專利名稱：由環(huán)戊二烯和橋式雙環(huán)戊二烯催化合成液體噴氣燃料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由環(huán)戊二烯和橋式雙環(huán)戊二烯催化合成液體噴氣燃料的方法，屬于噴氣燃料的制備技術。
背景技術：
液體噴氣燃料是為超音速戰(zhàn)斗機、戰(zhàn)略戰(zhàn)術導彈、火箭等飛行器提供動力的保障，高性能液體噴氣燃料具有比常規(guī)航空煤油更大的密度和體積能量，可為飛行器提供更多的推進能量，顯著提高飛行器的航速、載荷和航程。美國專利3701812，4086286和4401837公布了一種液體噴氣燃料，密度為1.037g/cm3，冰點低于-40℃，可作為噴氣燃料直接使用或作為其他燃料的高能添加劑，合成方法如下橋式雙環(huán)戊二烯溶解在苯溶液中，在溫度260～300℃、壓力470～550psi的范圍內熱聚5～25min獲得聚合物，聚合物加氫后獲得固體，在CH2Cl2為溶劑、AlCl3及HCl為催化劑的條件下異構5小時，真空精餾分離后獲得液體燃料。上述方法的缺點在于液體燃料的冰點偏高，收率不超過30％，異構催化劑對環(huán)境污染嚴重。本發(fā)明公開一種橋式雙環(huán)戊二烯和環(huán)戊二烯為原料，通過分子篩催化聚合、加氫合成液體噴氣燃料的方法，該方法對環(huán)境友好，燃料冰點低、收率高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種由環(huán)戊二烯和橋式雙環(huán)戊二烯催化合成液體噴氣燃料的方法。該方法過程簡單，對環(huán)境友好，合成的液體燃料冰點低、收率高。
本發(fā)明是通過下述技術方案加以實現(xiàn)的一種由環(huán)戊二烯和橋式雙環(huán)戊二烯催化合成液體噴氣燃料的方法，其特征在于包括以下過程步驟1.以環(huán)戊二烯與橋式雙環(huán)戊二烯按質量比為(0～1)∶1的混合物為原料，加入與原料的質量比為1∶(0.1～0.3)的ZSM型或Y型或絲光沸石或β型分子篩催化劑，在溫度為160～250℃，壓力為0.1～3MPa的條件下聚合反應15～36小時生成產物；所述的ZSM型分子篩包括HZSM-5、HZSM-22和HZSM-23，Y型分子篩包括HY、HUSY、HSSY、ReY、NaY，β型分子篩包括Hβ和Naβ；步驟2.將步驟1的生成物減壓過濾，所得濾液加入蒸餾釜中，在壓力為5～10kPa、溫度為130～160℃的條件下將未反應的原料蒸出回收，由釜底獲得聚合物；步驟3.向步驟2獲得的聚合物中加入Pd/γ-Al2O3或Pd/SiO2或鈀碳加氫催化劑，加氫催化劑與聚合物的質量比為(0.03～0.10)∶1，其中加氫催化劑中鈀的質量百分含量為1.0％～5.0％，在氫氣壓力為0.5～5MPa、溫度為140～180℃的條件下加氫反應10～20小時制得液體噴氣燃料；本發(fā)明的優(yōu)點在于液體噴氣燃料密度高、冰點低，收率超過70％，采用的催化劑來源方便易得，合成過程簡單，污染小。


圖1為本發(fā)明實施例1所制得的液體噴氣燃料的氣相色譜圖。
具體實施例方式
下面的實施例體現(xiàn)了本發(fā)明描述的過程，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。
實施例1將300g環(huán)戊二烯和300g橋式雙環(huán)戊二烯及150g粒徑為0.12～0.15mm的HZSM-5分子篩加入容積為1000mL的反應釜中，攪拌速率為850rpm，在壓力為0.3MPa、溫度為190℃的條件下聚合反應20小時得到產物；將產物減壓過濾，將濾液加入蒸餾釜中，在壓力為5kPa、溫度為130℃的條件下將未反應的原料蒸出回收，由釜底獲得聚合物451g；將上述451g聚合物和25g Pd/Al2O3加氫催化劑放入容積為1000mL的反應釜中，其中加氫催化劑中鈀的質量百分比為1.0％，攪拌速率為750rpm，在氫氣壓力為2.5MPa、溫度為160℃的條件下反應15小時，冷卻到25℃過濾獲得液體噴氣燃料443g。
采用氣相色譜對合成的液體噴氣燃料進行分析，該液體噴氣燃料是由至少三種組分構成的混合物，依據(jù)國標GB2540-81“石油產品密度測定法”的方法測定，液體噴氣燃料密度為1.037g/cm3(20℃)；依據(jù)國標GB2430-81“噴氣燃料冰點測定法”的方法測定，液體噴氣燃料冰點為-58℃；依據(jù)國標GB384-81“石油產品熱值測定法”的方法測定，液體噴氣燃料熱值為43.1MJ/kg。
實施例2將600g橋式雙環(huán)戊二烯和60g粒徑為0.15～0.16mm的HY分子篩加入容積為1000mL的反應釜中，攪拌速率為750rpm，在壓力為3MPa、溫度為160℃的條件下聚合反應30小時得到產物；將產物減壓過濾，將濾液加入蒸餾釜中，在壓力為10kPa、溫度為160℃的條件下將未反應的原料蒸出回收，由釜底獲得聚合物425g；將上述425g聚合產物和66g Pd/Al2O3加氫催化劑放入容積為1000mL的反應釜中，其中加氫催化劑中鈀的質量百分比為0.3％，攪拌速率為850rpm，在氫氣壓力為5MPa、溫度為170℃的條件下反應20小時，冷卻到30℃過濾獲得液體噴氣燃料416g。
實施例3將150g環(huán)戊二烯和450橋式雙環(huán)戊二烯及180g粒徑為0.096～0.106mm的絲光沸石分子篩加入容積為1000mL的反應釜中，攪拌速率為900rpm，在壓力為0.1MPa、溫度為230℃的條件下聚合反應15小時得到產物；將產物減壓過濾，將濾液加入蒸餾釜中，在壓力為8kPa、溫度為150℃的條件下將未反應的原料蒸出回收，由釜底獲得聚合物417g；將上述417g聚合物和12g鈀碳加氫催化劑放入容積為1000mL的反應釜中，其中加氫催化劑中鈀的質量百分比為5％，攪拌速率為750rpm，在氫氣壓力為0.5MPa、溫度為180℃的條件下反應10小時，冷卻到20℃過濾獲得液體噴氣燃料412g。
實施例4將350g環(huán)戊二烯和250g橋式雙環(huán)戊二烯及90g粒徑為0.048～0.053mm的Hβ分子篩加入容積為1000mL的反應釜中，攪拌速率為750rpm，在壓力為2MPa、溫度為250℃的條件下聚合反應18小時得到產物；將產物減壓過濾，將濾液加入蒸餾釜中，在壓力為6kPa、塔釜溫度為130℃的條件下將未反應的原料蒸出回收，由釜底獲得聚合物413g；將上述433g聚合物和10g Pd/SiO2加氫催化劑放入容積為1000mL的反應釜中，其中加氫催化劑中鈀的質量百分比為2％，攪拌速率為750rpm，在氫氣壓力為3MPa、溫度為140℃的條件下反應18小時，冷卻到25℃過濾獲得液體噴氣燃料407g。
實施例5-11各實施例實驗條件同實施例4，不同的是分別以HZSM-22、HZSM-23、HUSY、HSSY、ReY、NaY和Naβ分子篩為聚合催化劑，蒸餾后的聚合物和加氫后液體噴氣燃料質量分別如下


權利要求
1.一種由環(huán)戊二烯和橋式雙環(huán)戊二烯催化合成液體噴氣燃料的方法，其特征在于包括以下過程(1).以環(huán)戊二烯與橋式雙環(huán)戊二烯按質量比為(0～1)∶1的混合物為原料，加入與原料的質量比為(0.1～0.3)∶1的ZSM型或Y型或絲光沸石或β型分子篩催化劑，在溫度為160～250℃，壓力為0.1～3MPa的條件下聚合15～36小時生成產物；所述的ZSM型分子篩包括HZSM-5、HZSM-22和HZSM-23，Y型分子篩包括HY、HUSY、HSSY、ReY和NaY，β型分子篩包括Hβ和Naβ；(2).將步驟(1)的生成物減壓過濾，所得濾液加入蒸餾釜中，在壓力為5～10kPa、溫度為130～160℃的條件下將未反應的原料蒸出回收，由釜底獲得聚合物；(3).在步驟(2)獲得的聚合物中加入Pd/γ-Al2O3或Pd/SiO2或鈀碳加氫催化劑，加氫催化劑與聚合物的質量比為(0.03～0.10)∶1，其中加氫催化劑中鈀的質量百分含量為1.0％～5.0％，在氫氣壓力為0.5～5MPa、溫度為140～180℃的條件下加氫反應10～20小時制得液體噴氣燃料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由環(huán)戊二烯和橋式雙環(huán)戊二烯催化合成液體噴氣燃料的方法，屬于噴氣燃料的制備技術。該方法過程包括以環(huán)戊二烯與橋式雙環(huán)戊二烯的混合物為原料，加入ZSM型或Y型或絲光沸石或β型分子篩催化劑，在160～250℃、0.1～3MPa的條件下聚合反應；反應物在5～10kPa、130℃～160℃的條件下蒸餾除去未反應原料，在獲得的聚合物中加入Pd/γ－Al
文檔編號C10L1/00GK101058749SQ200710057328
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權日2007年5月14日
發(fā)明者鄒吉軍, 張香文, 蔣強, 苗謙, 王蒞, 米鎮(zhèn)濤 申請人:天津大學