對不同煉廠生產出口航煤質量對比與研究

牟明仁，于 松，徐 偉，文萍萍，叢東日，姜寶德，張瑋琦，趙雪蓉

（大連海關，遼寧大連 116001）

石油及石油產品多年來一直是我國大宗進出口商品[1-9]，2017 年僅航空煤油出口量就達 1 318.93×104t，比2016年同比增長0.7%[10]。遼寧是石油化工加工、儲存、運輸、銷售的集散地[11-16]。由遼寧口岸裝船出口的汽油、航空煤油、柴油等產品遠銷東亞、南亞、美洲及香港等國家和地區[17-21]。作為飛機發動機的燃料，質量好壞直接影響飛機的使用性能。由于用途的特殊性，對出口航煤質量有近30項的技術指標要求。因原料、工藝等不同，其產品質量也是不盡相同的。為了解出口航空煤油的質量，本文對兩個不同煉廠生產出口的航空煤油多年來的檢驗結果進行了統計與對比，分析了檢驗結果相互間的差異及對性能要求的影響。

1 數據來源與時間

數據來源于遼寧地區A、B兩個煉油廠（簡稱A廠、B廠,下同）生產的，從數百批出口航空煤油（簡稱航煤，下同）檢驗結果中，按照不同年份、選取了具有代表性批次的檢驗結果作為分析與研究的對象。其中從A廠選取了68批次的數據，時間從2011年1月至2018年3月；從B廠選取了67批次的數據，時間從2013年1月至2018年7月。

2 結果分析與討論

2.1 數據處理

在出口航煤近30項的檢驗結果中，有些項目的檢驗結果相對穩定或數值變化不大。對數值變化較大的項目檢驗數據結果進行統計（見表1），數據處理包括最大值、最小值、平均值及極差值。

2.2 分析與討論

由表1看，A廠、B廠在出口航煤相同項目中的檢驗結果上存有差異，部分相同項目檢驗結果差異相對較大。其中A廠的餾程、密度、芳烴、運動黏度、閃點、冰點、水分離指數及硫含量等大于或高于B廠的對應值，熱值、煙點小于B廠的對應值。具體為：

表1 出口航煤數據處理Tab.1 Data processing for export aviation kerosene

表1 出口航煤數據處理（續表）Tab.1 Data processing for export aviation kerosene

2.2.1 組分含量 A廠加氫精制的平均組分（體積分數，下同）為75.8%、加氫裂化平均組分為24.2%，這與A廠多批次加氫精制組分占70%或75%、加氫裂化組分占25%或30%的比例相吻合。

B廠非加氫精制的平均組分為8.7%、加氫精制的平均組分為79.2%、加氫裂化平均組分為12.1%；許多批次間的加工工藝組分含量是不同的。

A廠、B廠組分含量之所以有很大差異，是因為A廠是由加氫精制與加氫裂化工藝加工而成的，B廠為常壓蒸餾、加氫精制與加氫裂化工藝加工而成的。且B廠早期批次生產的出口航煤，通常是由常壓直餾組分與加氫精制組分調合而成的，直餾組分最大時為43.0%；中期為常壓直餾組分、加氫精制組分與加氫裂化組分調合而成；隨著加氫精制與加氫裂化生產能力的不斷擴大，直餾組分逐漸減少、加氫裂化組分逐年增多；2016年后，出口航煤則主要由加氫精制與加氫裂化組分調合而成。

由加氫精制與加氫裂化工藝加工而成的航煤產品，其特征為芳烴含量少，煙點值高，有利于燃料的燃燒性[21-24]。

2.2.2 餾程 A廠各回收溫度最小極差值為13.4℃，最大極差值為40.6℃；較B廠最小極差值為11.5℃，最大極差值為19.5℃的數值波動較大。A廠平均各回收溫度普遍比B廠的對應值高，終餾點平均值則高出6.6℃；說明A廠出口航煤各餾分組分要比B廠出口航煤各餾分組分的對應值重。

2.2.3 密度 A廠的15℃密度平均值為797.2 kg/m3、極差值為16.3 kg/m3，B廠為793.6 kg/m3、極差值為13.8 kg/m3。A廠的密度值及極差值都大于B廠的對應值，這與A廠出口航煤各餾分重于B廠的各餾分、各回收溫度極差值大于B廠的各回收溫度極差值結果相對應。

2.2.4 芳烴、黏度、閃點、冰點與煙點 餾程中各回收溫度高、密度值大，說明油品餾分重，對應的芳烴、黏度值也大、閃點與冰點值高、煙點值小[22-24]；相比而言，輕組分對黏度、閃點有較大影響[25]。而A廠的各回收溫度、密度高于B廠的對應值，必然與出口航煤中對應的芳烴含量相關，也關聯出口航煤的黏度、煙點與冰點值。這從表1數據可得到印證，如：

（1）A廠的芳烴含量（體積分數，下同）最大值為21.1%、最小值為13.4%、平均值為16.7%、極差值為7.7%，大于B廠芳烴含量最大值15.8%、最小值4.8%、平均值11.6%、極差值11.0%的對應值。

（2）A廠的-20℃運動黏度平均值為3.971 mm2/s、極差值為1.431 mm2/s，大于B廠的平均值3.834 mm2/s、極差值0.901 mm2/s的值。

（3）A廠的閃點平均值為45.3℃、最大值達49.0℃，而B廠的平均值為43.1℃，最大值僅為45.4℃，遠小于A廠的閃點的對應值。

（4）A廠的冰點平均值為-52.4℃、B廠的冰點平均值為-53.4℃，在實際檢驗中，B廠多數冰點值為小于-55.0℃，遠低于A廠的冰點的對應值。

（5）A廠的煙點平均值為22.9 mm、B廠的平均值為26.4 mm，最大值則為30.0 mm，遠大于A廠的煙點對應值。這是與A廠的芳烴含量及萘系烴含量高分不開的。

由表1知，A廠的萘系烴體積含量平均值為0.88%，最大值則為1.87%。由于B廠最小煙點值為26 mm，按照合同規定，煙點值不小于25 mm時就不做萘系烴含量的檢測。而根據煙點與芳烴含量和萘系烴含量的關聯理論推測，B廠的萘系烴含量應該小于A廠的萘系烴含量[22-24]。

2.2.5 熱值 由于A廠的餾分、密度、芳烴含量都大于B廠，其A廠最大凈熱值為43.380 MJ/kg、最小值為43.215 MJ/kg、平均值為43.299 MJ/kg，小于B廠對應的最大值43.491 MJ/kg、最小值43.380 MJ/kg、平均值43.430 MJ/kg。這與產品餾分重、密度值大、芳烴含量高其熱值小的規律相一致[22-24]。

A廠的凈熱值的極差值為0.165 MJ/kg，大于B廠對應的極差值0.111 MJ/kg，說明A廠不同批次間的凈熱值波動性較大。這從A廠的餾程、密度值的波動及芳烴含量大于B廠的對應值也可得到驗證。因為熱值大小不僅與其密度值緊密相聯，也與化學組成緊密相關；在烴類中，烷烴的質量熱值最高，芳烴最低，體積熱值則相反[22-24]。

2.2.6 硫含量與硫醇性硫 A廠的硫含量（質量分數，下同）最大值為0.148 0%、最小值為0.025%、平均值為0.075%、極差值0.123%、硫醇性硫的平均值為0.001 0%，大于B廠對應的最大值0.009 2%、最小值0.000 2%、平均值0.002 1%、極差值0.009 0%、硫醇性硫的平均值0.000 2%。B廠的硫與硫醇性硫含量要比A廠的小許多，說明B廠的脫硫工藝與效果要好于A廠；硫含量很大比例是存在于餾分的重餾分中[20，25-27]，脫硫時應有針對性，效果會更好些。

2.2.7 水分離指數（加入抗靜電劑）與電導率

（1）A廠的加入抗靜電劑水分離指數比B廠的高，A廠的平均值為97.4、極差值為3，B廠的平均值為90.8、極差值為17。雖然都符合不大于70的合同要求，但A廠的平均值比B廠的高6.6個單位。說明A廠所攜帶的表面活性物及游離水含量遠低于B廠。

（2）A廠的平均電導率值為303 ps/m、極差值為217 ps/m，比B廠的平均電導率值256 ps/m、極差值130 ps/m高，說明A廠的導電性好于B廠，但A廠的數值波動性較大。

2.3 質量對比、評價與影響

因噴氣發動機是將燃料中的化學能轉化為熱能，其推力是借助燃料的熱能轉變為燃氣的動能產生的，所以A、B兩廠產品質量的好壞，直接影響燃料的燃燒性、蒸發性、流動性、安定性、抗腐性、清潔性和潤滑性等。

（1）由于B廠熱值高，對于發動機燃料的“比消耗”是非常有利的；而A廠的密度值大，可以使體積有限的油箱所載油料能量最大化，能為飛機提供更長的續航與滯空時間。相對民航而言，更喜歡采用高密度、高能量容積的產品作為飛機的油料。

（2）相對A廠而言，B廠的餾程、運動黏度及芳烴含量低、煙點高，對燃料在噴氣發動機燃燒時的蒸發性、啟動性、穩定性及燃燒完全度都非常有利。因為黏度與其霧化的效果有直接聯系，蒸發性影響燃燒的完全度，煙點高，說明芳烴含量與萘系烴含量低；90%回收溫度與終餾點溫度低，說明B廠的重組分含量少，而芳烴與終餾點值越低，其燃燒完全度就越好，形成的積炭就越小[22-24]。

（3）B廠的密度、餾程、運動黏度、閃點、冰點及芳烴都低于A廠，有利于燃料在低溫條件下的流動[22-24]。因為密度、餾程（特別是初餾點和10%回收溫度）、閃點低，說明B廠的輕組分含量多于A廠。而輕組分含量多，其黏度小、冰點低，特別是芳烴含量少對水的溶解度亦低，所以B廠的低溫流動性就相對A廠好。

（4）雖然A、B兩廠的熱安定性、外觀、賽波特顏色、實際膠質及酸值等數值變化小，都遠高于或遠低于合同要求。但A廠的硫與硫醇性硫含量遠大于B廠的值，芳烴、萘系烴含量也高出B廠。而導致航煤中熱氧化不溶解沉淀物的生成，是燃料中不安定的烴類（萘類與四氫萘類等，其中環上帶烷基側鏈的比不帶側鏈的更不安定）和非烴類（硫、氮、氧化合物等）發生氧化、熱分解、聚合及縮合反應的結果[22-24]；據此相比而言，B廠的熱安定性要好于A廠。

（5）含硫化合物中的硫醇硫對銅、銀部件有腐蝕作用。A、B兩廠的銅片腐蝕均為1a，滿足合同不大于1的要求。但就A廠的硫與硫醇性硫含量遠高于B廠的值而論，B廠對部件發生腐蝕性的可能性要小于A廠。

（6）芳香烴、特別是苯對水的溶解度最高，因氣溫驟降而析出游離水成冰晶粒而堵塞濾網。B廠的芳烴與顆粒污染物含量都小于A廠的對應值，其清潔性要好于A廠。A廠加劑水分離指數值高于B廠，表明A廠加劑后的水分離指數效果好于B廠。

（7）A廠的平均磨痕直徑為0.67 mm，小于B廠的0.78 mm，且A廠的最大值、最小值和極差值都小于B廠的對應值。就數據結果而言，A廠潤滑性要好于B廠。這似乎與非加氫工藝精制的潤滑性>加氫精制>加氫裂化的理論相反[22-24]。但從相關數據結果看，B廠的芳烴含量、硫醇性硫含量、特別是硫含量遠遠小于A廠，說明B廠的加氫精制與加氫裂化的效果好于A廠，可能正是這個加氫精制與加氫裂化的效果好于A廠的原因，結果將B廠航煤中的潤滑因子也一起給精制除掉了，而航煤中非烴組分對潤滑性能的影響遠超過烴類組成的影響[22-24，29]。

需要指出的是，影響航煤潤滑等性能好壞，除了與航煤的烴類組成、非烴組成有關外，還與航煤中的水分、所加的添加劑及發動機構造等因素有關。

3 小結

由于A、B兩廠采用的加工工藝、加工原料的不同，導致A、B兩廠生產的出口航煤質量不同。對比分析表明：

（1）A、B兩廠在出口航煤組分含量上雖然不同，但加氫精制組分始終占有較大的比例，最大時為百分之百；A廠不含直餾組分；

（2）A廠的密度值大，B廠的熱值高；

（3）B廠的蒸發性、啟動性、霧化性、燃燒性、穩定性、完全性、生成積炭、低溫流動性、腐蝕性、安定性等都好于A廠；

（4）A廠的潤滑性、導電性和加劑水分離指數值好于B廠；

（5）除芳烴含量、磨痕直徑外，A廠其他各項的極差值都大于B廠。

以上結果既符合出口合同的要求，也滿足GB6537標準規定的技術指標要求。