MX2012014539A

MX2012014539A - Composicion de gasolina y butanol oxigenados que tiene buen desempeño de la capacidad de conduccion.

Info

Publication number: MX2012014539A
Application number: MX2012014539A
Authority: MX
Inventors: Leslie R Wolf; James J Baustian
Original assignee: Butamax Tm Advanced Biofuels
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2013-01-29
Also published as: NZ603487A; JP6240722B2; JP5980204B2; EP2582774A1; MX356773B; US20150007491A1; US8870983B2; JP2016222929A; BR112012031989B1; AU2017200775A1; AU2011268333B2; US20120151996A1; MX375110B; JP2013528694A; CN102939362A; AU2017200775B2; BR122018067722B1; EP2582774B1; AU2011268333A1; BR112012031989A2

Abstract

Se presenta una mezcla de gasolina y un método para producir una mezcla de gasolina que contiene bajas concentraciones de un isómero de butanol y que tiene características de buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento.

Description

COMPOSICION DE GASOLINA Y BUTANOL OXIGENADOS QUE TIENE BUEN DESEMPEÑO DE LA CAPACIDAD DE CONDUCCION CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a combustibles, más particularmente, a cjasolinas oxigenadas gue incluyen gasolinas que contienen butanol y, opcionalmente, etanol. Esta invención proporciona una gasolina oxigenada con butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción en el arranque en frió y el calentamiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las gasolinas son combustibles que resultan adecuados para usar en motores de ignición por chispa y que, generalmente, contienen como componente primario una mezcla de varios hidrocarburos que tienen diferentes puntos de ebullición y, típicamente, hierven a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 26.1 °C (79 °F) a aproximadamente 225 °C (437 °F) bajo presión atmosférica. Este intervalo es aproximado y puede variar de acuerdo a la mezcla real de moléculas de hidrocarburos presente, a los aditivos u otros compuestos presentes (si los hay), y a las condiciones ambientales. Típicamente, el componente de hidrocarburo de las gasolinas contiene hidrocarburos de C a Cío.

Usualmente, se requiere que las gasolinas satisfagan REF. : 237145 ciertos estándares físicos y de rendimiento. Pueden implementarse algunas características para un funcionamiento adecuado de los motores u otros aparatos de combustión de combustibles. Sin embargo, muchas características físicas y de desempeño son establecidas por las regulaciones regionales o nacionales por otras razones, tales como la gestión ambiental. Los ejemplos de características físicas incluyen presión de vapor Reid, contenido de azufre, contenido de oxígeno, contenido de hidrocarburos aromáticos, contenido de benceno, contenido de. olefinas, temperatura a la cual se destila el 90 por ciento del combustible (T90), temperatura a la cual se destila el 50 por ciento del combustible (T50) y otros. Las características de desempeño pueden incluir el octanaje, las propiedades de combustión y los componentes de emisión.

Por ejemplo, los estándares para las gasolinas que se comercializan en gran parte de los Estados Unidos se especifican, generalmente, en el número de especificación estándar ASTM D 4814 ("ASTM 4814"), el cual se incorpora en la presente descripción como referencia. Las regulaciones estatales y federales adicionales pueden complementar este estándar de la ASTM. Los estándares para las gasolinas que se comercializan en la mayor parte de Europa se especifican, generalmente, en el estándar europeo EN228:2008, el cual también se incorpora en la presente descripción como referencia .

Las especificaciones correspondientes a las gasolinas expuestas en ASTM D 4814 varían en base a una cantidad de parámetros que afectan la volatilidad y la combustión, tales como el clima, la estación, la ubicación geográfica y la altitud. Por esta razón, las gasolinas producidas de acuerdo con la ASTM D 4814 se descomponen en categorías de presión de vapor/destilación AA, A, B, C, D y E, y en clases de protección de traba de vapor 1, 2, 3, 4, 5 y 6; cada categoría tiene una serie de especificaciones que describen gasolinas que satisfacen los requisitos de las clases respectivas. Estas especificaciones establecen, además, los métodos de prueba para determinar los parámetros en la especificación.

Por ejemplo, una gasolina clase AA-2 mezclada para usarse durante la temporada de manejo de verano en climas relativamente cálidos debe tener una presión de vapor máxima de 53.8 kPa (7.8 psi) , una temperatura máxima de destilación de 10 por ciento en volumen de sus componentes ("TIO") de 70 °C (158 °F), un intervalo de temperatura de destilación del 50 por ciento en volumen de sus componentes ("T50") de entre 76.7 °C (170 °F) y 121.1 °C (250 °F), una temperatura máxima de destilación del 90 por ciento en volumen de sus componentes ("T90") de 190 °C (374 °F), un punto extremo de destilación de 225 °C (437 °F), un residuo máximo de destilación del 2 por ciento en volumen, y un "índice de capacidad de conducción" o "DI", tal como se describe a continuación, de 1250.

El desempeño en el arranque en frío y el calentamiento (CS&W, por sus siglas en inglés) es un indicador clave de calidad de los combustibles para motores de gasolina. Los combustibles de gasolina elaborados correctamente permiten arrancar el motor frío (es decir, un motor que está esencialmente a la misma temperatura que su entorno sin calor residual de la marcha previa) rápidamente y proporcionar un rendimiento de conducción suave bajo todas las condiciones climáticas. La puesta en marcha y el desempeño de la conducción deben estar libres de fallas, tales como tiempo de arranque, ahogos y tropiezos o inestabilidad en la aceleración.

El desempeño en el CF&W de 1.a gasolina es controlado por las propiedades de volatilidad del combustible, que incluye, tradicionalmente, la presión de vapor y, especialmente, las propiedades de destilación (es decir, la distribución de las temperaturas de ebullición del componente en el intervalo de ebullición del combustible) . Las especificaciones del producto en EE . UU . (ASTM) , Europa (EN) y otras regiones, emplean límites sobre estas propiedades individuales, además de límites sobre las combinaciones de características (por ejemplo, el índice de capacidad de conducción de ASTM originalmente consistía en una combinación lineal de tres temperaturas de destilación) que se ha comparado con el desempeño de la capacidad de conducción con CS&W observado con predominio de vehículos y condiciones en las cuales se emplearon los combustibles.

La introducción de biocomponentes al grupo de mezclas de gasolinas (especialmente etanol al 10 vol% en los EE. UU.) precipitó una revisión de las especificaciones de volatilidad de la gasolina para asegurar una capacidad de conducción con CS&W aceptable. Específicamente, el índice de capacidad de conducción de ASTM que se emplea en los Estados unidos ha sido modificado para incluir un término para el contenido de etanol que es: índice de capacidad de conducción (DI) de ASTM = 1.5Tio + 3T50 + T90 + 2.4 EtOH (Ec. 1) en donde Tío, T50, y T90 son las temperaturas observadas en °F para la destilación de 10, 50 y 90 por ciento en volumen de combustible en una prueba de destilación ASTM D86 estándar, y el EtOH es la concentración de etanol del combustible en porcentaje del volumen. Se encontró que la inclusión del término etanol produce un índice mejorado para el desempeño observado en vehículos en pruebas de capacidad de conducción de CS&W controladas. Las especificaciones establecen un valor máximo de DI para cada clase de presión de vapor / destilación en la Tabla de D4814 y, por lo tanto, para cada clase de volatilidad estacional en la Tabla 4 de D4814; Se espera que los combustibles con DI mayor que el máximo de la especificación tengan un rendimiento de CS&W degradado.

En solicitudes europeas, la especificación de la gasolina EN228 controla la volatilidad del índice medio para una buena capacidad de conducción CS&W mediante la especificación de un por ciento en volumen E100 del combustible que debe destilarse a 100 °C en la prueba de destilación estándar.

Sin embargo, los experimentos controlados indicaron que el desempeño de la capacidad de conducción de CS&W pueden ser problemáticos para las mezclas de gasolina que contienen una alta concentración de un isómero de butanol. Además, se ha comprobado que los métodos existentes para predecir el desempeño de la capacidad de conducción en el arranque en frío y el calentamiento CS&W con los parámetros de volatilidad del combustible, tales como el índice de capacidad de conducción mencionado, no son eficaces para las mezclas con alta concentración de butanol. Baustian, solicitud de patente de EE. UU. núm. 12/431,217, presentada el 28 de abril de 2009, describe un método para producir una mezcla de gasolina con una alta concentración de al menos un isómero de butanol que comprende mantener al menos 35 por ciento en volumen de la fracción de volumen de la mezcla que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 93.3 °C (200 °F) .

Debido a que los isómeros de butanol hierven cerca del punto medio de la gasolina, generalmente se entiende que butanol puede mezclarse a concentraciones relativamente bajas con gasolina sin alterar significativamente las características de evaporación del combustible. Sin embargo, no se comprendió mezclar isobutanol bajo diferentes condiciones, para mejorar la capacidad de conducción en arranque en frío y calentamiento (CS&W) al mismo tiempo que se maximizan las mezclas de componentes combustibles renovables. Por lo tanto, se desea desarrollar un Índice de capacidad de conducción modificado y un método que proporcione la producción de mezclas de gasolina que pueden contener niveles bajos de al menos un isómero de butanol de origen biológico y, particularmente, isobutanol, para maximizar, además, la capacidad de conducción en arranque en frío y calentamiento (CS&W) y los componentes renovables de una mezcla de gasolina y butanol.

/ BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente invención es un método para producir una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) que comprende: (a) mezclar por lo menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol con gasolina para formar una mezcla de gasolina y butanol; la mezcla de gasolina y butanol tiene una presión de vapor que corresponde a una clase específica de gasolina de presión de vapor / destilación de ASTM D4814; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene un valor bajo del índice de la capacidad de conducción del butanol (LBDI, por sus siglas en inglés) igual a la combinación lineal aiTio + a2Tso + a3Tgo + a4EtOH + BuOH (a¾ - E200) menor que el límite máximo del índice de capacidad de conducción (DI, por sus siglas en inglés) para la clase específica de gasolina; en donde: Tío es la temperatura para destilar 10 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T5o es la temperatura para destilar 50 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; 90 es la temperatura para destilar 90 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; EtOH es la concentración de porcentaje en volumen de etanol en la mezcla de gasolina y butanol; BuOH es la concentración de porcentaje en volumen de al menos .un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E200 es el porcentaje en volumen de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 93.3 °C (200 °F); el límite máximo del índice de la capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina se encuentra especificado en la Tabla 1 de ASTM D 4814-08a; y &ir a2, a3, a4, as y a6 son coeficientes seleccionados para una dar una relación prácticamente lineal entre los valores de la combinación lineal para la mezcla de gasolina y butanol que contiene por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente, etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media a partir de mediciones de ensayos de desempeño de la capacidad de conducción de CS&W para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 por ciento en volumen, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concen raciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen; y en donde los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina y butanol son menores que 40.

En otro aspecto, la presente invención es una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) ; la mezcla comprende: una clase de gasolina de presión de vapor/destilación ASTM D4814; por lo menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol; la mezcla de gasolina y butanol tiene una presión de vapor que corresponde a una clase de gasolina especifica de presión de vapor/destilación de la Tabla I de ASTM D4814; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene un valor bajo del índice de la capacidad de conducción del butanol (LBDI) igual a la combinación lineal aiTio + a2T50 + a3T9o + a4EtOH + BuOH (a5 - a6 E200) menor que el limite máximo especificado del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase especifica de gasolina; en donde ío es la temperatura para destilar 10 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T50 es la temperatura para destilar 50 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T90 es la temperatura para destilar 90 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; EtOH es la concentración de porcentaje en volumen de etanol en la mezcla de gasolina y butanol; BuOH es la concentración de porcentaje en volumen de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E200 es el porcentaje en volumen de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 93.3 °C (200 °F) ; el límite máximo del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina se encuentra especificado en la Tabla 1 de ASTM D 4814; y ai , a2, a3, a , as y a^, son coeficientes seleccionados para una dar una relación prácticamente lineal entre los valores de la combinación lineal para la mezcla de gasolina y butanol que contiene por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente , etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media a partir de mediciones de ensayos de desempeño de la capacidad de conducción de CS&W para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 por ciento en volumen, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen; y en donde los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina y butanol son menores que 40.

En otro un aspecto, la presente invención es un método para producir una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) que comprende: (a) mezclar por lo menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol con gasolina para formar una mezcla de gasolina y butanol; la mezcla de gasolina y butanol tiene una presión de vapor que corresponde a una clase especifica de gasolina de volatilidad EN228; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene un valor de Effi00 igual a la combinación lineal E100 -BuOH(bi - b2E100) mayor que el limite mínimo para E100 para esa clase de gasolina tal como se especifica en la Tabla 2 de EN228; en donde BuOH es la concentración por ciento en volumen de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E100 es el por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 100 °C; y bi y D2 son coeficientes seleccionados para dar una relación prácticamente lineal entre los valores la combinación lineal para las mezclas de gasolina con butanol que contienen por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente, etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 por ciento en volumen, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menores que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen, y en donde el total de deméritos de la mezcla de gasolina y butanol es menor que aproximadamente 40.

En otro aspecto, la presente invención es una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) ; la mezcla comprende: una mezcla de una clase especifica de gasolina de volatilidad EN228, por lo menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol con la mezcla de gasolina y butanol que tiene una presión de vapor que corresponde a una clase especifica de gasolina de volatilidad EN228; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene un valor de Effioo igual a la combinación lineal E100 -BuOH(bi - b2E100), y es mayor que el límite mínimo para E100 tal como se especifica en la Tabla 2 de EN228; en donde BuOH es la concentración por ciento en volumen de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E100 es el por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 100 °C; y bi y b2 son coeficientes seleccionados para dar una relación prácticamente lineal entre los valores la combinación lineal para las mezclas de gasolina que contienen por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente, etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 por ciento en volumen, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menores que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un de concentraciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen; y en donde los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina y butanol son menores que 40.

En otro aspecto, la invención es un método de identificar una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) ; el método comprende: (a) mezclar gasolina con butanol y, opcionalmente, etanol; (b) medir las variables de combustible E200, ??0, T50 y T90; (c) ingresar las variables de combustible en una ecuación ajTio + a2 s0 +. a3T90 + a4EtOH + BuOH (a5 - a6 E200) para calcular un LBDI de la mezcla de gasolina y butanol; y (d) comparar el LBDI con un límite máximo del índice de índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) si el LBDI es menor que el límite máximo del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase de gasolina especificada en la Tabla 1 de ASTM D 4814; en donde Ti0 es la temperatura para destilar 10 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; 5o es la temperatura para destilar 50 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T9o es la temperatura para destilar 90 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; EtOH es la concentración de porcentaje en volumen de etanol en la mezcla de gasolina y butanol; BuOH es la concentración de porcentaje en volumen de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E200 es el porcentaje en volumen de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 93.3 °C (200 °F) ; ai, a2r a3, a , as y a6 son coeficientes seleccionados para una dar una relación prácticamente lineal entre los valores de la combinación lineal para las mezclas de gasolina con butanol que contienen por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente, etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media a partir de mediciones de ensayos de desempeño de la capacidad de conducción de tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 por ciento en volumen, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es un gráfico de un logaritmo natural corregido por la media de los deméritos ponderados totales de una baja capacidad de conducción de gasolina y butanol comparado con ASTM DI .

La Figura 2 es un gráfico de un logaritmo natural corregido por la media de los deméritos ponderados totales de una baja capacidad de conducción de gasolina y butanol comparado con LBDI.

La Figura 3 es un gráfico de un logaritmo natural corregido por la media de los deméritos ponderados totales de una baja capacidad de conducción de gasolina y butanol comparado con Effioo- La Figura 4 es un gráfico nuevo de los datos graficados en la Figura 2, excepto que los deméritos ponderados totales corregidos por la media, en lugar de sus transformaciones de registro, se agrupan en el eje y.

La Figura 5 es un gráfico nuevo de los datos graficados en la Figura 3, excepto que los deméritos ponderados totales corregidos por la media, en lugar de sus transformaciones de registro, se agrupan en el eje y.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN A menos que se defina de otra manera, todos los términos científicos y técnicos que se usan en la presente tienen el mismo significado como el entendido comúnmente por una persona con conocimiento ordinario en la técnica a la que pertenece esta invención. En caso de disputa, prevalecerá la presente solicitud junto con las definiciones pertinentes. A menos que se requiera de otra manera, los términos en singular incluirán pluralidades y los términos en plural incluirán el singular. Todas las publicaciones, patentes y otras referencias mencionadas en la presente, se incorporan como referencia en su totalidad para todo propósito.

Además, para definir esta invención se proporcionan en la presente los siguientes términos y definiciones.

Como se usan en la presente descripción, los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "que tiene", "contiene", o "que contiene" o cualquier otra variación de estos, tendrá el significado de inclusión de un entero especifico o grupo de enteros pero no la exclusión de cualquier otro entero o grupo de enteros. Por ejemplo, una composición, una mezcla, un proceso, un método, un articulo o un aparato que comprende una lista de elementos no se limita, necesariamente, solo a esos elementos, sino que puede incluir otros que no estén expresamente listados o sean inherentes a tal composición, mezcla, proceso, método, articulo o aparato. Además, a menos que se especifique expresamente lo contrario, la disyunción se relaciona con un "o" incluyente y no con un "o" excluyente. Por ejemplo, una condición A o B se satisface mediante cualquiera de los siguientes criterios: A es verdadero (o actual) y B es falso (o no actual), A es falso (o no actual) y B es verdadero (o actual) , y tanto A como B son verdaderos (o actuales) .

Como se usa en la presente descripción, el término "consiste en", o variaciones tales como "consistente en" o "que consiste en", tal como se usan en la especificación y las reivindicaciones, indica la inclusión de todo componente o grupo de componentes enumerados, pero no se puede agregar ningún integrante o grupo de integrantes al método, estructura o composición específicos.

Como se usa en la presente descripción, el término "consiste esencialmente en", o variaciones tales como "consistente esencialmente en" o "que consiste esencialmente en", tal como se usan en la especificación y las reivindicaciones, indica la inclusión de todo componente o grupo de componentes enumerados, y la inclusión opcional de todo componente o grupo de componentes enumerados que no cambian materialmente las propiedades básicas o nuevas del método, la estructura o la composición especificas.

Además, los artículos indefinidos "un (a)" y "unos (as)" que preceden a un elemento o componente de la invención están previstos para ser no, restrictivos con respecto, a la cantidad de instancias es decir, ocurrencias del elemento o componente. Por consiguiente," un (a)" o "unos (as)" deben interpretarse para incluir uno o al menos uno, y la forma singular de la palabra del elemento o componente incluye, además, el plural, a menos que el número, obviamente, indique que es singular.

Los términos "invención" o "presente invención", como se usan en la presente descripción, son un término no limitante y no se refieren a cualquiera de las modalidades de la invención particular sino que comprende todas las modalidades posibles según se describen en la solicitud.

Como se usa en la presente descripción, el término "aproximadamente", que modifica la cantidad de un ingrediente o reactivo empleados en la invención, se refiere a la variación que puede producirse en la cantidad numérica, por ejemplo, a través de procedimientos de manejo de líquidos y de mediciones típicos usados para preparar concentrados o soluciones de uso en el mundo real; a través de errores inadvertidos en estos procedimientos; a través de diferencias en la fabricación, procedencia o pureza de los ingredientes empleados para preparar las composiciones o llevar a cabo los métodos; y similares. El término "aproximadamente" abarca, además, cantidades que difieren debido a condiciones de equilibrio diferentes para una composición que resulta de una mezcla inicial particular. Estén o no modificadas por el término "aproximadamente", las reivindicaciones incluyen equivalentes para las cantidades. En una modalidad, el término "aproximadamente" significa dentro del 10 % del valor numérico informado; En otra modalidad, dentro del 5 % del valor numérico informado.

El término "sustancial" o "sustancialmente", como se usa en la presente descripción, significa que se permite una desviación de hasta el 10 %, preferentemente, hasta el 5 .

El término "alcohol", como se usa en la presente descripción, se refiere a cualquiera de una serie de compuestos de hidroxilo, el más simple de los cuales deriva de hidrocarburos saturados, y tiene la fórmula general CnH2n+iOH. Algunos ejemplos de alcoholes son el etanol y el butanol .

El término "butanol", como se usa en ' la presente descripción, se refiere a n-butanol, 2-butanol, isobutanol, alcohol terbutílico, individualmente o cualquier mezcla de estos. Por ejemplo, el butanol puede ser de origen biológico (es decir, biobutanol) . De origen biológico se refiere a la producción fermentativa. Ver, por ejemplo, la solicitud de patente de EE. UU. núm. 7, 851, 188, que se incorpora a la presente descripción como referencia en su totalidad.

El término "componente renovable", como se usa en la presente descripción, se refiere a un componente que no es derivado del petróleo o de productos del petróleo.

El término "combustible", como se usa en la presente descripción, se refiere a cualquier material que pueda usarse para generar energía para producir trabajo mecánico en forma controlada. Ejemplos de combustibles incluyen, pero no se limitan a, biocombustibles (es decir, combustibles que, en cierta forma, derivan de la biomasa) , gasolina, subgrados de la gasolina, diésel y fuel para aviones. Se entiende que los componentes específicos y la provisión de los combustibles correspondientes pueden variar en base a las pautas estacionales y regionales.

Los términos "mezcla de combustibles" o "combustible mezclado", como se usan en la presente descripción, se refieren a una mezcla que contiene al menos un combustible y uno o más alcoholes.

El término "gasolina", como se usa en la presente descripción, se refiere, generalmente, a una mezcla volátil de hidrocarburos líquidos que puede contener, opcionalmente, cantidades pequeñas de aditivos. El término incluye, pero no se limita a, gasolina convencional, gasolina oxigenada, gasolina reformulada, biogasolina (es decir-, gasolina que, en cierto modo, deriva de la biomasa) y gasolina Fischer-Tropsch, y mezclas de estas. Además, el término "gasolina" incluye una mezcla de gasolinas, mezclas de gasolinas, gasolina mezclada, materia prima de mezcla de gasolina, materias primas de mezcla de gasolinas y mezclas de estos. Se entiende que los componentes específicos y la provisión de las gasolinas correspondientes pueden variar en base a las pautas estacionales y regionales .

Los términos "mezcla de gasolina" y "gasolina mezclada", como se usan en la presente descripción, se refieren a una mezcla que contiene al menos una gasolina y uno o más subrasantes de gasolina y uno o más alcoholes. Una mezcla de gasolinas incluye, pero no se limita a, una gasolina sin plomo adecuada para la combustión en un motor de automotor.

Los términos "American Society for Testing and Materials" y "ASTM", como se usan en la presente descripción, se refieren a la organización de la normativa internacional que desarrolla y publica normativas técnicas de consenso voluntario para una amplia gama de materiales, productos, sistemas y servicios, incluidos los combustibles.

El término "índice de octanaje" como se usa en la presente descripción, se refiere a la medición de la resistencia de un combustible al autoencendido de motores de combustión interna de encendido por chispa o la medición de la tendencia de un combustible a quemarse en forma controlada. Un índice de octanaje puede ser un número de octano de investigación (RON, por sus siglas en inglés) o un número de octano del motor (MON, por sus siglas en inglés) . El RON se refiere a la medición determinada por medio de usar el combustible en un motor de prueba con una relación de compresión variable en condiciones controladas, y comparar los resultados con los de mezclas de isooctanos y n-heptanos. El MON se refiere a la medición determinada con una prueba similar a la que se usa para la prueba de RON, pero con una mezcla de combustible precalentada, una mayor velocidad del motor y un encendido ajustado dependiendo de la relación de compresión. El RON y el MON se determinan mediante procedimientos de prueba estándar, que se describen en ASTM D2699 y ASTM D2700, respectivamente.

Las clases de combustible que se describen en la presente descripción se define por las especificaciones para gasolinas, establecidas en ASTM D 4814 y EN228, y varían en base a la cantidad de parámetros que afectan la volatilidad y la combustión, tal como el clima, la estación, la localización geográfica y la altitud. Las gasolinas producidas de acuerdo con la ASTM D 4814 se descomponen en las clases de presión de vapor / destilación AA, A, B, C, D y E, y clases de protección de traba de vapor 1, 2, 3, 4, 5 y 6; cada categoría tiene una serie de especificaciones que describen gasolinas que satisfacen los requisitos de las clases respectivas. Las gasolinas producidas de acuerdo a EN228 se descomponen en clases de volatilidad A, B, C/Cl, D/Dl, E/El, y F/Fl; cada clase tiene un conjunto de especificaciones que describen las gasolinas que cumplen con los requisitos de las clases respectivas.

Los deméritos ponderados totales de una mezcla de gasolina es una medición del desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento de acuerdo a la designación E-28-94 del procedimiento de capacidad de conducción CRC con arranque en frío y calentamiento del Consejo de investigación de coordinación. En este procedimiento, el vehículo se conduce a partir del arranque en frío a través de un conjunto de maniobras de aceleración/ desaceleración por parte de evaluadores capacitados que proporcionan una clasificación de la severidad (mínima, moderada, pesada, extrema) a los malos funcionamientos de la capacidad de conducción observados durante las maniobras (se ahoga, ralentí inestable, el motor pistonea, tropieza, inestabilidad, sacudidas) . Las clasificaciones de severidad se usan para calcular el demérito ponderado total (TWD, por sus siglas en inglés) para el vehículo en condiciones de prueba. Cuanto mayor es el valor de TWD, menor es el desempeño de la capacidad de manejo de CS&W de la mezcla de gasolina .

Las gasolinas son conocidas en la técnica y, generalmente, contienen como componente primario una mezcla de hidrocarburos que tienen puntos de ebullición diferentes y, típicamente, hierven a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 26.1 °C (79 °F) a aproximadamente 225 °C (437 °F) bajo presión atmosférica. Este intervalo es aproximado y puede variar de acuerdo a la mezcla real de moléculas de hidrocarburos presente, a los aditivos u otros compuestos presentes (si los hay) , y a las condiciones ambientales. Las gasolinas oxigenadas son mezclas de uno o más materias primas de mezcla de gasolinas y uno o más oxigenados. Los oxigenados son compuestos o mezclas de compuestos que comprenden aproximadamente el 99 por ciento del peso de los que están compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno, y el oxígeno comprende al menos aproximadamente 5 por ciento del peso de este. Los oxigenados típicos son alcoholes, éteres y mezclas de estos.

La reserva de mezcla de gasolina puede producirse a partir de un componente único, tal como el producto de una unidad de alquilación de refinería u otras corrientes de refinería. Sin embargo, los combustibles de mezcla de gasolina se mezclan, comúnmente, por medio del uso de más de un componente. Las materias primas de mezcla de gasolina se combinan para formar gasolinas que cumplen con las características físicas y de desempeño esperadas, y cumplen con los requisitos normativos, y pueden involucrar unos pocos componentes de mezclas. Por ejemplo, una materia prima de mezcla de gasolina puede tener dos o cuatro componentes de mezclas, o puede tener numerosos componentes de mezclas, como más de cuatro componentes.

Las gasolinas y los combus ibles de mezcla de gasolina pueden incluir, opcionalmente, otros químicos o aditivos. Por ejemplo, los aditivos u otros químicos pueden agregarse para ajustar las propiedades de una gasolina para satisfacer los requerimientos regulatorios , agregar o mejorar las propiedades deseables, reducir los efectos perjudiciales indeseables, ajustar las características de rendimiento, o de otro modo, modificar las características de la gasolina. Los ejemplos de estos químicos o aditivos incluyen detergentes, antioxidantes, mejoradores de la estabilidad, demulsificadores , inhibidores de la corrosión, desactivadores metálicos y otros. Se puede usar más de un aditivo o químico.

El término "ajustar", como se usa en la presente descripción, incluye cambiar las concentraciones de los componentes, eliminar los componentes, agregar componentes o cualquier combinación de estos para modificar las características de ebullición/volatilidad.

Los aditivos y químicos útiles se describen en Colucci et al., solicitud de patente de EE. UU. núm. 5, 782, 937, que se incorpora en la presente descripción como referencia. Esos aditivos y sustancias químicas se describen, además, en la patente de los Estados Unidos núm. 6,083,228, otorgada a Wolf, y en la patente de los Estados Unidos núm. 5,755,833, otorgada a Ishida et al., ambas incorporadas como referencia en la presente descripción. Las gasolinas y las materias primas de mezcla de gasolina pueden, contener, además solventes o soluciones portadoras que se usan, frecuentemente, para suministrar aditivos a un combustible. Los ejemplos de estos solventes o soluciones portadoras incluyen, pero no se limitan a, aceite mineral, alcoholes, naftas aromáticas, aceites sintéticos, y numerosos otros que se conocen en la técnica.

Las materias primas de mezcla de gasolina adecuadas para usar en el método de esta invención son útiles para el consumo en motores de ignición por chispa o en otros motores que queman gasolina. Las materias primas de mezcla de gasolina adecuadas incluyen, además, materias primas de mezcla que tienen un bajo contenido de azufre que puede preferirse que cumpla con los requisitos regionales, que tenga menos de aproximadamente 150, menos de aproximadamente 140, menos de aproximadamente 130, menos de aproximadamente 120, menos de aproximadamente 110, menos de aproximadamente 100, menos de aproximadamente 90, menos de aproximadamente 80, menos de aproximadamente 70, menos de aproximadamente 60, menos de aproximadamente 50, menos de aproximadamente 40, o menos de aproximadamente 30 partes por millón partes por peso de azufre. Tal materias primas de mezclas de gasolina adecuadas incluyen, además, materias primas de mezcla que tienen un bajo contenido de aromáticos que puede ser preferible que cumplan los requisitos normativos, por ejemplo, que tengan menos de aproximadamente 8000, menos de aproximadamente 7750, menos de aproximadamente 7500, o menos de aproximadamente 7000 partes por millón de partes por volumen de benceno, o, por ejemplo, que tenga menos de aproximadamente 35, menos de aproximadamente 34, menos de aproximadamente 33, menos de aproximadamente 32, menos de aproximadamente 31, menos de aproximadamente 30, menos de aproximadamente 29, menos de aproximadamente 28, menos de aproximadamente 27, menos de aproximadamente 26, o menos de aproximadamente 25 por ciento en volumen total de todas las especies aromáticas presentes.

Además, se puede mezclar un oxigenato, tal como etanol, con la reserva de mezcla de gasolina. En tal caso, la mezcla de gasolina resultante incluye una mezcla de una o más materias primas de gasolina y uno o más de otros oxigenatos adecuados. En otra modalidad se pueden mezclar uno o más isómeros de butanol con una o más materias primas de mezcla de gasolina y, opcionalmente, con uno o más oxigenatos adecuados, tales como etanol. En tal modalidad, una o más materias primas de mezcla de gasolina, uno o más isómeros de butanol y, opcionalmente, uno o más de otros oxigenatos adecuados pueden mezclarse en cualquier orden. Como otros ejemplos, puede agregarse un butanol, tal como isobutanol, n-butanol, o terc-butanol, con los otros oxigenatos adecuados, antes de los otros oxigenatos adecuados o mezclados con los otros oxigenatos adecuados antes de agregarlo a una reserva de mezcla de gasolina. Como otro ejemplo, se pueden agregar uno o más de otros oxigenatos adecuados y un butano en varias localizaciones diferentes o en múltiples etapas. Como otros ejemplos, puede agregarse un butanol, tal como isobutanol, con los otros oxigenatos adecuados, antes de los otros oxigenatos adecuados o mezclados con los otros oxigenatos adecuados antes de agregarlo a una reserva de mezcla de gasolina. En una modalidad, se agrega un butanol, tal como isobutanol, a la gasolina oxigenada. En otra modalidad, se pueden mezclar uno o más oxigenatos adecuados y un butanol en una reserva de mezcla de gasolina simultáneamente En cualquiera de tales modalidades se puede agregar uno o más isómeros de butanol y, opcionalmente, uno o más de otros oxigenatos adecuados en cualquier punto dentro de la cadena de distribución. Por ejemplo, una reserva de mezcla de gasolina puede transportarse a la terminal y luego pueden mezclarse un butanol y, opcionalmente, uno o más de otros oxigenatos con la reserva de mezcla de gasolina, individualmente o combinados, en la terminal. A modo de otro ejemplo, se pueden combinar en la refinería una o más materias primas de mezcla de gasolina, uno o más isómeros de butanol y, opcionalmente, uno o más oxigenatos adecuados. Además, se pueden agregar otros componentes o aditivos en cualquier punto en la cadena de distribución. Adicionalmente, el método de la presente invención se puede llevar a cabo en una refinería, una terminal, un punto de venta minorista, o cualquier otro punto adecuado de la cadena de distribución.

En una modalidad de la invención, los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina son menores que aproximadamente 40, menores que 35 aproximadamente, menores que 30 aproximadamente, menores que 25 aproximadamente, menores que 20 aproximadamente, menores que 15 aproximadamente, o menores que 10.

Cuando se incluye butanol en muchas mezclas probables de gasolina / butanol, que de otro modo parecerían cumplir con los límites de la especificación de volatilidad actual de ASTM y EU, el desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) puede deteriorarse significativamente. Sin embargo se ha observado, sorprendente e inesperadamente, que cuando se incluye butanol en las mezclas de gasolina y butanol, se evita el deterioro negativo asociado con el desempeño de la capacidad de conducción de CS&W con los métodos que se describen en la presente descripción .

Particularmente, se probaron quince combustibles de clase ASTM A con concentraciones de isobutanol de cero a 24 por ciento en volumen para evaluar las propiedades de desempeño CS&W con métodos estándar en la industria (por ejemplo, pruebas de inspección de combustibles de destilación y presión de vapor estándar de ASTM, pruebas de capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento estándar de CRC E28). Los quince combustibles se probaron para evaluar las propiedades de desempeño CS&W en cada uno de los 12 vehículos de bajo rendimiento a 4.4 °C (40 °F) , y un tercio de las pruebas se replicaron para aumentar la potencia estadística. Se condujo un total de 240 evaluaciones de CS&W (20 en cada vehículo) . Los resultados de estas pruebas se presentan en las Tablas 1 y 2 a continuación.

Estas pruebas se copiaron según un programa similar realizado por el Consejo coordinador de investigación (Programa CRC CM-138-02, documentado como Informe CRC núm. 638) ; el objetivo del programa CRC ha sido establecer el efecto de la volatilidad/composición de gasolinas con bajo contenido de etanol (menos del 10 por ciento en volumen) sobre la capacidad de conducción con CS&W. El Programa CRC objeto determinó que la Ecuación 1 anterior, en donde se agregó el término compensación de etanol a la definición anterior de índice de capacidad de conducción DI de ASTM, describe el desempeño de la capacidad de conducción con CS&W de mezclas de gasolina que contienen esas concentraciones bajas de etanol. La Figura 1 es un gráfico de un logaritmo natural corregido por la media de los deméritos ponderados totales de varias mezclas de concentraciones bajas de isobutanol en gasolina comparado con los ASTM DI para esas mezclas. La Figura 1 presenta resultados de capacidad de conducción para los combustibles con bajo contenido de butanol probados e indexados por medio del uso de la Ecuación 1. Como se evidencia, tanto gráficamente como en la estadística de ajuste calculada, R2, la Ecuación 1 no logra describir el desempeño de la capacidad de conducción de CS&W de combustibles con bajo contenido de butanol.

Los logaritmos naturales corregidos por la media de los deméritos ponderados totales (TWD, por sus siglas en inglés) en las figuras se calculan en base a los datos de la flota para todas las pruebas de CS&W. Representan un desempeño promedio imparcial de un combustible en la flota de 12 vehículos empleada. Todas las combinaciones de 15 combustibles y 12 vehículos totalizan 180 pruebas que se realizaron. Sin embargo, también se realizaron 60 pruebas adicionales que eran réplicas de algunas de las 180 pruebas. Por lo tanto, se realizó un total de 240 pruebas. La media corregida es la media de mínimos cuadrados de cada combustible se equilibra como si se realizara la misma cantidad de pruebas en cada combinación combustible-vehículo. Esto proporciona un TWD imparcial para cada combustible promediado sobre todos los 12 vehículos.

Se hizo la siguiente extensión/modificación al índice de capacidad de conducción DI habitual presentado como la Ecuación 1. Las ecuaciones 2a y 2b a continuación presentan el índice de capacidad de conducción de butanol bajo o LBDI, que es una modificación del AST DI, y es una combinación lineal de temperaturas, concentraciones de alcohol y E200.

LBDI = aiTio + a2T50 + a3T9o + a4 EtOH + BuOH(a5 - a6E200) (Ec. 2a) en donde LBDI es el índice de capacidad de conducción modificado/ ???, T50, y T90 son las temperaturas para la destilación de 10, 50 y 90 por ciento en volumen, respectivamente, de la mezcla; EtOH y BuOH son los porcentajes en volumen de etanol y butanol, respectivamente, en la mezcla; E200 es el porcentaje en volumen de la mezcla que se destila a temperaturas de hasta 93°C (200 °F) ; y ai, a2, a3, a4, a5 y a6 son coeficientes seleccionados para proporcionar una relación prácticamente lineal entre los valores de la combinación lineal antes mencionada para las mezclas de gasolina que contienen butanol y, opcionalmente, etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales medidos por media para las mezclas, a concentraciones de etanol menores que 20 por ciento en volumen, menores que 19 por ciento en volumen, menores que 18 por ciento en volumen, menores que 17 por ciento en volumen, menores que 16 por ciento en volumen, menores que 15 por ciento en volumen, menores que 14 por ciento en volumen, menores que 13 por ciento en volumen, menores que 12 por ciento en volumen, menores que 11 por ciento en volumen, menores que 10 por ciento en volumen, menores que 9 por ciento en volumen, menores que 8 por ciento en volumen, menores que 7 por ciento en volumen, menores que 6 por ciento en volumen, o menores que 5 por ciento en volumen, a concentraciones de butanol menores que 30 por ciento en volumen, menores que 29 por ciento en volumen, menores que 28 por ciento en volumen, menores que 27 por ciento en volumen, menores que 26 por ciento en volumen, menores que 25 por ciento en volumen, menores que 24 por ciento en volumen, menores que 23 por ciento en volumen, menores que 22 por ciento en volumen, menores que 21 por ciento en volumen, menores que 20 por ciento en volumen, menores que 19 por ciento en volumen, menores que 18 por ciento en volumen, menores que 17 por ciento en volumen, menores que 16 por ciento en volumen, menores que 15 por ciento en volumen, menores que 14 por ciento en volumen, menores que 13 por ciento en volumen, menores que 12 por ciento en volumen, menores que 11 por ciento en volumen, menores que 10 por ciento en volumen, menores que 9 por ciento en volumen, menores que 8 por ciento en volumen, menores que 7 por ciento en volumen, menores que 6 por ciento en volumen, o menores que 5 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y butanol menor que 35 por ciento en volumen, menor que 30 por ciento en volumen, menor que 25 por ciento en volumen, menor que 20 por ciento en volumen, menor que 15 por ciento en volumen, menor que 10 por ciento en volumen. En una modalidad, la mezcla está libre de etanol.

En una modalidad, el índice de capacidad de conducción de bajo nivel de butanol (LBDI, por sus siglas en inglés) puede determinarse antes de mezclar la gasolina y al menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol, para formar la mezcla de gasolina y butanol. En otra modalidad, el índice de capacidad de conducción de bajo nivel de butanol (LBDI) puede determinarse antes de mezclar la gasolina y al menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol, para formar la mezcla de gasolina y butanol. Si el LBDI se determina después, la cantidad de gasolina, la cantidad de al menos un isómero de butanol de origen biológico, el etanol, o cualquier combinación de estos, puede ajustarse, opcionalmente, para que el LBDI tenga un valor equivalente a la combinación lineal aiTio + a2Tso + aaTgo + a EtOH + BuOH (a5 - a^ E200) menor que el límite máximo del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina. En otra modalidad, el índice de capacidad de conducción de bajo nivel de butanol (LBDI) puede determinarse al mezclar la gasolina y al menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol, para formar la mezcla de gasolina y butanol. Si el LBDI se determina durante la mezcla, la cantidad de gasolina, la cantidad de al menos un isómero de butanol de origen biológico, el etanol, o cualquier combinación de estos, puede ajustarse, opcionalmente, para que el LBDI tenga un valor equivalente a la combinación lineal aiTio + a2T5o + a3Tgo + a4EtOH + BuOH (a5 - a& E200) menor que el límite máximo del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina. Por supuesto, el índice de capacidad de conducción de bajo nivel de butanol (LBDI) puede determinarse una vez o más de una vez, y puede determinarse en varias etapas de mezcla de la mezcla de gasolina y butanol, incluida, pero sin limitarse a, antes, durante y después de que se produzca la mezcla de gasolina y butanol.

Cuando la concentración de etanol es menor que el 10 por ciento en volumen, ai, a2, a3 y a^ son, iguales a aproximadamente 1.5, 3, 1, y 2.4, respectivamente, y la ecuación 2a se transforma en: LBDI = 1.5 Tío + 3T50 + T90 +2.4 EtOH + BuOH(a5 - a6E200) (Ec. 2b) Además, cuando la concentración de etanol es menor que 10 por ciento en volumen y la concentración de butanol es menor que 20 por ciento en volumen, ai, a2, a3, a4, as y a6 son iguales a aproximadamente 1.5, 3, 1, 2.4, 16 y 0.3, respectivamente, y las ecuaciones 2a y 2b se transforman en: LBDI = 1.5 Tío + 3T50 + T90 + 2.4 EtOH + BuOH(16 - 0.3E200) (Ec. 2c) o en otras palabras: LBDI = DI + BuOH(16 - 0.3E200) (Ec. 2d) en donde DI es el ASTM DI antes mencionado. Tal como puede verse por la forma de la ecuación, LBDI cae al ASTM DI habitual cuando butanol está ausente y, por lo tanto, los mismos limites de especificación establecidos para DI son aplicables a LBDI.

En solicitudes europeas, la especificación de la gasolina EN228 controla la volatilidad del índice medio para una buena capacidad de conducción de CS&W- mediante la especificación de un valor mínimo de E100 que es la fracción de combustible destilada a 100 °C en la prueba de destilación estándar. Las pruebas han demostrado que la presente especificación y valor limitante E100 no son aplicables a las gasolinas con bajo nivel de butanol. Consecuentemente, la presente invención define el "E100 efectivo" como la combinación lineal: Effioo = E100 - BuOH(bi - b2El00) (Ec. 3a) En donde Effioo es el nuevo índice de capacidad de conducción modificado denominado "E100 efectivo"; E100 es el porcentaje en volumen de combustible destilado a 100 °C tal como se observó en la prueba de destilación estándar, y BuOH es, una vez más, el contenido de butanol en porcentaje de volumen; las tres cantidades están en unidades de porcentaje en volumen; y bi, y b2 son coeficientes seleccionados para proporcionar una relación prácticamente lineal entre los valores de la combinación lineal antes mencionada para las mezclas de gasolina que contienen butanol y, opcionalmente, etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales medidos por media para las mezclas, a concentraciones de etanol menores que 20 por ciento en volumen, menores que 19 por ciento en volumen, menores que 18 por ciento en volumen, menores que 17 por ciento en volumen, menores que 16 por ciento en volumen, menores que 15 por ciento en volumen, menores que 14 por ciento en volumen, menores que 13 por ciento en volumen, menores que 12 por ciento en volumen, menores que 11 por ciento en volumen, menores que 10 por ciento en volumen, menores que 9 por ciento en volumen, menores que 8 por ciento en volumen, menores que 7 por ciento en volumen, menores que 6 por ciento en volumen, o menores que 5 por ciento en volumen, a concentraciones de butanol menores que 30 por ciento en volumen, menores que 29 por ciento en volumen, menores que 28 por ciento en volumen, menores que 27 por ciento en volumen, menores que 26· por ciento en volumen, menores que 25 por ciento en volumen, menores que 24 por ciento en volumen, menores que 23 por ciento en volumen, menores que 22 por ciento en volumen, menores que 21 por ciento en volumen, menores que 20 por ciento en volumen, menores que 19 por ciento en volumen, menores que 18 por ciento en volumen, menores que 17 por ciento en volumen, menores que 16 por ciento en volumen, menores que 15 por ciento en volumen, menores que 14 por ciento en volumen, menores que 13 por ciento en volumen, menores que 12 por ciento en volumen, menores que 11 por ciento en volumen, menores que 10 por ciento en volumen, menores que 9 por ciento en volumen, menores que 8 por ciento en volumen, menores que 7 por ciento en volumen, menores que 6 por ciento en volumen, o menores que 5 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y butanol menor que 35 por ciento en volumen, menor que 30 por ciento en volumen, menor que 25 por ciento en volumen, menor que 20 por ciento en volumen, menor que 15 por ciento en volumen, menor que 10 por ciento en volumen. En una modalidad, la mezcla está libre de etanol.

Cuando la concentración de etanol es menor que 5 por ciento en volumen y la concentración de butanol es menor que 20 por ciento en volumen, bi y 2 son iguales a aproximadamente 2.3 y 0.034, respectivamente, y la Ecuación 3a se transforma en: Effioo = E100 - BuOH(2.3 - 0.034E100) (Ec. 3b) Una vez más, el nuevo índice Effioo s revierte a la forma habitual cuando el butanol está ausente y, por lo tanto, los valores limitantes existentes establecidos para E100 son aplicables a Eftioo» En cada caso, el índice se emplea se emplea para insertar datos de las pruebas de destilación para un combustible determinado en la ecuación y calcular el valor del nuevo índice. Para LBDI, el valor resultante calculado de la Ec. 2a - 2c se compara entonces con el límite máximo de especificación de DI dado para esa clase de combustible, tal como se especifica en la Tabla 1 de ASTM D 4814-08a. Si el LBDI calculado es menor que el DI máximo especificado para la clase de volatilidad apropiada, el combustible tendrá un desempeño aceptable de CS&W. Similarmente, para Effioo/ el valor calculado de los datos de las pruebas en la Ec. 3a - 3b se compara con el valor mínimo E100 para la clase de combustible, tal como se especifica en la Tabla 2 en EN 228. El valor calculado de Effioo es mayor que el mínimo especificado para E100 para la clase apropiada de volatilidad, el combustible tendrá un desempeño aceptable de CS&W.

Las Ec . 2a-2d y 3a-3b son significativamente más eficaces que la Ec. 1 en la correlación de los resultados de la capacidad de conducción en CS&W para combustibles de bajo contenido de butanol como se muestra en las Figuras 2 y 3. Las Figuras 2 y 3 establecen la eficacia de las Ees. 2a-2d y 3a-3b, respectivamente, para describir el desempeño de la capacidad de conducción de CS&W de las gasolinas con bajo contenido de butanol de las propiedades de volatilidad y composición. Para demostrar que los límites de especificación actuales de ASTM D 4814 y EN 228 son apropiados para los nuevos índices, los datos de las Figuras 2 y 3 se vuelven a proporcionar sin la transformación de registro en las Figuras 4 y 5, respectivamente. Estos gráficos también difieren en que se han asignado símbolos específicos para indicar las concentraciones de butanol de los combustibles probados.

Los datos en la Figura 4 incluyen las concentraciones de isobutanol hasta 24 por ciento en volumen, incluyen 0 por ciento en volumen de combustibles de i-BuOH convencionales como puntos de referencia e incluyen, además, el intervalo de desempeño de capacidad de conducción desde aceptable hasta inaceptable. Se incluyen los combustibles convencionales por encima y por debajo del limite DI de 1250. Debido a que los intervalos de variables son completos, se puede concluir que el limite actual de un máximo de 1250 DI para los combustibles clase A también es apropiado para los combustibles que contienen hasta 24 por ciento en volumen de isobutanol cuando se usa LBDI como índice. Se evidencia fácilmente que los combustibles que contienen hasta el 24 por ciento en volumen de isobutanol pueden formularse con el uso de 1250 LBDI como limite y lograr el mismo nivel de bajo demérito que los combustibles convencionales libres de butanol indexados a 1250 DI. Similarmente, los combustibles de butanol con LBDI sobre 1250 tienen niveles más altos, inaceptables de deméritos tal como lo tienen los combustibles convencionales libres de butanol con DI mayor que 1250.

Se puede llegar a conclusiones similares para las especificaciones e Índices de estilo europeo de la Figura 5. Los datos para el intervalo completo de combustibles que contienen butanol y los combustibles libres de butanol incluyen, una vez más, el intervalo de desempeño de conducción desde aceptable (combustibles convencionales con ElOO por encima de 46 por ciento en volumen) hasta inaceptable (combustibles convencionales con E100 menores que 46 por ciento en volumen). La Figura 5 muestra que cuando se mezclan combustibles de isobutanol con Effioo mayor o igual que 46 por ciento en volumen, los deméritos de capacidad de conducción son casi tan bajos como los combustibles convencionales libres de butanol mezclados con el límite establecido de E100 mayor o igual que 46 por ciento en volumen. Los datos también sugieren que el límite establecido de mínimo 46 por ciento en volumen puede ser demasiado restrictivo, ya que es evidente que tanto los combustibles convencionales como los que contienen butanol con Effioo tan bajo como 40 por ciento en volumen también exhiben deméritos de capacidad de conducción muy bajos.

De acuerdo con la invención, las Figuras 2 y 3 pueden usarse, además, para calcular el TWD de una nueva mezcla de gasolina que comprende butanol y, opcionalmente, etanol. El método incluye, además, mezclar gasolina con butanol y, opcionalmente, etanol; medir los valores de E200, Tío, 50 y T90 de la mezcla de gasolina para meter los valores E200, Ti0r T50 y T90 en la ecuación aiTi0 + a2T50 + a3T90 + a4EtOH + BuOH (a5 - a6 E200) para calcular el LBDI de la mezcla de combustible con la ecuación apropiada 2a-d mencionada anteriormente, y correlacionar el valor LBDI de la mezcla de combustible con la Figura 2 para calcular un TWD para la mezcla de gasolina.

El TWD calculado de la mezcla de gasolina puede usarse para predecir el desempeño de la capacidad de conducción en el arranque en frío y el calentamiento del combustible.

Los datos con los que se elaboraron los gráficos de las Figuras 2 y 3 se encuentran en las Tablas 1 y 2, respectivamente. Se considera que los combustibles cuyos TWD son hasta aproximadamente 20 proporcionan características de conducción aceptables. Los datos en la Tabla 1 sugieren incorrectamente que los DI de los combustibles 3, 4, 6, 7, 9, 13 y 18 podrían proporcionar características de capacidad de conducción aceptables, pero sus LBDI indican, por el contrario, que sus características de capacidad de conducción son inaceptables o, en un caso, solamente al límite. Los datos en la Tabla 2 sugieren incorrectamente que los E100 de los combustibles 3, 4, 6, 7 y 18 podrían proporcionar características de capacidad de conducción aceptables, pero sus EfflOO indican, por el contrario, que sus características de capacidad de conducción son inaceptables o, en un caso, solamente al límite.

Tabla 1 Combustible Clase A, % i-BuOH TIO °C T50 °C T90 °C E200, DI LBDI TWD DI (°F) (° F) (° F) vol¾ 0 1250 0 53.7 103.3 173.2 43.05 1190 1190 10 5 (128.65) (217.9) (343.7) 1 1250 0 58.1 110.8 174.3 33.7 1245 1245 15 (136.5) (231.5) (345.8) 2 1250 0 66.9 115.9 181.7 22.35 1310 1310 32 (152.45) (240.7) (359.05) 10 3 1250 16 66.5 98.4 166.7 31.5 1187 1292 34.9 (151.7) (209.2) (332) 4 1250 16 64.9 100.7 187.8 28.7 1233 1351 93 (148.8) (213.2) (370.1) 5 1250 16 72.4 108.0 183.2 20.9 1284 1440 174.3 15 (162.3) (226.4) (361.8) 6 1250 24 59.8 97.9 173.6 36.6 1179 1299 33 (139.7) (208.3) (344.4) Combustible Clase A, % i-BuOH T10 °C T50 °C T90 °C E200, DI LBDI WD 7 1250 67.1 100.9 185.4 26.1 1236 1432 103.8 (152.8) (213.6) (365.8) 8 1250 76.9 105.3 191.4 18.4 1297 1548 305 (170.4) (221.6) (376.5) 9 1250 64.6 107.7 169.8 31.45 1238 1290 30 (148.25) (225.9) (337.65) 10 1250 53.7 103.3 173.2 43.05 1190 1190 10.7 (128.65) (217.9) (343.7) 11 1250 66.9 115.9 181.7 22.35 1310 1310 41.2 (152.45) (240.7) (359.05) 13 1250 64.6 107.7 169.8 31.45 1238 1290 30 (148.25) (225.9) (337.65) 14 1250 55.0 97.3 166.4 46.5 1150 1150 8.3 (131) (207.2) (331.6) Combustible Clase A, % i-BuOH TIO °C T50 °C T90 °C E200, DI LBDI TWD DI (°F) (° F) (° F) vol% 15 1250 16 56.1 94.6 166.6 48.3 1138 1162 10.8 (133) (202.3) (331.9) 16 1250 24 57.7 96.6 166.6 44.9 1153 1214 12.3 (135.8) (205.9) (331.9) 17 1250 16 63.1 94.4 160.8 46.7 1146 1177 16 (145.6) (201.9) (321.4) 18 1250 16 58.0 98.5 180.8 41.9 1190 1245 19 (136.4) (209.3) (357.4) Tabla 2 Combustible Clase A, í- E70, E100 EfflOO TWD E100 BuOH, vol% espec. vol% 0 46 min 0 25.1 47.7 47.7 10.1 1 46 min 0 17.6 39.4 39.4 15.6 2 46 min 0 11.15 28.5 28.5 32.9 3 46 min 16 11.5 53.9 46.4 34.9 4 46 min 16 12 48.0 37.4 93.3 5 46 min 16 9.2 34.4 16.4 174.3 6 46 min 24 15.3 57.4 49.0 33.7 7 46 min 24 11 46.1 28.5 103.8 8 46 min 24 7.9 31.3 1.6 305.2 9 46 min 8 12.4 41.6 34.5 30.2 10 46 min 0 25.1 47.7 47.7 10.7 11 46 min 0 11.15 28.5 28.5 41.2 13 46 min 8 12.4 41.6 34.5 30.9 14 46 min 0 26.1 52.5 52.5 8.3 15 46 min 16 22.5 58.9 54.2 10.8 16 46 min 24 20.4 57.8 49.8 12.3 17 46 min 16 16 62.9 60.3 16.1 18 46 min 16 18.9 53.5 45.9 19.8 El método general para determinar los coeficientes al a a6 para el intervalo completo de concentraciones de etanol de hasta 20 por ciento en volumen y concentraciones de butanol de hasta 34 por ciento en volumen es similar al usado para determinar la compensación de etanol por medio del programa CRC (Programa CRC CM-138-02, Informe CRC núra. 638) al que se hace referencia más arriba. Este método comprende el desarrollo de una ecuación de regresión que relaciona el logaritmo natural de TWD medido por el estándar BCRC E28 de la prueba CS&W a las variables de combustibles correspondientes. Para lograr el colapso de esta ecuación a la ecuación estándar de DI, se eligieron los coeficientes al a a4 para que sean los mismos que los que se usaron en la ecuación ASTM D 4814 DI. Las variables de combustible E200 y iBuOH se añadieron para dar una correlación que se ajusta a los datos dentro de la variabilidad del método de pruebas, y sus valores se calcularon de acuerdo con el método de los mínimos cuadrados con el uso del modelo estadístico lineal general. Particularmente, el contenido de iBuOH se añadió como término lineal y E200 se añadió como término de interacción (es decir, iBuOH*E200) . La Figura 32 muestra la buena correlación para esta relación semi logarítmica . Los coeficientes para otros isómeros de butanol pueden deducirse por medio de pruebas de CS&W por medio del uso de combustibles que contengan el isómero de interés en varias concentraciones y analizar estadísticamente los resultados (es decir, el logaritmo natural de TWD) por medio del uso de un modelo estadístico lineal general con los factores: DI, concentración de isómero de butanol y E200 * concent raci ón de isómero de butanol.

Similarmente , los coeficientes para la versión europea de la ecuación, bi y b2 se calculan por medio de analizar estadísticamente el logaritmo natural TWD como una función de E100, concentración de isómero de butanol, y E100* concentración de isómero de . butanol por medio del uso de un modelo lineal general. La Figura 3 muestra los resultados de esta correlación semilogarí tmica .

Aquellos con experiencia en la técnica podrán apreciar fácilmente que si se emplearan otras medidas del perfil de volatilidad o punto de ebullición, tales como T2or T30, E158 o E70, de una mezcla de gasolina, en lugar de Tío, T5o, T90, E200 o E100, esto resultaría en variaciones relativamente menores de las ecuaciones 2(a) - 2(d) y 3(a) - 3(b) , pero el método y mezcla de gasolina de esta invención incluyen tales variaciones.

Las Tablas 3 y 4 contienen datos de pruebas de capacidad de conducción similares a los usados para esos datos en las Tablas 1 y 2. Los combustibles empleados eran de las clases de volatilidad AA y E y eran gasolina solamente o mezclas de gasolina con solo etanol, solo isobutanol, o mezclas de gasolina con etanol e isobutanol. En la Tabla 3 de combustibles que eran gasolina solamente o mezclas de gasolina y solamente etanol, los DI y LBDI fueron iguales. Para los combustibles que eran mezclas de gasolina con solo butanol o con butanol y etanol, los LBDI fueron mayores que los DI y, generalmente, cuanto más cerca los LBDI del máximo especificado para el D 4814 DI, tanto mayor la cantidad de deméritos. En la Tabla 4, los E100 y Effioo fueron iguales para los combustibles que eran ya sea gasolina solamente o mezclas de gasolina con etanol solamente. Los Effioo generalmente fueron menores que los E100 para los combustibles que las mezclas de gasolina con butanol solamente o con butanol y etanol. Los Effioo menores o cerca del mínimo especificado para E100 tuvieron, generalmente, una cantidad mayor de deméritos.

Tabla 3 D4814 D4814 Clase de DI Deméritos Núm. de volatilidadespec. , % i- %EtOHT10, °CT50, °CT90, °CE200 DI LBDI de identificación F BuOH (°F) (°F) (°F) Vol% capacidad del de com stibie conducción 1250 0 0 70.2 107.2 177.434.712641264 11.5 AA-0 AA max. (158.4) (224.9) (351.4) 1250 0 10 58.5 99.6 17246.212051205 11.7 AA-1 AA max. (137.3) (211.2) (341.6) 1250 16 0 63.7 96.4 167.743.611711217 11.2 AA-2 AA max. (146.7) (205.6) (333.8) 1250 16 0 63.7 98.3 175.141.011941253 15.0 ??-3 AA max. (146.7) (208.9) (347.1) 1250 0 10 58.4 104.3 18244.812491249 14.6 AA-4 AA max. (137.1) (219.8) (359.6) 1250 5 59.8 94.2 168.548.911611172 12.4 AA-5 AA max. (139.7) (201.5) (335.3) 1250 8 5 60.1 97.1 178.746.111961213 15.3 AA-6 AA max. (140.1) (206.7) (353.7) 5 1250 0 10 59.1 100.9 134.4 44 11471147 9.7 AA-7 AA max. (138.3) (213.7) (274) 1250 0 67.1 94.3 142.346.411231156 10.4 ??- 9 AA max . (152.7) (201.8) (288.1) 1250 5 61.3 93.2 139.350.311081115 10.1 10 AA-10 AA max. (142.4) (199.8) (282.8) 1250 0 61.1 107 172.136.912281228 10.3 AA-11 AA max. (141.9) (224.6) (341.8) 1200 10 44.2 91.8 172.450.411261126 15.5 E-16 E max. (111.6) (197.3) (342.3) 15 1200 16 0 43.3 96.7 159.945.611031140 15.4 E-17 E max. (110) (206) (319.9) 1200 0 42.7 90.1 152.654.410521047 10.6 E-18 E max. (108.8) (194.1) (306.7) 1200 0 36.9 96.6 17348.611081108 11.0 E-19 E max. (98.4) (205.8) (343.4) 1200 0 42.9 97.9 168.843.211251173 17.8 E-20 E max. (109.2) (208.3) (335.8) Tabla 4 EN 228 Deméritos de Clase de E100 espec. vol% vol % EN228 Ef lOO capacidad de Combustible volatilidad Min. %EtOH E100 vol% vol% conducción AA-0 AA 46 0 0 42.6 42.6 11.5 AA-1 AA N/A 0 10 50.4 11.7 AA-2 AA 46 16 0 58.2 53.1 11.2 AA-3 AA 46 16 0 52.8 44.8 15.0 oo rH 00 r- 0 o o rH rH rH H rH H rH rH rH rH rH rH 00 r rH rH rH 00 rH r- 00 o rH oo «3 oo CTi o rH 00 00 00 r- o o o O o rH rH rH <x> o rH rH rH ri| ¡aÜ ía ri| ? ? ? w Se ha encontrado, sorprendente e inesperadamente, que el LBDI de una mezcla de gasolina con un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol puede mantenerse por debajo, o reducirse a un nivel inferior del máximo especificado para esa clase de gasolina por medio de añadir un volumen suficiente de un hidrocarburo ligero a la mezcla. Tales hidrocarburos livianos sirven para modificar la distribución de la temperatura de ebullición de la mezcla para mejorar la evaporación / combustibilidad del combustible en un motor frió. En la Tabla 5 se enumeran algunos flujos de refinería que podrían emplearse como tales hidrocarburos livianos. Ejemplos de este uso son los hidrocarburos que se usan para formar azeótropos con los oxigenados en la mezcla de gasolina, concretamente, isómeros de butanol y etanol. Esos azeótropos · hierven a temperaturas aún menores que el hidrocarburo específico que se agrega a la mezcla y que es un componente del azeótropo. Asi, el hidrocarburo liviano agregado que forma el azeótropo tiene un efecto mayor en la reducción del punto de ebullición de la mezcla de lo esperado del punto de ebullición del mismo hidrocarburo agregado. En la Tabla 6 se muestran tales hidrocarburos apropiados y los puntos de ebullición de sus azeótropos con etanol y cada isómero de butanol. La palabra "zeótropo" en la Tabla 6 indica que no se formó ningún azeótropo. En la Tabla 6, peso % es el porcentaje en peso del hidrocarburo en el azeótropo. En una modalidad, los hidrocarburos livianos pueden comprender de 5 a 9 átomos de carbono, y pueden comprender por lo menos un flujo de refinería con T90 menores que 126.7 °C (260 °F) ; los flujos de refinería comprenden parafinas, cicloparafinas, olefinas o compuestos aromáticos o mezclas de estos, o los hidrocarburos livianos pueden comprender por lo menos un hidrocarburo que forma azeótropos con butanol o etanol, si está presente etanol, que hierven a o por debajo de 102.2 °C (216 °F) , o el hidrocarburo liviano puede comprender mezclas y combinaciones de estos.

Tabla 5 Destilación aproximada, °C (°F) Nombre del Principales tipos flujo TIO T50 T90 químicos Isomerato 46.7 54.4 71.1 Parafinas ramificadas (116) (130) (160) C5 - C6 Nafta virgen Parafinas C5 - C8, liviana cicloparafinas, 35 54.4 82.2 olefinas, hidrocarburo (95) (130) (180) aromáticos Nafta liviana Parafinas C5 - C8, de cicloparafinas , destilación 35 54.4 82.2 olefinas, hidrocarburo directa (95) (130) (180) aromáticos Nafta liviana Parafinas C5 - C8, proveniente cicloparafinas, de craqueo 43.3 60 121.1 definas, hidrocarburos catalítico (110) (140) (250) aromáticos Nafta liviana Parafinas C5 - C8, hidrocraquead cicloparafinas , a 43.3 54.4 79.4 hidrocarburos (110) (130) (175) aromáticos Nafta liviana Parafinas C5 - C8, de coque cicloparafinas, hidrotratada 46.1 60 93.3 hidrocarburos (115) (140) (200) aromáticos Nafta liviana Parafinas C5 - C8, hidrotratada cicloparafinas, 46.1 60 93.3 hidrocarburos (115) (140) (200) aromáticos Alquilato 73.9 101.7 110 Parafinas ramificadas liviano (165) (215) (230) C6 - C9 Reformado 65.6 87.8 115.6 Hidrocarburos liviano (150) (190) (240) aromáticos C7 - C8 Refinados 65.6¦ 82.2 115.6 Parafinas C6 - C9, (150) (180) (240) cicloparafinas Tabla 6 Azeótropo Azeótropo con con 2- Punto de isobutanol Azeótropo con butanol Azeótropo con Azeótropo con ebullición Pto . de n-butanol Pto . de t-butanol etanol del ebull. Pto. de ebull. Pto . de Pto. de hidrocarburo (°C) , % en ebull. (°C) % (°C) % en ebull. (°C) % ebull. (°C) % Hidroc rburo (°C) peso en peso peso en peso en peso n-pentano 36.1 34.3 95 ciclopentano 36.15 44.7 92.5 n-hexano 68.9 68.3 97.5 68.2 96.8 63.7 78 58.68 79 metil 72 71 95 69.7 88.5 66.6 74 ciclopentano benceno 80.1 79.3 92.6 zeótropo 78.5 84.6 73.95 63.4 67.9 68.3 ciclohexano 80.75 78.3 86 79.8 90.5 76 82 71.2 65.8 64.8 70.8 ciclohexano 82.7 80.5 85.8 82 95 n-heptano 98.45 90.8 73 93.85 82 88.1 63.3 78 38 2,2,4- 99.3 92 73 88 66.2 trimetil pentano metil 100.8 92.6 68 95.3 80 89.7 61.8 78.8 34 ciclohexano 2, 5-dimetil 109.2 98.7 58 81.5 23 hexano tolueno 110.7 101.2 55 105.5 72.2 95.3 45 zeótropo 76.7 cis-1,3- 120.7 102.2 44 dimetil ciclohexano n-octano 125.75 108. 5 54.8 77 etil benceno 136.15 107.2 20 115.85 34.9 zeótropo p-xileno 138.4 107.1 11.4 115.7 32 zeótropo zeótropo m-xileno 139 116.5 28.5 n-nonano 150.7 115.9 28.5 o-xileno 143.6 116.8 25 Las personas con experiencia en la técnica apreciarán que, si bien la presente invención se ha descrito aquí con referencia a medios, materiales y ejemplos específicos, el alcance de esta invención no se limita a ellos y se extiende a todos los demás medios y materiales adecuados para llevar a cabo la presente invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método para producir una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W, por sus siglas en inglés), caracterizado porque comprende: (a) proporcionar al menos un isómero de butanol de origen biológico; y (b) mezclar por lo menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol y gasolina para formar una mezcla' de gasolina y butanol; la mezcla de gasolina y butanol tiene una presión de vapor que corresponde a una clase específica de gasolina de presión de vapor / destilación de ASTM D4814; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene un valor bajo del índice de la capacidad de conducción del butanol (LBDI, por sus siglas en inglés) igual a la combinación lineal aiTio + a2T5o + a3T9o + a4EtOH + BuOH (a5 - a6 E200) menor que el límite máximo del índice de capacidad de conducción (DI, por sus siglas en inglés) para la clase especifica de gasolina; en donde: ío es la temperatura para destilar 10 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T50 es la temperatura para destilar 50 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T90 es la temperatura para destilar 90 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; EtOH es la concentración de porcentaje en volumen de etanol en la mezcla de gasolina y butanol ; BuOH es la concentración de porcentaje en volumen de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E200 es el porcentaje en volumen de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 93.3 °C (200 °F); el limite máximo del índice de la capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina se encuentra especificado en la Tabla 1 de ASTM D 4814-08a; y ai, a2, a3, a4, as y a6 son coeficientes seleccionados para una dar una relación prácticamente lineal entre los valores de la combinación lineal para la mezcla de gasolina y butano! que contiene por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente, etanol, ' y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media de mediciones de ensayos de desempeño de la capacidad de conducción de CS& para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 por ciento en volumen, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen; y en donde los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina y butanol son menores que 40.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de gasolina y butanol comprende hasta aproximadamente 27 volumen por ciento de al menos un isómero de butanol de origen biológico, y en donde los componentes renovables de la mezcla de gasolina y butanol se maximizan al mismo tiempo que se mantiene el buen desempeño de capacidad de conducción de CS&W.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla comprende hasta aproximadamente 15 por ciento en volumen de etanol.

. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno de los isómeros de butanol de origen biológico es isobutanol.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración total de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico es menor que aproximadamente 30 por ciento en volumen de la mezcla .

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la mezcla de un volumen suficiente de hidrocarburos livianos para ajustar el valor de LBDI por debajo del limite máximo para DI.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: ai es aproximadamente 1.5; a2 es aproximadamente 3; a3 es aproximadamente 1; y a es aproximadamente 2.4; cuando la concentración de etanol es menor que aproximadamente 10 por ciento en volumen.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque a5 es aproximadamente 16; y a6 es aproximadamente 0.3; cuando la concentración de al menos un isómero de butano! de origen biológico es menor que aproximadamente 20 por ciento en volumen.

9. Una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) caracterizada porque comprende: una cantidad apropiada de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol mezclado con gasolina, en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene una presión de vapor que corresponde a una clase especifica de gasolina de presión de vapor / destilación de la Tabla I de AST D4814; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene un valor bajo del índice de la capacidad de conducción del butanol (LBDI) igual a la combinación lineal ajTio + a2T50 + a3Tg0 + a4EtOH + BuOH (a5 - a6 E200) menor que el límite máximo especificado del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de jasolina; caracterizada porque ío es la temperatura para destilar 10 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T5o es la temperatura para destilar 50 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T90 es la temperatura para destilar 90 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; EtOH es la concentración de porcentaje en volumen de etanol en la mezcla de gasolina y butanol ; BuOH es la concentración de porcentaje en volumen de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E200 es el porcentaje en volumen de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 93.3 °C (200 °F); el limite máximo del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina se encuentra especificado en la Tabla 1 de ASTM D 4814; y ai, a2, a3, a4, a5 y a6 son coeficientes seleccionados para una dar una relación prácticamente lineal entre los valores de la combinación lineal para la mezcla de gasolina y butanol que contiene por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente , etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media de mediciones de ensayos de desempeño de la capacidad de conducción de CS& para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 por ciento en volumen, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen; y y en donde los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina y butanol son menores que 40.

10. La mezcla de gasolina y butanol de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque comprende hasta aproximadamente 27 volumen por ciento de al menos un isómero de butanol de origen biológico, y en donde los componentes renovables de la mezcla de gasolina y butanol se maximizan al mismo tiempo que se mantiene el buen desempeño de capacidad de conducción de CS&W.

11. La mezcla de gasolina y butanol de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque comprende hasta aproximadamente 15 por ciento en volumen de etanol .

12. La mezcla de gasolina y butanol de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque la concentración total de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico es menor que aproximadamente 30 por ciento en volumen.

13. La mezcla de gasolina y butanol de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque por lo menos un isómero de butanol de origen biológico es isobutanol.

14. La mezcla de gasolina y butanol de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque comprende la mezcla de un volumen suficiente de hidrocarburos livianos para ajustar el valor de LBDI por debajo del limite máximo para DI .

15. Un método para producir una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frió y calentamiento (CS&W) , caracterizado porque comprende: (a) proporcionar al menos un isómero de butanol de origen biológico; y (b) mezclar el isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol con gasolina para formar una mezcla de gasolina y butanol; la mezcla de gasolina con butanol tiene una presión de vapor que corresponde a una clase específica de gasolina de volatilidad EN228; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene un valor de Effioo igual a la combinación lineal E100 - BuOH(bi - b2E100) mayor que el límite mínimo para E100 para esa clase de gasolina tal como se especifica en la Tabla 2 de EN228; en donde BuOH es la concentración de porcentaje en volumen de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E100 es el volumen por ciento de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 100 °C; y y en donde bi y b2 son coeficientes seleccionados para dar una relación prácticamente lineal entre los valores la combinación lineal para las mezclas de gasolina que contienen por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente, etanol y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 volumen por ciento, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menores que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y por lo menos, un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen, y en donde los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina y butanol son menores que 40.

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque comprende la mezcla de un volumen suficiente de hidrocarburos livianos para ajustar el valor de Effioo por encima del limite máximo para E100.

17. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque bi es aproximadamente 2.3; y b2 es aproximadamente 0.034; cuando la concentración de al menos un isómero de butanol de origen biológico es menor que aproximadamente 20 por ciento en volumen.

18. Una mezcla de gasolina y butanol que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) , caracterizada porque comprende una mezcla de una clase específica de gasolina de volatilidad EN228, por lo menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol con la mezcla' de gasolina y butanol que tiene una presión de vapor que corresponde a una clase específica de gasolina de volatilidad EN228; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene un valor de Effioo igual a la combinación lineal E100 - BuOH(bi - b2E100) , y es mayor que el límite mínimo para E100 tal como se especifica en la Tabla 2 de EN228; en donde BuOH es la concentración de volumen por ciento de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E100 es el volumen por ciento de la mezcla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 100 °C; y bi y b2 son coeficientes seleccionados para dar una relación prácticamente lineal entre los valores la combinación lineal para las mezclas de gasolina que contienen por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente, etanol y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 volumen por ciento, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menores que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen; y en donde los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina y butanol son menores que 40.

19. La mezcla de gasolina y butanol de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque bi es aproximadamente 2.3; y b2 es aproximadamente 0.034, cuando la concentración de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico es menor que aproximadamente 20 por ciento en volumen .

20. Un método para identificar una mezcla de gasolina y que tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frió y calentamiento (CS& ) , caracterizado porque comprende: (a) mezclar gasolina y butanol, y, opcionalmente, etanol ; (b) medir las variables de combustible E200, Tío, 50 y T90; ingresar las variables de combustible en una ecuación aiTio + a2T5o + a3T9o + a4EtOH + BuOH (a5 - a¿ E200) para calcular un LBDI de la mezcla de gasolina y butanol; y comparar el LBDI con un límite máximo del índice de índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina; en donde la mezcla de gasolina y butanol tiene buen desempeño de la capacidad de conducción de arranque en frío y calentamiento (CS&W) si el LBDI es menor que el limite máximo del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase de gasolina especificada en la Tabla 1 de ASTM D 4814; en donde: Tío es la temperatura para destilar 10 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol ; T50 es la temperatura para destilar 50 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; T90 es la temperatura para destilar 90 por ciento en volumen de la mezcla de gasolina y butanol; EtOH es la concentración de porcentaje en volumen de etanol en la mezcla de gasolina y butanol; BuOH es la concentración de porcentaje en volumen de al menos un isómero de butanol de origen biológico en la mezcla de gasolina y butanol; E200 es el porcentaje en volumen de la me2cla de gasolina y butanol que se destila a temperaturas de hasta aproximadamente 93.3 °C (200 °F) ; ai a2, a3, a4, a5 y a6 son coeficientes seleccionados para una dar una relación prácticamente lineal entre los valores de la combinación lineal para las mezclas de gasolina y butanol que contienen por lo menos un isómero de butanol y, opcionalmente, etanol, y los logaritmos de los deméritos ponderados totales corregidos por la media de mediciones de ensayos de desempeño de la capacidad de conducción para tales mezclas, a concentraciones de etanol menores que aproximadamente 20 por ciento en volumen, a concentraciones de por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 30 por ciento en volumen, y un total de concentraciones de etanol y por lo menos un isómero de butanol de origen biológico menor que aproximadamente 35 por ciento en volumen.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque los deméritos ponderados totales de la mezcla de gasolina y butanol son menores que aproximadamente 15.

22. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende determinar el índice de capacidad de conducción de bajo nivel de butanol (LBDI) antes de mezclar la gasolina y al menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol para formar la mezcla de gasolina y butanol.

23. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende determinar el índice de capacidad de conducción de bajo nivel de butanol (LBDI) después de mezclar la gasolina y al menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol para formar la mezcla de gasolina y butanol; y, opcionalmente, ajusfar la cantidad de gasolina, la cantidad de al menos un isómero de butanol de origen biológico, el etanol, o cualquier combinación de estos para que el LBDI tenga un valor equivalente a la combinación lineal de ai io + a2T5o + a3T90 + a4EtOH + BuOH (a5 - a5 E200) menor que el límite máximo del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina.

24. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende determinar el índice de capacidad de conducción de bajo nivel de butanol (LBDI) durante la mezcla de la gasolina y al menos un isómero de butanol de origen biológico y, opcionalmente, etanol para formar la mezcla de gasolina y butanol; y, opcionalmente, ajustar la cantidad de gasolina, la cantidad de al menos un isómero de butanol de origen biológico, el etanol, o cualquier combinación de estos para que el LBDI tenga un valor equivalente a la combinación lineal de aiTjo + ^2^50 + a3T90 + a4EtOH + BuOH (a5 - a6 E200) menor que el límite máximo del índice de capacidad de conducción (DI) para la clase específica de gasolina.