(57)【要約】  航空機グレードのケロシンは、非石油原料に由来しイソパラフィン及びノルマルパラフィンからなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第１のブレンドストックと、シクロアルカン及び芳香族化合物からなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第２のブレンドストックとを含む。航空機グレードのケロシンを製造する方法は、イソパラフィン及びノルマルパラフィンからなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第１のブレンドストックを、少なくとも１種の非石油原料から製造する工程と、シクロアルカン及び芳香族化合物からなる群より選ばれる炭化水素を含む第２のブレンドストックを製造する工程と、第１のブレンドストックの少なくとも一部分と第２のブレンドストックの少なくとも一部分とを混合して航空機グレードのケロシンを製造する工程とを含む。
2010532419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非石油原料に由来し、イソパラフィン及びノルマルパラフィンからなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第１のブレンドストックと、
シクロアルカン及び芳香族化合物からなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第２のブレンドストックとを含む航空機グレードのケロシン。
【請求項２】
前記第２のブレンドストックは、非石油原料を含む原料に由来する請求項１に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項３】
石油由来のジェット燃料と任意の割合で混合可能であり、その混合物が石油由来ジェット燃料の燃料等級規格を満たす請求項１に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項４】
最大９５ｖｏｌ％の第１のブレンドストックと、最大３５ｖｏｌ％の第２のブレンドとを含む請求項３に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項５】
最大９５ｖｏｌ％の第１のブレンドストックと、約０ｖｏｌ％〜約３０ｖｏｌ％のシクロアルカンと、約０ｖｏｌ％〜約１５ｖｏｌ％の芳香族化合物とを含む請求項４に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項６】
目的適合要件を満たす請求項５に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項７】
前記ケロシンの少なくとも５０重量％が、石炭、天然ガス、又はそれらの組み合わせに由来する請求項６に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項８】
前記第２のブレンドストックが、石炭、バイオマス、オイルシェール、タール、オイルサンド、又はそれらの組み合わせに由来する請求項６に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項９】
前記ケロシンの少なくとも５０重量％が、バイオマスに由来する請求項６に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項１０】
前記ケロシンの少なくとも１０重量％が、非分解バイオ油に由来する請求項１に記載の航空機グレードのケロシン。
【請求項１１】
イソパラフィン及びノルマルパラフィンからなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第１のブレンドストックを、少なくとも１種の非石油原料から製造する工程と、
シクロアルカン及び芳香族化合物からなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第２のブレンドストックを製造する工程と、
前記第１のブレンドストックの少なくとも一部と前記第２のブレンドストックの少なくとも一部とを混合して航空機グレードのケロシンを製造する工程とを含む航空機グレードのケロシンを製造する方法。
【請求項１２】
第１及び第２のブレンドストックは、別々に生成される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記非石油原料は、石炭、天然ガス、バイオマス、植物油、バイオマス熱分解バイオ油、生物学的に誘導された油及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
第１のブレンドストックは、間接液化により生成される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
間接液化は、天然ガス、石炭、バイオマス、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる原料のフィッシャー・トロプシュ反応を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ケロシンは、第１のブレンドストックを最大約９０ｖｏｌ％含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１種の非石油原料は、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ケロシンは、第１のブレンドストックを約６５ｖｏｌ％〜約７５ｖｏｌ％含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ケロシンは、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料の触媒反応により生成した第１のブレンドストックを約７０ｖｏｌ％を含み、高いシクロアルカン含有量の材料の熱分解反応により生成した第２のブレンドストックを約３０ｖｏｌ％含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第２のブレンドストックは、前記第１のブレンドストックの一部の触媒環化及び／又は改質によって生成される請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記ケロシンは、約６５ｖｏｌ％の第１のブレンドストックと、約３５ｖｏｌ％の第２のブレンドストックとを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第２のブレンドストックは、石炭、オイルシェール、オイルサンド、タール、バイオマス、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる原料の熱分解によって生成される請求項１１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ケロシンは、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ反応により生成された第１のブレンドストックを約８０ｖｏｌ％含み、コールタール留分の熱分解反応により生成された第２のブレンドストックを約２０ｖｏｌ％含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
第２のブレンドストックは、直接液化により生成される請求項１１に記載の方法。
【請求項２５】
前記ケロシンは、約２５ｖｏｌ％の第２のブレンドストックを含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ケロシンは、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ反応に由来する第１のブレンドストックを約７５ｖｏｌ％含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
第２のブレンドストックは、バイオマス由来リグニン原料から生成される請求項１１に記載の方法。
【請求項２８】
前記ケロシンは、約２５ｖｏｌ％〜約３０ｖｏｌ％の第２のブレンドストックを含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ケロシンは、バイオマス由来リグニンの熱分解反応により生成された第２のブレンドストックを約３０ｖｏｌ％含み、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ反応により生成された第１のブレンドストックを約７０ｖｏｌ％含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記ケロシンは、第２のブレンドストックを約２５ｖｏｌ％含み、トリグリセリド原料の触媒反応に由来する第１のブレンドストックを約７５ｖｏｌ％含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
目的適合要件、ＡＳＴＭ要件、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも１種の要件について前記航空機グレードのケロシンを試験する工程を更に含む請求項１２に記載の方法。
【請求項３２】
目的適合要件、ＡＳＴＭ要件、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも１種の要件を満たすように、前記ケロシンにおける第１のブレンドストックと第２のブレンドストックとの比率を調整する工程を更に含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
目的適合要件、ＡＳＴＭ要件、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも１種の要件を満たすように、前記第２のブレンドストックにおけるシクロアルカン及び芳香族化合物の量を調整する工程を更に含む請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦支援の研究開発に関する申し立て
本発明は、米国国防総省国防高等研究事業局（ＤＡＲＰＡ）により授与された契約番号Ｗ９１１ＮＦ−０７−Ｃ−００４６の下での政府援助によりなされたものである。政府は本発明における一定の権利を有する。
【０００２】
本発明は概して、航空機グレードの高セタン価ケロシン燃料に関する。特に、本明細書において、非石油原料から一部又は全てを生成した航空機グレードのケロシン燃料が開示される。具体的には、少なくとも２種の別々に生成したブレンドストック（blendstock）を含むケロシン燃料が開示される。ここで第１のブレンドストックは、非石油原料に由来するイソパラフィン及びノルマルパラフィン（Ｉ／Ｎ）を主に含み、第２のブレンドストックは、石油又は非石油原料に由来するシクロアルカン及び芳香族化合物（Ｃ／Ａ）を主に含むものである。実施形態において、従来の石油由来燃料との即時利用が可能な（drop-in）かつ目的に合った（fit-for purpose）適合性を有する航空タービン燃料として好適に用いられるケロシン燃料は、最大９５体積％（ｖｏｌ％）のＩ／Ｎブレンドストックと、最大３５ｖｏｌ％のＣ／Ａブレンドストックとを含む。
【背景技術】
【０００３】
「ケロシン」の一般名称は、約２９３°Ｆ〜５７２°Ｆ（１４５℃〜３００℃）の範囲で沸騰し、主にＣ８〜Ｃ１６の炭化水素からなる原油の留分を説明するのに用いられる。ケロシンは、中間留分として知られる石油物質群のより軽い側に相当する。
【０００４】
米国における高セタン価ケロシンの主な用途の例として、民間航空機の航空タービン燃料（Ｊｅｔ Ａ又はＪｅｔ Ａ−１）及び軍用機用の航空タービン燃料（ＪＰ−８又はＪＰ−５）がある。ケロシン系燃料は、それぞれ性能仕様が異なっている。Ｊｅｔ Ａ及びＪｅｔ Ａ−１は、ケロシン系燃料である。Ｊｅｔ ＡとＪｅｔ Ａ−１との主な物理的相違点は、凝固点（検査室試験で蝋結晶が消滅する温度）である。米国で主に用いられているＪｅｔ Ａは、凝固点が−４０℃以下、Ｊｅｔ Ａ−１は、凝固点が−４７℃以下でなければならない。Ｊｅｔ Ａは通常、静電気消散剤（static dissipater additive）を含まないが、一方Ｊｅｔ Ａ−１はこの添加剤を必要とする場合が多い。２種の燃料間には更に相違点があり、全ての規格はそれぞれＡＳＴＭ Ｄ１６５５及びＤｅｆ Ｓｔａｎ９１−９１／５規格に説明されている。
【０００５】
軍用タービン燃料等級ＪＰ−５及びＪＰ−８は、それぞれＭｉｌ−ＤＴＬ−５６２４及びＭｉｌ−ＤＴＬ−８３１３３に規定されている。これらの燃料は、商業用ジェット燃料よりも厳格な規格に合わせて製造されるケロシン系燃料である。これらの燃料は、独特な性能強化添加剤を含んでいる。世界中で、多くの政府が様々な規格を公布している（例えばロシアにおけるＴＳ−１プレミアムケロシン、ＴＳ−１レギュラーケロシン及びＴ−１レギュラーケロシン等）。これら航空機グレードケロシンの全ての原油留分は、基本的に３００°Ｆ〜５００°Ｆ（１４９℃〜２６０℃）に制限されており、所定の温度点における回復率に基づく規定が追加されている場合もある。炭化水素は主にＣ８〜Ｃ１６の範囲である。
【０００６】
原油の入手が容易であることから、様々な種類のエンジンにおける燃料ベースとして、上記ケロシン用規格が定着しつつあり、またこれらの規格を満たすケロシンを燃料として動くように、エンジンが最適化されている。一方、石油供給の信頼性と埋蔵量に関して、懸念が生じている。このような懸念から、代替燃料が探索されている。これまでに、石炭、頁岩、タールサンドや、バイオマス、特に植物性材料等の再生可能な資源に由来する液体が、提案されている。しかしこれらの製造方法を用いて、今日のジェット燃料規格に適合する航空機グレードのケロシンが適切に製造されたことがない。
【０００７】
非石油原料から好適な航空機グレードのケロシンを得られないでいることから、生成物の下流処理が開発されている。例えば特許文献１には、石炭の熱分解及び石炭の水素化分解に由来する重油等の高芳香族重油を水素化処理することで、新規な燃料混合物を製造することが開示されている。
【０００８】
特許文献２は、安定な、低硫黄の、高パラフィン系で中程度に不飽和の留出燃料ブレンドストックを含む留出燃料に関する。高パラフィン系で中程度に不飽和の留出燃料ブレンドストックは、中程度の量の不飽和化合物が形成される又は保持されて生成物の安定性が向上する条件下で水素化処理される、フィッシャー・トロプシュ由来生成物から調製される。
【０００９】
上記水素化処理及び追加の品質向上を行って得られた燃料は、航空機グレードのケロシンの持つ物理的特性の多くに匹敵し、更にはより優れた性能を示す場合もあるが、典型的な石油由来ケロシンの主要な炭化水素成分の幾つかを欠いているため、従来の石油由来航空機グレードのケロシンとの即時利用の適合性を有さない。
【００１０】
様々な種類の炭化水素成分からなるモデルで、より優れたものを得る試みが、Violi他によってなされている（非特許文献１）。Violi他は、周知の炭化水素６種を下記のモル組成の化合物ブレンドとして、ＪＰ−８のモデルを作製した。１０％イソオクタン（Ｃ８Ｈ１８）、２０％メチルシクロヘキサン（Ｃ７Ｈ１４）、１５％ｍ−キシレン（Ｃ８Ｈ１０）、３０％ｎ−ドデカン（Ｃ１２Ｈ２６）、５％テトラリン（Ｃ１０Ｈ１２）、及び２０％テトラデカン（Ｃ１４Ｈ３０）。この代用混合物は、実際のＪＰ−８燃料の揮発度及び煙点を真似ている。しかし、燃料を単に６種の化合物ブレンドに単純化するこの方法は、ＪＰ−８の必須性能仕様全てを再現するものではない。
【００１１】
特許文献３では異なる手段が研究されており、フィッシャー・トロプシュ由来生成物と石油由来生成物との混合物を、芳香族化合物が維持される条件下で水素化分解したものを含む、留出燃料又は留出燃料ブレンドストックに関するものである。この場合、特定の石油原料から、シール膨潤（seal swell）や密度等のそれなりの必須特性を得ることができるが、この方法では、凝固点規格等の競合する特性を実現する能力が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４，６４５，５８５号明細書
【特許文献２】国際公開第２００５／００１００２号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０１３８０２５号明細書
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Violi, A.; Yan, S.; Eddings, E.G.; Sarofim, A.F.; Granata, S.; Faravelli, T.; Ranzi, E.; Combust. Sci. Technol. 2002, 174 (11-12) 399-417
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、未来への架け橋として環境を意識した方法の使用を可能にし、入手の確実な国内資源から製造したクリーン燃料として、既存の石油系航空機グレードのケロシンとの即時利用の適合性を提供することが可能な、燃料及び方法に対する需要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本明細書において、非石油原料に由来しイソパラフィン及びノルマルパラフィンからなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第１のブレンドストックと、シクロアルカン及び芳香族化合物からなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第２のブレンドストックとを含む航空機グレードのケロシンが開示される。実施形態において、前記第２のブレンドストックは、非石油原料を含む原料に由来する。航空機グレードのケロシンは、得られる混合物が石油由来ジェット燃料の燃料等級規格を満たすように、どのような比率でも石油由来ジェット燃料と混合することが可能であることが望ましい。実施形態において、航空機グレードのケロシンは、最大９５ｖｏｌ％の第１のブレンドストックと、最大３５ｖｏｌ％の第２のブレンドストックとを含む。
【００１６】
特定の実施形態において、航空機グレードのケロシンは、最大９５ｖｏｌ％の第１のブレンドストックと、約０ｖｏｌ％〜約３０ｖｏｌ％のシクロアルカンと、約０ｖｏｌ％〜約１５ｖｏｌ％の芳香族化合物とを含む。実施形態において、最大９５ｖｏｌ％の第１のブレンドストックと、約０ｖｏｌ％〜約３０ｖｏｌ％のシクロアルカンと、約０ｖｏｌ％〜約１５ｖｏｌ％の芳香族化合物とを含むこのケロシンは、目的適合要件を満たす。実施形態において、前記ケロシンの少なくとも５０重量％は、石炭、天然ガス、又はそれらの組み合わせに由来する。実施形態において、前記第２のブレンドストックは、石炭、バイオマス、オイルシェール、タール、オイルサンド、又はそれらの組み合わせに由来する。実施形態において、前記ケロシンの少なくとも５０重量％は、バイオマスに由来する。実施形態において、前記ケロシンの少なくとも１０重量％は、非分解バイオ油に由来する。
【００１７】
また本明細書において、イソパラフィン及びノルマルパラフィンからなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第１のブレンドストックを、少なくとも１種の非石油原料から生成する工程と、シクロアルカン及び芳香族化合物からなる群より選ばれる炭化水素を主に含む第２のブレンドストックを生成する工程と、前記第１のブレンドストックの少なくとも一部分と前記第２のブレンドストックの少なくとも一部分とを混合して航空機グレードのケロシンを製造する工程とを含む航空機グレードのケロシンを製造する方法が開示される。航空機グレードのケロシンを製造する方法の実施形態において、第１及び第２のブレンドストックは、別々に生成される。本方法の実施形態において、前記非石油原料は、石炭、天然ガス、バイオマス、植物油、バイオマス熱分解バイオ油、生物学的に誘導された油及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる。
【００１８】
本方法のある実施形態において、第１のブレンドストックの少なくとも一部分は、間接液化により生成される。間接液化は、天然ガス、石炭、バイオマス、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる原料のフィッシャー・トロプシュ処理を含んでいてもよい。ケロシンは、間接液化により生成される第１のブレンドストックを最大約９０ｖｏｌ％含んでいてもよい。
【００１９】
航空機グレードのケロシンの製造方法の実施形態において、前記少なくとも１種の非石油原料は、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料を含む。ケロシンは、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料を含む少なくとも１種の非石油原料からの第１のブレンドストックを約６５ｖｏｌ％〜約７５ｖｏｌ％を含んでいてもよい。実施形態において、第２のブレンドストックは、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料を含む少なくとも１種の非石油原料からの前記第１のブレンドストックの一部分の触媒環化及び／又は改質によって生成される。ケロシンは、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料を含む少なくとも１種の非石油原料からの第１のブレンドストックを約６５ｖｏｌ％、第１のブレンドストックの一部分を触媒環化及び／又は触媒改質によって生成した第２のブレンドストックを約３５ｖｏｌ％、含んでいてもよい。
【００２０】
ある実施形態において、前記ケロシンは、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料の触媒反応により生成した第１のブレンドストックを約７０ｖｏｌ％、高いシクロアルカン含有量の材料の熱分解反応により生成した第２のブレンドストックを約３０ｖｏｌ％含む。
【００２１】
航空機グレードのケロシンを製造する方法の実施形態において、第２のブレンドストックは、石炭、オイルシェール、オイルサンド、タール、バイオマス、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる原料の熱分解によって生成される。特定の実施形態において、ケロシンは、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理により生成された第１のブレンドストックを約８０ｖｏｌ％、コールタール留分の熱分解処理により生成された第２のブレンドストックを約２０ｖｏｌ％含んでいてもよい。
【００２２】
航空機グレードのケロシンを製造する方法のある実施形態において、第２のブレンドストックは、直接液化により生成される。実施形態において、直接液化によって生成された第２のブレンドストックを約２５ｖｏｌ％含む。特定の実施形態において、ケロシンは更に、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理に由来する第１のブレンドストックを約７５ｖｏｌ％含む。
【００２３】
航空機グレードのケロシンの製造方法のある実施形態において、第２のブレンドストックは、バイオマス由来リグニン原料から生成される。ケロシンは、バイオマス由来リグニン原料から生成された第２のブレンドストックを約２５ｖｏｌ％〜約３０ｖｏｌ％含んでいてもよい。
ある実施形態において、ケロシンは、バイオマス由来リグニンの熱分解処理により生成された第２のブレンドストックを約３０ｖｏｌ％、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理により生成された第１のブレンドストックを約７０ｖｏｌ％含む。実施形態において、ケロシンはバイオマス由来リグニン原料から生成される約２５ｖｏｌ％の第２のブレンドストックと、トリグリセリド原料の触媒処理に由来する約７５ｖｏｌ％の第１のブレンドストックとを含む。
【００２４】
航空機グレードのケロシンを製造する方法の実施形態において、方法は、目的適合要件、ＡＳＴＭ要件、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも１種の要件について前記航空機グレードのケロシンを試験する工程を更に含む。実施形態において、方法は、目的適合要件、ＡＳＴＭ要件、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも１種の要件を満たすように、前記ケロシンにおける第１のブレンドストックと第２のブレンドストックとの比率を調整する工程を更に含む。特定の実施形態において、方法は、目的適合要件、ＡＳＴＭ要件、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも１種の要件を満たすように、前記第２のブレンドストックにおけるシクロアルカン及び芳香族化合物の量を調整する工程を更に含む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るイソパラフィン／ｎ−パラフィン（Ｉ／Ｎ）ブレンドストックの生成に好適な間接液化工程の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るシクロアルカン／芳香族化合物（Ｃ／Ａ）ブレンドストックの生成に好適な熱分解工程の概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るシクロアルカン／芳香族化合物（Ｃ／Ａ）ブレンドストックの生成に好適な直接液化工程の概略図である。
【図４】図４は、ＦＴ（天然ガスから得たＦＴ由来液体燃料：下側）と燃料試料Ａ（２種の異なるブレンドストックと技術的工程、すなわち（１）ＦＴ技術により天然ガス原料から生成したイソパラフィン系ケロシン（ＩＰＫ）と（２）石油原料から生成した芳香族化合物／シクロパラフィン系ブレンドストックとから製造した試料：上側）とを比較したガスクロマトグラフィーデータである。
【図５】図５は、典型的なＪＰ−８（下側）と燃料試料Ｃ（２種の異なるブレンドストックと技術工程、すなわち（１）作物油（crop oil）原料から生成したイソパラフィン系ケロシン（ＩＰＫ）と（２）作物油原料から生成した芳香族化合物／シクロパラフィン系ブレンドストックとから製造した試料：上側）とを比較したガスクロマトグラフィーデータである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明するために、付属の図面を参照する。
【００２７】
表記及び用語
本明細書で用いる「Ｉ／Ｎブレンドストック」の語は、イソパラフィン、ノルマルパラフィン、又はそれらの混合物を少なくとも９５重量％含む材料を意味する。
【００２８】
本明細書で用いる「Ｃ／Ａブレンドストック」の語は、シクロアルカン、芳香族化合物、又はそれらの混合物を少なくとも９５重量％含む材料を意味する。
【００２９】
本明細書で用いる「航空機グレードのケロシン」又は「ジェット燃料」の語は、Ｍｉｌ−ＤＴＬ−５６２４及びＭｉｌ−ＤＴＬ−８３１３３にそれぞれ定義されるＪＰ−５及びＪＰ−８等の軍用タービン燃料等級により特定されるケロシン系燃料、あるいはＡＳＴＭ Ｄ１６５５及びＤｅｆ Ｓｔａｎ９１−９１／５規格にそれぞれ全仕様が説明されているＪｅｔ Ａ及びＪｅｔ Ａ−１等の民間飛行ジェット燃料のことをいう。世界中でこれに類した様々な規格が存在し、絶えず更新されているが、それらもこの定義に含まれるものとする。
【００３０】
本明細書で用いる「目的適合要件（fit-for-purpose requirement）」の語は、軍用規格又はＡＳＴＭ規格に必ずしも記載されているとは限らないが、ジェットエンジンにおける燃料性能及び安定性、並びに燃料の取り扱い、配給及び貯蔵時に依然として重要である、燃料特性要件のことをいう。目的適合要件の例として、航空機燃料やエンジン系構成材料との燃料適合性、圧縮点火（対タービン）エンジンにおける、多岐にわたる地上環境での適切な燃料性能、及び例えばタービンエンジンにおける弾性シールの膨潤に関して考えられうる燃料性能要件が挙げられる。
【００３１】
本明細書で用いる「即時利用適合性（drop-in compatibility）」の語は、得られる混合物と同等の石油系ジェット燃料の燃料等級規格及び目的適合要件を、得られる混合物が満たすように、石油由来ジェット燃料とどのような比率（すなわち０〜１００％）でも混合することのできる航空機グレードのケロシンをいう。
【００３２】
本明細書で用いる「Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料」の語は、非石油原料に由来する第１のＩ／Ｎブレンドストックと、石油又は非石油原料に由来する第２のＣ／Ａブレンドストックとの、少なくとも２種の別々に生成したブレンドストックに由来する航空機グレードのケロシンを意味する。
【００３３】
詳細な説明
Ｉ．概要
既存の石油由来燃料との即時利用適合性を有し、国内の、非石油系の及び／又は再生可能な原料から大部分または全体の製造が可能な、燃料及び燃料の製造方法が本明細書に開示される。この航空機グレードジェット燃料を製造する方法によって、特定の最終用途要件を満たすための燃料処方に幅広い柔軟性が与えられる。開示されるＩ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、燃料成分、すなわちノルマル（ｎ−）及び分岐鎖（イソ−）パラフィン、シクロアルカン、及び／又は芳香族化合物の混合物を含む。
【００３４】
航空機グレードケロシン規格を満たすには、物理的特性において対立し合う作用を持つ、燃料化学薬品類の複合混合物を用意する必要がある。例えば長い炭素鎖分子は、揮発度を減少させかつ密度を増加させる機能があるが、逆に凝固点が上昇して高空飛行用の許容水準を超えてしまう。これらの特性について、エネルギー密度、引火点、粘度、煙点、シール膨潤能及びその他の特性と共にバランスをとろうとすると、１種類の非石油資源に由来する場合は、燃料処方が困難である。
【００３５】
本明細書に開示される航空機グレードのケロシンは、少なくとも２種の別々に生成したブレンドストックから製造される。ここで第１のブレンドストックは、非石油原料に由来し、イソパラフィン及びノルマルパラフィン（Ｉ／Ｎ）からなる群より選ばれる炭化水素を主に含み、また第２のブレンドストックは、石油又は非石油原料に由来し、シクロアルカン及び芳香族化合物（Ｃ／Ａ）からなる群より選ばれる炭化水素を主に含む。実施形態において、最終Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａジェット燃料は、最大９５体積％（ｖｏｌ％）のＩ／Ｎブレンドストックと最大３５（ｖｏｌ％）のＣ／Ａブレンドストックとを含む。
【００３６】
ＩＩ．ケロシン
石油系ケロシンは、原油の常圧蒸留（「直留」ケロシン）または、より重い石油流の分解（「分解」ケロシン）のいずれからも得ることができる。ケロシンを更に、様々な工程で処理して、望ましくない成分、例えば芳香族炭化水素、硫黄、窒素又はオレフィン物質を除去又は低減させる。この追加の処理によって、組成の多様化が低減し、性能を向上する成分（例えばシクロアルカン及びイソパラフィン）が増える。実際に用いられている主な工程は、水素化脱硫（水素で処理して硫黄成分を除去）、苛性ソーダ溶液による洗浄（硫黄成分を除去）、及び水素化（例えばオレフィン、硫黄、金属及び／又は窒素成分を除去）が挙げられる。分解工程中に形成されうる芳香族化合物は、溶媒抽出を通じて除去される。例えば水素化脱硫ケロシンは、ケロシン分留区画（kerosene range）の石油原料を水素で処理して有機硫黄を硫化水素に変換し、除去することで得られる。これら一連の処理によって、直留ケロシンと分解ケロシンとの区別が曖昧になっている。
【００３７】
種々のケロシンは本質的に組成が類似しているが、特定のケロシン分留区画の精製流の厳密な組成は、ケロシンを得る元になった原油と、その製造に用いた精製工程に依存している。ケロシンは複合炭化水素混合物であるため、このカテゴリーの材料は通常、詳細な組成データによって定義されず、代わりに処理履歴、物理的特性及び製品使用のＡＳＴＭ及びそれに類した規格によって定義される。
【００３８】
そのため、このカテゴリーにおける精製流の詳細な組成情報には限りがある。表１に示す、代表的なケロシン分留区画の精製流及び燃料についての一般的な組成情報は、このカテゴリーにおける材料の物理的特性及び組成が類似していることを例証している。原油源又は処理履歴に係わらず、ケロシンの主成分は、分岐及び直鎖パラフィン（イソ−アルカン及び直鎖又はｎ−アルカン）及びナフタレン（シクロパラフィン又はシクロアルカン）を含んでおり、通常は最終燃料の少なくとも７５ｖｏｌ％を占める。この沸点範囲における、アルキルベンゼン（単環）及びアルキルナフタレン（二環）等の芳香族炭化水素は、通常、ケロシン生成物の２５ｖｏｌ％を超えることはない。オレフィンは通常、５ｖｏｌ％を超えて存在しない。ケロシンの蒸留範囲は、ベンゼン（沸点８０℃）及びｎ−ヘキサン（沸点６９℃）の濃度が概して０．０１質量％未満となる範囲である。３〜７縮合環多環式芳香族化合物（ＰＡＣ）の沸点は、直留ケロシン流の沸点範囲よりずっと高い。その結果、使用可能な分析方法の検出限界を下回ることはないにせよ、ケロシン中のＰＡＣ濃度は非常に低くなる。これを例証している水素化脱硫ケロシンの詳細な分析を表２に示す。
【００３９】
【表１】
2010532419.tif 000003
【００４０】
【表２】
2010532419.tif 000004
【００４１】
ＩＩＩ．Ｉ／Ｎブレンドストック
本明細書に開示されるＩ／Ｎ−Ｃ／Ａ混合燃料は、イソパラフィン及びノルマルパラフィンからなる群より選ばれる、非石油原料に由来する炭化水素を主に含む、少なくとも１種のＩ／Ｎブレンドストックを含んでいる。最終Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａジェット燃料は、最大９５ｖｏｌ％のＩ／Ｎブレンドストックを含む。実施形態において、Ｉ／Ｎブレンドストックは、１分子当たり８〜１６炭素原子を主に含むイソパラフィン及び／又はノルマルパラフィン化合物（Ｃ８〜Ｃ１６化合物）を含む。実施形態において、これらの化合物は、合成ガスのフィッシャー・トロプシュ縮合、植物油の熱触媒処理、熱分解、液化及び気体−液体処理等の化学工程を通じて直接生成されるが、これらに限定されるものではない。
【００４２】
実施形態において、Ｉ／Ｎブレンドストックは、天然ガス、石炭、バイオマス、植物油、バイオマス熱分解バイオ油（bio-oil）、及びその他の生物学的に誘導された油を含む原料のうち、１種又は組み合わせの原料に由来する。Ｉ／Ｎブレンドストックは幾つかの経路で生成することが可能である。特定の実施形態において、図１に示すように、間接液化を用いてＩ／Ｎブレンドストックを生成する。石炭又はバイオマス等の間接液化原料１０は、ガス化装置４０にて蒸気２０及び／又は油３０を用いて気化される。ガス化装置の流出物５０は、一酸化炭素、水素、二酸化炭素、硫化水素、及び／又はアンモニアを含みうる。ガス化装置の流出物５０を工程６０において精製して品質向上し、これにより例えば硫化水素、アンモニア、及び／又は二酸化炭素を含む混入物質流７０を除去する。主にＣＯ及びＨ２を含む合成ガス流８０は、液化９０を経て液体生成物１００となる。実施形態において、液体生成物１００は、触媒的フィッシャー・トロプシュ（Ｆ−Ｔ）処理によって合成ガス８０から合成する。フィッシャー・トロプシュ反応は、広範囲の含酸素化合物、特に、炭素数Ｃ１〜Ｃ３（気体）からＣ３５＋（固体蝋）にわたるアルコール及びパラフィンを生成する。これらのフィッシャー・トロプシュ生成物により、Ｃ８〜Ｃ１６パラフィンを含む、また異性化を経て優れたセタン価と非常に低い硫黄及び芳香族含有量を有するＣ８〜Ｃ１６イソパラフィンを含む、留出燃料が得られる。これらの特性から、Ｆ−Ｔ生成物がＩ／Ｎブレンドストックとして好適に用いられる。しかし、適当なシクロアルカン及び芳香族化合物が欠けているため、一般にフィッシャー・トロプシュ留出燃料は、軍用規格、ＡＳＴＭ規格の目的適合要件の全てを満たすことができない。従って以下に更に説明するように、Ｉ／ＮブレンドストックをＣ／Ａブレンドストックと混合して、航空機グレードのＩ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料を得る。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを、最大９５ｖｏｌ％、あるいは約９０ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを、約８０ｖｏｌ％含む。別の実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを、約７０ｖｏｌ％含む。
【００４３】
実施形態において、Ｉ／Ｎブレンドストックは、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料から生成される。Ｉ／Ｎブレンドストックｎ−パラフィンは、例えばノルマルパラフィンを得る以下の方法によって生成することができる。（１）脂肪酸とグリセロールとへの触媒的トリグリセリド解離、（２）グリセロール除去、及び（３）（例えば触媒的脱カルボキシル化及び／又は触媒還元による）脂肪酸からの酸素除去。Ｉ／Ｎブレンドストックイソパラフィンは、イソパラフィンを得る以下の方法によって生成することができる。（４）上記ノルマルパラフィンの一部分の触媒的異性化。
【００４４】
実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約６５ｖｏｌ％〜約９５ｖｏｌ％含む。特定の実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約７５ｖｏｌ％含む。別の実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約８０ｖｏｌ％含む。別の実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約８０〜９０ｖｏｌ％含む。
【００４５】
ＩＶ．Ｃ／Ａブレンドストック
上述したように、Ｉ／Ｎブレンドストックは通常、最小要件より低い密度を有している。例えば、Ｉ／Ｎブレンドストックは通常、ＭＩＬ−ＤＴＬ−８３１３３に規定される最小要件である０．７７５ｋｇ／Ｌより低い密度を有しており、凝固点は、−４７℃未満という最大要件にほぼ等しい。Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料が（例えばＭＩＬ−ＤＴＬ−８３１３３に規定される）規格密度、凝固点及び引火点要件を満たしていることが望ましいので、本明細書に開示されるＩ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、必要とされる密度や低温流動性能を得るように、少なくとも１種の別に生成したＣ／Ａブレンドストックを更に含む。Ｃ／Ａブレンドストックは、シクロアルカン及び芳香族化合物からなる群より選ばれる炭化水素を主に含む。航空機グレードのＩ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、芳香族化合物とシクロアルカンとの適切な混合物を含み、これにより最終的に得られる高セタンケロシン燃料に必須である密度及び凝固点規格が満たされる。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックの炭化水素は、石油原料に由来する。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックの炭化水素は、非石油原料に由来する。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックの炭化水素は、石油と非石油原料との組み合わせに由来する。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、最大３５ｖｏｌ％のＣ／Ａブレンドストックを含む。
【００４６】
実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、芳香族化合物を含む。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、必須密度を提供するＣ９〜Ｃ１５芳香族化合物からなる群より主に選ばれる芳香族化合物を含む。実施形態において、芳香族化合物は、主にアルキル化ベンゼン化合物である。芳香族化合物の使用は、密度を提供するのみならず、有益なシール膨潤に寄与し、必要とされる潤滑性や粘度を提供する。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、約１５ｖｏｌ％未満の芳香族化合物を含む。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、約０ｖｏｌ％〜約１５ｖｏｌ％の芳香族化合物を含む。
【００４７】
実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、シクロアルカンを含む。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、不利に引火点を下げることなく凝固点を下げる（芳香族添加による凝固点上昇を防ぐ）Ｃ９〜Ｃ１５シクロアルカンからなる群より主に選ばれるシクロアルカンを含む。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、約３０ｖｏｌ％未満のシクロアルカンを含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料における好適な凝固点は、Ｃ／Ａブレンドストックが０％のシクロアルカンを含むように、Ｃ／Ａブレンドストックの芳香族化合物を選択する（すなわち高密度及び低凝固点を有する芳香族化合物を選択する）ことによって得られる。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、約０ｖｏｌ％〜約３０ｖｏｌ％のシクロアルカンを含む。実施形態において、ジェット燃料に適合するＩ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、イソパラフィン及びノルマルパラフィンから選ばれるパラフィンを最大９５ｖｏｌ％、シクロアルカンを約０ｖｏｌ％〜約３０ｖｏｌ％、及び芳香族化合物を約０ｖｏｌ％〜約１５ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、約９５ｖｏｌ％のＩ／Ｎブレンドストックと、約５％の高密度低凝固点の芳香族化合物とを含む。
【００４８】
Ｃ／Ａブレンドストックは、石油、オイルシェール、オイルサンド、天然ガス、石炭、バイオマス、植物油、バイオマス熱分解バイオ油、及びその他の生物学的に誘導された油を含む原料のうち、１種又は組み合わせに由来するものであってもよいが、これらに限定されるものではない。実施形態において、航空機グレードのＩ／Ｎ−Ｃ／Ａケロシンは、シクロアルカン及び芳香族化合物から選択され且つ、石炭、バイオマス又はそれらの組み合わせに由来する炭化水素を少なくとも５０重量％含む。
【００４９】
Ｃ／Ａブレンドストックは、幾つかの方法によって生成することができる。図２は、熱分解（酸素欠乏状態での加熱）によるＣ／Ａブレンドストックの生成の実施形態を示す。熱分解は、当業者に公知の方法によって行うことができる。図２において、熱分解原料１１０は熱分解１２０を経る。好適な熱分解原料１１０の例としては、石炭、オイルシェール、オイルサンド、バイオマス、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。気体１４０及びチャー／灰／鉱物質１３０が除去される。熱分解油蒸気は凝結し、得られる熱分解油１５０は、当業者に知られるように水素化処理される。実施形態において、触媒的水素化処理を用いて、窒素、硫黄、酸素及び金属からなる群より選ばれる少なくとも１種の混入物質の量を低減させる。実施形態において、熱分解油１５０を水素１８０で処理し、例えば硫化水素及び／又はアンモニアを含むガス流１７０を除去して、熱分解油１５０中の硫黄及び／又は窒素の量を減少させる。水素化処理１６０によって、混入物質が減少した液体生成物１９０が得られる。この工程は、当業者に知られるように、精製において原油の品質を向上して様々な液体燃料を製造するのに用いられる工程と同様である。表３は、典型的な沸点範囲と主要炭化水素成分とについての熱分解したコールタール留分の比較を表す。
【００５０】
【表３】
2010532419.tif 000005
【００５１】
特に、低温タール及び軽油は、フェノール、ピリジン、パラフィン及び／又はオレフィンを含む比較的流動性を持つ暗褐色の油として、亜瀝青炭及び瀝青炭から約７００℃未満の温度で得られる。油は不均一であり、どの成分も、全質量に占める割合の極僅かを構成するに過ぎない。亜炭タールは最大１０％のパラフィン蝋を含み得るが、生成物は「バター様の稠度」を有しており、６℃〜８℃程度の温度で固化する。７００℃超で得られる一次高温タール蒸気は、より均質である。軽油は、大部分がベンゼン、トルエン及びキシレン（ＢＴＸ）であり、タールは、重縮合した芳香族化合物を高比率で含む瀝青状粘性混合物である。熱分解タール及び油の大部分は好適な最終燃料生成物ではない。多くの場合これらは不安定であり、暖められると重合し粘性が高まる。灰及び鉱物質１３０が熱分解１２０により除去され、これにより発熱量が増加するが、硫黄及び窒素は、熱分解１２０によって完全には除去されない。より安定しかつ有用な生成物は、燃料から硫黄及び／又は窒素を水素化１６０して流れ１７０で硫化水素及び／又はアンモニアとして除去することによって得られる。これらの工程は、上記したように、天然原油の品質向上に用いられる様々な精製工程と同様である。水素化処理した液体生成物１９０を、当業者に知られる方法で更に精製及び品質向上して、Ｃ／Ａブレンドストックを構成するシクロアルカンと芳香族化合物との混合物を得てもよい。
【００５２】
実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、コールタール留分の熱分解処理に由来するＣ／Ａブレンドストックを約２０ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約８０ｖｏｌ％、コールタール留分の熱分解処理に由来するＣ／Ａブレンドストックの約２０ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、オイルシェール又はオイルサンド原料に由来するシクロパラフィン含有量の高い材料の熱分解処理に由来するＣ／Ａブレンドストックを約３０ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約７０ｖｏｌ％、及び、オイルシェール又はオイルサンド原料に由来するシクロパラフィン含有量の高い材料の熱分解処理に由来するＣ／Ａブレンドストックを約３０ｖｏｌ％含む。
【００５３】
本発明の別の実施形態において、図３に示すように、液化原料２１０の直接液化２２０を用いて、Ｃ／Ａブレンドストックを生成する。液化原料２１０は、例えば石炭及び／又はバイオマスを含んでいてもよい。水素化液化（hydroliquefaction）と溶媒抽出との２種の基本的な工程が存在する。水素化液化において、石炭２１０とリサイクルした石炭液化油２３０とを混合し、水素２４０と共に高圧触媒反応器２２０に供給し、そこで石炭２１０の水素化が起こる。溶媒抽出（又は「溶剤精製」と称する）において、リサイクルした石炭由来溶媒２３０に石炭２１０と水素２４０とを高圧で溶解し、そこで水素２４０が石炭２１０に転移する。気体２７０と灰２８０とが石炭液化油２５０から除去される相分離２６０の後、精製工程により更に浄化及び品質向上して、液体燃料２９０を得る。溶剤精製において、水素転移レベルの低い、固形の、比較的クリーンな燃料（「溶剤精製石炭」２９０と称する）が得られる。熱分解におけるのと同様、化合物はコールタールに類似しており、実際に高芳香族性である。当業者に知られるように水素化及び選択的触媒処理を行って、Ｃ／Ａブレンドストックを提供するシクロアルカンと芳香族化合物との混合物を得ることができる。
【００５４】
実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、石炭原料の直接液化に由来するＣ／Ａブレンドストックを約２０ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約８０ｖｏｌ％、及び、石炭原料の直接液化に由来するＣ／Ａブレンドストックを約２０ｖｏｌ％含む。
【００５５】
ある実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、Ｃ９〜Ｃ１５シクロアルカンからなる群より選ばれるシクロアルカンを石油原料から分離（例えば蒸留又は抽出による）することによって得られたシクロアルカンを含む。実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、Ｃ９〜Ｃ１５単環芳香族化合物からなる群より選ばれる芳香族化合物を石油原料から分離（例えば蒸留又は抽出による）することによって得られた芳香族化合物を含む。好適な石油原料は、オイルサンド由来の及び／又はオイルシェール由来の、元来シクロアルカンに富んだ生成物を含む。
【００５６】
ある実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、上述したように、トリグリセリド及び／又は脂肪酸原料から調製したＩ／Ｎブレンドストックを触媒環化及び／又は触媒改質することによって生成する。本実施形態において、Ｉ／Ｎブレンドストックは、ノルマルパラフィンを得る以下の方法によって生成することができる。（１）脂肪酸とグリセロールとへの触媒的トリグリセリド解離、（２）グリセロール除去、及び（３）（触媒的脱カルボキシル化及び／又は触媒的還元による）脂肪酸からの酸素除去。望ましい場合は、（４）これらノルマルパラフィンの一部分の触媒的異性化によってイソパラフィンを得る。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＣ／Ａブレンドストックを約３５ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約６５ｖｏｌ％、及び、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＣ／Ａブレンドストックを約３５ｖｏｌ％含む。
【００５７】
本発明の別の実施形態において、Ｃ／Ａブレンドストックは、バイオマス由来リグニン原料から生成される。Ｃ／Ａブレンドストックは、バイオマス由来リグニン原料を触媒的解重合し、次いでシクロアルカンと芳香族化合物との比率で所望のもの（例えばＪＰ−８品質）を得るのに必要とされる水素化処理を行うことで、得ることができる。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、バイオマス由来リグニンの熱分解に由来するＣ／Ａブレンドストックを約２０ｖｏｌ％含む。別の実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、リグニンの触媒処理に由来するＣ／Ａブレンドストックを約１５ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、天然ガス、石炭、及び／又はバイオマスのフィッシャー・トロプシュ処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約８０ｖｏｌ％、及び、バイオマス由来リグニンの熱分解処理に由来するＣ／Ａブレンドストックを約２０ｖｏｌ％含む。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、トリグリセリド原料の触媒処理に由来するＩ／Ｎブレンドストックを約８５ｖｏｌ％、及び、リグニンの触媒処理に由来するＣ／Ａブレンドストックを約１５ｖｏｌ％含む。
【００５８】
Ｖ．Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料
最終Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、石油由来の対応物との「即時利用適合性」を備えている。すなわちＩ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、０ｖｏｌ％〜１００ｖｏｌ％のどのような比率でも石油由来の対応物と混合してもよい。開示されるＩ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、複数の燃料成分（イソパラフィン、ノルマルパラフィン、シクロアルカン、及び／又は芳香族化合物を含む）（うち少なくとも２種は異なる工程に由来する）を混合して製造する。実施形態において、航空機グレードのＩ／Ｎ−Ｃ／Ａケロシン燃料の少なくとも５０重量％は、石炭、天然ガス、又はそれらの組み合わせに由来する。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料の少なくとも５０重量％は、バイオマスに由来する。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料の少なくとも１０重量％は、非分解バイオ油に由来する。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、約７０を超えるセタン価を有する。
【００５９】
実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、Ｊｅｔ  Ａ及び／又は別の民間ジェット燃料の規格に適合している。実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ燃料は、ＪＰ−８及び他の軍用等級ジェット燃料規格から選択される軍用ジェット燃料規格に適合している。
【００６０】
米軍及びＡＳＴＭ（米国材料試験協会）の国際航空ジェット燃料規格に列挙されている燃料特性及び性能要件を満たすことに加え、実施形態において、Ｉ／Ｎ−Ｃ／Ａ混合燃料は、様々な燃料性能及び材料適合性の問題に対処している米軍指定の目的適合適用要件を満たしうる。上述したように、「目的適合要件」の語は、軍用規格又はＡＳＴＭ規格に必ずしも記載されているとは限らないが、ジェットエンジンにおける燃料性能及び安定性、並びに燃料の取り扱い、配給及び貯蔵時に依然として重要である、燃料特性要件のことをいう。目的適合要件の例として、航空機燃料やエンジン系構成材料との燃料適合性、圧縮点火（対タービン）エンジンにおける、多岐にわたる地上環境での適切な燃料性能、及び例えばタービンエンジンにおける弾性シールの膨潤に関して考えられうる燃料性能要件が挙げられる。原料特性とＡＳＴＭ規格との他に、これらの目的適合要件が、Ｉ／Ｎ ブレンドストックとＣ／Ａブレンドストックとの最適な比率を決めるのに用いられる。
【００６１】
ＶＩ．実施例
実施例１：燃料試料Ａ
イソパラフィン系及びノルマルパラフィン系炭化水素を含有する天然ガスから製造したＦＴ燃料は、ＪＰ−８軍用規格（ＭＩＬ−ＤＴＬ−８３１３３Ｅ）の密度要件を満たしていなかった。本実施例では、炭素鎖長８〜１６の芳香族炭化水素を含む芳香族炭化水素流体の混合物を、ＦＴ燃料と混合して２３重量％の濃度とした。燃料試料ＡとＭＩＬ−ＤＴＬ−８３１３３Ｅに説明される規格要件との比較結果の概要を表４に示す。
【００６２】
【表４】
2010532419.tif 000006
【００６３】
表２に示されるデータから分かるように、得られる燃料は、密度０．７８８ ｇ／ｍｌで、ＭＩＬ−ＤＴＬ−８３１３３Ｅに規定される０．７７５の最低規格要件を実現しており、規格に含まれる全てのパラメータを満たしていた。試料Ａ及び典型的なＦＴ燃料のガスクロマトグラフィーのデータを図４に示す。
【００６４】
実施例２：燃料試料Ｂ
実施例１で用いられたものと同じＦＴ燃料を８２重量％で、８重量％の混合芳香族流体及び１０重量％のシクロパラフィン系流体と混合した。主要な規格パラメータと燃料試料Ｂの比較結果の概要を表５に示す。
【００６５】
【表５】
2010532419.tif 000007
【００６６】
表５示す結果から分かるように、得られる燃料試料Ｂは、密度０．７７９ｇ／ｍｌで、ＭＩＬ−ＤＴＬ−８３１３３Ｅ規格に適合する燃料であった。
【００６７】
実施例３：燃料試料Ｃ
ｎ−及びイソ−パラフィン系の炭化水素からなる炭化水素ブレンドストックと、芳香族系及びシクロパラフィン系の炭化水素の混合物からなる炭化水素ブレンドストックとの２種の炭化水素ブレンドストックを、作物油のみから生成し、混合してＭＩＬ−ＤＴＬ−８３１３３Ｅの要件に適合する燃料試料を得た。本実施例において、いずれの燃料ブレンドストックも、規格に必須の物理的特性をそのままでは有していなかった。しかし、ｎ−及びイソ−パラフィン系のブレンドストックを４４％、芳香族系及びシクロパラフィン系のブレンドストックを６６％の割合で混合したところ、得られる燃料は必要な特性を満たしていた。燃料試料ＣとＭＩＬ−ＤＴＬ−８３１３３Ｅに説明されている規定パラメータとの比較結果の概要を表６に示す。試料Ｃ及び典型的なＪＰ−８燃料のガスクロマトグラフィーのデータを図５に示す。
【００６８】
【表６】
2010532419.tif 000008
【００６９】
本発明の好ましい実施形態を示して説明したが、本開示の主旨及び教示から逸脱することなく当業者によってそれらの修正が可能である。本明細書に記載した実施形態は例示のみを目的とするものであって、限定することを企図していない。本明細書に開示される本発明の多くの変形及び修正が可能であり、何れも本発明の範囲に含まれる。数値範囲又は数値限定を明示したが、これらの範囲又は限定は、明示された範囲又は限定内に収まる大きさ（例えば約１〜約１０の場合、２、３、４等を含む。０．１０超の場合、０．１１、０．１２、０．１３等を含む）の反復（iterative）範囲又は限定を含むものと理解されよう。請求項に記載のあらゆる要素について「任意選択の」の語の使用は、その主題の要素が必要であってもよいし、あるいは必要でなくてもよいという意味を意図する。これら両方の選択肢が請求の範囲に含まれることを企図している。「含む（comprises、 includes、 having）」等の広義語の使用は、「〜からなる（consisting of）、実質的に〜からなる（consisting essentially of）、実質的に〜を含む（comprised substantially of）」等の狭義語をサポートしていることが理解されよう。
【００７０】
このように、保護範囲は上記説明に限定されるものではなく、付属の請求項によってのみ限定されるものであって、その範囲には、請求項の内容の同等物全てが含まれる。各請求項は全て、本発明の実施形態として明細書に組み込まれている。従って、請求項は更なる説明であり、本発明の好ましい実施形態を追加するものである。文献、特に本出願の優先日より後の公開・刊行日である文献についての考察は、その文献が本発明の先行技術であるということを自認しているわけではない。本明細書に引用する全ての特許、特許出願、公報の開示内容は、本明細書に記載する例、手順又はその他の詳細の補足を提供する範囲内において、ここに参照して本明細書の一部とする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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