国内外甲烷推进剂标准对比分析

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1、国外标准化国内外甲烷推进剂标准对比分析游岳蒋榕培孙海云方涛刘朝阳(北京航天试验技术研究所，北京，100074)文摘：解析美国军用标准MIL-PRF-32207《推进剂级甲烷》的主要内容及其与我国有关甲烷标准的技术指标对比,结合国内甲烷民用标准,比较分析国内外液态甲烷推进剂分析方法的差异,建议开展甲烷中杂质含量分析与影响的研究以及制定我国液态甲烷推进剂标准。关键词：甲烷标准;推进剂标准;液化天然气。液氧/甲烷发机具有比冲高、成本、无一特性》相关产品技术指标对比。毒无污染、积炭、适于使用特点,是极1以看出,MIL-PRF-32207对甲烷的具发潜的未来航天,已成为各航天大国级和技术指标规定比

2、较,B级、C级与A研究的热点。针对甲烷推进剂的使用,目前,在级相比,在氮气、乙烷、丙烷、总硫、二氧化碳已经公开文献资料中,只有美国在2006年颁以及气体方著,部分指了用标准MIL-PRF-32207《推进剂级甲标甚至50倍,除UEO高推进剂特性烷》,对推进剂级甲烷进行了分级,并规定了相之外,关注对再生冷却使用性的影应的技术指标和分析方:俄罗斯、国、日响。HG/T3633-1999中甲烷分为三级,优本、韩国国未建甲烷用标准和航天标品中甲烷纯度99.995%,然标准规定准:国也未形成应用于航天的推进剂级甲了6技术指标:甲烷、乙烷、氧（氦）、氮、烷相关标准,目前制定了限于民用的甲烷天氢、,指标

3、未作规定,并标准规定的然气标准。国内外有关甲烷标准见文后附。甲烷产品主要用于标准混合气的制备、催化剂、金属与合金的渗碳、微生培养、冷冻机以1MIL-PRF-32207与国内相关标准中甲及化工原料。针对民用的GB/T19204-2003烷技术指标对比中,甲烷的纯度指标高为97.5%,不美国的MIL-PRF-32207将推进剂级甲烷分MIL-PRF-32207中A级要求,也未对硫、他为三级:A、B和C,并规定了11项指标的分析气体、挥发性残渣和粒、二氧化碳、方和技术规。目前国内无针对航天用甲烷的技术指标进行规定:对乙烷、丙烷、挥技术规,也未建甲烷推进剂标准,只有民用发性烃的含虽然有规定,但与

4、MIL-PRF-甲烷标准,民用甲烷标准中未对硫含进行32207相比,指标数值明偏高,特是挥限定。1为MIL-PRF-32207中甲烷技术指标发性烃远远超出MIL-PRF-32207中的要求。与国化工行业标准HG/T3633-1999《纯甲烷》据国内业8冷生产工推I,硫含在以及国标准GB/T19204-2003《液化天然气的1ppm（1×10-6）以上。,国内有关甲烷的标-36-《航天标准化》2014年第4期表1美国液态甲烷推进剂与国内液化天然气指标对比MIL-PRF-32207HG/T3633GB/T19204指标A级B级C级优品一品合品组成1组成2纯度≥（%）98.799.9099.9

5、799.99599.9999.997.593.9总硫≤（×10-6）10.10.1-----≤（×10-6）10.50.551550--氧≤（×10-6）1115①10①50①--氮≤（×10-6）50001001001535250500017900二氧化碳≤（×10-6）1255050-----他气体≤（×10-6）50001251255②10②50②--乙烷≤（×10-6）500050010015256001800032600丙烷≤（×10-6）3000500100---20006900挥发性烃≤（×10-6）111----3600挥发性残渣和粒1011-----含≤（mg/L）注:

6、①氧与氦的总含指标:②为氢含指标:“-”标准中无指标规定。准并不适用于航天工。20℃,在液态甲烷中以溶解气存在,在涡轮泵使用过程中产生气蚀象。2MIL-PRF-32207对甲烷和杂质的要求d）乙烷、丙烷的含技术指标的严液态甲烷作为推进剂使用,&研究含制,主要是关注再生冷却过程中的裂解焦倾对发机性的影响,如硫化合曾一度成为向。焦产的形成将影响甲烷在冷却通道内的俄罗斯研制液氧/甲烷发机的“瓶颈”。美国宇冷却效,热效。与甲烷相比,乙烷、航T和美国国防资应T液态甲烷的招标丙烷多碳烷烃热稳定性稍差,在高温下裂解文件中,均要求用于液氧/甲烷发机的甲焦的趋势大,烷烃分子链越长越易裂解。烷符合MIL-P

7、RF-32207的B级C级。对甲烷日本在液氧/天然气发机研制过程中明1中的含要求如严,原如下。指出,在热交换再生冷却系统中液化天然气a）甲烷纯度的O高有助于O高推进剂,的焦是一要的题。为,日本U察了丙同下,甲烷纯度越高,产生的推越烷含对甲烷裂解焦的影响[1]。研究大。明:纯甲烷体系（甲烷≥99.9%）在900℃下开b）含较,主要为与甲烷中的硫裂解,甲烷与丙烷的混合气（99%甲烷+1%化合、丙烷形成合,在发机使用丙烷）在700℃件下开