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航空煤油的安定性包括储存安定性和热安定性。航空煤油在储存过程中容易变化的指标有胶质、酸度和颜色等。航空煤油中含有少量的不安定组分,如烯烃、带不饱和侧链的芳香烃以及非烃等,导致胶质和酸度随储存时间的延长而增加。储存条件对航空煤油的质量变化有很大的影响,其中重要的是温度。当飞机飞行时,由于与空气摩擦生热,飞机的表面温度上升,邮箱内燃料的温度也上升,可达1000℃以上,因此就要求航空煤油具有良好的热安定性。
航空煤油的低温性能是指在低温下燃料在飞机的燃料系统中能够顺利地泵送和过虑,即不能因产生烃类结晶体或所含水分结冰而堵塞过滤器,影响供油。航空煤油的低温性能是用结晶点或冰点来表示的,结晶点是燃料在低温下出现肉眼可辩的结晶时的高温度(按ZBE31008测定);冰点是燃料出现结晶后,再升高温度至原来的结晶消失时的低温度(按GB2430测定)。
航空煤油的腐蚀性分为液相腐蚀和气相腐蚀两类。液相腐蚀是指航空煤油对储运设备和发动机燃料系统产生的腐蚀;气相腐蚀是指航空煤油在燃烧过程中对燃烧室内的火焰筒有烧蚀现象,并且燃烧产物对涡轮机尾气喷管等也有腐蚀。航空煤油质量标准中除规定了酸度、水溶性酸或碱、硫含量、硫醇硫含量和铜片腐蚀等指标外,还增加了银片腐蚀试验。
喷气发动机的耗油量很大,在机场往往采用高速加油。在泵送燃料时,由于摩擦,会在油面产生和积累大量的静电荷,其电势可达数千伏甚至上万伏。这样,到一定程度就会产生火化放电,如果遇到可燃混合气,就会引起爆炸、起火。影响静电荷积累的因素很多,其中之一就是燃料本身的电导率。电导率小的燃料,在相同的条件下,静电荷的消失慢而积累快;反之,电导率大的燃料,静电荷消失速度快而不易积累。研究表明,当燃料的电导率大于50×10-12Ω-1m-1时,就足以安全。
在喷气发动机中,燃料泵的润滑依靠的是其泵送的燃料。当航空煤油的润滑性能不足时,燃料泵的磨损就会增大,这不仅会降低油泵的使用寿命,而且会影响油泵的正常工作,引起发动机运转失常等故障,威胁飞行安全。燃料的润滑性是由其化学组成决定的。航空煤油中组分的润滑性能如下:非烃化合物>多环芳香烃>单环芳香烃>环烷烃>烷烃。
判断航空煤油和一般煤油不从成分上看,而是从一些指标如它的发热值、密度和低温性能,此外,还对它的馏程范围和粘度也有一定的要求。我国生产的航空煤油净热值每公斤不小于10250大卡,密度不低于0.775克/立方厘米。喷气式飞机的飞行高度在一万米以上,这时高空气温低达-55C~-60C,这就要求航空煤油在这样的低温下不能凝固。具体要求航空煤油的冰点指标不得-55C~-60C,以便确保飞机在高空能正常飞行。
目前,国内航煤生产技术主要有两类:
一是航煤加氢技术,该类技术主要加工直馏煤油组分,其反应部分常采用气相加氢工艺。目前,液相加氢工艺也开始应用到航煤加氢工艺中来,相比于气相加氢技术,其在催化剂利用效率、投资等方面具有一定优势;
二是加氢裂化生产航煤技术,该类技术以蜡油为原料,在反应压力>10MPa 的条件下生产航煤产品。
航空煤油的洁净性是其安全使用的重要指标,洁净性不好的产品可能会导致油料传输与燃烧系统结焦、沉积、堵塞等问题。一般评价项目包括胶质含量:可以评价油品的生胶倾向,由于少量高沸点物质或易产生聚合反应的物质存在,会导致胶质含量过高,长期使用可能会造成积炭等问题;水反应(界面与分离指数):是评价油品与水能否达到快速有效分离的指标,油品中存在的少量杂质与添加剂会增加油与水的相溶性,如果水不易与航空煤油进行有效分离(水分离指数低),会造成油品中水含量高,产生燃烧不好或储存过程细菌生长等问题。
航空煤油是从石油中提炼的,石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说,前者较广为接受,认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油。石油主要被用来作为燃油和汽油,也是许多化学工业产品,如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。
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