物的例子包括甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚和甲基叔戊基醚。所述有機(jī)含氧化合物也可為具有1-6個碳的醇如乙醇。所述有機(jī)含氧化合物也可為有機(jī)碳酸酯如各個烷基具有1-3個碳原子的碳酸二烷基酯，如碳酸二甲酯。
有機(jī)含氧化合物的體積量可為0或0-25％如1-25％、2-20％、2-10％或5-20％尤其5-15％，但最好少于3％如1-3％(尤其對于MTBE和/或乙醇而言)。本發(fā)明的組合物或汽油也可基本不含所述有機(jī)含氧化合物。
因此本發(fā)明生產(chǎn)MON值至少為81或85和RON值至少為91或94的無鉛摻混組合物，該組合物包括(a)和(b)，其中(a)為總量為至少15％的一種或多種支鏈烴化合物A或A1，A或A1的至少一種單獨(dú)化合物的最小量為至少5％，和(b)為至少20％的沸點(diǎn)為60-160℃的至少一種不同的液態(tài)烴，其MON值為至少70，RON值為至少90，特別是(b)不在A或A1的定義內(nèi)，尤其(a)為三甲基戊烷時更是如此。液態(tài)烴的例子有鏈烷烴如具有4-8個碳的線性或支鏈的烷烴，如異丁烷、丁烷、異戊烷、二甲基烷烴如2，3-二甲基丁烷、環(huán)烷烴如環(huán)戊烷和環(huán)己烷、芳族化合物和烯烴。
本發(fā)明的MON值為至少81或85和RON值至少為91或94的另一種無鉛摻混組合物包括上面的組分(a)和至少20％的組分(b)，其中組分(b)為至少一種直餾石腦油、烷基化異構(gòu)化產(chǎn)物(沸點(diǎn)25-80℃)、重質(zhì)重整油、輕質(zhì)重整油(沸點(diǎn)為20-79℃)、加氫裂解產(chǎn)物、航空烷基化產(chǎn)物(沸點(diǎn)30-190℃)、直餾汽油、裂解汽油如重質(zhì)或輕質(zhì)催化裂解汽油或蒸汽裂解汽油。所述直餾產(chǎn)物直接通過常壓蒸餾原油生產(chǎn)。石腦油可為沸點(diǎn)為30-90℃的輕質(zhì)石腦油或沸點(diǎn)為90-150℃的中質(zhì)石腦油或沸點(diǎn)為150-220℃的重質(zhì)石腦油。
在本發(fā)明的摻混物中，至少一種單獨(dú)組分A或A1的量通常為至少5％，或至少10或15％，如5-60％，如15-60％或8-25％、20-35％或30-55％或2-10％?；衔顰的量(如果存在)通常為所述組合物的至少10％。優(yōu)選在所述摻混物中的三甲基戊烷的總量為所述摻混物的至少69％，但最好為至少26％(尤其當(dāng)芳族化合物的量少于17％時)。如果9或10碳的烷烴為(a)，那么2，2，4-三甲基戊烷的量尤其應(yīng)少于70或50％?？纱嬖诙嘤谝环N這樣的化合物A或A1，如重量比為9∶1-0.5∶99.5，例如0.5∶1-5∶1或5∶95至20∶80的較高和較低RON的化合物，尤其具有較高或較低沸點(diǎn)(大氣壓下)的化合物的混合物，如那些其中化合物A和/或A1具有沸點(diǎn)差為至少10℃的混合物，如在上述相對量下沸點(diǎn)差為至少10℃，如至少40℃如10-70℃或20-50℃的化合物的混合物。在所述摻混物中所有化合物A和A1(如果有的話)的量可以為15-70如15-60、15-40或30-55％或40-60％。
所述摻混物也可主要包括脂族精煉流如石腦油、直餾汽油(也稱為輕質(zhì)石腦油，沸點(diǎn)為25-120℃)、烷基化產(chǎn)物和異構(gòu)化產(chǎn)物。它們的總量可為10-70％，如10-30、30-70或35-65％。石腦油的量可為0-70％或1-70％，如10-30、30-70或35-65％，而輕質(zhì)石腦油的量可為0或1-70如1-20或尤其30-65％，并且中質(zhì)石腦油的量可為0或1-55，如3-20或15-55％。輕質(zhì)石腦油與中質(zhì)石腦油的體積比可為50∶1-1∶50，如0.5-20∶1或1∶0.5-50。烷基化產(chǎn)物或異構(gòu)化產(chǎn)物(如果存在的話)的量可為0.5-20％如1-10％，而加氫裂解產(chǎn)物的量可為0.5-30％如10-30％。
本發(fā)明的摻混物通常包含總量為至少70％，如70-98％或70-90％或90-98％的飽和化物。
如果需要和尤其用于航空汽油時，所述摻混物可含有烴組分，所述烴組分為具有4-6個碳的飽和脂族烴并且在大氣壓下具有低于80℃如20-50℃的沸點(diǎn)，并且尤其其本身的馬達(dá)法辛烷值大于88，尤其為至少90如88-93或90-92。所述烴組分的例子包括4個或5個碳的烷烴具體如異戊烷，所述烴組分可為基本純態(tài)或者來自含量為至少30％如30-80％(如50-70％)的重整油或異構(gòu)化產(chǎn)物的粗烴餾分，主要污染物為至高可達(dá)40％的單甲基戊烷和至高可達(dá)50％的二甲基丁烷。所述烴組分可為沸點(diǎn)為-20℃至+20℃(大氣壓)的烷烴，如任選與C5烷烴按99.5∶0.5-0.5∶99.5如88∶12-75∶25的比例摻混的正和/或異丁烷。優(yōu)選單獨(dú)的正丁烷或與異戊烷(尤其以上述比例)進(jìn)行混合，并且尤其在所述組合物中丁烷的體積量至高可達(dá)20％如1-15％(如1-8、3-8或8-15％)，尤其1-3.5％。
沸點(diǎn)低于80℃的烴組分，尤其異戊烷也可以存在于本發(fā)明的包含至少一種具有至少10個碳原子的化合物A或A1的組合物中。這些化合物A或A1對于低沸點(diǎn)組分如異戊烷的相對量可為1-9∶9-1如5-9∶5-1，尤其組合物中具有少于20％的A或A1時更是如此。
環(huán)脂烴，如具有5-7個碳的環(huán)脂烴如環(huán)戊烷或環(huán)己烷可存在但量通常小于總量的15％，如1-10％。
本發(fā)明的摻混物含有至少一種組分(a)和組分(g)以及任選的(c)-(f)，并且所述配制無鉛汽油還含有至少一種汽油添加劑如動力汽油或航空汽油添加劑，例如列于ASTMD-4814的添加劑，其內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中來或可由管理機(jī)構(gòu)如US California Air ResourcesBoard(CARB)或Environment Protection Agency(EPA)指定的添加劑。這些添加劑不同于液體燃料成分如MTBE。這些添加劑可為描述于K Owen的Gasoline and Diesel Fuel Additives，J.Wiley，Chichester，UK，1989出版，第1和第2章中以及USP 3955938、EP 0233250或EP 288296中的無鉛添加劑，上述文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中來。這些添加劑可為預(yù)燃燒或燃燒添加劑。這些添加劑的例子為抗氧化劑(如氨基或酚型中的一種的抗氧化劑)、緩蝕劑、防冰添加劑(如乙二醇醚或醇)，發(fā)動機(jī)去垢添加劑(如丁二酰亞胺、聚亞烷基胺或聚醚胺型添加劑中的一種)和抗靜電添加劑(如兩性表面活性劑)、金屬鈍化劑(如硫代酰胺型中的一種)，表面引燃抑制劑(如有機(jī)磷化合物)、燃燒促進(jìn)劑(如有機(jī)酸的堿金屬鹽和堿土金屬鹽或高級醇的硫酸單酯)、抗氣門座退離(anti valve seat recession)添加劑(如堿金屬化合物(如硼酸或羧酸的鈉或鉀鹽，如磺基丁二酸鹽))以及著色劑(如偶氮染料)?？墒褂孟嗤虿煌愋偷囊环N或多種添加劑(如2-4種)，尤其是至少一種抗氧化劑和至少一種去垢添加劑的組合?？寡趸瘎┤缫环N或多種位阻酚，特別優(yōu)選如在與酚羥基相鄰的一個或兩個位置上具有叔丁基的位阻酚，具體在下文的實(shí)施例1中描述。具體而言，所述添加劑，通常為抗氧化劑，尤其是一種或多種位阻酚各自在所述組合物中的量可為0.1-100ppm，如1-20ppm。添加劑的總量通常不大于1000ppm，如1-1000ppm。
所述組合物和汽油不含有機(jī)鉛化合物并且通常不含錳添加劑，如羰基錳。
所述組合物和汽油可含有至高可達(dá)0.1％，如0.000-0.02％(如0.002-0.01％重量)的硫。
本發(fā)明的動力汽油組合物，尤其是那些基于蒸餾切取餾分如烷基化產(chǎn)物切取餾分的組合物通常具有80至小于98，如80-95、83-93、85-90或93-98的MON值。RON值通常為90-115，如102-115或優(yōu)選90-102，優(yōu)選90-100如90-99，如90-93(如91)，或93-98如94.5-97.5，或97-101，而ROAD值通常為85-107如98-106，或優(yōu)選85-98如85-95(如85-90)，或90-95或95-98。優(yōu)選的汽油組合物的MON值為80-83，RON值為90-93和ROAD值為85-90，或者M(jìn)ON值為83-93，RON值為93-98和ROAD值為85-95或MON值為85-90，RON值為97-101和ROAD值為91-96。所述汽油的凈熱值(也稱為比能量)通常為至少18000Btu/lb(熱值/磅)，如至少18500、18700或18900如18500-19500，如18700-19300或18900-19200；所述熱值可為至少42MJ/kg，如至少43.5MJ/kg如42-45或43-45如43.5-44.5MJ/kg。通常所述汽油的沸點(diǎn)范圍(ASTMD86)為20-225℃，尤其最多5％如0-5％或1-3％的沸點(diǎn)范圍為161-200℃。通常所述汽油在70℃下至少有10％蒸發(fā)，而溫度達(dá)到77-120℃，優(yōu)選77-116℃時有50％蒸發(fā)，和達(dá)185℃時最少有90％蒸發(fā)。通常所述汽油也可在70℃下蒸發(fā)8-50％如10-50％，在100℃下蒸發(fā)40-74％，在150℃下蒸發(fā)70-99.5％如70-97％和在180℃下可蒸發(fā)90-99％；優(yōu)選在100℃下蒸發(fā)至少46％如46-65％。根據(jù)ASTM D323，在37.8℃下測得所述汽油的雷德蒸氣壓通常為30-120如40-100(如61-80)或優(yōu)選50-80、40-65如40-60或40-50Kpa。
優(yōu)選本發(fā)明的無鉛動力汽油包含組分(a)，并且RON值為至少98，MON值為至少87.8，RVP小于60Kpa(如40-60kPa)，低于35％的芳族化合物，低于15％的烯烴，70℃下蒸發(fā)10-45％，100℃下蒸發(fā)46-60％，150℃下蒸發(fā)超過88％。優(yōu)選它們的密度為至少0.71如0.71-0.78(如至少0.7122)，或至少0.72如0.7122-0.7264kg/l。
本發(fā)明的汽油組合物，尤其那些基于組分(a)為支鏈烷烴的組合物，特別是其第五至第七方面的汽油組合物通常具有80-94如85-90或90-94的MON值，RON值通常為90-105如98-102，或93-98如94.5-97.5或97-101，而ROAD值通常為85-102如98-102或85-95。優(yōu)選的汽油組合物的MON值為83-93，RON值為93-98并且ROAD值為85-95或者M(jìn)ON值為85-90、RON值為94-101和ROAD值為89-96。如同根據(jù)ASTM D86測量的沸點(diǎn)范圍和RVP那樣，所述汽油的凈熱值(也稱為比能量)通常如上所述。
當(dāng)不含任何有機(jī)含氧化合物時，所述汽油組合物通常的H∶C原子比為至少1.8∶1如至少2.0∶1或至少2.1或2.2∶1，如1.8-2.3∶1或2.0-2.2∶1。最好是所述汽油組合物滿足下面標(biāo)準(zhǔn)。
原子H∶C×[1+oxy]×[燃燒的凈熱量/200+ROAD]≥y其中原子H∶C為組合物的烴中氫與碳的比，oxy是指有機(jī)含氧化合物(如果存在于所述組合物中)的摩爾分?jǐn)?shù)，燃燒的凈熱值是指在氧氣中燃燒11b(454克)重量的燃料(氣態(tài)形式)而產(chǎn)生水和二氧化碳所發(fā)出的能量，單位為Btu/1b[MJ/kg乘以430.35]，y為至少350、380、410或430，尤其350-440如380-420特別為400-420。
優(yōu)選本發(fā)明的動力汽油包括10-90％的組分(a)，10-80％的組分(b)、0-25％的石腦油、0-15％的丁烷、5-20％的烯烴、3-28％的芳族化合物和0-25％的有機(jī)含氧化合物，尤其含有5-20％的芳族化合物和5-15％的烯烴。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的動力汽油包括8-65％的組分(a)(尤其15-35％)、0.1-30％(如2-25％)的烯烴，尤其3-14％和0-35％(如0-30％(如5-35)、5-20(特別5-15％)或20-30％)的芳族化合物，以及5-50％如10-45％(如20-40％)的組分(b)混合物。這些汽油也可包括有機(jī)含氧化合物(如MTBE)，特別是量少于3％如0.1-3％的有機(jī)含氧化合物并且特別含有小于1.0％如0.1-1％的苯，以及特別少于18％(如0.1-15％)的烯烴。優(yōu)選這種汽油具有96-99的RON，86-90的MON以及91-94.5的ROAD值。
本發(fā)明的動力汽油的例子有RON值為96.5-97.5的包含5-25％組分(a)、5-15％的烯烴、15-35％的芳族化合物和40-65％的組分(b)，尤其15-25％的組分(a)、7-15％的烯烴、15-25％的芳族化合物和45-52％的組分(b)混合物的動力汽油，或者RON值為94.5-95.5的包含5-15％的組分(a)、7-15％的烯烴、15-25％的芳族化合物和55-65％的化合物(b)的動力汽油。
本發(fā)明的動力汽油的例子為RON值為93-100如94-98、MON值為80-98(如83-93或93-98)以及RVP為40-80Kpa如40-65Kpa的含有1-15％如3-12％的丁烷、0-20％如5-15％的醚(如MTBE)、20-80％如25-70％的精煉混合液體(通常為C6-C9)流(不包括石腦油)(如上面(i)-(iv)的混合物)、0-25％如2-25％的石腦油、5-70％如15-65％的組分(a)的動力汽油。這些汽油通常含有1-30％如2-25％的烯烴和2-30％如4-25％的芳族化合物。為得到94-98如94-96的RON值，優(yōu)選烯烴量為15-25％，為得到96-100如96-98的RON值，優(yōu)選烯烴量為2-15％如2-7％。
本發(fā)明的燃料組合物的其它例子含有8-18％的組分(a)、10-50％如25-40％的總組分(b)混合物、5-40％如20-35％總芳族混合物、15-60如15-30％或40-60％的總烯烴混合物和0-15％的總有機(jī)含氧化合物如3-8％或8-15％。尤其優(yōu)選的組合物含有8-18％的組分(a)、25-40％的總混合組分(b)混合物、20-35％的總芳族化合物和15-30％的總烯烴，或者8-18％的組分(a)、15-40％的總混合的組分(b)混合物、3-25％的總芳族混合物和40-60％的總烯烴混合物。
燃料組合物的另外例子含有20-40％的組分(a)、8-55％(如5-25％或35-55％)的總組分(b)混合物、0或5-25％如18-25％的總芳族混合物、0-55尤其10-55％或40-55％的總烯烴混合物，尤其優(yōu)選的組合物含有2040％的組分(a)、5-25％的總組分(b)混合物、3-25％的總芳族混合物和40-60％的總烯烴混合物，或者20-40％的組分(a)、35-55％的總組分(b)混合物、15-30％的總芳族混合物和0-15％如5-15％的總烯烴混合物，或者具體為20-40％的組分(a)、25-45％或30-50％的總組分(b)混合物、2-15％的總芳族混合物、18-35％的總烯烴混合物和尤其3-10％或5-18％的烯烴以及10-35％如10-20％的芳族化合物(如10-18％)。
燃料組合物的其它例子含有30-55％如40-55％的組分(a)、5-30％的總組分(b)混合物、0-10％的總芳族混合物、10-45％的烯烴混合物和0-15％的有機(jī)含氧化合物，尤其有機(jī)含氧化合物與烯烴混合物的總和為20-45％。燃料組合物的其它例子含有55-70％的組分(a)、10-45％(如10-25％或35-45％)的總組分b、0-10％(如0或0.5-5％)的總芳族混合物和0-30％(如0或15-30％)的總烯烴混合物，尤其55-70％的組分(a)、10-25％的總組分(b)、0或0.5-5％的總芳族混合物和15-30％的總烯烴混合物。
燃料組合物的尤其優(yōu)選的例子包括15-35％如20-35％的組分(a)、0-18.5％如2-18.5％的烯烴、5-40％如5-35％的芳族化合物、25-65％的飽和物和少于1％的苯，以及18-65％如40-65％的組分(a)、0-18.5％如5-18.5％的烯烴、5-42％如5-28％的芳族化合物、35-55％的飽和物和少于1％的苯。
另一種燃料組合物可含有25-40％如30-40％(如35％)的烷基化產(chǎn)物(尤其IBP 30℃或更高和FBP大于165℃的全沸程烷基化產(chǎn)物)、10-25％如15-25％(如20％)的異構(gòu)化產(chǎn)物、10-25％如15-25％(如20％)的輕質(zhì)加氫裂解產(chǎn)物和20-35％如20-30％(如25％)的組分(a)和任選0-5％的丁烷。優(yōu)選這種組合物主要為鏈烷烴并且基本不含烯烴和芳族化合物。
構(gòu)成本發(fā)明一個特定方面的其它汽油組合物包括2-20％如5-15％的組分(a)，尤其15-100℃的烷基化產(chǎn)物切取餾分、20-40％如25-35％的全沸程烷基化產(chǎn)物如FBP 175-200℃的烷基化產(chǎn)物(特別是組分(a)和烷基化產(chǎn)物的總和為35-45％)、25-40％的烯烴混合物如蒸汽裂解汽油、5-20％如7-15％的重整油、10-25％如12-20％的甲苯和0.1-3％如0.5-2.0％的丁烷。本發(fā)明一種優(yōu)選的汽油(如最后一種)通常具有98-101的RON、86-89的MON、45-55如48-52的E100(100℃下的蒸發(fā)百分率)，其中含有30-40％如30-35％的芳族化合物、3-15％如5-10％的烯烴以及總的飽和物為50-65％如55-60％。這種組合物不含加入的有機(jī)含氧化合物?？梢圆捎孟嗤w積的重質(zhì)重整油來代替甲苯。
具有特定值的其它汽油組合物包括0.5-5％如2-4％的丁烷、10-30％如15-25％的全餾程烷基化產(chǎn)物(如FBP為175-200℃的烷基化產(chǎn)物)、10-40％如20-35％的組分(a)，尤其110-115、115-125、15-160或15-100℃的烷基化產(chǎn)物切取餾分(尤其具有總的烷基化產(chǎn)物和組分(a)為35-60％如40-55％)、30-50％的催化重整油和5-15％的bisomer，其MON為87-90、RON為98-101和ROAD為93-95。這種組合物也不含有機(jī)含氧化合物。
本發(fā)明的其它發(fā)動機(jī)燃料組合物可具有不同范圍的抗爆指數(shù)(也稱為ROAD指數(shù))，該指數(shù)為MON和RON的平均值。
為得到85.5-88.5的ROAD指數(shù)，所述組合物可包括8-30％如15-30％的組分(a)、10-50％如20-40％的總組分(b)混合物、5-30％如5-20％的總烯烴和10-40如15-35％的芳族化合物，或者8-30％的組分(a)、10-50％的總組分(b)混合物、5-40％(如20-30％)的總芳族混合物和10-60％如30-55％的總烯烴混合物。
為得到88.5-91.0的ROAD指數(shù)，所述燃料組合物可包括5-25％(或5-15％)的組分(a)、20-45％的總組分(b)混合物、0-25％如1-10或10-25％的總烯烴和10-35％如10-20％或20-35％的總芳族化合物，或者5-25％(5-15％)的組分(a)、20-45％的總組分(b)混合物、0-35％(如1-15或15-35％)的總芳族混合物和5-65％(如5-30或30-65％)的總烯烴混合物。
為得到91.0-94.0的ROAD指數(shù)，本發(fā)明燃料組合物可包括5-65％如5-20、20-30、30-65或40-65％的組分(a)和5-40％(5-35％)如5-12或12-40％(12-30％)的總組分(b)混合物、1-30％(如1-10或10-25％)的總烯烴和5-55％(如5-15或15-35或35-55％)的總芳族化合物，或者上述量的組分(a)中0-55如0.5-25％(如10-25％或25-55％)為芳族部分和0或10-60％(如10-30％或35-60％)為總烯烴部分。
為得到94-97.9的ROAD指數(shù)，所述燃料組合物可包括20-65％(如40-65％)的組分(a)、0-15％如5-15％的總烯烴、0-20％如5-20％的總芳族化合物和5-50如30-50％的總組分(b)混合物，或者上述量的組分(a)和總組分(b)混合物中0-30％(如10-30％)為芳族部分和0-30(如5-30％)為烯烴部分，或者上述量的組分(a)如20-40％的組分(a)、總組分b混合物、總烯烴和總芳族化合物中具有2-15％的芳族部分和18-35％的烯烴部分。
在本發(fā)明優(yōu)選的摻混物中，尤其第五至第七個方面的摻混物為無鉛摻混物，所述摻混物包括作為組分(a)的至少10％的至少一種單獨(dú)的化合物A或A1和如上定義的組分(b)，條件是(i)當(dāng)所述化合物A或A1為三甲基戊烷時，所述摻混物總的包括10-65％的三甲基戊烷，并且至少10％的具有6或7個碳原子的烷烴，MON值至少為70，RON值至少為90，優(yōu)選含有少于5％的2，2，3-三甲基戊烷和2，2，3-三甲基丁烷；(ii)當(dāng)所述化合物A或A1具有9或10個碳原子時，所述摻混物含有至少10％的具有6或7個碳原子的烷烴，MON值至少為70和RON值至少為90，優(yōu)選總的含有少于5％的2，2，3-三甲基戊烷和2，2，3-三甲基丁烷。在條件(i)的情況下，優(yōu)選這種MON值至少為70并且RON值至少為90的摻混物總的含有至少26％(或30％)的具有7或8個碳原子的烷烴，和/或總的含有少于17％的芳族化合物。
本發(fā)明優(yōu)選的配制無鉛汽油包括至少一種汽油添加劑和上述段落中的優(yōu)選無鉛摻混物，條件為(iii)當(dāng)化合物A或A1為三甲基戊烷時，所述摻混物總的含有10-65％的三甲基戊烷和少于5％的2，2，3-三甲基戊烷和2，2，3-三甲基丁烷；和(iv)當(dāng)化合物A或A1為具有9或10個碳原子的烷烴時，優(yōu)選所述摻混物總的含有少于5％的2，2，3-三甲基戊烷和2，2，3-三甲基丁烷。
優(yōu)選本發(fā)明的摻混物和汽油，尤其第五至第七方面的摻混物和汽油可具有80-94如80-85或90-94的MON值，90-105如90-95或97-105的RON值、85-102的ROAD值，化合物A或A1的含量為30-60％如40-60％(含有1或2種化合物A或A1)、總石腦油含量為35-65％(如35-55％)和1-5％的丁烷，所述摻混物含有1-8％如2-6％的芳族化合物、0-1％的烯烴和91-99％(如94-98％)的飽和物。這些主要為高辛烷值、沒有使用有機(jī)含氧化合物(如MTBE)并且還基本為飽和的脂族摻混物和汽油。
本發(fā)明的其它高辛烷值的摻混物和汽油，特別第五至第七方面的摻混物和汽油可具有80-95如85-95的MON值、90-100如95-100的RON值，85-97的ROAD值，化合物A或A1的含量為30-60％如30-50％(含有1或2種化合物A或A1)，中質(zhì)石腦油含量為5-30％，總烯烴部分如蒸汽裂解汽油的含量為30-50％和丁烷為1-5％，所述摻混物含有10-25％的芳族化合物如12-18％的芳族化合物、4-14％如6-12％的烯烴和60-90％如70-80％的飽和物。這些高辛烷值的材料是在不使用有機(jī)含氧化合物下獲得的。
本發(fā)明的其它摻混物和汽油可具有84-90的MON值、93-98的RON值，86-94的ROAD值，化合物A或A1的含量為15-35％，總石腦油含量為40-65％，烯烴部分如蒸汽裂解汽油的含量為15-45％和丁烷為0或1-5％，其中芳族化合物含量為5-25％如10-18％，烯烴含量為2-14％，飽和物含量為70-90％。
本發(fā)明的其它摻混物和汽油可含有10-35％的化合物A或A1，30-50％的石腦油、10-30％的加氫裂解產(chǎn)物、2-10％的烷基化產(chǎn)物和/或異構(gòu)化產(chǎn)物以及3-12％的重整油。
本發(fā)明還提供一種摻混物，所述摻混物包括組分(a)和通常至少一種如上所述的動力汽油添加劑，具體所述摻混物含有總量不超過5％如少于1％的沸點(diǎn)高于160℃的烴和優(yōu)選少于5％如少于4％的2，2，3-三甲基丁烷或2，2，3-三甲基戊烷。組分(a)的例子如上所述，但優(yōu)選其為烷基化產(chǎn)物切取餾分，尤其是15-100℃的切取餾分。
本發(fā)明可提供各種汽油如動力汽油或航空汽油，尤其是RON值為91、95、97、98的具有所需高辛烷值但燃燒時具有低排放值(尤其是總烴、NOx、一氧化碳和二氧化碳中的至少一種，尤其總烴和二氧化碳的排放值)的汽油。因此本發(fā)明也提供組分(a)(具體為化合物A或A1如A3、4、6或9或沸點(diǎn)為15-160℃如15-100℃尤其15-60℃或90-106℃的烷基化產(chǎn)物切取餾分)在無鉛汽油，如MON值至少為80如80至小于98的動力汽油和航空汽油中的用途，如作為添加劑或作為其中的組分，從而降低燃燒時的排放水平，具體為總烴、NOx、一氧化碳和二氧化碳中的至少一種，尤其是總烴和二氧化碳的燃燒排放水平。本發(fā)明也提供一種降低無鉛汽油，如MON值為至少80的動力汽油或航空汽油燃料燃燒時廢氣排放的方法，所述方法包括在本發(fā)明的汽油燃料中存在至少10％的組分(a)，尤其化合物A或A1如A3、4、6或9或沸點(diǎn)為15-160℃如15-100℃尤其15-60℃或90-106℃的烷基化產(chǎn)物切取餾分。本發(fā)明還提供在火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)中使用本發(fā)明的無鉛汽油以降低廢氣的排放。本發(fā)明的組合物可用于增壓式發(fā)動機(jī)或渦輪增壓發(fā)動機(jī)中，或者用于普通的吸氣發(fā)動機(jī)。與許多具有相同辛烷值的烷基化產(chǎn)物或芳族化合物與有機(jī)含氧化合物的混合物相比，組分(a)，優(yōu)選化合物A或沸點(diǎn)為15-160℃如沸點(diǎn)15-100℃尤其15-60℃或90-106℃的烷基化產(chǎn)物切取餾分可以更好地降低一種或多種上述排放物水平并且通常還減少了燃料的消耗。
汽車的廢氣排放根據(jù)機(jī)動車技術(shù)和發(fā)動機(jī)是熱還是冷的，甚至根據(jù)廢氣在進(jìn)入外界環(huán)境前是否通過催化轉(zhuǎn)化器而可以有很大的變化。在冷的發(fā)動機(jī)中，摩擦、潤滑作用，尤其是燃料蒸汽化性質(zhì)的影響與在熱發(fā)動機(jī)中的那些具有意想不到的差別，采用冷的發(fā)動機(jī)產(chǎn)生了更多的尾管排放物(富含燃料)，這是由于對于那些裝備有催化轉(zhuǎn)化器的機(jī)動車而言，當(dāng)溫度升高時催化轉(zhuǎn)化器提高了在降低排放物中的作用。對于后面類型的機(jī)動車，轉(zhuǎn)化器上游的λ傳感器控制進(jìn)入所述發(fā)動機(jī)的燃料/空氣比，但這在冷的發(fā)動機(jī)中沒有作用(導(dǎo)致沒有調(diào)整的燃料/空氣比)。只是在冷起動階段后所述傳感器快速變得有效(導(dǎo)致調(diào)整的燃料/空氣比)，甚至當(dāng)所述催化劑沒有足夠熱以發(fā)生作用時也是如此。因此冷起動操作不同于熱運(yùn)行操作并且產(chǎn)生大量的尾管排放物。冷啟動階段與時間和距離有關(guān)，它們將根據(jù)汽車是怎樣駕駛和/或在怎樣的環(huán)境條件下駕駛?cè)缰粮呖蛇_(dá)2公里或4或2分鐘，或者發(fā)動機(jī)冷卻劑(如水箱的水溫)低于50℃的溫度而變化。如果在起動前的4小時、通常至少為6小時內(nèi)沒有使用過汽車，可視為該汽車發(fā)動機(jī)是冷的。
與基礎(chǔ)燃料相比，本發(fā)明的具有組分(a)，尤其是通過或可通過蒸餾作為沸點(diǎn)為15-100℃的切取餾分得到的流的汽油降低了冷啟動時的排放。
因此，本發(fā)明還提供一種減少M(fèi)ON值為至少80如80至小于98的無鉛汽油燃料在火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)冷啟動燃燒時排放的廢氣的方法，所述方法包括在本發(fā)明的汽油燃料中存在組分(a)。在本發(fā)明的組合物、汽油、方法和應(yīng)用中，優(yōu)選組分(a)以降低排放(尤其在冷啟動時的排放)的有效量使用。
本發(fā)明的汽油可以用于內(nèi)燃火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)。它們可用來向在陸地和/或海洋和/或空中運(yùn)行的交通工具提供能量；本發(fā)明也提供一種通過燃燒本發(fā)明的汽油驅(qū)動這些交通工具的方法。所述交通工具通常具有駕駛員并且尤其用于搭載至少一位乘客和/或貨物的設(shè)備。
使用動力汽油的發(fā)動機(jī)尺寸通常為至少45cc(如45-10000cc)，如至少200cc(如500-10000cc)，尤其950-2250(如950-1550或1250-1850cc)，或2500-10000cc(如2500-5000或5000-9000cc)。所述發(fā)動機(jī)具有至少一個氣缸，但優(yōu)選具有至少2或3個氣缸，如3-16尤其4-6或8個氣缸；各個氣缸通常具有45-1250cc如200-1200cc，尤其240-520cc或500-1000cc。所述發(fā)動機(jī)可為二沖程，但優(yōu)選4沖程發(fā)動機(jī)。可以使用旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)如Wankel型發(fā)動機(jī)。所述發(fā)動機(jī)可用來向具有至少2輪如2-4驅(qū)動輪的機(jī)動車輛，如摩托車、三輪摩托車和三輪驅(qū)動汽車、帶蓬貨車和小客車，尤其那些限制用于高速公路以及越野用的汽車如4輪驅(qū)動車、用于高速使用的競賽車和賽車(包括越野賽車和車道賽車)提供能量。來自發(fā)動機(jī)的能量優(yōu)先通過齒輪箱和離合系統(tǒng)或其它形式的傳動系統(tǒng)與驅(qū)動輪相連，從而獲得從靜止到運(yùn)動狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。所述發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)能夠最好地使實(shí)際的機(jī)動車輛的道路車速范圍為1-350公里/小時，優(yōu)選5-130公里/小時并且可使其速度作連續(xù)的變化。通常通過裝配在機(jī)動車輛上的制動機(jī)構(gòu)來降低機(jī)動車輛的道路車速，所述制動機(jī)構(gòu)通常通過摩擦形式起作用。發(fā)動機(jī)可通過空氣或水冷卻，由移動的機(jī)動車輛產(chǎn)生的運(yùn)動空氣可以直接、或間接冷卻所述發(fā)動機(jī)。所述機(jī)動車輛包括可改變機(jī)動車輛方向的裝置，如轉(zhuǎn)向盤或桿。通常機(jī)動車輛已駛過的距離中至少10％采用大于5公里/小時的速度。
采用航空汽油的發(fā)動機(jī)通過用于活塞驅(qū)動的飛行器，即具有至少一個發(fā)動機(jī)驅(qū)動一個用于機(jī)械移動空氣的裝置(如至少一個螺旋槳)。每個發(fā)動機(jī)通常驅(qū)動包括1或2個螺旋槳的至少一個螺旋槳驅(qū)動軸。所述飛行器可具有1-10如2-4個螺旋槳。所述飛行器通常具有至少兩個氣缸，如2-28個氣缸，各自優(yōu)選具有大于700cc，如700-2000cc如1310cc的體積。用于單或雙引擎的載客輕型飛行器的總的發(fā)動機(jī)尺寸通常為3700-50000cc如3700-12000cc，用于2或4個引擎的貨物或航空用途(如15-200位乘客，如50-150位乘客)的通常為12000-45000cc。所述發(fā)動機(jī)具有至少0.3Hp/lb發(fā)動機(jī)重量(如0.3-2Hp/lb)的發(fā)動機(jī)功率與重量的比，并且可具有至少0.5(Hp/cu.in)如0.5-2的功率與氣缸體積比。這些氣缸中可以排成行、V形、H形、臥式(“水平對置”)或環(huán)繞共同的螺旋槳驅(qū)動軸呈放射狀排列?？梢允褂靡环N或多種氣缸排/環(huán)，如臥式雙、四、六缸發(fā)動機(jī)，V形12缸發(fā)動機(jī)，7缸2或3環(huán)(2 or 3 circles of7 cylinders)發(fā)動機(jī)等。各個缸具有一個或多個優(yōu)選至少兩個火花塞。可任選將齒輪系統(tǒng)用于驅(qū)動螺旋槳和或增壓器?；蛘撸部梢源嬖趶U氣渦輪增壓器。廢氣排放可以獨(dú)立進(jìn)行或者可以進(jìn)入公共的歧管并且優(yōu)選與向前飛行相對的方向排放。發(fā)動機(jī)外部可以存在一些冷卻片用于空氣冷卻。使用時，由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的大于90％的行駛過的距離通常在高于地面500英寸或更高。通常在發(fā)動機(jī)運(yùn)行時的大于90％的時間內(nèi)，發(fā)動機(jī)以大于1000rpm如1000-3500rpm運(yùn)行。
所述飛行器通常具有至少一個容量為至少100升的油箱，尤其總?cè)萘繛橹辽?000升的油箱。
本發(fā)明的汽油可以在精煉過程中通過摻合各種成分來制備，其生產(chǎn)率為至少200,000升/天，如1-10百萬升/天的汽油?？蓪⑵头峙渲猎S多動力汽油的零售處，任選分配至批發(fā)或零售銷售處，如儲存槽如至少2百萬升容量如5-15百萬升容量的儲存槽。所述配送可以通過管線或以油罐形式通過公路、鐵路、水運(yùn)進(jìn)行運(yùn)輸，所述油罐具有至少5000升的容量。在各個零售點(diǎn)如加油站，將汽油以至少100或1000個不同用戶/天的速率分發(fā)至許多用戶，即機(jī)動車司機(jī)。對于航空用途而言，通常在精煉中生產(chǎn)所述汽油，其生產(chǎn)率為每天至少1000桶(或100,000升/天)如0.1-2百萬升/天。通常采用油罐通過公路、鐵路、水運(yùn)或者與機(jī)場直接相連的管線或儲油罐(如至少300,0001容量)的形式分配所述航空汽油，然后通過油管或油罐(如向許多飛行器提供燃料的機(jī)動快速補(bǔ)給燃料加油車，如至少5/天每槽)將所述儲油罐所儲油進(jìn)行分配；所述航空器可以具有一個或多個的各自容量為至少100升的隨機(jī)油箱。
優(yōu)選本發(fā)明的包括組分(a)的航空汽油具有38-49kPa的RVP，75℃下10-40％的蒸發(fā)率，105℃下至少50％的蒸發(fā)率和135℃下至少90％的蒸發(fā)率以及10％蒸發(fā)的溫度與50％蒸發(fā)的溫度的總和高于135℃。
在下面的實(shí)施例中對本發(fā)明進(jìn)行舉例說明。實(shí)施例1IBP為31.9和FBP為191.3的烷基化產(chǎn)物為通過HF催化精煉級異丁烯和異丁烷的反應(yīng)獲得的精煉級商品。然后根據(jù)ASTMD 2892對所述烷基化產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾以獲得一系列下面表1中所示的不同溫度的切取餾分，所給催化劑的主要組分的單位為％重量(存在量至少為1％重量)。
表1
分析A、丁烷9.1，異戊烷74.8，正戊烷5.9，2，3-二甲基丁烷5.6，2-甲基戊烷1.8。B、異戊烷12.9，正戊烷3.8，2，3-二甲基戊烷20.7，2-甲基戊烷7.4，3-甲基戊烷3.8，2，4-二甲基戊烷26.8，苯1，2，3-二甲基戊烷12.2，異辛烷8.0。C、異戊烷2.3，2，3-二甲基丁烷10.4，2-甲基戊烷3.8，3-甲基戊烷2.1，2，4-二甲基戊烷23.4，2，3-二甲基戊烷20.4，異辛烷31.5。D、2，3-二甲基丁烷3.5，2-甲基戊烷1.3，2，4-二甲基戊烷16.5，2，3-二甲基戊烷19.9，異辛烷51.5。E、2，4-二甲基戊烷7.2，2，3-二甲基戊烷14.3，異辛烷67.1，2，5-二甲基己烷1.8，2，4-二甲基己烷2.0，2，3，4-三甲基戊烷2.1，甲苯1.2，2，3，3-三甲基戊烷1.0。F、2，4-二甲基戊烷1.8，2，3-二甲基戊烷7.5，異辛烷68.2，2，5-二甲基己烷4.1，2，4-二甲基己烷4.7，2，3，4-三甲基戊烷6.0，甲苯1.4，2，3，3-三甲基戊烷3.1，高沸物1.3。G、2，3-二甲基戊烷4.5，異辛烷57.8，2，5-二甲基己烷6.0，2，2，3-三甲基戊烷1.3，2，4-二甲基己烷7.0，2，3，4-三甲基戊烷11.4，甲苯1.3，2，3，3-三甲基戊烷6.3，高沸物3.0。H、2，3-二甲基戊烷1.3，異辛烷39.5，2，5-二甲基己烷7.9，2，2，3-三甲基戊烷1.7，2，4-二甲基己烷9.2，2，3，4-三甲基戊烷20.1，甲苯1.1，2，2，3-三甲基戊烷12.1，高沸物6.9。
實(shí)施例2和3通過摻混3.0份丁烷、22.0份全餾程烷基化產(chǎn)物(如實(shí)施例1的進(jìn)料使用)、40份的催化重整油、10份bisomer制備基礎(chǔ)燃料，將75份這種基礎(chǔ)燃料與25份的烷基化產(chǎn)物切取餾分J摻混以得到實(shí)施例2的摻混物，還單獨(dú)與25份烷基化產(chǎn)物切取餾分K摻混獲得實(shí)施例3的摻混物，與25份重質(zhì)重整油一起得到比較摻混物。
制備三種配制汽油，各自含有一種上述摻混物和15mg/l的酚型抗氧化劑、至少55％的2，4-二甲基-6-叔丁基酚，至少15％的4-甲基-2，6-二叔丁基酚以及剩余的為單甲基和二甲基叔丁基酚的混合物。實(shí)施例2和3的汽油滿足歐洲2005標(biāo)準(zhǔn)，其中沒有采用有機(jī)含氧化合物。
在37.8℃下測試各種情況的對MON值和RON值以及它們的雷德蒸汽壓。結(jié)果列于表2，該表也說明了烷基化產(chǎn)物切取餾分A-M的性質(zhì)根據(jù)ASTM D86對實(shí)施例2、3的摻混物和比較摻混物的蒸餾性質(zhì)進(jìn)行測試并且列于表3中。
表2
表3
實(shí)施例4對比較摻混物、實(shí)施例2、實(shí)施例3以及切取餾分A-N的配制汽油燃燒時的排放特性進(jìn)行比較。
在速度/負(fù)荷比為50/14.3 rps/Nm，LAMBDA設(shè)置為1.01下在單缸研究發(fā)動機(jī)中對燃料進(jìn)行測試，并對比較摻混物的點(diǎn)火設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化。從廢氣中測量一氧化碳、二氧化碳、總烴、NOx的排放。對結(jié)果進(jìn)行平均。結(jié)果列于下表4中，用與比較摻混物對比在排放上的變化量以及燃料消耗中重量變化百分?jǐn)?shù)表示。
表4
由于所述研究發(fā)動機(jī)沒有在尾氣管中安裝催化劑，排放物的減少表明在尾氣催化劑加熱之前并且變得具有可操作性之前，在尾氣催化劑下游減少排放的益處；這相應(yīng)于冷啟動的情況。
表5
這種汽油具有降低的排放。實(shí)施例8-11和比較實(shí)施例A由各種化合物A4、A6、A9、2，2，5-三甲基己烷制備各種無鉛摻混物，并將各種摻混物與表5所示的各種精煉流進(jìn)行摻混，以及將比較實(shí)施例A與重質(zhì)重整油一起摻混。
制備6種配制汽油，各自含有一種上述摻混物和用于實(shí)施例2-3中15mg/l的酚型抗氧化劑。
測試各種汽油的MON值和RON值以及它們在37.8℃下的雷德蒸汽壓。結(jié)果列于表5，結(jié)果也顯示了它們的分析結(jié)果以及蒸餾曲線(根據(jù)ASTM D86)。
測定實(shí)施例8-11和比較實(shí)施例A的配制汽油的燃燒排放特征。
以速度/負(fù)荷為20/7/2 rps/Nm、LAMBDA設(shè)置為1.01，如實(shí)例施4在單缸研究發(fā)動機(jī)中對所述燃料進(jìn)行測試，并對比較摻混物A的點(diǎn)火設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化。對廢氣的一氧化碳、二氧化碳總的碳氧化物、總烴、Nox以及燃料消耗(單位為g/h1Whr)進(jìn)行測量。對結(jié)果進(jìn)行平均并與比較實(shí)施例A進(jìn)行比較。變化的程度列于表6。
表5
所述數(shù)值表示了相對基礎(chǔ)燃料(比較實(shí)施例A)的變化百分率。實(shí)施例12-23由下面的成分制備各種摻混物丁烷、全沸點(diǎn)烷基化產(chǎn)物(如用于實(shí)施例1的進(jìn)料)、催化重整油、輕質(zhì)加氫裂解產(chǎn)物、全沸程蒸汽裂解汽油、石腦油、直餾汽油全餾程催化裂解汽油和2，2，4-三甲基戊烷。此外，大多數(shù)摻混物含有一種或多種如實(shí)施例2和3中所描述的烷基化產(chǎn)物切取餾分。對所述摻混物的分析和它們的性質(zhì)列于下面表7。
表7
所述摻混物降低了燃燒排放。
表7(續(xù))
所述摻混物降低了燃燒排放。
表8
所述摻混物降低了燃燒排放。
權(quán)利要求
1.組分(a)在MON值為至少80的無鉛汽油中用以降低所述汽油燃燒排放水平的用途，所述組分(a)為以下物質(zhì)中的至少一種(i)MON值為至少85的主要為脂族烴的精煉流，所述流總量的至少70％為支鏈烷烴，所述流可通過或通過蒸餾精煉材料作為初沸點(diǎn)為至少15℃和終沸點(diǎn)至高為160℃的切取餾分獲得，所述沸點(diǎn)根據(jù)ASTMD2892進(jìn)行測量，和(ii)MON值為至少90和沸點(diǎn)范圍為15-160℃的除了2，2，3-三甲基丁烷和2，2，3-三甲基戊烷以外的至少一種支鏈烷烴。
2.一種降低MON值為至少80的無鉛動力汽油燃料燃燒時的廢氣排放的方法，所述方法包括在所述汽油中存在至少10％的如權(quán)利要求1所定義的組分(a)。
3 MON值為至少80的無鉛動力汽油燃料在火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)中的用途，所述汽油燃料包括至少10％的如權(quán)利要求1所定義的組分(a)以降低廢氣的排放。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的用途或方法，其中所述汽油為無鉛動力汽油。
5.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的用途或方法，其中所述汽油為無鉛航空汽油。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的用途和方法，其中所述汽油包含馬達(dá)法辛烷值(MON)為至少80的組合物，所述組合物含有至少2％(以總組合物的體積計(jì))的所述組分(a)(i)和至少5％的組分(g)，所述(a)(i)為來自烷基化產(chǎn)物的切取餾分，所述組分(g)為沸點(diǎn)為60-160℃的至少一種鏈烷烴，芳烴化合物或烯烴，沸點(diǎn)高于160℃的烴的量不超過總組合物的5％，以及2，2，3-三甲基丁烷或2，2，3-三甲基戊烷的量少于5％。
7.權(quán)利要求6的用途或方法，其中所述組分(a)為沸點(diǎn)為60-140℃，尤其60-100℃或90-106℃的烷基化產(chǎn)物切取餾分的流。
8.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的用途或方法，其中所述汽油包含20-55％，優(yōu)選20-35％的所述組分(a)。
9.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的用途或方法，其中所述支鏈烴具有4-12個碳原子。
10.權(quán)利要求9的用途或方法，其中所述支鏈烴具有4-8個碳原子并且沸點(diǎn)為15-100℃，在所述組合物中的存在量為至少5％。
11.權(quán)利要求9的用途或方法，其中所述汽油包含至少15％體積的具有8-12個碳原子的所述支鏈烴。
12.權(quán)利要求1-5和9-11中任一項(xiàng)的用途或方法，其中所述支鏈烴含有在鏈中第2個碳原子上具有兩個甲基的碳原子的烷烴鏈。
13.權(quán)利要求12的用途或方法，其中所述烴為異辛烷。
14.權(quán)利要求9或11-13中任一項(xiàng)的用途或方法，其中所述汽油包含至少15％體積的至少一種支鏈烴，所述支鏈烴具有8-12個碳和3個甲基或乙基支鏈，并且存在最小值為至少10％體積的至少一種這樣的單獨(dú)支鏈烴。
15.權(quán)利要求14的用途或方法，其中所述支鏈烴具有8-10個碳。
16.權(quán)利要求15的用途或方法，其中所述烴為異辛烷。
17.權(quán)利要求15的用途或方法，其中所述烴不為2，2，4-三甲基戊烷。
18.權(quán)利要求9-17中任一項(xiàng)的用途或方法，其中所述汽油包含MON值為至少81和RON值為至少91的摻混組合物并且還包括至少一種組分(g)，所述組分(g)為沸點(diǎn)為60-160℃，MON值為至少70和RON值為至少90的至少一種液態(tài)烴或其混合物，組分(g)的總量為至少20％。
19.權(quán)利要求9-17中任一項(xiàng)的用途和方法，其中所述汽油包含MON值為至少81和RON值為至少91的組合物，所述汽油還包含至少一種組分(g)，所述組分(g)為總的占所述汽油至少20％的一種或多種精煉流，這樣所述摻混組合物總的含有至少70％的飽和烴。
20.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所要求保護(hù)的用途或方法，其中所述汽油或摻混組合物具有至少97如97-101的RON值，85-90如至少86的MON值，芳族化合物的含量少于35％，烯烴含量少于14％，苯含量少于1％，70℃下的蒸發(fā)百分率為10-50％如10-45％，100℃下的蒸發(fā)百分率為至少46％如46-60％，150℃下的蒸發(fā)百分率為70-97％如至少88％并且RVP為60kPa或更小如40-60kPa。
21.一種配制無鉛汽油，所述無鉛汽油包含至少一種動力汽油添加劑或航空汽油添加劑，和至少一種MON值為至少80的無鉛汽油和摻混組合物，各自如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)的定義。
22.權(quán)利要求21的無鉛汽油，其中當(dāng)所述支鏈烴為三甲基戊烷時，所述摻混組合物總的含有10-65％的三甲基戊烷。
23.權(quán)利要求21或22的汽油，所述汽油為動力汽油。
24.一種馬達(dá)法辛烷值(MON)為至少80的無鉛組合物，所述無鉛組合物包含至少2％(以總組合物的體積計(jì))的組分(a)和至少5％的組分(g)，所述組分(a)為MON值為至少85的主要為脂族烴的精煉流，所述流總量的至少70％為支鏈烷烴，所述流可通過或者通過蒸餾精煉材料作為初沸點(diǎn)為至少15℃和終沸點(diǎn)至高為160℃的切取餾分獲得，所述沸點(diǎn)根據(jù)ASTMD2892進(jìn)行測量，所述組分(g)為至少一種沸點(diǎn)為60-160℃的鏈烷烴、芳烴化合物或烯烴，沸點(diǎn)超過160℃的烴的量不超過總組合物的5％，并且2，2，3-三甲基丁烷或2，2，3-三甲基戊烷的量少于5％。
25.一種馬達(dá)法辛烷值(MON)為至少80的無鉛汽油，所述無鉛汽油包含至少5％(以總組合物的體積計(jì))的組分(a)和至少5％的組分(g)，所述組分(a)為至少一種MON值為至少90并且沸點(diǎn)范圍為15-160℃的支鏈烷烴，組分(g)為至少一種沸點(diǎn)為60-160℃的鏈烷烴、芳烴化合物或烯烴，沸點(diǎn)超過160℃的烴的量不超過總組合物的5％，以及2，2，3-三甲基丁烷或2，2，3-三甲基戊烷的量少于5％。
26.一種馬達(dá)法辛烷值(MON)為至少81和研究法辛烷值(RON)為至少91的無鉛摻混組合物，所述組合物包含組分(a)和組分(g)，其中所述組分(a)為占所述摻混組合物總體積的至少15％的至少一種支鏈烴，所述支鏈烴為具有甲基或乙基支鏈的具有8-12個碳原子的烷烴(此后稱為化合物(A))，至少一種單獨(dú)化合物(A)的最小值為所述摻混組合物體積的至少10％，而所述組分(g)為MON值為至少70和RON值為至少90的沸點(diǎn)為60-160℃的至少一種液態(tài)烴或其混合物，組分(g)的總量為至少20％，條件是所述摻混組合物含有少于5％的2，2，3-三甲基戊烷，和總的少于1％的2，2，3-三甲基丁烷和2，2，3-三甲基戊烷。
27.權(quán)利要求24或25的摻混組合物，所述摻混組合物包含如權(quán)利要求25或26中定義的作為組分(a)的至少10％的所述支鏈烴的至少一種單獨(dú)化合物和組分(g)，條件是(i)當(dāng)所述支鏈烴為三甲基戊烷時，所述摻混物總的含有10-65％的三甲基戊烷和至少10％的具有6或7個碳的烷烴，并且MON值為至少70，RON值為至少90，以及(ii)當(dāng)所述支鏈烴為具有9或10個碳的烷烴時，所述摻混物含有至少10％的具有6或7個碳的烷烴并且MON值為至少70和RON值為至少90。
28.一種MON值為至少81和RON值為至少91的無鉛摻混組合物，所述摻混組合物包含如權(quán)利要求25中定義的組分(a)和總量為至少20％的一種或多種精煉流的組分(b)，這樣所述摻混組合物包含總量為至少70％的飽和烴。
29.一種制備適合于生產(chǎn)汽油的至少具有二元組分的凈潔組合物的方法，所述方法包括分餾烷基化產(chǎn)物以制備沸點(diǎn)在90-106℃范圍內(nèi)至少一部分的第一切取餾分和沸點(diǎn)溫度低于所述第一切取餾分的第二切取餾分以及沸點(diǎn)溫度高于所述第一切取餾分的第三切取餾分，將所述第一切取餾分作為組分(a)與組分(g)摻混從而生成RON值至少為97和MON值至少為86的具有低燃燒排放的第一高辛烷值無鉛汽油組合物，所述組分(a)和(g)以及組合物如權(quán)利要求6-8、18-20、24-28中任一項(xiàng)定義，并且將所述第二和第三切取餾分作為組分(a)與所述組分(g)摻混從而制備RON值為至少92，MON值為至少80并且具有低燃燒排放的至少一種第二高辛烷值無鉛汽油組合物。
30.權(quán)利要求29的方法，其中所述組合物和汽油基本不含有機(jī)含氧化合物。
全文摘要
無鉛摻混組合物,以及含有它們的馬達(dá)法辛烷值(MON)值為至少80的配制汽油,所述配制汽油包括至少2%的組分(a)和至少5%的組分(g),其中所述組分(a)為至少一種MON值為至少90并且沸點(diǎn)為15－160℃的支鏈烷烴,或者M(jìn)ON值為至少85的主要為脂族烴的精煉流,所述流總量的至少70%為支鏈烷烴,所述流可以通過或通過蒸餾精煉材料,作為初沸點(diǎn)為至少15℃和終沸點(diǎn)至高為160℃的切取餾分獲得,所述沸點(diǎn)根據(jù)ASTMD2892進(jìn)行測量,而組分(g)為至少一種鏈烷烴、液態(tài)烴或其混合物,如沸點(diǎn)為60－160℃、尤其MON值為至少70和RON為至少90的芳烴化合物或烯烴,或者組分(g)為占所述摻混物至少20%的一種或多種精煉流。組分(a)降低了所述組合物或汽油的燃燒排放。
文檔編號C10L1/00GK1368999SQ0081135
公開日2002年9月11日 申請日期2000年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月11日
發(fā)明者A·Q·克拉克, P·霍瓦德, A·G·W·帕克 申請人:英國石油國際有限公司