[AR] Re: [LPL] IPA Effects on Copper

  • From: David Gregory <david.c.gregory@xxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Sat, 1 Apr 2017 18:44:43 -0600

The rp1 spec limits total sulphur to 30 ppm and 3 ppm mercaptan.  MIL-DTL-25576

On Apr 1, 2017, at 5:59 PM, ignacio belieres <ignacio_belieres@xxxxxxxxxxx> 
wrote:

They dont do regen


-------- Original message --------
From: Paul Mueller <paul.mueller.iii@xxxxxxxxx>
Date: 4/1/17 4:51 PM (GMT-08:00)
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [AR] Re: [LPL] IPA Effects on Copper

I see that the new Vector-R launch vehicle is LOX/propylene (first stage, 
https://vectorspacesystems.com/vector-r/). I wonder how they handle the 
polymerization issues.

On Sat, Apr 1, 2017 at 5:07 PM, Henry Spencer <hspencer@xxxxxxxxxxxxx> wrote:
On Sat, 1 Apr 2017, Brian Feeney wrote:
Anthony Ceasaroni wrote:Sulphur is not the dominating issue.
What is / are the dominating issue(s)?

Depends on the fuel and the chamber materials.

For kerosene and suchlike -- that is, complex mixtures of higher 
hydrocarbons -- you get classical coking, which is essentially reactive 
components of the fuel polymerizing into solid organic gunk, and then 
gradually baking down to mostly carbon, under heat and pressure.  Sulfur 
might perhaps help this along a bit, but isn't at all necessary.  What 
distinguishes RP-1 (and such) from (say) Jet A, is that RP-1 has essentially 
none of the troublemaking components, and so it doesn't polymerize easily.

(There has been speculation in the past that things like ULS -- Ultra Low 
Sulfur -- diesel fuel might be similarly heat-resistant, not because of the 
lack of sulfur but because the treatments used to get rid of sulfur 
impurities also tend to get rid of the reactive hydrocarbons in the mix. And 
if you want CO2 brownie points, peanut oil is quite heat-resistant and might 
be suiable...)

Simple hydrocarbons like methane and propane, when reasonably pure, simply 
don't polymerize on their own.  For them, the big issue is sulfur corrosion, 
especially in copper chambers.  It doesn't take much -- the Aerojet guys 
found heavy deposits of copper sulfides with 10ppm of CH3SH in methane.  
(CH3SH, methyl mercaptan, is a common "stenchant" in methane, natural gas, 
etc., added to make them smellable.)

(RP-1 is officially limited to 50ppm of sulfur, but normally has very 
little.  They tried adding 50ppm of a mercaptan to it, and it showed major 
sulfur corrosion too, at rather lower temperatures than needed to make it 
show classical coking.)

One problem with commercial fuel "propane", and to a lesser extent with LNG 
as well, is that they're not pure propane and methane respectively. 
"Propane" usually has some propylene (which most definitely does 
polymerize), and especially in hot climates it may also have a fair bit of 
butane and pentane to reduce its vapor pressure.  LNG is mostly methane but 
has small amounts of other hydrocarbons too, and if it has ethylene or 
propylene, you may again be in trouble.  Possibly the biggest headache with 
heating-fuel grades is simply that their compositions aren't well controlled 
-- even the choice of stenchant can change -- so good results with one batch 
don't guarantee anything about the next batch.

(I'm told that propane sold as vehicle fuel has *much* tighter specs, but I 
haven't verified this.)

Henry


Other related posts: