3号喷气燃料理化指标相互关联性分析

侯建红，曲涛，张相阳，杨韬，韩松霖，刘荣

3号喷气燃料理化指标相互关联性分析

侯建红，曲涛，张相阳，杨韬，韩松霖，刘荣

驻中石油抚顺石化分公司军事代表室(辽宁抚顺113008)

为深入研究3号喷气燃料理化指标间相互关联性规律，结合实验数据从烃类组分、含硫化合物、酸性物质、酚类物质、抗静电添加剂等因素着手，对其理化指标进行了系统分析。结果表明，燃料中密度、黏度、闪点，10%和90%回收温度等理化指标由于受到燃料中烃类组分的影响，随着芳烃含量的减小也随之减小;电导率和水分离指数由于受到抗静电剂影响，随着电导率升高，水分离指数有降低趋势，其他指标因受到指标类别、实验精度、实验误差影响没有呈现规律性变化。

3号喷气燃料;理化指标;关联性

3号喷气燃料是一种重要的航空运输燃料，其组分构成、馏程、冰点、闪点、银片腐蚀、电导率等理化指标，从不同角度反映了燃料质量，由于受一些共同成分影响，许多理化指标间存在规律性关联，在实际工作中，掌握其理化指标间关联情况及有关变化规律，对提升质量监控能力和检验水平有较大的促进作用。结合实验数据对3号喷气燃料理化指标进行分析，找出3号喷气燃料全分析成品理化指标相互关联的规律，从而对3号喷气燃料生产和验收提供理论依据。

1 实验部分

1.1实验依据

按照GB 6537-2006标准，进行成品全分析。

1.2实验油样

实验油样选取某炼厂连续生产的10个批次3号喷气燃料成品，该炼厂生产工艺主要是利用大庆低硫石蜡基原油常压蒸馏后的常一线油，经加氢精制调合而成。

2 结果与讨论

3号喷气燃料理化指标常常受到烃类组分、含硫化合物、酸性物质、酚类物质、抗静电添加剂、表面活性物质等因素影响，导致其理化指标呈现不同结果。通过理论机理和实验数据分析相结合的方法，找出其理化指标间相互关联规律[1-3]。

2.1烃类组分的影响

喷气燃料中的烃类组分，主要包括烷烃、环烷烃、烯烃等轻质组分和芳香烃等重质组分。

密度、馏程、黏度、闪点、冰点、烟点、净热值等都受到喷气燃料中烃类组分影响。一般来说，组分中芳烃含量越多，表明油品中重质组分越多，则油品密度越大，馏程10%馏出温度越高、90%馏出温度越高，黏度越大，闪点越高，烟点越低，冰点越高，质量净热值越低。将10个批次的3号喷气燃料芳烃指标按逐步减少趋势排列，从而找出密度、馏程、黏度、闪点、冰点、烟点、净热值等7个指标变化趋势，见表1。

由表1可以看出，随着芳烃含量的减小，油品的密度、黏度，闪点，10%和90%回收温度都随之减小，而冰点、烟点、净热值基本没有变化，主要原因是:冰点实验值只做到-53℃以下就不再进行(再做下去实际意义不大)，而实际是当油品中所含大分子正构烷烃和芳烃含量增多时，其冰点会明显升高。烟点是衡量燃料生成积炭的倾向，积炭生成与燃料的烃类组成有关，H/C比越小的烃类生成积炭的倾向越大，其烟点越小，各种烃类生成积炭的倾向为:芳烃＞环烷烃＞烯烃＞烷烃，实验过程中要依靠肉眼观察，人为因素影响较大导致实验精度较小;净热值和燃料的化学组成有关，在各族烃中，烷烃分子的氢碳比(H/ C)最高，芳烃最低，由于氢的热值远比碳高，而净热值实验精度0.1，导致实验结果粗糙，因此以上实验值与理论值不能够很好的吻合。

2.2含硫化合物的影响

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

硫含量、硫醇性硫、铜片腐蚀、银片腐蚀、热氧化安定性等都受到喷气燃料中含硫化合物的影响。通过实验发现[4-6]，硫醇性硫或硫含量越高，铜片和银片腐蚀越严重，热氧化安定性越差。将硫含量按逐渐变小趋势排列，并与硫醇性硫、铜片腐蚀、银片腐蚀、热氧化安定性等4个指标比较，结果见表2。

由表2可知，燃料中硫含量和硫醇含量没有直接的对应关系，由于硫含量、硫醇性硫是定量指标，银片和铜片腐蚀是定性指标，没有对比性，因此不能准确反映彼此间相互关系。

2.3酸性物质的影响

喷气燃料中酸性物质，主要是环烷酸、酚类化合物、羧酸等。

总酸值、铜片腐蚀、银片腐蚀、热氧化安定性等都受到喷气燃料中酸性物质影响。一般来说，总酸值越高，油品中所含的酸性物质就愈多，对金属的腐蚀性也越大，热氧化安定性也越差。由表3可知，由于定量指标与定性指标之间没有对比性，因此无法从实验分析数据中找出明显变化趋势。

2.4酚类物质的影响

酚类物质是指芳香烃环上的氢被羟基(—OH)取代的一类芳香族化合物，且多数易显色、易氧化，常见的有苯酚等。

总酸值、色度、实际胶质等都受到喷气燃料中酚类物质影响。其中，色度的变化主要受其本身含有的一些醇类、酮类和酚类化合物影响，酚类物质是喷气燃料主要有色成分[7];实际胶质是衡量燃料中生成胶质倾向的指标，其含量越大，在发动机中形成的沉积物越多。

通常酚类物质越多，总酸值越高，色度越差，实际胶质就越多。由表4可知，在总酸值不变情况下，色度值有降低趋势，主要原因是色度受到后期白土或活性炭脱色影响不能显示其真实变化值，总酸值和实际胶质受实验分析精度影响无法看出细微差别，即通过成品样本数据看不出其明显变化趋势。

2.5抗静电添加剂的影响

当喷气燃料中加入抗静电剂时，电导率、水分离指数、水反应等指标都会受到其影响[8](GB 6537-2006规定，电导率出厂要求150～450pS/m，加抗静电剂后水分离指数不小于70，水反应界面情况不大于1b级)。

航空鉴定委员会认证的抗静电剂有T1502和Stadis 450两种，这两种抗静电添加剂由于所含组分结构以及产生离子形式不同而对油品的感受性有差异，通常相同加剂量，Stadis 450比T1502的感受性要好(所采用喷气燃料使用的抗静电添加剂是Stadis450)。

水分离指数和水反应都是衡量喷气燃料洁净度的重要指标(前者为定量指标，后者为定性指标)，用来检查喷气燃料中的表面活性物质(水溶性组分)及其对燃料和水的界面的影响。

一般来说，加剂量越多，电导率越高，水分离指数越低，水反应界面评级越高。由表5可知，随着电导率增加，水分离指数有降低趋势，由于电导率衰减性，水反应定性分析以及实验方法误差影响[9]，剂量逐渐增加很难发现细微变化区别。

3 结论

1)由于受到燃料中烃类组分的影响，随着芳烃含量的减小，油品的密度、黏度、闪点，10%和90%回收温度都随之减小;由于受到抗静电添加剂影响，随着电导率升高，水分离指数有降低趋势。

2)喷气燃料理化指标中既有定性指标，也有定量指标，两者不具有可比性，不能准确反映出彼此间的关联规律，如硫、硫醇含量与银片腐蚀无精确对应关系。

3)在实际检验中，喷气燃料部分指标实验方法要求的精度不高。如净热值结果取至0.1，很难反应一些微小的变化，不能完全反映出关联情况。

4)在油品分析过程中，由于受到实验人员、设备、操作方法等因素的干扰，可能使检验结果出现偏差，如水反应、电导率等受实验仪器和人为因素影响较大。

5)3号喷气燃料有直馏、加氢精制、加氢裂化等生产工艺，且原油种类繁多，因此不同原油种类和加工工艺生产的3号喷气燃料理化指标可能会出现不同关联规律，还需要进一步实验验证。

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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

学敏

2014-12-09

侯建红(1983-)，男，工程师，硕士，现主要从事石油炼制产品质量监督管理工作。