喷气燃料中的水


文|杨嘉禹 杜乐

摘要 水分是喷气燃料污染物中最重要的因素,如何在喷气燃料从生产、运输、加注到飞机油箱、飞机发动机燃烧产生能量的全生命周期的各个环节中,去除燃料中的水分,从而保障燃料品质符合飞行安全要求,是航空油料工作者不断思索的问题。本文将从喷气燃料的自身特性、运输、储存及使用等方面探究水分产生的原因,并提出相应对策。

关键词 喷气燃料 水分 危害 去水

喷气燃料是飞机的粮食,品质不符合标准的燃料将严重危害飞行安全。喷气燃料在炼油厂经过精制、净化,通过中转系统运至机场油库,经加油栓(加油车)注入飞机燃油系统,直至燃烧完毕。在这个全生命周期内,燃料要保持洁净、不受外来物质污染、不改变理化性质是相当困难的。在生产、运输、使用各个环节中,各种污染物都有可能对喷气燃料洁净度产生影响,因此需要对其进行全生命周期的监控管理。

喷气燃料中的污染物大体可分为水分、固体杂质(规范称为机械杂质)、表面活性物质、微生物。其中,水分是引起喷气燃料洁净度下降的最重要因素,不但具有隐蔽性,忽隐忽现,容易受气压、气温、空气潮湿度等多种环境因素影响,还能对固体杂质、微生物形成加速效应,放大污染的种类和程度;既有原生危害,还有次生危害,完全消除它的危害非常困难。本文试图从各方面探究水分产生的原因、危害并提出相应的对策。

1 喷气燃料的“赖水性”

喷气燃料从它自身组分、生产过程、吸湿度、运输过程、存储过程以及水在燃料中的存在形式等诸多方面,都反映出它与水存在极为复杂又紧密的关系,我们把它称为“赖水性”,具体表现为以下几个方面。

1.1 组成

喷气燃料主要由烷烃、环烷烃及芳香烃等有机物构成,分子结构中C—C原子连接方式决定了燃油的物理、化学性质,包括水的溶解度,其中芳香烃是喷气燃料能够溶解水的最主要原因,其结构中特殊的六元环上π电子云可以与水分子结合形成氢键。由于氢键的存在,芳香烃相比于烷烃和环烷烃可以溶解更多的水分,根据研究表明,相同碳原子数目的条件下,芳香烃比烷烃和环烷烃多吸收4倍以上的溶解水,而芳香烃又是喷气燃料重要的组成,造成喷气燃料天生就容易吸水。

1.2 生产过程

喷气燃料主要加工方法是原油蒸馏,由于原油在开采、运输中的要求,自身难以避免带有一定量的水分,虽然加工前有脱水步骤,但无法完全清除,加之喷气燃料馏出组分的沸点范围约为130~280摄氏度,与水的沸点比较接近,所以在炼制过程中会有部分水蒸气混入分馏出的喷气燃料中。

1.3 吸湿度

喷气燃料的吸湿度表示喷气燃料从外界空气吸收水分的能力,它是由各组分对水的溶解度所决定的,这种可逆