(57)【要約】  Ｃ４からＣ１０の範囲の炭素数を有する少なくとも１種の飽和分枝脂肪族炭化水素を含む無鉛航空燃料組成物が、十分なｍ−キシレンをさらに含み、それにより少なくとも９８のＭＯＮを有する燃料を得る。さらに、ｍ−キシレン豊富液体をアルキレートを混合することによる無鉛航空燃料組成物を製造する方法が提供される。
2013532753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加鉛を含有せず、少なくとも９８のＭＯＮを有する航空燃料組成物であって、Ｃ４からＣ１０の範囲の炭素数を有する少なくとも１種の飽和分枝脂肪族炭化水素とともにｍ−キシレン添加物を含む航空燃料組成物。
【請求項２】
少なくとも９９のＭＯＮを有する、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項３】
１００から１１０の範囲のＭＯＮを有する、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項４】
少なくとも３０重量％のｍ−キシレンを含む、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項５】
少なくとも５０重量％のｍ−キシレンを含む請、求項１に記載の燃料組成物。
【請求項６】
７０重量％から９０重量％の範囲のｍ−キシレンを含む、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項７】
５重量％未満のｏ−キシレンを含む、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項８】
少なくとも８５重量％の飽和分枝脂肪族炭化水素がＣ６からＣ９の範囲の炭素数を有する、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項９】
飽和分枝脂肪族炭化水素が８０から９７の範囲のＭＯＮを有する、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項１０】
飽和分枝脂肪族炭化水素がアルキレートの成分である、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項１１】
少なくとも８０重量％のアルキレートがＣ４からＣ１０の炭化水素の範囲である、請求項１０に記載の燃料組成物。
【請求項１２】
アルキレートが少なくとも５０重量％のＣ８飽和分枝脂肪族炭化水素を含む、請求項１０に記載の燃料組成物。
【請求項１３】
アルキレートが５重量％未満のＣ８芳香族化合物を含む、請求項１０に記載の燃料組成物。
【請求項１４】
無鉛航空燃料組成物を製造する方法であって、ｍ−キシレンを、Ｃ４からＣ１０の範囲の炭素数を有する少なくとも１種の飽和分枝脂肪族炭化水素と混合して、少なくとも９８のＭＯＮを有する航空燃料を製造することを含む、方法。
【請求項１５】
少なくとも５０重量％のｍ−キシレンを含むｍ−キシレン豊富流を、少なくとも１種の飽和分枝脂肪族炭化水素を含むアルキレートと混合することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ｍ−キシレン豊富流を、８０から９７の範囲のＭＯＮを有するアルキレートと混合して、アルキレートのＭＯＮより少なくとも３価高いＭＯＮを有する航空燃料を製造することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２０１０年７月２８日出願の米国特許仮出願第６１／３６８３４２号の優先権を主張し、その開示全文をあらゆる目的のために本明細書中で参考として援用する。
本発明は、燃料、詳細には航空ガソリン（航空燃料）調合物に関係し、その調合物は、低減した量の四エチル鉛を含有する。
【背景技術】
【０００２】
航空ガソリン（航空燃料）は、一般的に、航空アルキレートベース燃料及び鉛系添加剤パッケージを含有する。従来の航空燃料調合物は、軽質アルキレート、トルエン、Ｃ４からＣ５パラフィン及び四エチル鉛を含有する。最近の調合物は、７５〜９２容量％の軽質アルキレート、５〜１８容量％のトルエン、３〜２０容量％のＣ４からＣ５パラフィン及び２〜４ｍｌ／ガロンの四エチル鉛（ＴＥＬ）を含有する。業界標準で等級１００の航空ガソリンは、ＴＥＬを最大４ｍｌ／燃料ガロンまで含有し、等級１００ＬＬ（低鉛）航空ガソリンは、ＴＥＬを最大２ｍｌ／燃料ガロンまで含有する。四エチル鉛は、従来から、航空アルキレートベース燃料のアンチノック特性以上に、航空燃料のアンチノック特性を改良するために、オクタンブースターとして添加されている。航空ガソリンの規格は、ＡＳＴＭ  Ｄ９１０−０７ａに詳細に解説されている。等級１００航空ガソリン及び等級１００ＬＬ航空ガソリンは、前記規格に記載された特性を有する２つの等級の航空ガソリンである。
【０００３】
燃料、特に自動車ガソリンに四エチル鉛を用いることは、一つには、健康及び環境問題、並びに自動車触媒コンバーター中の触媒被毒作用のために長年にわたり制約を受けてきた。航空ガソリンは、現在の航空機エンジンを正しく作動させる十分な耐ノック性をもつ適切な代替物が見つからないので、四エチル鉛を含有することが許されてきた。現在の米国の規制は、航空燃料中の四エチル鉛の最大量を４．０ｍｌＴＥＬ／ガロンとしている。それでも、四エチル鉛を継続的に使用しているので、健康及び環境問題が依然として残り、完全に解決されていない。それ故、航空ガソリンに四エチル鉛を用いることに関して、更に規制するか、又は使用禁止の可能性がある。
【０００４】
四エチル鉛の使用に代わる手段が知られている。例えば、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル（ＭＭＴ）が、１９７５年頃から自動車燃料のアンチノック剤として、最初は加鉛剤の補助剤として、次に無鉛ガソリン製造の代替物として用いられてきた。しかし、ＭＭＴを用いることにより、望ましくない放出物が生成するという問題が、またも持ち上がっている。
【０００５】
一つの可能な選択肢は、ジ−イソブチレンを水素化して、主に２，２，４−トリメチルペンタンを含むイソパラフィンの混合物、すなわち「イソ−オクタン」を作ることである。このような過程から導かれるイソ−オクタンは、適切な航空ガソリン組成物を製造するために用いることができる。
【０００６】
芳香族アミン及びアルキルエーテルが、四エチル鉛の代替物として提案されている。これらの代替物にも、航空ガソリン添加物として、環境上及び性能上の制約があることが判明している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
四エチル鉛の使用に関して敷かれた現在の制約の観点では、低減したレベルの鉛を含有するか、又は鉛系添加剤を必要としない航空燃料組成物を製造することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
それゆえに、鉛無添加で、ＭＯＮが少なくとも９８であり、かつ炭素数がＣ４からＣ１０の範囲である少なくとも１種の飽和分枝脂肪族炭化水素とともにｍ−キシレン添加物を含有する、航空燃料組成物が提供される。
【０００９】
加えて、ｍ−キシレンを、炭素数がＣ４からＣ１０の範囲である少なくとも１種の飽和分枝脂肪族炭化水素と混合して、ＭＯＮが少なくとも９８である航空燃料を製造することを含む、無鉛航空燃料組成物を製造する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】添加する芳香族化合物の量及び種類を変えた時の、代表的航空ガソリンのＭＯＮの変化を図解するデータを示す。
【００１１】
【図２】添加する芳香族化合物の量を変えた時の、代表的航空ガソリンの相対的なＭＯＮの変化を図解するデータを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、高モーターオクタン価（ＭＯＮ）を有する航空燃料組成物を提供する。この燃料組成物は、実質的に添加鉛を含まず；ある実施形態では、この組成物は無鉛であり；またある実施形態では、この組成物は添加四エチル鉛を含まない。ある実施形態では、この航空燃料組成物は、ＡＳＴＭ  Ｄ９１０−０７ａ：「航空ガソリンの標準規格」の基準を満足し又は凌駕する。ある種のこのような実施形態では、この航空燃料組成物は、規格で概略が決められたように、等級１００ＬＬ航空燃料の代替物として適している。
【００１３】
用語「航空ガソリン」、又は別の表現で「航空燃料」は、火花点火ガソリンエンジンを往復運動させて駆動する航空機用の燃料に適した特性を有するガソリンを云う。
【００１４】
用語「モーターオクタン価」及び「リサーチオクタン価」は、燃料業界ではよく知られている。さらに、業界で知られているように、航空燃料は、モーターオクタン価（ＭＯＮ）に従って特徴づけられる；自動車燃料は、ＭＯＮによって特徴づけられ、かつ米国では、リサーチオクタン価（ＲＯＮ）とＭＯＮの和を２で除した数値、即ち（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２で特徴づけられる。用語「モーターオクタン価」は、本明細書で用いるときには、ＡＳＴＭ  Ｄ２７００−０９を参照されたい；用語「リサーチオクタン価」は，ＡＳＴＭ  Ｄ２６９９−０９を参照されたい。
【００１５】
フレーズ「高モーターオクタン価」は、下記範囲の１つであるモーターオクタン価のことを云う：少なくとも９６；又は少なくとも９８；又は少なくとも１００。
【００１６】
用語「炭化水素」、又は「炭化水素の」、又は「石油」は、本明細書で用いるときには、原油、天然ガス、又は生物過程から発生する炭化水素材料を云い、互換的に用いている。
【００１７】
「パラフィン」は、本明細書で用いるときには、直鎖または分枝飽和炭化水素を云う。例えば、Ｃ８パラフィンは、分子当たり８個の炭素原子をもつ直鎖または分枝炭化水素である。直鎖オクタン、メチルヘプタン、ジメチルヘキサン、トリメチルペンタンが、Ｃ８パラフィンの例である。パラフィン含有供給原料は、直鎖パラフィン、イソパラフィン、及びそれらの混合物などの飽和炭化水素を含む。
【００１８】
脂肪族炭化水素は、直鎖、分枝鎖、又は非芳香環中で共に結合した、かつ単結合、二重結合、又は三重結合により結合した水素原子と炭素原子とからなる分子を特徴とする。飽和炭化水素は、単結合により共に単に結合した炭素原子により特徴づけられる。Ｃ４炭素数をもつ飽和炭化水素は、分子当たり４個の炭素原子をもつことにより特徴づけられる。Ｃ４炭化水素の代表例は、ｎ−ブタン及びメチルプロパンを含む。Ｃ１０炭素数をもつ飽和炭化水素は、分子当たり１０個の炭素原子をもつことを特徴とする。そこには、ｎ−デカン、並びにメチル、エチル及びプロピル−置換異性体を含む多数のＣ１０異性体が存在する。Ｃ４からＣ１０の範囲の炭素数をもつ炭化水素は、分子当たり４個と１０個の間の炭素原子をもつことを特徴とする。
【００１９】
分枝炭化水素は、本明細書で用いるときには、より長い炭素鎖の途中に、分枝を与える短い炭化水素置換基（例えばＣ１〜Ｃ３置換基）を含んでいる。例えば、２−メチルブタンは、４個の炭素鎖の第２位の炭素上に１個のメチル分枝を有する。飽和分枝脂肪族炭化水素は、水素原子、及び単結合により結合して原子鎖を形成した炭素原子からなり、かつ少なくとも１個の分枝置換基を含む。代表的な飽和分枝脂肪族炭化水素は、これに限定するものではないが、２，２，４−トリメチルペンタンである。液体炭化水素は、周囲温度及び気圧で液状の炭化水素として特徴づけられる。
【００２０】
炭化水素の炭素数値（即ちＣ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８など）は、本明細書で開示するように、標準ガスクロマトグラフ法で測定できる。
【００２１】
用語ｐ−キシレン、パラ−キシレン、及びＰＸは、本明細書で用いるとき、キシレンのパラ−異性体を表すために互換的に用いている。同様に、用語ｍ−キシレン、メタ−キシレン、及びＭＸは、本明細書で用いるとき、キシレンのメタ−異性体を表すために互換的に用いている；かつ用語ｏ−キシレン、オルト−キシレン及びＯＸは、本明細書で用いるとき、キシレンのオルト−異性体を表すために互換的に用いている。
【００２２】
用語「混合すること（ｔｏ  ａｄｍｉｘ）」は、本明細書で用いるとき、成分として加えることを云う；かつ用語「添加物（ａｄｍｉｘｔｕｒｅ）」は、成分として加えた物のことを云う。
【００２３】
沸点温度及び沸点温度範囲は、本明細書で開示するように、特にことわりのない限り、ガスクロマトグラフ法で測定した石油留分の沸点範囲分布に関するＡＳＴＭ  Ｄ−８６標準試験法に基づいている。中央沸点は、ＡＳＴＭ  Ｄ−８６蒸留に基づき、５０容量％沸点温度として定義される。
【００２４】
特にことわりのない限り、フレーズ「実質的に含有しない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｆｒｅｅ  ｏｆ）」は、特別の指定成分が、航空燃料組成物に意図的に添加されていないことを意味する。ある実施形態では、重量基準で、「実質的に含有しない」は、０．３重量％未満の；又は０．１５重量％未満の；又は０．０５重量％未満の特別の化合物が、配合航空ガソリン組成物中に存在していることを意味する。ある実施形態では、容量基準で、「実質的に含有しない」は、０．３容量％未満の；又は０．１５容量％未満の；又は０．０５容量％未満の特別の化合物が、配合航空ガソリン組成物中に存在していることを意味する。
【００２５】
四エチル鉛及び他の鉛系添加物に関しては、「実質的に含有しない」は、０．１ｍｌ／ガロン未満；又は０．０５ｍｌ／ガロン未満の四エチル鉛及び／又はこのような添加物が、配合航空ガソリン組成物中に存在していることを意味する。
【００２６】
ＭＴＢＥ、エチルｔ−ブチルエーテル（ＥＴＭＥ）及びｔ−アミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ）などのエーテル化合物に関しては、「実質的に含有しない」は、０．３容量％未満；又は０．１５容量％未満；又は０．０５容量％未満が、組成物中に存在していることを意味する。
【００２７】
用語「イソオクタン」は、燃料業界では以前より知られており、本明細書では２，２，４−トリメチルペンタンを云う。イソオクタンは、さらに、モーターオクタン価１００を有することと限定される。
【００２８】
航空燃料組成物は、モーターオクタン価少なくとも９８を有する。ある実施形態では、航空燃料組成物は、下記範囲の１つのモーターオクタン価を有する：少なくとも９９；又は少なくとも１００；又は１０１から１１１；又は１０２から１１０。
【００２９】
ある実施形態では、航空燃料組成物は、下記範囲の１つのｍ−キシレン量を含む：少なくとも１０重量％のｍ−キシレン；又は少なくとも３０重量％のｍ−キシレン；又は少なくとも５０重量％のｍ−キシレン；少なくとも６０重量％のｍ−キシレン；又は７０重量％から９０重量％の範囲のｍ−キシレン。ある実施形態では、航空燃料組成物は、１０重量％未満のｐ−キシレン、又は５重量％未満のｐ−キシレンを含む。同様に、ある実施形態では、航空燃料組成物は、１０重量％未満のｏ−キシレン、又は５重量％未満のｏ−キシレンを含む。
【００３０】
ｍ−キシレンは、例えば、改質過程から改質ガソリンの成分として回収されてもよい。
【００３１】
改質は、１種以上の触媒の存在下で、炭化水素、石油及び他の生物学的誘導材料を含む液体供給材料の化学反応であり、例えば、航空燃料、自動車燃料、芳香族化合物（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン及びエチルベンゼン）を含む高オクタン製品、並びに水素を生成する。接触改質に含まれる反応は、ナフサ範囲の炭化水素の脱水素環化、異性化及び脱水素化を含み、直鎖及び少し分枝したアルカンの脱水素環化及び脱水素化、並びにシクロパラフィンの脱水素化が、芳香族化合物を生成させる。
【００３２】
改質は、一般的に、ナフサ沸点範囲の供給材料のオクタン価を高める触媒処理法であり、水素が付随して生成する。触媒は、錠剤、ペレット、顆粒、破砕片又は種々の特別な形状の形態で使用でき、反応ゾーン内に固定床として配置され、供給材料は、液相、気相又は混合相中で、この触媒床を上方、下方、又は放射状流に通過する。別法として、触媒は、移動床中で又は流動化固体法で使用することができ、供給原料は微粉細触媒の乱流床中を上方に通過する。固定床系では、供給原料は、所望の反応温度に（任意の適切な加熱手段で）予備加熱され、次に触媒固定床を備えた反応ゾーンを通過する。この反応ゾーンは、反応装置の入り口で所望の温度を維持するための適切な手段を備えた、１つ以上の個別の反応装置であってもよい。この温度は、本来改質反応が吸熱性であるために、維持されなければならない。
【００３３】
改質触媒は、接触改質活性を有するならば任意の触媒でよい。ある実施形態では、触媒は、酸化物担体上に配置された第ＶＩＩＩ族金属を含む。第ＶＩＩＩ族金属の例は、白金及びパラジウムを含む。触媒は，レニウム、スズ、ゲルマニウム、コバルト、ニッケル、イリジウム、タングステン、ロジウム、ルテニウム、又はそれらの組み合わせなどの助触媒をさらに含むことができる。ある種のこのような実施形態では、助触媒金属はレニウム又はスズである。このような金属は、アルミナ、シリカ／アルミナ、又はシリカなどの担体上に配置される。ある種のこのような実施形態では、この担体は、アルミナである。担体は、また、天然又は人工ゼオライトを含むことができる。触媒は、また、０．１重量％と３重量％の間の塩化物、好ましくは０．５重量％と１．５重量％の間の塩化物を含むことができる。触媒は、助触媒金属を含むときには、助触媒：白金の比率が０．５：１と１０：１の間、又は１：１と６：１の間になるように十分な助触媒金属を含むことが適切である。
【００３４】
改質反応条件は、約８００°Ｆから約１１００°Ｆの範囲の温度、７０ｐｓｉｇ超から約４００ｐｓｉｇの範囲の圧力、及び約０．５ｈｒ−１から約５ｈｒ−１ＬＨＳＶの範囲の供給速度を含む。ある実施形態では、圧力は、２００ｐｓｉｇから約４００ｐｓｉｇの範囲である。
【００３５】
改質法から回収される高オクタン改質ガソリンは、航空燃料組成物用に適している。高オクタン改質ガソリンは８０超のＭＯＮを有する。ある実施形態では、高オクタン改質ガソリンは、下記の範囲の１つのＭＯＮを有する：８０から９７；又は８３から９７；又は８５から９７；又は８７から９５。
【００３６】
高オクタン改質ガソリンは、０℃から３００℃の範囲内の沸点範囲を有する。ある実施形態では、高オクタン改質ガソリンは、２５℃から２５０℃の範囲内に、又は３０℃から２３０℃の範囲内に沸点を有する。
【００３７】
この航空燃料組成物は、さらに、少なくとも１種の飽和分枝脂肪族炭化水素を含む。ある実施形態では、この航空燃料組成物は、下記範囲の１つの飽和分枝脂肪族炭化水素量を含む：全航空燃料組成物に基づき、多くて５０重量％の；又は多くて４０重量％の；又は１０重量％から３０重量％の範囲内の飽和分枝脂肪族炭化水素。
【００３８】
この飽和分枝脂肪族炭化水素は、通常、Ｃ４からＣ１２の範囲である。ある実施形態では、飽和分枝脂肪族炭化水素は、Ｃ４からＣ１０の範囲、又はＣ４からＣ９の範囲、  又はＣ６からＣ９の範囲である。ある実施形態では、少なくとも８５重量％の、又は少なくとも９０重量％の、又は少なくとも９５重量％の飽和分枝脂肪族炭化水素が、Ｃ４からＣ１０の範囲；又はＣ４からＣ９の範囲；又はＣ６からＣ９の範囲にある。ある種のこのような実施形態では、９５重量％と９９．９重量％の間の炭化水素が、Ｃ４からＣ１０の範囲にある。ある種のこのような実施形態では、９５重量％と９９．９重量％の間の炭化水素が、Ｃ６からＣ９の範囲にある。ある種のこのような実施形態では、少なくとも４０重量％が；又は少なくとも５０重量％が、Ｃ８の範囲にある。
【００３９】
この飽和分枝脂肪族炭化水素は、通常、０℃から２２０℃の範囲内の沸点を有する。ある実施形態では、それは、０℃から１７５℃の範囲内の、又は５０℃から１７５℃の範囲内の沸点を有する。ある種のこのような実施形態では、少なくとも８５容量％の飽和分枝脂肪族炭化水素は、０℃から２２０℃の範囲の、又は２０℃から１７５℃の範囲の、又は５０℃から１７５℃の範囲の沸点を有する；ある実施形態では、８５容量％と９９．９容量％の間の飽和分枝脂肪族炭化水素が、５０℃から１７５℃の範囲の沸点を有する。
【００４０】
この飽和分枝脂肪族炭化水素は、少なくとも８０のＭＯＮを有する。ある実施形態では、飽和分枝脂肪族炭化水素は、下記範囲の１つのＭＯＮを有する：８０から１０１の範囲；又は８３から１０１の範囲；又は８５から１００の範囲；又は８７から１００の範囲；又は９１から１００の範囲。
【００４１】
ある実施形態では、航空燃料組成物は、ｍ−キシレン添加物とナフサとを含み、ナフサは飽和分枝脂肪族炭化水素を含む。ナフサは、通常、石油精製操作で生成する重要な生成物の１つである蒸留炭化水素質留分である。ナフサは、例えば、直留ナフサ、芳香族の抽出又は吸着から得られるパラフィンラフィネート、Ｃ４〜Ｃ１０パラフィン含有供給原料、生物誘導のナフサ、フィッシャー・トロプシュ及びメタノール合成過程を含む炭化水素合成過程から得られたナフサ、並びに水素化分解又は改質又はアルキル化などのその他の精製過程から得られたナフサを含むことができる。
【００４２】
ナフサは、０℃から３００℃の範囲の沸点範囲を有する。ある実施形態では、ナフサは、２５℃から２５０℃の範囲内の；又は３０℃から２３０℃の範囲内の沸点範囲を有する。
【００４３】
一般的に、ナフサは、例えば、１種以上の直鎖、分枝及び環状パラフィン；直鎖、分枝及び環状オレフィン；芳香族；及び酸素付加物などの、ある範囲の分子のタイプを含む。ナフサ中に認められる芳香族化合物は、ベンゼン及びそのメチル−、エチル−及びプロピル−置換類似物、例えばベンゼン、トルエン、オルト−キシレン、メタ−キシレン、パラ−キシレン及び１，３，５−トリメチルベンゼンを含む。ある実施形態では、ナフサは、少なくとも１種の飽和液状脂肪族炭化水素を含む。
【００４４】
ナフサは、８０超のＭＯＮを有する。ある実施形態では、ナフサは、下記範囲の１つのＭＯＮを有する：８５超；又は９０超。ある実施形態では、ナフサは、下記範囲の１つのＭＯＮを有する：８０から９７の範囲；又は８３から９７の範囲；又は８５から９７の範囲；又は８７から９５の範囲。
【００４５】
ある実施形態では、航空燃料組成物は、ｍ−キシレン添加物とアルキレートとを含み、このアルキレートは、飽和分枝脂肪族炭化水素を含む。
【００４６】
ある実施形態では、航空燃料組成物は、下記範囲の１つの量のアルキレートを含む：多くて５０重量％；又は多くて４０重量％；又は１０重量％から３０重量％の範囲内のアルキレート。
【００４７】
アルキレートは、少なくとも７５重量％の飽和分枝脂肪族炭化水素を含む高パラフィン性炭化水素液体である。炭素数については、アルキレートは、Ｃ４からＣ１２の範囲である。ある実施形態では、アルキレートは、Ｃ４からＣ１０の範囲；又はＣ４からＣ９の範囲；又はＣ６からＣ９の範囲である。ある種の実施形態では、少なくとも８０重量％のアルキレート、又は少なくとも８５重量％のアルキレート、又は少なくとも９０重量％のアルキレートが、Ｃ４からＣ１０の範囲の；又はＣ４からＣ９の範囲の；又はＣ６からＣ９の範囲の飽和分枝脂肪族炭化水素である。ある種のこのような実施形態では、９５重量％と９９．９重量％の間のアルキレートが、Ｃ４からＣ１０の範囲の飽和分枝脂肪族炭化水素である。ある種のこのような実施形態では、少なくとも４０重量％の；又は少なくとも５０重量％の飽和分枝脂肪族炭化水素がＣ８の範囲である。一実施形態では、トリメチルペンタン異性体が、アルキル化の主製品であり、少なくとも２０重量％の、又は少なくとも４０重量％の、又は少なくとも５０重量％のアルキレートが、１種以上のトリメチルペンタン異性体である。２，２，４−トリメチルペンタンが、代表的トリメチルペンタン異性体である。
【００４８】
ある種のこのような実施形態では、アルキレートは、５重量％未満の；又は２重量％未満の；又は１重量％未満の；又は０．５重量％未満のＣ８芳香族化合物を含む。
【００４９】
アルキレートは、少なくとも８０のＭＯＮを有する。ある実施形態では、アルキレートは、下記範囲の少なくとも１つのＭＯＮを有する：８０から９９の範囲；又は８０から９７の範囲；又は８３から９７の範囲；又は８５から９７の範囲；又は８７から９５の範囲。
【００５０】
一般的に、アルキレートは、１５℃から２００℃の範囲、又はそれらの間の任意の範囲で沸騰する。航空燃料用の代表的アルキレートは、２５℃から１５０℃の範囲で；又は３０℃から１４０℃の範囲で；又は４５℃から１２０℃の範囲で沸騰する。ある種のこのような実施形態では、少なくとも８５容量％のアルキレートは、２５℃から１５０℃の範囲で；又は３０℃から１４０℃の範囲で；又は４５℃から１２０℃の範囲で沸騰する。
【００５１】
アルキレートは、石油精製工場のアルキル化装置で製造される。例えば、アルキル化は、触媒としてＨＦ、Ｈ２ＳＯ４、又はイオン性液体を用いて製造することがでる。触媒は、小さいパラフィン及びオレフィンの比較的大きい飽和分枝脂肪族炭化水素への転化を促進するために用いられる。フッ化水素触媒を用いてアルキル化装置から製造されるアルキレートは、少なくとも７５％の、又は少なくとも８０％の、又は少なくとも８５％の、又は少なくとも９０％の飽和分枝脂肪族炭化水素を含み、その残部は、通常、その他の有機化合物、例えば直鎖パラフィン、芳香族化合物などである。代表的なアルキレートにおける不純物の水準は低い。
【００５２】
ある種の実施形態では、航空燃料組成物は、十分な量の低沸点パラフィンを含み、蒸気圧の要求仕様を満たしている。蒸気圧制御のために含有されることがある、ｎ−ブタン及びｎ−ペンタンなどの、代表的低沸点パラフィンは、直流又はＦＣＣナフサ留分に供給できる。イソブタン及びイソペンタンは、アルキレート留分に供給されてもよい。
【００５３】
航空燃料組成物は、航空燃料用に認可された、ある種の添加物を含むことができる。ある実施形態では、着色料、耐鉛付着生成化合物（ａｎｔｉ−ｌｅａｄ  ｄｅｐｏｓｉｔ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、酸化防止剤、腐食防止剤、燃料系氷着防止剤、及び静電気分散添加剤などの添加剤、並びにその他の通常の航空燃料添加剤も添加されてもよい。
【００５４】
一実施形態では、航空燃料組成物は、メチル第三級ブチルエーテル又はエチル第三級ブチルエーテルなどの、アルキル第三級ブチルエーテル化合物を含むエーテル化合物を実質的に含有しない。一実施形態では、航空燃料組成物は、脂肪族又は芳香族アミン化合物を含む、アミン化合物を実質的に含有しない。一実施形態では、航空燃料組成物は、トリ−イソブチレン及び／又はその他のＣ１２イソパラフィン異性体を実質的に含有しない。
【００５５】
この航空燃料組成物は、極めて低鉛含有量である。ある種の実施形態では、この燃料組成物は、実質的に鉛を含有しない；ある種の実施形態では、この組成物は、鉛を含有しない；かつ、ある種の実施形態では、この組成物は、添加四エチル鉛を含有しないような、鉛無添加である。
【００５６】
この航空燃料組成物は、ｍ−キシレンを、Ｃ４からＣ１０の範囲の炭素数を有する少なくとも１種の飽和分枝脂肪族炭化水素と混合し、少なくとも９８のＭＯＮを有する航空燃料を生成することにより製造される。ある実施形態では、この方法は、飽和分枝脂肪族炭化水素又は飽和分枝脂肪族炭化水素を含む液体を、ｍ−キシレン又はｍ−キシレンを含む液体と混合して、少なくとも９８、又は少なくとも９９、又は少なくとも１００のＭＯＮを有する航空燃料組成物を製造することを含む。ある実施形態では、燃料組成物は、飽和分枝脂肪族炭化水素を含むナフサを、ｍ−キシレン又はｍ−キシレンを含む液体と混合することにより製造される。ある種のこのような実施形態では、このナフサは高オクタン改質ガソリンを含む。ある種のこのような実施形態では、このナフサはアルキレートを含む。ｍ−キシレンは、ナフサと混合されて、ＭＯＮを少なくとも１オクタン価、又は少なくとも３オクタン価、又は少なくとも５オクタン価、又は少なくとも１０オクタン価高める。ＭＯＮを所望のレベルに高めるために、少なくとも１０重量％のｍ−キシレンがナフサと混合される。ある実施形態では、少なくとも３０重量％の、又は少なくとも５０重量％の、かつ更には７０重量％から９０重量％の範囲内のｍ−キシレンが、ナフサと混合される。
【００５７】
このｍ−キシレンは、純粋な形のｍ−キシレンとして、又はｍ−キシレン豊富液体の形でナフサに供給される。一般的に、適切なｍ−キシレン豊富液体は、少なくとも５０重量％のｍ−キシレンを含む。ある実施形態では、ｍ−キシレン豊富液体は、少なくとも６０重量％のｍ−キシレン、又は少なくとも７０重量％のｍ−キシレンを含む。９０重量％から９９．９重量％の範囲のｍ−キシレンを含むｍ−キシレン豊富液体は、航空燃料組成物に対するｍ−キシレンの供給に適するであろう。
【００５８】
ｍ−キシレンを調製するために利用できる方法は、熟練した実務者に知られている。一実施形態では、ｍ−キシレンは、ナフサ流改質の間に製造される。一般的に、改質の間に製造されたｍ−キシレンは、かなり低濃度であり、追加の処理が、相対的ｍ−キシレン濃度を高めると指摘できる。例えば、ｍ−キシレンは、改質ガソリンの分別蒸留により、分別結晶化により、又は吸着により濃縮できる。ある実施形態では、キシレン豊富流は、ｐ−キシレン、ｏ−キシレン及びｍ−キシレンを、約２４重量％ｐ−キシレン、約５４重量％ｍ−キシレン及び約２２重量％ｏ−キシレンの平衡比で含む。一実施形態では、ｍ−キシレンは、クロマトグラフ分離法を用いて濃縮される。別の実施形態では、ｐ−キシレンは、分別結晶化により、又は吸着により平衡混合物から濃縮され、この方法はｐ−キシレンを優先的に固体として分離して、航空燃料組成物に使用するｍ−キシレン豊富流を残す。その他の実施形態では、混合キシレン生成物が、トルエンの不均化反応により調製され、ｍ−キシレン豊富液体の回収が、前記のように行われる。
【実施例】
【００５９】
（例１）
アルキレートを分析した。表Ｉに分析結果を掲載した。
【表１】
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【００６０】
（例２）
例１（ＭＯＮ＝９０．６；０．１９重量％の芳香族）のアルキレートに類似のアルキレートを、１０％と９０％の間の芳香族含有量になる比率で、表ＩＩに掲載した芳香族と混合した。この配合物の得られたＭＯＮ値を図１にプロットしてある。ベースアルキレートと混合したｍ−キシレン及び１，３，５−ＴＭＢの両者は、最も低濃度で１００ＭＯＮを達成している。
【表２】
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【００６１】
各添加物について、以下の比率を算出した：
相対的ＭＯＮ＝ＭＯＮ実際／ＭＯＮ予測
その際：
ＭＯＮ予測＝（ＭＯＮアルキレート＋％芳香族＊（ＭＯＮ芳香族−ＭＯＮアルキレート））
ＭＯＮアルキレート＝９０．６
％芳香族＝留分で表した、添加物中の芳香族の全量
ＭＯＮ芳香族＝表ＩＩに掲載した純芳香族のＭＯＮ。
【００６２】
結果を図２に表す。驚くことに、その結果は、ｍ−キシレンが、その他のＣ８芳香族異性体（ｏ−キシレン、エチルベンゼン）やキシレン異性体の混合物（「混合」キシレン）を含めたその他の芳香族化合物とは極めて異なる形状の応答カーブを有することを示している。驚くことに、４０％の濃度で、ｍ−キシレンの相対的ＭＯＮが鋭く立ち上がり始める。また、試験した芳香族化合物の中で、ｍ−キシレンだけが、純成分のＭＯＮ値から予測した値以上のＭＯＮを有する。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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