[发明专利]超临界催化裂解吸热燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超临界催化裂解吸热燃料的方法，属于烃类燃料的催化裂解技术。

背景技术

随着马赫数的提高，飞行器在飞行过程中会产生大量的热而使表面蒙皮、发动机及动力设备温度升高，这些热量将影响其正常工作，并对飞行器本身造成损害。吸热燃料可以吸收热量裂解生成小分子化合物，改善高超声速下燃料的燃烧性能，由于燃料的大量吸热，还可以缓和其它部件的热负荷，吸热燃料通过物理和化学变化吸收飞行器高温部件能量，储存于燃料中从而大大提高了进入燃烧室时所携带的能量，起到了降低飞行器温度的作用。

沸石分子筛催化剂是燃料裂解的最佳催化剂，将分子筛负载于燃料通道，形成涂层催化剂可实现小压降，高换热的良好效果。贵金属催化剂如Pd，Pt等具有很好的催化性能，在脱氢，裂解等反应中应用较多，将其负载于分子筛，催化吸热燃料裂解可提供更大的吸热值，提高反应的裂解率和产氢率，改善燃料的点火性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超临界催化裂解吸热燃料的方法，该方法操作简单，应用于吸热燃料裂解，提高了反应的裂解吸热值，裂解率和产氢率。

本发明是通过下述技术方案实现的：一种超临界催化裂解吸热燃料的方法，该方法采用的装置包括计量泵，预热器，管式反应器，热测量装置，其中管式反应器为内壁涂敷负载贵金属的沸石分子筛膜，其中的贵金属选自Pd或Pt或Ag，其特征在于包括以下过程：

将碳氢燃料正十二烷或航空燃料RP-3的吸热燃料经预热器预热到300℃～400℃，调节压力到4～6MPa，再经高压计量泵(SSI IV型)输送进入管式反应器内，应用电加热器将反应温度提高到550℃～650℃，进行反应，吸热燃料在管式反应器内停留时间为8～15s。反应产物进入冷凝器，冷凝达15～20℃，通过气液分离瓶分离，气相产物经湿式气体流量计计量后采用排水法收集，液相产物收集在分离瓶内，吸热燃料裂解后得到的气体燃料成分及体积百分比为：H₂：1.38％～3.10％；CH₄：2.31％～5.00％；C₂H₆：6.07％～9.40％；C₂H₄：8.98％～14.66％；C₃H₈：13.57％～18.28％；C₃H₆：20.15％～23.39％：C₄～C₅：29.63％～44.25％，上述各组分的体积百分数之和为百分之百，裂解率为：15.5％～55.5％。

本发明的优点在于反应过程中传热效率高，传质阻力小，催化剂活性高，提高了裂解吸热值，裂解率和产氢率，改善了燃料的点火性能。

附图说明

图1为本发明工艺过程框图。

图中：1为燃料储罐；2为计量泵；3为预热器；4管式反应器；5为冷凝器；6为背压阀；7为气液分离器；8为色谱分析。

具体实施方式

下面的实施实例体现了本发明描述的过程，但本发明并不局限于这些例子，本发明所述的RP-3燃料成分结构及质量百分比如下：C11：12.19％；C12：23.01％；C13：24.065；C14：16.17％；C14：3.18％，上述各组分的质量百分比之和为百分之百；RP-3的结构包括直链结构，异构结构和环烷烃结构。

实例1：

将内表面涂有HZSM-5分子筛膜负载贵金属Pd的管式反应器长900m，直径3mm。通过以下条件控制模拟高超声速飞行中的超临界状态：