3号喷气燃料电导率探讨

文/张克渠 杨晓峰

3号喷气燃料主要由烃类化合物组成，本身的电导率很低。在流动、晃动等情况下，容易产生静电荷，尤其是在输送过程中，通过泵、过滤器和阀门等金属部件时，更是容易产生大量的静电。如果静电荷的产生速度大于静电荷的移除速度，静电荷就会不断积聚增多，导致安全事故发生。为及时消除静电荷，我国3号喷气燃料国家标准（GB 6537-2018）规定电导率（20℃）应控制在50～600 pS/m之间。为满足要求，通常做法是加入抗静电添加剂。

中石化股份有限公司金陵分公司年产喷气燃料350万吨，生产工艺为加氢裂化组分和加氢精制组分加剂调和而成。目前我国使用的喷气燃料抗静电剂有Stadis 450和T1502两种，金陵分公司使用的是Stadis 450抗静电添加剂（杜邦公司）。

一、Stadis 450抗静电添加剂

Stadis 450抗静电添加剂是杜邦公司研制的一种无灰型有机添加剂，依托有机极性聚合物发挥导电性，最大加入量为3.0 mg/L。Stadis 450抗静电添加剂是在全球获得认证的可用于碳氢燃料的抗静电剂，目前在国际范围内广泛使用。Stadis 450 抗静电添加剂之所以能够提高电导率，是因为其中的聚砜类物质的螺旋结构使得分子链上存在首尾相连的偶极离子。Stadis 450抗静电添加剂的相关质量标准见表1。

表1 Stadis 450抗静电添加剂质量标准

二、加剂比例的选择

为全面评价Stadis 450抗静电添加剂对金陵分公司3号喷气燃料的感受性以及对产品质量的影响，我们根据抗静电剂的技术说明书MSDS要求和金陵分公司生产调和实际情况，通过多次测试确定了3号喷气燃料调合基础油的加剂比例。

1.加剂量的计算

GB 6537-2018中规定Stadis 450型抗静电剂初次加入量不大于3mg/L，累计加入量不大于5mg/L。

抗静电剂加入量 = 0～3（mg/L）× 净调合量（m3）

2.喷气燃料中添加2mg/L的抗静电剂后对电导率的测试情况

从以上结果可以看出，加入2mg/L抗静电剂后，喷气燃料的电导率远高于国家标准上限600 pS/m。（见表2）

表2

3.喷气燃料中添加1mg/L的抗静电剂后对电导率的测试情况

从以上结果可以看出，加入1mg/L抗静电剂后，喷气燃料的电导率符合国家标准，但接近国家标准上限。（见表3）

表3

4.喷气燃料中添加0.6mg/L的抗静电剂后对电导率的测试情况（见表4）

表4

从以上结果可以看出加入0.6mg/L抗静电剂后，喷气燃料的电导率虽然符合国家标准50～600pS/m和公司内控170～550pS/m的要求，考虑到出厂装运过程中可能造成的电导率损失，确保燃料离厂时电导率满足大于150pS/m的出厂标准，金陵分公司喷气燃料抗静电剂加入量控制在0.7～0.9mg/L之间较为合适。

三、喷气燃料电导率的影响因素

1.调和方式

表5 电导率合格率统计

表6 抗磨剂和抗氧剂对电导率的影响

金陵分公司调和方式分为油罐调和与管道调和。油罐调和首先将各组分按确定比例分别注入罐内，然后用泵从罐内抽出再通过调和喷嘴进入罐内，利用调和喷嘴的作用将罐内各组分搅拌均匀。管道调和是将两种组分油及添加剂，按规定比例同时送入总管道和管道混合器，达到混合均匀的调和方法，在调和过程中，各组分的比例和质量标准完全由自动化仪表和计算机操作。我们对2018年3月至2019年2月两种调和方式的电导率情况进行了统计，结果见表5。

表7 喷气燃料中添加Stadis 450抗静电剂电导率变化

从表5可以看出3～11月，两种调和方式合格率大致相当，12～2月，管道调和合格率明显高于油罐调和。经调查发现，由于冬季气温较低，抗静电剂黏度较大，油罐调和时若循环时间不够，容易出现抗静电剂溶解不充分，导致油品电导率不合格，同时也增加了油品出厂质量风险。

2.抗磨剂和抗氧剂的浓度

加入抗磨剂和抗氧剂对喷气燃料（Stadis 450抗静电剂浓度为1mg/L）电导率的影响试验结果列于表6。

由此可知，抗磨剂和抗氧剂对电导率的影响很小。

3.储存容器和储存时间

我们在同一批次喷气燃料中加入不同浓度的Stadis 450抗静电剂，观察它们在储存一定时间后电导率的变化情况（盛装容器为玻璃瓶），结果见表7。

由于喷气燃料存放在玻璃瓶中有明显的衰减，我们改用塑料桶和钝化铁皮桶进行试验，结果表明（见左图）塑料桶中喷气燃料电导率衰减最大，玻璃瓶次之，而钝化铁皮桶中喷气燃料电导率衰减最小。

以上试验，证实了喷气燃料电导率具有明显的衰减，并且与储存时间和储存容器有关。

表8 抗静电剂浓度对组分油水分离指数的影响

4.水分离指数

我们考察了添加不同量的抗静电添加剂对两种组分水分离指数影响。数据见表8。

从结果可以看出，加氢裂化喷气燃料组分加入抗静电剂后，水分离指数基本维持不变；而加氢精制喷气燃料组分加入抗静电添加剂后，其水分离指数出现较大幅度的降低。我们认为，这是由于喷气燃料中的碱性氮化物所致，为了避免该问题的发生，可提高脱硫醇装置的操作温度，对碱性氮化物进行有效脱除，也可利用白土对碱性氮化物的吸附作用，对喷气燃料进行白土精制，

四、结论

1.油罐调和循环、静置用时长，效率低，且容易出现抗静电剂溶解不充分而造成电导率不合格的情况，给油品出厂带来质量风险；在线管道调和循环、静置用时短，效率高，且一次调和合格率高，因此金陵石化公司目前采用在线管道调和方式生产3号对喷气燃料。

2.对于不同批次的Stadis 450抗静电剂，应根据抗静电剂的实测电导率计算调和比，再进行调和。适当比例的调和加剂方案（0.7～0.9mg/L）充分利用了喷气燃料组分油的质量特性，合理控制了加剂量，将产品指标控制在理想范围内，避免了过度添加造成的原材料浪费，也避免了过度添加造成其它质量指标（水分离指数）的不合格。

3.喷气燃料电导率的衰减与储存时间和储存容器有关，长时间存储最好选用钝化铁皮桶。