煤基混合噴氣燃料的製作方法

2023-06-17 00:11:56

專利名稱：煤基混合噴氣燃料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤基混合噴氣燃料及其製備方法，更具體而言涉及一種包含煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料混合得到的煤基混合噴氣燃料及其製備方法。
背景技術：
隨著飛機發動機技術的發展，石油基噴氣燃料已難以滿足新一代高速飛機的使用需要，因此需要研發一種與現有發動機技術配套的新型噴氣燃料。與現有的噴氣燃料相比，新型噴氣燃料應該能有效地滿足飛機的高航速和更遠航程的要求。
我國是煤炭大國，但現在石油越來越嚴重依賴進口，這對我國的民生和國防事業都產生了影響。因此有必要從我國的優勢資源煤炭入手開發適合飛機發動機技術的新型高密度噴氣燃料。然而從本申請的發明人之前對對煤基直接液化餾分的組成分析來看，煤基直接液化餾分並不適合直接作為噴氣燃料，這是因為煤基直接液化餾分中酚類物質含量較高，油品的安定性差。(煤直接液化製取噴氣燃料原料油的組成分析，石油學報，264-267，2010年10月)為此人們開發了多種改善煤基直接液化餾分的方法以改善其物理化學性質，例如中國專利申請CN201110222378.2中公開了一種通過對煤炭直接液化餾分進行加氫處理得到噴氣燃料的方法，製得的噴氣燃料符合6號噴氣燃料標準。中國專利申請CN200910148609.2.中公開了一種生產噴氣燃料或噴氣燃料調和物的方法，其中通過將費託合成油與煤直接液化油混合再加氫來製取噴氣燃料。
然而以上現有技術中製得的噴氣燃料，雖然可以作為噴氣燃料使用，但也只符合6號噴氣燃料標準，6號噴氣燃料作為大比重噴氣燃料，由於原油來源問題而未能實際推廣應用，因此其仍然不能滿足新型武器裝備對噴氣燃料更高性能的要求。因此還需要研發煤基餾分的符合更高要求的3號噴氣燃料標準的新型噴氣燃料。發明內容
根據以上現有技術的問題，本發明的發明人開發了一種煤基混合噴氣燃料，所述煤基混合噴氣燃料包含:
煤基直接液化餾分；
3號噴氣燃料；和
添加劑。其中，所述煤基直接液化餾分為通過煤基直接液化全餾分油通過實沸點蒸餾儀切割150°C至230°C之間的餾分油而得，並以此作為本發明的煤基直接液化餾分。
所述煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為10:90至50:50，優選為40:60至50:50，最優選為43:57。
所述3號噴氣燃料為直餾噴氣燃料、加氫精制噴氣燃料或加氫裂化噴氣燃料中的任意一種。
所述添加劑包括抗氧劑、抗磨劑和抗靜電劑。
其中，所述抗氧劑為酚型抗氧劑，優選為2，6-二叔丁基對甲酚，所述抗氧劑的加入量為煤直接液化餾分油的17至24ppm，優選為20ppm ；
所述抗磨劑為T1602抗磨劑，所述抗磨劑的加入量為煤直接液化餾分油的12至20ppm,優選為 18ppm ;
所述抗靜電劑為T1502抗靜電劑，所述抗靜電劑的加入量為煤直接液化餾分油的0.5 至 2ppm,優選為 1.5ppm。
有益效果
本發明的煤基混合噴氣燃料，製備工藝簡單，擴大了噴氣燃料的來源，而且製得的混合噴氣燃料物理化學性能比單一的3號噴氣燃料更佳，例如本發明的煤基混合噴氣燃料與單一的3號噴氣燃料相比，具有「三高」特質，體積比熱容高、體積熱值高、熱氧化安定性更好。
具體實施方式
下面詳細描述本發明。
根據本發明的煤基混合噴氣燃料中包含的所述煤基直接液化餾分可以通過煤基直接液化全餾分油通過實沸點蒸餾儀切割150°C至230°C之間的餾分油而得，並以此作為本發明的煤基直接液化餾分。 如果煤基直接液化餾分的初餾點低於150°C，則餾分的閃點低於38°C，不能作為噴氣燃料餾分使用，雖然可以通過減少最終噴氣燃料中具有過低閃點的餾分的用量來提高最終製備的噴氣燃料的閃點，但該具有過低閃點的餾分的用量必須很低，這已經不再經濟，同時對擴大噴氣燃料的來源也無價值；另外如果所述煤基直接液化餾分的終餾點高於230°C，則所述煤基直接液化餾分的冰點高於_47°C，不能作為噴氣燃料餾分使用。
另外，在根據本發明的煤基混合噴氣燃料中包含的所述煤基直接液化餾分的量與3號噴氣燃料的重量比為10:90至50:50，優選為40:60至50:50，最優選為43:57。如果所述煤基直接液化餾分的量與3號噴氣燃料的重量比小於10:90，則所述煤基直接液化餾分的量過小，「二聞」特質，即體積比熱容的提聞、體積熱值的提聞、熱氧化安定性的提聞不夠明顯，因此開發意義不大；如果所述重量比大於50:50，則最終製備的噴氣燃料穩定燃燒範圍較窄，容易燃燒效率等性能達不到軍用噴氣燃料的要求。
所述添加劑包括抗氧劑、抗磨劑和抗靜電劑。
其中，對所述抗氧劑並無特別限制，但優選為酚型抗氧劑，更優選為2，6-二叔丁基對甲酚，所述抗氧劑的加入量為煤直接液化餾分油的17至24ppm，優選為20ppm。由於根據本發明的煤基混合噴氣燃料中包含的所述煤基直接液化餾分為深度加氫產物，餾分中已不含天然抗氧化劑，因此必須加入抗氧劑以提高儲存安定性。
所述抗磨劑作用是提供燃料的抗磨性，防治間隙過度摩擦損傷。通常噴氣燃料需要為狹小間隙提供潤滑的功能，部分間隙僅有幾ym，因此要求噴氣燃料具有一定的抗磨性。所述抗磨劑為T1601抗磨劑或T1602抗磨劑,但優選為T1602抗磨劑,所述抗磨劑的加入量為煤直接液化餾分油的12至20ppm，優選為18ppm。
所述抗靜電劑在於提高燃料的導電性能，防止油料由於靜電而引起火災。對所述抗靜電劑並無特別限制，但所述抗靜電劑為T1502抗靜電劑，所述抗靜電劑的加入量為煤直接液化懼分油的0.5至2ppm,優選為1.5ppm。
以下實施例僅是作為本發明的實施方案的例子列舉，並不對本發明構成任何限制，本領域技術人員可以理解在不偏離本發明的實質和構思的範圍內的修改均落入本發明的保護範圍。
製備實施例
製備實施例1:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為50:50
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分500g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚10mg、T1602抗磨劑IOmg (博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑Img (空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料500g，所述3號噴氣燃料為燕山煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
製備實施例2:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為48:52
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分480g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚8.16mg、T1602抗磨劑7.68mg (博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑0.72mg (空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料520g，所述3號噴氣燃料為燕山煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
製備實施例3:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為43:57
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分430g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚10.32mg、T1602抗磨劑5.16mg (博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑0.43mg (空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料570g，所述3號噴氣燃料為燕山煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
製備實施例4:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為40:60
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分400g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚9.6mg、T1602抗磨劑4.8mg(博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑0.4mg(空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料600g，所述3號噴氣燃料為燕山 煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
製備實施例5:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為35:65
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分350g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚7mg、T1602抗磨劑7mg (博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑0.7mg (空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料650g，所述3號噴氣燃料為燕山煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
製備實施例6:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為20:80
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分200g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚3.4mg、T1602抗磨劑3.2mg(博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑0.3mg(空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料800g，所述3號噴氣燃料為燕山煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
製備實施例7:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為10:90
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分100g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚1.7mg、T1602抗磨劑1.6mg(博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑0.15mg (空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料900g，所述3號噴氣燃料為燕山煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
製備實施例8:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為7:93
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分70g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚1.68mg、T1602抗磨劑0.84mg (博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑0.07mg (空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料930g，所述3號噴氣燃料為燕山煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
製備實施例9:煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為5:95
向IL的帶有攪拌裝置的反應釜中加入煤基直接液化餾分50g，然後依次加入2，6- 二叔丁基對甲酚lmg、T1602抗磨劑Img (博羅縣洲際廣博精細化工有限公司生產)和T1502抗靜電劑0.0lmg (空軍油料研究所生產)，繼續攪拌約I小時，再加入3號噴氣燃料950g，所述3號噴氣燃料為燕山煉油廠生產的燕山加氫裂化噴氣燃料，攪拌約30分鐘，即得到本發明的煤基混合噴氣燃料。
實驗實施例
實驗實施例1:體積比熱容的測試
燃料的比熱是指當溫度上升或下降時燃料單位質量吸收或放出的熱量。液體的比熱容是反映油品性質的重要物理參數。比熱的測量採用ASTM D2766Standard Test Methodfor Specific Heat of Liquids and Solids,儀器採用德國耐馳儀器有限公司的ARC254。比熱值單位:比熱容，kj/kg.K)。試驗數據如下表I所示:
表1:
權利要求
1.一種煤基混合噴氣燃料，所述煤基混合噴氣燃料包含: 煤基直接液化餾分； 3號噴氣燃料；和 添加劑， 其中，所述煤基直接液化餾分為通過煤基直接液化全餾分油通過實沸點蒸餾儀切割150°C至230°C之間的餾分油而得。
2.根據權利要求1所述的煤基混合噴氣燃料，其特徵在於，所述煤基直接液化餾分與3號噴氣燃料的重量比為10:90至50:50，優選為40:60至50:50，最優選為43:57。
3.根據權利要求1所述的煤基混合噴氣燃料，其特徵在於，所述添加劑包括抗氧劑、抗磨劑和抗靜電劑。
4.根據權利要求1所述的煤基混合噴氣燃料，其特徵在於，所述抗氧劑為酚型抗氧劑，優選為2，6- 二叔丁基對甲酚，所述抗氧劑的加入量為煤直接液化餾分油的17至24ppm，優選為20ppm。
5.根據權利要求1所述的煤基混合噴氣燃料，其特徵在於，所述抗磨劑為T1602抗磨齊U，所述抗磨劑的加入量為煤直接液化懼分油的12至20ppm,優選為18ppm。
6.根據權利要求1所述的煤基混合噴氣燃料，其特徵在於，所述抗靜電劑為T1502抗靜電劑，所述抗靜電劑的加入量為 煤直接液化餾分油的0.5至2ppm，優選為1.5ppm。
全文摘要
本發明涉及一種煤基混合噴氣燃料及其製備方法。本發明的煤基混合噴氣燃料，製備工藝簡單，擴大了噴氣燃料的來源，而且製得的混合噴氣燃料物理化學性能比單一的3號噴氣燃料更佳，體積比熱容高、體積熱值高、熱氧化安定性更好。
文檔編號C10L1/10GK103194281SQ20131013618
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者曹文杰, 張繼明, 王樹雷, 賈振斌, 趙升紅, 舒歌平, 劉多強, 劉東明 申請人:中國人民解放軍空軍油料研究所, 中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司, 中國神華煤制油化工有限公司