国产JetA-1喷气燃料加剂系数及季节性变化研究

摘 要：进口与国内生产的JetA-1型喷气燃料在接收与储存过程中均需要添加Stadis 450抗静电剂，以满足相关标准要求。目前，国产以出顶进JetA-1型喷气燃料供应增多，与进口JetA-1型喷气燃料加剂量存在明显差异，同时，小样调试试验存在取样不便利、数据与实际加剂结果差异较大等问题。本文使用油库对国产以出顶进JetA-1型喷气燃料的加剂情况进行了研究。通过研究和数据分析，本文确定了加剂系数及其季节性规律，并验证了加剂系数会随温度发生显著变化，最终总结出适用于本公司的Stadis 450抗静电剂加剂公式。

关键词：以出顶进JetA-1型喷气燃料；电导率；抗静电剂；影响因素

中图分类号：TQ 517 " " " 文献标志码：A

JetA-1型喷气燃料主要由C8-C16的烃类物质组成，根据其产地的不同，主要分为国外炼制后进口至国内的JetA-1型喷气燃料和国内炼油厂生产的以出顶进JetA-1型喷气燃料。无论国内或国外炼制，其炼制成后本身无良好的导电性，电导率极低。在生产处尤其是相关国际标准中，对未加入抗静电剂的JetA-1型喷气燃料电导率出厂指标无规格限制，允许在下游加入抗静电剂，以使电导率指标满足产品标准要求，因此进口JetA-1型喷气燃料电导率指标通常为0pS/m～20pS/m；国内炼厂生产的以出顶进JetA-1型喷气燃料则按照3号喷气燃料国家标准GB6537要求，即出厂时有不低于150pS/m。对本公司来说，中转油库会将未加入抗静电剂的进口JetA-1型喷气燃料电导率指标以加入杜邦公司研制、InnospecLLC公司生产的Stadis450抗静电剂的方式进行调制，达到不低于50pS/m的水平，对于国内炼厂生产的以出顶进JetA-1型喷气燃料，鉴于GB6537的出厂要求[1]，中转油库接收后，其电导率通常为100pS/m～300pS/m。

1 相关研究和数据分析

中转油库至上海浦东国际机场航空油料有限责任公司使用油库有约3880t的管道存油，并通过该管道进行管道输送。当机场使用油库接收时，本公司根据GB13348标准，将电导率调制为不低于250pS/m的水平，需要加入Stadis450抗静电剂调节电导率指标。由于接收、储存伴随电导率衰减，并需要满足从机场发出时JetA-1型喷气燃料电导率指标为50pS/m～600pS/m，因此加入Stadis450抗静电剂的用量不宜过少，也不可过多。本公司目前采用MH/T6091《民用航空喷气燃料添加抗静电剂作业规程》标准的要求进行小样调试试验，测算不同电导率值的来油所需要的加剂量。经过多年运行，小样调试试验与最终的实际加剂量间存在一定差异，同时小样调试需要提前派人前往中转油库进行样品采集和运输，回到使用油库后进行小样调试试验，以确定最终的加剂量，并且小样调试确定的加剂量为质量单位，而非实际工作中所使用的体积单位，因此进行此项工作十分不便。

Stadis450抗静电剂是杜邦公司研制的一种无灰型有机添加剂，现生产商为Innospec LLC公司，该产品基于有机极性聚合物聚砜增加油品的导电性，是在全球获得认证的、可用于碳氢燃料的抗静电剂[2]。根据英国国防部标准DEFSTAN91-091ISSUE16、联合检查集团联营系统航空燃料质量要求（AFQRJOS34）以及GB6537-2018《3号喷气燃料》等标准，Stadis450抗静电添加剂加入量限制为在生产处或首次加入量不大于3.0mg/L，累计加入量不大于5.0mg/L[3]。Stadis450抗静电剂的相关理化性质见表1。

根据相关文献，影响JetA-1型喷气燃料电导率指标的因素较多，温度、储存时间、光照和样品瓶等都会影响JetA-1型喷气燃料电导率指标[4]。为全面评价Stadis 450抗静电剂对本公司JetA-1型喷气燃料的感受性及其对油品质量的影响，本文对历史加剂数据进行整合和梳理，并参照历史加剂数据设计相关试验，通过多次测试，分析出了适合本公司的抗静电添加剂的加剂公式。

由于新冠疫情后，进口油业务大幅度减少，进口JetA-1型喷气燃料数量大幅度降低，加剂次数也屈指可数，还存在与以出顶进型JetA-1喷气燃料混合加剂的情况，因此，本文选择对以出顶进JetA-1型喷气燃料的历史数据进行分析。根据来油电导率和管线电导率实际值，通常分为需要在接收处添加Stadis450抗静电剂和不需要在接收处添加Stadis450抗静电剂2种情况。对于前者，本公司拥有大量加剂数据，因此本文主要针对2023—2024年度的加剂数据进行分析，并截取其中部分数据进行展示，见表2。

加剂系数（保留到小数点后第3位）计算方法如下：实际加剂量/（管线存油数量×（250-管线电导率）+入罐数量×（250-来油罐电导率））×1000，其中管线存油数量为固定值3880t；入罐数量为中转库发油数量减去管线存油数量；250为电导率目标值250pS/m，其含义为每1t的JetA-1型喷气燃料每距离250pS/m标准值相差1个单位时需要添加的Stadis450抗静电剂的毫升数。推导过程如下：将加入抗静电添加剂调高电导率值视为一个线性过程[5]，因此设每1t的JetA-1型喷气燃料每距离250pS/m标准值相差1个单位时需要添加的Stadis450抗静电剂的毫升数为a，则3880×（250-管线电导率）×a+入罐数量×（250-来油罐电导率）×a=实际加剂量×1000（mL），经过因式分解，a=实际加剂量×1000/（管线存油数量×（250-管线电导率）+入罐数量×（250-来油罐电导率）），变形后得到上述加剂系数计算方法。

将表2数据绘制成折线图，得到2023—2024年实际加剂系数变化折线图，如图1所示。可以看出，加剂系数的变化具有较明显的季节效应，因此，按照公司所在地上海的季节划分对加剂系数进行归纳整理，见表3。

2 试验设计

为进一步确认上述分析是否正确，本文采用控制变量的方法，设计了2组试验。

试验一：选择同一批油样，使用相同数量的油样（分别为2kg和4kg），在不同温度下加入对应体积、对应温度的Stadis450抗静电剂，并在同一温度下进行电导率测定，进而分析在不同温度环境下，加剂系数是否有相应变化。

试验二：在相同温度下，选择不同批次的油样，使用相同数量的油样（分别为2kg和4kg），在同样温度下加入对应体积、对应温度的Stadis450抗静电剂，并在同样的温度下进行电导率测定，进而分析在同样温度下，不同批次的油样加剂系数是否有显著变化。

2.1 试验仪器和试剂

试验仪器包括恒温水浴、电子台称、EMCEE 1152型电导率测定仪以及艾本德0.5μL～10μL移液枪。试验试剂包括JetA-1型喷气燃料、Stadis 450抗静电剂。

2.2 试验方案一

分别称取2kg和4kg以出顶进JetA-1型喷气燃料，使用恒温水浴，改变以出顶进JetA-1型喷气燃料油样温度，调节温度范围。温度范围模拟春、夏、秋和冬4个季节，其中春季和秋季温度较接近，划分为一组。计划调节温度由10℃开始，将每10℃作为一个测定点，直至30℃，共计3组数据。10℃模拟冬季，20℃模拟春秋季，30℃模拟夏季。根据ASTM D2624试验方法的要求，使用EMCEE电导率仪分别测定各油样不同温度下的加剂前电导率值。

同样使用恒温水浴，将Stadis450抗静电剂温度调节至10℃、20℃和30℃，同时采用移液枪分别向2kg和4kg对应温度的JetA-1型喷气燃料移入1μL和2μL的Stadis450抗静电剂，充分搅拌，混合均匀。按照ASTM D2624试验方法的要求，立即使用EMCEE，对各温度条件下的加剂后油样进行电导率测定，测得结果见表4。

2.3 试验方案二

选择3个不同电导率的以出顶进JetA-1型喷气燃料样品，每个样品分别称取2 kg和4 kg油样，使用恒温水浴，维持以出顶进JetA-1型喷气燃料油样温度为20 ℃。根据ASTM D2624试验方法的要求，使用EMCEE电导率仪分别测定其加剂前电导率值。

同样使用恒温水浴，将Stadis 450抗静电剂温度调节至20 ℃，同时采用移液枪分别向2 kg和4 kg对应温度的JetA-1型喷气燃料移入1 μL和2 μL的 Stadis 450抗静电剂，充分搅拌，混合均匀。按照ASTM D2624试验方法的要求，立即使用EMCEE，对该温度条件下不同批次的加剂后油样进行电导率测定，测得结果见表5。

3 结果分析

3.1 试验方案一结果分析

试验方案一分析了不同温度下，同一个样品加入Stadis 450抗静电剂后的加剂系数变化，并将表4绘制为不同温度下的加剂系数条形图，得到不同温度下的加剂系数，如图2所示。

由图2可以看到，同一批次油样的加剂系数随着温度升高有明显的差异，并呈下降趋势，进一步验证了对本公司来说，不同季节的以出顶进JetA-1型喷气燃料具有不同的加剂系数。

3.2 试验方案二结果分析

试验方案二结果表明，相同温度下、不同批次的以出顶进JetA-1型喷气燃料样品加入Stadis 450抗静电剂后的加剂系数基本相同，将表5绘制为相同温度下、不同批次油样加剂系数条形图，得到相同温度下、不同批次以出顶进JetA-1型喷气燃料加剂系数，如图3所示。

由图3可以明显看出，在相同的温度下，不同批次的以出顶进JetA-1型喷气燃料对电导率的感受性能几乎无差别，在同样的温度下具有相同或非常接近的加剂系数，因此可证明，对本公司来说，不同的温度条件下会出现不同的加剂系数，因此加剂系数具有明显的季节效应。

由于上海地区春季的平均气温比秋季略低，因此秋季的加剂系数会略低于春季的加剂系数，与表3中的加剂系数中位值情况一致。除了冬季外，春、夏和秋3个季节的加剂系数波动较小，只有冬季的加剂系数波动较大，加剂系数的中位值能够有效地应用于春、夏和秋3个季节的加剂量测算中。由于冬季的加剂系数波动较大，因此将中位值的算法作为参考，根据测得的电导率值调整实际加剂系数，如果测得加剂后电导率值较低，则增大加剂系数，反之则减少加剂系数。加剂系数的推导能够用于公司的实际生产作业活动，并对其进行指导，具体的加剂公式如下：实际加剂量（L）=（3 880×（250-管线电导率）×α+入罐数量×（250-来油罐电导率）×α）/1 000；α取值为春季0.005，夏季0.003，秋季0.004，冬季0.007。视情况，冬季取值为0.005～0.012，实际加剂量为正值，则需要进行加剂，0或负值则不需要加剂。

4 结语

本文分析了本公司以出顶进JetA-1型喷气燃料大量历史数据，推导出加剂系数的计算公式，并由加剂系数公式计算出每次加剂所对应的加剂系数。整理加剂系数进行后发现，加剂系数存在季节分布的特点。并设计试验，改变JetA-1型喷气燃料和Stadis 450抗静电剂的温度，发现了加剂系数随温度变化的规律，进而总结出加剂系数随季节变化的规律。本公司以前采用小样调试的方法进行加剂，但是小样调试取样不便，小样调试结果差异较大且单位不统一，因此，加剂系数和加剂公式的确立有助于改进公司的加剂模式，减少人员的操作难度，提升加剂的准确性。

参考文献

[1]孙晓天，王春萍.温度和水分对3号喷气燃料电导率的影响[J].辽宁化工，2011，40（10）：1074-1075.

[2]徐伟池.喷气燃料抗静电剂及其对电导率的影响研究进展[J].炼油与化工，2017（28）：4-6.

[3]张克渠，杨晓峰.3号喷气燃料电导率探讨[J].中国储运，2019（8）：130-132.

[4]罗宏辉.喷气燃料电导率的影响因素与预测控制[J].广东化工，2012，39（6）：42-44.

[5]刘婕.野外管线输送3号喷气燃料电导率与温度的关系[J].石油库与加油站，2022，31（3）：27-28.