牟明仁,王群威,李百舸,張默威,楊春光,王國彤

(1.大連海關，遼寧 大連 116001；2.寧波海關，浙江 寧波 315012；3.中國石油天然氣股份有限公司大連石化分公司，遼寧 大連 116032)

煉油能力的提高，促進了成品油出口量的增加。2017年航空煤油(以下簡稱航煤)出口量突破了千萬噸大關[1]。與汽油、柴油、燃料油等產品一道，是我國多年的大宗進出口商品[2-13]。由大連港裝船出口的航煤是由加氫精制與加氫裂化工藝加工而成的，產品遠銷東南亞及周邊國家和地區(qū)。由于每批次出口的航煤因原料來源、加工工藝的變化，生產出來的航煤產品質量也不同。為了解出口航煤的質量情況，我們對多年來出口航空煤油的檢驗結果進行了分析、研究，為把關服務做到心中有數(shù)提供理論依據。

1 檢驗結果的來源與統(tǒng)計

出口航煤的檢驗項目近30項。通常分為外觀、組成、揮發(fā)性、流動性、燃燒性、腐蝕性、安定性、潔凈性、電導性和潤滑性等幾大類。從2011年至2018年數(shù)百批樣品的檢驗結果中，選取了具有代表性的10批次檢驗結果作為分析研究的對象。其中1號為2011年檢驗結果 （下同）、2號為 2012年、3號為2013年、4號為 2014年、5號為 2015年、6號為2016年、7號與 8號為 2017年，9號與 10號為2018年。

表1是對所選10批次出口航煤相同項目中檢驗結果數(shù)值變化較大的數(shù)據統(tǒng)計。

2 檢驗結果處理

處理結果見表2，包括統(tǒng)計項目中檢驗結果的最大值、最小值、平均值及極差值。

3 分析與討論

隨著批次的不同，表1相同項目的檢驗結果也發(fā)生變化，表2各項目中的最大值、最小值、平均值及極差值也不同。不同結果對航煤的質量有著不同影響。

3.1 航煤生產工藝

表1中3號的航煤完全是由加氫精制工藝生產而來，相比其它批次由加氫精制與加氫裂化調合而成的航煤燃料，其密度、硫含量、硫醇性硫、初餾點、閃點、冰點、運動粘度、萘系烴含量等數(shù)值都相對較低，終餾點、能量密度熱值相對高或較大。有利于燃料的燃燒性、蒸發(fā)性、流動性、蝕腐性。

3.2 燃燒性

通常熱值高、易啟動、燃燒穩(wěn)定與完全、積炭小是噴氣發(fā)動機對燃料的首要要求。

1）燃料中的熱值、密度大小主要取決于其化學組成，與芳烴含量及終餾點直接相關。如表1中9號的15℃密度最大，為803.0kg/m3，相應的芳烴體積分數(shù)及終餾點值也最大，分別為18.3%和268.0℃，對應的熱值則最小，為43.303MJ/kg；2號的15℃密度最小，為786.7kg/m3，相應的芳烴體積分數(shù)及終餾點值也最小，分別為16.0%和231.6℃，對應的熱值則最大，為43.380MJ/kg。與密度大、其芳烴含量和終餾

點溫度都相對高，對應的能量容積大、能量密度小理論相印證[14-15]。

表1 出口航煤檢驗結果數(shù)據統(tǒng)計

表2 檢驗結果處理

由表2知，出口燃料15℃密度的平均值為796.4kg/m3、平均芳烴體積分數(shù)為17.1%、平均熱值為 43.298MJ/kg。遠大于合同 15℃密度不小于775.0kg/m3、熱值不小于42.80MJ/kg的要求。滿足了飛機發(fā)動機推力和飛行航程的需求。對民航而言，多采用高密度高能量容積，即低能量密度的油料更好。

2）燃料的蒸發(fā)性與初餾點、10%回收溫度緊密相關；初餾點、10%回收溫度低的燃料蒸發(fā)性就好。由表2知，10%回收溫度最大值為176.8℃、最小值為 165.6℃、平均值為170.8℃、極差值為 11.2℃，遠低于10%回收溫度不高于205℃的合同指標要求。對燃料與空氣迅速形成均勻的混合氣，并能連續(xù)、穩(wěn)定、完全的燃燒是非常有利的。

3）合同規(guī)定-20℃下的運動粘度不大于8mm2/s。由表2知，粘度最大值為4.382mm2/s、最小值為3.168mm2/s、 平 均 值 為 3.914mm2/s、 極 差 值 為1.214mm2/s。以上結果為防止粘度過大使霧化與液滴形態(tài)的分布不良而導致燃燒的不穩(wěn)定、不完全，為防止粘度過小時，噴射角大、射程短而易引起局部過熱和加大燃料泵的磨損，為確保低溫時有良好的流動性均提供了保證。

5）煙點與萘系烴含量是控制積炭性能的指標，其值與化學組成相關,特別是與芳烴含量高低有直接關聯(lián)。如表1中芳烴含量較高的1號、9號，芳烴體積分數(shù)分別為18.0%、18.3%，對應的萘系烴體積分數(shù)與煙點值分別為 1.10%、1.07%和 22.5mm、22.0mm；萘系烴含量較低的2號、5號，芳烴體積分數(shù)為16.0%、16.4%，對應的萘系烴體積分數(shù)與煙點值分別為0.40%、0.76%和24.5mm、24.0mm。這基本與燃料中芳烴、萘系烴含量較高，煙點值較小，反之就大的規(guī)律相吻合的。而煙點值小，芳烴、萘系烴含量較高的燃料，燃燒時易于生成較多、直徑較大的碳類，吸附在噴嘴等處影響霧化效果，使燃燒過程變壞[14-15]。上述結果雖然小于合同中煙點不小于25mm的規(guī)定，但符合合同關于煙點最小19mm時，萘系烴體積分數(shù)不大于3.00%的規(guī)定。為控制燃料燃燒時產生更多積炭起到了良好的作用。

3.3 安定、流動、潤滑、清潔性、抗腐蝕性

好的燃料，離不開良好的安定、流動、潤滑、清潔性。其中:

1）作為燃料最重要的性能指標之一，需要儲存安定性與其熱安定性都好，因為:

a、燃料中如果含有少量的烯烴、帶不飽和側鏈的芳香烴以及非烴等不安定組，會使膠質、酸值的值增大、顏色變深，影響燃料的儲存安定性。因為形成的可溶性膠質及不可溶顆粒物會堵塞燃油過濾器或限制小口徑管道的流動[14]。所以合同規(guī)定實際膠質不大于7mg/100mL、酸值不大于0.015mgKOH/g及賽波特顏色不小于+20的要求。從實際檢驗結果看，實際膠質通常為1.0mg/100mL、酸值為0.001mg KOH/g、賽波特顏色為+30的，都符合合同要求。

b、加氫工藝將燃料中因受熱時最易先氧化的硫、氮、氧等非烴化合物除去，使不飽和烴變?yōu)轱柡汀⒉糠址枷銦N轉化為環(huán)烷烴,減少了因發(fā)生氧化、熱分解、聚合等化學變化而生成可溶與不可溶的固體膠質，降低堵塞管路、過濾器、噴嘴等部件的發(fā)生幾率,提高了熱交換器的效能，極大提高燃料的熱氧化安定性[16]。由表2知，采用JFTOT試驗法對燃料的熱氧化安定性實際檢測結果為:熱安定性（260℃）的壓力降為2mmHg（266.6Pa）、管壁評級為小于1且無孔雀藍色或異常顏色沉淀物，遠低于合同:熱安定性（260℃）的壓力降不大于 25mmHg（3332.5Pa）、管壁評級為小于3且無孔雀藍色或異常顏色沉淀物的規(guī)定要求。

2)燃料的低溫流動性與冰點值相關，合同規(guī)定冰點不高于-47℃。由于不同批次出口燃料的組分不同，其冰點值也不同。由表2知，出口燃料冰點最大值為-51.0℃、最小值為-55.0℃（實際結果中有的小于-55.0）、平均值為-53.0℃、極差值為 4.0℃，都遠低于合同規(guī)格要求，為保證燃料在高空低溫下的良好流動性提供了保障。

粘度值大小也影響燃油系統(tǒng)的壓降；粘度大，管線壓降就越大。表1粘度結果即滿足了燃料燃燒性的要求，也保證了燃料在低溫下的流動。

3)燃料的潤滑性好壞對發(fā)動機高壓油泵及飛行安全極為重要。加氫精制工藝生產出來的燃料則往往將原油自帶的、可提供潤滑性的含硫、氧、氮等非烴化合物脫除，提高了油品的燃燒性與安定性，同時對燃料的潤滑性產生一定影響[17]。由于出口燃料中都添加一定量的抗磨添加劑，從而保證了燃料對噴氣發(fā)動機高壓油泵等部件的潤滑性。燃料的潤滑性能通常用磨痕直徑的大小來考量。由表2知，出口燃料磨痕直徑最大值為0.71mm、最小值為0.65mm、平均值為0.68mm、極差值為0.06mm，低于合同規(guī)定磨痕直徑不大于0.85mm的要求。

4）保持燃料有良好的潔凈性，必須對燃料中的雜質、水分、細菌及表面活性物質進行嚴格控制。在生產、運輸、儲存等過程中產生或帶入的鐵銹等固體雜質、纖維等懸浮物及其它不溶于油品的外來物質，是構成固體顆粒污染的主體。

與潔凈性相關的項目主要有顆粒污染物、實際膠質、水分離指數(shù)和外觀。實際膠質如本節(jié)1)a所述，合同要求顆粒污染物不大于1.0mg/L，實際檢驗最大值為0.57mg/L、最小值為0.51mg/L、平均值為0.40mg/L、極差值為0.17mg/L；未加入和加入抗靜電劑的水分離指數(shù)值通常為96～99、分別滿足不小于85與不小于70的質量指標要求；外觀為常溫下清澈透明、目視無不溶解水及固體物質。相比而言，用固體顆粒污染物能更加準確夠判定燃料的污染程度，外觀采用人工目測可能會產生較大偏差。

5)由表2知，出口燃料中的硫質量分數(shù)最大值為都小于0.143%、最小值為0.025%，平均值0.0766%、極差值為0.118%，符合合同規(guī)定硫質量分數(shù)不大于0.30%的要求。由于燃料都是由加氫精制與加氫裂化工藝生產而來，極大降低燃料中硫等化合物的含量，使燃料中的硫醇性硫質量分數(shù)都小于0.0003%，不僅滿足合同硫醇性硫質量分數(shù)不大于0.0030%的規(guī)定要求，也對改善其腐蝕性具有很大幫助，為腐蝕性考核指標銅片腐蝕始終為1a，確保銅片腐蝕不大于1的指標要求而提供了保證。

3.4 安全性

閃點與電導率是涉及燃料安全性的主要檢驗項目。為保證燃料在供油系統(tǒng)中不產生氣阻、在儲存、運輸、加油及飛機飛行時不易著火或不易發(fā)生靜電而發(fā)生火災，都希望閃點值高、電導率保持在安全值以上。如果燃料中閃點、電導率值低，應用時危險性就大。在表1中，閃點的最大值為48.0℃、最小值為41.5℃、平均值為45.0℃、極差值為6.5℃，符合合同閃點不低于38℃要求。

由于電導率在儲存時受儲存介質、溫度、微量水、過濾介質等影響而衰減。如例1分別在白色、棕色玻璃瓶，鍍環(huán)氧樹脂、鍍聚四氟乙烯鐵桶中儲存1個月的噴氣燃料，電導率衰減率分別為26.76%、23.94%、20.79%和 17.56%；例2的樣品儲存在不同容器中，30天后的衰減率分別為:白色瓶中為52.3%,棕色瓶中為41.8%，鐵罐中只有18.9%[18]。說明樣品與條件不同，衰減率是不一樣的。表2電導率的最小值為210pS/m，遠大于合同規(guī)定20℃下電導率下限不小于50pS/m的要求；平均值為310pS/m還是比較合理的，為保證安全，防止因電導率衰減而導致靜電放電釀成火災事故發(fā)生，電導率保持一定的余量還是有十分必要的。

4 結語

采用加氫工藝生產的出口航煤，密度大、熱值、閃點、水分離指數(shù)等數(shù)值高，冰點、硫醇性硫、固體顆粒污染物、磨痕直徑等項目數(shù)值低，餾程、粘度、電導率等數(shù)值合理，賽波特顏色、膠質、酸值、銅片腐蝕等值穩(wěn)定，各項目的檢驗結果都符合合同規(guī)格要求。以上結果為保證出口航煤燃料具有良好的燃燒性、蒸發(fā)性、安定性、潤滑性、流動性、抗腐蝕性、清潔性和安全性起到了積極的保證作用。