(57)【要約】  ジェット及びディーゼル燃料で使用される単環芳香族を製造すべく芳香族部分でアルキル化できる、ベンゼン、直鎖、及び軽度分岐アルカンなど、現在はジェット、ガスタービン、ロケット、及びディーゼル燃料に使用されていない従来の石油の構成成分を使用する、ジェット、ガスタービン、ロケット、及びディーゼルエンジン、特に、ジェット、ロケット、及びディーゼルエンジン用の燃料又は燃料ブレンドストック。さらに、そのような単環芳香族を有する燃料は、より高い引火点、低い流動点、密度の増大、より良好な潤滑性、酸素存在下での分解性（aerobic degradability）、毒性の低減など多数の望ましい特性を有しており、加えて、ブレンドストックにおいて利益をもたらすこともできる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェット、ガスタービン、ロケット、又はディーゼルエンジンで使用される燃料組成物であって、
（ａ）該燃料組成物の５重量％〜９９重量％の式（Ｉ）：
【化１】
2006528265.tif 000006
ここでＡ部分は、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、及びこれらの混合物から選択されてなり、より好ましくはＡ部分は、ベンゼン、トルエン、又はシクロヘキサン、最も好ましくはベンゼンであり；該Ａ部分は、末端以外でＬ部分に結合しており、さらに該Ａ部分は、該Ｌ部分に直接連結しており；Ｒ’は、水素及びＣ１〜Ｃ３アルキルから選択されてなり；Ｒ’’は、水素及びＣ１〜Ｃ３アルキルから選択されてなり；ここで、Ｒ’及びＲ’’の両方が末端以外で該Ｌ部分に結合しており；該Ｌ部分は、該Ｌ部分、Ｒ’、及びＲ’’内の炭素の合計が炭素数５個〜２５個になるような、直鎖の非環式脂肪族ヒドロカルビルであることを特徴とし、
該燃料組成物はさらに、
（ｂ）少なくとも０．０１％の燃料添加剤と、及び
（ｃ）０％〜９０％の、従来のジェット、ガスタービン、ロケット、若しくはディーゼルブレンドストック、好ましくは超低イオウ精製石油ブレンドストック又はフィッシャー・トロプシュブレンドストック
を含むことを特徴とする、燃料組成物。
【請求項２】
前記燃料の流動点が、ジェット、ロケット、又はガスタービンで使用するために、少なくとも−４０℃、好ましくは−４０℃〜−８０℃、好ましくは−４７℃〜−８０℃であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項３】
前記燃料の引火点が、３８℃〜１４５℃、好ましくは６０℃〜１４５℃であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項４】
密度が、少なくとも０．７００ｇ／ＭＬ、好ましくは０．７００ｇ／ｍＬ〜０．９００ｇ／ｍＬ、好ましくは０．７５０〜０．８６０ｇ／ｍＬであることを特徴とする、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項５】
Ｌ部分、Ｒ’、及びＲ’’内の炭素を合わせた合計がＣ５〜１４、好ましくはＣ８〜１４であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項６】
前記Ａ部分が前記Ｌ部分の末端炭素に対してα−又はβ−炭素上に位置することを特徴とする、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項７】
多環式、特に多環式芳香族置換基を含まず、かつ未反応のベンゼンを含まないことを特徴とする、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項８】
前記燃料組成物が、少なくとも２０ｍｍの最低煙点を有するジェット燃料であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料組成物。
【請求項９】
Ｒ’及びＲ’’は水素であり、前記Ａ部分はベンゼンであることを特徴とする、請求項５に記載の燃料組成物。
【請求項１０】
Ｒ’がメチルであり、Ｒ’’が水素又はメチルであり、前記Ａ部分がベンゼンであることを特徴とする、請求項５に記載の燃料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェット、ガスタービン、ロケット、及びディーゼルエンジン、特に、ジェット、ロケット、及びディーゼルエンジン用の燃料又は燃料ブレンドストックに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジェット、ガスタービン、ロケット、及びディーゼル燃料用の天然資源の利用可能性並びに品質は、独特且つ困難な技術的課題を提起している。航空機及び自動車用のジェット燃料並びにディーゼル燃料の需要が拡大しているという問題が認識されている。燃料の品質要件が増大するにつれて、従来の原油バレルから許容可能な燃料を生成する能力が低下している。従来の原油バレルが、平均して、より重く（例えば、より多環式に）なり、且つより多くのイオウを含有するようになっているという事実があるので、許容可能な燃料の必要性は、未だ満たされていない。同時に、よりクリーンな燃料を追求すると、イオウ及びナフタレンなどの多環式化合物を除去するための処理の結果、高度に水素添加された低密度の燃料が得られることになる。高度に精製された従来の燃料及び高パラフィンのフィッシャー・トロプシュ（Fischer-Tropsch）燃料は、密度が低く、シール膨張能力（seal swelling abilities）及び潤滑性に欠けると考えられている。ガソリン含有量に対する規制がベンゼンなどの即時用途をもたない炭素含有構成成分、及び５個〜９個の炭素原子を有するより短鎖の炭化水素を利用可能にしている。
【０００３】
航空機内及び航空機の周りに燃料を循環させることが、一般に航空機のエンジン、潤滑油、電子機器、翼などを冷却する唯一の手段としてもたらされる。燃料の節約及び性能に対する配慮によってエンジン温度が上昇するので、熱負荷の著しい増大という問題が認識されている。ポーラールートを使用するフライトが増えており、したがって燃料は、使用時により広範囲の温度差に耐えられないはずである。流動点を−６０℃未満に維持したまま引火点を６０℃以上に上昇させる能力の必要性は、未だ満たされていない。引火点を本仕様よりも高く上昇させるその他の望ましい結果は、航空機の給油時及び飛行時に破壊又は火災を切り抜ける確率を増大させるのに望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、燃料用の材料を、石油系構成成分からだけでなく、天然ガス、石炭、石油残渣（petroleum reside）、バイオマス、及び廃棄物原料から合成ガスを介して誘導できるように、自由度の高い多様な燃料源をもつことも望ましい。しかし、そのような自由度及び多様性は、現時点ではあまり得られていない。したがって、前述した問題に取り組む必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ジェット、ガスタービン、ロケット、又はディーゼルエンジンで使用される燃料組成物であって：
（ａ）該燃料組成物の約５重量％〜約９９重量％の式（Ｉ）を含んでおり、
【化１】
2006528265.tif 000002
式中、Ａは、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、及びこれらの混合物から選択され、より好ましくはＡは、ベンゼン、トルエン、又はシクロヘキサン、最も好ましくはベンゼンであり；したがって、Ａは、末端以外でＬ部分に結合しており、さらにＡは、Ｌ部分に直接連結しており；Ｒ’は、水素及びＣ１〜Ｃ３アルキルから選択され；Ｒ’’は、水素及びＣ１〜Ｃ３アルキルから選択され；その際、Ｒ’及びＲ’’の両方が末端以外でＬ部分に結合しており；Ｌ部分は、該Ｌ部分、Ｒ’、及びＲ’’内の炭素の合計が炭素数５個〜２５個になるような、直鎖の非環式脂肪族ヒドロカルビルであり；該燃料組成物は、さらに、
（ｂ）少なくとも約０．０１％の燃料添加剤と、
（ｃ）約０％〜約９０％の、従来のジェット、ガスタービン、ロケット、若しくはディーゼルブレンドストック、好ましくは超低イオウ精製石油ブレンドストック又はフィッシャー・トロプシュ・ブレンドストックとを含む、燃料組成物。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ベンゼンや、より短鎖（Ｃ５〜Ｃ９）の直鎖及び軽度分岐アルカンなどのガソリン含有量の規制によって、芳香族をアルキル化してジェット及びディーゼル燃料で使用される単環芳香族を製造するために使用できる構成成分が利用可能であり、又は利用可能になる。燃料としての単環芳香族の使用、具体的には、ベンゼン及び従来の余剰石油構成成分から製造されるアルキルベンゼン、又はフィッシャー・トロプシュによって誘導されるより短鎖（Ｃ５〜Ｃ１４）の直鎖及び軽度分岐アルカンの使用は、多くの方法において有益な場合がある。そのようなベンゼン並びにより短鎖（Ｃ５〜Ｃ１４）の直鎖及び軽度分岐アルカンを使用すると、自動車用のガソリンから望ましくない物質を除去する一方で、認識されている需要である、ジェット燃料の体積の増大が起こる。さらに、本発明の燃料は、より高い引火点、より低い流動点、高温安定性、酸化安定性、高い密度、より良好な潤滑性、それ自体の毒性の低減などの多数の望ましい特性を有し、ブレンドストックにおいて利益をもたらすことができる。これらの認識された特性は、特に従来のジェット、ラムジェット、スクラムジェット、ロケット、又はパルスデトネーションエンジンなどを特色とする、より高性能な航空機のための改良型燃料を提供する。
【０００７】
Ｃ５〜Ｃ９のより短いパラフィン系鎖長を、ベンゼンなどの芳香族、任意によりシクロヘキサンまで還元された芳香族と組み合わせて、ジェット、ガスタービン、ロケット、及びディーゼル燃料に望ましい幾つかの特質を有する燃料を形成することができる。ほぼ直鎖のオレフィン及び／又はパラフィンから得られるオレフィンでベンゼンをアルキル化することは、水素異性化（hydroisomerization）とは異なる、オレフィン及び／又はパラフィンから得られるオレフィンの分岐を増加させる代替方法である。換言すれば、本発明の燃料は、低分子量のフィッシャー・トロプシュ生成物の分岐を増加させる、実行可能且つ費用効果の高い方法を提供する。本発明の燃料は、また、天然ガス、石炭、タールサンド、若しくはオイルシェールなどの非石油原料から誘導されてもよい。列挙した多様な生成源は、きわめて望ましい燃料源の自由度をもたらす。
【０００８】
ジェット及びディーゼル燃料の分野で認識されている問題は、燃料が、数ある特性の中でも、より低い流動点、潤滑性の増大、引火点の上昇、毒性の低減、ブレンドストック中での従来の又は超低イオウの従来のジェット、ガスタービン、ロケット、及び／若しくはディーゼル燃料との適合性などの、多数の特性を提供する能力である。さらに、アルキル芳香族を水素添加してアルキルシクロヘキサンにして、未来の特殊な高性能航空機エンジン／機体において吸熱冷却を実現可能な燃料を製造することもできる。
【０００９】
本発明の燃料は、また、好ましくは、キャンプストーブ、チェーンソー、発電機、その他同種のものなどをその非限定例とする、炭化水素燃料を動力源とする機器で使用されるブレンドストックの一部として使用することもできる。本発明の燃料など、以下「ユニバーサルバトルフィールド燃料（universal battlefield fuel）」と称する燃料は、炭化水素燃料を動力源とする様々な機械で使用することができる。本明細書で使用する時、「炭化水素燃料」は、ガソリン、ケロシン、燃料油、及びディーゼルを意味する。さらに、本発明のアルキル芳香族の燃料、又はアルキル芳香族と高度に処理されたジェット燃料若しくはフィッシャー・トロプシュ・ジェット燃料などの従来の燃料とのブレンドの、より高い引火点、高い密度、より良好な潤滑性は、本発明の燃料を軍用のディーゼルエンジンで使用するのにもより適したものにすることができ、したがってユニバーサルバトルフィールド燃料（universal battlefield fuels）の適用性を改善する。これらの利益は、また、一般に、高度に処理された従来の又はフィッシャー・トロプシュ・ディーゼルストックとブレンドされるときには、一般的な乗り物の燃料及びオフロードディーゼル燃料にも有用な場合がある。
【００１０】
燃料組成物は、該燃料組成物の約５重量％〜約９９重量％の、式（Ｉ）のアルキル芳香族若しくはアルキルシクロヘキサンを含んでおり：
【化２】
2006528265.tif 000003
式中、Ａ部分は、芳香族部分、シクロヘキサンなどの芳香族部分から誘導される部分、及びこれらの混合物から選択される。好ましくはＡ部分は、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、及びこれらの混合物であり、より好ましくはＡ部分は、ベンゼン、トルエン、又はシクロヘキサン、最も好ましくはベンゼン又はシクロヘキサンである。ベンゼンなどのＡ部分は、コールオイルなど、石油又は石炭から誘導されてよい。Ａ部分は、末端以外でＬ部分に結合している。Ａ部分は、また、Ｌ部分に直接連結しているようなものでもあり、換言すれば、Ａ部分とＬ部分との間にはメチレン部分はない。
【００１１】
Ｒ’は、水素及びＣ１〜Ｃ３アルキルから選択される。好ましくはＲ’は、水素、メチル、又はエチルであり、より好ましくはＲ’は、水素又はメチルである。Ｒ’は、末端以外でＬ部分に結合している。すなわち、Ｒ’は、Ｌ部分の全鎖長を増大させておらず、むしろ、Ｌ部分から分岐している。
【００１２】
Ｒ’’は、水素及びＣ１〜Ｃ３アルキルから選択される。好ましくはＲ’’は、水素、メチル、又はエチルであり、より好ましくはＲ’’は、水素又はメチルである。Ｒ’’は、末端以外でＬ部分に結合している。すなわち、Ｒ’’は、Ｌ部分の全鎖長を増大させておらず、むしろ、Ｌ部分から分岐している。本発明の燃料は、以下で詳細に記載するように、１分子当たり平均約１．０〜約１．５の分岐を有する軽度分岐アルキル芳香族若しくはアルキルシクロヘキサンを達成するようにＲ’及びＲ’’が選択されるようなものである。
【００１３】
Ｌ部分は、Ｌ＋Ｒ’＋Ｒ’’が炭素原子５個〜２５個になるような、非環式脂肪族ヒドロカルビルである。本発明の燃料の好ましい一実施形態では、Ｌ、Ｒ’、及びＲ’’の炭素の合計は、５個〜７個である。本発明の燃料の他の好ましい実施形態では、Ｌ、Ｒ’、及びＲ’’の炭素の合計は、８個〜１０個である。本発明の燃料の他の好ましい実施形態では、Ｌ、Ｒ’、及びＲ’’の炭素の合計は、１０個〜１４個である。本発明の燃料の他の好ましい実施形態では、Ｌ、Ｒ’、及びＲ’’の炭素の合計は、５個〜１４個である。好ましいＬ部分は：Ｒ’’’−Ｃ（−）Ｈ（ＣＨ２）ｖＣ（−）Ｈ（ＣＨ２）ｘＣ（−）（ＣＨ２）ｙ−ＣＨ３であり、式中、３個のＣ（−）は、３個の炭素原子を示しており、ここで、Ａ部分、Ｒ’、及びＲ’’は、以下の式（ＩＩ）に結合していてよく：
【化３】
2006528265.tif 000004
式中、Ｒ’、Ｒ’’、及びＡ部分は、以上で定義されており、したがって式Ｉ又は式ＩＩの化合物中に四級化炭素原子は存在しない。
【００１４】
Ｒ’’’は、Ｃ１〜Ｃ６アルキルから選択される。好ましくはＲ’’’は、Ｃ１〜Ｃ３アルキルであり、より好ましくはＲ’’’は、メチル又はエチルである。メチレンサブユニットｖ、ｘ、及びｙの数は、それぞれ独立して０〜１０の整数であるが、Ａ部分の炭素を除いた炭素の総数（例えば、式（Ｉ）では、Ｌ、Ｒ’、及びＲ’’内の炭素の合計；式（ＩＩ）では、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒ’’’、及びＣ（−）Ｈ（ＣＨ２）ｖＣ（−）Ｈ（ＣＨ２）ｘＣ（−）（ＣＨ２）ｙ−ＣＨ３）内の炭素の合計）が、炭素数５個〜２５個になることを条件とする。したがって、例に制限するものではないが、２−フェニルペンタンは、Ｌ部分が５個の炭素原子を有する非環式脂肪族ヒドロカルビルであり、Ｒ’及びＲ’’が水素であり、且つＡ部分がベンゼンである式（Ｉ）；又は、ｖ、ｘ、及びｙが０であり、Ｒ’及びＲ’’が水素であり、Ｒ’’’がＣ１であり、且つＡ部分がベンゼンである式（ＩＩ）と同じになる。
【００１５】
本発明の燃料では、Ａ部分は、好ましくは、Ｌ部分の２個の末端炭素原子のいずれかに対する位置α−及びβ−から選択される位置で、該Ｌ部分に結合しており、好ましくはＡ部分は、Ｌ部分の末端炭素原子に対する位置α−でＬ部分に結合している。用語α−及びβ−は、末端炭素原子から、それぞれ炭素原子１個及び２個離れた炭素原子を意味する。これをうまく説明するために、以下の構造は、一般的な直鎖炭化水素における、可能な２個のα−位置と、可能な２個のβ−位置とを示す。
【化４】
2006528265.tif 000005
さらに、本発明の第一の態様では、燃料組成物は、式（Ｉ）のＬ部分内、又は式（ＩＩ）のＲ’’’とＣ（−）Ｈ（ＣＨ２）ｖＣ（−）Ｈ（ＣＨ２）ｘＣ（−）（ＣＨ２）ｙ−ＣＨ３部分とを組み合わせた部分内の、非四級炭素原子と四級炭素原子とのモル比が、少なくとも約５０：１、最も好ましくは少なくとも２００：１であってよい。
【００１６】
特定の燃料に低い芳香族性が必要な場合、又は芳香族性が必要ない場合、アルキル芳香族のいずれか、好ましくはアルキルベンゼンを、触媒水素添加を通じて、対応するアルキルシクロヘキサンへと部分的に又は完全に転換させてよい。そのような実施形態は、コストに対する考慮から、従来のジェット、ガスタービン、ロケット、及び／又はディーゼル燃料組成物用途には好ましくない。しかし、アルキルシクロヘキサンへの転換は、追加コストが許される用途では有用な場合がある。アルキルシクロヘキサンへの転換は、例えば吸熱冷却特性のために追加コストが許される特殊な航空機又はロケット燃料用途では、有用な場合がある。アルキルベンゼンなどのアルキル芳香族からアルキルシクロヘキサンへの転換は、アルキル芳香族、好ましくはアルキルベンゼンを水素添加してアルキルシクロヘキサンにする工程によって達成されてよい。
【００１７】
本発明の燃料は、以下に記載する特性のうちの１つを提供できるが、本発明の燃料が多数の利益を提供することが好ましい。
【００１８】
燃料密度  −  本発明の燃料は、少なくとも約０．７００ｇ／ｍＬ、好ましくは約０．７００ｇ／ｍＬ〜約０．９００ｇ／ｍＬ、より好ましくは約０．７５０ｇ／ｍＬ〜約０．８６０ｇ／ｍＬの密度を有する。燃料密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２９８（ＡＰＩ度（API Gravity））又はＡＳＴＭ  Ｄ４０５２（デジタル密度計）によって測定することができる。燃料密度は、通常、ジェット燃料組成物のエネルギー含有量を予測するために使用される。密度の低いジェット燃料は、より高い重量エネルギー（gravimetric energy）含有量（燃料の単位重量当たりのエネルギー）を有し、密度の高いジェット燃料は、より高い体積エネルギー（volumetric energy）含有量（燃料の単位体積当たりのエネルギー）を有する。高い体積エネルギー含有量をもつ、より密度の高い燃料が、一般に好ましい。
【００１９】
ディーゼル燃料の燃料節約は、該ディーゼル燃料の発熱量又はエネルギー含有量に関連する。他の燃料特性が変化しないときには、リットル又はガロン当たりの発熱量は、密度に正比例する。相対密度（ＲＤ：relative density）は、比重又はＡＰＩ度（ＡＳＴＭ  Ｄ２８７）とも呼ばれ、より習慣的な密度の報告方法であるが、本発明の燃料の密度から当業者が容易に決定することができる。
【００２０】
セタン指数は、ＡＳＴＭ  Ｄ９７６及びＡＳＴＭ  Ｄ４７３７（４変数方程式）によって測定することができる。本発明の燃料は、ディーゼル燃料の形態のときには、少なくとも約４０、好ましくは約４０〜約７０のセタン指数を有する。これは、パラフィン系／イソパラフィン系フィッシャー・トロプシュ又は高度に水素添加された従来の石油ディーゼルストックとブレンドすることによって達成することができる。セタン指数は、ＡＳＴＭ  Ｄ６１３によって測定されるセタン価を概算することを目的とした計算量である。
【００２１】
本発明の燃料の芳香族含有量は、ジェット及びディーゼル燃料についてのＡＳＴＭ  Ｄ１３１９によって測定することができる。ディーゼル燃料についての芳香族性は、ＡＳＴＭ  Ｄ５１８６によって測定することができる。本発明の燃料が、多環式、特に、ナフタレン、アルキルナフタレン、及びテトラリンを含めた多環式芳香族置換基を実質上含まず、未反応の（又は遊離）ベンゼン、トルエン、及びキシレンを実質上含まないことが好ましい。本明細書で使用する時、「実質上含まない」は、本発明の燃料組成物中に存在する量が１０ｐｐｍ未満であることを指す。理論に制限されるものではないが、燃料からイオウ及びナフタレンなどの多環式化合物を除去すると、シール膨張能力（seal swelling abilities）が低下した燃料になると考えられている。本発明の燃料のアルキル芳香族、好ましくはアルキルベンゼンは、シール膨張利益をもたらすと考えられている。
【００２２】
氷結点  −  燃料の氷結点は、広い温度範囲にわたる場合がある。蝋の結晶は、燃料が凍結していることを示す最初の徴候である。蝋の結晶が形成された後、燃料は、燃料と結晶のスラッシュになり、その後固体塊を形成する。氷結点は、本明細書で使用する時、蝋の結晶が形成されるまで予め冷却されていた燃料を温めるときに、最後の蝋の結晶が融解する温度を指す。ジェット燃料は、一般に、氷結点の観点から論じられる。ジェット燃料についての氷結点測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ２３８６（レフェリー法（Referee Method））、ＡＳＴＭ  Ｄ４３０５（フィルタフロー（Filter Flow））、ＡＳＴＭ  Ｄ５９０１（自動光学的方法（Automated Optical Method））、及びＡＳＴＭ  Ｄ５９７２（自動相転移法（Automatic Phase Transition Method））を含めた幾つかの標準試験方法を使用する。ジェット燃料は、ジェット燃料タンクからジェットエンジンへと移動するためにポンプ圧送性を必要とする。ジェット燃料のポンプ圧送性は、ジェット燃料の氷結点を４℃よりも低く下回るべきである。ディーゼル燃料は、一般に、流動点又は曇点の観点から論じられる。曇点は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５００によって測定され、流動点は、ＡＳＴＭ  Ｄ９７によって測定される。本発明の燃料の流動点は、ジェット、ロケット、又はガスタービンエンジンでは、少なくとも約−４０℃、好ましくは約−４０℃〜約−８０℃、好ましくは約−４７℃〜約−８０℃である。本発明の燃料の流動点は、ディーゼルエンジンでは、少なくとも約−２０℃、好ましくは約−２０℃〜約−８０℃である。本発明の燃料の流動点は、良好な低温粘性によって、低温操作性にきわめて望ましいものとなっている。低温操作性は、ＩＰ３０９（ＣＦＰＰ）又はＡＳＴＭ  Ｄ４５３９（ＦＴＦＴ）によって測定することができる。理論に制限されるものではないが、本発明の燃料の低い流動点は、また、本発明の燃料の分子量にもかかわらず、後述するように、許容可能な引火点にもなると考えられている。
【００２３】
引火点  −  本発明の燃料は、約３０℃〜約１４５℃、好ましくは約６０℃〜約１４５℃の引火点を有する。ジェット燃料の引火点は、ＡＳＴＭ  Ｄ５６（タグ密閉式試験器（Tag Closed Tester）若しくはレフェリー法（Referee Method））又はＡＳＴＭ  Ｄ３８２８（小規模密閉式試験器（Small Scale Closed Tester））によって測定することができる。ディーゼル燃料の引火点は、ＡＳＴＭ  Ｄ９３（ペンスキーマルテン密閉式カップ試験器（Pensky-Marten Closed Cup Tester））によって測定することができる。引火点の上昇は、燃料タンクの高温給油（hot fueling）に特に有用である。本明細書で使用する時、「高温燃料（hot fuel）」は、作動している、又は作動したために依然高温である、航空機又は動力付きの乗り物などの機械の燃料タンクに補給することを意味する。本発明の燃料のより高い引火点は、また、軍隊及び巨大な民間航空機において重要な給油時間の短縮を可能にすることもある。本仕様よりも高く引火点を上昇させるその他の望ましい結果は、安全性を向上させ、燃料タンクの爆発の危険を低減して、航空機の給油時及び飛行時の破壊又は火災を切り抜ける確率を増大させるのに望ましい。
【００２４】
熱的安定性  −  本発明の燃料は、熱的安定性の改善を示すことがあり、このことは、燃料がジェットエンジン、ガスタービン、ロケットエンジン、及びディーゼルエンジンのエンジン並びに他の部品を冷却するために使用されるので、ジェット、ガスタービン、ロケット、及びディーゼル燃料には重要である。より高い温度での安定性がなければ、ガム状物質（gum）及び微粒子の形成が増加して、エンジンに損傷を与える。標準化された試験には、ジェット燃料熱酸化試験器（Jet Fuel Thermal Oxidation Tester）（ＪＦＴＯＴ）（ＡＳＴＭ  Ｄ３２４１）が挙げられる。ディーゼル燃料の熱的安定性は、オクテル／デュポン（Octel/Dupont）Ｆ２１−１５０℃加速燃料油安定性試験（Accelerated Fuel Oil stability Test）によって測定される。本発明の燃料は、従来の燃料熱的安定性基準を満たす、又は上回るべきである。熱的安定性は、酸素の存在下で（酸化安定性）、又は無酸素状態で測定することができる。
【００２５】
潤滑性  −  ジェット、ガスタービン、ロケット、及びディーゼル燃料の潤滑性は、芳香族含有量、並びに酸素、窒素、及びイオウ含有化合物の含有量によって影響を受ける。政府規制が、芳香族、酸素、窒素、及びイオウ含有化合物の含有量削減を目指しているので、燃料の潤滑性は、低下している。本発明の燃料は、好ましくは単独での又はブレンドストック中で自己潤滑特性を示す。ジェット燃料の潤滑性は、ＡＳＴＭ  Ｄ５００１（ＢＯＣＬＥ試験）によって測定される。ＡＳＴＭ  Ｄ９７５は、ディーゼル燃料における流体潤滑を測定する。
【００２６】
微粒子の低減／輝度（Luminosity）の低減  −  微粒子は、燃料の不完全燃焼によって形成される。これらの微粒子は、ジェット及びディーゼルエンジンに機械的に有害であり、エンジンから発せられる煙を形成する場合がある。燃料によって生成される煤煙の主な原因は多環式化合物であるが、本発明の燃料は、多環式芳香族を実質上含まず、したがって有害な微粒子の形成を最小限に抑える。本発明の燃料は、ジェット燃料の形態のときには、少なくとも約２０ｍｍの最低煙点を有する。煙点は、ＡＳＴＭ  Ｄ１３２２によって測定される。ジェット燃料の場合、これらの微粒子は、燃焼部の高い温度及び圧力条件下で光り輝くようになることがある。これも、亀裂及び早期エンジン故障をまねく虞がある。
【００２７】
ディーゼル燃料は、最高１００ｐｐｍの灰分を必要とする。ＡＳＴＭ  Ｄ４８２は、ディーゼル燃料中の灰分を測定する。
【００２８】
既知の燃料仕様には、前述していない他の燃料特性が必要なことがある。帯電防止性、耐食性、成長抑制（anti-growth）、酸化安定性、及び無酸素状態での熱的安定性などの特性も、本発明の燃料によって提供することができる。本発明の燃料は、理論に制限されるものではないが、従来の燃料に比べて固有の毒性が低いと考えられており、また、従来の燃料よりも酸素存在条件でより環境に優しいと考えられている。
【００２９】
本発明の燃料は、オレフィン、パラフィン、及びアルコールを含めた幾つかの異なる出発物質から誘導されてよい。本発明の燃料は、直鎖アルキル芳香族及び直鎖アルキルシクロヘキサンだけでなく、軽度分岐アルキル芳香族及びアルキルシクロヘキサンも使用する。
【００３０】
（直鎖アルキル芳香族）
アルキルベンゼンなどの直鎖アルキル芳香族は、Ｃ５ほどの短さの炭素鎖長が含まれる潜在的な内包物を調整して、洗剤に使用される製造プロセスに類似したフリーデルクラフト（Friedel-Crafts）反応による、芳香族部分、好ましくはベンゼンのアルキル化によって製造することができる。アルキル化プロセスの出発物質としては、ｎ−パラフィン、ｎ−オレフィン、及びこれらの混合物、並びに、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びこれらの混合物を含む芳香族物質が挙げられる。
【００３１】
ｎ−パラフィン、ｎ−オレフィン、及びこれらの混合物には、アルキル化プロセスの前に、芳香族物質によるアルキル化工程に好適な直鎖の物質を生成するための諸工程を実施してよい。例えば、パラフィンをクロロパラフィンへと転換させ、塩化アルミニウムの存在下でアルキル化してよい。また、クロロパラフィンを直鎖オレフィンへと転換させ、塩化アルミニウムの存在下でアルキル化してもよい。また、パラフィンを、ＵＯＰ社（UOP Inc.）によるＰＡＣＯＬ（登録商標）プロセスを通じて直鎖オレフィンへと直接転換させ、続いて選択的水素添加（ＵＯＰ社（UOP Inc.）によるＤＥＦＩＮＥ（登録商標））プロセスを実施してから、アルキル化プロセスで使用してもよい。
【００３２】
ｎ−パラフィン、ｎ−オレフィン、及びこれらの混合物、並びにベンゼン、トルエン、キシレン、及びこれらの混合物などの芳香族出発物質を含む選択された出発物質は、アルキル化触媒と混合されて、アルキル化工程を通じてアルキル芳香族を形成する。アルキル化プロセスにおけるアルキル化触媒として、塩化アルミニウム及びフッ化水素を使用してよい。そのようなプロセスのさらなる記述は、ウルマン（Ullmann）の化学工業百科事典（Encyclopedia of Industrial Chemistry）、第３５巻、２９３頁〜３６８頁、表題「界面活性剤（Surfactants）」に見出すことができる。そのような手順は、また、カークオスマー（Kirk-Othmer）の工業化学百科事典（Encyclopedia of Chemical Technology）、第３版、第２巻、５０頁〜７０頁、「アルキル化（Alkylation）」と題された項目でも記述されている。また、ＵＳ５，３４４，９９７、ＵＳ５，１９６，５７４、ＵＳ５，３３４，７９３、及びＵＳ５，２４５，０９４も参照のこと。
【００３３】
また、本発明の燃料のための直鎖アルキル芳香族、好ましくはアルキルベンゼンを生成するために、ＵＯＰ社（UOP Inc.）及びペトレーザ社（Petresa Inc.）によって共同開発されたＤＥＴＡＬ（登録商標）プロセスとして知られる、直鎖アルキル芳香族を生成するためのソリッドベッド・アルキル化（Solid-Bed Alkylation）を使用してもよい。ＤＥＴＡＬ（登録商標）プロセスのさらなる記述は、世界界面活性剤会議（World Surfactants Congress）、第４回、バルセロナ、１９９６年６月３〜７日（１９９６）、１１７頁〜１８９頁（ＩＳＢＮ０−８５４０４−７５１−４）に見出される。ＤＥＴＡＬ（登録商標）プロセスは、ＵＯＰ社（UOP Inc.）の許可を得た、ジオレフィンをモノオレフィンへと転換させる選択的水素添加のためのＤＥＦＩＮＥ（登録商標）プロセスの使用をさらに含んでよく、そのモノオレフィンは、後でアルキル化プロセスに使用してよい。ＤＥＴＡＬ（登録商標）プロセスは、ＵＯＰの許可を得た、本発明の燃料では望ましくない芳香族化合物の吸着及び分留のためのＰＥＰ（登録商標）プロセスをさらに含んでよい。本発明の燃料では、そのようなプロセスの使用が好ましい。
【００３４】
（軽度分岐アルキル芳香族）
本発明の燃料は、また、軽度分岐アルキル芳香族及びアルキルシクロヘキサンも含んでよい。本明細書で使用する時、「軽度分岐」は、本発明の燃料のアルキル部分（例えば、式（Ｉ）：Ｌ、Ｒ’、及びＲ’’）のための原料として使用されるオレフィン上又はパラフィンから誘導されたオレフィン上の分岐を指しており、オレフィン又はパラフィンから誘導されたオレフィンは、アルキル芳香族及び／又はアルキルシクロヘキサン分子の約２０重量％〜約１００重量％が１分子当たり平均１．０〜約１．５の分岐をもつような、選択された短鎖（Ｃ１〜Ｃ４アルキル）分岐を含む。本明細書で使用する時、「直鎖」は、１分子当たり１メチル分岐を約５重量％未満有する、本発明の燃料のアルキル部分（例えば、式（Ｉ）：Ｌ、Ｒ’、及びＲ’’）を指す。本発明の燃料には、また、直鎖及び軽度分岐アルキル芳香族の混合物、直鎖及び／又は軽度分岐アルキルシクロヘキサンの混合物、並びにこれらの混合物も含まれる。
【００３５】
アルキル化プロセスの前に軽度分岐アルキル芳香族を製造するために、幾つかのプロセスを使用してよい。骨格異性化を通じたオレフィン及びパラフィンの直線性低減（linear reduction）並びにその後のアルキル化は、ＷＯ９９／０５０８２で論じられているプロセスである。アルコールと芳香族部分のアルキル化とを用いるプロセスは、また、本発明の燃料にも適用可能である。
【００３６】
オレフィンの骨格異性化を通じた軽度分岐修飾  −  本明細書で骨格異性化によるオレフィンの軽度分岐修飾に好ましい出発物質であるオレフィンは、α−オレフィンである。好適なオレフィンは、一般に、ＵＯＰ社（UOP Inc.）のＰＡＣＯＬ（登録商標）及びＯＬＥＸ（登録商標）プロセス、若しくはあまり好ましくないが旧来のシェル社（Shell Inc.）（ＣＤＣ）プロセスを通じて処理されたケロシンから製造されるもの；エチレン重合によって、例えば、シェル（Shell）、ガルフ／シェブロン（Gulf/Chevron）、若しくはアモコ（Amoco）（旧エチル社（Ethyl Corp.）プロセスによって生成されるα−オレフィン；クラッキングした蝋から誘導されるαオレフィン；フィッシャー・トロプシュ合成から誘導されるα−オレフィン、又はシェル（Shell）のＳＨＯＰ（登録商標）プロセスから得られる内部オレフィンを含め、あらゆる供給源から得ることができる。
【００３７】
本明細書で使用するオレフィンの骨格異性化は、一般に、当該技術分野において既知のあらゆる方法で達成することができる。好適な拘束骨格異性化触媒（constrained skeletal isomerization catalysts）は、様々な目的で知られており、ＡＬＰＯ−３１（登録商標）、ＳＡＰＯ−１１（登録商標）、ＳＡＰＯ−３１（登録商標）、及びＳＡＰＯ−４１（登録商標）；好ましくはＳＡＰＯ−１１（登録商標）を含めた、ゼオライト及びシリコアルミノホスフェートから成る群から選択されるものが挙げられるが、これらに限定するものではない。ＵＳ５，５１０，３０６を参照のこと。好ましい触媒は、実質的にゼオライトだけを含む。さらなる例が、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９９／０５０８２で論じられている。
【００３８】
直鎖パラフィンの骨格異性化  −  本明細書の骨格異性化によるパラフィンの非直線化（delinearization）に好ましい出発物質であるパラフィンは、直鎖パラフィンである。好適なパラフィンは、より一般的には、ＵＯＰのＭＯＬＥＸ（登録商標）プロセスによって処理されたケロシンから誘導されるものなど、あらゆる供給源から得ることができる。一般に、直鎖パラフィンのアルキル分岐形成、好ましくはメチル分岐形成に好適なあらゆる触媒が、本プロセスにおいて有用である。この工程に好ましい骨格異性化触媒としては、（ｉ）フェリエライト（より好ましくはＨ−フェリエライト）と同一構造型の骨格構造を有するゼオライト；（例えば、ＵＳ５，５１０，３０６参照）、並びに（ｉｉ）ＡＬＰＯ−３１（登録商標）、ＳＡＰＯ−１１（登録商標）、ＳＡＰＯ−３１（登録商標）、及びＳＡＰＯ−４１（登録商標）が挙げられる。フィッシャー・トロプシュから得られる軽度分岐パラフィンは、好ましい物質である。
【００３９】
骨格異性化されたパラフィンの脱水素化  −  一般に、本プロセスにおける骨格異性化されたパラフィンの脱水素化は、周知の脱水素触媒システムのいずれかを使用して達成することができる。脱水素化は、水素ガスの存在下で実施することができ、一般に貴金属触媒は、代替的に非水素を通じて存在しており、ゼオライト／空気システムなどの無貴金属触媒の脱水素化システムを、貴金属が存在しない状態で使用することができる。周知のように、脱水素化は、完全又は部分的なものであることができ、より好ましくは部分的なものである。部分的であるときには、脱水素化工程は、オレフィンと未反応のパラフィンとの混合物を形成する。そのような混合物は、アルキル化プロセスのアルキル化工程に好適な物質である。
【００４０】
（アルコールの使用）
別法として、プロセスは、分子量約１４４〜約２４２を有するアルコール又はアルコール混合物を提供してもよい。一般に、好適なアルコールは、フィッシャー・トロプシュ・オレフィン若しくは骨格異性化された直鎖オレフィンの選択的ヒドロホルミル化によって、直鎖オレフィンの位置的非選択的ヒドロホルミル化によって、また、グリニャール試薬、若しくは有機リチウム試薬などの好適な等価の有機金属と、メチルアルキルケトンとの反応によって、製造することができる。アルコールは、前述した方式で芳香族部分をアルキル化するためにアルキル化工程で使用してよい。
【００４１】
グリニャール法によるアルコール  −  グリニャール法では、モル比２：２：１の２−ヘキサノン、２−ヘプタノン、及び２−オクタノンなどのケトン類の混合物を、臭化ヘキシルマグネシウムなどのアルキルグリニャール試薬と反応させる。ワークアップの際には、アルコールの混合物、この特定の実例の場合には５−メチル−５−ウンデカノール、６−メチル−６−ドデカノール、及び７−メチル−７−トリデカノールが確保される。
【００４２】
本発明の燃料の製造に、オレフィンではなく、反直観的に思われるアルコールを使用するにもかかわらず、該プロセスは、例えば、ゼオライトなどの触媒の使用を通じて触媒内の酸性部位によってアルコールを１工程で脱水、異性化、及びアルキル化できる点など、幾つか独特の利点を有する。さらに、対応するオレフィンが比較的少量ではすぐに利用できないときでさえ、天然、チーグラー（Ziegler）、又はＮＥＯＤＯＬ（登録商標）アルコールなどの市販のアルコールを用いて、本発明の燃料で使用されるアルキル芳香族の調整バッチ合成を比較的小規模で実施するために、アルコールを都合良く製造して使用することができる。
【００４３】
直鎖アルキル芳香族の混合物、直鎖アルキルシクロヘキサン、軽度分岐アルキル芳香族、軽度分岐アルキルシクロヘキサン、及びこれらの混合物は、本発明の燃料を構成してよい。フィッシャー・トロプシュ法は、直鎖及び／又は軽度分岐アルキル芳香族、好ましくは直鎖及び／又は軽度分岐アルキルベンゼンの混合物の好ましい供給源である。これらの混合物は、フィッシャー・トロプシュ（Ｆ．Ｔ．）プロセスの幾つかの時点で得ることができる。様々な時点の例としては、直留Ｆ．Ｔ．法から所望の物質を得る時点、Ｆ．Ｔ．中間留分から水素添加異性化物（hydroisomerate）／水素添加分解物（hydrocrackates）を得る時点、Ｆ．Ｔ．潤滑油製造から水素添加分解物（hydrocrackates）を得る時点、及びＦ．Ｔ．蝋から水素添加分解物（hydrocrackates）を得る時点が挙げられる。水素添加分解物（hydrocrackates）は、パラフィンをもたらし、これは、上記直鎖アルキル芳香族の項で定義したような、オレフィンへの脱水素化の追加工程を必要とする。Ｆ．Ｔ．技術からの水素添加分解物群（hydrocrakages）は、洗剤用のアルキルベンゼンを製造する際のように使用される。別法として、本発明の燃料として使用するためのオレフィンを直接製造するために、これらの諸工程で水素添加分解（hydrocracking）をクラッキング（cracking）に置き換えることもできる。蝋の蒸気又は窒素クラッキングは、アルキルベンゼンプロセスにおいて知られており、本発明の燃料を製造する際に使用してよい。Ｆ．Ｔ．プラントは、本発明の燃料を生成するためのクラッキングプロセスを実施するのに十分な量の蒸気及び窒素を生成する。
【００４４】
（アルキル化）
本発明の燃料で使用される軽度分岐アルキル芳香族を製造するプロセスには、軽度分岐オレフィン及び／又はパラフィンを形成するための修飾工程の後に、軽度分岐オレフィン及び／又はパラフィンと、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びこれらの混合物、好ましくはベンゼンから選択される芳香族部分とを反応させるモノアルキル化工程がさらに含まれる。
【００４５】
（アルキル化触媒）
本明細書で好適なアルキル化触媒は、形状選択性のある適度に酸性のアルキル化触媒、好ましくはゼオライト系触媒から選択されてよい。アルキル化工程のためのそのような触媒におけるゼオライトは、好ましくは少なくとも幾らか酸性の形態の、モルデナイト、ＺＳＭ−４（登録商標）、ＺＳＭ−１２（登録商標）、ＺＳＭ−２０（登録商標）、オフレタイト、グメリナイト、及びゼオライトβから成る群から選択される。本明細書で特に好ましいアルキル化触媒としては、ゼオケム（Zeochem）から入手可能な酸性モルデナイト触媒ＺＥＯＣＡＴ（登録商標）ＦＭ−８／２５Ｈ；ゼオリスト・インターナショナル（Zeolyst International）から入手可能なＣＢＶ９０Ａ（登録商標）、及びＵＯＰケミカル・カタリスツ（UOP Chemical Catalysts）から入手可能なＬＺＭ−８（登録商標）が挙げられる。好適なアルキル化触媒のさらなる記述は、ＷＯ９９／０５０８２に見出される。プロセスに関するさらなる記述は、ＷＯ９９／０５０８４及びＷＯ００／１２４５１に見出すことができる。
【００４６】
（燃料添加剤）
本発明の燃料は、該燃料組成物の少なくとも約０．０１重量％、好ましくは約０．０１重量％〜約５重量％、好ましくは約０．１重量％〜約５重量％の燃料添加剤を任意に含んでよい。
【００４７】
本発明の燃料には、酸化防止剤、金属不活性化剤、電気伝導性若しくは静電気消散剤、腐食防止剤、潤滑性向上剤、燃料システム凍結防止剤、殺生物剤、熱的安定性添加剤、煤煙／微粒子低減剤、及びこれらのあらゆる組み合わせなどをジェット燃料添加剤を添加してよい。これらの添加剤についての記述は、カークオスマー（Kirk Othmer）の工業化学百科事典（Encyclopedia of Chemical Technology）、第４版、第３巻、７８８頁〜８１２頁、表題「航空及びその他のガスタービン燃料（Aviation and Other Gas Turbine Fuels）」、具体的には７９５頁、表５に見出すことができる。
【００４８】
ディーゼル燃料添加剤としては、２−エチルヘキシルニトレート（ＥＨＮ）などのセタン指数向上剤、インジェクタ洗浄添加剤、潤滑性添加剤（すなわち、脂肪酸及びエステル）、防煙剤（すなわち、有機金属化合物）、消泡添加剤などの燃料取扱添加剤（fuel handling additives）（すなわち、オルガノシリコーン化合物）、除氷添加剤（すなわち、低分子量アルコール若しくはグリコール）、低温操作性添加剤；抵抗低減添加剤（すなわち、高分子量ポリマー）、フェニレンジアミンなどの酸化防止剤、安定剤、金属不活性化剤（例えば、キレート剤）、分散剤、殺生物剤、脱乳化剤（demulsifier）、腐食防止剤、及びこれらのあらゆる組み合わせが挙げられ、本発明の燃料を構成してよい。ディーゼル燃料添加剤についての記述は、カークオスマー（Kirk Othmer）の工業化学百科事典（Encyclopedia of Chemical Technology）、第４版、第１２巻、３４１頁〜３８８頁、表題「ガソリン及びその他のモータ燃料（Gasoline and other Motor Fuels）」、具体的には３７９頁〜８１頁に見出すことができる。
【００４９】
（従来のジェット又はディーゼルブレンドストック）
本発明の燃料は、従来のジェット又はディーゼルブレンドストックを任意に含んでもよい。好ましくはこれらのブレンドストックは、低イオウブレンドストック又はフィッシャー・トロプシュ・ブレンドストックである。本明細書で使用する時、「従来の」は、市販されている、又は当該技術分野において既知のジェット若しくはディーゼル燃料を指す。
【００５０】
本発明の燃料は、該燃料組成物の９５重量％以下、好ましくは約０重量％〜９０重量％、好ましくは０重量％〜８０重量％、好ましくは０重量％〜約５０重量％の従来のジェット又はディーゼル燃料を含む。
【００５１】
（使用方法）
本発明は、さらに、ディーゼルエンジン内の空気を圧縮する工程と、本発明の燃料を噴射する工程と、空気及び燃料に点火して燃焼混合物を形成する工程とを含む、燃料の燃焼を通じてディーゼルエンジンに動力を供給する方法を含む。
【００５２】
本発明は、さらに、ジェットエンジン又はガスタービンの前部から空気をジェットエンジン又はガスタービン内に引き込む工程と、空気を請求項１の燃料と混合する工程と、空気と燃料との混合物に点火して燃焼混合物を形成する工程と、燃焼混合物をジェットエンジン又はガスタービンの後部から押し出す工程とを含む、燃料の燃焼を通じてジェット又はガスタービンエンジンに動力を供給する方法を含む。
【００５３】
本発明は、さらに、請求項１の燃料と酸素若しくは亜酸化窒素及びそれらの混合物などの酸化剤とを混合する工程と、酸素、亜酸化窒素、及びそれらの混合物を燃料に点火して、燃焼混合物を形成する工程と、燃焼混合物をロケットから押し出す工程とを含む、燃料の燃焼を通じてロケットに動力を供給する方法を含む。
【００５４】
本発明は、さらに、好ましくはないが、本発明の燃料組成物を燃焼させる工程を含む、好ましくはコモンレール型の、少なくとも７０ＭＰａの直接噴射式ディーゼルエンジンから成る動力系統、又はエンジンと電動モータとを含むハイブリッド動力系統を有する乗り物に、動力を供給する方法を含む。
【００５５】
本発明は、さらに、ラムジェット又はスクラムジェットに動力を供給する方法に関する。ラムジェットは、可動部をもたず、飛行体の前進速度によって吸気の圧縮を達成する。超音速航空機の吸気部に入ってくる空気は、取入口及びディフューザによって作り出された空気力学的拡散によって、ターボジェットオーギュメンターでの速度と同程度の速度まで減速される。燃料噴射及び燃焼後の高温ガスの膨張が、排気を空気取入口での速度よりも速い速度に加速させ、正の推進力を生み出す。スクラムジェットは、超音速燃焼ラムジェット（Supersonic Combustion Ramjet）の頭字語である。スクラムジェットは、超音速のエンジン内空気速度で燃焼が起こる点で、ラムジェットとは異なる。通常使用される燃料は、水素である。パルスデトネーションエンジンも、また、本発明の方法に含まれることが意図されている。本発明の方法は、本発明の燃料組成物を、好ましくは接触脱水素化によって、炭化水素構成成分及び水素に分解する工程と、吸熱冷却を通じて隣接したエンジン及び機体部分を冷却する工程とを含む。その後、炭化水素構成成分及び水素が燃焼される。燃焼水素は、また、ラムジェット又はスクラムジェットの条件下で炎を維持するためにも使用される。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
塩化アルキルによるアルキル化を通じて調製される直鎖アルキルベンゼン
Ｃ５〜Ｃ２５直鎖アルカンの均質な混合物を、塩素処理塔内で１００〜１４０℃において３０ｍｏｌ％転換までガス状塩素と反応させる。好適な反応炉材料は、鉛、銀、又はエナメルであり、鉄は適していない。反応ＲＨ＋Ｃｌ２  →  ＲＣｌ＋ＨＣｌで放出される塩化水素は、塩素処理塔から抜け出て、新しいアルカンによって向流式に洗浄される。塩化アルキル及び未反応のパラフィンは、アルキル化段階に進められる。アルキル化触媒である塩化アルミニウムは、反応混合物中では液体の複合化合物であり、最高で３５重量％の塩化アルミニウムを含有する。アルキル化は、優先的に、ガラスで内張りされた反応塔内で８０℃において実施される。ベンゼンは、過剰なモル量で添加され、塩化水素は、式ＲＣｌ＋Ｃ６Ｈ６  →  ＲＣ６Ｈ５＋ＨＣｌにしたがって化学量論的な量で放出される。触媒複合物は、分離され、未反応のベンゼン及びパラフィンは、好ましくは除去される。
【００５７】
（実施例２）
オレフィンによるアルキル化を通じて調製される直鎖アルキルベンゼン
酸化アルミニウム上に変性白金触媒が配置された固定床上で、約５００℃において、Ｃ５〜Ｃ２５ｎ−アルカンを約３００ｋＰａ（３ｂａｒ）の過剰圧力のわずかな水素で脱水素化する。好適な触媒に関するさらなる記述については、ＵＯＰ社（UOP Inc.）に譲渡されたＵＳ５，６７２，７９７及びＵＳ５，９６２，７６０を参照のこと。ジオレフィン及び芳香族へのさらなる脱水素化を最低限に抑えるために、アルカンの転換は、１〜１５重量％に保持される。反応で放出された水素は、任意により、脱水素反応炉に再循環させるか、又はジオレフィンを選択的水素添加してモノオレフィンにする（ＤＥＦＩＮＥ（登録商標）プロセス）ための反応炉に連結する。１０〜１５重量％のモノオレフィンを含有する脱水素生成物は、アルキル化反応に進められる。ベンゼン及びフッ化水素酸を、集中冷却して＜５０℃で脱水素生成物と混合する。酸触媒を除去し、生成物を蒸留して、本発明の燃料に使用するための所望の生成物を得ることができる。
【００５８】
（実施例３）
骨格異性化された直鎖オレフィンを通じて調製される軽度分岐アルキルベンゼン
工程（ａ）：オレフィンの直線性を少なくとも幾らか低減する工程（燃料組成物に好適な鎖長に予め形成されたオレフィンを骨格異性化することによる）
重量比１：２：２：１の１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、及び１−トリデセン（例えば、シェブロン（Chevron）から入手可能）の混合物を、２２０℃で、いずれか好適なＬＨＳＶ、例えば１．０において、Ｐｔ−ＳＡＰＯ触媒へと移す。触媒は、ＵＳ５，０８２，９５６の実施例１の方式で調製する。ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９５／２１２２５の、例えば、実施例１及び明細書を参照のこと。生成物は、アルキルベンゼン燃料組成物を製造するのに好適な鎖長範囲を有する、骨格異性化された軽度分岐オレフィンである。より一般的には、この工程の温度は、約２００℃〜約４００℃、好ましくは約２３０℃〜約３２０℃にすることができる。圧力は、通常、約０．２０５ＭＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約１３．９ＭＰａ（２０００ｐｓｉｇ）、好ましくは約０．２０５ＭＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約７．０ＭＰａ（１０００ｐｓｉｇ）、より好ましくは約０．２０５ＭＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜約４．２４ＭＰａ（６００ｐｓｉｇ）である。この実施例に有用な加圧ガスは、水素である。空間速度（ＬＨＳＶ又はＷＨＳＶ）は、好適には約０．０５〜約２０である。低い圧力及び低い時間空間速度が、選択性の改善、異性化の増大、及びクラッキングの低減をもたらす。最高４０℃／１．３３ｋＰａ（１０ｍｍＨｇ）で沸騰させて、蒸留して揮発性物質を除去する。
【００５９】
工程（ｂ）：芳香族部分のアルキル化のために工程（ａ）の生成物を使用する工程
ガラスのオートクレーブライナーに、工程（ａ）で生成された軽度分岐オレフィン混合物１モル当量、ベンゼン２０モル当量、及びオレフィン混合物を基準に２０重量％の形状選択的ゼオライト触媒（酸性モルデナイト触媒ＺＥＯＣＡ（登録商標）ＦＭ−８／２５Ｈ）を加える。ガラスライナーを、ステンレス鋼ロッキングオートクレーブ内部に密封する。オートクレーブを１．８３ＭＰａ（２５０ｐｓｉｇ）Ｎ２で２回パージし、次いで７．０ＭＰａ（１０００ｐｓｉｇ）Ｎ２を満たす。混合しながら、混合物を１７０〜１９０℃で１４〜１５時間加熱し、その後冷却してオートクレーブから取り出す。反応混合物を濾過して触媒を除去し、蒸留して未反応の出発物質及び／又は不純物を除く（例えば、ベンゼン、オレフィン、パラフィン、微量物質；所望であれば、有用な物質を再循環させる）ことによって濃縮して、透明でほぼ無色の液体生成物を得る。
【００６０】
（実施例４）
パラフィンの骨格異性化を通じて調製される軽度分岐アルキルベンゼン
工程（ａ  ｉ）
重量比１：３：１のｎ−ウンデカン、ｎ−ドデカン、ｎ−トリデカンの混合物を、Ｐｔ−ＳＡＰＯ−１１上で、重量時間空間速度（weight hourly space velocity）範囲２〜３、炭化水素１モル当たりＨ２３０モルで、水素ガス下で約７．０ＭＰａ（１０００ｐｓｉｇ）において温度約３００〜３４０℃で９０重量％を上回る転換に異性化する。そのような異性化のさらなる詳細は、Ｓ．Ｊ．ミラー（S.J.Miller）の微小多孔体材料（Microporous Materials）、第２巻、（１９９４）、４３９〜４４９によって与えられる。他の例では、直鎖の出発パラフィン混合物を、従来の直鎖アルキルベンゼン製造に使用されるのと同じものにすることができる。最高４０℃／１．３３ｋＰａ（１０ｍｍＨｇ）で沸騰させて、蒸留して揮発性物質を除去する。
【００６１】
工程（ａ  ｉｉ）
従来の方法を使用して、工程（ａ  ｉ）のパラフィンを脱水素化することができる。例えば、ＵＳ５，０１２，０２１（１９９１年４月３０日）又はＵＳ３，５６２，７９７（１９７１年２月９日）を参照のこと。好適な脱水素化触媒は、ＵＳ３，２７４，２８７；３，３１５，００７；３，３１５，００８；３，７４５，１１２；４，４３０，５１７；及び３，５６２，７９７に開示されている触媒のいずれかである。この実施例の目的では、脱水素化は、ＵＳ３，５６２，７９７に従う。触媒は、ゼオライトＡである。脱水素化は、酸素の存在下で蒸気相において実施される（パラフィン：酸素分子のモル比１：１）。温度は、４５０℃〜５５０℃の範囲である。触媒のグラム数と１時間当たりの総供給モル数との比は、３．９：１である。
【００６２】
工程（ｂ）：芳香族炭化水素を使用して工程（ａ）の生成物をアルキル化する工程
ガラスのオートクレーブライナーに、工程（ａ）の混合物１モル当量、ベンゼン５モル当量、及びオレフィン混合物を基準に２０重量％の形状選択的ゼオライト触媒（酸性モルデナイト触媒ＺＥＯＣＡＴ（登録商標）ＦＭ−８／２５Ｈ）を加える。ガラスライナーを、ステンレス鋼ロッキングオートクレーブ内部に密封する。オートクレーブを１．８３ＭＰａ（２５０ｐｓｉｇ）Ｎ２で２回パージし、次いで７．０ＭＰａ（１０００ｐｓｉｇ）Ｎ２を満たす。混合しながら、混合物を一晩１７０〜１９０℃で１４〜１５時間加熱し、その後冷却してオートクレーブから取り出す。反応混合物を濾過して触媒を除去する。ベンゼン及び未反応のパラフィンを蒸留し、再循環させる。透明で無色又はほぼ無色の液体生成物が得られる。
【００６３】
（実施例５）
グリニャール反応からの特定の三級アルコール混合物を通じて調製される軽度分岐アルキルベンゼン
以下のグリニャール反応によって、５−メチル−５−ウンデカノール、６−メチル−６−ドデカノール、及び７−メチル−７−トリデカノールの混合物を調製する。２−ヘキサノン２８ｇ、２−ヘプタノン２８ｇ、２−オクタノン１４ｇ、及びジエチルエーテル１００ｇの混合物を、添加漏斗（addition funnel）に添加する。次いで、還流凝縮器を備え、２．０Ｍの臭化ヘキシルマグネシウムのジエチルエーテル溶液３５０ｍＬと、さらに１００ｍＬのジエチルエーテルとが入れられた、窒素雰囲気で攪拌される三口丸底フラスコに、このケトン混合物を１．７５時間にわたって滴下添加する。添加が完了した後、反応混合物を２０℃でさらに１時間攪拌する。次いで、この反応混合物を、攪拌しながら氷と水の混合物６００ｇに加える。この混合物に、３０％の硫酸溶液２２８．６ｇを加える。得られる２つの液相を分液漏斗に加える。水性層を排液し、残りのエーテル層を水６００ｍＬで２回洗浄する。次いで、エーテル層を真空下で蒸発させて、所望のアルコール混合物１１５．４５ｇを得る。淡黄色アルコール混合物の試料１００ｇを、ベンゼン３００ｍＬ及び形状選択的ゼオライト触媒２０ｇ（酸性モルデナイト触媒ＺＥＯＣＡＴ（登録商標）ＦＭ−８／２５Ｈ）とともに、ガラスのオートクレーブライナーに加える。ガラスライナーを、ステンレス鋼ロッキングオートクレーブ内部に密封する。オートクレーブを１．８３ＭＰａ（２５０ｐｓｉｇ）Ｎ２で２回パージし、次いで７．０ＭＰａ（１０００ｐｓｉｇ）Ｎ２を満たす。混合しながら、混合物を一晩１７０℃で１４〜１５時間加熱し、その後冷却してオートクレーブから取り出す。反応混合物を濾過して触媒を除去し、蒸留してベンゼンを除くことによって濃縮する；このベンゼンは、乾燥させて再循環させる。透明で無色又はほぼ無色の軽度分岐オレフィン混合物が得られる。
【００６４】
前述のグリニャールアルコール混合物を脱水することによって得られる軽度分岐オレフィン混合物５０ｇを、ベンゼン１５０ｍＬ及び形状選択的ゼオライト触媒１０ｇ（酸性モルデナイト触媒ＺＥＯＣＡＴ（登録商標）ＦＭ−８／２５Ｈ）とともに、ガラスのオートクレーブライナーに加える。ガラスライナーを、ステンレス鋼ロッキングオートクレーブ内部に密封する。オートクレーブを１．８３ＭＰａ（２５０ｐｓｉｇ）Ｎ２で２回パージし、次いで７．０ＭＰａ（１０００ｐｓｉｇ）Ｎ２を満たす。混合しながら、混合物を一晩１９５℃で１４〜１５時間加熱し、その後冷却してオートクレーブから取り出す。反応混合物を濾過して触媒を除去し、蒸留してベンゼンを除くことによって濃縮する；このベンゼンは、乾燥させて再循環させる。透明で無色又はほぼ無色の液体生成物が得られる。生成物を真空（１３３Ｐａ〜６６７Ｐａ、又は１〜５ｍｍＨｇ）下で蒸留し、９５℃〜１３５℃からの分留を保持する。
【００６５】
本発明の燃料の特定の諸実施形態を説明し記載したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を実施できることが当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、冒頭の特許請求の範囲で扱うものとする。引用されるすべての文献は、その関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが；いずれの文献の引用も、それが本発明の燃料に対する先行技術であることを容認するものと解釈すべきではない。
【国際調査報告】
2006528265.tif 000007
2006528265.tif 000008
2006528265.tif 000009