特表 2019-537654 エンジンの燃焼を制御するための燃料組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2019-537654(P2019-537654A)

(43)【公表日】2019年12月26日

(54)【発明の名称】エンジンの燃焼を制御するための燃料組成物

(51)【国際特許分類】

   C10L 1/06 20060101AFI20191129BHJP

【ＦＩ】

   C10L1/06

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2019-525797(P2019-525797)

(86)(22)【出願日】2017年10月20日

(85)【翻訳文提出日】2019年7月11日

(86)【国際出願番号】US2017057612

(87)【国際公開番号】WO2018093530

(87)【国際公開日】20180524

(31)【優先権主張番号】62/422,085

(32)【優先日】2016年11月15日

(33)【優先権主張国】US

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(71)【出願人】

【識別番号】390023630

【氏名又は名称】エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＥＸＸＯＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100156085

【弁理士】

【氏名又は名称】新免 勝利

(74)【代理人】

【識別番号】100138885

【弁理士】

【氏名又は名称】福政 充睦

(72)【発明者】

【氏名】ユージーン・チェ

(72)【発明者】

【氏名】マシュー・ダブリュー・ボーランド

(72)【発明者】

【氏名】ジーシェン・ガオ

(72)【発明者】

【氏名】ルカ・サルビ

(72)【発明者】

【氏名】シャメル・マーチャント

(72)【発明者】

【氏名】ブルース・ダブリュー・クロウリー

(57)【要約】

火花点火エンジンおよび／または圧縮点火エンジンにおいて改善された燃焼特性（組成物のリサーチオクタン価に対して改善された燃焼特性）を有し得るナフサ沸点範囲組成物を提供する。この改善された燃焼特性は、直鎖プロピル基（Ｒ_１−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｒ_２）を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計量を制御することによって達成され得る。このような直鎖プロピル基に関して、Ｒ_２は、任意の都合のよいＣ_ｘＨ_ｙ基に相当することができ、これは、パラフィンまたはイソパラフィンにおいて現れ得るものである。Ｒ_１は、水素原子に相当することができ、直鎖プロピル基を、末端ｎ−プロピル基にするものである；または、Ｒ_１は、任意の都合のよいＣ_ｘＨ_ｙ基に相当することができ、パラフィンまたはイソパラフィンにおいて現れ得るものである。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

約８０〜約１１０のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）を有するナフサ沸点範囲燃料組成物であって、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンを含み、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンは、直鎖プロピル基を含み、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％が、燃料組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１５１．８）よりも大きい、燃料組成物。

【請求項2】

少なくとも約１０℃のＴ５蒸留点および約２３３℃以下のＴ９５蒸留点を有する、請求項１に記載の燃料組成物。

【請求項3】

約８２〜約９８のＲＯＮを有する、請求項１または２に記載の燃料組成物。

【請求項4】

約８８〜約１０１のＲＯＮを有する、請求項１または２に記載の燃料組成物。

【請求項5】

燃料組成物の感度（ＲＯＮ−ＭＯＮ）が、約５．０〜約１８．０である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料組成物。

【請求項6】

ナフサ沸点範囲組成物の製造方法であって、
第１のナフサ沸点範囲組成物に改質剤組成物を添加することによって、改質ナフサ沸点範囲組成物を形成することを含み、第１のナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約７５のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）を有し、改質ナフサ沸点範囲組成物は、約７５〜約１１０のＲＯＮを有し、
改質ナフサ沸点範囲組成物の点火遅れは、第１のナフサ沸点範囲組成物の点火遅れよりも、少なくとも１．０ミリ秒大きく、
第１のナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、第１のナフサ沸点範囲組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１４７．８）未満であり、
改質ナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、改質ナフサ沸点範囲組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１４７．８）よりも大きい、
方法。

【請求項7】

改質ナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１５１．８）よりも大きい、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

改質ナフサ沸点範囲組成物のＲＯＮは、第１のナフサ沸点範囲組成物のＲＯＮと比べて、５．０以下異なる、請求項６または７に記載の方法。

【請求項9】

第１のナフサ沸点範囲組成物は、約８２〜約９８のＲＯＮを有する；または
改質ナフサ沸点範囲組成物は、約８２〜約９８のＲＯＮを有する；または
その組合せ
である、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

第１のナフサ沸点範囲組成物は、約８８〜約１０１のＲＯＮを有する；または
改質ナフサ沸点範囲組成物は、約８８〜約１０１のＲＯＮを有する；または
その組合せ
である、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

改質ナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約５重量％のナフテンを含む；または
改質ナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約５重量％の芳香族を含む；または
その組合せ
である、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

第１のナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約１０℃のＴ５蒸留点および約２３３℃以下のＴ９５蒸留点を有する、または
改質ナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約１０℃のＴ５蒸留点および約２３３℃以下のＴ９５蒸留点を有する、または
その組合せ
である、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

点火遅れは、ＡＳＴＭ Ｄ７６６８に記載の方法に従って、５９６℃での一定体積燃焼の間に形成されるｄＰ／ｄｔ曲線における初期局所最大として定義される、請求項６〜１２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

請求項６〜１３のいずれか１項に従って製造される、改質ナフサ沸点範囲組成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（分野）
改善された点火特性を有する燃料組成物、およびそのような燃料組成物の製造方法が提供される。

【背景技術】

【0002】

（背景）
燃焼の開始が燃焼室中への火花（又はスパーク）の導入によって実質的に制御されるように、十分な点火遅れ（又はイグニッション・ディレイ（ignition delay））をもたらす燃料を用いて作動させた場合、火花点火エンジン（又はスパーク・イグニッション・エンジン（spark ignition engine））は改善された（又は向上した）作動を有することが可能である。エンジンに対して十分な点火遅れを有さない燃料は、エンジン内での「ノッキング（knocking）」を引き起こす可能性があり、その場合、エンジン内の燃焼の少なくとも一部は、燃焼室中への火花の導入に依存しない。

【0003】

従来から、火花点火エンジン（又はスパーク・イグニッション・エンジン）用の燃料は、オクタン価（又はオクタン・レーティング（octane rating））の使用に基づいて特徴づけられている（又はキャラクテリゼーション）。燃料のオクタン価を特徴づけるための一般的な方法は、組成物のリサーチオクタン価（又はリサーチ・オクタン・ナンバー（Research Octane Number））（ＲＯＮ）およびモーターオクタン価（又はモーター・オクタン・ナンバー（Motor Octane Number））（ＭＯＮ）の平均（ＲＯＮ＋ＭＯＮ／２）を使用することである。この種類のオクタン価は、従来の火花点火エンジンを作動させる際の「ノッキング」挙動の可能性を決定するために使用することが可能である。

【0004】

火花点火エンジン用燃料の別の種類の特徴（又はキャラクテリゼーション）の決定は、（ＲＯＮ−ＭＯＮ）として定義される燃料の感度（又はセンシティビティ（sensitivity））である。所与のＲＯＮ値においてより長い点火遅れ（又はイグニッション・ディレイ）を有する燃料を選択するためのいくつかの従来方法は、より低い感度の値を有する燃料の選択を伴うものであった。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

（要旨）
種々の態様において、ナフサ沸点範囲燃料組成物が提供される。当該燃料組成物は、少なくとも約８０のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）を有することが可能であり、そして、ナフサ沸点範囲燃料組成物の全重量に基づいて、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンのある（特定の）合計重量％（又は総重量％（combined wt%））を含むことが可能である。いくつかの態様において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１３５．６）未満であることが可能である。他の態様において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１５１．８）よりも大きいことが可能である。任意選択的に、燃料組成物は、少なくとも約１０℃のＴ５蒸留点および約２３３℃以下のＴ９５蒸留点を有する。任意選択的に、燃料組成物は、約８０〜約９９、または約７５〜約１０５、または約８８〜約１０１のＲＯＮを有することが可能である。任意選択的に、燃料組成物は、約５．０〜約１２．０、または約８．０〜約１８．０、または約５．０〜約１０．０の感度（又はセンシティビティ（sensitivity））（ＲＯＮ−ＭＯＮ）を有することが可能である。

【0006】

種々の態様において、ナフサ沸点範囲組成物の製造方法が提供される。当該方法は、第１のナフサ沸点範囲組成物に改質剤組成物を添加することによって、改質ナフサ沸点範囲組成物を形成することを含むことが可能であり、第１のナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約８０のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）を有する。任意選択的に、改質ナフサ沸点範囲組成物は、第１のナフサ沸点範囲組成物のＲＯＮと比べて、５．０以下（または３．０以下、または１．０以下）（だけ）異なるＲＯＮを有することが可能である。任意選択的に、改質ナフサ沸点範囲組成物の点火遅れは、第１のナフサ沸点範囲組成物の点火遅れよりも、少なくとも１．０ミリ秒（だけ）大きい（又は長い）ことが可能である。いくつかの態様において、第１のナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１３９．６）よりも大きいことが可能であり、そして、改質ナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１３９．６）未満、または（−１．２７３×ＲＯＮ＋１３５．６）未満であることが可能である。他の態様において、第１のナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１４７．８）未満であることが可能であり、そして、改質ナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１４７．８）よりも大きいことが可能であるか、または（−１．２７３×ＲＯＮ＋１５１．８）よりも大きいことが可能である。任意選択的に、第１のナフサ沸点範囲組成物は、約８０〜約９９、または約８２〜約９８、または約８４〜約９６のＲＯＮを有することが可能である。さらに、または代わりに、改質ナフサ沸点範囲組成物は、任意選択的に、約７５〜約１０５、または約８８〜約１０１のＲＯＮを有することが可能である。任意選択的に、第１のナフサ沸点範囲組成物および／または改質ナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約１０℃のＴ５蒸留点および約２３３℃以下のＴ９５蒸留点、または少なくとも約１５℃のＴ５および約２１５℃以下のＴ９５、または少なくとも約１５℃のＴ５および約２０４℃以下のＴ９５を有することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】イソオクタンに関して、ＡＳＴＭ Ｄ７６６８に従って点火遅れを決定するための圧力対時間曲線を示す。

【図2】イソオクタンに関して、初期放熱に基づいて点火遅れを決定するためのｄＰ／ｄｔ曲線を示す。

【図3】種々の燃料組成物に関して、リサーチオクタン価と、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量との間の相互関係を示す。

【図4】種々の燃料組成物に関して、リサーチオクタン価と、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量との間の相互関係を示す。

【図5】種々の燃料組成物に関して、リサーチオクタン価と、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量との間の相互関係を示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（詳細な説明）
（概要）
いくつかの態様において、火花点火エンジンにおいて改善された（又は向上した）燃焼特性（又はコンバスション・プロパティ（combustion properties））（組成物のリサーチオクタン価に対して改善された燃焼特性）を有し得るナフサ沸点範囲組成物（又はナフサ・ボイリング・レンジ・コンポジション（naphtha boiling range composition））を提供する。他の態様において、圧縮点火エンジン（又はコンプレッション・イグニッション・エンジン（compression ignition engine））において、改善された（又は向上した）燃焼特性（組成物のリサーチオクタン価に対して改善された燃焼特性）を有し得るナフサ沸点範囲組成物を提供する。両種のナフサ沸点範囲組成物に関する改善された（又は向上した）燃焼特性は、直鎖プロピル基（Ｒ_１−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｒ_２）を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計量（又は総合計量（total combined amount））を制御（又は調整又は調節又はコントロール（control））することによって達成され得る。このような直鎖プロピル基に関して、Ｒ_２は、任意の都合のよいＣ_ｘＨ_ｙ基に相当（又は対応）することができ、これは、パラフィンまたはイソパラフィンにおいて現れ（存在し）得るものである。Ｒ_１は、水素原子に相当（又は対応）することができ、これは、直鎖プロピル基を末端ｎ−プロピル基にするものである；または、Ｒ_１は、任意の都合のよいＣ_ｘＨ_ｙ基に相当（又は対応）することができ、これは、パラフィンまたはイソパラフィンにおいて現れ（存在し）得るものである。

【0009】

組成物のオクタン価を特徴づけるための一般的な方法は、組成物のリサーチオクタン価（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｃｔａｎｅ Ｎｕｍｂｅｒ）（ＲＯＮ）およびモーターオクタン価（Ｍｏｔｏｒ Ｏｃｔａｎｅ Ｎｕｍｂｅｒ）（ＭＯＮ）の平均を使用することである。この種類のオクタン価は、従来の火花点火エンジンの作動時の「ノッキング」挙動の可能性を決定するために使用することができる。本明細書および以下の請求の範囲において、オクタン価は、（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２として定義される。ここで、ＲＯＮはリサーチオクタン価であり、かつＭＯＮはモーターオクタン価である。リサーチオクタン価（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｃｔａｎｅ Ｎｕｍｂｅｒ）（ＲＯＮ）は、ＡＳＴＭ Ｄ２６９９に従って決定される。モーターオクタン価（Ｍｏｔｏｒ Ｏｃｔａｎｅ Ｎｕｍｂｅｒ）（ＭＯＮ）は、ＡＳＴＭ Ｄ２７００に従って決定される。

【0010】

ナフサ沸点範囲組成物のこの種類の特徴決定は、従来の火花点火エンジンのためには適切であるが、所与のリサーチオクタン価において改善されたノック抵抗を有するナフサ沸点範囲燃料組成物を識別するためには、別の特徴決定法が有価となる可能性があることが予想外に見出された。特に、別の特徴決定法は、組成物のリサーチオクタン価に対して予想外に長い点火遅れを有するナフサ沸点範囲燃料組成物の識別を可能にする。そのような増加したノック抵抗を有するナフサ沸点範囲組成物は、例えば、典型的な火花点火エンジンよりも高温および／または高圧において作動させる火花点火エンジンにおける使用に有利となる可能性がある。ターボチャージ火花点火エンジンおよび小型化火花点火エンジンは、従来の火花点火エンジンより高温および／または高圧において作動させることが可能である火花点火エンジンの例である。さらに、別の特徴決定法は、リサーチオクタン価に対して減少された、または最小化された点火遅れを有するナフサ沸点範囲燃料組成物を識別するために使用することも可能である。そのようなナフサ沸点範囲組成物は、圧縮点火に基づいて作動させる先進的燃焼エンジンにおける使用に有利となる可能性がある。先進的燃焼エンジンの例としては、限定されないが、予混合圧縮点火（ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ ｃｈａｒｇｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｇｎｉｔｉｏｎ）（ＨＣＣＩ）エンジンおよび予混合気圧縮点火（ｐｒｅ−ｍｉｘｅｄ ｃｈａｒｇｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｇｎｉｔｉｏｎ）（ＰＣＣＩ）エンジンが挙げられる。

【0011】

内部燃焼エンジンは、典型的に、２種のエンジンの１種に相当するものとして特徴決定することが可能である。火花点火内部燃焼エンジンにおいて、燃料および空気の混合物は、圧縮のみに基づく空気／燃料混合物の点火または燃焼を引き起こすことなく圧縮される。次いで、火花は、所望のタイミングにおいて燃焼を開始するために、空気燃料混合物中に導入される。火花点火内部燃焼エンジンにおいて使用するための燃料は、しばしば、オクタン価に基づいて特徴決定される。オクタン価は、圧縮のみに基づいた燃焼に抵抗する燃料の能力の基準である。オクタン価は、所与の燃料による使用に対して、いずれの種類のエンジンタイミングが適切であり得るかを示すため、火花点火エンジンに関する有価な情報である。

【0012】

典型的な他の種類のエンジンは、圧縮点火エンジンである。圧縮点火において、空気および燃料の混合物は、圧縮されたシリンダー中に供給される。十分量の圧縮が生じると、空気および燃料の混合物は燃焼する。このような燃焼は、空気／燃料混合物を点火するために別個の火花を導入することを必要とせずに生じる。圧縮点火エンジン用の燃料は、セタン価に基づいて特徴決定されることが可能である。セタン価は、燃料がいかに迅速に点火するかを示す基準である。ほとんどの従来の圧縮点火エンジンは、燃料として灯油および／またはディーゼル沸点範囲組成物を使用する。しかしながら、ＨＣＣＩおよびＰＣＣＩエンジンなどの、いくつかの圧縮点火エンジンでは、燃料としてナフサ沸点範囲組成物を使用することが可能である。

【0013】

オクタン価（又はオクタン・レーティング（octane rating））（ＲＯＮなど）や、セタン価（又はセタン・レーティング（cetane rating））またはセタン価（又はセタン・ナンバー（cetane number））は、両方とも燃料組成物の点火遅れのいくつかの指標を提供することが可能な値である。オクタン価は、典型的に、点火遅れの増加が望ましい火花点火エンジンに関して使用される。燃焼プロセスのピークがエンジンのストロークサイクルに対して望ましいか、または最適である瞬間に生じない場合、火花点火において「ノッキング」が生じる。典型的に、これは、火花および／または火花によって開始される燃焼前線に遭遇する前の一部の燃料／空気混合物燃焼によるものである可能性がある。増加した点火遅れを有する燃料組成物は、火花点火エンジンにおいて使用される場合、増加したノック抵抗を有する燃料組成物に相当することが可能である。セタン価は、典型的に、減少した点火遅れが有利となる可能性のある圧縮点火エンジンに使用される。圧縮点火において、温度および圧力の十分な組合せが圧縮ストロークの間、燃料室中に存在する場合、燃料／空気混合物は燃焼する。減少した点火遅れを有する燃料組成物は、温度およびと圧力のそれほど重度ではない組合せの下で点火することが可能である。

【0014】

ＲＯＮは、典型的に、ナフサ沸点範囲燃料組成物を特徴決定するために使用されるが、ＲＯＮは、燃料組成物の点火遅れと部分的にのみ関連づけられることが発見されている。ＲＯＮおよびＭＯＮの平均も、部分的にのみ関連づけられる。結果として、燃料のノック抵抗および／または点火遅れは、ＲＯＮに基づいて十分に特徴決定されない。さらに予想外であることに、点火遅れとの改善された関連性は、直鎖プロピル基を有する組成物中のｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量パーセントと組み合わせて、ＲＯＮを使用することに基づいて提供されることが可能であることが発見された。

【0015】

火花点火エンジンにおける使用が意図された燃料に関して、予想外であることに、方程式（１）を満たす燃料組成物が、燃料組成物のＲＯＮに対して増加したノック抵抗（および／または増加した点火遅れ）を提供することが可能であることが発見された。
（１）直鎖プロピル基を有する（ｎ−パラフィン＋イソパラフィン）の重量％＜−１．２７３×ＲＯＮ＋１３５．６

【0016】

方程式（１）における重量％は、（ナフサ沸点範囲）燃料組成物の全重量に基づくものである。いくつかの態様において、方程式（１）における関係は、いずれの都合のよいＲＯＮおよび／またはいずれの都合のよい（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２の値を有するナフサ沸点範囲組成物／燃料組成物に関しても満たされることが可能である。特に、方程式（１）における関係は、約８０〜約１０５、または約８０〜約１０１、または約８０〜９９、または約８８〜約１０１のＲＯＮを有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。他の態様において、方程式（１）における関係は、１０１以下、または１００以下、または９９以下、または９８以下、または９７以下、または９６以下、または９５以下、および／または少なくとも８０、または少なくとも８２、または少なくとも８４、または少なくとも８５、または少なくとも８６、または少なくとも８７、または少なくとも８８のＲＯＮを有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。特に、方程式（１）における関係は、約８８〜約１０１、または約８０〜約１０１、または約８２〜約１００、または約８４〜約９８のＲＯＮを有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。さらに、あるいは代わりに、方程式（１）における関係は、９９以下、または９８以下、または９７以下、または９６以下、または９５以下、および／または少なくとも８０、または少なくとも８２、または少なくとも８４、または少なくとも８５、または少なくとも８６、または少なくとも８７、または少なくとも８８の（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２の値を有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。特に、方程式（１）における関係は、約８０〜約９９、または約８２〜約９８、または約８４〜約９６の（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２の値を有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。

【0017】

いくつかの別の態様において、火花点火エンジン用のナフサ沸点範囲燃料組成物に関して、より詳細な規格を提供することが可能である。そのような別の態様において、（ナフサ沸点範囲組成物／燃料組成物の全重量に対する重量％に基づく）一連の不等式は、組成物のＲＯＮ値次第で使用可能である。一連の不等式は表１に明示される。この一連の不等式によって定義される形状は図４に示される。表１によって明示される形状は、一般に、ＲＯＮが増加すると、直鎖プロピル基を有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンのより低い重量％が導かれるが、９７．９〜９９．５のＲＯＮ値に関して、重量％は、ＲＯＮが増加すると一時的に増加することに留意されたい。

【0018】

【表1】

【0019】

圧縮点火エンジンにおける使用が意図された燃料に関して、予想外であることに、方程式（２）を満たす燃料組成物が、燃料組成物のＲＯＮに対して減少した点火遅れを提供することが可能であることが発見された。
（２）直鎖プロピル基を有する（ｎ−パラフィン＋イソパラフィン）の重量％＞−１．２７３×ＲＯＮ＋１５１．８

【0020】

方程式（２）において、重量％は、ナフサ沸点範囲組成物／燃料組成物の全重量に基づくものである。いくつかの態様において、方程式（２）における関係は、いずれの都合のよいＲＯＮおよび／またはいずれの都合のよい（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２の値を有する燃料組成物に関しても満たされることが可能である。特に、方程式（２）における関係は、約７５〜約１１０、または約７８〜約１０５、または約８０〜１００、または約８８〜約１０１のＲＯＮを有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。他の態様において、方程式（２）における関係は、９９以下、または９８以下、または９７以下、または９６以下、または９５以下、および／または少なくとも７５、または少なくとも７７、または少なくとも７８、または少なくとも８０、または少なくとも８２、または少なくとも８４、または少なくとも８５、または少なくとも８６、または少なくとも８７、または少なくとも８８のＲＯＮを有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。特に、方程式（２）における関係は、約８０〜約９９、または約７８〜約９８、または約７５〜約９６のＲＯＮを有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。さらに、あるいは代わりに、方程式（２）における関係は、９９以下、または９８以下、または９７以下、または９６以下、または９５以下、および／または少なくとも７５、または少なくとも７７、または少なくとも７８、または少なくとも８０、または少なくとも８２、または少なくとも８４、または少なくとも８５、または少なくとも８６、または少なくとも８７、または少なくとも８８の（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２の値を有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。特に、方程式（２）における関係は、約８０〜約９９、または約７８〜約９８、または約７５〜約９６の（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２の値を有する燃料組成物に関して満たされることが可能である。

【0021】

いくつかの別の態様において、圧縮点火エンジン用のナフサ沸点範囲燃料組成物に関して、より詳細な規格を提供することが可能である。そのような別の態様において、（ナフサ沸点範囲組成物／燃料組成物の全重量に対する重量％に基づく）一連の不等式は、組成物のＲＯＮ値次第で使用可能である。一連の不等式は表２に明示される。この一連の不等式によって定義される形状は図４に示される。表２によって明示される形状は、一般に、ＲＯＮが増加すると、直鎖プロピル基を有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンのより低い重量％が導かれるが、８８．３〜８９．４のＲＯＮ値に関して、重量％は、ＲＯＮが増加すると一時的に増加することに留意されたい。

【0022】

【表2】

【0023】

また、燃料組成物の感度は、燃料組成物のＭＯＮとＲＯＮとの間の差に基づいて定義される。いくつかの態様において、燃料組成物の感度は、約１８．０未満、または約１５．０未満、または約１２．０未満、または約１０．０未満、または約９．０未満であることが可能である。他の態様において、感度は、少なくとも約２．０、または少なくとも約５．０、または少なくとも約６．０、または少なくとも約７．０、または少なくとも約８．０であることが可能である。特に、感度は、約５．０〜約１５．０、または約８．０〜約１８．０、または約５．０〜約１２．０、または約５．０〜約１０．０であることが可能である。

【0024】

任意選択的に、方程式（１）または方程式（２）のいずれかを満たす燃料組成物は、少なくとも５重量％のナフテン、または少なくとも１０重量％のナフテンを含むことが可能であるか；あるいは方程式（１）または方程式（２）のいずれかを満たす燃料組成物は、少なくとも５重量％の芳香族、または少なくとも１０重量％の芳香族を含むことが可能であるか；あるいはその組合せである。本明細書および以下の請求の範囲において、ナフテンおよび／または芳香族の量は、ＡＳＴＭ Ｄ５４４３に従って決定することができる。

【0025】

本明細書において、ナフサ沸点範囲は、約５０°Ｆ（約１０℃、ペンタン異性体の最低沸点にほぼ相当する）〜４５０°Ｆ（約２３３℃）として定義される。実務的な理由のため、炭化水素のような留分の分留（または他の沸点ベースの分離）の間、本明細書に記載の方法に従って形成された燃料留分は、上記値に相当する初期／最終沸点を有することとは対照的に、上記値に相当するＴ５またはＴ９５蒸留点を有し得ることに留意すべきである。ナフサ沸点範囲未満の沸点を有する化合物（Ｃ_４−）をライトエンドと呼ぶことができる。いくつかの態様において、ナフサ沸点範囲燃料組成物は、約４１９°Ｆ（約２１５℃）、または約４００°Ｆ（約２０４℃）未満、または約３８０°Ｆ（約１９３℃）未満、または約３６０°Ｆ（約１８２℃）未満の最終沸点および／またはＴ９５蒸留点などのより低い最終沸点および／またはＴ９５蒸留点を有することが可能である。任意選択的に、ナフサ沸点範囲燃料組成物は、少なくとも約１５℃、または少なくとも約２０℃、または少なくとも約３０℃のＴ５蒸留点などのより高いＴ５蒸留点を有することが可能である。特に、ナフサ沸点範囲燃料組成物は、少なくとも約１０℃のＴ５および約２３３℃未満のＴ９５；または少なくとも約１５℃のＴ５および約２１５℃未満のＴ９５；または少なくとも約１５℃のＴ５および約２０４℃未満のＴ９５に相当するＴ５〜Ｔ９５蒸留点を有することが可能である。本明細書および以下の請求の範囲において、沸点（分留重量沸点を含む）を決定するためにＡＳＴＭ Ｄ２８８７が使用されるべきである。

【0026】

以下の請求の範囲において、他に指定されない限り、全ての重量％値は、ナフサ沸点範囲組成物／燃料組成物の全重量に対する重量％に相当する。

【0027】

点火遅れの決定：オクタン価および組成分析
従来から、燃料の点火遅れおよび／またはノッキング抵抗は、リサーチオクタン価（ＲＯＮ）、またはリサーチオクタン価およびモーターオクタン価（ＭＯＮ）の平均などの燃料のオクタン価と関連づけられると考えられている。予想外であることに、点火遅れに関する優秀な相関特性は、ＲＯＮと組成分析とを、特に、直鎖プロピル基を有する組成物中の化合物の重量％とを組み合わせることによって提供することができることが決定された。

【0028】

本明細書において、点火遅れは、Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴｅｘａｓのＰＡＣ，ＬＰから入手可能であるＣｅｔａｎｅ ＩＤ ５１０一定体積燃焼室を使用して決定された。簡単に、潜在的な燃料組成物の試験の間、規定圧力において燃焼室に空気を充てんすることができる。次いで、燃料室中の空気を、試験のための所望の設定点温度まで加熱することができる。燃料が燃料室中に導入されるまで、燃料室を実質的に一定温度／一定圧力に保持することができる。次いで、注入のための所望の燃料量に相当する時間量などの、あらかじめ決められた時間量で、燃料を燃料室中に注入することができる。燃料の注入後、分析器によって、時間の関数として圧力を測定することができる。注入の間に燃焼が開始することは可能であるが、典型的に、燃料の注入完了後まで燃焼は開始しない。

【0029】

本明細書において、５９６℃〜６４０℃において種々の試料に対して点火遅れが決定された。通常、点火遅れは、ＡＳＴＭ Ｄ７６６８の方法に基づいて算出することができる。しかしながら、ＡＳＴＭ Ｄ７６６８の点火遅れは、圧力が、注入時の圧力より０．０２Ｍｐａ高くなるまで増加するのに必要な時間に基づく点火遅れを決定するためのものである。この種類の点火遅れは、ディーゼルエンジン中の燃料特性の特徴決定に関する。火花点火エンジンに関して、より適切な基準は、ｄＰ／ｄｔ曲線における初期最大に達することに関する遅れに相当する、初期放熱点火遅れであることが可能である。以下の請求の範囲において、「点火遅れ」という記載は、ｄＰ／ｄｔ曲線における初期局所最大によって決定される初期放熱に対するこのような点火遅れを意味する。ｄＰ／ｄｔ曲線の所望の特徴が局所最大であるため、ｄＰ／ｄｔ曲線と関連する単位は、いずれかの都合のよい単位であることが可能である。都合のよい単位は、ＭＰａでの圧力およびミリ秒での時間を使用することであることが可能である。

【0030】

ＡＳＴＭ Ｄ７６６８における点火遅れと、本明細書で使用された、測定された点火遅れとの間の差をさらに説明するために、図１に、Ｃｅｔａｎｅ ＩＤ ５１０を使用して決定されたイソオクタンの典型的な圧力対時間曲線の例を示す。図１中の曲線は、約６００℃の温度において生じ、そして６００℃におけるイソオクタンの圧力対時間曲線を表す。図１において圧力がバールで示されることに留意されたいが、１バール＝０．１ＭＰａであることは理解される。ＡＳＴＭ Ｄ７６６８の方法において、点火遅れは、圧力が、注入圧力より０．０２Ｍｐａ（０．２バール）高くなるまで増加するのに必要な時間として算出されるであろう。図１に示されるように、圧力が、注入圧力より０．０２Ｍｐａ高くなるまで増加する前に、圧力のわずかな増加がしばしば起こる。ＡＳＴＭ Ｄ７６６８の方法では、６００℃においてイソオクタンに関して算出された点火遅れは、１５回の注入実行における平均点火遅れに基づき、９．１８ミリ秒であった。

【0031】

ＡＳＴＭ Ｄ７６６８の方法とは対照的に、本明細書に報告される点火遅れは、圧力対時間の導関数における初期最大を表す初期放熱に関する点火遅れに相当し、これは、ｄＰ／ｄｔ曲線の局所最大と呼ぶこともできる。図２は、１５回のイソオクタン注入実行に関する平均ｄＰ／ｄｔ曲線の一部を示す。図１に関して、１５回のイソオクタン注入実行に関する圧力はバールで測定され、そして時間はミリ秒で測定された。図２に示された曲線は、０〜２５ミリ秒の時間に相当する。図２に基づき、初期放熱に関する点火遅れは９．０６ミリ秒である。点火遅れを決定するための２つの別個の方法によって、イソオクタンに関しては同様の値が提供されるが、ナフサ沸点範囲試料のいくつかの種類に関しては、点火遅れを決定するための別個の方法によって、有意に異なる値が導かれる可能性がある。

【0032】

表３に、種々のナフサ沸点範囲組成物に関する様々な組成および特徴データを示す。表３には、オクタン価データ、ならびにそれぞれの組成物中の直鎖プロピル基を有する化合物の含有量と関連する組成データが含まれる。それぞれの組成物に関して、表３には、ＲＯＮ、ＭＯＮ、ＡＫＩ（［ＲＯＮ＋ＭＯＮ］／２として算出される）、感度（ＲＯＮ−ＭＯＮとして算出される）、直鎖プロピル基を有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量パーセント、ならびに上記の燃焼の間の初期放熱時間を使用する点火遅れの定義に基づく（５９６℃および６４０℃における）２つの測定された点火遅れ値が含まれる。表３のＣ_３＋濃度値は、表３に列挙されたそれぞれのナフサ沸点範囲組成物において実行された測定に基づいて得られたものである。

【0033】

【表3】

【0034】

表３中の最初の３列は、約９０のＲＯＮを有する燃料組成物に相当する。表３中の第１列は、１０重量％のエタノールを含有するレギュラー無鉛燃料のデータに相当する。（表３中の全ての重量％は、燃料の全重量に対する重量％に相当する。）第２列および第３列は、２０重量％〜４０重量％のメチルシクロペンタンと組み合わせたレギュラー無鉛燃料の混合物に相当する（すなわち、最終組成物は、８０重量％の無鉛／２０重量％のメチルシクロペンタン、または６０重量％の無鉛／４０重量％のメチルシクロペンタンである）。メチルシクロペンタンが約９０のＲＯＮを有し、かつシクロアルカンである（したがって、直鎖プロピル基を有するｎ−パラフィンまたはイソパラフィンではない）ことは留意されるべきである。結果として、表３の最初の３列に相当する組成物は、それぞれ、約９０のＲＯＮ値、約８１のＭＯＮ値および約８５または８６のＡＫＩ値を有する。

【0035】

表３中の３つの組成物の第２の群は、１０重量％のエタノールを含有するプレミアム無鉛燃料に相当する。レギュラー無鉛組成物と同様に、第１の組成物は、プレミアム無鉛燃料のみに相当し、第２の組成物は、プレミアム無鉛燃料およびメチルシクロペンタンの８０重量％：２０重量％混合物に相当し、そして第３の組成物は、プレミアム無鉛燃料およびメチルシクロペンタンの６０重量％：４０重量％混合物に相当する。表３に示されるように、プレミアム無鉛燃料のより高いＲＯＮ値のため、メチルシクロペンタンの添加によって混合物のＲＯＮ値が減少する。

【0036】

表３のデータは、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計数をどの程度減少させるかによって、増加した点火遅れを導くことができるのかを示す。組成物のＲＯＮ値がほぼ一定である表３の最初の３列に関して、メチルシクロペンタンの添加量を増加させることによって、両点火遅れ温度において、増加した点火遅れを有するレギュラー無鉛燃料組成物が得られる。従来のオクタン試験（ＲＯＮ、ＭＯＮおよび／またはＡＫＩ）では、３つの燃料組成物に関して点火遅れは実質的に同様であることが示唆されるが、４０重量％のメチルシクロペンタンを含むレギュラー無鉛燃料混合物に関して、点火遅れは、レギュラー無鉛燃料単独の場合と比較して、両点火遅れ温度において少なくとも３０％増加している。これは、所与のＲＯＮにおいて直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計濃度を制御することによって、ナフサ沸点範囲組成物の点火遅れおよび／またはノック抵抗の改善された制御を提供することができるという発見の予想外の特性を実証する。表３の第２の３列は、類似の結果を示す。特に、プレミアム無鉛燃料へのメチルシクロペンタンの添加が、より低いＲＯＮ値をもたらすが、メチルシクロペンタンを含む混合物は、予想外により長い点火遅れを有する。従来は、より低いＲＯＮ値がより低い点火遅れと関連することが予想されていた。

【0037】

改善された火花点火および圧縮点火燃料
上記の表３は、ＲＯＮと、直鎖プロピル基を有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量との組合せを使用することによって、ＲＯＮおよび／またはＭＯＮに基づく予測と比較して、燃料の点火遅れを予測する優れた方法が提供可能であることを実証する。驚くべきことに、従来の火花点火燃料組成物は、ＲＯＮと、直鎖プロピル基を有する化合物の含有量とに基づき、特性上同様であると特徴決定することができることも決定された。

【0038】

米国における多数の商用の無鉛ガソリン中の直鎖プロピル基（Ｒ_１−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｒ_２）を含有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの分布は、２００９年にウェブドメイン「ＩＰ．ｃｏｍ」において発表された詳細な化学組成から決定された。このデータは、２００８年１月〜７月に収集された５９０種のランダムに選択された無鉛ガソリン試料における組成分析および標準燃料特性からなった。データのサブセットは、石油会社の合弁企業が後援する、Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅの毎月の燃料品質のガソリン調査からであった。５９０種のガソリン試料の組成分析の結果は、ＩＰＣＯＭ０００１８６４４５Ｄ〜ＩＰＣＯＭ０００１８７３６０ＤのＩＰ．ｃｏｍ発行番号として発表された。平均的な特性および組成のデータ要約は、発行番号ＩＰＣＯＭ０００１８６４４４Ｄで発表された。データの記載は、発行番号ＩＰＣＯＭ０００１８６４４３Ｄで発表された。それぞれのガソリン試料に関して、発表されたファイルには、最高６１０種の個々の化合物を識別する、ＡＳＴＭ Ｄ６７２９−０４の１００メートルキャピラリー高解像度ガスクロマトグラフィーによる火花点火エンジン中の個々の成分の決定のための標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ Ｓｐａｒｋ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ Ｆｕｅｌｓ ｂｙ １００ Ｍｅｔｅｒ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｇａｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）からの組成分析が含まれる。識別される個々の化合物に基づき、Ｒ_１−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｒ_２基を含有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィン化合物が決定され、そして化合物の重量％が合計され、それぞれの燃料中のＲ_１−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｒ_２基を有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの全重量％が決定された。次いで、全５９０種のガソリン試料に関して、Ｒ_１−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｒ_２基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィン化合物の重量％に対するＲＯＮの散布図を作成した。ｎ−パラフィンおよびイソパラフィン中の直鎖プロピル基の合計重量％に対するＲＯＮの散布図を図３に示す。５９０種のガソリン試料は、図３中の小さい点に相当する。図３には、表３に提供された燃料組成物も示されており、これは、正方形で示されている。図３に示されるように、表３の第２列、第３列、第５列および第６列からの組成物は、枠の底縁部より下に位置する。第５列からの組成物も、枠の底縁部に近いことに留意されたい。

【0039】

図３に示される散布図に基づき、驚くべきことに、無鉛燃料組成物が、ＲＯＮと、末端プロピル基を有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％との間の関係に関して互いに非常に類似しているということが発見された。図３に示されるように、全ての無鉛燃料組成物が図３に示される枠の内部に存在する。図３の枠の底部線１３１は、上記方程式（１）に相当する。図３の枠の底部線１３１より下に位置する直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量を有する組成物は、予想外であることに、ＲＯＮ値に対して長い点火遅れを有することが可能である。表３の第２列、第３列、第５列および第６列の組成物は、図３の枠の底部線より下に位置する組成物を表す。そのような組成物は、火花点火エンジンでの使用に有利となる可能性がある。同様に、図３の枠の上部線１３３は、上記方程式（２）に相当する。図３の枠の上部線１３３より上に位置する直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量を有する組成物は、予想外であることに、ＲＯＮ値に対して短い点火遅れを有することが可能である。そのような組成物は、圧縮点火エンジンでの使用に有利となる可能性がある。

【0040】

方程式（１）および（２）は、図３に示されるように、直鎖プロピル基を有するパラフィンの従来の量を有する燃料組成物を定義するための１つの選択肢を提供する。図４は、そのような燃料組成物を定義するための別の選択肢を提供する。図４において、図３で示される枠に加えて、商用の燃料組成物に対して第２の不規則な境界形状が示される。この第２の不規則な境界形状は、表１（形状の底部部分）および表２（形状の上部部分）に明示された組成範囲に相当する。

【0041】

図３の枠は、ガソリンのランダムな選択からの５９０種の従来の燃料組成物の全てを含むが、燃料組成物の大多数は、実際に枠の中心付近に位置することに留意すべきである。図５には、図３からのデータ点および枠が示されるが、より小さい枠を画定するための２つの追加的な線が加えられている。追加された底部線１７１および追加された上部線１７３は、従来のガソリン組成物の約９０％を含む枠を画定する。より小さい枠の底部線１７１は、方程式（３）に相当し、より小さい枠の上部線１７３は、方程式（４）に相当する。
（３）直鎖プロピル基を有する（ｎ−パラフィン＋イソパラフィン）の重量％＜−１．２７３×ＲＯＮ＋１３９．６
（４）直鎖プロピル基を有する（ｎ−パラフィン＋イソパラフィン）の重量％＞−１．２７３×ＲＯＮ＋１４７．８

【0042】

方程式（３）および（４）において、重量％は、（ナフサ沸点範囲）燃料組成物の全重量に基づくものである。方程式（３）は、約８０〜約１０５のＲＯＮ値に対して使用されることが可能である方程式（１）とは対照的に、約７５〜約１０９、または約８０〜約１０９のＲＯＮ値に対して使用されることが可能であることに留意すべきである。方程式（４）は、約７５〜約１１０、または約８０〜約１１０、または約７５〜約１０５、または約８０〜約１０５のＲＯＮ値に対して使用されることが可能であることに留意すべきである。いくつかの態様において、燃料組成物のＲＯＮに対して増加した点火遅れを有する燃料組成物は、初期燃料組成物と、組成物の所望のＲＯＮ値を維持しながら、燃料組成物中の直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量を減少させることが可能である１種またはそれ以上の改質剤組成物とを混合することによって形成することが可能である。直鎖プロピル基を含むパラフィンおよび／またはイソパラフィンの含有量を減少させるために燃料組成に添加される改質剤組成物に含まれることが可能である化合物の例としては、限定されないが、芳香族化合物、シクロアルカン、イソブタン、メチル置換ブタンおよびイソオクタンが含まれる。いくつかの好ましい態様において、改質剤組成物は、初期燃料組成物のＲＯＮとは５．０未満、または３．０未満、または１．０未満異なるＲＯＮ値を有する改質燃料を製造しながらも、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量を減少させることが可能である。いくつかの好ましい態様において、改質剤組成物は、初期燃料組成物のＲＯＮとは５．０未満、または３．０未満、または１．０未満異なるＲＯＮ値を有するブレンド燃料を製造しながらも、初期燃料組成物の点火遅れに対して、少なくとも約１．０ミリ秒、または少なくとも約２．０ミリ秒ほど改質燃料の点火遅れを増加させることが可能である。点火遅れは、本明細書に記載されるように、初期放熱点火遅れ（ｄＰ／ｄｔ曲線中の局所最大）に基づいて決定することが可能である。いくつかの態様において、結果として生じる改質燃料組成物は、ＲＯＮ値と、方程式（１）を満たす直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％との組合せを有することが可能である。いくつかの態様において、結果として生じる改質燃料組成物は、ＲＯＮ値と、方程式（３）を満たす直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％との組合せを有することが可能である。

【0043】

いくつかの態様において、燃料組成物のＲＯＮに対して減少した点火遅れを有する燃料組成物は、初期燃料組成物と、組成物の所望のＲＯＮ値を維持しながら、燃料組成物中の直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量を減少させることが可能である１種またはそれ以上の改質剤組成物とを混合することによって形成することが可能である。直鎖プロピル基を含むパラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量を増加させるために燃料組成に添加される改質剤組成物に含まれることが可能である化合物の例としては、限定されないが、４個以上の炭素を有するｎ−パラフィン、および直鎖プロピル基を含むイソパラフィン（例えば、２−メチルペンタン）が含まれる。いくつかの好ましい態様において、改質剤組成物は、初期燃料組成物のＲＯＮとは５未満、または３未満、または１未満異なるＲＯＮ値を有するブレンド燃料を製造しながらも、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計含有量を増加させることが可能である。いくつかの好ましい態様において、改質剤組成物は、初期燃料組成物のＲＯＮとは５．０未満、または３．０未満、または１．０未満異なるＲＯＮ値を有するブレンド燃料を製造しながらも、初期燃料組成物の点火遅れに対して、少なくとも約１．０ミリ秒、または少なくとも約２．０ミリ秒ほどブレンド燃料の点火遅れを減少させることが可能である。点火遅れは、本明細書に記載されるように、初期放熱点火遅れ（ｄＰ／ｄｔ曲線中の局所最大）に基づいて決定することが可能である。いくつかの態様において、結果として生じる改質燃料組成物は、ＲＯＮ値と、方程式（２）を満たす直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％との組合せを有することが可能である。いくつかの態様において、結果として生じる改質燃料組成物は、ＲＯＮ値と、方程式（４）を満たす直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％との組合せを有することが可能である。

【0044】

追加の例
種々のガソリン試料が開発され、分析され、そしてエンジン試験で試験されて、オクタンおよび組成物に対する点火遅れおよびノック抵抗が決定された。ガソリン試料に関しての詳細を表４に示す。最初の２種の試料は、約１０体積％のエタノールを含有するレギュラー無鉛ガソリン（ＲＵＬ２）および約１０体積％のエタノールを含有するプレミアム無鉛ガソリン（ＰＵＬ２）に相当した。燃料１は、約４５体積％のＲＵＬ２と、約５５体積％の、シクロアルカンおよび燃料１が約１０体積％のエタノールを含有するような十分なエタノールの混合物とのブレンドに相当した。燃料２は、表４に示された組成物を達成するための、約５０体積％のＰＵＬ２と、シクロアルカン、芳香族およびエタノールの混合物とのブレンドに相当した。したがって、燃料１および２は、それぞれ、ＲＵＬ２またはＰＵＬ２に対して直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの減少した重量パーセントを有する組成物に相当した。燃料３は、表４に示された組成物を達成するための、ＲＵＬ２と、イソパラフィンおよびエタノールの混合物とのブレンドに相当した。イソパラフィンは、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの重量パーセントがＲＵＬ２に対して増加するように十分な量の直鎖プロピル基を含んでいた。燃料４は、表４に示された組成物を達成するための、ＰＵＬ２と、イソパラフィンおよびエタノールの混合物とのブレンドに相当した。イソパラフィンは、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの重量パーセントがＰＵＬ２に対して増加するように十分な量の直鎖プロピル基を含んでいた。

【0045】

【表4】

【0046】

表４からのガソリン試料をＣｅｔａｎｅ ＩＤ ５１０（ＣＩＤ）機器において試験し、５９６℃および６４０℃における点火遅れを測定した。Ｆｏｒｄ ＥｃｏＢｏｏｓｔ ＧＴＤＩ ２．０Ｌ ４気筒エンジンを使用するエンジン試験においても試料を試験した。エンジンは、ディレクションインジェクション（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）によってターボチャージされた。４５℃の空気取入れ口温度で、３０００ｒｐｍにおいて、全負荷条件において点火火花スイープを行なうことによって、それらのノック抵抗に関して燃料を試験した。空気取入れ口温度を増加させ、ノックに関するエンジン条件をより厳しくさせた。それぞれの燃料に関して、ノック限界火花タイミングは、それぞれの火花タイミングにおけるノックの頻度を測定することによって決定された。適切な燃料特性を有するＣＩＤ試験およびエンジン試験の結果を表５に要約する。

【0047】

【表5】

【0048】

表５に示されるように、ＰＵＬ２の１１．８°に対してＲＵＬ２の９°の点火タイミングアドバンス値によって示されるように、プレミアム無鉛（ＰＵＬ２）は、レギュラー無鉛（ＲＵＬ２）よりノック抵抗性であった。ＰＵＬ２試料は、より高いＲＯＮ、直鎖プロピル基を含有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンのより低い重量％、ならびにより長い点火遅れも有した。

【0049】

シクロアルカンおよび／または芳香族の重量パーセントを増加させること（したがって、直鎖プロピル基を含有するｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの重量パーセントを減少させること）による燃料の改質によって、予想外に増加したノック抵抗および／またはより長い点火遅れを有する燃料が得られた。ＲＵＬ２の改質によって、予想外であることに、ＰＵＬ２のＲＯＮよりも約４長いＲＯＮを燃料１が有するにもかかわらず、ＰＵＬ２に匹敵するノック抵抗を有する燃料１が得られた。燃料１は、本明細書に記載される種々の実施形態による燃料組成物に、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの十分低い合計重量パーセントを有したことに留意されたい。同様に、ＰＵＬ２の改質によって、予想外であることに、増加したノック抵抗および／またはより長い点火遅れを有するが、ＰＵＬ２と同様のＲＯＮを有する燃料２が得られた。燃料２は、本明細書に記載される種々の実施形態による燃料組成物に相当するように、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの十分低い合計重量パーセントを有したことに留意されたい。

【0050】

直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量パーセントが増加するようにＲＵＬ２を改質することによって、燃料３が得られた。燃料１とは対照的に、燃料３を製造するためのＲＵＬ２の改質によって、ＲＵＬ２に匹敵する点火遅れを有するが、より高いノック抵抗を有する組成物が得られた。燃料３を得るための改質によって、なお従来のガソリンの範囲内にある組成物が得られたことに留意されたい。同様に、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量パーセントが増加するようにＲＵＬ２を改質することによって（燃料４）、ＰＵＬ２に匹敵する点火遅れおよび匹敵するノック抵抗を有する組成物が得られた。燃料４も、従来のガソリンの範囲内にある組成物に相当する。

【0051】

追加の実施形態
実施形態１
約８０〜約１０５のリサーチオクタン価（又はリサーチ・オクタン・ナンバー（research ontane number））（ＲＯＮ）を有するナフサ沸点範囲燃料組成物（又はナフサ・ボイリング・レンジ・フューエル・コンポジション（naphtha boiling range fuel composition））であって、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンを含み、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンは、直鎖プロピル基を含み、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％が、燃料組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１３５．６）未満である、燃料組成物。

【0052】

実施形態２
約８０〜約１１０のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）を有するナフサ沸点範囲燃料組成物であって、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンを含み、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンは、直鎖プロピル基を含み、ｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％が、燃料組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１５１．８）よりも大きい、燃料組成物。

【0053】

実施形態３
少なくとも約１０℃のＴ５蒸留点（T5 distillation point）および約２３３℃以下のＴ９５蒸留点（T95 distillation point）、または少なくとも約１５℃のＴ５および約２１５℃以下のＴ９５、または少なくとも約１５℃のＴ５および約２０４℃以下のＴ９５を有する、上記実施形態のいずれかの燃料組成物。

【0054】

実施形態４
約８０〜約９９、または約８２〜約９８、または約８４〜約９６、または約８８〜約１０１のＲＯＮを有する、上記実施形態のいずれかの燃料組成物。

【0055】

実施形態５
燃料組成物の感度（ＲＯＮ−ＭＯＮ）は、約２．０〜約１８．０、または約５．０〜約１２．０、または約５．０〜約１０．０、または約８．０〜約１８．０である、上記実施形態のいずれかの燃料組成物。

【0056】

実施形態６
燃料組成物が、
少なくとも約５重量％のナフテン、または少なくとも約１０重量％のナフテン（又はナフテン類（naphthenes））を含む；または、
改質ナフサ沸点範囲組成物（又はモディファイド・ナフサ・ボイリング・レンジ・コンポジション（modified naphtha boiling range composition））が、少なくとも約５重量％の芳香族（又は芳香族化合物又はアロマティクス（aromatics））、または少なくとも約１０重量％の芳香族を含む；または、
その組合せ
である、上記実施形態のいずれかの燃料組成物。

【0057】

実施形態７
ナフサ沸点範囲組成物の製造方法であって、第１のナフサ沸点範囲組成物に改質剤組成物（又はモディファイヤ・コンポジション（modifier composition））を添加することによって、改質ナフサ沸点範囲組成物（又はモディファイド・ナフサ・ボイリング・レンジ・コンポジション（modified naphtha boiling range composition））を形成（又は調製又は製造）することを含み、第１のナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約８０のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）を有し、
改質ナフサ沸点範囲組成物の点火遅れ（又はイグニッション・ディレイ（ignition delay））は、第１のナフサ沸点範囲組成物の点火遅れよりも、少なくとも約１．０ミリ秒（または少なくとも約２．０ミリ秒）（だけ）大きく、
第１のナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、第１のナフサ沸点範囲組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１３９．６）よりも大きく、
改質ナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、改質ナフサ沸点範囲組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１３９．６）未満である、
方法。

【0058】

実施形態８
直鎖プロピル基（鎖）を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１３５．６）未満であり、
改質ナフサ沸点範囲組成物は、約８０〜約１０５のＲＯＮを有する、
実施形態７の方法。

【0059】

実施形態９
ナフサ沸点範囲組成物の製造方法であって、第１のナフサ沸点範囲組成物に改質剤組成物（又はモディファイヤ・コンポジション（modifier composition））を添加することによって、改質ナフサ沸点範囲組成物（又はモディファイド・ナフサ・ボイリング・レンジ・コンポジション（modified naphtha boiling range composition））を形成（又は調製又は製造）することを含み、第１のナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約８０のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）を有し、
改質ナフサ沸点範囲組成物の点火遅れは、第１のナフサ沸点範囲組成物の点火遅れよりも、少なくとも約１．０ミリ秒（または少なくとも約２．０ミリ秒）（だけ）大きく、
第１のナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、第１のナフサ沸点範囲組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１４７．８）未満であり、
改質ナフサ沸点範囲組成物において、直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、改質ナフサ沸点範囲組成物の全重量に基づいて、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１４７．８）よりも大きい、
方法。

【0060】

実施形態１０
直鎖プロピル基を含むｎ−パラフィンおよびイソパラフィンの合計重量％は、（−１．２７３×ＲＯＮ＋１５１．８）よりも大きい、実施形態９の方法。

【0061】

実施形態１１
改質ナフサ沸点範囲組成物のＲＯＮは、第１のナフサ沸点範囲組成物のＲＯＮと比べて、５．０以下、または３．０以下、または１．０以下（だけ）異なる、実施形態７〜１０のいずれかの方法。

【0062】

実施形態１２
第１のナフサ沸点範囲組成物は、
約８０〜約９９、または約８２〜約９８、または約８４〜約９６、または約７５〜約１０５、または約８８〜約１０１のＲＯＮを有する；または
改質ナフサ沸点範囲組成物は、約８０〜約９９、または約８２〜約９８、または約８４〜約９６、または約７５〜約１０５、または約８８〜約１０１のＲＯＮを有する；または、
その組合せ
である、実施形態７〜１１のいずれかの方法。

【0063】

実施形態１３
改質ナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約５重量％のナフテン、または少なくとも約１０重量％のナフテンを含む；または
改質ナフサ沸点範囲組成物は、少なくとも約５重量％の芳香族、または少なくとも約１０重量％の芳香族を含む；または
その組合せ
である、実施形態７〜１２のいずれかの方法。

【0064】

実施形態１４
第１のナフサ沸点範囲組成物および／または改質ナフサ沸点範囲組成物は、
少なくとも約１０℃のＴ５蒸留点および約２３３℃以下のＴ９５蒸留点、または
少なくとも約１５℃のＴ５および約２１５℃以下のＴ９５、または
少なくとも約１５℃のＴ５および約２０４℃以下のＴ９５
を有する、実施形態７〜１３のいずれかの方法。

【0065】

実施形態１５
実施形態７〜１４のいずれかに従って製造（又は形成）される、改質ナフサ沸点範囲組成物。

【0066】

実施形態１６
点火遅れが、ＡＳＴＭ Ｄ７６６８に記載の方法に従って、５９６℃での一定体積燃焼（又はコンスタント・ボリューム・コンバスション（constant volume combustion））の間に形成される（又は生じる）ｄＰ／ｄｔ曲線（又はｄＰ／ｄｔカーブ（dP/dt curve））における初期局所最大（又はイニシャル・ローカル・マキシマム（initial local maximum））として規定（又は定義）される、実施形態７〜１４のいずれかの方法。

【0067】

数値の下限および数値の上限が本明細書中に列挙される場合、いずれの下限からいずれの上限までも考慮される。本発明の例示的実施形態が詳細に記載されているが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な他の変更が当業者に明らかであり、かつ当業者が容易に変更可能であることは理解されるであろう。したがって、本明細書に添付された請求の範囲は、本明細書に記載された実施例および説明に限定されるように意図されておらず、むしろ請求の範囲は、本発明が関連する当業者によってその等価物として処理されるであろう全ての特徴を含めて、本発明に存在する特許可能な新規性の特徴を含むものとして解釈される。

【0068】

本発明は、多数の実施形態および具体的な実施例を参照することによって上記に記載されている。上記の詳細な説明を考慮して、当業者は多くの変形を考えるであろう。全てのそのような明らかな変形は、添付の請求項の全ての意図された範囲内にある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】