3號(hào)噴氣燃料理化指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)性分析

侯建紅，曲濤，張相陽(yáng)，楊韜，韓松霖，劉榮

3號(hào)噴氣燃料理化指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)性分析

侯建紅，曲濤，張相陽(yáng)，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(hào)噴氣燃料理化指標(biāo)間相互關(guān)聯(lián)性規(guī)律，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從烴類組分、含硫化合物、酸性物質(zhì)、酚類物質(zhì)、抗靜電添加劑等因素著手，對(duì)其理化指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。結(jié)果表明，燃料中密度、黏度、閃點(diǎn)，10%和90%回收溫度等理化指標(biāo)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(dǎo)率和水分離指數(shù)由于受到抗靜電劑影響，隨著電導(dǎo)率升高，水分離指數(shù)有降低趨勢(shì)，其他指標(biāo)因受到指標(biāo)類別、實(shí)驗(yàn)精度、實(shí)驗(yàn)誤差影響沒有呈現(xiàn)規(guī)律性變化。

3號(hào)噴氣燃料;理化指標(biāo);關(guān)聯(lián)性

3號(hào)噴氣燃料是一種重要的航空運(yùn)輸燃料，其組分構(gòu)成、餾程、冰點(diǎn)、閃點(diǎn)、銀片腐蝕、電導(dǎo)率等理化指標(biāo)，從不同角度反映了燃料質(zhì)量，由于受一些共同成分影響，許多理化指標(biāo)間存在規(guī)律性關(guān)聯(lián)，在實(shí)際工作中，掌握其理化指標(biāo)間關(guān)聯(lián)情況及有關(guān)變化規(guī)律，對(duì)提升質(zhì)量監(jiān)控能力和檢驗(yàn)水平有較大的促進(jìn)作用。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)3號(hào)噴氣燃料理化指標(biāo)進(jìn)行分析，找出3號(hào)噴氣燃料全分析成品理化指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)的規(guī)律，從而對(duì)3號(hào)噴氣燃料生產(chǎn)和驗(yàn)收提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)依據(jù)

按照GB 6537-2006標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行成品全分析。

1.2實(shí)驗(yàn)油樣

實(shí)驗(yàn)油樣選取某煉廠連續(xù)生產(chǎn)的10個(gè)批次3號(hào)噴氣燃料成品，該煉廠生產(chǎn)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(jīng)加氫精制調(diào)合而成。

2 結(jié)果與討論

3號(hào)噴氣燃料理化指標(biāo)常常受到烴類組分、含硫化合物、酸性物質(zhì)、酚類物質(zhì)、抗靜電添加劑、表面活性物質(zhì)等因素影響，導(dǎo)致其理化指標(biāo)呈現(xiàn)不同結(jié)果。通過(guò)理論機(jī)理和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法，找出其理化指標(biāo)間相互關(guān)聯(lián)規(guī)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(huán)烷烴、烯烴等輕質(zhì)組分和芳香烴等重質(zhì)組分。

密度、餾程、黏度、閃點(diǎn)、冰點(diǎn)、煙點(diǎn)、凈熱值等都受到噴氣燃料中烴類組分影響。一般來(lái)說(shuō)，組分中芳烴含量越多，表明油品中重質(zhì)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(diǎn)越高，煙點(diǎn)越低，冰點(diǎn)越高，質(zhì)量?jī)魺嶂翟降汀?0個(gè)批次的3號(hào)噴氣燃料芳烴指標(biāo)按逐步減少趨勢(shì)排列，從而找出密度、餾程、黏度、閃點(diǎn)、冰點(diǎn)、煙點(diǎn)、凈熱值等7個(gè)指標(biāo)變化趨勢(shì)，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(diǎn)，10%和90%回收溫度都隨之減小，而冰點(diǎn)、煙點(diǎn)、凈熱值基本沒有變化，主要原因是:冰點(diǎn)實(shí)驗(yàn)值只做到-53℃以下就不再進(jìn)行(再做下去實(shí)際意義不大)，而實(shí)際是當(dāng)油品中所含大分子正構(gòu)烷烴和芳烴含量增多時(shí)，其冰點(diǎn)會(huì)明顯升高。煙點(diǎn)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(guān)，H/C比越小的烴類生成積炭的傾向越大，其煙點(diǎn)越小，各種烴類生成積炭的傾向?yàn)?芳烴＞環(huán)烷烴＞烯烴＞烷烴，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要依靠肉眼觀察，人為因素影響較大導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)精度較小;凈熱值和燃料的化學(xué)組成有關(guān)，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(yuǎn)比碳高，而凈熱值實(shí)驗(yàn)精度0.1，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果粗糙，因此以上實(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[4-6]，硫醇性硫或硫含量越高，銅片和銀片腐蝕越嚴(yán)重，熱氧化安定性越差。將硫含量按逐漸變小趨勢(shì)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(gè)指標(biāo)比較，結(jié)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(duì)應(yīng)關(guān)系，由于硫含量、硫醇性硫是定量指標(biāo)，銀片和銅片腐蝕是定性指標(biāo)，沒有對(duì)比性，因此不能準(zhǔn)確反映彼此間相互關(guān)系。

2.3酸性物質(zhì)的影響

噴氣燃料中酸性物質(zhì)，主要是環(huán)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(zhì)影響。一般來(lái)說(shuō)，總酸值越高，油品中所含的酸性物質(zhì)就愈多，對(duì)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(biāo)與定性指標(biāo)之間沒有對(duì)比性，因此無(wú)法從實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)中找出明顯變化趨勢(shì)。

2.4酚類物質(zhì)的影響

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

總酸值、色度、實(shí)際膠質(zhì)等都受到噴氣燃料中酚類物質(zhì)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(zhì)是噴氣燃料主要有色成分[7];實(shí)際膠質(zhì)是衡量燃料中生成膠質(zhì)傾向的指標(biāo)，其含量越大，在發(fā)動(dòng)機(jī)中形成的沉積物越多。

通常酚類物質(zhì)越多，總酸值越高，色度越差，實(shí)際膠質(zhì)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(shì)，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(shí)變化值，總酸值和實(shí)際膠質(zhì)受實(shí)驗(yàn)分析精度影響無(wú)法看出細(xì)微差別，即通過(guò)成品樣本數(shù)據(jù)看不出其明顯變化趨勢(shì)。

2.5抗靜電添加劑的影響

當(dāng)噴氣燃料中加入抗靜電劑時(shí)，電導(dǎo)率、水分離指數(shù)、水反應(yīng)等指標(biāo)都會(huì)受到其影響[8](GB 6537-2006規(guī)定，電導(dǎo)率出廠要求150～450pS/m，加抗靜電劑后水分離指數(shù)不小于70，水反應(yīng)界面情況不大于1b級(jí))。

航空鑒定委員會(huì)認(rèn)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(jié)構(gòu)以及產(chǎn)生離子形式不同而對(duì)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(shù)和水反應(yīng)都是衡量噴氣燃料潔凈度的重要指標(biāo)(前者為定量指標(biāo)，后者為定性指標(biāo))，用來(lái)檢查噴氣燃料中的表面活性物質(zhì)(水溶性組分)及其對(duì)燃料和水的界面的影響。

一般來(lái)說(shuō)，加劑量越多，電導(dǎo)率越高，水分離指數(shù)越低，水反應(yīng)界面評(píng)級(jí)越高。由表5可知，隨著電導(dǎo)率增加，水分離指數(shù)有降低趨勢(shì)，由于電導(dǎo)率衰減性，水反應(yīng)定性分析以及實(shí)驗(yàn)方法誤差影響[9]，劑量逐漸增加很難發(fā)現(xiàn)細(xì)微變化區(qū)別。

3 結(jié)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(diǎn)，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(dǎo)率升高，水分離指數(shù)有降低趨勢(shì)。

2)噴氣燃料理化指標(biāo)中既有定性指標(biāo)，也有定量指標(biāo)，兩者不具有可比性，不能準(zhǔn)確反映出彼此間的關(guān)聯(lián)規(guī)律，如硫、硫醇含量與銀片腐蝕無(wú)精確對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3)在實(shí)際檢驗(yàn)中，噴氣燃料部分指標(biāo)實(shí)驗(yàn)方法要求的精度不高。如凈熱值結(jié)果取至0.1，很難反應(yīng)一些微小的變化，不能完全反映出關(guān)聯(lián)情況。

4)在油品分析過(guò)程中，由于受到實(shí)驗(yàn)人員、設(shè)備、操作方法等因素的干擾，可能使檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差，如水反應(yīng)、電導(dǎo)率等受實(shí)驗(yàn)儀器和人為因素影響較大。

5)3號(hào)噴氣燃料有直餾、加氫精制、加氫裂化等生產(chǎn)工藝，且原油種類繁多，因此不同原油種類和加工工藝生產(chǎn)的3號(hào)噴氣燃料理化指標(biāo)可能會(huì)出現(xiàn)不同關(guān)聯(lián)規(guī)律，還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

[1]劉濟(jì)瀛.中國(guó)噴氣燃料[M].北京:中國(guó)石化出版社，1991.

[2]王琦.噴氣燃料全分析質(zhì)量指標(biāo)關(guān)聯(lián)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(guó)石化出版社，2010.

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

[5]陳木如.活性硫?qū)姎馊剂香y片腐蝕影響的研究[J].茂名學(xué)院學(xué)報(bào)，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(shù)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(yīng)用[J].河北化工，2004(5)：50-52.

[9]林國(guó)美，管亮.航空燃料水反應(yīng)試驗(yàn)條件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)，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(xué)敏

2014-12-09

侯建紅(1983-)，男，工程師，碩士，現(xiàn)主要從事石油煉制產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理工作。