一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新燃料技术领域，具体涉及一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法。
【背景技术】
[0002]冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的尖端航空科学技术。冲压发动机的核心要素之一即是装填能够满足现代需求的高能量密度燃料。
[0003]早在上世纪50年代和60年代初，美国和俄罗斯就已开始超音速和超燃冲压发动机的研究。随着发动机研究的进一步发展，飞行器的速度进一步加快，所有部件的热负荷都急剧的增加，对所使用的燃料系统提出了更高的要求。高超音速飞行器是现代航运、现代军事装备的关键组成，其研制已成为当今航空航天领域发展的热点，广泛引起欧、美、俄罗斯等国的高度重视。为满足飞行器高航速、远航程的需求，要求利用具有高密度、高体积热值、高安定性的燃料技术和高效飞行器冷却技术(在高超音速飞行时大量的气动热可能使飞行器表面温度高于材料的承受能力)。从飞行器一体化设计角度出发，吸热型燃料(既是燃料又是冷却剂)是最经济和最有效的吸热源。因此，开发具有高体积热值、高安定性能的吸热型燃料及其相关技术成为世界各国广泛关注的重点，其性能改进和提高都深刻影响飞行器系统的发展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，本发明提供的方法原料来源广泛，方法原理简单，转化率高，产物纯度高。
[0005]—种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其步骤如下:
[0006](I)将混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂分别铺设在反应器底部，混合氧化剂在下，骨架镍催化剂在上，在常压下通入出和他混合气对催化剂进行还原；
[0007](2)催化剂还原完成后，通入甲基环乙烷与十氢化萘混合物，将催化剂浸没，采用梯度升温的方式进行催化反应；
[0008](3)反应后进行减压蒸馏处理，将未反应的混合物去除，得到吸热型高密度燃料。
[0009]所述H2和N2的配比为0.15-0.3。
[0010]所述混合氧化物催化剂以氧化铜为活性组份，氧化锌为助催化剂，氧化铝为载体，结构呈发泡体状，所述氧化铜与氧化锌的比例为5:1-1.5。
[0011]所述甲基环乙烷与十氢化萘的配比为10:3-5。
[0012]所述梯度升温的方式如下:第一阶段温度为300_450°C，压力为2.03MPa，持续时间为1min;第二阶段温度为600-680°C，压力为2.1OMPa，持续时间为60min;第一阶段到第二阶段的升温速度为30°C/min。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明采用甲基环乙烷与十氢化萘为反应原料，来源广泛;采用混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂作为裂解催化剂，具有极强的催化效果，催化效果广泛，并且催化反应彻底;采用梯度升温的方式进行反应，达到双层催化的效果，能够将催化性能进一步发;本发明提供的方法原料来源广泛，方法原理简单，转化率高，产物纯度高。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明做进一步描述:
[0015]实施例1
[0016]—种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其步骤如下:
[0017](I)将混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂分别铺设在反应器底部，混合氧化剂在下，骨架镍催化剂在上，在常压下通入出和他混合气对催化剂进行还原；
[0018](2)催化剂还原完成后，通入甲基环乙烷与十氢化萘混合物，将催化剂浸没，采用梯度升温的方式进行催化反应；
[0019](3)反应后进行减压蒸馏处理，将未反应的混合物去除，得到吸热型高密度燃料。
[0020]所述H2和N2的配比为0.15。
[0021]所述混合氧化物催化剂以氧化铜为活性组份，氧化锌为助催化剂，氧化铝为载体，结构呈发泡体状，所述氧化铜与氧化锌的比例为5:1。
[0022]所述甲基环乙烷与十氢化萘的配比为10:3。
[0023]所述梯度升温的方式如下:第一阶段温度为300°C，压力为2.03MPa，持续时间为1min;第二阶段温度为600°C，压力为2.1010^，持续时间为60!^11;第一阶段到第二阶段的升温速度为30°C/min。
[0024]本发明原材料具有95%的转化率，裂解产物中不饱和烃较多，其中饱和烃为41%，不饱和经为53%，氢气6%。
[0025]实施例2
[0026]—种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其步骤如下:
[0027](I)将混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂分别铺设在反应器底部，混合氧化剂在下，骨架镍催化剂在上，在常压下通入出和他混合气对催化剂进行还原；
[0028](2)催化剂还原完成后，通入甲基环乙烷与十氢化萘混合物，将催化剂浸没，采用梯度升温的方式进行催化反应；
[0029](3)反应后进行减压蒸馏处理，将未反应的混合物去除，得到吸热型高密度燃料。
[0030]所述H2和N2的配比为0.15-0.3。
[0031]所述混合氧化物催化剂以氧化铜为活性组份，氧化锌为助催化剂，氧化铝为载体，结构呈发泡体状，所述氧化铜与氧化锌的比例为5:1.5。
[0032]所述甲基环乙烷与十氢化萘的配比为10:5.
[0033]所述梯度升温的方式如下:第一阶段温度为450°C，压力为2.03MPa，持续时间为1min;第二阶段温度为680°C，压力为2.1010^，持续时间为60!^11;第一阶段到第二阶段的升温速度为30°C/min。
[0034]本发明原材料具有96%的转化率，裂解产物中不饱和烃较多，其中饱和烃为44%，不饱和经为50%，氢气6%。
[0035]实施例3
[0036]—种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其步骤如下:
[0037](I)将混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂分别铺设在反应器底部，混合氧化剂在下，骨架镍催化剂在上，在常压下通入出和他混合气对催化剂进行还原；
[0038](2)催化剂还原完成后，通入甲基环乙烷与十氢化萘混合物，将催化剂浸没，采用梯度升温的方式进行催化反应；
[0039](3)反应后进行减压蒸馏处理，将未反应的混合物去除，得到吸热型高密度燃料。
[0040]所述H2和N2的配比为0.23。
[0041]所述混合氧化物催化剂以氧化铜为活性组份，氧化锌为助催化剂，氧化铝为载体，结构呈发泡体状，所述氧化铜与氧化锌的比例为5:1.2。
[0042]所述甲基环乙烷与十氢化萘的配比为10:4.
[0043]所述梯度升温的方式如下:第一阶段温度为380°C，压力为2.03MPa，持续时间为1min;第二阶段温度为667°C，压力为2.1010^，持续时间为60!^11;第一阶段到第二阶段的升温速度为30°C/min。
[0044]本发明原材料具有98%的转化率，裂解产物中不饱和烃较多，其中饱和烃为32%，不饱和经为68%，氢气10%。
[0045]以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其特征在于，其步骤如下: (1)将混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂分别铺设在反应器底部，混合氧化剂在下，骨架镍催化剂在上，在常压下通入出和他混合气对催化剂进行还原； (2)催化剂还原完成后，通入甲基环乙烷与十氢化萘混合物，将催化剂浸没，采用梯度升温的方式进行催化反应； (3)反应后进行减压蒸馏处理，将未反应的混合物去除，得到吸热型高密度燃料。2.根据权利要求书I所述的一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其特征在于，所述H2和N2的配比为0.15-0.3。3.根据权利要求书I所述的一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其特征在于，所述混合氧化物催化剂以氧化铜为活性组份，氧化锌为助催化剂，氧化铝为载体，结构呈发泡体状，所述氧化铜与氧化锌的比例为5:1-1.5。4.根据权利要求书I所述的一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其特征在于，所述甲基环乙烷与十氢化萘的配比为10:3-5。5.根据权利要求书I所述的一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其特征在于，所述梯度升温的方式如下:第一阶段温度为300-450°C，压力为2.03MPa，持续时间为1min;第二阶段温度为600-680°C，压力为2.1OMPa，持续时间为60min;第一阶段到第二阶段的升温速度为30°C/min。
【专利摘要】本发明公开了一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其步骤如下：(1)将混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂分别铺设在反应器底部，混合氧化剂在下，骨架镍催化剂在上，在常压下通入H2和N2混合气对催化剂进行还原；(2)催化剂还原完成后，通入甲基环乙烷与十氢化萘混合物，将催化剂浸没，采用梯度升温的方式进行催化反应；(3)反应后进行减压蒸馏处理，将未反应的混合物去除，得到吸热型高密度燃料。本发明提供的方法原料来源广泛，方法原理简单，转化率高，产物纯度高。
【IPC分类】B01J25/02, B01J23/06, C10L1/04, C10G50/00
【公开号】CN105505489
【申请号】CN201610020414
【发明人】车春玲
【申请人】山东联星能源集团有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月13日