基化物或烷基化物共混物的起 始沸腾范围为约32°C-约60°C和最终沸腾范围为约105°C到约140°C，优选到约135°C，更 优选到约130°C，最优选到约125°C，T40小于99°C，优选最多98°C，T50小于100°C，T90小 于1l〇°C，优选最多108°C，该烷基化物或烷基化物共混物包括4-9个碳原子的异烷属烃，约 3-20vol%的C5异烷属烃，基于烷基化物或烷基化物共混物，约3-15vol%的C7异烷属烃， 基于烷基化物或烷基化物共混物，和约60-90vol%的C8异烷属烃，基于烷基化物或烷基化 物共混物，和小于lvol%的C10+，优选小于0.lvol%，基于烷基化物或烷基化物共混物；该 烷基化物或烷基化物共混物优选以从约15%V，优选至少约17%V，最优选至少约22%v到 最多约49%V，优选到最多约30%V，更优选到最多约25%v的用量存在于该共混物内。
[0080] 异戊烷
[0081] 异戊烷以至少8vol%的用量存在，其用量足以达到范围为38_49kPa的蒸气压。该 烷基化物或烷基化物共混物还含有C5异烷属烃，因此这一用量典型地在5vol%至25vol% 之间变化，这取决于烷基化物或烷基化物共混物中的C5含量。异戊烷的存在量应当达到 范围为38-49kPa的蒸气压，以满足航空标准。在共混物内的总异戊烷含量范围典型地为 10% -26vol%，优选范围为17% -23Vol%，基于航空燃料组合物。
[0082] 共溶剂
[0083] 无铅航空燃料含有具有8个碳原子的支链醇，条件是该支链不包括叔丁基。合 适的共溶剂可以是例如2-乙基己醇。该共溶剂以基于无铅航空燃料从约4vol%到小于 lOvol%，优选约5vol% -约7vol%具有8个碳原子的支链醇的用量存在，条件是该支链不 包括叔丁基。含有芳族胺的无铅航空燃料在性质上倾向于比常规的航空汽油基础燃料具有 显著更大的极性。结果，它们在低温下在燃料内具有差的溶解度，这可急剧增加燃料的凝固 点。考虑例如含10%v/v异戊烷，70%v/v轻质烷基化物和20%v/v甲苯的航空汽油基 础燃料。这种共混物具有约90-93的1?別和小于-761：的凝固点仏5了1102386)。添加6% w/w(约4%v/v)的芳族胺苯胺将MON增加到96. 4。然而，与此同时，所得共混物的凝固点 (再次通过ASTMD2386测量）增加到-12.4°C。在ASTMD910中定义的目前航空汽油的 标准技术规格规定了最大凝固点为_58°C。因此，用相对大量的替代性芳族辛烷值增长剂 (booster)简单替代TEL不是无铅航空汽油燃料的可行解决方案。已发现，具有8个碳原子 的支链醇急剧降低无铅航空燃料的凝固点，以满足目前针对航空燃料的ASTMD910标准。
[0084] 优选地，对于航空燃料来说，水反应体积变化在+/_2ml以内。水反应体积变化对 于乙醇来说是大的，这使得乙醇不适合于航空汽油。
[0085] 共混
[0086] 为了制备高辛烷值无铅航空汽油，可按照任何顺序进行共混，只要它们充分地混 合即可。优选共混极性组分到甲苯内，然后共混非极性组分，完成该共混物。例如，芳族胺和 共溶剂被共混到甲苯内，接着共混异戊烷和烷基化物组分（烷基化物或烷基化物共混物）。 [0087]为了满足其他要求，本发明的无铅航空燃料可含有一种或更多种添加剂，本领域 的技术人员可从航空燃料中所使用的标准添加剂中选择所述添加剂以添加。以非限制性的 方式，应当提及，添加剂，例如抗氧化剂，抗结冰剂，抗静电添加剂，腐蚀抑制剂，染料和它们 的混合物。
[0088] 根据本发明的另一实施方案，提供操作飞机发动机，和/或被这种发动机驱动的 飞机的方法，所述方法包括引入本文描述的高辛烷值无铅航空汽油燃料配制剂到发动机的 燃烧区内。飞机发动机合适地是火花点火的活塞驱动的发动机。活塞驱动的飞机发动机可 以是例如内联（inline)，旋转，V-型，径向或水平相对的类型。
[0089] 尽管本发明对各种改进和替代形式敏感，但通过本文详细地描述的实施例显示其 具体实施方案。应当理解，本发明的详细说明不打算限制本发明到所公开的特定形式上，相 反，意图是覆盖落在所附权利要求定义的本发明的精神和范围内的所有改进，等价和替代 形式。通过下述阐述性的实施方案阐述本发明，所述实施方案仅仅阐述的目的而提供，且绝 对不要解释为限制要求保护的发明。
[0090] 例举的实施方案
[0091] 试验方法
[0092] 下述试验方法用于测量航空燃料。
[0093] 发动机辛烷值：ASTMD2700
[0094] 四乙基铅含量：ASTMD5059
[0095]密度：ASTMD4052
[0096]蒸馏：ASTMD86
[0097]蒸气压：ASTMD323
[0098]凝固点：ASTMD2386
[0099]硫：ASTMD2622
[0100]净燃烧热（NHC):ASTMD3338
[0101]铜腐蚀：ASTMD130
[0102] 氧化稳定性-潜在胶质：ASTM D873
[0103] 氧化稳定性-铅沉淀：ASTM D873
[0104] 水反应-体积变化：ASTM D1094
[0105] 详细的烃分析：ASTM 5134
[0106] 实施例1-3
[0107] 如下所述共混本发明的航空燃料组合物。在混合的同时，混合具有107M0N的甲苯 (获自VP Racing Fuels Inc.)与苯胺（获自Univar NV)。
[0108] 在没有特别的顺序下，将异辛烷（获自Univar NV)和具有下表所示的性能的窄馏 分的烷基化物（获自Shell Nederland Chemie BV)倾倒在该混合物内。然后，添加2-乙 基己醇（获自Univar NV)，接着异戊烧（获自Matheson Tri-Gas, Inc.)，完成该共混物。
[0109] 表 1
[0110]
【主权项】
1. 一种无铅的航空燃料组合物，它的MON为至少99. 6,硫含量小于0.05wt%，CHN含 量为至少98wt%，氧含量小于2wt%，调节过的燃烧热为至少43. 5MJ/kg，蒸汽压范围为 38-49kPa，所述组合物共混物，所述共混物包含： 35vol. % -55vol. % 的 MON 为至少 107 的甲苯； 2vol. %到 IOvol. % 的苯胺； 15vol% -30vol%起始沸腾范围为32°C -60°C和最终沸腾范围为105°C _140°C，Τ40 为小于99°C，T50小于100°C，T90小于IKTC的至少一种烷基化物或烷基化物共混物，所 述烷基化物或烷基化物共混物包括4-9个碳原子的异烷属烃，3-20vol %的C5异烷属烃， 3-15vol %的C7异烷属烃，和60-90vol %的C8异烷属烃，基于烷基化物或烷基化物共混物， 和小于Ivol %的C10+，基于烧基化物或烧基化物共混物； 4vol %到小于IOvol %具有8个碳原子的支链醇，条件是该支链不包括叔丁基；和 至少8V〇l%异戊烷，其用量足以实现范围为38-49kPa的蒸汽压；和 其中该燃料组合物含有小于Ivol%的C8芳族物质。
2. 权利要求1的无铅航空燃料组合物，其中共混物中总的异戊烷含量为 10% -26vol%。
3. 权利要求1或2的无铅航空燃料组合物，其潜在的胶质小于6mg/100mL。
4. 权利要求1-3任何一项的无铅航空燃料组合物，其中存在小于0. 2vol%的醚。
5. 权利要求1-4任何一项的无铅航空燃料组合物，进一步包括航空燃料添加剂。
6. 权利要求1-5任何一项的无铅航空燃料组合物，具有小于-58°C的凝固点。
7. 权利要求1-6任何一项的无铅航空燃料组合物，其中不存在直链醇和不存在非环 醚。
8. 权利要求1-7任何一项的无铅航空燃料组合物，具有小于190°C的终沸点。
9. 权利要求1-8任何一项的无铅航空燃料组合物，其中烷基化物或烷基化物共混物具 有小于0,1vol %的ClO+含量，基于该烷基化物或烷基化物共混物。
10. 权利要求1-9任何一项的无铅航空燃料组合物，其中支链醇是2-乙基己醇。
11. 权利要求1-10任何一项的无铅航空燃料组合物，具有最多180°C的终沸点。
12. 权利要求1-11任何一项的无铅航空燃料组合物，其中TlO为最多75°C。
【专利摘要】本发明提供高辛烷值无铅航空燃料，它具有高的芳族物质含量和CHN含量为至少98wt％，氧含量小于2wt％，调节过的燃烧热为至少43.5MJ/kg，蒸汽压范围为38-49kPa。
【IPC分类】C10L1-04
【公开号】CN104593097
【申请号】CN201410359495
【发明人】T·M·谢伊, H·B·宾尼斯, M·C·麦克奈伊, T·J·达韦斯
【申请人】国际壳牌研究有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年7月25日
【公告号】CA2857846A1, EP2868736A1, US20150175920