一种液体高热值碳氢燃料

本发明涉及一种液体高热值碳氢燃料，具体涉及航空发动机用液体高热值燃料，属于高能燃料配方。

背景技术：

1、随着现代飞行器设计技术的飞速发展，飞行器的速度、航程都有了极大的提高，高热值燃料，具有较高的燃烧热，能有效增加导弹的航程和航速，碳氢燃料的体积燃烧热是衡量燃料性能优劣的重要指标。挂式四氢双环戊二烯（jp-10）是目前较为典型的液体碳氢燃料，被各国广泛应用于火箭、高速飞行器以及巡航导弹等，其密度为0.935 g/cm3，体积热值仅为39.4 mj/l，已无法满足现代飞行器的要求。

2、文献《a solar-energy-derived strained hydrocarbon as an energetichypergolic fuel.[j] rsc adv., 2014, 4, 50998-51001》报道了一种具有高张力笼状结构的四环庚烷(四环[3.2.0.02，7.04，6]庚烷，qc)燃料，密度为0.98 g/cm3，体积热值为43.55mj/l，被认为是一种性能优良的高能碳氢燃料，但其闪点仅约11 ℃，使用及储运过程中的安全性较差。因此，开发更高体积燃烧热值、使用更加安全的碳氢燃料具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对背景技术的不足和缺陷，提供一种高热值碳氢燃料。

2、为了实现上述目的，本发明采用两种燃料单体复配的方式，制备出一种高热值碳氢燃料。正己基碳硼烷是具有稳定闭型硼笼结构的液态碳硼烷衍生物，其体积热值高达52mj/l以上，密度为0.9 g/cm3，而多环燃料五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷的体积净燃烧热为44.4 mj/l，密度为1.03 g/cm3，两者按照一定的重量百分组成复配，可以大大地提高燃料的体积热值。同时，体系的闪点在61 ℃~67 ℃之间，使用安全性高。

3、一种液体高热值碳氢燃料，由如下组分构成：正己基碳硼烷和五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]

4、优选的，由如下重量百分数的组分构成：正己基碳硼烷 10%~40%、五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷60%~90%。

5、更优选的，由如下重量百分数的组分构成：正己基碳硼烷10%、五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷90%。

6、更优选的，由如下重量百分数的组分构成：正己基碳硼烷20%、五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷80%。

7、本发明高热值碳氢燃料的制备方法：在容器中，加入质量百分数60%~90%的五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷，以及质量百分数10%~40%的正己基碳硼烷，控制体系的温度在20℃~30℃，搅拌0.5 h ~2 h，配制结束后，将得到的燃料用30 μm~50 μm的中等孔径大小的滤纸进行过滤，除去燃料中可能混入的金属机械杂质和灰尘，然后再采用质量分数10%~20%的丙酮水溶液浸泡洗涤后300℃下真空干燥，过3å分子筛进行脱水处理，即可得到相应的高热值碳氢燃料。

8、本发明的有益效果：本发明制备的高热值碳氢燃料的体积热值为49.8 mj/l ~51.0 mj/l，密度（20℃）为0.982 g/cm3~1.026 g/cm3，闪点为61 ℃~67 ℃，与现有技术的四环庚烷相比，体积热值提高了14%~17%，同时，使用安全性能大大提升。

技术特征：

1.一种液体高热值碳氢燃料，其特征在于，由如下组分构成：正己基碳硼烷和五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]。

2.根据权利要求1所述液体高热值碳氢燃料，其特征在于，由如下重量百分数的组分构成：正己基碳硼烷10%~40%、五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷60%~90%。

3.根据权利要求2所述液体高热值碳氢燃料，由如下重量百分数的组分构成：正己基碳硼烷10%、五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷90%。

4.根据权利要求2所述液体高热值碳氢燃料，由如下重量百分数的组分构成：正己基碳硼烷20%、五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷80%。

5.权利要求1所述液体高热值碳氢燃料的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：在容器中，加入质量百分数60%~90%的五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷，以及质量百分数10%~40%的正己基碳硼烷，控制体系的温度在20℃~30℃，搅拌0.5h~2h，配制结束后，将得到的燃料用30μm~50μm的中等孔径大小的滤纸进行过滤，然后再采用质量分数10%~20%的丙酮水溶液浸泡洗涤后300℃下真空干燥，过3å分子筛进行脱水处理，即可得到相应的高热值碳氢燃料。

技术总结本发明公开了一种液体高热值碳氢燃料。本发明的高热值碳氢燃料的重量百分组成为：正己基碳硼烷10%~40%，五环[6.3.1.02,7.03,5.09,11]十二烷60%~90%。本发明的高热值碳氢燃料体积热值为49.8 MJ/L~51.0 MJ/L，20℃条件下的密度为0.982 g/cm3~1.026 g/cm3，闪点为61℃~67℃。本发明的碳氢燃料主要用作航空发动机的动力源和冷却源。技术研发人员：安高军,刘亚文,孙道安,李娇毅,陈今茂,李春迎,夏洋峰,鲁长波,郑哲,徐曦萌受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院技术研发日：技术公布日：2024/4/17