對不同煉廠生產(chǎn)出口航煤質(zhì)量對比與研究

牟明仁，于 松，徐 偉，文萍萍，叢東日，姜寶德，張瑋琦，趙雪蓉

（大連海關(guān)，遼寧大連 116001）

石油及石油產(chǎn)品多年來一直是我國大宗進出口商品[1-9]，2017 年僅航空煤油出口量就達 1 318.93×104t，比2016年同比增長0.7%[10]。遼寧是石油化工加工、儲存、運輸、銷售的集散地[11-16]。由遼寧口岸裝船出口的汽油、航空煤油、柴油等產(chǎn)品遠銷東亞、南亞、美洲及香港等國家和地區(qū)[17-21]。作為飛機發(fā)動機的燃料，質(zhì)量好壞直接影響飛機的使用性能。由于用途的特殊性，對出口航煤質(zhì)量有近30項的技術(shù)指標(biāo)要求。因原料、工藝等不同，其產(chǎn)品質(zhì)量也是不盡相同的。為了解出口航空煤油的質(zhì)量，本文對兩個不同煉廠生產(chǎn)出口的航空煤油多年來的檢驗結(jié)果進行了統(tǒng)計與對比，分析了檢驗結(jié)果相互間的差異及對性能要求的影響。

1 數(shù)據(jù)來源與時間

數(shù)據(jù)來源于遼寧地區(qū)A、B兩個煉油廠（簡稱A廠、B廠,下同）生產(chǎn)的，從數(shù)百批出口航空煤油（簡稱航煤，下同）檢驗結(jié)果中，按照不同年份、選取了具有代表性批次的檢驗結(jié)果作為分析與研究的對象。其中從A廠選取了68批次的數(shù)據(jù)，時間從2011年1月至2018年3月；從B廠選取了67批次的數(shù)據(jù)，時間從2013年1月至2018年7月。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 數(shù)據(jù)處理

在出口航煤近30項的檢驗結(jié)果中，有些項目的檢驗結(jié)果相對穩(wěn)定或數(shù)值變化不大。對數(shù)值變化較大的項目檢驗數(shù)據(jù)結(jié)果進行統(tǒng)計（見表1），數(shù)據(jù)處理包括最大值、最小值、平均值及極差值。

2.2 分析與討論

由表1看，A廠、B廠在出口航煤相同項目中的檢驗結(jié)果上存有差異，部分相同項目檢驗結(jié)果差異相對較大。其中A廠的餾程、密度、芳烴、運動黏度、閃點、冰點、水分離指數(shù)及硫含量等大于或高于B廠的對應(yīng)值，熱值、煙點小于B廠的對應(yīng)值。具體為：

表1 出口航煤數(shù)據(jù)處理Tab.1 Data processing for export aviation kerosene

表1 出口航煤數(shù)據(jù)處理（續(xù)表）Tab.1 Data processing for export aviation kerosene

2.2.1 組分含量 A廠加氫精制的平均組分（體積分?jǐn)?shù)，下同）為75.8%、加氫裂化平均組分為24.2%，這與A廠多批次加氫精制組分占70%或75%、加氫裂化組分占25%或30%的比例相吻合。

B廠非加氫精制的平均組分為8.7%、加氫精制的平均組分為79.2%、加氫裂化平均組分為12.1%；許多批次間的加工工藝組分含量是不同的。

A廠、B廠組分含量之所以有很大差異，是因為A廠是由加氫精制與加氫裂化工藝加工而成的，B廠為常壓蒸餾、加氫精制與加氫裂化工藝加工而成的。且B廠早期批次生產(chǎn)的出口航煤，通常是由常壓直餾組分與加氫精制組分調(diào)合而成的，直餾組分最大時為43.0%；中期為常壓直餾組分、加氫精制組分與加氫裂化組分調(diào)合而成；隨著加氫精制與加氫裂化生產(chǎn)能力的不斷擴大，直餾組分逐漸減少、加氫裂化組分逐年增多；2016年后，出口航煤則主要由加氫精制與加氫裂化組分調(diào)合而成。

由加氫精制與加氫裂化工藝加工而成的航煤產(chǎn)品，其特征為芳烴含量少，煙點值高，有利于燃料的燃燒性[21-24]。

2.2.2 餾程 A廠各回收溫度最小極差值為13.4℃，最大極差值為40.6℃；較B廠最小極差值為11.5℃，最大極差值為19.5℃的數(shù)值波動較大。A廠平均各回收溫度普遍比B廠的對應(yīng)值高，終餾點平均值則高出6.6℃；說明A廠出口航煤各餾分組分要比B廠出口航煤各餾分組分的對應(yīng)值重。

2.2.3 密度 A廠的15℃密度平均值為797.2 kg/m3、極差值為16.3 kg/m3，B廠為793.6 kg/m3、極差值為13.8 kg/m3。A廠的密度值及極差值都大于B廠的對應(yīng)值，這與A廠出口航煤各餾分重于B廠的各餾分、各回收溫度極差值大于B廠的各回收溫度極差值結(jié)果相對應(yīng)。

2.2.4 芳烴、黏度、閃點、冰點與煙點 餾程中各回收溫度高、密度值大，說明油品餾分重，對應(yīng)的芳烴、黏度值也大、閃點與冰點值高、煙點值小[22-24]；相比而言，輕組分對黏度、閃點有較大影響[25]。而A廠的各回收溫度、密度高于B廠的對應(yīng)值，必然與出口航煤中對應(yīng)的芳烴含量相關(guān)，也關(guān)聯(lián)出口航煤的黏度、煙點與冰點值。這從表1數(shù)據(jù)可得到印證，如：

（1）A廠的芳烴含量（體積分?jǐn)?shù)，下同）最大值為21.1%、最小值為13.4%、平均值為16.7%、極差值為7.7%，大于B廠芳烴含量最大值15.8%、最小值4.8%、平均值11.6%、極差值11.0%的對應(yīng)值。

（2）A廠的-20℃運動黏度平均值為3.971 mm2/s、極差值為1.431 mm2/s，大于B廠的平均值3.834 mm2/s、極差值0.901 mm2/s的值。

（3）A廠的閃點平均值為45.3℃、最大值達49.0℃，而B廠的平均值為43.1℃，最大值僅為45.4℃，遠小于A廠的閃點的對應(yīng)值。

（4）A廠的冰點平均值為-52.4℃、B廠的冰點平均值為-53.4℃，在實際檢驗中，B廠多數(shù)冰點值為小于-55.0℃，遠低于A廠的冰點的對應(yīng)值。

（5）A廠的煙點平均值為22.9 mm、B廠的平均值為26.4 mm，最大值則為30.0 mm，遠大于A廠的煙點對應(yīng)值。這是與A廠的芳烴含量及萘系烴含量高分不開的。

由表1知，A廠的萘系烴體積含量平均值為0.88%，最大值則為1.87%。由于B廠最小煙點值為26 mm，按照合同規(guī)定，煙點值不小于25 mm時就不做萘系烴含量的檢測。而根據(jù)煙點與芳烴含量和萘系烴含量的關(guān)聯(lián)理論推測，B廠的萘系烴含量應(yīng)該小于A廠的萘系烴含量[22-24]。

2.2.5 熱值 由于A廠的餾分、密度、芳烴含量都大于B廠，其A廠最大凈熱值為43.380 MJ/kg、最小值為43.215 MJ/kg、平均值為43.299 MJ/kg，小于B廠對應(yīng)的最大值43.491 MJ/kg、最小值43.380 MJ/kg、平均值43.430 MJ/kg。這與產(chǎn)品餾分重、密度值大、芳烴含量高其熱值小的規(guī)律相一致[22-24]。

A廠的凈熱值的極差值為0.165 MJ/kg，大于B廠對應(yīng)的極差值0.111 MJ/kg，說明A廠不同批次間的凈熱值波動性較大。這從A廠的餾程、密度值的波動及芳烴含量大于B廠的對應(yīng)值也可得到驗證。因為熱值大小不僅與其密度值緊密相聯(lián)，也與化學(xué)組成緊密相關(guān)；在烴類中，烷烴的質(zhì)量熱值最高，芳烴最低，體積熱值則相反[22-24]。

2.2.6 硫含量與硫醇性硫 A廠的硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）最大值為0.148 0%、最小值為0.025%、平均值為0.075%、極差值0.123%、硫醇性硫的平均值為0.001 0%，大于B廠對應(yīng)的最大值0.009 2%、最小值0.000 2%、平均值0.002 1%、極差值0.009 0%、硫醇性硫的平均值0.000 2%。B廠的硫與硫醇性硫含量要比A廠的小許多，說明B廠的脫硫工藝與效果要好于A廠；硫含量很大比例是存在于餾分的重餾分中[20，25-27]，脫硫時應(yīng)有針對性，效果會更好些。

2.2.7 水分離指數(shù)（加入抗靜電劑）與電導(dǎo)率

（1）A廠的加入抗靜電劑水分離指數(shù)比B廠的高，A廠的平均值為97.4、極差值為3，B廠的平均值為90.8、極差值為17。雖然都符合不大于70的合同要求，但A廠的平均值比B廠的高6.6個單位。說明A廠所攜帶的表面活性物及游離水含量遠低于B廠。

（2）A廠的平均電導(dǎo)率值為303 ps/m、極差值為217 ps/m，比B廠的平均電導(dǎo)率值256 ps/m、極差值130 ps/m高，說明A廠的導(dǎo)電性好于B廠，但A廠的數(shù)值波動性較大。

2.3 質(zhì)量對比、評價與影響

因噴氣發(fā)動機是將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，其推力是借助燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槿細(xì)獾膭幽墚a(chǎn)生的，所以A、B兩廠產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接影響燃料的燃燒性、蒸發(fā)性、流動性、安定性、抗腐性、清潔性和潤滑性等。

（1）由于B廠熱值高，對于發(fā)動機燃料的“比消耗”是非常有利的；而A廠的密度值大，可以使體積有限的油箱所載油料能量最大化，能為飛機提供更長的續(xù)航與滯空時間。相對民航而言，更喜歡采用高密度、高能量容積的產(chǎn)品作為飛機的油料。

（2）相對A廠而言，B廠的餾程、運動黏度及芳烴含量低、煙點高，對燃料在噴氣發(fā)動機燃燒時的蒸發(fā)性、啟動性、穩(wěn)定性及燃燒完全度都非常有利。因為黏度與其霧化的效果有直接聯(lián)系，蒸發(fā)性影響燃燒的完全度，煙點高，說明芳烴含量與萘系烴含量低；90%回收溫度與終餾點溫度低，說明B廠的重組分含量少，而芳烴與終餾點值越低，其燃燒完全度就越好，形成的積炭就越小[22-24]。

（3）B廠的密度、餾程、運動黏度、閃點、冰點及芳烴都低于A廠，有利于燃料在低溫條件下的流動[22-24]。因為密度、餾程（特別是初餾點和10%回收溫度）、閃點低，說明B廠的輕組分含量多于A廠。而輕組分含量多，其黏度小、冰點低，特別是芳烴含量少對水的溶解度亦低，所以B廠的低溫流動性就相對A廠好。

（4）雖然A、B兩廠的熱安定性、外觀、賽波特顏色、實際膠質(zhì)及酸值等數(shù)值變化小，都遠高于或遠低于合同要求。但A廠的硫與硫醇性硫含量遠大于B廠的值，芳烴、萘系烴含量也高出B廠。而導(dǎo)致航煤中熱氧化不溶解沉淀物的生成，是燃料中不安定的烴類（萘類與四氫萘類等，其中環(huán)上帶烷基側(cè)鏈的比不帶側(cè)鏈的更不安定）和非烴類（硫、氮、氧化合物等）發(fā)生氧化、熱分解、聚合及縮合反應(yīng)的結(jié)果[22-24]；據(jù)此相比而言，B廠的熱安定性要好于A廠。

（5）含硫化合物中的硫醇硫?qū)︺~、銀部件有腐蝕作用。A、B兩廠的銅片腐蝕均為1a，滿足合同不大于1的要求。但就A廠的硫與硫醇性硫含量遠高于B廠的值而論，B廠對部件發(fā)生腐蝕性的可能性要小于A廠。

（6）芳香烴、特別是苯對水的溶解度最高，因氣溫驟降而析出游離水成冰晶粒而堵塞濾網(wǎng)。B廠的芳烴與顆粒污染物含量都小于A廠的對應(yīng)值，其清潔性要好于A廠。A廠加劑水分離指數(shù)值高于B廠，表明A廠加劑后的水分離指數(shù)效果好于B廠。

（7）A廠的平均磨痕直徑為0.67 mm，小于B廠的0.78 mm，且A廠的最大值、最小值和極差值都小于B廠的對應(yīng)值。就數(shù)據(jù)結(jié)果而言，A廠潤滑性要好于B廠。這似乎與非加氫工藝精制的潤滑性>加氫精制>加氫裂化的理論相反[22-24]。但從相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果看，B廠的芳烴含量、硫醇性硫含量、特別是硫含量遠遠小于A廠，說明B廠的加氫精制與加氫裂化的效果好于A廠，可能正是這個加氫精制與加氫裂化的效果好于A廠的原因，結(jié)果將B廠航煤中的潤滑因子也一起給精制除掉了，而航煤中非烴組分對潤滑性能的影響遠超過烴類組成的影響[22-24，29]。

需要指出的是，影響航煤潤滑等性能好壞，除了與航煤的烴類組成、非烴組成有關(guān)外，還與航煤中的水分、所加的添加劑及發(fā)動機構(gòu)造等因素有關(guān)。

3 小結(jié)

由于A、B兩廠采用的加工工藝、加工原料的不同，導(dǎo)致A、B兩廠生產(chǎn)的出口航煤質(zhì)量不同。對比分析表明：

（1）A、B兩廠在出口航煤組分含量上雖然不同，但加氫精制組分始終占有較大的比例，最大時為百分之百；A廠不含直餾組分；

（2）A廠的密度值大，B廠的熱值高；

（3）B廠的蒸發(fā)性、啟動性、霧化性、燃燒性、穩(wěn)定性、完全性、生成積炭、低溫流動性、腐蝕性、安定性等都好于A廠；

（4）A廠的潤滑性、導(dǎo)電性和加劑水分離指數(shù)值好于B廠；

（5）除芳烴含量、磨痕直徑外，A廠其他各項的極差值都大于B廠。

以上結(jié)果既符合出口合同的要求，也滿足GB6537標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求。