[发明专利]一种无铅航空汽油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于燃料应用技术领域，尤其涉及一种无铅航空汽油及其制备方法。

背景技术

现代航空活塞式发动机都要求使用高辛烷值的航空汽油。1921年，通用汽车公司的ThomasMidgleyJr.，首次发现了四乙基铅加入到汽油后能减少爆震，提高辛烷值。目前航空汽油生产商大都通过向航空汽油中添加四乙基铅的方法提高燃料燃烧效率，增加汽油的抗爆震能力。然而，四乙基铅本身就是剧毒物质，它可以通过呼吸系统、消化系统和皮肤等多种途径进入人体，引起幻视、幻听，严重时将使人昏迷乃至死亡。四乙基铅燃烧后生成的氧化铅也是剧毒物质，当其侵入大脑后将严重干扰人体新陈代谢活动，造成大脑供氧不足，引起中毒性神经病。大量研究表明，大城市的居民身体中血铅含量与含铅汽油的使用量密切相关。鉴于四乙基铅的不利环境影响及其对人类健康的危害，欧美等发达国家在上世纪90年代中期已全面禁止车用汽油使用四乙基铅。2000年1月1日，中国国家质量技术监督局发布“车用无铅汽油”强制性国家标准，并开始在全国禁止使用含铅车用汽油。([1]陈惠敏.用无铅汽油实施新标准的看法和建议[J].炼油设计,2000,30(11):56-59.)

在航空汽油应用领域，由于目前尚未找到成熟的四乙基铅替代品，因此还允许在航空汽油中添加四乙基铅。尽管如此，欧美等发达国家对四乙基铅在航空汽油中的添加量进行了严格限制，并呈现逐年减少的趋势。近来有报道称，来自航空汽油中的含铅化合物已引起飞行区域附近水源的污染以及中毒性神经病发病人数的明显增加。

由于环境和人体健康的压力越来越大，无铅航空汽油的研发受到越来越多的重视。回顾无铅航空汽油发展的历史，早在1990年，美国就开启了无铅航空汽油研究。1998年，美国出台首个无铅航空汽油标准《82,87号无铅航空汽油》([2]ASTMD6227StandardSpecificationforGradesUL82andUL87Unleaded AviationGasoline)。随着通用航空的发展，82号，87号无铅航空汽油由于辛烷值较低，不能满足大部分活塞式发动机性能要求，目前已经基本停止使用。经过16年的艰苦奋斗，在2006年，美国推出94号无铅航空汽油测试用油，并写入标准([3]ASTMD7592StandardSpecificationforSpecificationforGrade94UnleadedAviationGasolineCertificationandTestFuel)。2009年，美国推出91号无铅航空汽油作为商业化用油([4]ASTMD7547StandardSpecificationfor HydrocarbonUnleadedAviationGasoline)，表明美国无铅航空汽油市场化得到进一步的发展。

美国对高辛烷值无铅航空汽油的研究一直在进行。2005年，斯威夫特公司研究出102号无铅航空汽油测试油，在2007年得到美国材料与测试协会(ASTM)的大力支持，并于2011年出台102号无铅航空汽油标准。([5]ASTM D7719StandardSpecificationforHighOctaneUnleadedTestFuel)2011年1～5月，FAA与EPA邀请设备制造商、油品生产商、油品批发商以及油品经营者等参加了无铅航空汽油替代现有航空汽油的会议，讨论了102号无铅航空汽油的技术(生产、审定、部署调度)、经济、监管与环境等问题。基于四乙基铅的危害以及无铅航空汽油的研究，美国环保总署建议，于2020年起全面推广使用高辛烷值无铅航空汽油。

美国现行的无铅航空汽油标准中主要的技术指标如下表1所示：

表1美国无铅航空汽油标准(部分)

国内目前的航空活塞式发动机大部分使用国产100号含铅航空汽油，铅含量为1.12g/L，远高于国外100号低铅航空汽油的0.56g/L。四乙基铅燃烧后，将产生大量的含铅有毒化合物，进入空气、土壤和水源，污染环境，并对人体造成危害。如何减轻四乙基铅燃烧带来的环境污染与生态破坏，是通用航空目前急需解决的问题。

无铅航空汽油的迅速发展，将为解决通用航空铅污染问题指明一条切实可行的道路。因此，提供一种能够制备无铅航空汽油，并且制备的无铅航空汽油的理化性能指标能完全满足国内外无铅航空汽油标准要求，就成为该技术领域急需解决的难题。

发明内容