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8% -22Vol%，基于无铅航空燃料组合物。
[0061] 共溶剂
[0062] 碳酸二乙酯〇)EC)的存在量为5vol% -20vol%，基于无铅航空燃料，条件是结合 的甲苯和碳酸二乙酯含量为至少20vol%，优选至少30vol%。DEC优选以从约lOvol%， 优选至少约12vol%，更优选至少约15vol%，到最多约20vol%，优选到最多约18vol%的 用量存在于燃料内。可通过使光气和乙醇反应，产生氯代碳酸乙酯，接着与无水乙醇在升高 的温度下反应，获得碳酸二乙酯。在另一方法中，在碳酸钾存在下，通过使乙醇和超临界二 氧化碳反应，一种碳酸亚丙酯和甲醇的酯交换，获得碳酸二乙酯。碳酸二乙酯例如商购于 SigmaAldrichCompany。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M0N和小于-76°C的凝固点（ASTMD2386)。 添加6%?/?(约4%￥八）的芳族胺（苯胺）将1?別增加到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4-8个碳原子的烷基的支化烷基乙酸酯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。
[0063] 优选地，对于航空燃料来说，水反应体积的变化在+/_2ml以内。对于乙醇来说，水 反应体积的变化大，这使得乙醇不适合于航空汽油。
[0064] 共混
[0065]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）。 [0066]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。
[0067]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，所述方法牵涉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。
[0068]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。
[0069]例举的实施方案
[0070] 试验方法
[0071] 下述试验方法用于测量航空燃料。
[0072] 发动机辛烷值：ASTMD2700
[0073] 四乙基铅含量：ASTMD5059
[0074]密度：ASTMD4052
[0075]蒸馏：ASTMD86
[0076]蒸气压：ASTMD323
[0077]凝固点：ASTMD2386
[0078]硫：ASTMD2622
[0079]净燃烧热（NHC):ASTMD3338
[0080]铜腐蚀：ASTMD130
[0081] 氧化稳定性-潜在胶质：ASTMD873
[0082] 氧化稳定性-铅沉淀：ASTMD873
[0083] 水反应-体积变化：ASTMD1094
[0084] 详细的烃分析（ASTM5134)
[0085] 实施例1-3
[0086] 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VPRacingFuelsInc.)与苯胺（获自UnivarNV)。
[0087]在没有特别的顺序下，将异辛烷（获自UnivarNV)和具有下表所示的性能的窄馏 分烧基化物（获自ShellNederlandChemieBV)倾倒在该混合物内。然后，添加碳酸二乙 酯（获自Chemsol)，接着异戊烧（获自MathesonTri-Gas,Inc.)，完成该共混物。
[0088]表1
[0089]
【主权项】
1. 一种无铅航空燃料组合物，它的MON为至少99. 6,硫含量小于0.05wt %，TlO最多 75°C，T40至少75°C，T50最多105°C，T90最多135°C，终沸点小于210°C，调节过的燃烧热 为至少43. 5MJ/kg，蒸气压范围为38-49kPa，所述组合物包括共混物，所述共混物包含： 5vol% -20vol%的MON为至少107的甲苯； 2vol. %到IOvol. %的甲苯胺； 35vol% -65vol%初沸腾范围为32°C -60°C和终沸腾范围为105°C _140°C，Τ40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+，基于烷基化物或烷基化物共混物； 5vol % -20vol %碳酸二乙酯，条件是结合的甲苯和碳酸二乙酯含量是至少20vol %;和 至少8V〇l%异戊烷，其用量足以实现范围为38-49kPa的蒸气压； 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，其中在该共混物内总的异戊烷含量为 8% -22vol%。
3. 权利要求1或2的无铅航空燃料组合物，它具有小于6mg/100mL的潜在胶质。
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%的醇。
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，其中不存在除碳酸二乙酯和燃料体 系结冰抑制剂添加剂以外的含氧物。
8. 权利要求1-7任何一项的无铅航空燃料组合物，具有最多200°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，其中结合的甲苯和碳酸二乙酯含 量是至少30vol%。
11. 权利要求1-10任何一项的无铅航空燃料组合物，其中根据ASTM D1094定义的水反 应性在+/_2mL以内。
12. 权利要求1-11任何一项的无铅航空燃料组合物，其中一步包括苯胺。
【专利摘要】提供一种高辛烷值无铅航空燃料组合物，其具有低的芳族物质含量和T10最多75℃，T40至少75℃，T50最多105℃，T90最多135℃，终沸点小于210℃，调节过的燃烧热为至少43.5MJ/kg，蒸气压范围为38-49kPa和凝固点小于-58℃。
【IPC分类】C10L1-223, C10L1-16, C10L1-19, C10L1-04
【公开号】CN104593094
【申请号】CN201410356959
【发明人】T·M·谢伊, T·J·达韦斯, M·C·麦克奈伊
【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】CA2857847A1, EP2868737A1, US20150113861