[发明专利]一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于新燃料技术领域，具体涉及一种同时具有吸热和高密度性能的 燃料的合成方法。

背景技术

冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的尖端航空科学技术。冲压发动 机的核心要素之一即是装填能够满足现代需求的高能量密度燃料。

早在上世纪50年代和60年代初，美国和俄罗斯就已开始超音速和超燃冲 压发动机的研究。随着发动机研究的进一步发展，飞行器的速度进一步加快， 所有部件的热负荷都急剧的增加，对所使用的燃料系统提出了更高的要求。高 超音速飞行器是现代航运、现代军事装备的关键组成，其研制已成为当今航空 航天领域发展的热点，广泛引起欧、美、俄罗斯等国的高度重视。为满足飞行 器高航速、远航程的需求，要求利用具有高密度、高体积热值、高安定性的燃 料技术和高效飞行器冷却技术(在高超音速飞行时大量的气动热可能使飞行器 表面温度高于材料的承受能力)。从飞行器一体化设计角度出发，吸热型燃料 (既是燃料又是冷却剂)是最经济和最有效的吸热源。因此，开发具有高体积 热值、高安定性能的吸热型燃料及其相关技术成为世界各国广泛关注的重点， 其性能改进和提高都深刻影响飞行器系统的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法， 本发明提供的方法原料来源广泛，方法原理简单，转化率高，产物纯度高。

一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其步骤如下：

(1)将混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂分别铺设在反应器底部，混合氧 化剂在下，骨架镍催化剂在上，在常压下通入H₂和N₂混合气对催化剂进行还原；

(2)催化剂还原完成后，通入甲基环乙烷与十氢化萘混合物，将催化剂浸 没，采用梯度升温的方式进行催化反应；

(3)反应后进行减压蒸馏处理，将未反应的混合物去除，得到吸热型高密 度燃料。

所述H₂和N₂的配比为0.15-0.3。

所述混合氧化物催化剂以氧化铜为活性组份，氧化锌为助催化剂，氧化铝 为载体，结构呈发泡体状，所述氧化铜与氧化锌的比例为5:1-1.5。

所述甲基环乙烷与十氢化萘的配比为10:3-5。

所述梯度升温的方式如下：第一阶段温度为300-450℃，压力为2.03MPa， 持续时间为10min；第二阶段温度为600-680℃，压力为2.10MPa，持续时间为 60min；第一阶段到第二阶段的升温速度为30℃/min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用甲基环乙烷与十 氢化萘为反应原料，来源广泛；采用混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂作为裂 解催化剂，具有极强的催化效果，催化效果广泛，并且催化反应彻底；采用梯 度升温的方式进行反应，达到双层催化的效果，能够将催化性能进一步发；本 发明提供的方法原料来源广泛，方法原理简单，转化率高，产物纯度高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述：

实施例1

一种同时具有吸热和高密度性能的燃料的合成方法，其步骤如下：

(1)将混合氧化物催化剂与骨架镍催化剂分别铺设在反应器底部，混合氧 化剂在下，骨架镍催化剂在上，在常压下通入H₂和N₂混合气对催化剂进行还原；

(2)催化剂还原完成后，通入甲基环乙烷与十氢化萘混合物，将催化剂浸 没，采用梯度升温的方式进行催化反应；

(3)反应后进行减压蒸馏处理，将未反应的混合物去除，得到吸热型高密 度燃料。

所述H₂和N₂的配比为0.15。

所述混合氧化物催化剂以氧化铜为活性组份，氧化锌为助催化剂，氧化铝 为载体，结构呈发泡体状，所述氧化铜与氧化锌的比例为5:1。

所述甲基环乙烷与十氢化萘的配比为10:3。

所述梯度升温的方式如下：第一阶段温度为300℃，压力为2.03MPa，持续 时间为10min；第二阶段温度为600℃，压力为2.10MPa，持续时间为60min； 第一阶段到第二阶段的升温速度为30℃/min。