本发明涉及煤化工技术领域，具体而言，涉及一种煤基喷气燃料。
背景技术：
随着飞机发动机技术的发展，石油基喷气燃料已难以满足新一代高速飞机的使用需要，因此需要研发一种与现有发动机技术配套的新型喷气燃料。与现有的喷气燃料相比，新型喷气燃料更能有效地满足飞机的高航速和更远航程的要求。
我国是煤炭大国，因此有必要从我国的优势资源煤炭入手开发适合飞机发动机技术的新型喷气燃料。然而，煤直接液化油并不适合直接作为喷气燃料，这是由于煤直接液化油中酚类物质含量较高，油品的安定性差。为此人们开发了多种改善煤直接液化油的方法以期改善其物理化学性质，例如：中国专利cn201110222378.2中公开了一种通过对煤直接液化油进行加氢处理得到喷气燃料的方法。中国专利cn200910148609.2中公开了一种生产喷气燃料或喷气燃料调和物的方法，其中通过将费托合成油与煤直接液化油混合再加氢来制取喷气燃料。
然而，以上现有技术中制得的喷气燃料，虽然可以作为喷气燃料使用，但性能与新型武器装备对喷气燃料更高性能的要求仍有一定距离，比如在体积比热容、体积热值等方面均存在一定欠缺。因此还需要研发符合更高要求的新型煤基喷气燃料。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种煤基喷气燃料，以解决现有技术中煤基喷气燃料的体积比热容较低、体积热值较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤基喷气燃料，其包括煤直接液化馏分油和添加剂，煤直接液化馏分油为煤直接液化油的120～300℃馏程油，添加剂包括抗氧剂。
进一步地，煤直接液化馏分油为煤直接液化油的140～260℃馏程油。
进一步地，煤直接液化馏分油为煤直接液化油的150～220℃馏程油。
进一步地，抗氧剂为酚型抗氧剂，优选抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚。
进一步地，抗氧剂的加入量为煤直接液化馏分油的17～24ppm。
进一步地，煤基喷气燃料还包括抗磨剂；优选抗磨剂为t1602抗磨剂和/或t1601抗磨剂；更优选抗磨剂的加入量为煤直接液化馏分油的12～23ppm。
进一步地，煤基喷气燃料还包括抗静电剂；优选抗静电剂为t1502抗静电剂和/或dupon450抗静电剂。
进一步地，抗静电剂的加入量为煤直接液化馏分油的0.5～2ppm。
进一步地，煤基喷气燃料还包括金属钝化剂；优选金属钝化剂为n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺。
进一步地，金属钝化剂的加入量为煤直接液化馏分油的0～2ppm。
应用本发明的技术方案，提供了一种煤基喷气燃料。该燃料包括煤直接液化馏分油和添加剂，煤直接液化馏分油为煤直接液化油的120～300℃馏程油，添加剂包括抗氧剂。上述煤基喷气燃料采用了煤直接液化油的120～300℃馏程油为主要成分，配合添加抗氧剂。一方面，该煤基喷气燃料的闪点高于38℃，冰点低于-47℃；另一方面，其具有较高的体积比热容和较高的体积热值，且具有较高的热氧化安定性。总之，本发明提供的煤基喷气燃料是一种性能较佳的喷气燃料，能够有效地满足飞机的高航速、更远航程的要求。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
正如背景技术部分所描述的，现有技术中的煤基喷气燃料存在体积比热容较低、体积热值较低的问题。
为了解决这一问题，本发明提供了一种煤基喷气燃料，其包括煤直接液化馏分油和添加剂，煤直接液化馏分油为煤直接液化油的120～300℃馏程油，添加剂包括抗氧剂。
如果煤基直接液化馏分油的初馏点过低，则馏分的闪点低于38℃，不能作为喷气燃料馏分使用，虽然可以通过减少最终喷气燃料中具有过低闪点的馏分的用量来提高最终制备的喷气燃料的闪点，但其中具有过低闪点的馏分的用量必须很低，这已经不再经济，同时对扩大喷气燃料的来源也无价值。另外如果煤直接液化馏分油的终馏点过高，其冰点高于-47℃，不能作为喷气燃料馏分使用。
而上述煤基喷气燃料采用了煤直接液化油的120～300℃馏程油为主要成分，配合添加抗氧剂。一方面，该煤基喷气燃料的闪点高于38℃，冰点低于-47℃；另一方面，其具有较高的体积比热容和较高的体积热值，且具有较高的热氧化安定性。总之，本发明提供的煤基喷气燃料是一种性能较佳的喷气燃料，能够有效地满足飞机的高航速、更远航程的要求。
本发明上述的煤直接液化馏分油可以通过对煤直接液化全馏分油采用实沸点蒸馏仪切割而得，也可以通过煤直接液化工业化示范项目加氢改质装置的分馏塔直接切割馏分而得。
在一种优选的实施方式中，上述煤直接液化馏分油为煤直接液化油的140～260℃馏程油。使用该馏程下的煤直接液化馏分油，能够进一步提高煤基喷气燃料的体积比热容和体积热值。进一步优选地，上述煤直接液化馏分油为煤直接液化油的150～220℃馏程油。
加入抗氧剂能够提高煤基喷气燃料的存储安定性。在一种优选的实施方式中，上述抗氧剂为酚型抗氧剂。该类抗氧剂与其他燃料成分之间具有更好的混合稳定性，且其抗氧性更佳。更优选地，采用屏蔽酚型抗氧剂，最优选抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚。
抗氧剂的加入量可以根据煤直接液化馏分油的天然抗氧剂的缺乏程度进行调整。在一种优选的实施方式中，抗氧剂的加入量为煤直接液化馏分油的17～24ppm。该用量下，煤基喷气燃料具有更佳的储存安定性。最优选抗氧剂的加入量为煤直接液化馏分油的20ppm。
优选地，上述煤基喷气燃料还包括抗磨剂，其作用是提供燃料的抗磨性，防治间隙过度摩擦损伤。通常喷气燃料需要为狭小间隙提供润滑的功能，部分间隙仅有几μm，因此要求喷气燃料具有一定的抗磨性。在一种优选的实施方式中，上述抗磨剂为t1602抗磨剂和/或t1601抗磨剂。该型号的抗磨剂能够提供更好的抗磨效果，尤其是t1602抗磨剂，其与本发明的煤直接液化馏分油具有更好地相容性，能够进一步提高燃料的稳定性。优选上述抗磨剂的加入量为煤直接液化馏分油的12～23ppm。最优选，其加入量为煤直接液化馏分油的20ppm。
优选地，上述煤基喷气燃料还包括抗静电剂，其加入能够提高燃料的导电性能，防止油料由于静电而引起火灾。在一种优选的实施方式中，抗静电剂为t1502抗静电剂和/或dupon450抗静电剂。该抗静电剂与本发明中的煤直接液化馏分油具有更好的相容性，能够更充分地发挥其抗静电作用。更优选地，抗静电剂的加入量为煤直接液化馏分油的0.5～2ppm，进一步优选加入量为煤直接液化馏分油的1.5ppm。
优选地，上述煤基喷气燃料还包括金属钝化剂，其目的是降低燃料对接触金属材料的腐蚀性。在一种优选的实施方式中，金属钝化剂为n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺。使用该金属钝化剂，能够进一步防止金属腐蚀，从而进一步提高喷气燃料的热安定性。优选地，金属钝化剂的加入量为煤直接液化馏分油的0～2ppm。更优选其加入量为煤直接液化馏分油的1.5ppm。
以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：
原料：t1602抗磨剂、t1601抗磨剂：博罗县洲际广博精细化工有限公司生产；t1502抗静电剂：空军油料研究所生产；金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺：南京明江化工有限公司生产。
实施例1
向1l的带有搅拌装置的反应釜中加入煤直接液化油的150～220℃馏程油作为煤直接液化馏分油，共1000g，然后依次加入2，6-二叔丁基对甲酚20mg、t1602抗磨剂20mg、t1502抗静电剂1.5mg和金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺1.5mg，搅拌约30分钟，即得到煤基喷气燃料。
实施例2
向1l的带有搅拌装置的反应釜中加入煤直接液化油的140～260℃馏程油作为煤直接液化馏分油，共1000g，然后依次加入2，6-二叔丁基对甲酚20mg、t1602抗磨剂20mg、t1502抗静电剂1.5mg和金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺1.5mg，搅拌约30分钟，即得到煤基喷气燃料。
实施例3
向1l的带有搅拌装置的反应釜中加入煤直接液化油的120～300℃馏程油作为煤直接液化馏分油，共1000g，然后依次加入2，6-二叔丁基对甲酚20mg、t1602抗磨剂20mg、t1502抗静电剂1.5mg和金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺1.5mg，搅拌约30分钟，即得到煤基喷气燃料。
实施例4
向1l的带有搅拌装置的反应釜中加入煤直接液化油的150～220℃馏程油作为煤直接液化馏分油，共1000g，然后依次加入2，6-二叔丁基对甲酚17mg、t1602抗磨剂23mg、t1502抗静电剂2mg和金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺0.5mg，搅拌约30分钟，即得到煤基喷气燃料。
实施例5
向1l的带有搅拌装置的反应釜中加入煤直接液化油的150～220℃馏程油作为煤直接液化馏分油，共1000g，然后依次加入2，6-二叔丁基对甲酚24mg、t1602抗磨剂12mg、t1502抗静电剂0.5mg和金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺2mg，搅拌约30分钟，即得到煤基喷气燃料。
实施例6
向1l的带有搅拌装置的反应釜中加入煤直接液化油的150～220℃馏程油作为煤直接液化馏分油，共1000g，然后依次加入2，6-二叔丁基对甲酚15mg、t1602抗磨剂10mg、t1502抗静电剂0.4mg和金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺0.2mg，搅拌约30分钟，即得到煤基喷气燃料。
实施例7
在煤直接液化工业化示范项目加氢改质装置，通过调整分馏塔切割馏分获得煤直接液化馏分1000吨(150～220℃馏程油)，在送罐区存储过程中，依次加入煤直接液化馏分油量的20ppm的2，6-二叔丁基对甲酚、20ppm的t1602抗磨剂、1.5ppm的t1502抗静电剂和1.5ppm的金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺，即得到煤基喷气燃料。
实施例8
向1l的带有搅拌装置的反应釜中加入煤直接液化油的150～220℃馏程油作为煤直接液化馏分油，共1000g，然后加入2，6-二叔丁基对甲酚20mg，搅拌约30分钟，即得到煤基喷气燃料。
对比例1
向1l的带有搅拌装置的反应釜中加入煤直接液化油的100～320℃馏程油作为煤直接液化馏分油，共1000g，然后依次加入2，6-二叔丁基对甲酚20mg、t1602抗磨剂20mg、t1502抗静电剂1.5mg和金属钝化剂n，n’-二水杨基-1，2-丙烷二胺1.5mg，搅拌约30分钟，即得到煤基喷气燃料。
对上述实施例1至7及对比例1中制备的煤基喷气燃料进行性能表征，表征方式如下：
体积比热容的测试
燃料的比热是指当温度上升或下降时燃料单位质量吸收或放出的热量。液体的比热容是反映油品性质的重要物理参数。比热的测量采用astmd2766standardtestmethodforspecificheatofliquidsandsolids。仪器采用德国耐驰仪器有限公司的arc254。比热值单位：比热容，kj/kgk)。实验数据如下表1所示。
体积热值的测试
热值指完全燃烧1升物质释放出的能量，单位是j/l，是一种物质特定的性质。对于航空喷气燃料而言，该热值是重要的参数，反映了燃料燃烧特性，本实验实施例根据中华人民共和国国家标准gb/t384《石油产品热值测定法》进行测试。实验数据如下表1所示。
热氧化安定性的测试
热氧化安定性是指油品在长期高温下使用时抵抗热和氧的作用，保持其性质不发生永久变化的能力。本实验实施例根据中华人民共和国国家标准gb/t9169《喷气燃料热氧化安定性测定法(jftot法)》进行测试。根据gb/t9169的要求管评级等级不大于3；压降不大于25mmhg。实验数据如下表1所示。
表1煤基喷气燃料主要理化性能
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明提供的煤基喷气燃料具有较高的体积比热容和较高的体积热值，且具有较高的热氧化安定性，是一种性能较佳的喷气燃料，能够有效地满足飞机的高航速、更远航程的要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。