降低排放含芳族化合物的喷气燃料制造技术

降低具有芳族化合物含量的喷气燃料的排放可通过将一定量的包含至少90wt.％的芳族化合物、小于10wt.％的茚满和萘满以及小于1wt.％的萘的芳族煤油燃料共混组分、优选生物衍生的合成芳族煤油以符合用于喷气燃料的芳族化合物含量规范的方式并入到喷气燃料中实现。所获得的具有芳族化合物含量的喷气燃料在等效总芳族化合物含量下与石油衍生的煤油喷气燃料相比具有降低的数基nvPM排放。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】降低排放含芳族化合物的喷气燃料相关申请的交叉引用本专利技术要求2015年5月5日提交的美国临时申请第62/157,211号的优先权。
本专利技术涉及降低具有芳族化合物含量的喷气燃料的排放。
技术介绍
典型的喷气燃料在精炼厂中由粗矿物油来源制备。通常，粗矿物油借助于蒸馏分离成在航空燃料范围中沸腾的馏出物煤油级分。如果需要，那么这些级分进行加氢处理以降低硫和氮水平。对于喷气燃料日益提高的需求和航空相关排放的环境影响使航空行业处于当今全球能量挑战的前沿。可能比全球温室气体的影响更切实的是来自飞行器的当地排放的影响。机场附近和周围的排放对空气组成有直接影响，并且因此已经与差当地空气质量有关，这可进一步与对人类健康的影响有关。。硫和氮的颗粒和氧化物被认为是差当地空气质量的主要促成因素。因此，当地空气质量被视为追求环境友好燃料的一体化元素。喷气燃料通过将液体燃料喷射到热空气的快速流动流中在涡轮引擎的燃烧室中连续燃烧。燃料气化并且燃烧。产生的热气体用过量空气连续稀释，以将其温度降低到对于涡轮的安全操作水平。石油衍生的喷气燃料本身含有链烷烃和芳香烃两者。一般来说，链烷烃提供对于喷气燃料最期望的燃烧清洁度特性。芳族化合物通常具有对于飞行器涡轮机燃料最不期望的燃烧特性。在飞行器涡轮中，芳族化合物趋于燃烧伴随烟熏味的火焰，并且释放比其它烃更大比例的化学能作为不期望的热辐射。因而，为了确保在涡轮引擎中足够的燃烧特性，在石油衍生的喷气燃料中的芳族化合物含量通常限于25vol.％的最大值，如通过民用和军事喷气燃料等级规范规定，包括但不限于，管控喷气A和喷气A-1的用于航空涡轮机燃料的ASTM标准规范(ASTMD1655)；英国国防部(UKMOD)，管控喷气A-1的国防标准(DEFSTAN)91-91；管控JP-5的MIL-DTL-5624V；管控JP-8的MIL-DTL-83133H；管控TS-1、T-1、T-2和RT的GOST10227；和管控喷气B的ASTMD6615和CGSB-3.22。高度芳族喷气燃料的燃烧通常产生烟和碳或烟尘沉积，并且因此期望限制在喷气燃料中的总芳族化合物含量以及萘含量。然而，如在用于含有合成烃的航空涡轮机燃料的ASTM标准规范(ASTMD7566)中所提到，支持含有合成烃的燃料的最近研究已指示期望最小水平的芳族化合物以确保老化弹性体密封件的收缩并且防止相关联的燃料泄漏。
技术实现思路
存在对具有等效总芳族化合物含量但是降低的颗粒排放的喷气燃料的关注。这类燃料将帮助确保燃料与现有飞行器系统的相容性，并且如与燃烧常规石油衍生的喷气燃料相比，同时最小化由于在涡轮引擎中燃烧喷气燃料的环境影响。已发现难以产生含有需要量的芳香性的低颗粒排放喷气燃料。根据本专利技术某些方面，在本专利技术的一个实施例中，提供用于降低喷气燃料的数基非挥发性颗粒物质(nvPM)排放同时符合喷气燃料规范的方法，包括：a.提供一定量的石油衍生的煤油，所述石油衍生的煤油在大气压下沸点在150℃到300℃的范围内，通过ASTMD1319测量的总芳族化合物含量在3vol.％到25vol.％的范围内，并且在15℃下密度在775kg/m3到845kg/m3的范围内；b.提供一定量的芳族煤油燃料共混组分，所述芳族煤油燃料共混组分包含通过D2425测量的至少90wt.％量的芳族化合物，小于10wt.％的茚满和萘满，以及小于1wt.％的萘；c.提供一定量的低芳族化合物链烷烃煤油，所述低芳族化合物链烷烃煤油具有至少85wt.％的链烷烃和通过ASTMD2425测量的小于0.5wt.％的芳族化合物含量并且具有小于15wt.％环烷烃；和d.共混一定量的石油衍生的煤油燃料，以喷气燃料计等于或大于3vol.％到约25vol.％的量的芳族煤油燃料共混组分，和足够量的低芳族化合物链烷烃煤油，以将喷气燃料的总芳族化合物含量维持在3％到25％的范围内。其中芳族煤油燃料共混组分的量为有效地产生在等效总芳族化合物含量下与基于石油的喷气燃料相比，nvPM排放减少至少5％的喷气燃料的量。在本专利技术的另一个实施例中，提供用于生产具有低的数基nvPM排放同时符合喷气燃料规范特性的含芳族化合物喷气燃料的方法，包括：a.提供(i)一定量的石油衍生的煤油，所述石油衍生的煤油在大气压下沸点在150℃到300℃的范围内，通过ASTMD1319测量的总芳族化合物含量在3vol.％到25vol.％的范围内，并且在15℃下密度在775kg/m3到845kg/m3的范围内；和/或(ii)一定量的低芳族化合物链烷烃煤油，所述低芳族化合物链烷烃煤油具有至少85wt.％的链烷烃和通过ASTMD2425测量的小于0.5wt.％的芳族化合物含量并且具有小于15wt.％环烷烃；b.提供一定量的芳族煤油燃料共混组分，所述芳族煤油燃料共混组分包含通过D2425测量的至少90wt.％量的芳族化合物，小于10wt.％的茚满和萘满，以及小于1wt.％的萘；和c.以有效地产生总芳族化合物含量在3％到25％的范围内的喷气燃料的量，共混石油衍生的煤油燃料和/或低芳族化合物链烷烃煤油与芳族煤油燃料共混组分。还提供通过上述方法制备的喷气燃料和包含在喷气引擎中燃烧喷气燃料的操作喷气引擎的方法。在任一个实施例中，芳族煤油燃料共混组分可为生物衍生的合成芳族煤油。在任一个方法中，方法可进一步包含将另一种燃料组分或用于喷气燃料的添加剂共混到共混的喷气燃料。在本专利技术的另一个实施例中，还提供芳族煤油燃料共混组分的用途，所述芳族煤油燃料共混组分包含通过ASTMD2425测量的至少90wt.％量的芳族化合物，小于10wt.％的茚满和萘满，以及小于1wt.％的萘，以降低喷气燃料的数基nvPM排放同时符合喷气燃料规范特性和/或降低喷气燃料的NOx排放值同时符合喷气燃料规范特性和/或提高喷气燃料的烟点。本专利技术的特征和优点对于本领域的技术人员将是显而易见的。虽然本领域的技术人员可作出大量改变，但是这类改变在本专利技术的精神内。附图说明附图示出了本专利技术的一些实施例的某些方面并且不应用于限制或限定本专利技术。图1示出了来自实例4a的含有生物衍生的合成芳族煤油的喷气燃料的数基nvPM排放减少。图2示出了来自实例4b的含有生物衍生的合成芳族煤油的喷气燃料的数基nvPM排放减少。图3示出了来自实例6的含有生物衍生的合成芳族煤油的喷气燃料的烟点提高。图4示出了来自实例7的含有生物衍生的合成芳族煤油的喷气燃料的烟点提高。具体实施方式在本专利技术的一个实施例中，已发现通过提供一定量的石油衍生的煤油，所述石油衍生的煤油在大气压下沸点在150℃到300℃的范围内，通过ASTMD1319测量的总芳族化合物含量在3vol.％到25vol.％的范围内，并且在15℃下密度在775kg/m3到845kg/m3的范围内(优选地符合如下所述喷气燃料规范中的至少一种)；一定量的芳族煤油燃料共混组分，所述芳族煤油燃料共混组分包含通过D2425测量的至少90wt.％量的芳族化合物，小于10wt.％的茚满和萘满，以及小于1wt.％的萘；和一定量的低芳族化合物链烷烃煤油，所述低芳族化合物链烷烃煤油具有至少85wt.％的链烷烃和通过ASTMD2425测量的小于0.5wt.％的芳族化合物含量并且具有小于15wt.％环烷烃；和共混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低喷气燃料的数基nvPM排放同时符合喷气燃料规范特性的方法，包括：a.提供一定量的石油衍生的煤油，所述石油衍生的煤油在大气压下沸点在150℃到300℃的范围内，通过ASTM D1319测量的总芳族化合物含量在3vol.％到25vol.％的范围内，并且在15℃下密度在775kg/m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.05 US 62/157,2111.一种用于降低喷气燃料的数基nvPM排放同时符合喷气燃料规范特性的方法，包括：a.提供一定量的石油衍生的煤油，所述石油衍生的煤油在大气压下沸点在150℃到300℃的范围内，通过ASTMD1319测量的总芳族化合物含量在3vol.％到25vol.％的范围内，并且在15℃下密度在775kg/m3到845kg/m3的范围内；b.提供一定量的芳族煤油燃料共混组分，所述芳族煤油燃料共混组分包含通过D2425测量的至少90wt.％量的芳族化合物，小于10wt.％的茚满和萘满，以及小于1wt.％的萘；c.提供一定量的低芳族化合物链烷烃煤油，所述低芳族化合物链烷烃煤油具有至少85wt.％的链烷烃和通过ASTMD2425测量的小于0.5wt.％的芳族化合物含量并且具有小于15wt.％环烷烃；和d.共混一定量的所述石油衍生的煤油燃料，以所述喷气燃料计等于或大于3vol.％到约25vol.％的量的所述芳族煤油燃料共混组分，和足够量的低芳族化合物链烷烃煤油，以将所述喷气燃料的所述总芳族化合物含量维持在3％到25％的范围内；更优选地在8％到20％的范围内；最优选地在12％到18％的范围内，其中所述芳族煤油燃料共混组分的所述量为有效地产生在等效总芳族化合物含量下与所述基于石油的喷气燃料相比，nvPM排放减少至少5％，优选地至少7％，更优选地至少10％的所述喷气燃料的量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族煤油燃料共混组分的所述量为有效或足以产生在等效总芳族化合物含量下与所述基于石油的喷气燃料相比，NOx排放减少至少1％、至少2％、至少3％，优选地至少5％，更优选地至少7％，更优选地至少10％，更优选地至少15％的所述喷气燃料的量。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中低芳族化合物链烷烃煤油的所述量在9vol.％到97vol.％，优选地24vol.％到92vol.％，更优选地36vol.％到88vol.％的范围内。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中石油衍生的煤油的所述量小于88vol.％，优选地小于68vol.％，更优选地小于52vol.％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述石油衍生的煤油为符合所述喷气燃料规范特性的石油衍生的煤油。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述芳族煤油燃料共混组分为生物衍生的合成芳族煤油。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述芳族煤油燃料共混组分具有在1wt.％到小于10wt.％的范围内的量的茚满和萘满。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述芳族煤油燃料共混组分具有小于-25℃的凝固点。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述石油衍生的煤油燃料进一步具有至少0.5vol.％，优选地至少1.0vol.％的萘含量。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述芳族煤油燃料共混组分的所述量为有效或足以产生具有如通过ASTM...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·鲍德雷伊，C·N·吉内斯特拉，G·海米高斯，B·N·达利，P·G·布洛梅尔，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL