3號噴氣燃料理化指標相互關聯性分析

侯建紅，曲濤，張相陽，楊韜，韓松霖，劉榮

3號噴氣燃料理化指標相互關聯性分析

侯建紅，曲濤，張相陽，楊韜，韓松霖，劉榮

駐中石油撫順石化分公司軍事代表室(遼寧撫順113008)

為深入研究3號噴氣燃料理化指標間相互關聯性規律，結合實驗數據從烴類組分、含硫化合物、酸性物質、酚類物質、抗靜電添加劑等因素著手，對其理化指標進行了系統分析。結果表明，燃料中密度、黏度、閃點，10%和90%回收溫度等理化指標由于受到燃料中烴類組分的影響，隨著芳烴含量的減小也隨之減小;電導率和水分離指數由于受到抗靜電劑影響，隨著電導率升高，水分離指數有降低趨勢，其他指標因受到指標類別、實驗精度、實驗誤差影響沒有呈現規律性變化。

3號噴氣燃料;理化指標;關聯性

3號噴氣燃料是一種重要的航空運輸燃料，其組分構成、餾程、冰點、閃點、銀片腐蝕、電導率等理化指標，從不同角度反映了燃料質量，由于受一些共同成分影響，許多理化指標間存在規律性關聯，在實際工作中，掌握其理化指標間關聯情況及有關變化規律，對提升質量監控能力和檢驗水平有較大的促進作用。結合實驗數據對3號噴氣燃料理化指標進行分析，找出3號噴氣燃料全分析成品理化指標相互關聯的規律，從而對3號噴氣燃料生產和驗收提供理論依據。

1 實驗部分

1.1實驗依據

按照GB 6537-2006標準，進行成品全分析。

1.2實驗油樣

實驗油樣選取某煉廠連續生產的10個批次3號噴氣燃料成品，該煉廠生產工藝主要是利用大慶低硫石蠟基原油常壓蒸餾后的常一線油，經加氫精制調合而成。

2 結果與討論

3號噴氣燃料理化指標常常受到烴類組分、含硫化合物、酸性物質、酚類物質、抗靜電添加劑、表面活性物質等因素影響，導致其理化指標呈現不同結果。通過理論機理和實驗數據分析相結合的方法，找出其理化指標間相互關聯規律[1-3]。

2.1烴類組分的影響

噴氣燃料中的烴類組分，主要包括烷烴、環烷烴、烯烴等輕質組分和芳香烴等重質組分。

密度、餾程、黏度、閃點、冰點、煙點、凈熱值等都受到噴氣燃料中烴類組分影響。一般來說，組分中芳烴含量越多，表明油品中重質組分越多，則油品密度越大，餾程10%餾出溫度越高、90%餾出溫度越高，黏度越大，閃點越高，煙點越低，冰點越高，質量凈熱值越低。將10個批次的3號噴氣燃料芳烴指標按逐步減少趨勢排列，從而找出密度、餾程、黏度、閃點、冰點、煙點、凈熱值等7個指標變化趨勢，見表1。

由表1可以看出，隨著芳烴含量的減小，油品的密度、黏度，閃點，10%和90%回收溫度都隨之減小，而冰點、煙點、凈熱值基本沒有變化，主要原因是:冰點實驗值只做到-53℃以下就不再進行(再做下去實際意義不大)，而實際是當油品中所含大分子正構烷烴和芳烴含量增多時，其冰點會明顯升高。煙點是衡量燃料生成積炭的傾向，積炭生成與燃料的烴類組成有關，H/C比越小的烴類生成積炭的傾向越大，其煙點越小，各種烴類生成積炭的傾向為:芳烴＞環烷烴＞烯烴＞烷烴，實驗過程中要依靠肉眼觀察，人為因素影響較大導致實驗精度較小;凈熱值和燃料的化學組成有關，在各族烴中，烷烴分子的氫碳比(H/ C)最高，芳烴最低，由于氫的熱值遠比碳高，而凈熱值實驗精度0.1，導致實驗結果粗糙，因此以上實驗值與理論值不能夠很好的吻合。

2.2含硫化合物的影響

噴氣燃料中含硫化合物，主要是元素硫、硫化氫、活性硫化物硫醇、硫醚和二硫化物等。

硫含量、硫醇性硫、銅片腐蝕、銀片腐蝕、熱氧化安定性等都受到噴氣燃料中含硫化合物的影響。通過實驗發現[4-6]，硫醇性硫或硫含量越高，銅片和銀片腐蝕越嚴重，熱氧化安定性越差。將硫含量按逐漸變小趨勢排列，并與硫醇性硫、銅片腐蝕、銀片腐蝕、熱氧化安定性等4個指標比較，結果見表2。

由表2可知，燃料中硫含量和硫醇含量沒有直接的對應關系，由于硫含量、硫醇性硫是定量指標，銀片和銅片腐蝕是定性指標，沒有對比性，因此不能準確反映彼此間相互關系。

2.3酸性物質的影響

噴氣燃料中酸性物質，主要是環烷酸、酚類化合物、羧酸等。

總酸值、銅片腐蝕、銀片腐蝕、熱氧化安定性等都受到噴氣燃料中酸性物質影響。一般來說，總酸值越高，油品中所含的酸性物質就愈多，對金屬的腐蝕性也越大，熱氧化安定性也越差。由表3可知，由于定量指標與定性指標之間沒有對比性，因此無法從實驗分析數據中找出明顯變化趨勢。

2.4酚類物質的影響

酚類物質是指芳香烴環上的氫被羥基(—OH)取代的一類芳香族化合物，且多數易顯色、易氧化，常見的有苯酚等。

總酸值、色度、實際膠質等都受到噴氣燃料中酚類物質影響。其中，色度的變化主要受其本身含有的一些醇類、酮類和酚類化合物影響，酚類物質是噴氣燃料主要有色成分[7];實際膠質是衡量燃料中生成膠質傾向的指標，其含量越大，在發動機中形成的沉積物越多。

通常酚類物質越多，總酸值越高，色度越差，實際膠質就越多。由表4可知，在總酸值不變情況下，色度值有降低趨勢，主要原因是色度受到后期白土或活性炭脫色影響不能顯示其真實變化值，總酸值和實際膠質受實驗分析精度影響無法看出細微差別，即通過成品樣本數據看不出其明顯變化趨勢。

2.5抗靜電添加劑的影響

當噴氣燃料中加入抗靜電劑時，電導率、水分離指數、水反應等指標都會受到其影響[8](GB 6537-2006規定，電導率出廠要求150～450pS/m，加抗靜電劑后水分離指數不小于70，水反應界面情況不大于1b級)。

航空鑒定委員會認證的抗靜電劑有T1502和Stadis 450兩種，這兩種抗靜電添加劑由于所含組分結構以及產生離子形式不同而對油品的感受性有差異，通常相同加劑量，Stadis 450比T1502的感受性要好(所采用噴氣燃料使用的抗靜電添加劑是Stadis450)。

水分離指數和水反應都是衡量噴氣燃料潔凈度的重要指標(前者為定量指標，后者為定性指標)，用來檢查噴氣燃料中的表面活性物質(水溶性組分)及其對燃料和水的界面的影響。

一般來說，加劑量越多，電導率越高，水分離指數越低，水反應界面評級越高。由表5可知，隨著電導率增加，水分離指數有降低趨勢，由于電導率衰減性，水反應定性分析以及實驗方法誤差影響[9]，劑量逐漸增加很難發現細微變化區別。

3 結論

1)由于受到燃料中烴類組分的影響，隨著芳烴含量的減小，油品的密度、黏度、閃點，10%和90%回收溫度都隨之減小;由于受到抗靜電添加劑影響，隨著電導率升高，水分離指數有降低趨勢。

2)噴氣燃料理化指標中既有定性指標，也有定量指標，兩者不具有可比性，不能準確反映出彼此間的關聯規律，如硫、硫醇含量與銀片腐蝕無精確對應關系。

3)在實際檢驗中，噴氣燃料部分指標實驗方法要求的精度不高。如凈熱值結果取至0.1，很難反應一些微小的變化，不能完全反映出關聯情況。

4)在油品分析過程中，由于受到實驗人員、設備、操作方法等因素的干擾，可能使檢驗結果出現偏差，如水反應、電導率等受實驗儀器和人為因素影響較大。

5)3號噴氣燃料有直餾、加氫精制、加氫裂化等生產工藝，且原油種類繁多，因此不同原油種類和加工工藝生產的3號噴氣燃料理化指標可能會出現不同關聯規律，還需要進一步實驗驗證。

[1]劉濟瀛.中國噴氣燃料[M].北京:中國石化出版社，1991.

[2]王琦.噴氣燃料全分析質量指標關聯情況分析[J].石油與天然氣化工，2000，29(1)：45-46.

[3]龐荔元.油品分析員讀本[M].北京:中國石化出版社，2010.

[4]王德巖.噴氣燃料中腐蝕性物質及其腐蝕性研究[J].腐蝕科學與防護技術，2006，18(5)：361-363.

[5]陳木如.活性硫對噴氣燃料銀片腐蝕影響的研究[J].茂名學院學報，2004，14(3)：7-9.

[6]胡澤祥，楊官漢，婁方，等.活性硫化物銀片腐蝕性能研究[J].石油煉制與化工，2002，33(2):62-64.

[7]張雄福，王利，屈清州，等.噴氣燃料脫色精制中顆粒白土失活加快的原因分析(Ⅱ)[J].煉油技術與工程，2006，36(5)：4-7.

[8]吳占琴.抗靜電劑在3#噴氣燃料中的應用[J].河北化工，2004(5)：50-52.

[9]林國美，管亮.航空燃料水反應試驗條件對試驗結果的影響[J].后勤工程學院學報，2009，25(3)：52-54.

In order to study the relevance among physical and chemical indicators of no.3 jet fuel，based on experimental data，the physical and chemical indicators of no.3 jet fuel are systematically analyze from hydrocarbon components，sulfur compounds，acidic substances，phenols and antistatic additive.The results show that，the density，viscosity，flash point，10%and 90%recovery temperature of the jet fuel will decreased with the decreasing of aromatic content in it because of the hydrocarbon components;its water separation index presents reducing trend with the increase of its conductivity because of the effect of the antistatic additive;the variation of other indexes has no regularity due to different types of indexes，experiment accuracy and errors.

No.3 jet fuel;physical and chemical indicators;relevance

學敏

2014-12-09

侯建紅(1983-)，男，工程師，碩士，現主要從事石油煉制產品質量監督管理工作。