乌鲁木齐石油化工总厂西峰工贸总公司 新疆 乌鲁木齐 830019
摘要：介绍了航空汽油的分类及我国采用的标准，分析了航空汽油国内市场需求和生产情况，结合目前国内航空汽油生产工艺，随着环保要求越来越高，生产无铅航空汽油是未来发展趋势。
关键词：航空汽油；四乙基铅；无铅航空汽油
航空汽油（又称为航空活塞式发动机燃料），是一种用于飞机的高辛烷值燃料，主要用于驱动小型往复式发动机的飞机，如轻型飞机、直升机、通讯机、气象机等，近年来在国防和救灾用大型、重型直升机方面发展较快。随着我国低空开发程度不断加大和国家政策支持，我国通用航空迎来前所未有的发展黄金期，增速一直保持在10%以上，虽然与发达国家的通用航空业相比仍存在较大差距，但发展潜力巨大。
1、航空汽油的分类
航空汽油按照GB 1787—2018分为75号，UL91号，95号，100号和100LL号共5个牌号。其中75号适用于轻负荷和低速度汽化器式航空发动机，95号航空汽油适用装有增压器的大型活塞式发动机，100LL适用于大陆发动机和莱康明发动机等。
2、航空汽油执行标准
目前，我国执行的航空汽油产品标准为GB 1787—2018《 航空活塞式发动机燃料》。新标准相对于原来的标准，增加了UL91号和100LL两个新的牌号，在具体指标中增加了电导率的要求，增加了ASTM D2392《着色航空汽油的色度测定法》以及对染料和加入量的要求；取消了碘值和实际胶质指标，酸度和芳烃指标只对75号和95号做要求。具体指标见表1。
国外低铅航空汽油共分为 5 个牌号，即 80 号、91 号、100VLL（蓝色）、100LL（蓝色）和 100 号（绿色），其中 100VLL、100LL、100 号航空汽油的主要区别体现在铅含量的最大允许值和颜色的不同。国外航空汽油之所以有不同颜色，是为了提醒客户不同发动机对航空汽油铅含量的最大可接受程度。因此，铅含量的测定对于进口航空汽油非常重要[1]。
表1 航空活塞式发动机燃料标准GB 1787-2018
项目质量指标
75号UL91号95号100号100LL号
马达法辛烷值不小于75919599.699.6
品度不小于--130130130
铅含量
四乙基铅（g/kg）不大于-0.0283.22.41.2
铅（g/L）不大于-0.0131.481.120.56
净热值Mj/kg不小于-43.543.543.543.5
颜色无色无色橙色绿色蓝色
染色剂加入量（mg/L）不大于
蓝色---2.72.7
黄色---2.8-
橙色--14.5--
密度（20℃），kg/m3报告
馏程
初馏点，℃不低于40报告40报告
10%蒸发温度，℃不高于80758075
40%蒸发温度，℃不低于-75-75
50%蒸发温度，℃不高于105105105105
90%蒸发温度，℃不高于145135145135
终馏点，℃不高于180170180170
10%与50%蒸发温度之和，℃不低于-135-135
残留量，（体积分数）%不大于1.51.51.51.5
损失量，（体积分数）%不大于1.51.51.51.5
蒸汽压，kpa27-4839-4827-4839-48
酸度，mgKOH/100mL不大于1.0-1.0-
冰点，℃不高于-58
硫含量，%不大于0.05
氧化安定性（5h老化）
潜在胶质（mg/100mL）不大于6
显见铅沉淀（mg/100mL）不大于-3
铜片腐蚀（100℃，2h），级不大于1
水溶性酸碱无
机械杂质及水分无
芳烃（体积分数）%不大于30-35-
水反应
体积变化不大于±2
由上表可以看出，航空汽油主要特点为平均蒸发性好，无过轻或过重组分，抗爆性高且需要较高的品度值；氧化安定性好，低温性能良好且腐蚀性小。
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3、航空汽油的市场需求
2017年，我国通用航空作业消费航空汽油约5万吨，市场供不应求，根据《通用航空发展“十三五”规划》，到2020年，通用航空作业总量要达到200万小时，要实现此目标，国内航空汽油需求量将随之大幅度提高，预计可达12万吨左右[2]。
当前，国内航空汽油市场90%使用的是国产75号、95号及100号航空汽油。国际市场80%使用100LL（低铅）航空汽油。10%使用90UL（无铅）航空汽油，剩余10%使用特别标号的航空汽油。
目前航空汽油进口的主要渠道是欧洲、美国和韩国。韩国作为新兴的航空汽油生产国，距离中国市场最近，低铅航空汽油市场未来也将面临更激烈的市场竞争。100LL和UL91号等高品质航空汽油将成为未来市场需求的主体。
从全球范围来看，现代航空汽油的最大消耗地区包括北美洲、澳大利亚、巴西与非洲（主要是南非），据统计，目前全球航空汽油每年总消耗量约为200万吨，其中美国作为第一大消费国约为90万吨，位居其次的是澳大利亚约为6万吨。
中国的航空汽油年消耗量约为3-4万吨，而航空煤油的年消耗量约为1900万吨。由此可见，航空汽油在全球，包括在中国都是一个需求有限的小众化产品。当然，随着中国通用航空产业的向好发展，对于航空汽油的需求会逐渐增长。
4、国内外航空汽油生产现状
目前，国内主要添加四乙基铅来增加抗爆性能，由于四乙基铅毒性高、易挥发，自20世纪80年代起，世界航空发达国家便开始使用更为环保的100LL航空汽油。航空汽油是最后一批仍含有四乙基铅的常规运输燃料之一。全球范围内，环保组织正敦促立法机构考虑采取消除或监管来自飞机的铅排放行动。
美国在20世纪90年代开始生产100 号低铅航空汽油（100LL），广泛应用于活塞式发动机飞机。2011年，ASTM进一步推出100号超低铅航空汽油（100VLL）标准，铅含量降低为 100号航空汽油的 40%左右。美国目前主要以100LL 及100VLL 航空汽油为主，符合 ASTM D910 标准要求，年使用量超过100万吨[3]。
我国通用航空起步较晚，直到 20 世纪 70 年代末才开始第一批低标号航空汽油的研制，主要是 75号无铅航空汽油，由中国石油兰州石化公司生产。同时也在进行高标号航空汽油研究，主要以 95号、100 号含铅航空汽油为主。95 号、100 号航空汽油是目前我国航空汽油市场的主体，年产量约 2 万吨，由中国石油兰州石化生产，供于民航飞行学院训练及农垦等使用。但是，国产 95 号、100 号航空汽油铅含量较高（分别为 100LL 的 2.5 倍和 2 倍），使用后易在发动机气缸头及火花塞造成积铅，腐蚀发动机零件。2015年3月，山东东营化亚航空燃料公司成为我国首个能够生产美标100LL航空汽油的企业。
5、航空汽油主要生产及调和工艺
航空汽油主要用于活塞式航空发动机，通常由基础油、高辛烷值组分、异戊烷和添加剂调合而成。基础油一般为经过精制的直馏汽油、FCC汽油或重整汽油，是航空汽油的基本组分要求，有较高的抗爆性和安定性。高辛烷值组分是用来提高抗爆性。异戊烷则用来调整汽油的蒸汽压和汽化性能。
我国生产航空汽油的组分来源主要是催化裂化以及催化重整所生产的流程为40-180℃的汽油馏分，要求它们不加铅的辛烷值应不低于70，且在馏分组成、化学安定性及腐蚀等方面都要达到航空汽油质量标准。在此基础上，与其他高辛烷值组分（如工业异丙苯、工业异辛烷、异戊烷、乙基苯）、抗爆剂调制而成。其中的异构烷烃用于提高航空汽油的辛烷值、芳烃则用来提高其品度值，除抗爆剂外，航空汽油的生产调和中还需要添加一系列的添加剂，如抗氧剂、抗静电剂、防水剂、金属减活剂、防腐剂、追踪剂、生物灭杀剂以及杂色剂等。
长期以来，兰州石化生产航空汽油的基本组分是烷基化油为26%-27%，重整生成油的比例为34%-35%，芳烃抽余油比例为38%-40%，通过罐式调和生产75号航空汽油。2014年7月，兰州石化成功产出首批762t 100LL航空汽油。标志着我国首家航空燃料企业获准生产适合通用航空的国际标准航空汽油。
6、航空汽油未来发展趋势
由于飞机发动机的铅排放会引起大气污染，无铅化一直是航空汽油产业发展的目标。美国联邦航空管理局专门设立了燃料规划办公室，并和美国环保署一起计划在2018年以前实现用无铅航空汽油替换100LL低铅航空汽油[4]。
无铅化一直是航空汽油产业发展的目标。长期以来，要求实现较高的辛烷值，必须通过添加四乙基铅来调和。近年来，烷基化油、异构化油等高品质清洁汽油组分的逐步普及，使生产调和低铅和无铅航空汽油成为可能。2013年底，shell公司宣布成功开发了无铅航空汽油，正在寻求产品的产业化营销，从现在各国政府对环保工作的重视力度来看，无铅航空汽油取代含铅汽油势在必行。因此，开发高抗爆性无铅航空汽油是所有航空汽油生产企业的目标。
参考文献：
[1] 张丽英.国内外航空汽油标准对比分析及进口产品质量监控建议[J].石油商技，2015（5）：78-81.
[2] 罗艳托 丁少恒.国内航空用油市场现状及发展趋势预测[J].中国石油和化工经济分析，2018，9：47-49.
[3] 向海，柳华等.美国无铅航空汽油发展历史及研究进展[J].化学工程与技术，2017，7（3），81-87.
[4] 袁明江，张珂等.我国航空汽油产业现状及发展趋势分析[J].中外能源，2015，7（20）：73-75.
论文作者:邵永进
论文发表刊物:《文化时代》2019年19期
论文发表时间:2020/3/18
标签：汽油论文; 航空论文; 辛烷值论文; 无铅论文; 万吨论文; 组分论文; 发动机论文; 《文化时代》2019年19期论文;