硫含量在出口航煤馏分中分布分析

牟明仁 赵雪蓉 郑建国 刘绍从 刘名扬 马永无 马慧蕊 李德华

(1.辽宁出入境检验检疫局辽宁大连116001;2.广东出入境检验检疫局;3.天津出入境检验检疫局;4.中国石油大连分公司)

硫含量在出口航煤馏分中分布分析

牟明仁1赵雪蓉1郑建国2刘绍从3刘名扬1马永无4马慧蕊1李德华1

(1.辽宁出入境检验检疫局辽宁大连116001;2.广东出入境检验检疫局;3.天津出入境检验检疫局;4.中国石油大连分公司)

采用紫外荧光法对切割后航煤各窄馏分油进行了硫含量的测定。结果表明:样品0%～0%窄馏分中硫含量只占整个馏分中硫含量的9.175%～10.451%,而80%～100%窄馏分中硫含量占整个馏分中硫含量的32.538%～45.326%,后者是前者的3.55～4.95倍;样品的平均硫含量与60%～80%窄馏分中硫含量数值接近。该结果对于了解和掌握出口航煤中硫含量在各窄馏分中的分布在数值上提供了依据。

喷气燃料油;馏分;硫含量

1 前言

航煤是石油产品中质量控制指标最多的产品之一,也是我国出口大宗商品之一,广泛用于各种喷气发动机的飞机〔1〕。在实际生产中,航煤主要由原油蒸馏的煤油馏分经精制加工或由原油蒸馏的重质馏分油经加氢裂化二次加工所得。虽然经过精制脱硫,但航煤中还是含有元素硫及其硫化物,并且由于原料来源、加工工艺不同,其产品质量也不同〔2～5〕。航煤中硫的存在不仅对飞机发动机部件产生腐蚀,燃烧后排放的气体对大气也造成污染。分析和研究硫在所切割馏分中的含量,对于了解硫含量在航煤馏分中的分布规律,在生产中有针对性降低航煤中的硫含量,减少对机器部件的腐蚀以及对大气的污染具有十分重要的意义。在进出口航煤检验项目中,都有硫含量检验规格要求,分析方法有多种〔6～7〕,本文通过对出口航煤按每隔20%体积进行切割,采用紫外荧光法测定和分析航煤中硫含量在切割馏分中的含量大小,以掌握硫含量在出口航煤馏分中的分布。

2 实验

2.1 仪器与试剂

2.1.1 仪器

ANTEK9000NS紫外荧光测硫仪:美国ANTEK公司制造;SETA SG7A1187馏程测定仪:英国SETA公司制造。

2.1.2 试剂

硫标准样品:购自石油化工科学研究院。

2.2 仪器实验条件

2.2.1 ANTEK9000NS紫外荧光测硫仪

裂解温度:1050℃;氧气:25 mL/min,99.75%;氩气:140 mL/min,99.998%。

2.2.2 SETA SG7A1187馏程测定仪

按AST M D86标准方法规定的条件进行操作。

2.3 测试原理

待测样品在1050℃高温下完全燃烧氧化,硫全部转化生成SO2,其气体经过薄膜干燥器干燥后进入检测器并受到特定波长的紫外线照射,硫元素一些电子吸收射线后跃迁到激发态,电子返回到激发态释放出光量子后由光电倍增管按特定的波长进行检测进行定量分析,发射的荧光与待测样品中硫的含量成正比。

2.4 样品选取与处理

2.4.1 样品选取

样品选自2批出口航煤,编号为B3、B4,部分物化性质如表1所示。

表1 出口航煤部分物化性质

2.4.2 样品处理

用量筒量取100 mL样品于125 mL蒸馏烧瓶中,利用SETA SG7A1187馏程测定仪、按20%馏出体积分别对B3、B4出口航煤油进行切割(记下各切割馏分段的对应温度),置于20 mL样品瓶中保存待分析用。切割馏分段各对应温度如表2所示。

表2 样品窄馏分切割的对应温度(单位:℃)

3 结果与讨论

3.1 样品测定

采用ANTEK9000NS紫外荧光测硫仪,在设定的操作条件下对所选样品进行测定,2次测定结果如表3所示。

3.2 数据处理

切割窄馏分硫含量测定值占整个馏分中硫含量的百分数数据处理如表4所示。

表4 切割窄馏分硫含量占整个馏分中硫含量的比例(单位:%)

表3 切割馏分段硫含量测定结果(单位:mg/L)

根据表4数据绘制的B3、B4样品切割窄馏分硫含量占整个馏分中硫含量百分数的柱形图见图1、图2。

图1 B3样品窄馏分硫含量占整个馏分中硫含量柱形图

图2 B4样品窄馏分硫含量占整个馏分中硫含量柱形图

3.3 结果分析

(1)由表3数据知,在同一样品中随着馏分体积的增加,各馏分段中的硫含量也增加;轻馏分段中硫含量少、重馏分段中含量多,并且主要集中在80%～100%窄馏分中;其中B3样品80%～100%窄馏分中硫含量是0%～20%窄馏分中硫含量的4.95倍,B4样品80%～100%窄馏分中硫含量是0%～20%窄馏分中硫含量的3.55倍;B3、B4样品中的平均硫含量与60%～80%窄馏分中硫含量数值接近。

(2)由表4数据知,在80%前馏分段中B4样品各窄馏分硫含量占整个馏分中硫含量的百分数普遍比B3样品对应值大;在80%～100%馏分段中B4样品窄馏分硫含量占整个馏分中硫含量的百分数则比B3样品对应值小。

(3)由图1、图2知:

B3样品各窄馏分硫含量占整个馏分中硫含量百分数其数值在馏出体积从0%到80%时硫含量逐渐增大但图形变化平缓;在馏出体积从80%至100%时柱形图增幅则明显变大并伴有明显突跃。

B4样品各窄馏分硫含量占整个馏分中硫含量百分数其数值在馏出体积从0%到100%时硫含量柱形图基本呈梯形逐渐增大,在馏出体积从80%至100%馏分段时柱形图略有增大。

4 结论

由于不同样品各物理性质不同,其馏分中的硫在各馏分段中的含量也各不相同。样品0%～20%窄馏分中硫含量只占整个馏分中硫含量的9.175%～10.451%,而80%～100%窄馏分中硫含量占整个馏分中硫含量的32.538%～45.326%,后者是前者的3.55～4.95倍;样品中的平均硫含量与60%～80%窄馏分中硫含量数值接近。该结果对于了解和掌握出口航煤中硫含量在各窄馏分中的分布在数值上提供了依据,对出口航煤的质量检验把关具有积极意义。

[1] 张琪,白雪松,张晓东.对我国喷气燃料进出口的特点分析及建议[J].化学工业,2009,27(3):7～10,15.

[2] 胡泽祥,彭宇,杨官汉.喷气燃料活性硫化物分析研究现状与发展趋势[J].后勤工程学院学报,2006,1:8～11.

[3] 牟明仁,孙延伟,姜丽等.煤油与柴油按不同比例调和对油品特性的影响[J].精细石油化工进展,2005,6(10):43～46.

[4] 金桂红,林国美,夏光.喷气燃料中硫化物对银片腐蚀的量化表征[J].后勤工程学院学报,2009,2:67～69.

[5] 刘琳,钱建华,邢锦娟,等.油罐车污染喷气燃料的原因分析[J].石油炼制与化工,2010,41(2):45～48.

[6] 牟明仁,赵雪蓉,赵景红,等.出口汽油硫含量能量色散X射线荧光光谱法与微库仑法测定结果的比较[J].检验检疫科学,2008,18(5):3～6.

[7] 王勇,许世海.喷气燃料中元素硫含量的测定[J].石油与天然气化工,2005,33(6):442～443.

Analysis of Distribution of Sulfur Content in Export Jet Fuel’s Fractions

MuMingren1,Zhao Xuerong1,Zheng Jianguo2,Liu Shaocong3,Liu Mingyang1,Ma Yongwu4,Ma Huirui1,LiDehua1

(1.Liaoning Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Dalian,Liaoning,116001;2.Guangdong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau;3.Tianjun Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau;4.Petrochina Dalian Petrochemical Company)

Sulfur content is deter mined for each cut jet coal fractions using ultraviolet fluorescence method.The result shows as follows:the sulfur content of 0%-20%narrow fraction comprises only 9.175%-10.451%of the total sulfur content,and that of 80%-100%narrow fraction,32.538%-45.326%,3.55-4.95 times as much as that of 0%-20%narrow fraction;the average sulfur content of the fractions is close to that of 60%-80%narrow fraction.The paper provides a numerical basis for a better estimatation of the distribution of sulfur content of narrow fractions of export jet fuel.

Jet fuel;fraction;Sulfur Content

TE622.13

辽宁出入境检验检疫局科研课题(LK45-2007)