具有锰辛烷增强剂的含有分支链芳族物的航空汽油制造技术

一种改进的航空汽油调配物，包括分支链芳族组合物以改进燃料的马达法辛烷值。具体地说，所述分支链芳族组合物包括共价键合到分支链烷基的芳族官能基。所述分支链芳族组合物与含锰化合物一起用于所述航空汽油以使得所述燃料能够满足MON要求。

Aviation gasoline containing branched chain aromatic compounds with manganese octane enhancers

An improved aviation gasoline dispenser, including branched chain aromatic compounds, is used to improve the motor octane number of the fuel. Specifically, the branched chain aromatic composition comprises an aromatic functional group covalently bonded to a branched chain alkyl. The branched chain aromatics composition is used together with manganese compounds for the aviation gasoline so that the fuel can meet the MON requirements.

【技术实现步骤摘要】
具有锰辛烷增强剂的含有分支链芳族物的航空汽油
本专利技术涉及并入分支链芳香族化合物于其中以改进航空汽油的马达法辛烷值(MON)的航空汽油调配物。
技术介绍
由于操作活塞驱动飞行器的需要的性质和对于安全性的高度重视，航空汽油行业着重强调燃料属性。举例来说，满足马达法辛烷值(MON)最小要求和在燃烧燃料后产生极少发动机沉积物是航空汽油的必需属性。历史上，使用策略的组合来满足MON要求。航空烷基化物基本燃料通常与有机铅辛烷增强添加剂且有时额外量的芳族组分混合以改进燃料的辛烷值。随着行业放弃有机铅基添加剂，寻找替代的辛烷增强剂的紧急程度是巨大的。用有机锰化合物替换有机铅防爆添加剂呈现一种可行并有前景的解决方案。在一个实例中，将锰化合物，具体地说甲基环戊二烯基三羰基锰(MMT)用作辛烷辅助剂。在含有显著量的MMT的这些燃料的情况下，则期望采用锰清除剂以减少在所述燃料燃烧期间产生的燃烧室和引擎组件沉积物形成。因此，期望仅使用达到目标MON所需要的有机锰辛烷强化剂量。行业所熟知的芳族航空汽油添加剂包括甲苯、对二甲苯和均三甲苯。这些芳香族化合物可以将航空汽油的MON增加到所需数量，但仅呈相对较高量。此外，过高掺合体积的这些组分可以破坏密封和燃料系统中的其它弹性组件。使用较高掺合体积的芳族物的另一潜在缺点是其在燃烧后形成烟雾的倾向。芳族组分结合有机锰防爆剂(如MMT)的使用通常导致对有机锰防爆剂的不敏感性。过去研究已展示，芳族组分并不响应于有机锰化合物(如MMT)的较低处理率，即未观测到辛烷值增强。所处理的燃料的仅非芳香族部分响应于辛烷值增加的MMT应。因此，对于含有较高百分比的芳香族化合物的燃料需要较高MMT处理率以实现辛烷值增强。本文中所阐述的发现描述分支链芳香族化合物的使用以与MMT协同协作以增加航空汽油的MON。这种分支链芳族-MMT协同作用不仅使MON增强到比传统芳族物显著更高的程度；这将允许在某些情况下减少有机锰化合物的量。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是在航空汽油中提供一种分支链芳族以改进燃料的MON。优于在非分支链芳族物情况下通常观测到的MON，分支链芳族与有机锰防爆剂化合物之间协同作用显著地增强MON。此外，在某些条件下，采用分支链芳族物实际上可能降低有机锰防爆剂处理率。在一个实例中，航空汽油调配物包含至少约20体积百分比的航空烷基化组合物和约1到50体积百分比的芳族组合物。调配物还包括含锰化合物。芳族组合物包括共价键合到分支链烷基的芳族官能基的分支链芳族组合物。芳族官能基可以是选自由苯、萘和蒽组成的群组。芳族官能基可以是含有选自由氧、氮和硫组成的群组的原子的杂芳基。芳族官能基可以是5元或6元芳环。分支链烷基可以含有3到15个原子且可以是完全由碳原子形成。分支链烷基可以包括选自由以下组成的群组的一或多个杂原子：氧、氮、硫、硅、磷、硼、氟、氯、溴和碘。分支链芳族组合物可以占约航空汽油调配物的1到25体积百分比。分支链芳族组合物可以包含不同分支链芳族组合物的混合物。分支链芳族组合物可以是叔丁基苯。含锰化合物的量可以以500mgMn/L或更低的量存在且具有至少99.6的航空汽油的MON。芳族组合物可以以30体积百分比的汽油调配物或更低的量存在且航空汽油的MON是至少99.6。在另一个实例中，描述一种用于减少在燃烧航空汽油调配物中形成的含锰发动机沉积物的量的方法。方法包括以下步骤。提供一种第一航空汽油调配物，包含至少约20体积百分比的航空烷基化组合物、第一量的含锰化合物和约1到50体积百分比的未分支链芳族化合物。接下来，在混合第一航空汽油调配物之前，通过用分支链芳族组合物取代至少约25体积百分比的未分支链芳族化合物且在同时仅并入小于第一量的含锰化合物的第二量的含锰化合物来制备第二航空汽油调配物。第二航空汽油调配物的燃烧使得形成比第一航空汽油调配物的燃烧更少的含锰发动机沉积物。具体实施方式航空汽油的较高辛烷值要求，目前至少99.6的马达法辛烷值(MON)(基于ASTMD-2700)，意味着当调配航空汽油时获得足够的爆炸抗性存在挑战。在具有或不具有显著芳族分数的航空汽油调配物的情况下，有机金属防爆剂添加剂呈现一种实现至少99.6MON目标的可行路径。具体地说，作为一个实例，使用有效量的有机锰是可接受的以达到辛烷值要求。然而，存在同时增加MON到甚至较高水平同时使有机锰添加剂的量降到最低以便减少潜在积垢和沉积物的动机。已发现，使用分支链芳香族化合物可以以单独形式和以与有机金属添加剂混合的形式两个增加燃料辛烷值。当结合有机锰防爆剂使用分支链芳香族化合物时，实现特定的协同益处。分支链芳族定义为含有共价键合到分支链烷基的两个芳族官能基的化合物。芳族官能基通常是苯(单环)但可以是萘(两个环)、蒽(三个环)或其它多环芳族基团。单苯环是一个实例，但多芳族基是在本说明书的范围内。含有氧、氮或硫的杂芳族基也包括于本说明书的范围中。芳环中的原子的数量包括(但不限于)5元或6元芳环。多环芳族系统中的高编号环也可以是本文中所描述的芳族官能基。未分支链芳族定义为简单的一或多个芳环，其中无键合到所述芳环的基团或无键合到所述芳环而非分支链烷基的其它基团。除以上提到的简单芳族基以外，这类未分支链芳族物的商业实例包括甲苯、对二甲苯和均三甲苯。本文中所描述的分支链芳族的一部分的分支链烷基含有最少三个原子(优选地碳原子)高达15个原子。分支链烷基的常见实例是异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、叔戊基等。异丙基是这类分支链烷基的优选实例。叔丁基也是这类分支链烷基的优选实例。对于较长碳链，主链上带有多个分支是可接受的。在上文所提到的分支链烷基的实例中，所有碳原子均是sp3杂化的。还可使用呈现sp或sp2杂化的碳原子的并入。此外，并入杂原子，作为烷基链主链的一部分或分支链烷基中的其它任何地方，包含在本文中。这类杂原子包括(但不限于)氧、氮、硫、硅、磷、硼、氟、氯、溴和碘。分支链芳族化合物必须具有上文所定义的分支链烷基中的至少一种。然而，含有2到6个额外分支链烷基的分支链芳香族化合物是在本专利技术的范围内。此外，含有键合到芳环的例如异丙基的分支链烷基以及例如甲基的非分支链烷基的化合物仍落在本专利技术的范围下。这种化合物的实例应是4-叔丁基甲苯。如本文中所描述的航空燃料组合物通常含有航空烷基化物组分。那些组分可以占约燃料的10到80体积百分比。可以将芳香烃并入到燃料中以改进燃料的辛烷值。这些芳香烃是根据本专利技术的一个实例以约燃料组合物的零到30体积百分比的比率并入。在另一个实例中，芳香烃是以约燃料组合物的10到20体积百分比的比率并入。航空汽油必须满足使其与车用汽油区分开的某些物理特性和性能特征。航空汽油必须拥有强力的爆炸抗性；含铅航空汽油的ASTMD-910规格将这种特性量化为至少99.6的马达法辛烷值。高级车用汽油(通过R+M/2法，93辛烷值)通常具有88的马达法辛烷值，所属领域的技术人员将认为这个值为显著差异。此外，航空汽油需要严格的符合最小冷冻点和特定挥发性值以确保在各种可能条件下飞行操作的安全。为了满足这类严格要求，以不同于车用汽油的方式调配航空汽油。车用汽油通常包含多种精炼厂流体，如重整油、异构物、石脑油、催化裂化石脑油和烷基化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空汽油调配物，包含：至少约20体积百分比的航空烷基化组合物；含锰化合物；以及约1到50体积百分比的芳族组合物，其中所述芳族组合物包括共价键合到分支链烷基的芳族官能基的分支链芳族组合物。

【技术特征摘要】
2016.12.01 US 15/366,3461.一种航空汽油调配物，包含：至少约20体积百分比的航空烷基化组合物；含锰化合物；以及约1到50体积百分比的芳族组合物，其中所述芳族组合物包括共价键合到分支链烷基的芳族官能基的分支链芳族组合物。2.根据权利要求1所述的航空汽油调配物，其中所述芳族官能基选自由苯、萘和蒽组成的群组。3.根据权利要求1所述的航空汽油调配物，其中所述芳族官能基是含有选自由氧、氮和硫组成的群组的原子的杂芳基。4.根据权利要求1所述的航空汽油调配物，其中所述芳族官能基是5元或6元芳环。5.根据权利要求1所述的航空汽油调配物，其中所述分支链烷基含有3到15个原子。6.根据权利要求5所述的航空汽油调配物，其中所述分支链烷基完全由碳原子形成。7.根据权利要求5所述的航空汽油调配物，其中所述分支链烷基包括一或多个选自由以下组成的群组的杂原子：氧、氮、硫、硅、磷、硼、氟、氯、溴和碘。8.根据权利要求1所述的航空汽油调配物，其中所述分支链芳族组合物占所述航空汽油调配物的约1到25体积百分比。9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：扎卡里·约翰·麦卡菲，约瑟夫·安东尼·考尔德伦三世，
申请(专利权)人：雅富顿化学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US