摘 要：進(jìn)口與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的JetA-1型噴氣燃料在接收與儲(chǔ)存過(guò)程中均需要添加Stadis 450抗靜電劑，以滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，國(guó)產(chǎn)以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料供應(yīng)增多，與進(jìn)口JetA-1型噴氣燃料加劑量存在明顯差異，同時(shí)，小樣調(diào)試試驗(yàn)存在取樣不便利、數(shù)據(jù)與實(shí)際加劑結(jié)果差異較大等問(wèn)題。本文使用油庫(kù)對(duì)國(guó)產(chǎn)以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料的加劑情況進(jìn)行了研究。通過(guò)研究和數(shù)據(jù)分析，本文確定了加劑系數(shù)及其季節(jié)性規(guī)律，并驗(yàn)證了加劑系數(shù)會(huì)隨溫度發(fā)生顯著變化，最終總結(jié)出適用于本公司的Stadis 450抗靜電劑加劑公式。

關(guān)鍵詞：以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料；電導(dǎo)率；抗靜電劑；影響因素

中圖分類號(hào)：TQ 517 " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

JetA-1型噴氣燃料主要由C8-C16的烴類物質(zhì)組成，根據(jù)其產(chǎn)地的不同，主要分為國(guó)外煉制后進(jìn)口至國(guó)內(nèi)的JetA-1型噴氣燃料和國(guó)內(nèi)煉油廠生產(chǎn)的以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料。無(wú)論國(guó)內(nèi)或國(guó)外煉制，其煉制成后本身無(wú)良好的導(dǎo)電性，電導(dǎo)率極低。在生產(chǎn)處尤其是相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)未加入抗靜電劑的JetA-1型噴氣燃料電導(dǎo)率出廠指標(biāo)無(wú)規(guī)格限制，允許在下游加入抗靜電劑，以使電導(dǎo)率指標(biāo)滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，因此進(jìn)口JetA-1型噴氣燃料電導(dǎo)率指標(biāo)通常為0pS/m～20pS/m；國(guó)內(nèi)煉廠生產(chǎn)的以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料則按照3號(hào)噴氣燃料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6537要求，即出廠時(shí)有不低于150pS/m。對(duì)本公司來(lái)說(shuō)，中轉(zhuǎn)油庫(kù)會(huì)將未加入抗靜電劑的進(jìn)口JetA-1型噴氣燃料電導(dǎo)率指標(biāo)以加入杜邦公司研制、InnospecLLC公司生產(chǎn)的Stadis450抗靜電劑的方式進(jìn)行調(diào)制，達(dá)到不低于50pS/m的水平，對(duì)于國(guó)內(nèi)煉廠生產(chǎn)的以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料，鑒于GB6537的出廠要求[1]，中轉(zhuǎn)油庫(kù)接收后，其電導(dǎo)率通常為100pS/m～300pS/m。

1 相關(guān)研究和數(shù)據(jù)分析

中轉(zhuǎn)油庫(kù)至上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)航空油料有限責(zé)任公司使用油庫(kù)有約3880t的管道存油，并通過(guò)該管道進(jìn)行管道輸送。當(dāng)機(jī)場(chǎng)使用油庫(kù)接收時(shí)，本公司根據(jù)GB13348標(biāo)準(zhǔn)，將電導(dǎo)率調(diào)制為不低于250pS/m的水平，需要加入Stadis450抗靜電劑調(diào)節(jié)電導(dǎo)率指標(biāo)。由于接收、儲(chǔ)存伴隨電導(dǎo)率衰減，并需要滿足從機(jī)場(chǎng)發(fā)出時(shí)JetA-1型噴氣燃料電導(dǎo)率指標(biāo)為50pS/m～600pS/m，因此加入Stadis450抗靜電劑的用量不宜過(guò)少，也不可過(guò)多。本公司目前采用MH/T6091《民用航空噴氣燃料添加抗靜電劑作業(yè)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行小樣調(diào)試試驗(yàn)，測(cè)算不同電導(dǎo)率值的來(lái)油所需要的加劑量。經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，小樣調(diào)試試驗(yàn)與最終的實(shí)際加劑量間存在一定差異，同時(shí)小樣調(diào)試需要提前派人前往中轉(zhuǎn)油庫(kù)進(jìn)行樣品采集和運(yùn)輸，回到使用油庫(kù)后進(jìn)行小樣調(diào)試試驗(yàn)，以確定最終的加劑量，并且小樣調(diào)試確定的加劑量為質(zhì)量單位，而非實(shí)際工作中所使用的體積單位，因此進(jìn)行此項(xiàng)工作十分不便。

Stadis450抗靜電劑是杜邦公司研制的一種無(wú)灰型有機(jī)添加劑，現(xiàn)生產(chǎn)商為Innospec LLC公司，該產(chǎn)品基于有機(jī)極性聚合物聚砜增加油品的導(dǎo)電性，是在全球獲得認(rèn)證的、可用于碳?xì)淙剂系目轨o電劑[2]。根據(jù)英國(guó)國(guó)防部標(biāo)準(zhǔn)DEFSTAN91-091ISSUE16、聯(lián)合檢查集團(tuán)聯(lián)營(yíng)系統(tǒng)航空燃料質(zhì)量要求（AFQRJOS34）以及GB6537-2018《3號(hào)噴氣燃料》等標(biāo)準(zhǔn)，Stadis450抗靜電添加劑加入量限制為在生產(chǎn)處或首次加入量不大于3.0mg/L，累計(jì)加入量不大于5.0mg/L[3]。Stadis450抗靜電劑的相關(guān)理化性質(zhì)見表1。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，影響JetA-1型噴氣燃料電導(dǎo)率指標(biāo)的因素較多，溫度、儲(chǔ)存時(shí)間、光照和樣品瓶等都會(huì)影響JetA-1型噴氣燃料電導(dǎo)率指標(biāo)[4]。為全面評(píng)價(jià)Stadis 450抗靜電劑對(duì)本公司JetA-1型噴氣燃料的感受性及其對(duì)油品質(zhì)量的影響，本文對(duì)歷史加劑數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和梳理，并參照歷史加劑數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)相關(guān)試驗(yàn)，通過(guò)多次測(cè)試，分析出了適合本公司的抗靜電添加劑的加劑公式。

由于新冠疫情后，進(jìn)口油業(yè)務(wù)大幅度減少，進(jìn)口JetA-1型噴氣燃料數(shù)量大幅度降低，加劑次數(shù)也屈指可數(shù)，還存在與以出頂進(jìn)型JetA-1噴氣燃料混合加劑的情況，因此，本文選擇對(duì)以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。根據(jù)來(lái)油電導(dǎo)率和管線電導(dǎo)率實(shí)際值，通常分為需要在接收處添加Stadis450抗靜電劑和不需要在接收處添加Stadis450抗靜電劑2種情況。對(duì)于前者，本公司擁有大量加劑數(shù)據(jù)，因此本文主要針對(duì)2023—2024年度的加劑數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并截取其中部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行展示，見表2。

加劑系數(shù)（保留到小數(shù)點(diǎn)后第3位）計(jì)算方法如下：實(shí)際加劑量/（管線存油數(shù)量×（250-管線電導(dǎo)率）+入罐數(shù)量×（250-來(lái)油罐電導(dǎo)率））×1000，其中管線存油數(shù)量為固定值3880t；入罐數(shù)量為中轉(zhuǎn)庫(kù)發(fā)油數(shù)量減去管線存油數(shù)量；250為電導(dǎo)率目標(biāo)值250pS/m，其含義為每1t的JetA-1型噴氣燃料每距離250pS/m標(biāo)準(zhǔn)值相差1個(gè)單位時(shí)需要添加的Stadis450抗靜電劑的毫升數(shù)。推導(dǎo)過(guò)程如下：將加入抗靜電添加劑調(diào)高電導(dǎo)率值視為一個(gè)線性過(guò)程[5]，因此設(shè)每1t的JetA-1型噴氣燃料每距離250pS/m標(biāo)準(zhǔn)值相差1個(gè)單位時(shí)需要添加的Stadis450抗靜電劑的毫升數(shù)為a，則3880×（250-管線電導(dǎo)率）×a+入罐數(shù)量×（250-來(lái)油罐電導(dǎo)率）×a=實(shí)際加劑量×1000（mL），經(jīng)過(guò)因式分解，a=實(shí)際加劑量×1000/（管線存油數(shù)量×（250-管線電導(dǎo)率）+入罐數(shù)量×（250-來(lái)油罐電導(dǎo)率）），變形后得到上述加劑系數(shù)計(jì)算方法。

將表2數(shù)據(jù)繪制成折線圖，得到2023—2024年實(shí)際加劑系數(shù)變化折線圖，如圖1所示?？梢钥闯?，加劑系數(shù)的變化具有較明顯的季節(jié)效應(yīng)，因此，按照公司所在地上海的季節(jié)劃分對(duì)加劑系數(shù)進(jìn)行歸納整理，見表3。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步確認(rèn)上述分析是否正確，本文采用控制變量的方法，設(shè)計(jì)了2組試驗(yàn)。

試驗(yàn)一：選擇同一批油樣，使用相同數(shù)量的油樣（分別為2kg和4kg），在不同溫度下加入對(duì)應(yīng)體積、對(duì)應(yīng)溫度的Stadis450抗靜電劑，并在同一溫度下進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)定，進(jìn)而分析在不同溫度環(huán)境下，加劑系數(shù)是否有相應(yīng)變化。

試驗(yàn)二：在相同溫度下，選擇不同批次的油樣，使用相同數(shù)量的油樣（分別為2kg和4kg），在同樣溫度下加入對(duì)應(yīng)體積、對(duì)應(yīng)溫度的Stadis450抗靜電劑，并在同樣的溫度下進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)定，進(jìn)而分析在同樣溫度下，不同批次的油樣加劑系數(shù)是否有顯著變化。

2.1 試驗(yàn)儀器和試劑

試驗(yàn)儀器包括恒溫水浴、電子臺(tái)稱、EMCEE 1152型電導(dǎo)率測(cè)定儀以及艾本德0.5μL～10μL移液槍。試驗(yàn)試劑包括JetA-1型噴氣燃料、Stadis 450抗靜電劑。

2.2 試驗(yàn)方案一

分別稱取2kg和4kg以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料，使用恒溫水浴，改變以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料油樣溫度，調(diào)節(jié)溫度范圍。溫度范圍模擬春、夏、秋和冬4個(gè)季節(jié)，其中春季和秋季溫度較接近，劃分為一組。計(jì)劃調(diào)節(jié)溫度由10℃開始，將每10℃作為一個(gè)測(cè)定點(diǎn)，直至30℃，共計(jì)3組數(shù)據(jù)。10℃模擬冬季，20℃模擬春秋季，30℃模擬夏季。根據(jù)ASTM D2624試驗(yàn)方法的要求，使用EMCEE電導(dǎo)率儀分別測(cè)定各油樣不同溫度下的加劑前電導(dǎo)率值。

同樣使用恒溫水浴，將Stadis450抗靜電劑溫度調(diào)節(jié)至10℃、20℃和30℃，同時(shí)采用移液槍分別向2kg和4kg對(duì)應(yīng)溫度的JetA-1型噴氣燃料移入1μL和2μL的Stadis450抗靜電劑，充分?jǐn)嚢?，混合均勻。按照ASTM D2624試驗(yàn)方法的要求，立即使用EMCEE，對(duì)各溫度條件下的加劑后油樣進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)定，測(cè)得結(jié)果見表4。

2.3 試驗(yàn)方案二

選擇3個(gè)不同電導(dǎo)率的以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料樣品，每個(gè)樣品分別稱取2 kg和4 kg油樣，使用恒溫水浴，維持以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料油樣溫度為20 ℃。根據(jù)ASTM D2624試驗(yàn)方法的要求，使用EMCEE電導(dǎo)率儀分別測(cè)定其加劑前電導(dǎo)率值。

同樣使用恒溫水浴，將Stadis 450抗靜電劑溫度調(diào)節(jié)至20 ℃，同時(shí)采用移液槍分別向2 kg和4 kg對(duì)應(yīng)溫度的JetA-1型噴氣燃料移入1 μL和2 μL的 Stadis 450抗靜電劑，充分?jǐn)嚢?，混合均勻。按照ASTM D2624試驗(yàn)方法的要求，立即使用EMCEE，對(duì)該溫度條件下不同批次的加劑后油樣進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)定，測(cè)得結(jié)果見表5。

3 結(jié)果分析

3.1 試驗(yàn)方案一結(jié)果分析

試驗(yàn)方案一分析了不同溫度下，同一個(gè)樣品加入Stadis 450抗靜電劑后的加劑系數(shù)變化，并將表4繪制為不同溫度下的加劑系數(shù)條形圖，得到不同溫度下的加劑系數(shù)，如圖2所示。

由圖2可以看到，同一批次油樣的加劑系數(shù)隨著溫度升高有明顯的差異，并呈下降趨勢(shì)，進(jìn)一步驗(yàn)證了對(duì)本公司來(lái)說(shuō)，不同季節(jié)的以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料具有不同的加劑系數(shù)。

3.2 試驗(yàn)方案二結(jié)果分析

試驗(yàn)方案二結(jié)果表明，相同溫度下、不同批次的以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料樣品加入Stadis 450抗靜電劑后的加劑系數(shù)基本相同，將表5繪制為相同溫度下、不同批次油樣加劑系數(shù)條形圖，得到相同溫度下、不同批次以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料加劑系數(shù)，如圖3所示。

由圖3可以明顯看出，在相同的溫度下，不同批次的以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料對(duì)電導(dǎo)率的感受性能幾乎無(wú)差別，在同樣的溫度下具有相同或非常接近的加劑系數(shù)，因此可證明，對(duì)本公司來(lái)說(shuō)，不同的溫度條件下會(huì)出現(xiàn)不同的加劑系數(shù)，因此加劑系數(shù)具有明顯的季節(jié)效應(yīng)。

由于上海地區(qū)春季的平均氣溫比秋季略低，因此秋季的加劑系數(shù)會(huì)略低于春季的加劑系數(shù)，與表3中的加劑系數(shù)中位值情況一致。除了冬季外，春、夏和秋3個(gè)季節(jié)的加劑系數(shù)波動(dòng)較小，只有冬季的加劑系數(shù)波動(dòng)較大，加劑系數(shù)的中位值能夠有效地應(yīng)用于春、夏和秋3個(gè)季節(jié)的加劑量測(cè)算中。由于冬季的加劑系數(shù)波動(dòng)較大，因此將中位值的算法作為參考，根據(jù)測(cè)得的電導(dǎo)率值調(diào)整實(shí)際加劑系數(shù)，如果測(cè)得加劑后電導(dǎo)率值較低，則增大加劑系數(shù)，反之則減少加劑系數(shù)。加劑系數(shù)的推導(dǎo)能夠用于公司的實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)，并對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo)，具體的加劑公式如下：實(shí)際加劑量（L）=（3 880×（250-管線電導(dǎo)率）×α+入罐數(shù)量×（250-來(lái)油罐電導(dǎo)率）×α）/1 000；α取值為春季0.005，夏季0.003，秋季0.004，冬季0.007。視情況，冬季取值為0.005～0.012，實(shí)際加劑量為正值，則需要進(jìn)行加劑，0或負(fù)值則不需要加劑。

4 結(jié)語(yǔ)

本文分析了本公司以出頂進(jìn)JetA-1型噴氣燃料大量歷史數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出加劑系數(shù)的計(jì)算公式，并由加劑系數(shù)公式計(jì)算出每次加劑所對(duì)應(yīng)的加劑系數(shù)。整理加劑系數(shù)進(jìn)行后發(fā)現(xiàn)，加劑系數(shù)存在季節(jié)分布的特點(diǎn)。并設(shè)計(jì)試驗(yàn)，改變JetA-1型噴氣燃料和Stadis 450抗靜電劑的溫度，發(fā)現(xiàn)了加劑系數(shù)隨溫度變化的規(guī)律，進(jìn)而總結(jié)出加劑系數(shù)隨季節(jié)變化的規(guī)律。本公司以前采用小樣調(diào)試的方法進(jìn)行加劑，但是小樣調(diào)試取樣不便，小樣調(diào)試結(jié)果差異較大且單位不統(tǒng)一，因此，加劑系數(shù)和加劑公式的確立有助于改進(jìn)公司的加劑模式，減少人員的操作難度，提升加劑的準(zhǔn)確性。

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