航空燃料质量特性和质量管理浅谈


1 航空煤油的质量特性

航空煤油的质量特性和对发动机的影响主要表现在八个方面。第一,燃烧性良好的燃料在发动机中的燃烧连续、稳定,保证在工作条件急剧变化时不致熄火,燃烧热值适当且不易产生积碳。第二,安定性良好的燃料在储存、使用中性质稳定,不易氧化变质生成胶质和沉淀堵塞油路。第三,低温流动性差的油料不能在发动机系统中顺利流动和泵输。第四,洁净性差的油料会影响发动机供油,杂质增加精密部件磨损。第五,适当的蒸发性,燃料应易于地面和高空点燃和迅速启动,但蒸发性不宜过大,以免产生气阻并增大燃料损耗。第六,适当的润滑性,燃料的润滑性能可以保证发动机泵送燃料系统的活动部件磨损最小,保证发动机使用寿命,润滑性差会影响正常工作,严重时会引起发动机运转失常甚至熄火。第七,起电性小的燃料不易产生和积聚电荷,保证运输和加注时的安全。第八,燃料不具有腐蚀性,燃料及其产物不应腐蚀发动机系统的各个部件,保证发动机长期可靠地工作。

这八个方面共同决定了航空煤油质量,是评价其质量特性的重要因素,每个质量特性均有若干项试验可以表征(具体见GB 6537《3号喷气燃料》)。其中,燃烧性、低温流动性等性质是由燃料本身决定的,受原油产地、炼制工艺影响较大,出厂后储运、加注过程中许多外来杂质也会对质量特性产生影响,主要表现在洁净性方面。比如,管道内老化脱落的杂质、装卸时大气落入的灰沙尘土等。所以,不同的炼制工艺得到的航空燃料性质各有不同,出厂后的质量控制也十分重要。这二者共同决定了最终加注到飞机油箱燃料的质量。

2 航空煤油的炼制工艺对质量特性的影响

航空煤油的主要成分是烃类化合物,还有一些非烃类组分。这些非烃类组分,如硫、氮、氧化合物,直接或间接影响航空煤油的质量特性。航空煤油的生产过程一般包括制备、精制和加入添加剂。

2.1航空煤油制备工艺

航空煤油的制备工艺主要包括石油炼制技术和费托合成技术,前者是目前炼制航空煤油的主流工艺。石油炼制技术使用的常减压蒸馏法受原料影响较大。例如,硫含量高的原油制得的燃料使用过程排放的尾气可能对环境造成破坏,而费托合成技术制得的航空煤油燃烧产物不含SO2和H2SO4,因其在净化工段进行了脱硫处理。但费托合成油品密度过低,不能单独向飞机加注,须与石油基航空煤油按比例混合使用。

2.2航空煤油精制技术

前述的制备工艺得到的油品通常存在硫、氮、氧化合物,影响航空煤油安定性和腐蚀性,精制技术可以提高航空煤油品质,常用方法有非加氢精制技术、加氢精制技术。

非加氢精制技术包括酸碱精制、物理吸附法和催化氧化法。通过酸碱精制可以去除大部分酸性组分,且油品中天然的抗磨和抗氧组分得以保留,但该法损失率高、产生的废碱液污染环境;物理吸附法使用吸附剂脱除航空煤油中的杂质,例如白土吸附剂可以除去悬浮物、胶质、表面活性物质,提高洁净性,CaY分子可以在一定温度下选择性去除萘系烃和硫、氮、氧化物,提高燃烧性和安定性;