喷气燃料加氢精制银片腐蚀不合格问题探析

(新奥燃气工程有限公司,广东 肇庆 526040)

摘  要：通过加氢精制技术后的喷气燃料在改善油品质量方面起着十分重要的作用，但也有一些新的问题伴随而生。近年来，加氢喷气燃料银片腐蚀不合格问题日益突出。本文对喷气燃料加氢精制后遇到的银片腐蚀不合格原因进行了分析，得出活性硫化物和细菌是造成银片腐蚀不合格的主要因素，并为解决这一问题提出了对策。

关键词：喷气燃料；加氢精制；银片腐蚀

由于喷气燃料本身在发动机燃油系统中的环境有差别，如所受到的温度和油品中溶解氧的作用不同，而带来的抗沉渣生成的能力不同，使得喷气燃料的安定性得不到保障，而通过加氢精制恰好能有效改善喷气燃料的安定性。但是由此而带来的银片腐蚀不合格的现象在近年来也越来越突出。银片腐蚀不合格不仅仅是对设备的毁坏，减少其使用的周期，使喷气燃料质量下降而不得不低价处理，在经济上造成极大地损失，更具危害性的是喷气燃料广泛的应用于航天事业当中，银片腐蚀不合格无疑是飞行安全的不定时炸弹，是航天事业潜在的重大隐患，甚至严重威胁着人民的人身安全。

1  喷气燃料加氢精制工作原理

加氢精制也叫加氢处理。把原料油与氢气混合后在加热炉加热，当温度达到固定标准时，会进入装有颗粒状催化剂的反应器中，在催化剂的作用下得以进行加氢的反应。在这一过程中，氢气会在分离器中逐渐分出，并在压缩机的作用下得以循环工作。这时石油产品则会在稳定塔中除去不安定组分和含硫、氮、氧的非烃化合物。如硫化氢、氨以及在反应过程中少量分解产生的气态氢等。这样，经过加氢精制，产品中的烯烃和二烯烃得以饱和，芳烃部分也因为加氢而得以饱和，极大地改善了石油产品的质量。

2  喷气燃料加氢精制银片腐蚀不合格原因

2.1 合格的喷气燃料的基本要求

2.11 喷气燃料的安定性

喷气燃料的安定性表现在两方面，储存安定性和热安定性。影响喷气燃料储存安定性的因素主要有添加剂、水分、温度以及氧的含量等。

①添加剂质量上的优劣程度在一定范围内制约了喷气燃料安定性的发挥。添加剂一般有防腐剂、抗氧剂、稳定剂以及凝固剂等。此外加入高分子胺类或者烷基苯酚类等添加剂也能额有效地改善喷气燃料的安定性。

②燃料有溶水性，因此水分也是影响喷气燃料安定性的重要因素。由于管理的不当或是空气中水分的侵入，使水分通常以游离或者溶解的状态存在于喷气燃料中。一旦温度降低，喷气燃料对水的溶解能力下降，溶解水就会由微小的水粒进而演变为冰晶，使过滤器不流通，从而造成供油系统运作不畅。

③喷气燃料要求有良好的低温性。低温性是指在低温环境下，不析出烃结晶和冰晶体。只有在低温下，喷气发动机燃油系统中的喷气燃料才能顺利的通过油管和滤网，确保发动机的正常运作，因此温度也是影响喷气燃料安定性的重要因素。

2.12 喷气燃料的清洁性

①水分

喷气燃料中水的倾入，一方面恶化了燃料的低温性能，使其流动性受到限制，从而造成供油系统运行不畅。另一方面，水分也会使得燃料的润滑性遭到破坏和腐蚀度增加，在喷气燃料中生成悬浮物和絮状物，促使微生物等各种污染物的滋生。

②杂质

在长时间使用过程，由于卸载或者储运等的关系，大量的灰尘、沙土或者其他固体的杂质有可能混入进喷气燃料中，随之可能破坏喷气燃料发动机的重要部并使油路堵塞。

③细菌

细菌无处不在，喷气燃料也无例外有可能携带着各式细菌，细菌伴随着喷气燃料进入发动机的后果是显著地。细菌破坏发动机的精密仪器，腐蚀金属，而且由于细菌超强的繁殖能力也使油管空间的减少，过滤器也被堵塞，影响发动机的运行速度甚至正常工作。

2.13 喷气燃料的燃烧性

影响燃烧度的因素繁多，一般考虑的是喷气燃料的粘度和蒸发性。

①粘度

粘度是指液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的阻力因子。粘度是喷气燃料的重要指标之一，对燃料雾化的程度影响巨大。在油品的流动和输送过程中，粘度对流量和降压起很大作用。粘度必须在合适的范围之内，粘度过小，也就是说喷气燃料喷射的射程太近使得燃烧的区域广而且燃烧速度过快，造成燃料的浪费与局部温度升温快速；粘度过大，又会使油因为摩擦力过大而流动的速度减慢，流量小而慢，供油量不足。同时由于喷射射程的远距离又使得燃料的雾化程度不好，燃烧不均匀也不完全。

②蒸发性

燃料的蒸发性能好，能迅速的与空气发生化学反应，形成可燃混合气，大大提高了燃烧的完全度。此外燃烧的蒸发性还影响着积炭的形成。燃料在燃烧过程中如果长期处于液体状态，那么一旦接触高温，就容易裂化，从而生成积炭。积炭存在于燃烧室的火焰筒壁上时，便会是筒壁变形或龟裂，造成堵塞或者脱落导致事故的发生。

2.2 喷气燃料加氢精制银片腐蚀不合格原因

2.2.1 活性硫化物对银片腐蚀的影响

活性硫化物是指能直接与加工设备的金属发生作用并造成加工设备腐蚀的有机硫化物。活性硫化物一般包括硫醇（RSH）、元素硫（S）和硫化氢（H2S）。

①元素硫

表1 元素硫对喷气燃料银片腐蚀的结果

一般催化剂的活性组分大都处于氧化状态，而加氢催化剂的活性组分，只有在硫化态才有较高的活性，加氢活性和热稳定性都大大的提高，才能满足加氢反应的需要，因此，催化剂在接触油之前必须进行预硫化，使其与硫化物接触反应转为硫化态，才能恢复催化剂的活性。喷气燃料加氢精制的目的是为了将原料中的硫化物转化为硫化氢，然后再经过稳定塔将其除去，使产品中的烯烃和二烯烃得以饱和，加氢芳烃部分也得以饱和，从而改善油品的质量。由表1可以看出，当元素硫的含量达到0.2μg/g时，加氢精制喷气燃料就会对银片产生腐蚀。元素硫随着其含量的增加，对银片的腐蚀程度也在不断地增强，即使在很低的浓度下，铜片上便会出现腐蚀痕迹。银片腐蚀物中只要有硫元素的存在，便很容易发生腐蚀。硫的含量越高，相应的腐蚀的程度越厉害。

②硫化氢

表2 加氢精制喷气燃料硫含量对银片腐蚀结果

硫化氢的水溶性很强，溶液呈弱酸性，不仅对威胁着人类的生命安全，而且对钢铁、喷气燃料银片等都有很强的腐蚀作用。在石油的加工生产过程中，由于原油本身就带有有机的硫化物，经过高温作用下，发生反应，分解产生了硫化氢。由表2可知，硫化氢和元素硫的含量都会限制于0.5μg/g之内，硫化氢对银片的腐蚀能力是很强的，超低含量的硫化氢也能使银片腐蚀不合格。硫化氢在燃烧中只要达到0.0005%，就会引起金属腐蚀。硫化氢和元素硫相互作用使得银片的腐蚀程度急剧增强。

2.2.2 细菌对银片腐蚀的影响

喷气燃料中的细菌约有100多种。当储油容器、油箱长期未清洗，底部有水，细菌就容易繁殖。它们以喷气燃料、特别是含硫的有机物等烃类为食物,以金属离子、水及盐类为基体,在22-60℃时开始大量繁殖。在微生物大量生长、繁殖的同时,这些细菌也把大量的含硫物质转化成硫化氢和元素硫, 造成喷气燃料银片腐蚀不合格。细菌只要有水的依存就会对加氢精制喷气燃料的银片产生很强的腐蚀作用。游离水、乳化水以及溶解水是喷气燃料中水分存在的三种形式。游离水以游离的状态存在于喷气燃料的各组织缝隙当中，并且经常流动，可以采取加热的方式使其蒸发流失。

3  喷气燃料加氢精制银片腐蚀不合格问题的解决方法

通过上面的分析，我们知道加氢喷气燃料银片腐蚀不合格一方面是由于活性硫化物，另一方面则因为细菌的感染。

3.1 针对活性硫化物采取的措施

元素硫是因为存在于系统内的大量的硫化物在和空气接触发生反映而产生的。因此必须把系统内积压的硫化物趁早的清理干净。氧化锌或者活性炭的使用可以帮助喷气燃料分离出活性硫化物。活性炭的吸附作用十分强效，因此可以在一定程度上限制活性硫化物被喷气燃料夹带出来。此外，过氧化物对元素硫等活性硫化物对银片腐蚀问题具有一定的抑制作用。对喷气燃料中的不饱和烃含量、抗氧剂含量以及温度等在过氧化物的作用下可以发生变化，从而使得喷气燃料的银片腐蚀程度有可能发生可逆情况。添加过氧化物，可以使喷气燃料的银片腐蚀程度降低。

3.2 针对细菌采取的措施

细菌对银片的腐蚀作用离不开水，因此隔离或者设法脱除游离水等不失为减少喷气燃料银片腐蚀的一个好方法。在实际操作中可以将油罐倾斜,在现代化技术的支援下，将油罐与燃料转移过程中的除水装置结合起来。再次，由于细菌以喷气燃料中的金属氧化物和盐类为营养，断绝它们的粮食来源也是抑制其生存与繁衍的主要途径。

4 结语

综上所述，喷气燃料加氢精制银片腐蚀不合格的原因是由活性硫化物和细菌造成的。因此喷气原料本身的质量、加氢精制原料以及在具体工艺操作中都要严格的要求。此外对喷气燃料还要做好良好的保养工作，减少细菌的滋长，或者采用一些易溶性的杀菌剂，如有机硼酸盐和乙二醇烷基醚等。

参考文献

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[3] 郑海.加氢裂化喷气燃料银片腐蚀不合格的原因及解决办法[J].炼油设计，2002,32（7）:47-49.

      来源：化学工程与装备-官方网站-创刊于1972    2022年第3期  在线投稿  >>