可持續(xù)航空燃料組分混合模式研究

前言：本站為你精心整理了可持續(xù)航空燃料組分混合模式研究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：本文對(duì)可持續(xù)航空燃料國(guó)際、國(guó)內(nèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和特性、加注標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了解讀，并結(jié)合國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)航油保障實(shí)際情況，對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)可持續(xù)航空燃料應(yīng)用過程中，可能出現(xiàn)的合成烴組分與傳統(tǒng)石油基噴氣燃料的混合模式及各模式的應(yīng)用特點(diǎn)、質(zhì)量控制要求進(jìn)行了分析，闡述了可持續(xù)航空燃料在接收、儲(chǔ)存、混合、轉(zhuǎn)輸及飛機(jī)加注過程的質(zhì)量控制要點(diǎn)和可持續(xù)航空燃料保障過程中的質(zhì)量控制脈絡(luò)。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)航空燃料；混合模式；質(zhì)量控制

0引言

近年來，我國(guó)航空市場(chǎng)持續(xù)快速發(fā)展，未來還將持續(xù)高速發(fā)展，預(yù)計(jì)2060年我國(guó)航空碳排放量約2.3億t，航空業(yè)碳中和任務(wù)艱巨且極具挑戰(zhàn)。2021年10月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，提出大力推進(jìn)先進(jìn)生物液體燃料、可持續(xù)航空燃料等替代傳統(tǒng)燃油，可見，未來使用可持續(xù)航空燃料替代石油基航煤將是航空業(yè)減碳的必由之路。截至目前，我國(guó)僅鎮(zhèn)海煉廠生產(chǎn)的“中國(guó)石化1號(hào)航空生物煤油”獲得認(rèn)證，同時(shí)，國(guó)內(nèi)仍未建立成型的可持續(xù)航空燃料保障模式，無成型的下游混合模式，未明確可持續(xù)航空燃料在接收、儲(chǔ)運(yùn)或混合以及加注的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。本文意在對(duì)我國(guó)機(jī)場(chǎng)接收可持續(xù)航空燃料和接收合成烴組分后與傳統(tǒng)噴氣燃料的調(diào)和的模式及各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，為細(xì)化保障方案提供依據(jù)。

1允許的合成烴組分線路

1.1背景及允許的組分線路ASTMD7566—21認(rèn)可了多種用于含合成烴的民用航空噴氣燃料的合成烴組分（SBC）工藝路線[1]，且這些合成烴組分必須與傳統(tǒng)石油基噴氣燃料混合，不同工藝生產(chǎn)的合成烴組分與傳統(tǒng)噴氣燃料最大混合的比例不同[2]。來源于生物質(zhì)或廢棄物的含合成烴的民用航空噴氣燃料滿足可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)，即為可持續(xù)航空燃料（SAF）?！禝ATA可持續(xù)航空燃料管理指南》[3]（第二版）批準(zhǔn)了三種合成烴組分工藝用于商用客機(jī)飛行，它們是：利用費(fèi)托（FT）法合成油改質(zhì)工藝，酯類和脂肪酸類加氫改質(zhì)工藝（HEFA），植物糖轉(zhuǎn)化合成異烷烴（SIP）燃料工藝。GB6537—2018《3號(hào)噴氣燃料》進(jìn)一步對(duì)可持續(xù)航空燃料工藝進(jìn)行了限定，僅認(rèn)可了前2種。ASTMD7566一個(gè)非常重要的結(jié)論是，合生物質(zhì)或廢棄物的成烴組分和傳統(tǒng)噴氣燃料按要求混合形成SAF，并且混合后形成的SAF經(jīng)檢測(cè)符合JetA-1規(guī)格ASTMD1655[4]所有項(xiàng)目及附加項(xiàng)目特殊要求，混合后的燃料就可以被認(rèn)定為是符合ASTMD1655規(guī)格要求的航空噴氣燃料。這是ASTMD7566最為關(guān)鍵的一個(gè)特征，形成的SAF一經(jīng)認(rèn)定后，就可以進(jìn)入傳統(tǒng)噴氣燃料儲(chǔ)存和分配系統(tǒng)，并被視為傳統(tǒng)噴氣燃料處理。GB6537—2018《3號(hào)噴氣燃料》明確FT-SPK工藝和HEFA-SPK工藝生產(chǎn)的合成烴組分與傳統(tǒng)噴氣燃料混合后的燃料，只要按要求檢測(cè)合格，牌號(hào)仍為“3號(hào)噴氣燃料”。中國(guó)民航局同樣認(rèn)可了上述的認(rèn)定程序，通過民航局適航的SAF可等同于“3號(hào)噴氣燃料”使用[5]。

1.2可持續(xù)航空燃料合成烴組分特性相較而言，合成烴組分存在如下特性：（1）密度低，體積熱值高，非常適合參與用作飛行燃料[6]。（2）幾乎不含芳烴，提升了燃料燃燒性能，降低了燃料的溶水性能，同時(shí)，芳烴能夠使作為密封劑的橡膠產(chǎn)生溶脹作用而防止油樣泄露，所以合成烴組分對(duì)系統(tǒng)的密封性能提出了更高的要求[7]。

2各種混合模式分析

2.1煉廠調(diào)和供油模式在此模式中，合成烴組分與傳統(tǒng)石油基噴氣燃料調(diào)和過程通常在生產(chǎn)傳統(tǒng)噴氣燃料的煉廠進(jìn)行[8]，SAF保障規(guī)模較小時(shí)，可通過公路運(yùn)油車直接轉(zhuǎn)輸?shù)胶接拖到y(tǒng)專用臥式油罐或車載油罐，再通過罐式加油車加注給特定飛機(jī)。當(dāng)SAF保障規(guī)模變大或處于常規(guī)保障時(shí)，其在接收、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)輸、加注方式與傳統(tǒng)航空燃料基本無異，SAF進(jìn)入了機(jī)坪管網(wǎng)，可以無差別的保障給所有航空公司的所有飛機(jī)[8]。

2.2下游調(diào)和供油模式該模式是指下游環(huán)節(jié)接收不同煉廠生產(chǎn)的合成烴組分和傳統(tǒng)噴氣燃料，在接收環(huán)節(jié)指定的油罐內(nèi)進(jìn)行調(diào)和，按GB6537《3號(hào)噴氣燃料》全分析檢驗(yàn)合格后繼續(xù)轉(zhuǎn)輸至機(jī)場(chǎng)油庫。

2.2.1存在的質(zhì)量和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)調(diào)和被視作一種生產(chǎn)行為，在下游航油保障企業(yè)調(diào)和存在以下質(zhì)量和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)：（1）調(diào)和不均勻，導(dǎo)致SAF分層，由于兩種燃料芳烴、密度、冰點(diǎn)指標(biāo)存在顯著差異，混合不均勻可能導(dǎo)致出現(xiàn)不合格航空燃料。（2）添加劑含量不足，由于參與調(diào)和合成烴組分未添加靜電添加劑和抗磨劑，其混合后形成的SAF電導(dǎo)率、磨痕直徑指標(biāo)可能被稀釋，可能需要視調(diào)和后指標(biāo)情況進(jìn)行加劑處理。（3）生產(chǎn)運(yùn)行效率降低，下游調(diào)和對(duì)油庫工藝及庫容、傳統(tǒng)噴氣燃料指標(biāo)提出來較高要求，調(diào)和過程會(huì)占用一定的儲(chǔ)罐資源，或者沒有足夠資源進(jìn)行調(diào)和，可能降低燃料轉(zhuǎn)運(yùn)效率，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來一定壓力。

2.2.2應(yīng)滿足的先決條件為消除調(diào)和風(fēng)險(xiǎn)，保證調(diào)和質(zhì)量，航油保障企業(yè)接收合成烴組分自行調(diào)和前，其接收油庫應(yīng)滿足下列先決條件：（1）接收油庫應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的“合成烴組分”專用儲(chǔ)罐，其收、儲(chǔ)、發(fā)、脹壓及排污系統(tǒng)工藝須與傳統(tǒng)噴氣燃料工藝完全隔離，必須與機(jī)坪管網(wǎng)及發(fā)油系統(tǒng)隔離，不允許將合成烴組分直接加注到飛機(jī)。（2）待調(diào)和的傳統(tǒng)噴氣燃料芳烴、密度、冰點(diǎn)等指標(biāo)應(yīng)有明確要求，其具體指標(biāo)和最大調(diào)和比例應(yīng)進(jìn)行小樣實(shí)驗(yàn)確定，當(dāng)條件不滿足時(shí)，須降低調(diào)和比例。（3）使用立式油罐調(diào)和時(shí)，對(duì)油庫工藝、庫容情況及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行保障能力提出了更高的要求，為保證調(diào)和的均勻性，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備至少一個(gè)獨(dú)立的油罐用于調(diào)和，且具備確保調(diào)和均勻的工藝和裝置。

2.2.3下游調(diào)和的工藝和操作要求保證調(diào)和均勻性是調(diào)和的關(guān)鍵。參與調(diào)和的油庫應(yīng)具備以下工藝和操作要求：（1）調(diào)和罐應(yīng)功能專用[3]。宜在調(diào)和罐入口安裝在線調(diào)和裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)和。如果不能，調(diào)和罐應(yīng)安裝罐側(cè)或罐底攪拌設(shè)施實(shí)現(xiàn)順序調(diào)和。同時(shí)應(yīng)具備自循環(huán)或者多個(gè)混合罐之間倒灌功能，自循環(huán)或倒灌管線應(yīng)獨(dú)立。（2）油庫應(yīng)該有足夠的儲(chǔ)罐用來調(diào)和，如果調(diào)和后密度分層或調(diào)和不均，應(yīng)該考慮能夠降低調(diào)和比例或再次調(diào)和的應(yīng)急措施。（3）待調(diào)和的傳統(tǒng)航空燃料指標(biāo)信息應(yīng)清晰有效。在合成烴組分正式調(diào)和前，應(yīng)依據(jù)兩種不同燃料的指標(biāo)值計(jì)算最大調(diào)和比例，同時(shí)進(jìn)行小樣實(shí)驗(yàn)，并重點(diǎn)關(guān)注密度、冰點(diǎn)、芳烴含量指標(biāo)。實(shí)際調(diào)和比例不應(yīng)大于實(shí)驗(yàn)給出的比例及ASTMD7566標(biāo)準(zhǔn)限制。

3質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1運(yùn)輸合成烴組分或SAF的運(yùn)輸容器應(yīng)專用，運(yùn)輸合成烴組分的容器，優(yōu)先選擇專用油車、油船或槽車，若非專用，必須運(yùn)輸三次傳統(tǒng)噴氣燃料后方可使用；上述運(yùn)輸容器換裝清洗按MH6020要求執(zhí)行。

3.2儲(chǔ)存單獨(dú)儲(chǔ)存合成烴組分的系統(tǒng)應(yīng)減少橡膠密封環(huán)節(jié)，盡可能使用金屬密封。SAF儲(chǔ)罐應(yīng)做好油罐批次管理，密切跟蹤儲(chǔ)罐中合成烴組分的比例情況，并向下游傳遞至航空公司[3]。SAF儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)對(duì)密度分層情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)分層的，應(yīng)做好進(jìn)一步倒罐或混合降低合成烴組分比例的準(zhǔn)備，除非能確認(rèn)密度最低的分層樣品芳烴、冰點(diǎn)、密度指標(biāo)仍滿足GB6537要求，如果不能確認(rèn)，應(yīng)對(duì)分層樣品進(jìn)行檢驗(yàn)確認(rèn)。

3.3檢驗(yàn)接收上游SAF的儲(chǔ)罐，取上中下部的混合樣按MH6020要求進(jìn)行重新評(píng)定項(xiàng)目檢驗(yàn)，合格后發(fā)出。同時(shí)應(yīng)對(duì)芳烴含量定期進(jìn)行抽檢，確保滿足要求。重新評(píng)定檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)注明SAF組分工藝、調(diào)和體積比例等信息。接收合成烴組分容器前，應(yīng)做好接收前的鉛封檢查、密度核對(duì)檢查，接收非專用合成烴組分容器來油進(jìn)罐后、參與調(diào)和前，還應(yīng)對(duì)合成烴組分批次進(jìn)行重新評(píng)定檢驗(yàn)，測(cè)定“餾程”、“密度”、“閃點(diǎn)”、“冰點(diǎn)”、“膠質(zhì)含量”、“熱安定性（280℃，2.5h）”項(xiàng)目，指標(biāo)與來油數(shù)據(jù)對(duì)比不超差。在下游調(diào)和結(jié)束后，應(yīng)按GB4756取樣進(jìn)行全規(guī)格項(xiàng)目檢驗(yàn)，指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)格要求。全分析檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)體現(xiàn)合成烴組分工藝、調(diào)和地點(diǎn)、調(diào)和體積比例，合格后的燃料方可以“3號(hào)噴氣燃料”牌號(hào)發(fā)出。
3.4飛機(jī)加注飛機(jī)加油完畢，加油現(xiàn)場(chǎng)將向特定航空公司提供以下證明：（1）SAF質(zhì)量檢驗(yàn)證明文件。（2）加注給飛機(jī)的SAF中含合成烴分工藝及體積、質(zhì)量比例及相關(guān)參數(shù)的證明文件。

4結(jié)論

本文基于有關(guān)SAF應(yīng)用的國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)合成烴組分性能、2種不同混合保障模式的特點(diǎn)及各自模式的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)下游合成烴組分調(diào)和模式存在的質(zhì)量及運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)提出了控制措施，提出了SAF從煉廠接收到飛機(jī)加注的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

作者:夏艷波 邵京 廖偉文 李俊華 田鐳鳴 單位:華南藍(lán)天航空油料有限公司 中國(guó)航空油料有限責(zé)任公司