1.本发明属于燃料技术领域,具体涉及一种100号超低铅航空汽油及其制备方法。
背景技术:2.航空汽油是用作活塞式航空发动机燃料的石油产品,具有足够低的结晶点和较高的发热量,良好的蒸发性和足够的抗爆性。随着我国通用航空业的快速发展,航空汽油作为航空燃料的重要组成部分也在不断发展进步。四乙基铅是一种广泛使用的汽油添加剂,它可以使汽油增加抗爆能力,从而提高汽油的功效。但同时,四乙基铅也是一种剧毒物质,会对人们的身体健康带来威胁,也会破坏环境。
3.鉴于含铅航空汽油燃烧造成铅排放日益增大,越来越多的国家开始关注无铅航空汽油。但由于无铅航空汽油满足不了发动机辛烷值的要求,且会对发动机造成一定的危害,faa于2010年提出的用于替代含铅航空汽油的活塞航空燃料计划至今未能成功。目前国内的100ll号航空汽油(100号低铅航空汽油)所含的铅含量为0.53ml/l,铅含量仍然较高。
4.cn104593101 b公开了一种高辛烷值无铅航空汽油及其制备方法,提出了无铅航空汽油的组成为:按体积计,5%
‑
20%的mon为至少107的甲苯,2%
‑
10%的苯胺,35%
‑
65%的烷基化物或烷基化物共混物,5%
‑
20%的碳酸二乙酯和至少8%的异戊烷。该航空汽油调合组分中含有芳胺,芳胺虽然能够满足汽油抗爆剂性能的要求,却对发动机阀座等零部件金属材料有更严重的磨损,且会使部分橡胶零件或密封垫的寿命缩短、密封性变差。而且芳胺经燃烧后会产生氮氧化合物,其对环境的损害作用极大,它是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质。
5.因此,本领域需要一种不含芳胺抗爆剂的100号超低铅航空汽油。
技术实现要素:6.有鉴于现有技术存在的上述问题,本发明提供一种航空汽油组合物,该航空汽油组合物在满足astm
‑
d910标准对于100ll号航空汽油抗爆性、蒸发性、低温流动性及安定性等各项指标要求的同时,四乙基铅含量低,对环境友好,并且其制备过程简单,极易实施。
7.具体而言,本发明的一个方面提供一种航空汽油组合物,所述航空汽油组合物含有基础油和添加剂,所述基础油含有调合组合a、调合组分b和调合组分c;以所述基础油总重计,所述基础油包括65
‑
75重量%的所述调合组分a、10
‑
20重量%的所述调合组分b和15
‑
25重量%的所述调合组分c;
8.其中,以调合组分a总重计,所述调合组分a含有2
‑
9重量%的c4烷烃、3
‑
6重量%的c5烷烃、4
‑
8重量%的c6烷烃、20
‑
30重量%的c7烷烃、55
‑
68重量%的c8烷烃和0.55
‑
2.3重量%的c9烷烃;
9.以调合组分b总重计,所述调合组分b含有选自间二甲苯和对二甲苯中的一者或两者,间二甲苯和对二甲苯的总含量为94重量%以上;
10.以调合组分c总重计,所述调合组分c含有0.5
‑
4.5重量%的c4烷烃、43
‑
72重量%
的c5烷烃、24
‑
54重量%的c6烷烃和0.05
‑
0.5重量%的c7烷烃。
11.在一个或多个实施方案中,所述调合组分a的含量为65
‑
70重量%。
12.在一个或多个实施方案中,所述调合组分b的含量为10
‑
15重量%。
13.在一个或多个实施方案中,所述调合组分c的含量为15
‑
20重量%。
14.在一个或多个实施方案中,所述调合组分a的初馏点为23
‑
50℃,终馏点为140
‑
148℃;优选地,所述调合组分a的初馏点为40
‑
48℃,终馏点为142
‑
148℃。
15.在一个或多个实施方案中,以调合组分a总重计,所述调合组分a含有4
‑
8重量%的c4烷烃、3
‑
5重量%的c5烷烃、4.5
‑
7.5重量%的c6烷烃、21
‑
25重量%的c7烷烃、56
‑
63重量%的c8烷烃和0.6
‑
2重量%的c9烷烃。
16.在一个或多个实施方案中,所述调合组分b的初馏点为135
‑
138℃,终馏点为139
‑
144℃。
17.在一个或多个实施方案中,以调合组分b总重计,所述调合组分b含有0
‑
2重量%的非芳香烃。
18.在一个或多个实施方案中,所述调合组分c的初馏点为25
‑
30℃,终馏点为60
‑
68℃。
19.在一个或多个实施方案中,以调合组分c总重计,所述调合组分c含有3
‑
4.5重量%的c4烷烃、68
‑
72重量%的c5烷烃、24
‑
30重量%的c6烷烃和0.1
‑
0.5重量%的c7烷烃。
20.在一个或多个实施方案中,所述添加剂包括四乙基铅,优选地,以基础油的总体积计,四乙基铅的添加量不超过0.45ml/l,例如0.27
‑
0.43ml/l。
21.在一个或多个实施方案中,所述添加剂不包括芳胺抗爆剂和甲基叔丁基醚。
22.在一个或多个实施方案中,所述添加剂包括选自抗氧剂、防冰剂、抗静电剂、防腐蚀剂和染料中的一种或多种。
23.在一个或多个实施方案中,所述航空汽油组合物的马达法辛烷值不小于99.6。
24.在一个或多个实施方案中,所述航空汽油组合物的马达法辛烷值为100
‑
102.5。
25.本发明的另一个方面提供制备本文任一实施方案所述的航空汽油组合物的方法,所述方法包括混合所述航空汽油组合物的各组分的步骤。
26.在一个或多个实施方案中,所述方法包括:对c4烯烃和异丁烷的烷基化反应产物进行蒸馏,获取初馏点为23
‑
50℃、终馏点为140
‑
148℃的组分作为调合组分a。
27.在一个或多个实施方案中,,烷基化反应的温度为4
‑
10℃,压力为0.4
‑
0.45mpa,异丁烷与c4烯烃的摩尔比为8
‑
12:1。
28.在一个或多个实施方案中,使用蒸馏塔对c4烯烃和异丁烷的烷基化反应产物进行蒸馏,所述蒸馏的条件包括:蒸馏塔塔底温度为135
‑
146℃,塔底压力为0.45
‑
0.55mpa,塔顶温度为50
‑
56℃,塔顶压力为0.43
‑
0.52mpa。
29.在一个或多个实施方案中,从蒸馏塔侧线抽出或从蒸馏塔塔底油中切割初馏点为23
‑
50℃、终馏点为140
‑
148℃的组分作为调合组分a。
30.本发明的另一个方面提供一种烷烃组合物,以烷烃组合物总重计,所述烷烃组合物含有2
‑
9重量%的c4烷烃、3
‑
6重量%的c5烷烃、4
‑
8重量%的c6烷烃、20
‑
30重量%的c7烷烃、55
‑
68重量%的c8烷烃和0.55
‑
2.3重量%的c9烷烃。
31.在一个或多个实施方案中,所述烷烃组合物的初馏点为23
‑
50℃,终馏点为140
‑
148℃。
32.在一个或多个实施方案中,以烷烃组合物总重计,所述烷烃组合物含有4
‑
8重量%的c4烷烃、3
‑
5重量%的c5烷烃、4.5
‑
7.5重量%的c6烷烃、21
‑
25重量%的c7烷烃、56
‑
63重量%的c8烷烃和0.6
‑
2重量%的c9烷烃。
33.在一个或多个实施方案中,所述烷烃组合物的初馏点为40
‑
48℃,终馏点为142
‑
148℃。
34.本发明还提供制备本文任一实施方案所述的烷烃组合物的方法,所述方法包括:对c4烯烃和异丁烷的烷基化反应产物进行蒸馏,获取初馏点为23
‑
50℃、终馏点为140
‑
148℃的组分。
35.在一个或多个实施方案中,烷基化反应的温度为4
‑
10℃,压力为0.4
‑
0.45mpa,异丁烷与c4烯烃的摩尔比为8
‑
12:1。
36.在一个或多个实施方案中,使用蒸馏塔对c4烯烃和异丁烷的烷基化反应产物进行蒸馏,所述蒸馏的条件包括:蒸馏塔塔底温度为135
‑
146℃,塔底压力为0.45
‑
0.55mpa,塔顶温度为50
‑
56℃,塔顶压力为0.43
‑
0.52mpa。
37.在一个或多个实施方案中,从蒸馏塔侧线抽出或从蒸馏塔塔底油中切割初馏点为23
‑
50℃、终馏点为140
‑
148℃的组分。
38.本发明的另一个方面提供本文任一实施方案所述的烷烃组合物在制备航空汽油中的用途;优选地,所述航空汽油中四乙基铅的含量不超过0.45ml/l。
具体实施方式
39.使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果,以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明,否则文中使用的所有技术及科学上的字词,均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义,当有冲突情形时,应以本说明书的定义为准。
40.本文描述和公开的理论或机制,无论是对或错,均不应以任何方式限制本发明的范围,即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
41.本文中,“包含”、“包括”、“含有”、“具有”以及类似的用语涵盖了“基本由
……
组成”和“由
……
组成”的意思,例如,当本文公开了“a包含b和c”时,“a由b和c组成”应当认为已被本文所公开。
42.在本文中,所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此,数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
43.本文中,当描述实施方案或实施例时,应理解,其并非用来将本发明限定于这些实施方案或实施例。相反地,本发明所描述的方法及材料的所有的替代物、改良物及均等物,均可涵盖于权利要求书所限定的范围内。
44.应理解,在本发明范围中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成优选的技术方案。
45.本发明中,烷基化是指烷基由一个分子转移到另一个分子的过程,是向化合物分子中引入烷基的反应。
46.本发明中,组合物中所有组分的百分含量之和等于100%。
47.本发明中,化合物前标注的“c+数字”表示该化合物所含的碳原子数,例如c4烷烃表示含有四个碳原子的烷烃,c4烯烃表示含有四个碳原子的烯烃,c7芳烃表示含有七个碳原子的芳烃,依次类推。
48.本发明中,马达法辛烷值的测定方法按照gb_t503
‑
2016汽油辛烷值的测定进行。
49.本发明提供一种可作为100号超低铅航空汽油的航空汽油组合物,该航空汽油组合物含有基础油和添加剂。可以理解的是,本发明中,基础油是指航空汽油组合物中的烃类物质。本发明中,100号航空汽油表示航空汽油的辛烷值在99.6以上。超低铅表示相对于基础油的总体积,航空汽油的四乙基铅含量不超过0.45ml/l。
50.在一些实施方案中,以基础油的总重计,本发明的航空汽油组合物中的基础油包含:3.4
‑
6重量%、优选3.6
‑
5.8重量%的c4烷烃,15.8
‑
16.9重量%、优选16
‑
16.7重量%的c5烷烃,8.3
‑
9.9重量%、优选8.5
‑
9.7重量%的c6烷烃,14.3
‑
16.6重量%、优选14.5
‑
16.4重量%的c7烷烃,37.5
‑
41.8重量%、优选37.7
‑
41.6重量%、更优选37.9
‑
41.4重量%的c8烷烃,0.3
‑
1.4重量%、优选0.5
‑
1.2重量%的c9烷烃,11.2
‑
14.5重量%、优选11.4
‑
14.3重量%的c8芳烃,和可能存在的杂质。优选地,本发明的航空汽油组合物的基础油中的c8芳烃的主要成分为选自对二甲苯和间二甲苯中的一种或多种,例如c8芳烃中的80重量%以上、90重量%以上或95重量%以上为选自对二甲苯和间二甲苯中的一种或两种。
51.本发明的航空汽油组合物中的基础油包括调合组分a、调合组分b和调合组分c。
52.调合组分a含有2
‑
9重量%的c4烷烃、3
‑
6重量%的c5烷烃、4
‑
8重量%的c6烷烃、20
‑
30重量%的c7烷烃、55
‑
68重量%的c8烷烃和0.55
‑
2.3重量%的c9烷烃,或由这些组分组成。
53.调合组分a中,c4烷烃的含量优选为4
‑
8重量%,例如可以为4.56重量%、5.37重量%、6.02重量%、6.73重量%或7.69重量%。c5烷烃的含量优选为3
‑
5重量%,例如可以为3.77重量%、3.9重量%、4.02重量%、4.13重量%或4.61重量%。c6烷烃的含量优选为4.5
‑
7.5重量%,例如可以为5.17重量%、6.02重量%、6.58重量%、6.61重量%或6.88重量%。c7烷烃的含量优选为21
‑
25重量%,例如可以为22.37重量%、23.01重量%、23.06重量%、23.39重量%或24.01重量%。c8烷烃的含量优选为56
‑
63重量%,例如可以为58.36重量%、58.37重量%、58.92重量%、59.01重量%或60.8重量%。c9烷烃的含量优选为0.6
‑
2重量%,例如可以为0.92重量%、1.07重量%、1.35重量%、1.6重量%或1.7重量%。
54.在一些实施方案中,调合组分a的初馏点为23
‑
50℃,终馏点为140
‑
148℃。优选地,调合组分a的初馏点为40
‑
48℃或42
‑
46℃,例如43.21℃、43.67℃、44.03℃、44.21℃或45.23℃。优选地,调合组分a的终馏点为142
‑
148℃或144
‑
148℃,例如144.31℃、146.95℃、147.21℃、147.23℃或147.81℃。调合组分a的10%馏出温度可以为65
‑
80℃、例如70
‑
75℃,50%馏出温度可以为105
‑
112℃、例如107
‑
110℃,90%馏出温度可以为110
‑
120℃、例如110
‑
116℃。本发明中,“馏程为a
‑
b℃”表示初馏点为a℃,终馏点为b℃。
55.在一些实施方案中,调合组分a含有4.13
‑
8.96重量%的c4烷烃、3.71
‑
4.68重量%的c5烷烃、4.12
‑
7.13重量%的c6烷烃、21.36
‑
29.47重量%的c7烷烃、56.70
‑
66.36重量%的c8烷烃和0.61
‑
1.98重量%的c9烷烃,且调合组分a的初馏点为23
‑
50℃,终馏点为140
‑
148℃。在一些实施方案中,调合组分a含有4.56
‑
7.69重量%的c4烷烃、3.77
‑
4.61重量%的
c5烷烃、5.17
‑
6.88重量%的c6烷烃、22.37
‑
24.01重量%的c7烷烃、58.36
‑
60.8重量%的c8烷烃和0.92
‑
1.7重量%的c9烷烃,且调合组分a的初馏点为23
‑
50℃,终馏点为140
‑
148℃。
56.通过对c4烯烃和异丁烷进行烷基化反应得到的烷基化反应产物进行蒸馏获取具有目标初馏点和终馏点的组分可以得到调合组分a。烷基化反应的温度可以为4
‑
10℃,压力可以为0.4
‑
0.45mpa,异丁烷与c4烯烃的摩尔比(烷烯比)可以为8
‑
12:1。烷基化反应在催化剂存在下进行,催化剂可以是酸,例如磺酸、氢氟酸、浓硫酸。催化剂与c4烯烃的摩尔比(酸烯比)可以为1
‑
1.2:1。在一些实施方案中,烷基化反应的温度为约7℃,压力为约0.43mpa,催化剂为氢氟酸,烷烯比为约10:1。对烷基化反应产物进行蒸馏可以在蒸馏塔中进行。蒸馏的条件可以是:蒸馏塔塔底温度为135
‑
146℃,塔底压力为0.45
‑
0.55mpa,塔顶温度为50
‑
56℃,塔顶压力为0.43
‑
0.52mpa。在一些实施方案中,蒸馏塔塔底温度为约138℃,塔底压力为约0.5mpa,塔顶温度为约53℃,塔顶压力为约0.5mpa。获取具有目标初馏点和终馏点的组分的方式不受特别限制,例如,可以从蒸馏塔的侧线抽出或从蒸馏塔的塔底切割出具有目标初馏点和终馏点的组分,抽出和切割的方法是本领域常规的。
57.本发明的发明人发现,对烷基化反应产物蒸馏获得的初馏点为23
‑
50℃、终馏点为140
‑
148℃的调合组分a,不仅去除了馏程为160℃以上的高碳化合物,保留了可以贡献较高辛烷值的55
‑
68重量%的c8烷烃,同时含有c4、c5等较轻的组分,其辛烷值、馏程和饱和蒸气压数据在astm
‑
d910标准对于100号超低铅(100vll号)航空汽油的要求附近,适合作为航空汽油的主体成分。本发明的航空汽油组合物中,调合组分a占到基础油的65
‑
75重量%,优选65
‑
70重量%。因此,本发明也包括作为一种烷烃组合物的调合组分a及其在制备航空汽油、特别是低铅航空汽油、例如100vll号航空汽油中的应用,所述航空汽油优选包含50重量%以上、例如65重量%以上、70重量%、75重量%的调合组分a。
58.本发明中,基础油还包括调合组分b和调合组分c,以进一步调整航空汽油的馏程和饱和蒸气压,使之满足航空汽油标准astm
‑
d910相关指标要求。调合组合b的辛烷值和馏程较高,饱和蒸气压低,该组分的加入量对基础油辛烷值的提高幅度有较大影响。调合组分c的辛烷值和馏程较低、蒸气压高,主要用于调节基础油的饱和蒸气压和馏程以使其符合标准。
59.调合组分b含有选自间二甲苯和对二甲苯中的一者或两者,间二甲苯和对二甲苯的总含量为94重量%以上。可以理解的是,本文中,调合组分b中间二甲苯和对二甲苯的总含量是指,当调合组分b仅含有间二甲苯或对二甲苯时间二甲苯或对二甲苯的含量,或者当调合组分b含有间二甲苯和对二甲苯两者时间二甲苯和对二甲苯的含量之和。调合组分b可以从市售途径购得,例如可以是市售的间二甲苯产品或对二甲苯产品,也可以是本领域各种常规工艺的产物,只要满足上述要求即可。在一些实施方案中,调合组分b为对二甲苯装置生产的对二甲苯调合组分。所述对二甲苯装置生产的对二甲苯调合组分是指将催化重整油经抽提制得的对二甲苯。可以理解的是,调合组分b可以包含少量、例如6重量%以下的杂质,例如非芳香烃、邻二甲苯、甲苯等。非芳香烃的含量通常在2重量%以下、例如1.5重量%以下。邻二甲苯的含量通常在1.5重量%以下。甲苯的含量通常在1.5重量以下。
60.在一些实施方案中,调合组分b为调合组分b1,其含有94
‑
97重量%的对二甲苯,还可能含有0
‑
1.5重量%的甲苯、0
‑
1.5重量%邻二甲苯、0
‑
1.5重量%的非芳烃和/或0
‑
1.5重量%的间二甲苯。在一些实施方案中,调合组分b为调合组分b2,其含有94
‑
97重量%的间二
甲苯,还可能还有0
‑
1.5重量%的甲苯、0
‑
1.5重量%邻二甲苯、0
‑
1.5重量%的非芳烃和/或0
‑
1.5重量%的对二甲苯。在一些实施方案中,调合组分b为调合组分b1和调合组分b2的组合,两者的质量比不受特别限制,例如可以为1:2到2:1。
61.本发明通过添加适量的调合组分b调节航空汽油饱和蒸气压在期望范围内,而且调合组分b可以贡献辛烷值,提高航空汽油的抗爆性。本发明的航空汽油组合物中,调合组分b占到基础油的10
‑
20重量%,例如12重量%、15重量%。
62.调合组分c含有0.5
‑
4.5重量%的c4烷烃、43
‑
72重量%的c5烷烃、24
‑
54重量%的c6烷烃和0.05
‑
0.5重量%的c7烷烃,或由这些成分组成。调合组分c中,c4烷烃的含量优选为3
‑
4.5重量份,例如可以为3.5重量%、3.8重量%、3.9重量%或4.5重量%。c5烷烃的含量优选为68
‑
72重量%,例如可以为69.1重量%、69.4重量%、70重量%、70.5重量%或71.2重量%。c6烷烃的含量优选为24
‑
30重量%,例如可以为24.9重量%、25.1重量%、26重量%、26.1重量%或26.9重量%。c7烷烃的含量优选为0.1
‑
0.5重量%,例如可以为0.1重量%、0.2重量%或0.5重量%。调合组分c的初馏点优选为25
‑
30℃、例如25
‑
28℃,终馏点优选为60
‑
68℃、例如63
‑
68℃。
63.调合组分c可以从市售途径购得,例如可以是轻石脑油,也可以来自本领域常用于制备轻石脑油的各种工艺,只要满足上述要求即可,例如可以是加氢裂化装置生产的轻石脑油,也可以是常减压蒸馏装置的常减压初顶油,也可以是常减压蒸馏装置的常减压常顶油。加氢裂化装置生产的轻石脑油是重质原料在催化剂和氢气存在下经过加氢裂化反应制得的轻石脑油。常减压初顶油是常减压装置中原油经过一次换热进入电脱盐罐,经过二次换热进入初馏塔分离后从塔顶馏出的油品。常减压常顶油是常减压装置中自初馏塔进入常压分馏塔经精馏后从塔顶馏出的油品。在一些实施方案中,调合组分b为加氢裂化装置生产的轻石脑油或加氢裂化装置轻石脑油精制调合组分。在一些实施方案中,调合组分b为常减压常顶油。
64.本发明通过添加适量的调合组分c进一步调节航空汽油的馏程。本发明的航空汽油组合物中,调合组分c占到基础油的15
‑
25重量%,例如18重量%、20重量%。
65.本发明的航空汽油组合物中,基础油包括65
‑
75重量%的所述调合组分a、10
‑
20重量%的所述调合组分b和15
‑
25重量%的所述调合组分c,或由这些成分组成。在一些实施方案中,基础油包括65
‑
70重量%的调合组分a、10
‑
15重量%的调合组分b和15
‑
20重量%的调合组分c,或由这些成分组成。
66.本发明的航空汽油组合物中的添加剂包括四乙基铅。以基础油的总体积计,四乙基铅的添加量不超过0.45ml/l、优选不超过0.43ml/l,例如0.27
‑
0.43ml/l。本发明的航空汽油组合物的四乙基铅含量显著低于astm
‑
d910标准对于100ll号航空汽油中四乙基铅含量的限制要求。
67.本发明的航空汽油组合物中,四乙基铅的含量可以根据基础油的马达法辛烷值来确定,即为了使航空汽油组合物的马达法辛烷值达到目标值,基础油所贡献的马达法辛烷值越高,所需添加的四乙基铅可以越少。本发明通过控制调合组分a的高辛烷值成分、选取较高辛烷值的调合组分b以及采用前述基础油的各组分及其配比将基础油的马达法辛烷值控制在较高水平,因此,本发明仅需添加极少量(不超过0.45ml/l)的四乙基铅就能使航空汽油组合物的马达法辛烷值达到100号航空汽油的要求。在一些实施方案中,以基础油总体
积计,航空汽油组合物的四乙基铅含量为0.27
‑
0.43gml/l。
68.本发明的航空汽油组合物中的添加剂还可以包括本领域常用于满足和提高航空汽油性能的添加剂,例如选自抗氧剂、防冰剂、抗静电剂、防腐蚀剂和染料等中的一种或多种。
69.适用于本发明的抗氧剂可以为本领域常规的各种抗氧剂,例如可以选自2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲酚、2,4
‑
二甲基
‑6‑
叔丁基酚、2,6
‑
二叔丁基酚、n,n
’‑
二丙基
‑
对苯二胺、n,n
’‑
二仲丁基
‑
对苯二胺等中的一种或多种,优选为选自2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲酚、2,4
‑
二甲基
‑6‑
叔丁基酚和2,6
‑
二叔丁基酚中的一种或多种。在一些实施方案中,抗氧剂为2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲酚。以基础油的总体积计,抗氧剂的含量不超过12mg/l,优选为10
‑
12mg/l。
70.适用于本发明的防冰剂可以为本领域常规的各种防冰剂,例如可以选自异丙醇、二乙二醇单甲醚等中的一种或多种。在一些实施方案中,防冰剂为二乙二醇单甲醚。防冰剂在航空汽油组合物中的添加量可以为本领域常规的添加量。在一些实施方案中,以基础油的总体积计,防冰剂的添加量为0.1
‑
0.15体积%、例如0.12体积%。
71.适用于本发明的抗静电剂可以为本领域常规的各种抗静电剂,例如可以为商购品stadis 450(octel america inc,newark,de 19702)。以基础油的总体积计,抗静电剂的添加量一般不超过3mg/l、例如2mg/l,但当燃料的导电率下降需要进一步添加抗静电剂时,可以继续添加,但累计总量不能超过5mg/l。
72.适用于本发明的防腐蚀剂可以为本领域常规的各种防腐蚀剂,其在航空汽油组合物中的添加量可以按照本领域常规的要求进行添加。防腐剂的实例包括dci
‑
4a(innospec公司)。在一些实施方案中,以基础油的总体积计,防腐剂的添加量为10
‑
30mg/m3、例如20mg/m3。
73.另外,为便于对航空汽油组合物的等级进行快速区分,航空汽油组合物还可以含有染料。所述染料的颜色根据航空汽油的等级进行选择。例如,80号航空汽油的颜色为红色,91号航空汽油的颜色为褐色,ul91号航空汽油的颜色为无色,100号航空汽油的颜色为绿色,100ll号航空汽油的颜色为蓝色。本发明的航空汽油组合物符合100ll号航空汽油的标准。因此,在一些实施方案中,添加剂包括蓝色染料、例如1,4
‑
二烷基氨基恩醌,以基础油的总体积计,蓝色染料的含量优选不大于2.7mg/l、例如2.3mg/l。
74.在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物不包含或基本不包含芳胺抗爆剂。本文中,“基本不包含”指的是不故意或不特地向航空汽油组合物中添加某些物质。芳胺抗爆剂的实例包括苯胺、n
‑
甲基苯胺和间甲苯胺。在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物不包含或基本不包含芳胺类化合物。一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物不包含或基本不包含甲基叔丁醚。在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物不包含或基本不包含烷基醚抗爆剂。烷基醚抗爆剂的实例包括甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、甲基叔戊基醚和二异丙基醚。
75.本发明的航空汽油组合物可以通过混合航空汽油组合物的各组分而制得,其中,航空汽油组合物的各组分及其含量要求如前文所述。混合各组分的顺序不受特别限制,只要混合充分即可。例如,可以先将基础油的各组分混合均匀后再加入添加剂进行混合,也先将一部分基础油与添加剂混合均匀后再加入其余部分的基础油。本发明中,优选地,将基础油的各组分混合均匀后,再加入添加剂进行混匀。
76.在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物的制备方法还包括获取调合组分a的步骤。获取调合组分a的步骤可以是:对c4烯烃和异丁烷的烷基化反应产物进行蒸馏,获取初馏点和终馏点满足前述调合组分a要求的油品作为调合组分a。该油品的组成和馏程能够满足前文所述的相关要求。烷基化反应的温度可以为4
‑
10℃,压力可以为0.4
‑
0.45mpa,异丁烷与c4烯烃的摩尔比(烷烯比)可以为8
‑
12:1。烷基化反应在催化剂存在下进行。催化剂可以是酸,例如可以选自磺酸、氢氟酸、浓硫酸中的一种或多种。催化剂与c4烯烃的摩尔比(酸烯比)可以为1
‑
1.2:1。蒸馏可以在蒸馏塔中进行。蒸馏的条件可以是:蒸馏塔塔底温度为135
‑
146℃,塔底压力为0.45
‑
0.55mpa,塔顶温度为50
‑
56℃,塔顶压力为0.43
‑
0.52mpa。获取具有目标初馏点和终馏点的组分的方式不受特别限制,例如,可以从蒸馏塔的侧线抽出或从蒸馏塔的塔底切割出具有目标初馏点和终馏点的组分。抽出和切割可以采用本领域的常规方法进行。
77.本发明的航空汽油组合物的各项参数满足astm
‑
d910标准对于100ll号航空汽油的要求。本发明的航空汽油组合物的马达法辛烷值不小于99.6、例如为99.6
‑
102.5、100
‑
102.5、100.3
‑
102.1,满足抗爆性要求。本发明的航空汽油组合物的雷德蒸气压在38
‑
48kpa之间,满足蒸发性要求。本发明的航空汽油组合物的潜在胶质不大于6mg/100ml,显见铅沉淀不大于3mg/100ml,满足安定性要求。
78.在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物的初馏点为40
‑
55℃、例如42
‑
54℃,终馏点为130
‑
150℃、例如138
‑
145℃。在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物的净热值≥43mj/kg、例如≥43.8mj/kg。在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物的密度为700
‑
711kg/m3。在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物的硫含量≤0.003%、例如≤0.0025%。在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物的冰点为约
‑
58℃。在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物的铜片腐蚀(2h,100℃)为约1。在一些实施方案中,本发明的航空汽油组合物的水反应体积为0.6
‑
0.7ml。
79.本发明的航空汽油组合物辛烷值高,抗爆性能好,安全系数高,能满足航空活塞式发动机燃料对辛烷值的要求,可直接用作航空汽油,例如100vll号航空汽油,也可以与其他航空汽油调配成所需的航空汽油。
80.本发明具有以下有益效果:
81.本发明的航空汽油组合物由种类数较少的几种本领域易得的组分通过简单混合的方式调合制备而成,并且满足astm
‑
d910标准对于100ll号航空汽油的要求。该航空汽油辛烷值高,马达法辛烷值在99.6以上,蒸气压和馏程均满足要求,所需调合组分少且简单易得,制备方法简单,生产成本低。本发明的航空汽油组合物的制备方法所涉及的固定投资少,生产成本低,特别是对炼油企业来说,改造方便,容易实施。
82.本发明的航空汽油组合物的四乙基铅含量低,辛烷值高,抗爆性能好,安全系数高,可作为一种超低铅航空汽油,能满足航空活塞式发动机燃料对辛烷值的要求,且对环境污染小。本发明的航空汽油组合物芳烃含量低,可以降低燃烧时产生的污染,有利于环保。优选地,本发明的航空汽油组合物能够在不添加芳胺抗爆剂、甲基叔丁基醚、芳胺类化合物和/或烷基醚抗爆剂、仅添加超低量四乙基铅的情况下满足抗爆性要求,对环境污染小,对人类健康友好。
83.下文将以具体实施例的方式阐述本发明。应理解,这些实施例仅仅是阐述性的,并
[0119][0120]
表3
‑4[0121][0122][0123]
实施例4
[0124]
将65质量%的烷基化油改质油(其性质见表4
‑
1)、20质量%的加氢裂化装置生产的轻石脑油(其性质见表4
‑
2)、7.5质量%的间二甲苯(其性质见表4
‑
3)及7.5质量%的对二甲苯(其性质见表4
‑
4)混合,加入0.4ml/l的四乙基铅,再按表1
‑
4加入其他各项添加剂,调和均匀后,得到航空汽油,该航空汽油的性质如下表4
‑
5所示。
[0125]
表4
‑1[0126]
[0127]
表4
‑2[0128][0129]
表4
‑3[0130][0131]
表4
‑4[0132][0133]
表4
‑5[0134]
[0146][0147]
表5
‑5[0148][0149]
由以上实施例结果可以看出,将烷基化油改质油、轻石脑油、二甲苯调合组分等本领域容易获取的各种组分混合均匀后加入四乙基铅、抗冰剂、防腐剂等添加剂即可成功调和得到航空汽油。本发明的航空汽油铅含量较100ll号航空汽油低,对环境友好,对人体伤害小。
[0150]
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。