新型改性航空煤油的制备及精制工艺研究

【类型】学位论文

【作者】潘英杰 

【关键词】 改性航空煤油 柴油 RP,3 高密度 航空燃料精制

【摘要】随着我国高性能航空飞行器的发展，传统的航空燃料，已经不能适应新一代航空发动机的需求。新一代的航空飞行器，需要开发燃烧效率更高，推动力更大，安全性更好，吸热性能优异，可超音速燃烧的新型高性能航空液体燃料。目前，新型航空燃料的研究主要有三个方向：合成燃料、生物燃料以及改性航空煤油。合成燃料的成本较高，生物燃料在短期内并不能取得突破性进展，都不利于立即推广使用。由此，新型改性航空煤油的研究就显得尤其重要。改性航空煤油，是指在常用航空煤油的基础上，针对其物理性质、化学性质以及使用性能在某些方面的不足，通过组分改性以及添加剂改性，提高其性能，从而使其达到飞行器高航速、远航程、大载荷、小型化等飞行需求。本研究以RP-3航空煤油、0柴油和-10柴油为基础燃料油，针对新型改性航空煤油的主要组分、馏程和馏分配比进行系统设计，通过常压蒸馏、切割获得系列直馏馏分，对各馏分进行复配，得到新型改性航空煤油的基础油。针对基础油中含有硫醇、环烷酸、固体颗粒等有害杂质，对航空燃料的精制工艺进行了探讨，建立并完善了实验室油品精制一体化系统。采用该系统对基础油进一步精制，最后添加特定添加剂，制得新型改性航空煤油。采用气相色谱-质谱联用技术对制得的新型改性航空煤油进行主要化学组成分析，结果表明：改性航空煤油与RP-3相比，最主要的区别是低温组分大幅度减少，高温组分大幅度增加，从而大大提高了飞行器超高音速飞行时的安全性。高温组分的增加，将使发动机涡轮前的温度身高，有利于提高发动机的推重比。对新型改性航空煤油的密度、粘度、闪点、冰点、热值、酸值、铜腐蚀、银腐蚀、橡胶相容性等基本性能进行测定，结果表明：与RP-3相比，新型改性航空煤油的密度提高了2%~5%，质量热值提高了10~470 J/Kg，可以更好地满足飞行器远航程、小型化的需求。新型改性航空煤油的闪点与RP-3相比，提高了2~8 ℃，将有效提高燃料在炎热天气下的安全可靠性，满足飞行器超高音速巡航的要求。新型改性航空煤油的其他性能也均达到或超过GB 6537-2006（3号喷气燃料）的技术要求。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】熊常健

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