[发明专利]具有锰辛烷增强剂的含有分支链芳族物的航空汽油

说明书

一种改进的航空汽油调配物，包括分支链芳族组合物以改进燃料的马达法辛烷值。具体地说，所述分支链芳族组合物包括共价键合到分支链烷基的芳族官能基。所述分支链芳族组合物与含锰化合物一起用于所述航空汽油以使得所述燃料能够满足MON要求。

技术领域

本发明涉及并入分支链芳香族化合物于其中以改进航空汽油的马达法辛烷值(MON)的航空汽油调配物。

背景技术

由于操作活塞驱动飞行器的需要的性质和对于安全性的高度重视，航空汽油行业着重强调燃料属性。举例来说，满足马达法辛烷值(MON)最小要求和在燃烧燃料后产生极少发动机沉积物是航空汽油的必需属性。历史上，使用策略的组合来满足MON要求。航空烷基化物基本燃料通常与有机铅辛烷增强添加剂且有时额外量的芳族组分混合以改进燃料的辛烷值。随着行业放弃有机铅基添加剂，寻找替代的辛烷增强剂的紧急程度是巨大的。

用有机锰化合物替换有机铅防爆添加剂呈现一种可行并有前景的解决方案。在一个实例中，将锰化合物，具体地说甲基环戊二烯基三羰基锰(MMT)用作辛烷辅助剂。在含有显著量的MMT的这些燃料的情况下，则期望采用锰清除剂以减少在所述燃料燃烧期间产生的燃烧室和引擎组件沉积物形成。因此，期望仅使用达到目标MON所需要的有机锰辛烷强化剂量。

行业所熟知的芳族航空汽油添加剂包括甲苯、对二甲苯和均三甲苯。这些芳香族化合物可以将航空汽油的MON增加到所需数量，但仅呈相对较高量。此外，过高掺合体积的这些组分可以破坏密封和燃料系统中的其它弹性组件。使用较高掺合体积的芳族物的另一潜在缺点是其在燃烧后形成烟雾的倾向。芳族组分结合有机锰防爆剂(如MMT)的使用通常导致对有机锰防爆剂的不敏感性。过去研究已展示，芳族组分并不响应于有机锰化合物(如MMT)的较低处理率，即未观测到辛烷值增强。所处理的燃料的仅非芳香族部分响应于辛烷值增加的MMT应。因此，对于含有较高百分比的芳香族化合物的燃料需要较高MMT处理率以实现辛烷值增强。

本文中所阐述的发现描述分支链芳香族化合物的使用以与MMT协同协作以增加航空汽油的MON。这种分支链芳族-MMT协同作用不仅使MON增强到比传统芳族物显著更高的程度；这将允许在某些情况下减少有机锰化合物的量。

发明内容

因此，本发明的一个目的是在航空汽油中提供一种分支链芳族以改进燃料的MON。优于在非分支链芳族物情况下通常观测到的MON，分支链芳族与有机锰防爆剂化合物之间协同作用显著地增强MON。此外，在某些条件下，采用分支链芳族物实际上可能降低有机锰防爆剂处理率。

在一个实例中，航空汽油调配物包含至少约20体积百分比的航空烷基化组合物和约1到50体积百分比的芳族组合物。调配物还包括含锰化合物。芳族组合物包括共价键合到分支链烷基的芳族官能基的分支链芳族组合物。芳族官能基可以是选自由苯、萘和蒽组成的群组。芳族官能基可以是含有选自由氧、氮和硫组成的群组的原子的杂芳基。芳族官能基可以是5元或6元芳环。分支链烷基可以含有3到15个原子且可以是完全由碳原子形成。分支链烷基可以包括选自由以下组成的群组的一或多个杂原子：氧、氮、硫、硅、磷、硼、氟、氯、溴和碘。分支链芳族组合物可以占约航空汽油调配物的1到25体积百分比。分支链芳族组合物可以包含不同分支链芳族组合物的混合物。分支链芳族组合物可以是叔丁基苯。含锰化合物的量可以以500mg Mn/L或更低的量存在且具有至少99.6的航空汽油的MON。芳族组合物可以以30体积百分比的汽油调配物或更低的量存在且航空汽油的MON是至少99.6。

在另一个实例中，描述一种用于减少在燃烧航空汽油调配物中形成的含锰发动机沉积物的量的方法。方法包括以下步骤。提供一种第一航空汽油调配物，包含至少约20体积百分比的航空烷基化组合物、第一量的含锰化合物和约1到50体积百分比的未分支链芳族化合物。接下来，在混合第一航空汽油调配物之前，通过用分支链芳族组合物取代至少约25体积百分比的未分支链芳族化合物且在同时仅并入小于第一量的含锰化合物的第二量的含锰化合物来制备第二航空汽油调配物。第二航空汽油调配物的燃烧使得形成比第一航空汽油调配物的燃烧更少的含锰发动机沉积物。