3號噴氣燃料電導率探討

文/張克渠 楊曉峰

3號噴氣燃料主要由烴類化合物組成，本身的電導率很低。在流動、晃動等情況下，容易產生靜電荷，尤其是在輸送過程中，通過泵、過濾器和閥門等金屬部件時，更是容易產生大量的靜電。如果靜電荷的產生速度大于靜電荷的移除速度，靜電荷就會不斷積聚增多，導致安全事故發生。為及時消除靜電荷，我國3號噴氣燃料國家標準（GB 6537-2018）規定電導率（20℃）應控制在50～600 pS/m之間。為滿足要求，通常做法是加入抗靜電添加劑。

中石化股份有限公司金陵分公司年產噴氣燃料350萬噸，生產工藝為加氫裂化組分和加氫精制組分加劑調和而成。目前我國使用的噴氣燃料抗靜電劑有Stadis 450和T1502兩種，金陵分公司使用的是Stadis 450抗靜電添加劑（杜邦公司）。

一、Stadis 450抗靜電添加劑

Stadis 450抗靜電添加劑是杜邦公司研制的一種無灰型有機添加劑，依托有機極性聚合物發揮導電性，最大加入量為3.0 mg/L。Stadis 450抗靜電添加劑是在全球獲得認證的可用于碳氫燃料的抗靜電劑，目前在國際范圍內廣泛使用。Stadis 450 抗靜電添加劑之所以能夠提高電導率，是因為其中的聚砜類物質的螺旋結構使得分子鏈上存在首尾相連的偶極離子。Stadis 450抗靜電添加劑的相關質量標準見表1。

表1 Stadis 450抗靜電添加劑質量標準

二、加劑比例的選擇

為全面評價Stadis 450抗靜電添加劑對金陵分公司3號噴氣燃料的感受性以及對產品質量的影響，我們根據抗靜電劑的技術說明書MSDS要求和金陵分公司生產調和實際情況，通過多次測試確定了3號噴氣燃料調合基礎油的加劑比例。

1.加劑量的計算

GB 6537-2018中規定Stadis 450型抗靜電劑初次加入量不大于3mg/L，累計加入量不大于5mg/L。

抗靜電劑加入量 = 0～3（mg/L）× 凈調合量（m3）

2.噴氣燃料中添加2mg/L的抗靜電劑后對電導率的測試情況

從以上結果可以看出，加入2mg/L抗靜電劑后，噴氣燃料的電導率遠高于國家標準上限600 pS/m。（見表2）

表2

3.噴氣燃料中添加1mg/L的抗靜電劑后對電導率的測試情況

從以上結果可以看出，加入1mg/L抗靜電劑后，噴氣燃料的電導率符合國家標準，但接近國家標準上限。（見表3）

表3

4.噴氣燃料中添加0.6mg/L的抗靜電劑后對電導率的測試情況（見表4）

表4

從以上結果可以看出加入0.6mg/L抗靜電劑后，噴氣燃料的電導率雖然符合國家標準50～600pS/m和公司內控170～550pS/m的要求，考慮到出廠裝運過程中可能造成的電導率損失，確保燃料離廠時電導率滿足大于150pS/m的出廠標準，金陵分公司噴氣燃料抗靜電劑加入量控制在0.7～0.9mg/L之間較為合適。

三、噴氣燃料電導率的影響因素

1.調和方式

表5 電導率合格率統計

表6 抗磨劑和抗氧劑對電導率的影響

金陵分公司調和方式分為油罐調和與管道調和。油罐調和首先將各組分按確定比例分別注入罐內，然后用泵從罐內抽出再通過調和噴嘴進入罐內，利用調和噴嘴的作用將罐內各組分攪拌均勻。管道調和是將兩種組分油及添加劑，按規定比例同時送入總管道和管道混合器，達到混合均勻的調和方法，在調和過程中，各組分的比例和質量標準完全由自動化儀表和計算機操作。我們對2018年3月至2019年2月兩種調和方式的電導率情況進行了統計，結果見表5。

表7 噴氣燃料中添加Stadis 450抗靜電劑電導率變化

從表5可以看出3～11月，兩種調和方式合格率大致相當，12～2月，管道調和合格率明顯高于油罐調和。經調查發現，由于冬季氣溫較低，抗靜電劑黏度較大，油罐調和時若循環時間不夠，容易出現抗靜電劑溶解不充分，導致油品電導率不合格，同時也增加了油品出廠質量風險。

2.抗磨劑和抗氧劑的濃度

加入抗磨劑和抗氧劑對噴氣燃料（Stadis 450抗靜電劑濃度為1mg/L）電導率的影響試驗結果列于表6。

由此可知，抗磨劑和抗氧劑對電導率的影響很小。

3.儲存容器和儲存時間

我們在同一批次噴氣燃料中加入不同濃度的Stadis 450抗靜電劑，觀察它們在儲存一定時間后電導率的變化情況（盛裝容器為玻璃瓶），結果見表7。

由于噴氣燃料存放在玻璃瓶中有明顯的衰減，我們改用塑料桶和鈍化鐵皮桶進行試驗，結果表明（見左圖）塑料桶中噴氣燃料電導率衰減最大，玻璃瓶次之，而鈍化鐵皮桶中噴氣燃料電導率衰減最小。

以上試驗，證實了噴氣燃料電導率具有明顯的衰減，并且與儲存時間和儲存容器有關。

表8 抗靜電劑濃度對組分油水分離指數的影響

4.水分離指數

我們考察了添加不同量的抗靜電添加劑對兩種組分水分離指數影響。數據見表8。

從結果可以看出，加氫裂化噴氣燃料組分加入抗靜電劑后，水分離指數基本維持不變；而加氫精制噴氣燃料組分加入抗靜電添加劑后，其水分離指數出現較大幅度的降低。我們認為，這是由于噴氣燃料中的堿性氮化物所致，為了避免該問題的發生，可提高脫硫醇裝置的操作溫度，對堿性氮化物進行有效脫除，也可利用白土對堿性氮化物的吸附作用，對噴氣燃料進行白土精制，

四、結論

1.油罐調和循環、靜置用時長，效率低，且容易出現抗靜電劑溶解不充分而造成電導率不合格的情況，給油品出廠帶來質量風險；在線管道調和循環、靜置用時短，效率高，且一次調和合格率高，因此金陵石化公司目前采用在線管道調和方式生產3號對噴氣燃料。

2.對于不同批次的Stadis 450抗靜電劑，應根據抗靜電劑的實測電導率計算調和比，再進行調和。適當比例的調和加劑方案（0.7～0.9mg/L）充分利用了噴氣燃料組分油的質量特性，合理控制了加劑量，將產品指標控制在理想范圍內，避免了過度添加造成的原材料浪費，也避免了過度添加造成其它質量指標（水分離指數）的不合格。

3.噴氣燃料電導率的衰減與儲存時間和儲存容器有關，長時間存儲最好選用鈍化鐵皮桶。