[發(fā)明專利]一種液體燃料及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810259938.3 | 申請日： | 2018-03-27 |
| 公開（公告）號： | CN108485731A | 公開（公告）日： | 2018-09-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鄒吉軍;謝嘉維;張香文;潘倫;王慶法 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學 |
| 主分類號： | C10L1/04 | 分類號： | C10L1/04 |
| 代理公司： | 北京市領(lǐng)專知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590 | 代理人： | 楊兵 |
| 地址： | 300072*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 液體燃料 戊二烯 三環(huán) 離子液體催化 冰點 掛式 橋式 異構(gòu) 制備 | ||
本發(fā)明公開了一種液體燃料，其中掛式四氫三環(huán)戊二烯含量大于95.0wt％，冰點低于?40℃，密度>1.0g/cm3。本發(fā)明還公開了所述液體燃料由離子液體催化橋式四氫三環(huán)戊二烯異構(gòu)制得的方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬化學技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種掛式四氫三環(huán)戊二烯高密度液體碳氫燃料及其制備方法。
背景技術(shù)
航空航天科技是國家科技水平和實力的重要體現(xiàn)，航空航天器的飛行空間涵蓋了從大氣層到外層空間的范圍，包括飛機、導彈、火箭、臨近空間飛行器、飛船和衛(wèi)星等。飛行器的性能，例如航程、航速和載荷等，在很大程度上取決于燃料燃燒所釋放的熱量。因此，提高燃料密度是提高航天航空飛行器的推進性能的重要方式。四氫三環(huán)戊二烯是一種性能優(yōu)良的高密度液體碳氫燃料，含有多種同分異構(gòu)體，具有較高的體積熱值，可應用于航空航天領(lǐng)域。其合成過程為：以雙環(huán)戊二烯為原料，依次通過聚合、加氫、異構(gòu)、精餾提純等工藝合成得到。其中，由三環(huán)戊二烯加氫飽和制備的四氫三環(huán)戊二烯，為橋式結(jié)構(gòu)，常溫下為固體。通過催化異構(gòu)，得到掛式結(jié)構(gòu)的無色透明的液體燃料產(chǎn)品，冰點低于-40℃，密度>1.0g/cm3。
文獻Energy Fuels 2009,23,2383-2388報道了一種三氯化鋁催化橋式四氫三環(huán)戊二烯異構(gòu)為掛式四氫三環(huán)戊二烯的方法，利用溶劑預先溶解原料橋式四氫三環(huán)戊二烯，在攪拌過程中加入一定量三氯化鋁，產(chǎn)物在真空精餾后，密度1.0415g/cm3，體積熱值44.1MJ/L。但本方法需要添加大量的有機溶劑，如1,2-二氯乙烷(100wt％)等，需要在異構(gòu)反應結(jié)束后通過蒸餾再將溶劑除去，同時催化劑為傳統(tǒng)的AlCl3，存在設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染嚴重、催化劑與產(chǎn)物難以分離、難以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)等問題。
美國專利3701812、4086286、4401837以及中國專利200710057328.7公布了一種高密度液體噴氣燃料制備方法，以由環(huán)戊二烯和橋式雙環(huán)戊二烯為原料，依次通過聚合、加氫、氯化鋁催化異構(gòu)及精制的工藝制備得到含有幾種同分異構(gòu)體的四氫三環(huán)戊二烯產(chǎn)品。但制備方法也需要添加大量的有機溶劑，如1,2-二氯乙烷等，仍需在異構(gòu)反應結(jié)束后通過餾分切割再將溶劑除去，同時異構(gòu)反應時間較長，催化劑用量較大。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種液體燃料及所述液體燃料的制備方法。制備方法為酸性離子液體催化橋式四氫三環(huán)戊二烯異構(gòu)為掛式四氫三環(huán)戊二烯。
本發(fā)明第一方面公開一種液體燃料，其中掛式四氫三環(huán)戊二烯含量大于95.0wt％，冰點低于-40℃，密度大于1.0g/cm3。
本發(fā)明第二方面公開了所述液體燃料的制備方法，包括如下步驟：
①在惰性氣體保護下，將陰離子前體加入到陽離子前體中，磁力攪拌完全溶解即得到透明的離子液體；
②將橋式四氫三環(huán)戊二烯加熱到一定溫度，加入步驟①得到的離子液體反應一定的時間后，分離出離子液體即得到所述的液體燃料。
優(yōu)選地，步驟①所述陰離子前體為AlCl3、FeCl3、CuCl、ZnCl2中的一種或幾種，所述陽離子前體為1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽、1-己基-3-甲基咪唑氯鹽、1-辛基-3-甲基咪唑氯鹽、鹽酸三乙胺、鹽酸吡啶中的一種或幾種；所述陰離子前體的加入量為陰離子前體的摩爾分數(shù)占所述陰離子前體和所述陽離子前體總量的0.5～0.8。
優(yōu)選地，步驟②所述的溫度為20～100℃，反應時間為0.5～5h。
優(yōu)選地，步驟②所述離子液體的加入量為離子液體與四氫三環(huán)戊二烯的摩爾比(2～20):100。
優(yōu)選地，所述離子液體能重復使用。
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