一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為液體推進(jìn)劑或燃料的關(guān)鍵組成部分，高密度液體燃料對(duì)于體積有限的飛機(jī)導(dǎo)彈火箭等航空航天器有著重大意義高密度液體碳?xì)淙剂嫌绕湟俗⒁?，相?duì)那些具有致癌性的燃料(例如肼)來(lái)說(shuō)，它們更安全，能量密度更高，更有應(yīng)用價(jià)值除了應(yīng)該具備高的能量密度及體積熱值外，高密度液體燃料還要具有良好的低溫性能適宜的閃點(diǎn)良好的熱安定性?xún)?chǔ)存穩(wěn)定性等燃料的適用性取決于它的多方面性能，而這些性能之間往往又是相互矛盾的例如，良好的低溫性能是確保燃料在寒冷條件下正常工作的關(guān)鍵性因素，然而一般情況下，隨著燃料密度的增加，碳?xì)淙剂系谋c(diǎn)和粘度也隨之增加因而密度與低溫性能之間的權(quán)衡對(duì)高密度燃料來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
[0003]合成類(lèi)高密度碳?xì)淙剂习从猛痉譃槎喹h(huán)高密度碳?xì)淙剂霞案邚埩\狀碳?xì)淙剂?0世紀(jì)60年代以來(lái)，主要以環(huán)戊二烯降冰片二烯為原料合成了多種多環(huán)高密度碳?xì)淙剂?0年代以后，金剛烴類(lèi)碳?xì)淙剂系暮铣梢鹆藦V泛關(guān)注近年來(lái)又由蒎烯類(lèi)生物質(zhì)合成了高密度液體燃料高張力籠狀碳?xì)淙剂戏肿哟嬖谳^大的張力，結(jié)構(gòu)緊湊，具有更大的密度及燃燒熱值，其溶解在液體碳?xì)淙剂现锌梢蕴岣呷剂系捏w積熱值改善燃燒性能，是高密度液體燃料的優(yōu)良添加劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，本發(fā)明可以用于各類(lèi)航空飛行器或作為添加劑提高航空燃料的燃燒性能。
[0005]—種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其步驟如下:
[0006](I)雙環(huán)戊二烯在低較熱下，以％作為加壓保護(hù)氣，進(jìn)行重復(fù)循環(huán)的混流反應(yīng)，反應(yīng)物發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)制取碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物；
[0007](2)采用負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑和摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑對(duì)通過(guò)減壓蒸餾純化后的碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物直接加氫脫氧以及異構(gòu)化，從而獲得碳數(shù)為1和15的具有高密度和體積熱值的多環(huán)烴類(lèi)液體燃料。
[0008]所述步驟(2)中的負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑采用BF3和HZSM-5混合催化劑，所述BF3和HZSM-5的配比為2:1.2-1.5。
[0009]所述步驟(2)中的摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑是氯化鋁與摻鎳分子篩混合而成，所述摻鎳分子篩的鎳含量為15-23%，所述氯化鋁與摻鎳分子篩的配比不大于2.1。
[0010]所述步驟(I)采用金屬平板加熱，雙環(huán)戊二烯在金屬平板表面循環(huán)流通。
[0011]所述步驟(2)浸漬流通式反應(yīng)床，其反應(yīng)條件是溫度在250-360°C間，反應(yīng)壓力在
0.8-5.0MPa之間，反應(yīng)物/催化劑質(zhì)量空速在1.2-8.0h—1 ,?與底物的摩爾比為45-700。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明的方法所獲得的液體燃料可以用于各類(lèi)航空飛行器或作為添加劑提高航空燃料的燃燒性能；這些燃料具有較高密度(C10:0.92g/Cm3;C15:1.12g/Cm3)能有效提高飛行器攜帶能量，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗比，滿(mǎn)足高航速、大載荷、遠(yuǎn)射程的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0014]實(shí)施例1
[0015]—種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其步驟如下:
[0016](I)雙環(huán)戊二烯在低較熱下，以％作為加壓保護(hù)氣，進(jìn)行重復(fù)循環(huán)的混流反應(yīng)，反應(yīng)物發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)制取碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物；
[0017](2)采用負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑和摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑對(duì)通過(guò)減壓蒸餾純化后的碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物直接加氫脫氧以及異構(gòu)化，從而獲得碳數(shù)為1和15的具有高密度和體積熱值的多環(huán)烴類(lèi)液體燃料。
[0018]所述步驟(2)中的負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑采用BF3和HZSM-5混合催化劑，所述BF3和HZSM-5的配比為2:1.2。
[0019]所述步驟(2)中的摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑是氯化鋁與摻鎳分子篩混合而成，所述摻鎳分子篩的鎳含量為15%，所述氯化鋁與摻鎳分子篩的配比1.0。
[0020]所述步驟(I)采用金屬平板加熱，雙環(huán)戊二烯在金屬平板表面循環(huán)流通。
[0021]所述步驟(2)浸漬流通式反應(yīng)床，其反應(yīng)條件是溫度在250°C間，反應(yīng)壓力在
0.8MPa之間，反應(yīng)物/催化劑質(zhì)量空速在1.2h—1，H2與底物的摩爾比為45。
[0022]實(shí)施例2
[0023]—種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其步驟如下:
[0024](I)雙環(huán)戊二烯在低較熱下，以％作為加壓保護(hù)氣，進(jìn)行重復(fù)循環(huán)的混流反應(yīng)，反應(yīng)物發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)制取碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物；
[0025](2)采用負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑和摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑對(duì)通過(guò)減壓蒸餾純化后的碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物直接加氫脫氧以及異構(gòu)化，從而獲得碳數(shù)為1和15的具有高密度和體積熱值的多環(huán)烴類(lèi)液體燃料。
[0026]所述步驟(2)中的負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑采用BF3和HZSM-5混合催化劑，所述BF3和HZSM-5的配比為2:1.5。
[0027]所述步驟(2)中的摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑是氯化鋁與摻鎳分子篩混合而成，所述摻鎳分子篩的鎳含量為23%，所述氯化鋁與摻鎳分子篩的配比2.1。
[0028]所述步驟(I)采用金屬平板加熱，雙環(huán)戊二烯在金屬平板表面循環(huán)流通。
[0029]所述步驟(2)浸漬流通式反應(yīng)床，其反應(yīng)條件是溫度在360°C間，反應(yīng)壓力在
5.0MPa之間，反應(yīng)物/催化劑質(zhì)量空速在8.0h—1，H2與底物的摩爾比為700。
[0030]實(shí)施例3
[0031 ] 一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其步驟如下:
[0032](I)雙環(huán)戊二烯在低較熱下，以％作為加壓保護(hù)氣，進(jìn)行重復(fù)循環(huán)的混流反應(yīng)，反應(yīng)物發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)制取碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物；
[0033](2)采用負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑和摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑對(duì)通過(guò)減壓蒸餾純化后的碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物直接加氫脫氧以及異構(gòu)化，從而獲得碳數(shù)為1和15的具有高密度和體積熱值的多環(huán)烴類(lèi)液體燃料。
[0034]所述步驟(2)中的負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑采用BF3和HZSM-5混合催化劑，所述BF3和HZSM-5的配比為2:1.3。
[0035]所述步驟(2)中的摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑是氯化鋁與摻鎳分子篩混合而成，所述摻鎳分子篩的鎳含量為19%，所述氯化鋁與摻鎳分子篩的配比1.5。
[0036]所述步驟(I)采用金屬平板加熱，雙環(huán)戊二烯在金屬平板表面循環(huán)流通。
[0037]所述步驟(2)浸漬流通式反應(yīng)床，其反應(yīng)條件是溫度在310°C間，反應(yīng)壓力在
2.9MPa之間，反應(yīng)物/催化劑質(zhì)量空速在4.6h—1，H2與底物的摩爾比為375。
[0038]實(shí)施例1-3中，雙環(huán)戊二烯能夠高收率的獲得ClO雙環(huán)和C15多環(huán)烴類(lèi)化合物。因其具有高密度、高體積熱值的特點(diǎn)(C10:0.92g/cm3,41.3MJ/L; C15:1.12g/cm3，45.5MJ/L)，達(dá)到高密度燃料大于0.9g/cm3的要求，它們可以作為新型的液體碳?xì)淙剂现苯佑糜诨蛞砸欢ū壤砑釉诂F(xiàn)有航空煤油中使用。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的一實(shí)施例，并不限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其特征在于，其步驟如下: (1)雙環(huán)戊二烯在低較熱下，以他作為加壓保護(hù)氣，進(jìn)行重復(fù)循環(huán)的混流反應(yīng)，反應(yīng)物發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)制取碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物； (2)采用負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑和摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑對(duì)通過(guò)減壓蒸餾純化后的碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物直接加氫脫氧以及異構(gòu)化，從而獲得碳數(shù)為1和15的具有高密度和體積熱值的多環(huán)烴類(lèi)液體燃料。2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其特征在于，所述步驟(2)中的負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑采用BF3和HZSM-5混合催化劑，所述BF3和HZSM-5的配比為 2:1.2-1.5。3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其特征在于，所述步驟(2)中的摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑是氯化鋁與摻鎳分子篩混合而成，所述摻鎳分子篩的鎳含量為15-23%，所述氯化鋁與摻鎳分子篩的配比不大于2.1。4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其特征在于，所述步驟(I)采用金屬平板加熱，雙環(huán)戊二烯在金屬平板表面循環(huán)流通。5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，其特征在于，所述步驟(2)浸漬流通式反應(yīng)床，其反應(yīng)條件是溫度在250-360°C間，反應(yīng)壓力在0.8-5.0MPa之間，反應(yīng)物/催化劑質(zhì)量空速在1.2-8.0h—1，H2與底物的摩爾比為45-700。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高密度烴類(lèi)軍用燃料的合成方法，該方法所獲得的液體燃料可以用于各類(lèi)航空飛行器或作為添加劑提高航空燃料的燃燒性能；本方法步驟如下：(1)雙環(huán)戊二烯在低較熱下，以N2作為加壓保護(hù)氣，進(jìn)行重復(fù)循環(huán)的混流反應(yīng)，反應(yīng)物發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)制取碳數(shù)為10和15的環(huán)狀不飽和有機(jī)化合物；(2)采用負(fù)載型混合無(wú)機(jī)加氫催化劑和摻雜式分子篩復(fù)合異構(gòu)化催化劑直接加氫脫氧以及異構(gòu)化，從而獲得具有高密度和體積熱值的多環(huán)烴類(lèi)液體燃料。這些燃料具有較高密度能有效提高飛行器攜帶能量，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗比，滿(mǎn)足高航速、大載荷、遠(yuǎn)射程的要求。
【IPC分類(lèi)】C10G67/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105567318
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610021237
【發(fā)明人】車(chē)春玲
【申請(qǐng)人】山東聯(lián)星能源集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日