管輸過程航空煤油質量指標影響因素實驗研究

李苗，劉靜，王乾

管輸過程航空煤油質量指標影響因素實驗研究

李苗1，劉靜1，王乾2

（1. 中國石化銷售股份有限公司華南分公司，廣東 廣州 510000； 2. 中石化煉化工程（集團）股份有限公司洛陽技術研發中心，河南 洛陽 471000）

作為飛機主要燃料的航空煤油的需求量正在日益增加，其潔凈度、電導率等關鍵指標均具有嚴格的要求。管輸過程中，管道內游離水、雜質等的存在會造成航煤質量指標下降。若能明確管輸過程中航煤質量指標影響因素和變化規律，就能實現對航煤指標參數的控制，這對于航煤存儲和使用具有重要意義。本文通過對現場航煤輸送試驗取樣，并系統地設計實驗進行分析，定性和定量地考察了混油、微量游離水、各種油品添加劑（抗靜電劑、抗磨劑）等對航空煤油質量指標的影響。航空煤油的質量指標中電導率和水分離指數較易受柴油添加劑（柴油抗磨劑、柴油十六烷值改進劑、柴油抗靜電劑）影響，特別是水分離指數。管道減阻劑和微量水對航空煤油的質量指標影響較小。

航空煤油； 質量指標； 管道輸送

管道輸送是成品油長距離運輸的常用手段之一。以前管輸的油品主要是汽柴油，近年來開始輸送航空煤油。但是，航空煤油管輸過程中，有時會發現管輸后的航空煤油質量指標變差，嚴重時不能滿足機場要求。隨著航煤用量的快速增長[1]，有必要對管輸過程航煤的指標變化進行研究。

國內外學者針對航空煤油管道輸送過程的質量指標變化進行了相關研究[2]，發現影響航空煤油質量指標的主要因素為微量游離水、殘留的油品添加劑[3]和固體雜質。固體雜質在管輸過程末端可以通過多級過濾對進行消除，但其他因素在儲運環節難以消除。采用成品油管道增輸航煤，需設計專門的順序輸送方案。成品油順序輸送過程中，不可避免會產生混油[4]，而混油亦會對航空煤油各項質量指標產生影響。目前主要依賴于傳統方法，合理安排輸油批次、控制輸送批量等[5, 6]，未能實現管輸過程航煤參數的定量控制。

本研究通過系統實驗設計，定性和定量地考察了混油、微量游離水、殘留的油品添加劑對航空煤油質量指標的影響，以及航空煤油可能對車用汽油和柴油造成的質量風險。然后通過西南成品油管道茂名-貴陽段以及浙江石油鎮海-杭州段兩次順序輸送試驗，對實驗室中得到的結論進行驗證。本研究定量描述了順序輸送過程的質量風險，并協助建立科學、普適的航空煤油管道質量指標計算模型，可以為成品油管道順序輸送航煤質量指標的動態預測及控制提供數據支持。

1 研究方法與材料

1.1 實驗材料

此次實驗用材料取自中石化銷售華南分公司“茂名-貴陽”段（簡稱MG段）和浙江石油公司“鎮海-杭州”段（簡稱ZH段）。

中石化銷售華南分公司擁有成品油管道6 282 km，其中本次航煤輸送試驗段MK段全線長973.58 km，管徑457 mm、508 mm，高程落差大（最低16 m、最高1110 m）。沿線設10座輸油站，其中7座下載站，8座泵站，1座分輸站。本次試驗采用“汽油-柴油-航空煤油-柴油-汽油”的批次順序進行輸送。沿線輸油站均在進站安排了采樣，全程現場觀測油品顏色、渾濁程度，并進行電導率檢測。按航煤油頭跟蹤確定取樣時間：油頭到達后15、30、45、60、180、270、300、330 min，每個站取樣8次，過程中共取樣223個（如圖1），共計1 212 L，用于開展后續實驗。

圖1 現場取樣照片

1.2 實驗方法

針對不同的航煤試樣加入不同濃度的抗靜電劑、柴油抗磨劑、十六烷值改進劑后，分別測試試樣的電導率、水分離指數等關鍵指標。電導率測試采用EMCEE1152型號測試儀，開啟電導率測定儀待初次讀數穩定后，紀錄最高讀數。

2 討論與分析

2.1 柴油添加劑和微量水對航空煤油質量指標的影響

柴油添加劑主要有柴油抗磨劑、柴油十六烷值改進劑、柴油抗靜電劑等，多為離子化合物和強極性化合物，在柴油管道輸送時易在管壁富集，可能對順序輸送的航空煤油的質量指標產生影響。本課題研究考察了主要柴油添加劑對航空煤油質量指標的影響，為管道順序輸送航空煤油質量指標的衰減規律提供支持。

2.2 柴油抗靜電劑對航空煤油質量指標的影響

柴油抗靜電劑和航空煤油抗靜電劑雖然類型不同，但均為離子型化合物。柴油抗靜電劑的品牌較多，目前多采用無灰型，但不同廠家的配方存在較大差異。考察了柴油抗靜電劑對高硫、低硫航空煤油質量指標的影響，試驗步驟如下：在航空煤油中加入柴油抗靜電劑，配制得到柴油抗靜電劑濃度分別為1、2、5、10、20 mg/L，5個水平的航空煤油樣品，分別測定其質量指標，選取顯著變化的質量指標列于表1，并做圖2、圖3。

表1 柴油抗靜電劑對航煤質量的影響

圖2 柴油抗靜電劑對航空煤油電導率的影響

圖3 柴油抗靜電劑對水分離指數(MSEP)的影響

由圖2和圖3可看出，無論是低硫航空煤油、高硫航空煤油，隨著柴油抗靜電劑含量的添加，其電導率都隨之大幅度升高，而水分離指數則隨之有所減少，但對不同油品的影響程度不同。造成這種差異的主要原因有兩點：油品組成的影響；柴油抗靜電劑配方的影響。

柴油抗靜電劑的含量對航空煤油電導率在可測定范圍內呈線性正相關，但受油品組成和配方差異的影響較大（擬合曲線斜率分別為33.886和393.0）；其對航空煤油水分離指數呈線性負相關，受油品組成和配方差異的影響小（擬合曲線斜率分別為-1.570和-2.061）。

3 結 論

本文主要考察了柴油抗磨劑、柴油十六烷值改進劑、柴油抗靜電劑、管道減阻劑和微量水對高硫、低硫航空煤油質量指標的影響。實驗結果表明，航空煤油的質量指標中電導率和水分離指數較易受柴油抗磨劑影響，特別是水分離指數。綜合實驗結果并考慮實際添加量和殘留概率，柴油抗磨劑的混入對航空煤油造成的質量風險較大。

各類柴油添加劑對高硫、低硫航空煤油質量指標的影響趨勢基本相同，但影響程度不同，存在一定基體差異，可以通過建立數學模型對不同類型添加劑造成航空煤油質量影響的程度進行評估。

對研究結果給出如下建議：

（1）合理的清管作業能夠降低柴油添加劑殘留，從而減小其對航空煤油質量指標影響的風險。

（2）不同類型的柴油添加劑對航空煤油質量指標的影響存在差異。對于順序輸送的管道，需結合管輸介質對柴油添加劑進行評估，盡量選擇對航空煤油質量指標影響較小的柴油添加劑。

［1］張少華. 我國成品油市場供需現狀及趨勢分析[J].北方經貿，2019（10）：46-51．

［2］郭淵.航煤質量影響因素解析及對策[J].化工管理，2018（9）：114．

［3］黃亮．淺談航煤用抗靜電劑[J].科技與企業，2016（10）：220．

［4］嚴大凡.輸油管道設計與管理[M].北京：石油工業出版社，1996.

［5］李丹，李榮梅，邵強，等.成品油管道增加航煤輸送技術研究[J].冰川凍土，1997，19（1）：66-72．

［6］張國中. 鎮海-杭州成品油管道優化運行技術分析[[J].油氣儲運，2003，22（8）：4-6．

Experimental Study on Influencing Factors of Aviation Kerosene Quality Index During Pipeline Transportation

1,1,2

（1. Sinopec Chemical Products Sales Company South China Branch, Guangdong Guangzhou 510000, China; 2. Luoyang Technology R & D Center of Sinopec Refinery Engineering (Group) Co., Ltd., Henan Luoyang 471000, China）

The demand for aviation kerosene as the main fuel of aircraft is increasing, and its key indicators such as cleanliness and electrical conductivity have strict requirements. During the pipeline transportation, the existence of free water and impurities in the pipeline will cause the quality index of aviation kerosene to decrease. If the influencing factors and changes of aviation kerosene quality indicators in the pipeline transportation process can be clarified, the control of aviation coal parameters can be realized,which is of great significance for storage and use of aviation kerosene. In this paper, the quality of aviation kerosene was measured qualitatively and quantitatively by sampling the on-site aviation coal transportation test and systematically designing experiments to analyze the quality of aviation kerosene. In the quality index of aviation kerosene, the conductivity and water separation index are more easily affected by diesel fuel additives (diesel antiwear agent, diesel cetane number improver, diesel antistatic agent), especially the water separation index. Pipeline drag reducing agents and trace water have little effect on the quality index of aviation kerosene.

aviation kerosene; quality index; pipeline transportation

廣東省重點研發項目“防災減災與應急救援”，項目號：2019B111102001。

2020-03-23

李苗（1990-），男，工程師，博士學位，廣東省廣州市人，2018年畢業于中國石油大學（北京）油氣儲運工程專業，研究方向：成品油管道輸送工藝技術研究。

TE 626.22

A

1004-0935（2020）05-0467-03