ES2612571T3 - Gasolina de aviación sin plomo de alto octanaje - Google Patents
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Abstract
Una composición de combustible de aviación sin plomo que tiene un MON de al menos 99,6, contenido de azufre de menos de 0,05 % en peso, contenido de CHN de al menos 97,2 % en peso, menos de 2,8 % en peso de contenido de 5 oxígeno, una T10 de, como máximo, 75 ºC, una T40 de, como mínimo, 75 ºC, una T50 de, como máximo, 105 ºC, una T90 de, como máximo, 135 ºC, un punto de ebullición final de menos de 190 ºC, un calor ajustado de combustión de, al menos, 43,5 MJ/kg, una presión de vapor en el intervalo de 38 a 49 kPa, que comprende: de 20 % en volumen a 35 % en volumen de tolueno que tiene un MON de al menos 107; de 2 % en volumen a 10 % en volumen de anilina; de por encima de 30 % en volumen a 55 % en volumen de al menos un alquilato o mezcla de alquilato que tiene un intervalo del punto de ebullición inicial de 32 ºC a 60 ºC y un intervalo del punto de ebullición final de 105 ºC a 140 ºC, que tiene una T40 de menos de 99 ºC, una T50 de menos de 100 ºC, una T90 de menos de 110 ºC, comprendiendo el alquilato o mezcla de alquilato isoparafinas de 4 a 9 átomos de carbono, 3-20 % en volumen de isoparafinas C5, 3-15 % en volumen de isoparafinas C7 y 60-90 % en volumen de isoparafinas C8, basado en el alquilato o mezcla de alquilato, y menos de 1 % en volumen de C10+, basado en el alquilato o mezcla de alquilato; de 7 % en volumen a 14 % en volumen de un acetato de alquilo ramificado que tiene grupo alquilo de cadena ramificada que tiene de 4 a 8 átomos de carbono; y de 8 % en volumen a 26 % en volumen de isopentano en una cantidad suficiente para alcanzar una presión de vapor en el intervalo de 38 a 49 kPa; donde la composición de combustible contiene menos de 1 % en volumen de compuestos aromáticos C8; y donde el calor ajustado de combustión se calcula como sigue: HOC* >= (HOCv/densidad) + (% incremento del intervalo/ % incremento de la carga + 1) donde HOC * es el calor ajustado de combustión (MJ/kg), HOCv es la densidad de energía volumétrica (MJ/l) obtenida de la medición del calor real de combustión, la densidad es la densidad del combustible (g/l), % del incremento del intervalo es el incremento en porcentaje en el rango de aeronaves en comparación con 100 LL (HOCLL) calculado utilizando HOCv y HOCLL para un volumen de combustible fijo y % del incremento de carga es el correspondiente incremento en porcentaje de la capacidad de la carga debido a la masa del combustible.
Description
Anilina
La anilina (C6H5NH2) se produce principalmente en la industria en dos etapas a partir de benceno. En primer lugar, el benceno se nitra utilizando una mezcla concentrada de ácido nítrico y ácido sulfúrico a de 50 a 60 ºC, que da 5 nitrobenceno. En la segunda etapa, el nitrobenceno se hidrogena, típicamente a 200-300 ºC en presencia de varios catalizadores metálicos.
Como alternativa, la anilina también se prepara a partir de fenol y amoníaco, derivándose el fenol del proceso de cumeno.
En el comercio, se distinguen tres marcas de anilina: aceite de anilina para azul, que es anilina pura; aceite de anilina para el rojo, una mezcla de cantidades equimoleculares de anilina y ortotoluidina y para-toluidina; y aceite de anilina para safranina, que contiene anilina y orto-toluidina, y se obtiene a partir del destilado (échappés) de la fusión de fuchsina. Para la avgas sin plomo de alto octanaje se desea anilina pura, también conocida como aceite de
15 anilina para azul. La anilina toluidina está, preferiblemente, presente en la mezcla en una cantidad de aproximadamente 2 % en volumen, preferiblemente al menos aproximadamente 3 % en volumen, más preferiblemente al menos aproximadamente 4 % en volumen a, como máximo, aproximadamente 10 % en volumen, preferiblemente a como máximo aproximadamente 7 % en volumen, más preferiblemente a, como máximo, aproximadamente 6 % en volumen, basado en la composición del combustible de aviación sin plomo.
Alquilato y mezcla de alquilato
El término alquilato típicamente se refiere a parafina de cadena ramificada. La parafina de cadena ramificada típicamente deriva de la reacción de isoparafina con olefina. Se dispone de varios grados de isoparafinas de cadena 25 ramificada y mezclas. El grado se identifica mediante el intervalo del número de átomos de carbono por molécula, el peso molecular promedio de las moléculas y el intervalo del punto de ebullición del alquilato. Se ha encontrado que es deseable un cierto corte de la corriente de alquilato y su mezcla con isoparafinas, tales como isooctano para obtener o proporcionar el combustible de aviación sin plomo de alto octanaje de la invención. Estos alquilatos o mezcla de alquilatos se pueden obtener mediante destilación o tomando un corte de los alquilatos estándar disponibles en la industria. Opcionalmente se mezcla con isooctano. El alquilato o mezcla de alquilato tiene un intervalo de ebullición inicial de aproximadamente 32 ºC a aproximadamente 60 ºC y un intervalo de ebullición final de aproximadamente 105 ºC a aproximadamente 140 ºC, preferentemente a aproximadamente 135 ºC, más preferentemente a aproximadamente 130 C, lo más preferentemente a aproximadamente 125º C, que tiene una T40 de menos de 99 ºC, preferentemente, como máximo, a 98º C, una T50 de menos de 100 ºC, una T90 de menos de
35 110 °C, preferentemente, como máximo, 108 ºC, comprendiendo el alquilato o mezcla de alquilato isoparafinas de 4 a 9 átomos de carbono, aproximadamente 3–20 % en volumen de isoparafinas C5, basado en el alquilato o mezcla de alquilato, aproximadamente 3–15 % en volumen de isoparafinas C7, basado en el alquilato o mezcla de alquilato, y aproximadamente 60–90 % en volumen de isoparafinas C8, basado en el alquilato o mezcla de alquilato, y menos de 1 % en volumen de C10+, preferentemente menos de 0,1 % en volumen, basado en el alquilato o mezcla de alquilato. El alquilato o mezcla de alquilato está, preferiblemente, presente en la mezcla en una cantidad de aproximadamente 30 % en volumen, preferiblemente al menos aproximadamente 32 % en volumen, lo más preferiblemente al menos aproximadamente 35 % en volumen a, preferentemente, como máximo, a aproximadamente 49 % en volumen, más preferiblemente a, como máximo, aproximadamente 47 % en volumen, basado en la composición del combustible de aviación sin plomo.
45 Isopentano
El isopentano puede estar presente en una cantidad de al menos 8 % en volumen en una cantidad suficiente para alcanzar una presión de vapor en el intervalo de 38 a 49 kPa. El alquilato o mezcla de alquilato también contiene isoparafinas C5, por lo que esta cantidad variará típicamente entre 5 % en volumen y 25 % en volumen, dependiendo del contenido de C5 del alquilato o mezcla de alquilato. El isopentano debe estar presente en una cantidad para alcanzar una presión de vapor en el intervalo de 38 a 49 kPa para cumplir la norma de la aviación. El contenido total de isopentano en la mezcla puede estar en el intervalo de 10 % a 26 % en volumen, preferiblemente en el intervalo de 12 % a 18 % en volumen, basado en la composición de combustible de aviación sin plomo.
55 Codisolvente
El combustible de aviación sin plomo puede contener un acetato de alquilo ramificado que tiene un grupo alquilo de cadena ramificada que tiene de 4 a 8 átomos de carbono como un codisolvente. El codisolvente adecuado puede ser, por ejemplo, acetato de t-butilo, acetato de iso-butilo, acetato de etilhexilo, acetato de isoamilo y acetato de tbutilamino, o mezclas de los mismos. Los combustibles de aviación sin plomo que contienen aminas aromáticas tienden a tener una naturaleza significativamente más polar que los combustibles tradicionales de base de gasolina de aviación. Como resultado, tienen una mala solubilidad en los combustibles a temperaturas bajas, que pueden aumentar drásticamente los puntos de congelación de los combustibles. Considérese, por ejemplo, un combustible 65 base de gasolina de aviación que comprende 10 % v/v de isopentano, 70 % v/v de alquilato ligero y 20 % v/v de tolueno. Esta mezcla tiene un MON de aproximadamente 90 a 93 y un punto de congelación (ASTM D2386) de
7
- Propiedad
- T90 (grados C)
- 115,3
- FBP (grados C)
- 179,4
Ejemplo 6
isopentano 18 % v Alquilato de intervalo estrecho 32 % v Tolueno de MON alto 35 % v anilina 6 % v Acetato de t-butilo 9 % v
- Propiedad
- MON
- 101,9
- RVP (kPa)
- 48,26
- Punto de congelación (grados C)
- –60
- Contenido de plomo (g/gal)
- < 0,01
- Densidad (g/ml)
- 0,779
- Calor neto de combustión (MJ/kg)
- 42,85
- Calor neto de combustión ajustado (MJ/kg)
- 44,61
- T10 (grados C)
- 62,4
- T40 (grados C)
- 100,6
- T50 (grados C)
- 103,9
- T90 (grados C)
- 114,3
- FBP (grados C)
- 177,9
Ejemplo 7
isopentano 18 % v Alquilato de intervalo estrecho 38 % v Tolueno de MON alto 30 % v anilina 5 % v Acetato de t-butilo 9 % v
- Propiedad
- MON
- 101,3
- RVP (kPa)
- 48,54
- Punto de congelación (grados C)
- < –80
- Contenido de plomo (g/gal)
- < 0,01
- Densidad (g/ml)
- 0,771
- Calor neto de combustión (MJ/kg)
- 42,8
- Calor neto de combustión ajustado (MJ/kg)
- 44,2
- Reacción al agua (ml)
- 1
- T10 (grados C)
- 62,8
- T40 (grados C)
- 100,4
- T50 (grados C)
- 103,8
- T90 (grados C)
- 114,2
- FBP (grados C)
- 179,6
10 Ejemplo 8
isopentano 18 % v Alquilato de intervalo estrecho 24 % v Isooctano 20 % v Tolueno de MON alto 25 % v anilina 4 % v Acetato de t-butilo 9 % v
- Propiedad
- MON
- 101,2
- RVP (kPa)
- 45,23
- Punto de congelación (grados C)
- < –79
- Contenido de plomo (g/gal)
- < 0,01
- Densidad (g/ml)
- 0,759
11
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