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1962年

* 来源 :http://www.zxhxjy.cn * 作者 : * 发表时间 : 2018-10-10 02:46 * 浏览 :

2015年3月20日,国内首款符合国际标准的100ll航空汽油产品获得民航局适航批准。民航局向油品生产企业东营华亚国联航空燃料有限公司颁发了适航批准书。该公司也是中国首家进入民用航空燃料生产领域并获颁民航局适航批准书的民营企业。2015年5月22日,中国民航局航空器适航审定司向100ll(低铅)航空汽油生产企业广汉市天舟航空发动机燃料科技有限公司颁发了适航批准书。该公司是第二家进入民用航空汽油生产领域并获颁民航局适航批准书的民营企业。2015年6月9日,民航局航空器适航审定司向中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司颁发了ul91无铅航空汽油适航批准书。这是国内首家获得适航批准的ul91无铅航空汽油生产企业,填补了国内无铅航空汽油生产的空白。

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第三类为木质纤维素,包括各种农作物的秸秆、玉米芯、林业废弃木料、造纸厂废液等,在中国的年产量大约为7亿吨。虽然量非常大,但技术上有较大挑战性,前期设备投资巨大,成本是石化航油的10倍以上。

现代飞机发动机对喷气燃料提出了一系列要求,而这些要求在一定程度上又是相互排斥和矛盾的。每一种燃料都是飞机发动机所提出的各种要求之间以及这些要求同原料资源、生产工艺的价格等之间的折中和妥协。由于在一种燃料中不可能融合现代飞机发动机对燃料提出的全部要求,因此生产了多种燃料,其中的每一种,在考虑到价格和资源的同时,在使用性能上都有其一定的特点,应按其特点优先用于一定用途的飞机发动机上。

航空汽油是世界上绝大多数通用航空飞机的主要燃料,其中100ll(低含铅量)是国际上使用数量最多的航空汽油牌号,使用该汽油,可以大大减少飞机发动机积铅积碳现象,有效降低发动机故障率,提高通用航空的安全水平。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,因其铅含量仅为100号航空汽油的一半,被列入了绝大部分活塞发动机的数据单。

生物航煤与传统石油基航空煤油相比,具有很好的降低二氧化碳排放作用。当航空生物燃料以可持续方式生产时,与石化飞机燃料相比可降低50%-80%的周期碳排放。

航空生物燃料可直接用于航空涡轮发动机。按航空业的标准,生物燃料最多可以在喷气发动机燃料中掺入五成,与传统化石航空煤油调合后使用,不仅可以降低燃料成本,还可减少二氧化碳排放。

在50年代,中国空军飞机和大型民航客机已开始使用航空煤油,但来源一直靠从苏联进口,1959年进口量近50万吨。为解决航空煤油的国产化问题,1956年和1957年石油部曾组织玉门炼油厂按苏联喷气燃料规格,以玉门原油试生产两批航空煤油,但在地面台架试车和空中试飞时发现存在火焰筒烧蚀问题,因而未能正式生产。1958年,又把该厂试产的航空煤油油样送苏联进行研究,经一年多试验研究仍未解决问题。

第一类为动植物油脂,包括棕榈油、麻风树油、废弃动物脂肪、餐饮废油以及微藻油等,在中国年产量约500万吨,其能量密度最高,化学成分与航油最接近,转化工艺也相对比较成熟,但原料价格较贵,总成本约是石化航油的3-40倍。

第二类为糖和淀粉类,包括甘蔗糖、玉米淀粉、木薯淀粉以及制糖工业的废液等,在中国年产量约为1000万吨,目前生物发酵产生的航油产品只能以10%的最高比例与石化航油参混,总成本大约是后者的3-10倍。

有数据显示,中国每年消耗约2900万吨食用油,而中国航空业每年使用2000万吨航油,废弃食用油具有成为可持续生产航空生物燃料原料的潜力。

喷气燃料的基本组成为不同的石油烃类和残留的少量非烃及添加剂。其烃族组成和非烃含量主要取决于原油性质和喷气燃料的加工工艺。在这些组分中,烃类主要是烷烃、环烷烃、芳香烃和少量的烯烃。其中芳香烃因影响喷气燃料的燃烧性,标准规定其体积分数不超过20%-25%;烯烃将影响喷气燃料的安定性,标准规定其体积分数不超过5%。残留在喷气燃料中的非烃主要为含氧化合物,含硫化合物,含氮化合物和有机金属化合物。他们同属喷气燃料中的非理想成分(杂质),会产生很坏的作用,特别是含硫的化合物影响燃烧性、安定性、腐蚀性和环境保护,所以喷气燃料的标准对总硫含量和硫醇型硫含量等做出了比较严格的限制。喷气燃料中非烃总质量分数通常小于0.2%。为了改进喷气燃料的某些性能,可按要求由生产厂加入或用户自行选择加入经过试验、鉴定和批准的添加剂,但是其加入量要严格控制。

1960年,中国航空煤油的进口量锐减,已进口的油品质量也无保障。为保证空军和民航的用油需要,同年8月10日,石油部发出《关于采取多种方法试制航空煤油的通知》,要求科研、生产单位就航空煤油的烧蚀问题进行研究攻关。8月18日,航空油料鉴定委员会召开会议,讨论航空煤油的试制问题。会议决定分别由兰州炼油厂、玉门炼油厂、独山子炼油厂和石油三厂各试产一批航空煤油进行地面试车。随后,根据国务院领导同志指示,石油科学研究院、抚顺石油研究所、大连和兰州化学物理研究所、沈阳金属研究所、三机部一些科研所和飞机制造厂、解放军总后勤部、空军有关单位,以及各炼油厂共20多个单位进行联合攻关。经过大量实验室研究和地面台架试验,终于找到了产生烧蚀的原因,采用石油科学研究院推荐的添加剂,使问题得到解决。

1965年,国内消费的近70万吨航空煤油全系国内生产,从而实现了航空煤油的自给,停止从国外进口。

2015年6月4日-5日,由中国民航局和美中航空合作项目联合主办的中美航空生物燃料和新型燃料研讨会在四川成都召开。与会嘉宾围绕生物燃料和新型燃料的应用、审批以及航空生物燃料未来的发展机遇等问题展开了深入交流和探讨。其中,航空生物燃料商业化应用的安全性、经济性和环保性成为关注焦点。

据资料统计,2013年国内通航飞行共消耗航汽约4万吨(含进口),而2013年全国石油产量超过2.1亿吨,航汽所占比重不足万分之一。

现代民航的大型客机的动力装置均为涡轮喷气发动机,这种发动机推动飞机向前飞行,通过把燃料燃烧转变为燃气产生推力,使用的燃料称为喷气燃料,由于国内外普遍生产和广泛使用的喷气燃料多属于煤油型,所以通常称之为航空煤油,简称航煤。

喷气燃料在飞机发动机中除用作能源外,还用作润滑系统、辅助系统的冷却剂和燃料系统摩擦机件的润滑剂。因此,要求喷气燃料具有良好的热氧化性和润滑性。特别是随着飞机发动机热强度的提高,对喷气燃料热氧化安定性的要求越来越高。热氧化安定性是指燃料在高温和氧的作用下氧化分解和缩合生成胶质和沉淀物的倾向,胶质和沉淀物会严重影响发动机的正常工作。所以,提高热氧化安定性仍是喷气燃料的发展目标之一,其主攻方向是研究新的燃料加工工艺和添加剂,国外已研究出能将现行的煤油型喷气燃料的耐热性提高55℃的添加剂。用添加剂来提高现行喷气燃料的热氧化安定性是一种经济有效的途径。

2011年10月,由中石油供应、从小桐子中提炼研制的航空生物燃料在我国首次试飞成功。2012年9月24日,中国石化和空中客车公司跨行业合作,共同推动航空生物燃料在我国的生产和应用。2012年11月14日,空中客车公司及其母公司欧洲宇航防务集团所属技术创新中心,联合中国生物能源公司新奥集团在珠海航展上签署了一项合作备忘录,计划共同探索开发环保型航空替代燃料的创新途径,促进该航空燃料在中国航空市场的应用。2013年4月,中国石化自主研发的1号生物航煤在商业客机首次试飞成功,并于2014年2月通过中国民航局首个生物航煤技术标准适航审定,获得了商业化生产航空生物燃料的资质。我国也从此成为继美国、法国、芬兰之后第四个拥有生物航煤自主研发生产技术的国家。2014年8月14日,波音公司与中国商飞宣布,“废弃油脂”航空生物燃料合作项目,即“地沟油上天”项目取得突破,进入建立“中试车间”的中试阶段。2014年10月22日,波音公司与中国商飞合作建立的“中美航空生物燃料示范项目”在杭州正式投入运营。2015年3月21日,由波音737飞机执飞的海航hu7604航班使用的是生物航油,这标志着我国首次使用生物航油进行的载客商业飞行顺利完成。

航空汽油是用在活塞式航空发动机的燃料,简称航汽。航空活塞式发动机与一般汽车发动机工作原理相同,只是功率大,自重轻一些,因而对航空汽油的质量要求和车用汽油就有类似之处。现在这种发动机只用于一些辅助机种,如直升机、通讯机、气象机等,所以相应的航空汽油的用量也大大减少。

一些先进的大型客机像波音747等能在1万米之上高空飞行,发动机必须适应高空缺氧,气温、气压较低的恶劣观应当清澈透明、不含悬浮和沉降的机械杂质和水份;航煤还应有较好的低温性、安定性、蒸发性、润滑性以及无腐蚀性,不易起静电和着火危险性小等特点。这些性能都有精确的数据指标来表示。航煤是经直接练制和二次加工从原油中提炼出来的,一般产量不高,只占原油的百分之十几。为调整产品指标,有时要加入适当种类和数量的添加剂。

自20世纪70年代以来,受传统能源价格、环保和全球气候变化的影响,世界各国日益重视航空生物燃料的发展,尤其是巴西、美国、欧盟等积极发展航空生物燃料技术。

中国对航空生物燃料的研发工作始于2009年,两大石油巨头担纲主力。2009年8月26日,全球飞机制造巨头波音公司来华推广生物燃料。2010年5月27日,波音公司、中国石油和来自国家能源局及全球航空业的代表宣布共同签订一份合作谅解备忘录,对中国建立可持续航空生物燃料产业进行评估。2011年8月28日,国航波音747-400型2468号客机开始中美能源合作进行的一次生物燃油飞行试验,其系中国首次航空生物燃油验证飞行。2011年9月,中国石化在下属镇海炼化杭州石化生产基地改造建成了一套生物航空煤油工业装置及调和设施,这是亚洲第一套生物航煤工业化生产装置。2011年12月,该装置首次生产出合格的生物航煤。

国际航空运输协会鼓励使用生物燃料作为航空燃油的补充和替代,预计到2015年商业航班使用比例将达1%。国际航空运输协会预测,2020年生物航煤将达航油总量的30%。国际航空运输协会表示,到了2020年生物燃料的使用量可望占喷气燃料的6%左右,即80亿公升。据空客公司预测,2030年喷气燃料中的三成将是生物燃料。嘉川公司是汉莎及其他航空公司麻风树油的供应商,据该公司估算,2020年生物燃料的市场价值将达110亿美元-190亿美元,到2030年达到570亿美元。

低铅和无铅化是航空汽油的发展方向,重点是开发新型的无公害抗爆添加剂。faa要求,到2018年大部分通用机队要使用无铅燃油,替代现有的100号航汽。然而,无铅航汽也必将对炼油厂提出更高、更苛刻的生产运输要求。

(供稿:河南民航发展投资有限公司,

四乙基铅是一种含铅量极大的高毒油性液体,常常在生产中作为抗爆剂被添加。目前高标号的航空汽油均添加四乙基铅抗爆剂。每生产1000吨航空汽油,大约需要4-5吨四乙基铅。而这种添加剂在前几年还需要大量依赖进口,这几年才逐步国产化。

抗爆性是航空汽油最重要的使用性能,通常由辛烷值/品度值表征并以其值命名它们的牌号。我国航空汽油分为rh-75、rh-95/130和rh-100/130三个品级。其中rh-75航空汽油主要用于轻负荷低速飞机,rh-95/130航空汽油主要用于中负荷高速飞机,rh-100/130航空汽油适用于重负荷高速飞机。汽油的辛烷值/品度值越高,汽油的抗爆性能越好。辛烷值表示汽油在贫油时的抗爆性,品度值表示汽油在富油时的抗爆性。不同压缩比的发动机应选用辛烷值/品度值合适的汽油,高压缩比发动机使用低辛烷值/品度值汽油时,发动机会产生爆震,导致发动机损坏。

2012年2月24日,彭博新能源财经的研究显示,世界航空公司可望在未来数年内开始采购一定比例的生物燃料,如果生产效率持续改善,预计某些生物燃料例如基于非食用植物油,到2018年成本可望接近传统的喷气燃料。2012年3月7日,智利航空公司一架空客a320客机使用回收植物油提炼而成的生物燃料作为航空燃油,实现由首都圣地亚哥至康塞普西翁的商业首飞。2012年3月22日,空中客车、波音公司和巴西航空工业公司在日内瓦签署一项协议,三家公司将开展合作,促进生物燃料在航空领域的使用。2013年6月22日,法国石油巨头道达尔集团等欧洲4家航空相关企业表示要联手尝试在燃料供应商、飞机制造商和航空运营商等各方之间建立产业链,推动航空生物燃料的发展。2013年7月15日,据《日本经济新闻》报道,日本ihi公司将面向飞机,量产以藻类为原料的航空生物燃料,价格仅为目前生物燃料平均价格的1/10左右,最快将于2018年在东南亚等地开始生产。日本希望这一藻类生物燃料成为新的经济增长点。2014年,巴西戈尔航空公司在营收航班上使用由amyris公司从甘蔗上提取的一种名为金合欢烷的生物燃料。amyris公司的工艺流程也是第四种获批准的生物飞机燃料合成方式,最初的混合量控制在10%以内。2015年1月20日,波音与巴航工业共同建立的可持续航空生物燃料联合研究中心于巴西落成。此举旨在进一步促进巴西航空生物燃料产业的发展。

兰州石化是我国国内主要的航汽生产商,是中国西部地区最大的石化企业。资料显示,2015年,兰州石化预计可以生产航汽约2万余吨,生产利润只有约1%,性价比不高。除此之外,长沙通联航空技术有限公司每年可以提供约1500吨的航汽。

1962年,石油七厂采用大庆原油,在工业装置上生产出了合格的2号航空煤油。为了证实国产航空煤油的使用安全性能,石油部还派机关干部和各炼油厂的总工程师共20多人,乘坐使用国产航空煤油的飞机,进行了近万公里的飞行,表明国产航空煤油质量优良,安全可靠。从此,国产航空煤油很快在国内军用和民航飞机上推广使用。为了扩大产量,满足需要,石油部又安排各炼油厂生产航空煤油,并采用严格管理措施,保证了产品质量。

自开展航空汽油适航审定以来,中国民航局已先后向3家航空汽油生产企业颁发适航批准书。截至目前,符合国际通行标准和适航要求的航空汽油的年生产能力已达到12万吨以上,远远超过了国内市场的需求量,具备了合格航空汽油稳定供应的保障能力。同时,低铅、无铅航空汽油更为环保,可以大大减少通用航空运行中的环境污染,将进一步促进我国通用航空健康持续发展。

我国喷气燃料现有四个品种:煤油型的rp-3的喷气燃料、宽馏分型的rp-4的喷气燃料、高闪点型的rp-5喷气燃料和大比重型的rp-6喷气燃料,它们共同构成了我国较为完整的喷气燃料体系。

欧美国家从2008年起陆续开展生物航空燃料研发和试验飞行,2011年起开始商业飞行。2011年10月,英国汤普森航空公司推出由英国伯明翰飞往西班牙兰萨洛特的航班,燃料中加入了50%的“氢酯和脂肪酸”,也就是“地沟油”加工物,更是成为民航业使用生物航煤的标志性事件。

1961年,独山子炼油厂用新疆原油的煤油馏分并加人抗烧蚀添加剂,生产出1号航空煤油,顺利地通过了长期台架试车和试飞。

近几年来,全球多家航空公司和飞机制造商已经潜入这一领域。据不完全统计,新西兰航空、美国大陆航空、日本航空、荷兰航空等全球多家航空公司,均对生物航煤比例小于50%的航煤油品进行过飞行测试。从2011年生物燃料开始使用以来,全球已经有超过1500次飞行使用了生物燃料。

随着技术的进步,航煤发动机的可靠性以及经济性不断增强,通航企业也开始使用航煤发动机。以山东滨州组装生产的钻石d40为例,其采用的centurion2.0航煤发动机就规避了航汽壁垒,不仅各主要机场可以随时加油,降低了飞机停场率,也减少了通航企业储油运油的高昂成本,较低的小时成本加上因科技进步而不断延长的发动机寿命,使得通航企业在短期内航汽供应紧张的情况下,选用此类飞机也不失为一个明智的选择。此外,派珀pa28以及很多活塞飞机也推出了航煤版。相信随着时代的发展和技术的进步,航煤版活塞飞机将不断涌现。

100号航汽生产,由于四乙基铅以及二溴磷的添加,会对环境造成破坏。而作为清洁剂被添加的二溴磷则对臭氧层破坏巨大,具有致癌性,两者均会对人体以及环境造成危害。鉴于此,1996年美国环境保护局发布了禁止公路交通工具使用含铅汽油的禁令,但由于没有足够可靠的无铅产品替代,航汽含铅问题到目前暂时未受制约。目前,美国通航每年的铅排放量约为700吨,占铅污染总量的40%,是金属行业的近1倍,制造行业的近3倍,严重的铅污染显然已经越来越引起各类环保组织以及人们的不满。