PDF《煤基喷气燃料研究现状及展望》

2 步:第一步使用 的是镍-钼或钴-钼催化剂,反应温度

315 ~

415 ℃, 反应压力 4.

2 MPa;

第二步使用铂/ 钯催化剂,反应 温度

175 ~

360 ℃,反应压力 4.

2 MPa. 加氢处理后 对混合油进行蒸馏,最后将

180 ~

270 ℃的馏分切出 作为喷气燃料. 这种煤基喷气燃料在

900 °F(482 ℃)条件下仍能长时间保持稳定,不发生分解,不产 生积碳,被称为 JP -900. Schobert 课题组选择精制 煤焦油和轻循环油作为制备 JP -900 的原料,主要 是由于这

2 种原料油都可以大规模工业化生产,而 煤液化油在美国还未实现工业化生产. 此外,精制 煤焦油是通过煤焦化生产得到的,其化学组成与煤 直接液化油非常相近,而轻循环油是由石油裂解残 渣催 化裂化得到的产品, 该油中的芳香烃含量很高. 图1煤液化油合成路线 图2JP-900 合成工艺路线 JP-900 制备路线确定后,科研人员又研究了原 料性质、混合比以及燃料处理方式对于 JP -900 热 稳定性的影响.

2004 年,宾州大学的 Boehman 课题 组研究了

6 种不同原料组成的 JP -900 的热稳定 性[9] (表1). 研究表明,与传统军用喷气燃料 JP-8 相比,6 种试验燃料在热稳定性方面明显提高,其中 饱和精制化学油的热稳定性最好,即使在有氧的条 件下, 其热沉积的形成也没有改变.

2006 年, Schobert 课题组研究了精制煤焦油和石油基轻循环 油不同体积比(1 ∶

1、2 ∶

1 和3∶1)混合制备的 JP-

900 的热稳定性、积碳和积碳形态. 研究发现,2 种 原料油混合的体积比与喷气燃料产生的积炭数量没

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2015 年第

5 期洁净煤技术第21 卷 有对应关系,体积比只影响积炭性质和表面形貌,而 积炭数量与加氢处理的深度密切相关[10] . Schobert 课题组在

2007 年研究发现,经过 Al2 O3 过滤后,JP-

900 的烃类化学组成没有改变,但燃料中的含氮化 合物全部去除,从而使积炭数量降低,显著提高了燃 料的热稳定性[11] . 表16种试验燃料的烃类质量分数 % 燃料 正烷烃 异烷烃 环烷烃 芳烃 氢化芳烃 其他 加氢轻质循环油 26.

6 18.

7 6.

9 25.

2 22.

1 0.

5 加氢精制化学油 0.

3 0.

4 8.

0 31.

6 58.

1 1.

6 加氢混合油 4.

7 7.

4 8.

5 33.

5 44.

3 1.

6 饱和轻质循环油 28.

5 21.

5 43.

4 0 0.

3 6.

4 饱和精制化学油 4.

4 0.

9 93.

3 0 0.

1 1.

6 饱和混合油 15.

9 10.

2 70.

6 0 0.

3 3.

0 注:其他包括杂原子化合物、烯烃和其他化合物.

2008 年,Schobert 课题组与美国空军推进研究 中心合作,测试了 JP-900 的理化性能(表2)、烃类 组成(表3)、热稳定性和燃烧性能[12] . 理化性能测 试表明,JP-900 中氮含量和硫含量都很少,具有较 高的闪点和较低的冰点. JP -900 最显著特点是密 度( 0.

87 g / cm3 ) 比传统喷气燃料密度(