(57)【要約】バイオ燃料成分を含む液体燃料組成物であって、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンをそれぞれ０．５〜２０体積％の範囲で含み、ここでＣ４〜Ｃ８−オレフィンは、生物由来炭素を、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む上記組成物、さらにこのような液体燃料組成物の製造方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
火花点火エンジンに使用するのに適した液体燃料組成物であって、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンを０．５〜２０体積％の範囲で含み、ここで該Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンは、生物由来炭素を、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む、上記組成物。
【請求項２】
前記液体燃料組成物中のＣ４〜Ｃ８オレフィンが、軽質接触分解ガソリン留分から得られたものであるか、または軽質接触分解ガソリン留分から誘導されたものである、請求項１に記載の液体燃料組成物。
【請求項３】
前記液体燃料組成物が、１５℃〜７０℃の範囲の初留点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、最大で２３０℃の最終沸点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、８５〜１１０の範囲のＲＯＮ（ＡＳＴＭ Ｄ２６９９によって決定した場合）、および７５〜１００の範囲のＭＯＮ（ＡＳＴＭ Ｄ２７００によって決定した場合）を有するガソリン組成物である、請求項１または２に記載の液体燃料組成物。
【請求項４】
前記Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンの５０体積％より多くが、分岐オレフィンである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体燃料組成物。
【請求項５】
前記液体燃料組成物が、従来の燃料成分をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体燃料組成物。
【請求項６】
前記液体燃料組成物が、抗酸化剤、腐食抑制剤、洗浄剤、防曇剤、アンチノック添加剤、金属不活性化剤、弁座の凹みを防止する化合物、色素、摩擦調節剤、潤滑向上剤、分散媒、希釈剤、およびマーカーからなる群より選択される１種またはそれより多くの燃料添加剤をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体燃料組成物。
【請求項７】
液体燃料組成物であって、
ｉ）従来の燃料成分
ｉｉ）バイオ燃料成分であり、バイオ燃料成分の総質量に基づいて、
−０．０１質量％以上８０質量％以下のオレフィン；
−０．０１質量％以上２０質量％以下のＣ４＋酸素含有炭化水素；
−５質量％以上８０質量％以下の直鎖または分岐パラフィン；
−０．０１質量％以上８０質量％以下の環状パラフィン；
−０．０１質量％以上８０質量％以下の芳香族化合物を含む、バイオ燃料成分、
を含み、ここで該バイオ燃料成分は、生物由来炭素を、バイオ燃料成分中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上５０質量％以下で含む、上記組成物。
【請求項８】
前記バイオ燃料成分が、少なくとも部分的に、接触分解装置で４００℃より高い温度でバイオマス材料を接触分解触媒と接触させることによって生産される、請求項７に記載の液体燃料組成物。
【請求項９】
バイオ燃料成分を含む液体燃料組成物であって、該バイオ燃料成分は、バイオマス源の接触分解によって生産された１種またはそれより多くの分解生成物の留分を含むか、該留分からなるか、または該留分から誘導され、ここで該留分は、軽質サイクル油、ナフサ生成物、それらの留分、および／またはそれらの混合物からなる群より選択される、上記組成物。
【請求項１０】
フィッシャー−トロプシュ燃料成分をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体燃料組成物。
【請求項１１】
フェノール系抗酸化剤をさらに含み、ここで該フェノール系抗酸化剤は、フェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールを含み、ここで該フェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールは、生物由来炭素を０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体燃料組成物。
【請求項１２】
液体燃料組成物であって、
ｉ）従来の燃料成分
ｉｉ）フェノール系抗酸化剤であり、ここで該フェノール系抗酸化剤は、フェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールを含み、ここで該フェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールは、生物由来炭素を０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む、フェノール系抗酸化剤、
を含む、上記組成物。
【請求項１３】
液体燃料組成物の製造方法であって：
ａ）接触分解装置で４００℃より高い温度でバイオマス材料を接触分解触媒と接触させて、１種またはそれより多くの分解生成物を得ること；
ｂ）１種またはそれより多くの分解生成物を留分して、軽質サイクル油、ナフサ生成物、それらの留分、およびそれらの混合物からなる群より選択される留分を得ること；
ｃ）工程ｂ）で得られた留分をバイオ燃料成分として用いること、および／または工程ｂ）で得られた留分をバイオ燃料成分に変換すること；および
ｄ）バイオ燃料成分を、１種またはそれより多くのその他の成分とブレンドして、液体燃料組成物を得ること、
を含む、上記方法。
【請求項１４】
工程ｂ）で得られた留分が、３５℃以上１２５℃未満の範囲で、１ｂａｒ絶対圧（０．１メガパスカル）で少なくとも８０質量％が沸騰する、軽質接触分解ガソリン留分である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記軽質接触分解ガソリン留分が、Ｃ４〜Ｃ８オレフィンを、軽質接触分解ガソリン留分の総体積に基づいて、１体積％以上６０体積％以下の範囲で含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記軽質接触分解ガソリン留分が、生物由来炭素を、軽質接触分解ガソリン留分中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンが、直鎖オレフィン、および分岐オレフィンを含み、ここで該分岐オレフィンに対する該直鎖オレフィンの体積比は、好ましくは１に対して１以下である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
エンジンの操作方法であって、エンジンの燃焼室に請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体燃料組成物を導入することを含む、上記方法。
【請求項１９】
運搬用車両における、請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体燃料組成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料組成物、その製造方法、本液体燃料組成物を用いたエンジンの操作方法、および運搬用車両における本液体燃料組成物の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
未加工の鉱油の供給を減少させるために、バイオマス源などの再生可能エネルギー源を液体燃料生産に使用することがますます重要になりつつある。これらのバイオマス源由来の燃料は、バイオ燃料と称されることが多い。
【０００３】
バイオマス源から、エタノール、メタノール、バイオディーゼル、フィッシャー−トロプシュディーゼル、およびケロシンなどの様々なバイオ燃料、ならびに水素、およびメタンなどの気体燃料を生産することができるが、これらの燃料は、その特徴に適した新しい分配技術および／または新しい燃焼技術のいずれかを必要とする場合がある。またこれらの燃料の生産は、経費がかかる傾向がある。
【０００４】
既存のインフラストラクチャーおよび燃焼技術で生産し扱うことができる液状のバイオ燃料組成物を提供することは、当業界における進歩になるといえる。加えて、既存の乗り物のタンクおよび燃料供給システムに適している可能性がある液体燃料組成物を提供することが、有利であると予想される。
【０００５】
ＷＯ２０１０／１３５７３４は、流動反応器を有する製油装置でバイオマス原料と製油原料とを接触分解する方法を説明している。ＷＯ２０１０／１３５７３４はさらに、液体生成物またはその留分は、最終産物として使用または販売することができ、かつ／またはさらに加工／品質向上させて、燃料または特殊な化学製品を生産できることも説明している。しかしながら、ＷＯ２０１０／１３５７３４は、既存のインフラストラクチャーおよび燃焼技術で生産および／または使用が可能な状態の燃料生成物を開示していない。
【０００６】
ＷＯ２０１０／０６２６１１は、３つの触媒による変換工程を必要とする固形バイオマスの炭化水素への変換方法を説明している。まず、約５０〜約２００℃の範囲の温度で稼動する第一のライザー（riser）で、固形バイオマスを触媒と接触させ、第一のバイオマス−触媒混合物と炭化水素を含む第一の生成物とを生産する（前処理と称する）。その後、第一のバイオマス−触媒混合物を、約２００℃〜約４００℃の範囲の温度で稼働する第二のライザーに入れることによって、第二のバイオマス−触媒混合物と炭化水素を含む第二の生成物とを生産し（脱酸素および分解と称する）；および最後に、第二のバイオマス−触媒混合物を、約４５０℃よりも高い温度で稼働する第三のライザーに入れることによって、使用済みの触媒と炭化水素を含む第三の生成物とを生産する。最後の工程は、燃料または特殊な化学製品を生産するための変換と称する。ＷＯ２０１０／０６２６１１は、従来の石油精製装置で共処理するためのバイオマスを製造する可能性について言及している。しかしながら、ＷＯ２０１０／０６２６１１に記載の方法は、３つの工程が必要であり、各工程はそれぞれ特殊な触媒を必要とする点で扱いにくい。ＷＯ２０１０／０６２６１１は、第一の生成物、第二の生成物、および第三の生成物をブレンドして、エタン、プロパン、ブタン、ナフサの範囲で沸騰する炭化水素、ジェット機用燃料、ディーゼル、灯油、およびそれらの組み合わせらなる群より選択される成分を含む最終産物を形成する可能性について言及している。しかしながら、ＷＯ２０１０／０６２６１１において形成されたこの最終産物は、例えば運搬用車両で使用できるようになっていない。ＷＯ２０１０／０６２６１１は、既存のインフラストラクチャーおよび燃焼技術で生産および／または使用が可能な状態の燃料生成物を開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／１３５７３４
【特許文献２】ＷＯ２０１０／０６２６１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
既存のインフラストラクチャーおよび／または燃焼技術によって、ならびに／あるいは既存の乗り物のタンクおよび／または燃料供給システムで生産し扱うことができるバイオ燃料組成物を提供することは、当業界において前進になるといえる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、特定の分留および任意に水素化処理工程によりバイオマス源を接触分解して得られた生成物を使用して、既存のインフラストラクチャーおよび燃焼技術によって生産し扱うことができる液体燃料組成物を製造できることが見出された。加えてこの液体燃料組成物は、既存の乗り物のタンクおよび燃料供給システムに適している可能性がある。
【００１０】
従って、本発明は、バイオ燃料成分を含む液体燃料組成物であって、該バイオ燃料成分が、バイオマス源の接触分解によって生産された１種またはそれより多くの分解生成物の留分を含むか、または該留分から誘導され、ここで該留分は、軽質サイクル油、ナフサ生成物、それらの留分、および／またはそれらの混合物からなる群より選択される、上記組成物を提供する。
【００１１】
本発明はさらに、火花点火エンジン用の液体燃料組成物であって、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンを０．５〜２０体積％の範囲で含み、ここでＣ４〜Ｃ８−オレフィンは、生物由来炭素（bio-carbon）を、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む、上記組成物を提供する。
【００１２】
バイオ燃料成分および／またはＣ４〜Ｃ８−オレフィンは、都合のよい形態としては、少なくとも部分的に、接触分解装置で４００℃より高い温度でバイオマス材料を接触分解触媒と接触させて、１種またはそれより多くの分解生成物を製造し、その後１種またはそれより多くの分解生成物を分留して、軽質サイクル油、軽質分解軽油、接触分解ガソリン、および／または軽質接触分解ガソリンを製造することによって生産することができる。それゆえに本発明はさらに、液体燃料組成物の製造方法であって、
ａ）接触分解装置で４００℃より高い温度でバイオマス材料を接触分解触媒と接触させて、１種またはそれより多くの分解生成物を得ること；
ｂ）１種またはそれより多くの分解生成物を分留して、軽質サイクル油、ナフサ生成物、それらの留分、およびそれらの混合物からなる群より選択される留分を得ること；
ｃ）工程ｂ）で得られた留分をバイオ燃料成分として用いること、および／または工程ｂ）で得られた留分をバイオ燃料成分に変換すること；および
ｄ）バイオ燃料成分を、１種またはそれより多くのその他の成分とブレンドして、液体燃料組成物を得ること、
を含む、上記方法も提供する。
【００１３】
本発明に係る液体燃料組成物は、都合のよい形態としては、エンジンまたは暖房器具の操作方法において使用することができ、かつ／または有利には、運搬用車両で使用することができる。
【００１４】
本液体燃料組成物は、有利には、既存のインフラストラクチャーおよび／または燃焼技術によって生産し扱うことができる。
【００１５】
加えて本液体燃料組成物は、化石燃料によるＣＯ２放出の一部を、地球に優しい、またはいわゆる「生態系を重視した」ＣＯ２放出で有利に置き換えることができ、それにより化石燃料によるＣＯ２の総放出量を減少させる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
液体燃料組成物の製造方法
本発明は、液体燃料組成物の製造方法であって：
ａ）接触分解装置で４００℃より高い温度でバイオマス材料を接触分解触媒と接触させて、１種またはそれより多くの分解生成物を得ること；
ｂ）１種またはそれより多くの分解生成物を分留して、軽質サイクル油、ナフサ生成物、それらの留分、およびそれらの混合物からなる群より選択される留分を得ること；
ｃ）工程ｂ）で得られた留分をバイオ燃料成分として用いること、および／または工程ｂ）で得られた留分をバイオ燃料成分に変換すること；および
ｄ）バイオ燃料成分を、１種またはそれより多くのその他の成分とブレンドして、液体燃料組成物を得ること、
を含む、上記方法を提供する。
【００１７】
好ましい実施態様において、工程ａ）は、接触分解装置で、バイオマス材料と流体炭化水素共供給材料とを混合抽出することを含む。すなわち、好ましくは、工程ａ）は、接触分解装置で、４００℃より高い温度で、バイオマス材料と流体炭化水素供給材料とを接触分解触媒と接触させて、１種またはそれより多くの分解生成物を得ることを含む。以下でより詳細に説明されているように、流体炭化水素供給材料は、好ましくは従来の原油から誘導される。
【００１８】
バイオマス材料は、本明細書では、再生可能資源から得られた材料と理解される。再生可能資源は、本明細書では、生物学的な発生源からの物質の組成物と理解され、これは石油、天然ガスもしくは石炭から得られた、または誘導された物質の組成物とは対照的である。いかなる種類の理論に縛られることは望まないが、このような再生可能資源から得られた材料は、好ましくは、炭素１４同位体を、炭素の総モル量に基づいて約０．０００００００００１％の存在度で含む可能性があると考えられる。好ましくは、再生可能資源は、セルロースまたはリグノセルロース由来の物質の組成物である。
【００１９】
本発明の方法では、あらゆるバイオマス材料を使用することができる。適切なバイオマス材料の例としては、トリグリセリドの熱分解油；いわゆる液化バイオマス；固形バイオマス材料；および／またはそれらの混合物が挙げられる。
【００２０】
適切なトリグリセリドを含むバイオマス材料の例としては、植物油、および動物性脂肪が挙げられる。適切な植物油の例としては、パーム油、ナタネ油、ヤシ油、トウモロコシ油、ダイズ油、ベニバナ油、ヒマワリ油、アマニ油、オリーブ油、および落花生油が挙げられる。適切な動物性脂肪の例としては、豚肉のラード、牛肉の脂肪、羊肉の脂肪、および鶏肉の脂肪が挙げられる。
【００２１】
熱分解油は、例えば、木材またはわらなどの固形バイオマス材料を、４００℃以上の温度で、触媒の存在下または実質的な非存在下で、酸素が少ない雰囲気下、好ましくは無酸素雰囲気下で処理することによって得ることが可能である。より好ましくは、温度は、４８０℃以上５２０℃以下の範囲内にある。酸素が少ない雰囲気は、１５体積％以下の酸素、好ましくは１０体積％以下の酸素、より好ましくは５体積％以下の酸素を含む雰囲気と理解される。無酸素雰囲気は、加熱乾燥が酸素の実質的な非存在下で行われることと理解される。
【００２２】
いわゆる液化バイオマスは、例えば、セルロースまたはリグノセルロースを含む材料などの固形バイオマス材料の液化により得てもよく、このような液化は、セルロースまたはリグノセルロースを含む材料を、２００℃以上の温度で液体溶媒と接触させること、あるいはセルロースまたはリグノセルロースを含む材料を、１００℃以上の温度で触媒の存在下で液体溶媒と接触させることによって、液化した生成物を生産することを含む。
【００２３】
しかしながら、バイオマス材料は、好ましくは固形バイオマス材料、および／または熱分解油であり、最も好ましくは固形バイオマス材料である。より好ましくは、この固形バイオマス材料は、食品の製造に用いられる材料ではない。好ましい固形バイオマス材料の例としては、水生植物および藻類、農業廃棄物および／もしくは林業廃棄物、ならびに／または家庭ごみから得られる紙ごみおよび／もしくは植物材料が挙げられる。
【００２４】
好ましくは、固形バイオマス材料は、セルロースおよび／またはリグノセルロースを含む。適切なセルロースおよび／またはリグノセルロースを含む材料の例としては、農業廃棄物、例えばトウモロコシの茎や葉、ダイズの茎や葉、トウモロコシの穂軸、稲わら、米のもみ殻、オートムギのもみ殻、トウモロコシの繊維、穀草のわら、例えばコムギ、大麦、ライ、およびオートムギのわら；イネ科植物；林業産物および／または林業廃棄物、例えば木材および木材関連の材料、例えばおがくず；古紙；精糖廃棄物、例えばバガス、およびビートパルプ；またはそれらの混合物が挙げられる。より好ましくは、固形バイオマス材料は、木材、おがくず、わら、イネ科植物、バガス、トウモロコシの茎や葉、および／またはそれらの混合物からなる群より選択される。
【００２５】
このような固形バイオマス材料は、食品の製造と競合しないため有利であり、従ってより地球に優しいとみなされている。加えて、いかなる種類の理論に縛られることは望まないが、接触分解装置に固形バイオマス材料を供給することにより、オレフィンを含む生物由来炭素の生産を増加させると考えられる。固形バイオマス材料の変換により、工程ａ）の間にその場での水の形成が起こると考えられる。その場で水が形成されることにより、炭化水素分圧を低くすることができ、好ましくは０．７〜２．８ｂａｒ絶対圧（０．０７〜０．２８メガパスカル）、より好ましくは１．２〜２．８ｂａｒ絶対圧（０．１２〜０．２８メガパスカル）の範囲に炭化水素分圧を低くできる。続いてこれは、二次的な水素転移反応を減少させることにより、より高いオレフィン収量が得られると考えられる。
【００２６】
固形バイオマス材料は、触媒と接触させる前に、乾燥、加熱乾燥（torrefaction）、蒸気爆発、粒度の減少、緻密化、および／またはペレット化を受けていてもよく、それにより、方法の操作性および経済性の改善が可能になる。
【００２７】
好ましくは、固形バイオマス材料は、加熱乾燥された固形バイオマス材料である。加熱乾燥された固形バイオマス材料は、固形バイオマス材料を２００℃より高い温度で加熱乾燥することによって生産することができる。加熱乾燥すること（torrefying）および加熱乾燥（torrefaction）という言葉は、本明細書では置き換え可能に用いられる。
【００２８】
加熱乾燥すること、または加熱乾燥は、本明細書では、触媒の実質的な非存在下で、酸素が少ない雰囲気下、好ましくは無酸素雰囲気下で、２００℃以上３５０℃以下の範囲の温度で固形バイオマス材料を処理することと理解される。酸素が少ない雰囲気は、１５体積％以下の酸素、好ましくは１０体積％以下の酸素、より好ましくは５体積％以下の酸素を含む雰囲気と理解される。無酸素雰囲気は、加熱乾燥が酸素の実質的な非存在下で行われることと理解される。
【００２９】
固形バイオマス材料の加熱乾燥は、好ましくは２００℃より高い温度で、より好ましくは２１０℃以上の温度で、さらにより好ましくは２２０℃以上の温度で、その上さらにより好ましくは２３０℃以上の温度で行われる。加えて、固形バイオマス材料の加熱乾燥は、好ましくは３５０℃以下の温度で、より好ましくは３３０℃以下の温度で、さらにより好ましくは３１０℃以下の温度で、その上さらにより好ましくは３００℃以下の温度で行われる。
【００３０】
固形バイオマス材料の加熱乾燥は、好ましくは酸素の実質的な非存在下で行われる。より好ましくは、加熱乾燥は、例えば窒素、二酸化炭素、および／もしくは水蒸気などの不活性ガスを含む不活性雰囲気下で、ならびに／または水素などの還元性ガス、メタン、およびエタンなどのガス状の炭化水素、もしくは一酸化炭素の存在下における還元性雰囲気下で行われる。
【００３１】
加熱乾燥工程は、様々な圧力で行ってもよい。しかしながら、加熱乾燥工程は、好ましくは大気圧（約１ｂａｒ、約０．１メガパスカルに相当）で行われる。加えて加熱乾燥工程は、バッチ式で行ってもよいし、または連続的に行ってもよい。
【００３２】
加熱乾燥された固形バイオマス材料は、より高いエネルギー密度、より高い質量密度、およびより大きい流動性を有することから、その輸送、ペレット化、および／または保存をより容易にする。このような固形バイオマス材料は、より砕けやすいために、より簡単により小さい粒子にすることができる。
【００３３】
さらなる実施態様において、加熱乾燥すること、または加熱乾燥は、このような固形バイオマス材料を加熱乾燥する前に固形バイオマス材料を乾燥することをさらに含む。このような乾燥工程において、固形バイオマス材料は、好ましくは、固形バイオマス材料の含水量が０．１質量％以上２５質量％以下の範囲になるまで乾燥される。
【００３４】
いずれかの固形バイオマス材料は、好ましくは微粉化された固形バイオマス材料である。微粉化された固形バイオマス材料は、本明細書では、レーザー散乱粒度分布解析器で測定した場合、平均粒度が５マイクロメートル以上５０００マイクロメートル以下の範囲である粒度分布を有する固形バイオマス材料と理解される。好ましい実施態様において、微粉化された固形バイオマス材料は、任意に固形バイオマス材料を加熱乾燥する前またはその後に、固形バイオマス材料の粒度を減少させることによって生産される。このような粒度の減少は、例えば固形バイオマス材料が木材または加熱乾燥された木材を含む場合、特に有利な場合がある。任意に加熱乾燥された固形バイオマス材料の粒度は、この目的に適切であることが当業者公知のあらゆる方法で減少させることができる。適切な粒度を減少させる方法は、破砕、グライディング、および／またはミリングが挙げられる。粒度の減少は、好ましくは、ボールミル、ハンマーミル、（ナイフ）シュレッダー、チッパー、ナイフグリッド、またはカッターを用いて達成してもよい。
【００３５】
好ましくは、固形バイオマス材料は、平均粒度が、５マイクロメートル（ミクロン）以上、より好ましくは１０マイクロメートル以上、さらにより好ましくは２０マイクロメートル以上、最も好ましくは１００マイクロメートル以上、５０００マイクロメートル以下、より好ましくは１０００マイクロメートル以下、最も好ましくは５００マイクロメートル以下の範囲にある粒度分布を有する。
【００３６】
実用的な目的のためには、固形バイオマス材料の粒度分布および平均粒度は、「粒子径解析−レーザー回折法」という表題のＩＳＯ１３３２０の方法に従って、レーザー散乱粒度分布解析器、好ましくはホリバ（Horiba）ＬＡ９５０を用いて決定することができる。
【００３７】
好ましくは固形のバイオマス材料に加えて、好ましくは流体炭化水素供給材料（本明細書では、流体炭化水素共供給材料とも称される）も、接触分解装置で接触分解触媒と接触させてもよい。
【００３８】
炭化水素供給材料は、本明細書では、１種またはそれより多くの炭化水素化合物を含む供給材料と理解される。炭化水素化合物は、本明細書では、水素と炭素との両方を含む、好ましくは水素と炭素とからなる化合物と理解される。流体炭化水素供給材料は、本明細書では、固体状態ではない炭化水素供給材料と理解される。流体炭化水素共供給材料は、好ましくは、液状の炭化水素共供給材料、気体状の炭化水素共供給材料、またはそれらの混合物である。流体炭化水素共供給材料は、実質的に液体状態で、実質的に気体状態で、または部分的に液体および部分的に気体状態で、接触分解装置に供給することができる。流体炭化水素共供給材料は、実質的または部分的に液体状態で接触分解装置に入ると、好ましくは入ったときに蒸発し、好ましくは気体状態で、接触分解触媒および／または固形バイオマス材料と接触する。
【００３９】
高粘度の炭化水素共供給材料の場合、このような供給材料を接触分解装置に入る前に予熱することが有利な場合がある。例えば、ロングレジデュー、減圧軽油、および／またはそれらの混合物などの炭化水素共供給材料は、２５０℃以上の温度に予熱されてもよい。
【００４０】
流体炭化水素供給材料は、接触分解装置のための供給材料として適切であることが当業者公知のあらゆる非固体の炭化水素供給材料であってもよい。流体炭化水素供給材料は、例えば、従来の原油（また、石油または鉱油と称される場合もある）、従来にはない原油（すなわち、従来の油井の方法以外の技術を用いて生産または抽出された油）、もしくはフィッシャー−トロプシュ油（合成油と称される場合もある）、および／またはそれらの混合物から得ることもできる。
【００４１】
バイオマス材料が固形バイオマス材料である場合、流体炭化水素供給材料は、例えば熱分解油または植物油などの再生可能資源からの流体炭化水素供給材料であってもよい。
【００４２】
一実施態様において、流体炭化水素供給材料は、好ましくは従来の原油から誘導される。従来の原油の例としては、ウェスト・テキサス・インターミディエイト原油、ブレント原油、ドバイ−オマーン原油、アラビアン・ライト原油、ミッドウェイ・サンセット原油、またはタピス原油が挙げられる。
【００４３】
より好ましくは、流体炭化水素供給材料は、好ましくは従来の原油の留分を含む。好ましい流体炭化水素供給材料としては、好ましくは従来の原油から誘導された、直留（常圧）軽油、フラッシュ留分（flashed distillate）、減圧軽油（ＶＧＯ）、コーカー軽油、ディーゼル、ガソリン、ケロシン、ナフサ、液化石油ガス、常圧残油（「ロングレジデュー」）、および減圧残油（「ショートレジデュー」）、および／またはそれらの混合物が挙げられる。最も好ましくは、流体炭化水素供給材料は、好ましくは従来の原油から誘導された、ロングレジデュー、減圧軽油またはそれらの混合物を含む。
【００４４】
一実施態様において、「石油製品常圧蒸留の標準試験法」という表題のＡＳＴＭ Ｄ８６に基づく蒸留によって測定した場合、あるいは「石油製品減圧蒸留の標準試験法」という表題のＡＳＴＭ Ｄ１１６０によって測定した場合、流体炭化水素供給材料の５質量％が、１ｂａｒ絶対圧（０．１メガパスカル）で、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上の沸点を有する。このような流体炭化水素供給材料の例は、減圧軽油である。
【００４５】
第二の実施態様において、「石油製品常圧蒸留の標準試験法」という表題のＡＳＴＭ Ｄ８６に基づく蒸留によって測定した場合、あるいは「石油製品減圧蒸留の標準試験法」という表題のＡＳＴＭ Ｄ１１６０によって測定した場合、流体炭化水素供給材料の５質量％が、１ｂａｒ絶対圧（０．１メガパスカル）で、好ましくは２００℃以上、より好ましくは２２０℃以上、最も好ましくは２４０℃以上の沸点を有する。このような流体炭化水素供給材料の例は、ロングレジデューである。
【００４６】
さらに好ましい実施態様において、「石油製品常圧蒸留の標準試験法」という表題のＡＳＴＭ Ｄ８６による蒸留を用いて測定した場合、あるいは「石油製品減圧蒸留の標準試験法」という表題のＡＳＴＭ Ｄ１１６０によって測定した場合、流体炭化水素供給材料の７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、さらにより好ましくは９５質量％以上が、１ｂａｒ絶対圧（０．１メガパスカル）で１５０℃以上６００℃以下の範囲で沸騰する。
【００４７】
流体炭化水素供給材料の組成は、広範囲に様々であってもよい。流体炭化水素供給材料は、例えば、パラフィン（ナフテンを含む）、オレフィン、および芳香族化合物を含んでいてもよい。
【００４８】
好ましくは、流体炭化水素供給材料は、炭素および水素のみからなる化合物を、流体炭化水素供給材料の総質量に基づいて、５０質量％以上、より好ましくは７５質量％以上、最も好ましくは９０質量％以上、１００質量％以下の範囲で含む。
【００４９】
好ましくは、流体炭化水素供給材料は、流体炭化水素供給材料の総量に基づいて、１質量％以上のパラフィン、より好ましくは５質量％以上のパラフィン、最も好ましくは１０質量％以上のパラフィン、および好ましくは１００質量％以下のパラフィン、より好ましくは９０質量％以下のパラフィン、最も好ましくは３０質量％以下のパラフィンを含む。パラフィンは、直鎖、環状、および分岐パラフィン全てのことであると理解される。
【００５０】
好ましい実施態様において、流体炭化水素供給材料は、パラフィン系流体炭化水素供給材料を含むか、またはパラフィン系流体炭化水素供給材料からなる。
【００５１】
パラフィン系流体炭化水素供給材料は、本明細書では、流体炭化水素供給材料の総質量に基づいて、少なくとも５０質量％、好ましくは少なくとも７０質量％、最も好ましくは９０質量％以上、１００質量％以下の範囲でパラフィンを含む流体炭化水素供給材料と理解される。実用的な目的のためには、少なくとも２６０℃の初留点を有する全ての流体炭化水素供給材料のパラフィン含量は、「クレー−ゲル吸収クロマトグラフィー法によるゴムエキステンダーおよびプロセス油、ならびにその他の石油由来の油における特徴的なグループのための標準試験法（Standard test method for characteristic groups in rubber extender and processing oils and other petroleum-derived oils by clay-gel absorption chromatographic method）」という表題のＡＳＴＭ法Ｄ２００７−０３によって測定することができ、ここで飽和物質の量は、パラフィン含量で示されると予想される。その他全ての流体炭化水素供給材料に関して、流体炭化水素供給材料のパラフィン含量は、包括的多次元ガスクロマトグラフィー（ＧＣ×ＧＣ）によって、P.J. Schoenmakers, J.L.M.M. Oomen, J. Blomberg, W. Genuit, G. van Velzen, J. Chromatogr. A, 892 (2000)p.29などで説明されているようにして測定することができる。
【００５２】
パラフィン系流体炭化水素供給材料の例としては、ＷＯ２００７／０９０８８４（参照により本明細書に組み入れられる）で説明されているものなどのいわゆるフィッシャー−トロプシュから誘導された炭化水素流、または水素化処理装置の生成物もしくはハイドロワックス（hydrowax）のような水素高含有供給材料が挙げられる。ハイドロワックスは、水添分解装置の底部留分と理解される。流体炭化水素供給材料として使用できる底部留分を生じ得る水素添加分解法の例は、ＥＰ−Ａ−６９９２２５、ＥＰ−Ａ−６４９８９６、ＷＯ−Ａ−９７／１８２７８、ＥＰ−Ａ−７０５３２１、ＥＰ−Ａ−９９４１７３、およびＵＳ−Ａ−４８５１１０９（参照により本明細書に組み入れられる）で説明されている。
【００５３】
バイオマス材料が固形バイオマス材料である場合、固形バイオマス材料に対する流体炭化水素供給材料の質量比は、好ましくは５０／５０（５：５）以上、より好ましくは７０／３０（７：３）以上、更により好ましくは８０／２０（８：２）以上、更により好ましくは９０／１０（９：１）以上である。実用的な目的のためには、固形バイオマス材料に対する流体炭化水素供給材料の質量比は、９９．９／０．１（９９．９：０．１）以下、より好ましくは９５／５（９５：５）以下である。流体炭化水素供給材料および固形バイオマス材料は、好ましくは、上記の範囲内の質量比で接触分解装置に供給される。
【００５４】
固形バイオマス材料の量は、接触分解装置に供給される固形バイオマス材料および流体炭化水素供給材料の総質量に基づいて、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、最も好ましくは１０質量％以下、さらにより好ましくは５質量％以下である。実用的な目的のためには、存在する固形バイオマス材料の量は、ライザー反応器に供給された固形バイオマス材料および流体炭化水素供給材料の総質量に基づいて、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上である。
【００５５】
バイオマス材料が、熱分解油、液化バイオマス、植物油、動物性脂肪またはそれらの混合物を含む場合、接触分解装置に供給される供給材料は、好ましくは、このような熱分解油、液化バイオマス、植物油、動物性脂肪またはそれらの混合物を、供給材料の総質量に基づいて、５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、１００質量％以下、より好ましくは９０質量％以下の範囲で含む。
【００５６】
好ましい実施態様において、流体炭化水素共供給材料は、乾燥質量を基準として（すなわち水を含まない質量を基準として）、流体炭化水素共供給材料の総量に基づいて、８質量％以上の元素の水素、より好ましくは１２質量％より多くの元素の水素を含む。元素の水素が、高含量、例えば８質量％以上の含量であれば、接触分解の過程において、炭化水素共供給材料を安価な水素供与体として作用させることが可能である。
【００５７】
接触分解装置は、目的に適切であることが当業界公知のあらゆる接触分解装置であってもよく、例えば、流動層反応器、またはライザー反応器が挙げられる。最も好ましくは、接触分解装置は、ライザー反応器である。
【００５８】
好ましくは、この接触分解装置は、接触分解装置の一部、より好ましくは流動接触分解（ＦＣＣ）装置の一部である。
【００５９】
一実施態様において、バイオマス材料が固形バイオマス材料である場合、好ましくは、流体炭化水素供給材料中に懸濁した固形バイオマス材料の懸濁液が、ライザー反応器に供給される。好ましい流体炭化水素供給材料は、上記で説明した通りである。
【００６０】
その他の好ましい実施態様において、バイオマス材料が固形バイオマス材料である場合、接触分解装置はライザー反応器であり、固形バイオマス材料は、流体炭化水素供給材料がライザー反応器に供給される位置よりも下流の位置でライザー反応器に供給される。いかなる種類の理論に縛られることは望まないが、最初に流体炭化水素共供給材料を接触分解触媒に接触させることにより、水素が生成する可能性があると考えられる。この水素の利用価値は、ライザー反応器においてより下流で固形バイオマス材料が接触分解触媒と接触する際のコークス形成を低減させるのに役立つ可能性があることである。
【００６１】
その他の好ましい実施態様において、バイオマス材料が固形バイオマス材料である場合、接触分解装置はライザー反応器であり、流体炭化水素供給材料は、固形バイオマス材料がライザー反応器に供給される位置より下流の位置でライザー反応器に供給される。
【００６２】
いかなる種類の理論に縛られることは望まないが、流体炭化水素供給材料の上流に固形バイオマス材料を供給することにより、ライザー反応器の上流部でその場での水の生成が起こり、ライザー反応器の上流部での炭化水素分圧を低くし、オレフィン収量をより高くすると考えられる。加えて、固形バイオマス材料を中間油生成物に変換させることを可能にし、続いて接触分解触媒が流体炭化水素供給材料の添加により急冷される前に、この中間油生成物を、少なくとも部分的に、好ましくは全て気化させることを可能にすると考えられる。さらに、より長い滞留時間、より高い温度、および／または供給材料に対して高い触媒の質量比が、有利に固形バイオマス材料変換の改善をもたらす可能性があることも考えられる。
【００６３】
さらにその他の実施態様において、第一の流体炭化水素供給材料中に懸濁した固形バイオマス材料の懸濁液は、第一の位置でライザー反応器に供給され、第二の流体炭化水素供給材料は、第一の位置より下流の第二の位置でライザー反応器に供給される。第一および第二の流体炭化水素供給材料の好ましい形態は、上記で流体炭化水素供給材料に関して説明した通りである。
【００６４】
ライザー反応器は、本明細書では、細長い、好ましくは実質的に管状の、接触分解反応を行うのに適した反応器と理解される。適切には、流動接触分解触媒は、ライザー反応器中を反応器の上流端部から下流端部に流れる。細長い、好ましくは実質的に管状の反応器は、好ましくは、実質的に垂直に配置される。好ましくは、流動接触分解触媒は、ライザー反応器底部からライザー反応器頂部に流れる。
【００６５】
適切なライザー反応器の例は、Joseph W. Wilsonによる「流動式接触分解の技術および操作（Fluid Catalytic Cracking technology and operations）」という表題の専門書、PennWell Publishing社刊(1997), 第3章、特に101〜112頁（参照により本明細書に組み入れられる）で説明される。
【００６６】
そこで説明されているように、例えばライザー反応器は、いわゆる内部ライザー反応器であってもよいし、またはいわゆる外部ライザー反応器であってもよい。
【００６７】
内部ライザー反応器は、本明細書では、好ましくは、実質的に垂直の、好ましくは実質的に管状の反応器であって、容器の外側に配置された実質的に垂直の上流端部と、容器の内部に配置された実質的に垂直の下流端部とを有し得る反応器と理解される。このような容器は、適切には、接触分解反応に適した反応容器、ならびに／または１またはそれより多くのサイクロンセパレーターおよび／もしくは渦巻き型の管（swirl tube）を含む容器である。内部ライザー反応器は、供給材料の少なくとも一部が固形バイオマス材料または熱分解油で構成される場合に特に有利である。固形バイオマス材料は、中間油生成物に変換することもできる。いかなる種類の理論に縛られることは望まないが、内部ライザー反応器は、形成されたオレフィンの重合を低減させることにより、全体のオレフィン収量を高くすることが可能であると考えられる。
【００６８】
外部ライザー反応器は、本明細書では、好ましくは、容器の外側に配置されたライザー反応器と理解される。外部ライザー反応器は、適切には、いわゆるクロスオーバーを介して容器に連結されていてもよい。好ましくは、外部ライザー反応器は、好ましくは実質的に垂直の、ライザー反応器の管を含む。このようなライザー反応器の管は、容器の外側に配置される。ライザー反応器の管は、適切には、好ましくは実質的に水平の下流のクロスオーバー管を介して容器に連結されていてもよい。下流のクロスオーバー管は、好ましくは、ライザー反応器の管の方向に対して実質的に横向きの方向を有する。上記容器は、適切には、接触分解反応に適した反応容器、ならびに／または１またはそれより多くのサイクロンセパレーターおよび／もしくは渦巻き型のセパレーターを含む容器であってもよい。
【００６９】
外部ライザー反応器が用いられる場合、例えばJoseph W. Wilsonによる「流動式接触分解の技術および操作（Fluid Catalytic Cracking technology and operations）」という表題の専門書、PennWell Publishing社刊(1997), 第3章,図3〜7（参照により本明細書に組み入れられる）で説明されているように、終端に曲線ゾーンまたは低速ゾーンを有する外部ライザー反応器を使用することが有利な場合がある。
【００７０】
ライザー反応器の長さは、広範囲に様々であってもよい。実用的な目的のためには、ライザー反応器は、好ましくは１０メートル以上、より好ましくは１５メートル以上、最も好ましくは２０メートル以上、６５メートル以下、より好ましくは５５メートル以下、最も好ましくは４５メートル以下の範囲の長さを有する。
【００７１】
好ましい実施態様において、好ましくは固体のバイオマス材料は、ライザー反応器に、このライザー反応器の底部で供給される。こうすることにより、上記で説明したように反応器の底部においてその場での水の形成が起こる可能性がある。その場で水が形成されることにより、炭化水素分圧が低くなり二次的な水素転移反応が減少するため、より高いオレフィン収量が得られる可能性がある。好ましくは、炭化水素分圧は、圧力を０．７〜２．８ｂａｒ絶対圧（０．０７〜０．２８メガパスカル）、より好ましくは１．２〜２．８ｂａｒ絶対圧（０．１２〜０．２８メガパスカル）の範囲に低められる。
【００７２】
ライザー反応器の底部に上昇ガスをさらに添加することが有利な場合がある。このような上昇ガスの例としては、水蒸気、気化した油および／または油留分、ならびにそれらの混合物が挙げられる。水蒸気が上昇ガスとして最も好ましい。しかしながら、上昇ガスとして気化した油および／または油留分（好ましくは気化した液化石油ガス、気化したガソリン、気化したディーゼル、気化したケロシン、または気化したナフサ）を使用することは、上昇ガスが同時に水素供与体として作用し、コークス形成を予防または低減する可能性があるという利点を有する可能性がある。最も好ましくは、上昇ガスは、水蒸気からなる。
【００７３】
バイオマス材料がライザー反応器の底部に供給される場合、バイオマス材料は、任意に、ライザー反応器に入る前にこのような上昇ガスと混合され、バイオマス材料と上昇ガスとの混合物として反応器に供給されてもよい。バイオマス材料がライザー反応器に入る前に上昇ガスと混合されない場合、バイオマス材料は、上昇ガスと同時に（１つの同じ位置で）ライザー反応器に供給されてもよいし、任意に、ライザー反応器に入る際に混合されてもよいし、あるいはバイオマス材料は、いずれの上昇ガスとは別々に（異なる位置で）ライザー反応器に供給されてもよい。
【００７４】
バイオマス材料と水蒸気との両方がライザー反応器の底部に導入される場合、バイオマス材料に対する水蒸気の質量比は、好ましくは１に対して０．０１以上、より好ましくは１に対して０．０５以上、１に対して５以下、より好ましくは１に対して１．５以下の範囲である。
【００７５】
好ましくは、反応器内の温度は、４５０℃以上、より好ましくは４８０℃以上、８００℃以下、より好ましくは７５０℃以下の範囲である。
【００７６】
好ましくは、バイオマス材料が接触分解装置に供給される位置の温度は、５００℃以上、より好ましくは５５０℃以上、最も好ましくは６００℃以上、８００℃以下、より好ましくは７５０℃以下の範囲にある。
【００７７】
好ましくは、接触分解装置中の圧力は、０．５ｂａｒ絶対圧以上１０ｂａｒ絶対圧以下（０．０５メガパスカル〜１メガパスカル）、より好ましくは１．０ｂａｒ絶対圧以上６ｂａｒ絶対圧以下（０．１メガパスカル〜０．６メガパスカル）の範囲である。
【００７８】
好ましくは、バイオマス材料の平均滞留時間の合計は、１秒以上、より好ましくは１．５秒以上、さらにより好ましくは２秒以上、１０秒以下、好ましくは５秒以下、より好ましくは４秒以下の範囲にある。
【００７９】
供給材料に対する触媒の質量比（本明細書では、触媒：供給材料の比率とも称される）は、好ましくは１に対して１以上、より好ましくは１に対して２以上、および最も好ましくは１に対して３以上、１に対して１５０以下、より好ましくは１に対して１００以下、最も好ましくは１に対して５０以下の範囲にある。
【００８０】
バイオマス材料がライザー反応器に供給される位置におけるバイオマス材料に対する触媒の質量比（触媒：バイオマスの比率）は、好ましくは１に対して１以上、より好ましくは１に対して２以上、および最も好ましくは１に対して３以上、１に対して１５０以下、より好ましくは１に対して１００以下、最も好ましくは１に対して５０以下の範囲にある。
【００８１】
好ましい実施態様において、流体炭化水素供給材料は、好ましくは固体のバイオマス材料が、すでに、０．０１秒間以上、より好ましくは０．０５秒間以上、最も好ましくは０．１秒間以上、２秒以下、より好ましくは１秒以下、最も好ましくは０．５秒間以下の範囲の滞留時間を経ている位置で接触分解装置に導入されてもよい。
【００８２】
好ましい実施態様において、流体炭化水素供給材料の滞留時間に対するあらゆる固形バイオマス材料の滞留時間の比率（在留する固形バイオマス：在留する炭化水素の比率）は、１に対して１．０１以上、より好ましくは１に対して１．１以上、１に対して３以下、より好ましくは１に対して２以下の範囲にある。
【００８３】
接触分解触媒は、分解法に使用するのに適切であることが当業者公知のあらゆる触媒であってもよい。好ましくは、接触分解触媒は、ゼオライト系成分を含む。加えて接触分解触媒は、無定形の結合剤混合物および／または充填剤を含んでいてもよい。無定形の結合剤成分の例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、および酸化マグネシウムまたはそれらの２種もしくはそれより多くの組み合わせが挙げられる。充填剤の例としては、クレー（例えばカオリン）が挙げられる。
【００８４】
ゼオライトは、好ましくは、大きい孔径のゼオライトである。大きい孔径のゼオライトとしては、孔の長軸が０．６２ナノメートル〜０．８ナノメートルの範囲の、多孔質の内部セル構造を有する多孔質で結晶質のアルミノケイ酸塩構造を含むゼオライトが挙げられる。ゼオライトの長軸は、「ゼオライト構造型の図解書（Atlas of Zeolite Structure Types）」、W.M. Meier, D.H. OlsonおよびCh. Baerlocher, 改訂第4版 (1996), Elsevier, ISBN0-444-10015-6で述べられている。このような大きい孔径のゼオライトの例としては、ＦＡＵまたはフォージャサイト、好ましくは合成フォージャサイト、例えばＹまたはＸ型ゼオライト、超安定Ｙ型ゼオライト（ＵＳＹ）、希土類Ｙ型ゼオライト（＝ＲＥＹ）、および希土類ＵＳＹ（ＲＥＵＳＹ）が挙げられる。本発明によれば、好ましくは、ＵＳＹが大きい孔径のゼオライトとして用いられる。
【００８５】
接触分解触媒はまた、中程度の孔径のゼオライトを含んでいてもよい。本発明に従って使用できる中程度の孔径のゼオライトは、孔の長軸が０．４５ナノメートル〜０．６２ナノメートルの範囲の、多孔質の内部セル構造を有する多孔質で結晶質のアルミノケイ酸塩構造を含むゼオライトである。このような中程度の孔径のゼオライトの例は、ＭＦＩの構造型を有するもの、例えばＺＳＭ−５；ＭＴＷ型を有するもの、例えばＺＳＭ−１２；ＴＯＮの構造型を有するもの、例えばシータ１；およびＦＥＲの構造型を有するもの、例えばフェリエライトである。本発明によれば、好ましくは、ＺＳＭ−５が中程度の孔径のゼオライトとして用いられる。
【００８６】
その他の実施態様によれば、大きい孔径のゼオライトと中程度の孔径のゼオライトとのブレンドを用いてもよい。分解触媒における大きい孔径のゼオライトと中程度の孔サイズゼオライトとの比率は、好ましくは９９：１〜７０：３０の範囲、より好ましくは９８：２〜８５：１５の範囲である。
【００８７】
分解触媒中に存在する大きい孔径サイズのゼオライトおよび／または中程度の孔径のゼオライトの総量は、接触分解触媒の総質量に対して、好ましくは５質量％〜４０質量％の範囲、より好ましくは１０質量％〜３０質量％の範囲、さらにより好ましくは１０質量％〜２５質量％の範囲である。
【００８８】
接触分解触媒は、並流の配置で接触させることが好ましく、固体のバイオマス材料と任意に流体炭化水素供給材料とが並流であることが好ましい。
【００８９】
本明細書で説明されているような接触分解触媒によるバイオマス材料の接触分解は、好ましくは接触分解装置で、好ましくは流動式接触分解装置で行われる。
【００９０】
好ましい実施態様において、工程ａ）は、接触分解の過程を含み、この過程は：
接触分解装置で、４００℃より高い温度で、好ましくは固体のバイオマス材料および任意に流体炭化水素供給材料を、接触分解触媒と接触させ、固体のバイオマス材料および任意の流体炭化水素供給材料を接触分解して、１種またはそれより多くの分解生成物、およびコークス化した接触分解触媒を生産することを含む、接触分解工程；
コークス化した接触分解触媒から１種またはそれより多くの分解生成物を分離することを含む、分離工程；
コークス化した接触分解触媒を再生して、再生接触分解触媒、熱、および二酸化炭素を生産することを含む、再生工程；および
再生接触分解触媒を接触分解工程に再利用することを含む、再利用工程、
を含む。
【００９１】
接触分解工程は、好ましくは下記で説明されているようにして行われる。
【００９２】
分離工程は、好ましくは、１またはそれより多くのサイクロンセパレーターおよび／または１またはそれより多くの渦巻き型の管によって行われる。
【００９３】
加えて分離工程は、ストリッピング工程をさらに含んでいてもよい。このようなストリッピング工程において、再生工程の前に、コークス化した触媒をストリッピングして、コークス化した触媒に吸収された生成物を回収してもよい。これらの生成物を再利用して、接触分解工程から得られた分解生成物流に添加してもよい。
【００９４】
再生工程は、好ましくは、再生器でコークス化した接触分解触媒を酸素を含むガスと接触させて、再生接触分解触媒を生成することを含む。
【００９５】
再生接触分解触媒は、接触分解工程に再利用することができる。好ましい実施態様において、反応ゾーンおよび再生器における触媒の損失を補うために、補給触媒の副流が再利用流に追加される。
【００９６】
バイオマス材料および任意に流体炭化水素供給材料を接触分解すると、１種またはそれより多くの分解生成物が生産される。
【００９７】
工程ｂ）において、１種またはそれより多くの分解生成物を分留することにより、軽質サイクル油、およびナフサ生成物、それらの留分、ならびにこれらのいずれかの混合物からなる群より選択される留分が得られる。
【００９８】
分別は、当業界における当業者に接触分解装置からの生成物の分別に適切であることがよく知られたあらゆる方法で行うことができる。例えば、分別は、Joseph W. Wilsonによる「流動式接触分解の技術および操作（Fluid Catalytic Cracking technology and operations）」という表題の専門書、PennWell Publishing社刊(1997), 第8章, 特に223〜235頁（参照により本明細書に組み入れられる）で説明されているようにして行うことができる。
【００９９】
１種またはそれより多くの分解生成物は、好ましくはガス状の分解生成物として得られる。これらのガス状の分解生成物は、その後、１またはそれより多くの分別装置で、様々なガスおよび液体生成物に分離することができる。
【０１００】
好ましくは、メインの分別器が、ガス状の分解生成物を冷却して、あらゆる比重の大きい液状産物を濃縮するのに用いられる。メインの分別器は、好ましくは、塔の底部に底部セクション（フラッシュゾーンと称される場合もある）；重質サイクル油（ＨＣＯ）セクション、軽質サイクル油（ＬＣＯ）セクション、およびトップセクションを含む蒸留塔を含む。
【０１０１】
底部セクションにおいて、分解生成物は、好ましくは、分別器底部の生成物の循環流（場合によっては底部のポンプアラウンドとも称される）との接触を介して冷却される。蒸留塔の底部における底部セクションから得られた生成物はまた、場合によってはスラリー油とも称される。スラリー油は、本明細書では、４２５℃またはそれより高い温度で（０．１メガパスカルの圧力で）、好ましくは分解生成物の少なくとも８０質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％が沸騰する分解生成物の留分と理解される。
【０１０２】
重質サイクル油（ＨＣＯ）セクションでは、いわゆる重質サイクル油を蒸留塔から引き抜くことができる。重質サイクル油は、本明細書では、３７０℃以上４２５℃未満の範囲で（０．１メガパスカルの圧力で）、好ましくは分解生成物の少なくとも８０質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％が沸騰する分解生成物の留分と理解される。好ましい実施態様において、この重質サイクル油の少なくとも一部が、有利には、流体炭化水素共供給材料として接触分解装置に再利用および使用される。
【０１０３】
軽質サイクル油（ＬＣＯ）セクションでは、いわゆる軽質サイクル油を蒸留塔から引き抜くことができる。軽質サイクル油（ＬＣＯ）は、本明細書では、２２１℃以上３７０℃未満の範囲で（０．１メガパスカルの圧力で）、好ましくは分解生成物の少なくとも８０質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％が沸騰する分解生成物の留分と理解される。好ましくは、この軽質サイクル油の少なくとも一部を、水素化脱酸素、水素化脱硫、水素化脱窒素、および／または水素化異性化によって水素処理して、以下で説明されているような液体燃料組成物のいずれか一種において有用な可能性がある１種またはそれより多くのバイオ燃料成分を製造してもよい。あるいは、軽質サイクル油の少なくとも一部を引き抜いて、バイオ燃料成分として直接使用してもよい。
【０１０４】
蒸留塔のトップセクションでは、ナフサ生成物といわゆる乾燥ガスとを引き抜くことができる。ナフサ生成物は、本明細書では、３０℃以上２２１℃未満の範囲で（０．１メガパスカルの圧力で）、好ましくは分解生成物の少なくとも８０質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％が沸騰する分解生成物の留分と理解される。
【０１０５】
乾燥ガスは、本明細書では、好ましくは、エタンの沸点またはそれより低い温度で沸騰する化合物からなる留分と理解される。乾燥ガスは、例えばメタン、エタン、エテン、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、および窒素を含んでもよい。ナフサ生成物は、ガソリン組成物および／またはディーゼル組成物および／またはケロシン組成物のためのバイオ燃料成分として有用な可能性がある留分を含んでもよい。好ましくは、乾燥ガスは、１またはそれより多くのガス／液体分離器、および／または１またはそれより多くの吸収器を用いて、ナフサ生成物から分離される。その後、ナフサ生成物は、望ましい場合、ブタンの沸点またはそれより低い温度で、ペンタンの沸点またはそれより低い温度で沸騰する化合物を除去するために、脱ブタンおよび／または脱ペンタンされてもよい。必要に応じて、任意に脱ブタンおよび／または脱ペンタンされたナフサ生成物の少なくとも一部を、水素化脱酸素、水素化脱硫、水素化脱窒素、および／または水素化異性化によって水素処理して、以下で説明されているような液体燃料組成物のいずれか一種において有用な可能性がある１種またはそれより多くのバイオ燃料成分を製造してもよい。
【０１０６】
しかしながら、好ましい実施態様において、任意に脱ブタンおよび／または脱ペンタンされたナフサ生成物は、１またはそれより多くのさらなる蒸留塔に送られる。ここで任意に脱ブタンおよび／または脱ペンタンされたナフサ生成物は、軽質分解軽油留分（ＬＬＣＯ、場合によっては接触分解ガソリン（ＨＣＣＧ）とも称される）；接触分解ガソリン留分（ＣＣＧ、場合によっては中間（heart cut）ＣＣＧとも称される）；および／または軽質接触分解ガソリン留分（ＬＣＣＧ、場合によっては接触分解頂部（cat-cracked top）とも称される）に分けられる可能性がある。軽質接触分解ガソリン留分は、本明細書では、３５℃以上１２５℃未満の範囲で（０．１メガパスカルの圧力で）、好ましくは少なくとも８０質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％が沸騰するナフサ生成物の留分と理解される。加えて、軽質接触分解ガソリン留分は、Ｃ４〜Ｃ８オレフィンを、軽質接触分解ガソリン留分の総体積に基づいて、好ましくは１体積％以上、より好ましくは１０体積％以上、最も好ましくは２０体積％以上、６０体積％以下、より好ましくは５０体積％以下の範囲で含む。Ｃ４〜Ｃ８オレフィンは、本明細書では、炭素原子を４個以上８個以下の範囲で有するオレフィンと理解される。より好ましくは、軽質接触分解ガソリン留分は、Ｃ５〜Ｃ７オレフィンを、軽質接触分解ガソリン留分の総体積に基づいて、１体積％以上、より好ましくは１０体積％以上、最も好ましくは２０体積％以上、６０体積％以下、より好ましくは５０体積％以下の範囲で含む。Ｃ５〜Ｃ７オレフィンは、炭素原子を５個以上７個以下の範囲で有するオレフィンと理解される（すなわち、Ｃ＃−化合物は、＃個の炭素原子を有する化合物と理解される）。軽質接触分解ガソリン留分中のオレフィンとしては、モノ、ジまたはポリオレフィンが挙げられる。加えて、軽質接触分解ガソリン留分中のオレフィンとしては、直鎖オレフィン、および／または分岐オレフィンが挙げられる。好ましくは、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン、および／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンは、直鎖オレフィン、加えて分岐オレフィンを含み、ここで分岐オレフィンに対する直鎖オレフィンの体積比（好ましくは、メチル分岐オレフィンに対する直鎖オレフィンの体積比）は、好ましくは１に対して１以下、より好ましくは３に対して２以下である。従って、大部分の（すなわち５０体積％より多くの）Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンが、好ましくは分岐オレフィン、より好ましくはメチル−分岐オレフィンである。
【０１０７】
軽質接触分解ガソリン中のＣ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンの例としては、ブテン、ペンテン、ペンタジエン、２−メチル−ブテン、２−メチル−ペンテン、３−メチル−ペンテン、ヘキセン、ヘキサジエン、２−メチル−ヘキセン、３−メチル−ヘキセン、メチル−ヘキサジエン、ヘプテン、ヘプタジエン、１−メチル−ヘプテン、２−メチル−ヘプテン、３−メチル−ヘプテン、４−メチル−ヘプテン、メチル−ヘプタジエン、オクテン、オクタジエンが挙げられる。以下でさらに考察されるように、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン、および／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィン、特に分岐Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン、および／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンは、火花点火エンジンにおけるＲＯＮ向上剤および／またはＭＯＮ向上剤として極めて有用である。
【０１０８】
好ましくは、軽質接触分解ガソリン留分は、軽質接触分解ガソリン留分中に存在する炭素の総質量に基づいて、生物由来炭素を０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で、より好ましくは生物由来炭素を０．０２質量％以上９０質量％以下の範囲でさらに含む。
【０１０９】
より好ましくは、軽質接触分解ガソリン留分は、生物由来炭素を、軽質接触分解ガソリン留分中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、さらにより好ましくは１質量％以上、さらにより好ましくは５質量％以上、最も好ましくは１０質量％以上、５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下、最も好ましくは４０質量％以下の範囲で含む。
【０１１０】
本発明の目的のために、生物由来炭素は、「放射性炭素解析を用いて固体、液体および気体サンプルの生物由来含量を決定するための標準試験法（Standard Test Methods for Determining the Biobased Content of Solid, Liquid and Gaseous samples using Radiocarbon Analysis）」という表題のＡＳＴＭ試験Ｄ６８６６−１０の方法Ｂに従って決定されるような、生物に基づく炭素を意味するものと理解される。さらに、本明細書で述べられるような炭素または元素の炭素は、炭素原子のことを指す。
【０１１１】
本発明に係る方法の工程ｃ）において、工程ｂ）で得られた留分は、バイオ燃料成分として用いられるか、および／またはバイオ燃料成分に変換される。
【０１１２】
好ましい実施態様において、工程ｂ）で得られた留分は、上記で説明した軽質接触分解ガソリン留分である。バイオ燃料成分は、生物由来炭素を、バイオ燃料成分中に存在する炭素の総質量に基づいて、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、さらにより好ましくは１質量％以上、さらにより好ましくは５質量％以上、最も好ましくは１０質量％以上、５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下、最も好ましくは４０質量％以下の範囲で含む。
【０１１３】
工程ｂ）で得られた留分は、変換される場合、例えば水素化脱酸素、水素化脱硫、水素化脱窒素、水素添加分解、および／または水素化異性化によって変換されてもよい。好ましくは、工程ｂ）で得られた留分は、水素化脱酸素によって変換されてもよい。
【０１１４】
水素化脱酸素は、本明細書では、水素化脱酸素触媒の存在下で留分を水素と接触させることによって、留分中の酸素含有化合物の濃度を減少させることと理解される。除去可能な酸素含有化合物としては、酸、エーテル、エステル、ケトン、アルデヒド、アルコール（例えばフェノール）、およびその他の酸素含有化合物が挙げられる。
【０１１５】
水素化脱酸素は、好ましくは水素化脱酸素触媒の存在下で、２００℃以上、好ましくは２５０℃以上、４５０℃以下、好ましくは４００℃以下の範囲の温度で；１０ｂａｒ絶対圧（１．０メガパスカル）以上３５０ｂａｒ絶対圧（３５メガパスカル）以下の範囲の合計圧力で；および２ｂａｒ絶対圧（０．２メガパスカル）以上３５０ｂａｒ絶対圧（３５メガパスカル）以下の範囲の水素分圧で、留分を水素と接触させることを含む。
【０１１６】
水素化脱酸素触媒は、この目的に適切であることが当業者公知のあらゆるタイプの水素化脱酸素触媒であってもよい。
【０１１７】
水素化脱酸素触媒は、好ましくは触媒担体に支持された、１種またはそれより多くの水素化脱酸素金属を含むことが好ましい。
【０１１８】
最も好ましくは、アルミナに担持されたロジウム（Ｒｈ／Ａｌ２Ｏ３）、アルミナに担持されたロジウム−コバルト（ＲｈＣｏ／Ａｌ２Ｏ３）、アルミナに担持されたニッケル−銅（ＮｉＣｕ／Ａｌ２Ｏ３）、アルミナに担持されたニッケル−タングステン（ＮｉＷ／Ａｌ２Ｏ３）、アルミナに担持されたコバルト−モリブデン（ＣｏＭｏ／Ａｌ２Ｏ３）、またはアルミナに担持されたニッケル−モリブデン（ＮｉＭｏ／Ａｌ２Ｏ３）を含む水素化脱酸素触媒である。
【０１１９】
工程ｄ）において、工程ｃ）で得られたバイオ燃料成分は、１種またはそれより多くのその他の成分とブレンドされて、液体燃料組成物を得る。
【０１２０】
バイオ燃料成分がブレンドされる可能性がある１種またはそれより多くのその他の成分の例としては、抗酸化剤、腐食抑制剤、無灰分の洗浄剤、防曇剤（dehazer）、色素、潤滑向上剤、および／または鉱物性の燃料成分が挙げられ、加えて、従来の石油から誘導されたガソリン、ディーゼル、および／またはケロシン留分が挙げられる。
【０１２１】
液体燃料組成物
上記で説明した方法は、有利には、既存のインフラストラクチャーおよび燃焼技術によって生産し扱うことができる液体燃料組成物の作製を可能にする。
【０１２２】
それゆえに本発明はさらに、いくつかの新規の液体燃料組成物も提供する。
【０１２３】
第一の液体燃料組成物
第一の実施態様において、本発明は、第一のバイオ燃料成分を含む液体燃料組成物であって、該バイオ燃料成分が、バイオマス源の接触分解によって生産された１種またはそれより多くの分解生成物の留分を含むか、それらからなるか、またはそれらから誘導され、ここで該留分が、軽質サイクル油、ナフサ生成物、それらの留分、および／またはそれらの混合物からなる群より選択される、上記組成物を提供する。
【０１２４】
バイオ燃料成分は、本明細書では、上記で説明されているようなバイオマス材料から少なくとも部分的に誘導された成分と理解される。
【０１２５】
好ましくは、この第一の液体燃料組成物中のバイオ燃料成分は、上述のような軽質接触分解ガソリン留分からなる。軽質接触分解ガソリン留分は、本明細書では、３５℃以上１２５℃未満の範囲で（０．１メガパスカルで）、好ましくは少なくとも８０質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％が沸騰するナフサ生成物の留分と理解される。この軽質接触分解ガソリン留分のさらに好ましい形態は、上記で本方法に関して説明した通りである。
【０１２６】
好ましくは、第一の液体燃料組成物中のバイオ燃料成分は、生物由来炭素を、バイオ燃料成分中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、さらにより好ましくは１質量％以上、最も好ましくは５質量％以上の生物由来炭素、および／または１００質量％以下の生物由来炭素、より好ましくは９０質量％以下、最も好ましくは７０質量％以下で含む。
【０１２７】
好ましい一実施態様において、第一の液体燃料組成物は、ガソリン組成物である。より好ましくは、第一の液体燃料組成物は、１５℃〜７０℃の範囲の初留点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、最大で２３０℃の最終沸点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、８５〜１１０の範囲のＲＯＮ（ＡＳＴＭ Ｄ２６９９によって決定した場合）、および７５〜１００の範囲のＭＯＮ（ＡＳＴＭ Ｄ２７００によって決定した場合）を有するガソリン組成物である。このガソリン組成物の好ましい形態は、第二および／または第三の液体燃料組成物に関して以下で説明される通りである。
【０１２８】
第二の好ましい実施態様において、第一の液体燃料組成物は、８０〜１５０℃の範囲の初留点、２００〜３２０℃の範囲の最終沸点、および０．８〜１０ｍｍ２／秒（ＡＳＴＭ Ｄ４４５によって決定した場合）の範囲の−２０℃における粘度を有するケロシン組成物である。このケロシン組成物の好ましい形態は、第三の液体燃料組成物に関して以下で説明される通りである。
【０１２９】
第三の好ましい実施態様において、第一の液体燃料組成物は、１３０℃〜２３０℃の範囲の初留点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、最大で４１０℃の最終沸点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、および３５〜１２０の範囲のセタン価（ＡＳＴＭ Ｄ６１３によって決定した場合）を有するディーゼル燃料組成物である。このディーゼル燃料組成物の好ましい形態は、第三の液体燃料組成物に関して以下で説明される通りである。
【０１３０】
第一の液体燃料組成物のさらに好ましい形態は、以下に記載される「第一、第二、および第三の液体燃料組成物に関するさらなる詳細」で説明される通りである。
【０１３１】
第二の液体燃料組成物
第二の実施態様において、本発明は、火花点火エンジンに使用するのに適した第二の液体燃料組成物であって、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンを０．５〜２０体積％の範囲で含み、ここでＣ４〜Ｃ８−オレフィンは、生物由来炭素を、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む、上記組成物を提供する。
【０１３２】
Ｃ４〜Ｃ８オレフィンは、本明細書では、４個以上８個以下の範囲の炭素原子を有するオレフィンと理解される。
【０１３３】
より好ましくは、上記の第二の液体燃料組成物は、Ｃ５〜Ｃ７オレフィンを、１体積％以上、より好ましくは１０体積％以上、最も好ましくは２０体積％以上、６０体積％以下、より好ましくは５０体積％以下の範囲で含む液体燃料組成物であり、このＣ５〜Ｃ７−オレフィンは、生物由来炭素を、Ｃ５〜Ｃ７−オレフィン中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む。Ｃ５〜Ｃ７オレフィンは、５個以上７個以下の範囲の炭素原子を有するオレフィンと理解される。
【０１３４】
好ましくは、第二の液体燃料組成物は、ガソリン組成物である。より好ましくは、第二の液体燃料組成物は、１５℃〜７０℃の範囲の初留点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、最大で２３０℃の最終沸点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、８５〜１１０の範囲のＲＯＮ（ＡＳＴＭ Ｄ２６９９によって決定した場合）、および７５〜１００の範囲のＭＯＮ（ＡＳＴＭ Ｄ２７００によって決定した場合）を有するガソリン組成物である。
【０１３５】
ガソリン組成物は、好ましくは１５〜２３０℃の範囲で、より好ましくは２５〜２３０℃の範囲で（ＥＮ−ＩＳＯ３４０５に従って決定する場合）沸騰する炭化水素の混合物を含み、ガソリン組成物の初留点は、好ましくは１５〜７０℃の範囲（ＩＰ１２３に従って決定する場合）、より好ましくは２０〜６０℃の範囲、最も好ましくは２５〜５０℃の範囲にある。ガソリン組成物の最終沸点は、好ましくは最大で２３０℃、より好ましくは最大で２２０℃Ｃ、最も好ましくは最大で２１０℃である。
【０１３６】
好ましくは、ガソリン組成物のＲＯＮは、少なくとも９０、例えば９０〜１１０の範囲、より好ましくは少なくとも９１、例えば９１〜１０５の範囲、さらにより好ましくは少なくとも９２、例えば９２〜１０３の範囲、さらにより好ましくは少なくとも９３、例えば９３〜１０２の範囲、および最も好ましくは少なくとも９４、例えば９４〜１００の範囲と予想される。
【０１３７】
好ましくは、ガソリン組成物のＭＯＮは、少なくとも８０、例えば８０〜１００の範囲、より好ましくは少なくとも８１、例えば８１〜９５の範囲、さらにより好ましくは少なくとも８２、例えば８２〜９３の範囲、さらにより好ましくは少なくとも８３、例えば８３〜９２の範囲、最も好ましくは少なくとも８４、例えば８４〜９０の範囲であると予想される。
【０１３８】
ガソリン組成物は、好ましくは、低い、または極めて低い硫黄含量を有し、例えば最大で１０００ｐｐｍｗ（質量百万分率）、好ましくは５００ｐｐｍｗ以下、より好ましくは１００ｐｐｍｗ以下、さらにより好ましくは５０ｐｐｍｗ以下、最も好ましくはさらに１０ｐｐｍｗ以下の硫黄含量を有する。
【０１３９】
またガソリン組成物はさらに、好ましくは、低い鉛の総含量を有し、例えば最大で０．００５ｇ／ｌの鉛の総含量を有し、最も好ましくは鉛非含有であり、すなわち鉛化合物が添加されていない（すなわち無鉛）。
【０１４０】
好ましくは、第二の液体燃料組成物中のＣ４〜Ｃ８オレフィンは、上述のような軽質接触分解ガソリン留分から得られるか、またはそれから誘導されたものである。より好ましくは、第二の液体燃料組成物は、このような軽質接触分解ガソリン留分を含む。
【０１４１】
第二の液体燃料組成物は、第二の液体燃料組成物の総体積に基づいて、好ましくは１体積％以上、より好ましくは５体積％以上、および／または１８体積％以下、より好ましくは１５体積％以下のＣ４〜Ｃ８−オレフィンを含む。
【０１４２】
より好ましくは、第二の液体燃料組成物は、第二の液体燃料組成物の総体積に基づいて、０．５体積％以上、より好ましくは１体積％以上、より好ましくは５体積％以上、および／または２０体積％以下、より好ましくは１８体積％以下、より好ましくは１５体積％以下のＣ５〜Ｃ７−オレフィンを含む。
【０１４３】
第二の液体燃料組成物中のＣ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンとしては、モノ、ジまたはポリオレフィンが挙げられる。加えて、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンとしては、直鎖オレフィンおよび／または分岐オレフィンが挙げられる。好ましくは、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンは、直鎖オレフィン、加えて分岐オレフィンを含み、ここで分岐オレフィンに対する直鎖オレフィンの体積比（好ましくは、メチル分岐オレフィンに対する直鎖オレフィンの体積比）は、好ましくは１に対して１以下、より好ましくは３に対して２以下である。従って、好ましくは、大部分の（すなわち５０体積％より多くの）Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンが、分岐オレフィン、より好ましくはメチル−分岐オレフィンである。
【０１４４】
第二の液体燃料組成物中のＣ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンの例としては、ブテン、ペンテン、ペンタジエン、２−メチル−ブテン、２−メチル−ペンテン、３−メチル−ペンテン、ヘキセン、ヘキサジエン、２−メチル−ヘキセン、３−メチル−ヘキセン、メチル−ヘキサジエン、ヘプテン、ヘプタジエン、１−メチル−ヘプテン、２−メチル−ヘプテン、３−メチル−ヘプテン、４−メチル−ヘプテン、メチル−ヘプタジエン、オクテン、オクタジエンが挙げられる。
【０１４５】
Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィン、特に分岐Ｃ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンは、火花点火エンジンにおけるＲＯＮ向上剤および／またはＭＯＮ向上剤として極めて有用である。
【０１４６】
好ましくは、第二の液体燃料組成物中のＣ４〜Ｃ８−オレフィンおよび／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンは、生物由来炭素を、このようなオレフィン中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、さらにより好ましくは１質量％以上、最も好ましくは５質量％以上の生物由来炭素、および／または１００質量％以下の生物由来炭素、より好ましくは９０質量％以下、最も好ましくは７０質量％以下で含む。
【０１４７】
第二の液体燃料組成物のさらに好ましい形態は、以下に記載される「第一、第二、および第三の液体燃料組成物に関するさらなる詳細」で説明される通りである。
【０１４８】
第三の液体燃料組成物
第三の実施態様において、本発明は、第三の液体燃料組成物であって、
ｉ）従来の燃料成分、
ｉｉ）バイオ燃料成分であり、バイオ燃料成分の総質量に基づいて、
−０．０１質量％以上８０質量％以下のオレフィン；
−０．０１質量％以上２０質量％以下のＣ４＋酸素含有炭化水素；
−５質量％以上８０質量％以下の直鎖または分岐パラフィン；
−０．０１質量％以上８０質量％以下の環状パラフィン；
−０．０１質量％以上８０質量％以下の芳香族化合物を含む、バイオ燃料成分、
を含み、ここで該バイオ燃料成分は、生物由来炭素を、バイオ燃料成分中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上５０質量％以下の範囲で含む、上記組成物を提供する。
【０１４９】
バイオ燃料成分は、本明細書では、上記で説明されているようなバイオマス材料から少なくとも部分的に誘導された成分と理解される。
【０１５０】
バイオ燃料成分は、バイオ燃料成分の総質量に基づいて、好ましくは５体積％以上のオレフィン、より好ましくは１０質量％のオレフィン、より好ましくは１５質量％以上、またはちょうど２０質量％のオレフィンから、好ましくは６０質量％以下のオレフィン、より好ましくは５０質量％以下のオレフィンを含む。オレフィンは、１個またはそれより多くの不飽和炭素−炭素結合を含むオレフィンを含んでもよい。オレフィンはさらに、直鎖状、環状または分岐状であってもよい。好ましくは、オレフィンは、４個以上の炭素原子、より好ましくは５個以上の炭素原子、および／または８個以下の炭素原子、より好ましくは７個以下の炭素原子を含む。
【０１５１】
バイオ燃料成分は、バイオ燃料成分の総質量に基づいて、好ましくは１０質量％以上の直鎖および／または分岐パラフィン、より好ましくは１５質量％以上の直鎖および／または分岐パラフィンから、好ましくは７０質量％以下の直鎖および／または分岐パラフィン、より好ましくは６０質量％以下の直鎖および／または分岐パラフィン、最も好ましくは５０質量％以下の直鎖および／または分岐パラフィンをさらに含む。
【０１５２】
バイオ燃料成分は、好ましくは２質量％以上、より好ましくは４質量％以上の環状パラフィンから、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下の環状パラフィンをさらに含む。
【０１５３】
バイオ燃料成分は、バイオ燃料成分の総質量に基づいて、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以下、最も好ましくは２５質量％以上、好ましくは７５質量％以下の芳香族化合物、より好ましくは７０質量％以下の芳香族化合物をさらに含む。
【０１５４】
バイオ燃料成分は、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、最も好ましくは１質量％以上のＣ４＋酸素含有炭化水素から、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下のＣ４＋酸素含有炭化水素をさらに含む。好ましくは、Ｃ４＋酸素含有炭化水素は、Ｃ５＋酸素含有炭化水素であり、より好ましくはＣ６＋酸素含有炭化水素である。
【０１５５】
Ｃ４＋、あるいはＣ５＋、あるいはＣ６＋酸素含有炭化水素は、本明細書では、炭素原子を４個以上、あるいは５個以上、あるいは６個以上含む酸素含有炭化水素と理解される。このような酸素含有炭化水素の例としては、アルコール、例えばペンタノール、ヘキサノール、および／またはフェノール；エステル；エーテル；ならびにそれらの混合物が挙げられる。
【０１５６】
バイオ燃料成分はさらに、生物由来炭素を、バイオ燃料成分中に存在する炭素の総質量に基づいて、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、さらにより好ましくは１質量％以上、さらにより好ましくは５質量％以上、最も好ましくは１０質量％以上、４５質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、最も好ましくは３５質量％以下の範囲で含む。
【０１５７】
第一の好ましい実施態様において、第三の液体燃料組成物は、１５℃〜７０℃の範囲の初留点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、最大で２３０℃の最終沸点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、８５〜１１０の範囲のＲＯＮ（ＡＳＴＭ Ｄ２６９９によって決定した場合）、および７５〜１００の範囲のＭＯＮ（ＡＳＴＭ Ｄ２７００によって決定した場合）を有するガソリン組成物である。このガソリン組成物のさらなる好ましい形態は、第二の液体燃料組成物でガソリン組成物に関して説明されたものと同じである。
【０１５８】
第二の好ましい実施態様において、第三の液体燃料組成物は、８０〜１５０℃の範囲の初留点、２００〜３２０℃の範囲の最終沸点、および０．８〜１０ｍｍ２／秒（ＡＳＴＭ Ｄ４４５によって決定した場合）の範囲の−２０℃における粘度を有するケロシン組成物である。
【０１５９】
好ましくは、ケロシン燃料組成物は、８０〜３２０℃の範囲、好ましくは１１０〜３２０℃の範囲、より好ましくは１３０〜３００℃の範囲の沸点を有していてもよい。好ましくは、ケロシン燃料組成物はさらに、１５℃で（例えばＡＳＴＭ Ｄ４５０２またはＩＰ３６５）、７７５〜８４５ｋｇ／ｍ３、好ましくは７８０〜８３０ｋｇ／ｍ３の密度を有していてもよい。ケロシン燃料組成物は、好ましくは８０〜１５０℃の範囲、より好ましくは１１０〜１５０℃の範囲の初留点、および好ましくは２００〜３２０℃の範囲の最終沸点を有していてもよい。ケロシン燃料組成物は、好ましくは０．８〜１０ｍｍ２／秒、より好ましくは１．２〜８．０ｍｍ２／秒の範囲の−２０℃における運動粘性率（ＡＳＴＭ Ｄ４４５）を有していてもよい。ケロシン燃料組成物は、好ましくは３０００ｐｐｍｗ以下の硫黄、より好ましくは２０００ｐｐｍｗ以下、または１０００ｐｐｍｗ以下、または５００ｐｐｍｗ以下の硫黄を含む。
【０１６０】
ケロシン燃料組成物は、ジェットエンジンに有利に使用することができる。
【０１６１】
第三の好ましい実施態様において、第三の液体燃料組成物は、１３０℃〜２３０℃の範囲の初留点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、最大で４１０℃の最終沸点（ＩＰ１２３によって決定した場合）、および３５〜１２０（ＡＳＴＭ Ｄ６１３によって決定した場合）の範囲のセタン価を有するディーゼル燃料組成物である。
【０１６２】
ディーゼル燃料組成物は、好ましくは１３０〜４１０℃の範囲で、より典型的には１５０〜４００℃の範囲で沸騰する炭化水素の混合物を含む。ディーゼル燃料組成物の初留点は、好ましくは１３０〜２３０℃（ＩＰ１２３）の範囲、好ましくは１４０〜２２０℃の範囲、より好ましくは１５０〜２１０℃の範囲にある。ディーゼル燃料組成物の最終沸点は、好ましくは最大で４１０℃、より好ましくは最大で４０５℃、最も好ましくは最大で４００℃である。
【０１６３】
ディーゼル燃料組成物は、好ましくは、１５℃で（例えばＡＳＴＭ Ｄ４５０２またはＩＰ３６５）、７５０〜１０００ｋｇ／ｍ３、好ましくは７８０〜８６０ｋｇ／ｍ３の密度、および３５〜１２０、より好ましくは４０〜８５のセタン価（ＡＳＴＭ Ｄ６１３）を有する。ディーゼル燃料組成物は、好ましくは１．２〜４．５ｍｍ２／秒の４０℃における運動粘性率（ＡＳＴＭ Ｄ４４５）を有する。
【０１６４】
第一、第二、および第三の液体燃料組成物に関するさらなる詳細
本発明の目的のために、生物由来炭素は、「放射性炭素解析を用いて固体、液体および気体サンプルの生物由来含量を決定するための標準試験法（Standard Test Methods for Determining the Biobased Content of Solid, Liquid and Gaseous samples using Radiocarbon Analysis）」という表題のＡＳＴＭ試験Ｄ６８６６−１０の方法Ｂに従って決定されるような、生物に基づく炭素を意味するものと理解される。さらに、本明細書で述べられるような「炭素」または「元素の炭素」は、「炭素原子」のことを指す。
【０１６５】
バイオ燃料成分、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン、および／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンそれぞれに加えて、本発明に係る第一、第二、および第三の液体燃料組成物は、従来の燃料成分（また本明細書では、ベース燃料成分と称される場合もある）を含んでいてもよい。
【０１６６】
従来の燃料成分は、当業界公知のあらゆる手段によって生産することができる。従来の燃料成分は、好ましくは、バイオマス材料から誘導されたものではない燃料成分と理解される。より好ましくは、従来の燃料成分は、本明細書では、再生可能資源から得られるものではない燃料成分を指すものと理解される。
【０１６７】
好ましくは、従来の燃料成分は、好ましくは石油ベースの、直留ガソリン、合成により製造された芳香族炭化水素混合物、熱分解または接触分解された炭化水素、水素化分解された石油留分、触媒的に改質された炭化水素、またはこれらの混合物から、あらゆる既知の方式で誘導が可能な燃料成分である。
【０１６８】
適切には、従来の燃料成分は、以下の群、すなわち飽和炭化水素、オレフィン炭化水素、芳香族炭化水素、および含酸素炭化水素のうち１種またはそれより多くから選択される成分の混合物を含んでもよい。
【０１６９】
好ましくは、従来の燃料成分は、直鎖、分岐、および／または環状パラフィン、任意にさらにオレフィン、ならびに芳香族化合物を含む。
【０１７０】
好ましくは、従来の燃料成分は、従来の燃料成分の総質量に基づいて、０〜４０質量％の範囲のオレフィン、より好ましくは０〜３０質量％のオレフィン、さらにより好ましくは０〜２０質量％の範囲のオレフィンを含んでもよい。
【０１７１】
好ましくは、従来の燃料成分は、従来の燃料成分の総質量に基づいて、０〜７０質量％の範囲の芳香族化合物、より好ましくは１０〜６０質量％の芳香族化合物、さらにより好ましくは１０〜５０質量％の範囲の芳香族化合物を含んでもよい。
【０１７２】
ガソリン組成物用の従来の燃料成分のベンゼン含量は、従来の燃料成分の総質量に基づいて、好ましくは最大で１０質量％、より好ましくは最大で５質量％、最も好ましくは最大で１質量％である。
【０１７３】
従来の燃料成分が、酸素含有炭化水素を包含する場合、従来の燃料成分は、好ましくは５個以下の炭素原子を含む酸素含有炭化水素を含む。酸素含有炭化水素は、好ましくは、従来の燃料成分の総質量に基づいて、０．５、１．０または２．０質量％以上、３０、２０、１５または１０質量％以下の範囲で存在する。酸素含有炭化水素の例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、およびイソブタノールなどのアルコール；メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテルなどのエーテル；ならびにエステルが挙げられる。好ましい酸素含有炭化水素は、エタノールである。
【０１７４】
第一、第二、および／または第三の液体燃料組成物中に、例えばバイオ燃料成分に加えて従来の燃料成分が存在する場合、従来の燃料成分は、好ましくは液体燃料組成物中の主成分であり、すなわち、液体燃料組成物は、好ましくは、液体燃料組成物の総体積に基づいて、少なくとも５０体積％の従来の燃料成分を含む。適切には、バイオ燃料成分、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン、および／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンそれぞれと、従来の燃料成分との体積比は、好ましくは５：９５〜９５：５の範囲、より好ましくは５：９５〜５０：５０の範囲、最も好ましくは５：９５〜３０：７０の範囲にある。
【０１７５】
従来の燃料成分、ならびにバイオ燃料成分、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン、および／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンそれぞれに加えて、フィッシャー−トロプシュ法によって誘導された燃料成分を含むことが、第一、第二、および／または第三の液体燃料組成物にとって望ましい場合がある。液体燃料組成物が、フィッシャー−トロプシュ法で誘導された燃料成分を含む場合、液体燃料組成物は、液体燃料組成物の総質量に基づいて、好ましくは１質量％以上、より好ましくは５％質量％以上、最も好ましくは１０質量％以上、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、最も好ましくは４０質量％以下のフィッシャー−トロプシュ法で誘導された燃料成分を含む。
【０１７６】
「フィッシャー−トロプシュ法で誘導された燃料成分」は、燃料成分が、フィッシャー−トロプシュ縮合法の合成生成物であるか、またはそれから誘導されることを意味する。フィッシャー−トロプシュ反応は、フィッシャー−トロプシュ触媒（例えば、周期表のＶＩＩＩ族の金属を含む触媒、好ましくはルテニウム、鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらの混合物を含む触媒）の存在下で、好ましくは高い温度（例えば１２５〜３００℃、好ましくは１７５〜２５０℃の範囲で）および／または圧力（例えば５００〜１００００ｋＰａ、好ましくは１２００〜５０００ｋＰａ）で、一酸化炭素および水素を、より長鎖の、通常パラフィン系炭化水素に変換し：
ｎ（ＣＯ＋２Ｈ２）＝（−ＣＨ２−）ｎ＋ｎＨ２Ｏ＋熱、
必要に応じて、２：１以外の水素と一酸化炭素との（Ｈ２：ＣＯ）比率を用いてもよい（例えば、２以下、より好ましくは１．７５以下のＨ２：ＣＯ比率、最も好ましくは０．４〜１．５の範囲のＨ２：ＣＯの比率）。
【０１７７】
一酸化炭素および水素は、それ自身、有機または無機物質、天然または合成源から誘導されたものでもよいし、典型的には、天然ガスから、または有機的に誘導されたメタンから誘導されたもののいずれでもよい。
【０１７８】
フィッシャー−トロプシュ法で誘導された燃料成分は、この反応から直接得てもよいし、あるいは、例えばフィッシャー−トロプシュ法の合成生成物の分別によって、または水素処理したフィッシャー−トロプシュ法の合成生成物から間接的に得てもよい。
【０１７９】
適切には、フィッシャー−トロプシュ法で誘導された燃料成分は、少なくとも９０質量％、好ましくは少なくとも９５質量％、より好ましくは少なくとも９８質量％、さらにより好ましくは少なくとも９９質量％、最も好ましくは少なくとも９９．８質量％のパラフィン、最も好ましくは直鎖およびイソパラフィンを含んでもよい。
【０１８０】
フィッシャー−トロプシュ法で誘導された燃料成分は、好ましくは、硫黄および窒素を実質的に含まないか、または検出不可能なレベルでしか含まない。ＡＳＴＭ Ｄ４６２９によって決定した場合のフィッシャー−トロプシュの燃料成分の芳香族化合物含量は、フィッシャー−トロプシュの燃料成分の総質量に基づいて、好ましくは５質量％以下、より好ましくは２質量％以下、さらにより好ましくは１質量％以下、最も好ましくは０．２質量％以下である。
【０１８１】
フィッシャー−トロプシュ法で誘導された燃料成分は、好ましくは、１５℃で７３０〜７７０ｋｇ／ｍ３の密度；−２０℃で１．２〜６、好ましくは２〜５、より好ましくは２〜３．５ｍｍ２／秒の運動粘性率；および２０ｐｐｍｗ（重量百万分率）以下、好ましくは５ｐｐｍｗ以下の硫黄含量を有する。
【０１８２】
従来の燃料成分、バイオ燃料成分、Ｃ４〜Ｃ８−オレフィン、および／またはＣ５〜Ｃ７−オレフィンそれぞれ、および任意にフィッシャー−トロプシュ法で誘導された燃料成分に加えて、本発明に係る第一、第二、および／または第三の液体燃料組成物は、都合のよい形態としては、１種またはそれより多くの燃料添加剤を含んでいてもよい。液体燃料組成物に含めることができる適切な燃料添加剤としては、抗酸化剤、腐食抑制剤、洗浄剤、防曇剤、アンチノック添加剤、金属不活性化剤、弁座の凹みを防止する化合物（valve-seat recession protectant compound）、色素、摩擦調節剤、潤滑向上剤、分散媒、希釈剤、およびマーカーが挙げられる。
【０１８３】
都合のよい形態としては、燃料添加剤を１種またはそれより多くの希釈剤または分散媒とブレンドして、濃縮添加剤を形成することができ、このような濃縮添加剤は続いて、本発明の燃料組成物と混合することができる。
【０１８４】
本発明の液体燃料組成物中に存在するいずれかの添加剤の濃度は、好ましくは最大３質量パーセント、より好ましくは最大１質量パーセント、さらにより好ましくは５〜５０００ｐｐｍｗの範囲、さらにより好ましくは５〜１０００ｐｐｍｗの範囲、有利には７５〜３００ｐｐｍｗの範囲、例えば９５〜１５０ｐｐｍｗである。
【０１８５】
ガソリン組成物、ディーゼル燃料組成物および／またはケロシン燃料組成物に関してこの目的に有用であることが当業者公知のあらゆる燃料添加剤、希釈剤および／または分散媒を用いることができる。その例は、例えばＷＯ２０１０／０２８２０６に記載されており、そこに記載された燃料添加剤、希釈剤および／または分散媒の例は、参照により本明細書に組み入れられる。
【０１８６】
フェノール系抗酸化剤
好ましい一実施態様において、第一、第二、および／または第三の液体燃料組成物は、フェノール系抗酸化剤を含み、このフェノール系抗酸化剤は、フェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールを含み、このフェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールは、生物由来炭素を、フェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノール中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む。このようなフェノール系抗酸化剤は、都合のよい形態としては、バイオ燃料成分中に含まれていてもよく、さらに、本明細書で説明される方法によってバイオ燃料成分と同時に生産されてもよい。
【０１８７】
このようなバイオマスから誘導された抗酸化剤の使用および生産は新規且つ進歩的であることから、本発明はさらに、フェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールを含むフェノール系抗酸化剤も提供し、ここで生物学的なフェノール系抗酸化剤は、生物由来炭素を、フェノール系抗酸化剤中に存在する炭素の総質量に基づいて、０．０２質量％以上１００質量％以下の範囲で含む。
【０１８８】
好ましくは、１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールは、２−メチル−フェノール、２−エチル−フェノール、３−メチル−フェノール、および４−メチルフェノールなどのモノアルキル−フェノール；２，５−ジメチル−フェノール、２，４−ジメチル−フェノール、２，３−ジメチル−フェノール、３，５−ジメチル−フェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノールなどのジアルキル−フェノール；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール（また、ＢＨＴとしても知られている）、および２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノールなどのポリアルキル−フェノールからなる群より選択される。
【０１８９】
上記で示したように、好ましくは、フェノール系抗酸化剤は、少なくとも部分的に、接触分解装置で、４００℃より高い温度で、固形バイオマス材料または熱分解油を接触分解触媒と接触させることによって生産される。
【０１９０】
本発明はさらに、フェノール系抗酸化剤に加えて１種またはそれより多くの液体燃料成分を含む液体燃料組成物における、上記のフェノール系抗酸化剤の新規且つ発明的な使用を提供する。好ましくは、液体燃料組成物は、上述のような第一、第二、および／または第三の液体燃料組成物である。
【０１９１】
本発明はさらに、
ｉ）従来の燃料成分
ｉｉ）上述のようなフェノール系抗酸化剤、
を含む新規且つ発明的な液体燃料組成物を提供する。従来の燃料成分は、上述したように、好ましくは第一、第二、および／または第三の液体燃料組成物である。
【０１９２】
好ましくは、フェノールおよび／または１種またはそれより多くのアルキル置換フェノールは、液体燃料組成物の総質量に対して、１００ｐｐｍｗ以上１０，０００ｐｐｍｗ以下の濃度で液体燃料組成物中に存在する。
【０１９３】
第一、第二、および／または第三の液体燃料組成物の使用
本発明に係る液体燃料組成物は、エンジンまたは暖房器具において有利に使用することができる。
【０１９４】
それゆえに本発明は、エンジンの操作方法を提供し、本方法は、エンジンの燃焼室に、下記で説明されているような液体燃料組成物を導入することを含む。
【０１９５】
本発明はさらに、バーナーを備えた暖房器具の操作方法を提供し、本方法は、バーナーに、下記で説明されているような液体燃料組成物を供給することを含む。
【０１９６】
加えて、本発明は、本明細書で説明したような液体燃料組成物のいずれかの運搬用車両における新規且つ発明的な使用を提供する。
【国際調査報告】
2014511937.tif 000002
2014511937.tif 000003
2014511937.tif 000004
2014511937.tif 000005
2014511937.tif 000006
2014511937.tif 000007