T1502对喷气燃料热氧化安定性的影响

邓 川，夏祖西，向 海，柳 华

(中国民用航空局第二研究所，四川 成都 610041)



T1502对喷气燃料热氧化安定性的影响

邓 川，夏祖西，向 海，柳 华

(中国民用航空局第二研究所，四川 成都 610041)

利用JFTOT试验机及DR10沉积评定仪研究了T1502抗静电添加剂对喷气燃料热氧化安定性的影响。结果表明，T1502抗静电添加剂对喷气燃料热氧化安定性存在一定的影响，在正常添加的情况下，其影响基本可以忽略；在4倍剂量的极限条件下，仍然可以满足产品标准的要求。T1502对喷气燃料的破点存在一定的影响，会导致破点一定程度的降低，但破点仍然满足喷气燃料的需求。

T1502；抗静电添加剂；热氧化安定性；喷气燃料

T1502是由空军油料研究所研制的无灰型抗静电添加剂，用以替代T1501有灰型抗静电添加剂，2000年其通过了国产航空油料鉴定委员会秘书组的鉴定[1]。目前，T1502列入了3号喷气燃料国家标准GB 6537-2006，在国内喷气燃料中广泛使用[2]，其最大累积添加量为5 mg/L，实际添加量约为0.8～1.5 mg/L[1]。

热氧化安定性是喷气燃料重要的性能指标，热氧化安定性不好的喷气燃料在较高温度下易产生可溶及不可溶胶质，影响飞机热交换器效能，堵塞飞机燃料系统的喷嘴、管路、过滤器等部件，造成安全隐患[3-4]。由于空气动力的解热作用，超音速飞机燃料系统工作环境温度经常较高，喷气燃料的热氧化安定性显得尤为重要[5]。

本文利用JFTOT试验机及DR10沉积评定仪研究了T1502抗静电添加剂对喷气燃料热氧化安定性的影响。

1 实 验

1.1 主要仪器与试剂

JFTOT 230 MARKⅣ试验机，PAC；DR10沉积评定仪，AD systems。

T1502(批次A、B、C)，空军油料研究所；Stadis450(1个批次)，杜邦公司；未加添加剂3号喷气燃料(水分离指数100)，四川石化。

1.2 试样制备

500 mg/L母液制备：称取T1502或Stadis450样品250 mg，用未加添加剂3号喷气燃料稀释定容至500 mL；

20 mg/L样品制备：取500 mg/L母液40 mL，稀释至1 L；

10 mg/L样品制备：取500 mg/L母液20 mL，稀释至1 L；

5 mg/L样品制备：取500 mg/L母液10 mL，稀释至1 L。

1.3 JFTOT测试

使用JFTOT 230 MARK Ⅳ试验机，按照ASTM D3241规定的标准实验条件(150 min，3 mL/min，500 psi)，在260 ℃下，分别测试T1502和Stadis450样品，每个批次样品测试3个浓度(20 mg/L、10 mg/L、5 mg/L)，同时测试空白油样。

1.4 破点测试

按照ASTM D3241的标准实验条件，测试T1502和Stadis450等样品的破点。

1.5 加热器管沉积厚度测试

将1.3、1.4测试后的加热器管，使用DR10沉积评定仪测试沉积厚度。由于有的沉积物没有颜色，有的沉积情况与预期情况不同，新版ASTM D3241将加热器管沉积厚度的两种测试方法(ITR、ETR)写入了标准，以更为准确的评定沉积情况。喷气燃料产品标准ASTM D1655，规定Jet A/Jet A-1的沉积厚度≤85 nm，且压差ΔP≤25 mmHg方为合格，并将以上沉积厚度测试方法(ITR、ETR)列为了仲裁法。DR10是新版ASTM D3241推荐的加热器管沉积厚度的测试仪器。

2 结果与讨论

2.1 JFTOT测试

经过JFTOT及DR10测试，T1502及Stadis450对喷气燃料热氧化安定性的影响测试结果见表1。图1、图2、图3分别给出了T1502(批次C)在三个浓度条件下，加热器管沉积情况三维立体图。

表1 T1502及Stadis450对喷气燃料热氧化安定性的影响

图1 20 mg/L T1502(批次C)加热器管沉积图

图2 10 mg/L T1502(批次C)加热器管沉积图

图3 5 mg/L T1502(批次C)加热器管沉积图

2.1.1 T1502批次间差异

不同批次的T1502，其对喷气燃料热氧化安定性的影响差异较为明显。在浓度为10 mg/L时，批次B、C的沉积明显，分别为12.0 nm和11.6 nm，但批次A测试结果(7.1 nm)接近热氧化安定性加热器管的初始沉积厚度测试值(新加热器管的测试值一般在0～6 nm)，沉积情况不明显；在4倍剂量(20 mg/L)的极限条件下，三个批次间的差异较大，沉积厚度差值达到40 nm。这说明T1502抗静电添加剂的生产工艺或原料控制存在一定的不足，导致批次间的组成有所差异，对热氧化安定性的影响也因而有所差异。

2.1.2 T1502与Stadis450的差异

Stadis450是ASTM D1655及Def Stan 91-91目前唯一写入的抗静电添加剂，其组成相对稳定，性能良好，对喷气燃料热氧化安定性的影响也较小。在20 mg/L、10 mg/L、5 mg/L三个浓度下，其测试结果分别为7.4 nm、6.8 nm和4.4 nm，差值仅3 nm，均接近新加热器管的初始沉积厚度测试值。

T1502虽然批次间有所差异，但总体而言，其对喷气燃料热氧化安定性的影响明显大于Stadis450。在4倍剂量(20 mg/L)的极限情况下，沉积厚度分别达到21.5 nm、67.0 nm和50.0 nm，沉积情况较为明显(见图1)，但沉积情况仍然满足ASTM D1655的要求，即≤85 nm。在目前产品标准规定的累积最大加入量5.0 mg/L的情况下，其对喷气燃料热氧化安定性的影响很小(见图3)，结果均接近新加热器管的初始沉积厚度测试值。

2.2 破点测试

破点一般指的是喷气燃料JFTOT测试后，加热器管沉积厚度满足要求(厚度≤85 nm)且压差同样满足要求(ΔP≤25 mmHg)的最高测试温度。也有资料和文献定义破点为最低的不满足要求的温度[4]。破点也是考察喷气燃料热氧化安定性的重要指标。T1502样品的破点测试结果见表2，各样品的浓度均为5 mg/L。

表2 T1502对喷气燃料破点的影响

空白油样和添加Stadis450的油样，在330 ℃时，均无明显沉积情况，其破点均大于330 ℃，破点较高。T1502批次A破点仍然大于330 ℃，但在330 ℃时，其沉积厚度为8.3 nm，已有沉积情况出现；批次B破点约为295 ℃；批次C破点约为310 ℃。相对空白油样，三个批次T1502样品破点均有所降低，这说明T1502对喷气燃料破点有一定影响。批次B的破点约为295 ℃，是降低最多的批次。喷气燃料JFTOT实际测试温度多为260 ℃，批次B的破点仍然相对较高，满足喷气燃料对破点的需求。

3 结 论

T1502是使用广泛的国产喷气燃料抗静电添加剂，其为打破国外垄断和控制，保证我国油料安全起到了重要的作用。T1502对喷气燃料的热氧化安定性存在一定的影响，其批次间对喷气燃料热氧化安定性的影响存在差异，但在正常添加的情况下，其影响基本可以忽略；在4倍剂量的极限条件下，其仍可以满足产品标准要求。T1502会导致喷气燃料破点有所降低，但破点仍然满足需求。T1502作为最为重要的国产喷气燃料添加剂，其对喷气燃料热氧化安定性的影响尚有改进空间。

[1] 张蒙蒙,谢凤,王应军,等.喷气燃料抗静电添加剂简介[J].化工中间体,2014(7):16-19.

[2] 刘婕,张庆森,沈虹滨,等.T1502和Stadis450抗静电添加剂感受性对比[J].润滑油与燃料,2009,19(Z2):38-40.

[3] 刘多强,关绍春,孙建章,等.喷气燃料热氧化安定性的研究[J].石油化工应用,2011,30(3):1-3.

[4] 王欣,胡泽祥.高闪点喷气燃料的热氧化安定性能研究[J].石油炼制与化工,2013,44(8):80-84.

[5] 张冬梅,张怀安,曹文杰,等.喷气燃料热安定性对飞机发动机的影响[J].航空制造技术,2008(13):91-93.

Influence of T1502 on Thermal Oxidation Stability of Jet Fuel

DENGChuan,XIAZu-xi,XIANGHai,LIUHua

(The Second Research Institute of CAAC, Sichuan Chengdu 610041, China)

T1502 was studied to reveal its influence on thermal oxidation stability of jet fuelviaJFTOT and DR10. The results showed that T1502 affected the thermal oxidation stability of jet fuel to some extent. Specifically, with a recommended concentration of T1502 added, no remarkable changes of jet fuel were found. Furthermore, the jet fuel satisfied the product standards even if T1502 was spiked up to maximum,i.e. four times of the recommended concentration. Moreover, the addition of T1502 gave rise to the reduction of break point of jet fuel, and the break point still met the requirement of jet fuel.

T1502; electrical conductivity improver; thermal oxidation stability; jet fuel

邓川(1987-)，男，助理工程师，主要从事航空油料研究。

TE626 23

A

1001-9677(2016)024-0057-03