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矿物油中多环芳烃检测方法

《进口航空煤油质量评价标准》

检验检疫行业标准编制说明

一.项目概况

1.标准来源

本标准为国家认证认可监督委员会2008年度下达的检验检疫行业标准制修订计划《进口航空煤油质量评价标准》（计划编号2008B032）。

本标准由国家认证认可监督管理委员会提出并归口，由上海出入境检验检疫局起草。

2.目的和意义

航空煤油是石油产品之一，是由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要的添加剂调和而成的一种透明液体。

主要由不同馏分的烃类化合物组成。

航空煤油主要用作航空涡轮发动机的燃料，有着密度适宜，热值高，燃烧性能好，能迅速、稳定、连续、完全燃烧，且燃烧区域小，积碳量少，不易结焦；低温流动性好，能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求；热安定性和抗氧化安定性好，可以满足超音速高空飞行的需要；洁净度高，无机械杂质及水分等有害物质，硫含量尤其是硫醇性硫含量低，对机件腐蚀小等特点。

对于民航使用的航空煤油，我国目前所对应的国家标准为GB6537-2006“三号喷气燃料”，而目前国际市场上，英国国防部标准是航空煤油生产和采购的主要依据，也是目前欧美航空发动机设计时主要针对的燃料指标，我国国标同英国国防部标准在项目设置、规格限值、测试方法、管理要求等方面存在着一定的差异。

如在采购时对供货方提出英国国防部标准外的额外严格要求，如我国国标中的烯烃含量、总硫含量等，每吨航煤的价格就要提高数美元，每年就会多支出接近1000万美元，这对于民航是一笔较大的开支，不利于提高经济效益，而且对于目前民航主流机型的发动机而言，额外严格的要求并无实际意义。

从我国航空公司目前各民航机型状况来看，截至2008年11月，中国民航有在册运输航空器1247架，其中波音系列686架，占55.01％；空中客车系列462架，占37.05％。

两者合计占有中国航空市场份额92.06％。

其他机型包括：

法国和意大利合资的ATR公司生产的ATR72型共5架；庞巴迪宇航集团的CRJ-200和CRJ-700系列共计25架；费尔柴德·多尼尔公司的Do328Jet系列飞机共29架；巴西航空工业公司的ERJ145和ERJ-190系列共计38架；西飞国际公司的MA60（或称“新舟”60）型飞机1架；俄罗斯图波列夫航空科学技术联合体研制的图-204飞机1架。

从目前航空业发展形势看，有专家预计至2020年我国民航市场规模将达到世界第二的水平。

在现在以及不久的将来，欧美飞机制造商主导国内民航飞机市场的状况不会有太大改变。

目前，我国民用航空油料的管理主要依据是，民航总局于2005年4月发布的，中国民用航空总局令第145号《民用航空油料适航管理规定》。

该规定要求民用航空油料供应企业必须按照由民航总局颁发的适航批准书对民用航空油料进行质量控制和管理。

随着中国民用航空事业的快速发展，民用喷气燃料的消耗量与日俱增。

由于国内喷气燃料市场无法满足民航的需求，中航油总公司自1991年起开始从国际市场采购喷气燃料，以补充国内市场的不足。

至2001年，年进口量约占全年供油量的30％以上。

但由于喷气燃料国内外标准的不一致而引发的矛盾愈发突出，给中航油在采购进口喷气燃料和加油服务工作方面增加了诸多的困难和压力。

为解决实际存在的问题，中航油总公司于2001年4月向民航总局提出申请《关于将JETA-1型喷气燃料纳入适航清单中的请示》。

经过调查研究分析，2001年6月，在民航总局民航适函[2001]627号《关于同意中航油直接进口JETA-1喷气燃油的批复》中，民航总局同意中航油总公司按DEFSTAN91-91标准直接进口JETA-1喷气燃油，但由于适航审定原因，装有涡桨五或涡桨五甲的国产运七飞机未被批准使用JETA-1燃油。

2002年8月，民航总局再度发函总局适函[2002]01号《关于国产涡轮发动机飞机允许使用JETA-1航油的通知》，批准运七和运八飞机使用JETA-1航油。

因此，允许采用DEFSTAN91-91标准直接进口JETA-1喷气燃油，是民航总局在对国内外飞行器进行对比、保障飞行器安全的前提下做出的决定，而JETA-1喷气燃油也通过了民航总局适航审定司的适航审定，适用于目前我国民用航空器发动机。

结合上述目前我国进口航空煤油的情况，采用英国国防部标准为我国目前进口航油行业标准的有利之处主要有以下几点：

1）方便进行采购。

英国国防部标准作为国际上比较先进的航空煤油标准，被大多数国家作为生产民用航空煤油的依据，JET-A-1航空煤油，也是国际市场上非常通用的牌号。

因此等同采用英国国防部标准其作为进口航油行业标准，能够扩大我国在国际市场上采购航煤的范围，适用性比较高。

2）降低采购成本。

由于英国国防部标准相对我国国标来说，较为宽松，在一些指标上要求较低，因此在国际市场上采购时，能够降低成本，为中国航空事业牟利。

3）统一口岸采标。

目前各口岸在进口航煤的检验监管上，存在一定的采标差异，如果能够都以新行业标准为检验依据，则能够统一各口岸采标，减少因采标不一致造成的各种问题。

4）建立执法依据。

采购合同标准为DEF标准，而我国国标为GB标准，这就形成了商业行为与执法行为上的矛盾，采用英国国防部标准为检验检疫行业标准，可以较好的建立执法依据，统一执法标准。

因此，采用英国国防部标准作为我国目前进口航空煤油质量评价的行业检测标准，将能够更加有效的规范进口航空煤油的质量评价和检验把关，促进进出口贸易的发展和提高能源利用效率，具有非常重要的现实意义。

3.标准编制依据

本标准严格按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第一部分：

标准的结构和编写规则》的要求进行编写。

本标准主要参照英国国防部标准DEFSTAN91-91/6-1的内容，结合进口航空煤油的特点和检验检疫的实际要求编写。

4.标准概述

该标准规定了进口航空煤油的技术要求、检验规则和质量评价方法。

二.技术论证

1.国内外常见规格标准

在航煤检验方面，国际上比较常见的现行规格标准有以下四个：

GB6537，DEFSTAN91-91，AFQRJOS联合检查单，ASTMD1655。

GB6537是我国的国家标准，针对3号喷气燃料的规格标准（包括军用、民用指标）。

规定了由天然原油或其馏分油加工制得得3号喷气燃料的要求和试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及交货验收等。

最新版本为2006年12月发布的2006版。

DEFSTAN91-91是由英国国防部石油中心有关机构制订，是针对煤油型航空涡轮燃料JetA-1技术指标的规格标准，包括从原油、天然气凝析液、重油、页岩油等传统资源中提炼出来的烃类化合物以及符合规定的源自非石油源的合成组分燃料等。

其最新版本是2008年8月发布的第6版修订1。

AFQRJOS联合检查单是由BP、壳牌、埃克森美孚、科威特石油公司等8方经协调后制订的联合检查组涡轮燃料品质要求规范。

它主要针对JetA-1型喷气燃料。

其数据是基于DEFSTAN91-91和ASTMD1655两个标准中最严格的规格指标而制订的。

其具体要求可参考上述两个标准的要求，最新版本是2008年10月份发布的第24版。

ASTMD1655由美国材料与试验协会制订的，是民用航空涡轮燃料的规格标准，其最新版本是2010年发布的2010版。

2.比较标准的适用范围、质量保证

从适用范围看，国内外标准应用范围不同：

GB6537由于历史原因，军用和民航均使用符合3号喷气燃料标准的产品，因此部分指标制定得较为严格；而世界航空商业领域普遍使用民用、军用不同的喷气燃料和产品标准，如DEFSTAN91-91，AFQRJOS，ASTMD1655系列标准等都是主要用于民用煤油型航空涡轮燃料的规格标准，这三个国外标准主要针对的是JETA和JETA-1这两个牌号的产品规格。

在质量保证方面，各标准均要求对每一批产品进行检验，出具质量证书，并且能够保证其溯源性，以便于在出现质量问题时及时发现其原因，以及提供解决方案。

在控制管理要求方面，四个标准有所不同：

DEFSTAN91-91要求控制生产添加剂的污染，最好是在生产处确保具有充分的操作转换的质量保证和管理手段，以确保炼制生产添加剂得到严格的规定和控制；ASTMD1655提到了燃料的清洁和污染的控制（游离水、颗粒物、微生物等）要求；AFQRJOS关于对炼厂生产喷气燃料中合适的变革管理措施的要求注意DEFSTAN91-91和ASTMD1655规定；而GB6537对控制管理有关的内容较少。

3.比较各标准检验项目指标

对比各标准的检验项目与指标值后（各标准具体指标情况见附录1），下表中为四个标准规格指标存在差异的部分。

表1–四个标准规格指标的主要差异

项目

DEF91-91/6-1

ASTMD1655-2010

AFQRJOSissue24

GB6537-06

硫含量（m/m%）

≤0.3％

≤0.2

硫醇性硫（m/m%）

≤0.003％

≤0.002

总酸值（mgKOH/g）

≤0.015

≤0.10

≤0.015

电导率（pS/m）

50-600

50-450（20℃）

密度

（kg/m3）

775-840（15℃）

775-830（20℃）

颗粒计数

报告

博士试验

博士试验通过

燃料组分

报告（加氢，严格加氢比例）

报告（直馏，加氢精制，加氢裂化比例）

润滑性，磨痕直径（mm）

≤0.85（在产品的加氢比例超过95％，严格加氢比例超过20％情况下测试）

≤0.85

颜色

报告

颗粒污染,mg/L

≤1.0

水反应，界面情况，级

≤1b

烟点，mm

≤19

≤18

≤19

≤20

烯烃含量，%v/v

≤5.0

辉光值

≤45

50％馏出温度，℃

报告

≤232

以下对上述规格指标存在差异的部分做一定的阐述。

3.1ASTMD1655-2010对外观不做要求，而其余三个标准，对外观、颜色、颗粒污染的要求均基本一致，其中对于颜色均有如下要求：

初始赛波特颜色大于+25，变化不大于8；初始赛波特颜色在25～15之间，变化不大于5；初始赛波特颜色小于15，变化不大于3。

3.2颗粒污染物是发动机的大敌，但是却是油品在生产、运输和使用中不可避免的，ASTMD1655-10中对颗粒污染物指标没有要求，而其余标准均要求不大于1.0mg/L。

另外在DEFSTAN91-91/6-1和AFQRJOSISSUE24中均添加了颗粒物计数指标，并将在下一步的标准修订中取代颗粒污染指标，该指标更具有代表性，更能反映产品受污染的具体情况。

3.3酸值，为有机酸和无机酸的总含量，油品中基本为有机酸，当有机酸含量较高同时含有水分的情况下，油品对于金属有较强的腐蚀性。

ASTMD1655-2010中对总酸值指标的要求较为宽松，为不大于0.10mgKOH/g，其余标准均为不大于0.015mgKOH/g。

3.4芳烃含量是评价航空煤油燃烧性、低温流动性以及储存安定性的指标。

GB6537-2006中对芳烃含量的要求为体积分数不大于20.0%，而对于民用航空燃料的要求与其余三个标准一致，为体积分数不大于25.0%，在这点上，说明我国的国标对于民用航空燃料的要求正在与国际标准接轨。

3.5烯烃含量是评价航空煤油稳定性的重要指标之一，过多的烯烃将影响油品的氧化安定性。

该指标仅GB6537-2006中有要求。

3.6含硫物质通常具有特殊的异味，尤其是硫醇具有强烈的恶臭味，油品中的硫含量若超出规定的允许范围，不仅会影响人们的感官性能，还会严重制约油品的安定性，加速油品氧化、变质的进程，甚至导致储油容器及使用设备的腐蚀。

GB6537-2006中这两个指标的要求均比其余标准要严格，一定程度上也说明了其军用航空燃料的要求。

在硫醇性硫和博士试验结果之间有冲突的情况下，应优先考虑硫醇性硫的要求，而在ASTMD1655-2010中不要求做博士实验。

3.7馏程项目上，ASTMD1655-2010对初馏点不作要求而GB6537-2006多要求20%回收温度，另外对50%回收温度也有具体指标要求，说明GB6537-2006对航空煤油组分的要求较为严苛，对于飞机的安全运行可靠性更高，但同时油品的收率将会比较低。

3.8测定密度的意义主要在于油品计量。

GB6537-2006中要求做20℃密度而其余标准均要求做15℃密度。

3.9通常用烟点来衡量燃料生成软积炭的倾向。

ASTMD1655-2010中对烟点的最低要求为18mm，DEFSTAN91-91/6-1和AFQRJOSISSUE24均为19mm，GB6537-2006为20mm，可见GB6537-2006要求最严，另外GB6537-2006中多了一项辉光值指标与萘系烃等效。

3.10电导率是评价油品安全性的指标，该指标可以使用电导率添加剂随时加以控制。

GB6537-2006要求为50-450pS/m，其他标准均要求为50-600pS/m。

4.各标准项目指标数量的比较

通过比较四个标准规定的项目和指标数量，分析各标准的情况。

表2–四个标准项目和指标数量上的比较

ASTMD1655-10

DEFSTAN91-91/6-1

GB6537-2006

AFQRJOSISSUE24

测试项目

指标

从具体要求上看GB6537-2006测试项目和指标最多，要求最为严格（如硫含量、硫醇性硫等），ASTMD1655-2010的规格标准要求项目最少，英国DEF标准和AFQRJOS标准比起较早版本也在逐步放宽，增加试验方法，对于水反应、银片腐蚀等项目不进行测试。

总体上看，由于科技进步，高新技术的不断应用，民用飞机发动机在制造工艺、材质等方面的改进，对喷气燃料适航性能的限制放宽，包括GB6537-2006中民用指标内容在内的国内外标准近年来更新过程中都在对某些理化指标逐渐放宽指标要求，甚至是取消了一些检测项目，同时各项规格标准指标要求也逐渐靠拢。

5.规格标准配套检测方法的比较

国内外各标准间除存在指标数值差异外，其配套的检测方法在某些方面也有所不同，在比较之后，作以下阐述：

5.1颜色指标所采用的三个标准的适用范围和使用仪器有所不同：

ASTMD156/GB/T3555方法，未染色的石油产品，使用赛波特比色计测试；ASTMD6045方法：

，石油产品，使用自动三色仪法测定。

颜色指标能够做到快速检测。

5.2颗粒污染测试方法中，ASTMD5452/IP423方法特别强调了仅对生产地的颗粒污染指标进行控制。

ASTMD5452方法要求取样量为3.8-5L，采用的膜片直径要求47mm；而SH/T0093要求取样量为4L，膜片直径要求47-50mm。

5.3颗粒物分布指标是本次标准更新中新加入的指标。

5.4总酸值的三种测试方法均为化学滴定分析。

芳烃的三种测试方法均为荧光指示剂吸附法。

芳烃的三种测试方法基本均为高效液相色谱法。

硫醇性硫指标各个标准三种测试方法均为电位滴定法。

以上四个指标的测试方法，各个标准间基本一致。

5.5总琉含量的测试方法很多，各方法之间的差异主要存在于适用范围和测试手段上。

在适用范围的差异在于：

ASTMD1266方法，硫含量为0.01-0.4%（m/m）的液体石油产品；ASTMD2622和GB/T11140方法，包括包括柴油、煤油、馏分油、石脑油、残渣油、润滑油基础油、液压油、原油、无铅汽油等的石油产品；IP336方法，石脑油、馏分油、燃料油、残渣油、润滑油基础油、无铅汽油及组分等。

适用于硫含量在0.01％--5％（m/m）；GB/T380方法：

适用于测定雷德蒸气压不高于600mmHg的轻质石油产品（汽油、煤油、柴油等）。

在测试手段上：

ASTMD1266和GB/T380均使用燃灯法；ASTMD2622、ASTMD4294和GB/T11140使用X-射线光谱仪；IP336和GB/T17040使用能量分散X-射线荧光分析仪。

其中后两种方法相对比较快速。

5.6馏程指标三个检测方法的主要不同点在于GB参照采用ASTM方法，但在计算和报告中均未采用华氏计量温度，也未采用2％回收百分数重复性和再现性内容。

IP方法规定了手动方法为仲裁方法，该方法与ASTM方法大气压修正数据略有出入。

5.7闪点值是仪器试样、所使用的仪器状况和所采用操作方法的函数，因此闪点只能根据试验方法定义，无法保证通过不同试验方法或采用与规定不相同的试验仪器所得到的结果的关系。

几个不同测试方法主要不同点在于其适用范围：

ASTMD56方法，粘度<5.5cSt（40℃）,<9.5cSt（25℃）和闪点低于90℃的液体；IP170方法，闪点在-30-70℃的石油产品及其它液体；IP523-05，涂料（包括水性涂料），清漆，涂料粘合剂，溶剂，石油产品以及具有闭口闪点在-30-300℃范围的相关产品；ASTMD3828/IP303方法：

范围20-260℃；GB方法，石油产品。

5.8密度指标中几个不同测试方法主要不同点在于其适用范围：

ASTMD1298/IP160方法，包括原油、石油产品、混合物和液态产品（雷德蒸气压在101.325Kpa下），使用比重计方法，测定15℃密度；GB/T1884方法，使用玻璃石油密度计，测定原油、石油产品以及石油和非石油混合物的20℃密度方法（雷德蒸气压小于100Kpa）；ASTMD4052/IP365方法，石油馏分、粘性油（15-35℃正常状态为液相），限于蒸气压在80Kpa下且在测试温度的运动粘度在15000cSt以下的液体的密度测定，采用U型管振荡法。

在测试方法上，ASTMD1298，IP160-99，GB/T1884，GB/T1885均使用使用玻璃石油密度计；ASTMD4052使用数字密度计法；IP365使用U型管振荡法。

数字密度计适应与航空煤油的快速检测。

5.9冰点指标中几个不同测试方法主要不同点在于其适用范围：

ASTMD5972/IP435方法，特别提出自动相冰点仪的设计范围为-80℃到20℃，后来又确认为-60℃到-42℃。

其它方法没有限定温度范围。

而在测试方法上，ASTMD2386，IP16，GB/T2430为目视观察法，ASTMD5972和IP435为自动相转移法，ASTMD7153和IP529为自动激光法。

其中自动激光法比较适应于快速检测。

5.10运动粘度指标中几个不同测试方法主要不同点在于其适用范围：

ASTMD445和IP71方法，液体石油产品，粘度范围0.2-300000mm2/s；GB/T265方法，液体石油产品（牛顿液体），未规定粘度范围。

5.11净热值指标中几个不同测试方法主要不同点在于其适用范围：

ASTMD4529/D3338方法：

航空涡轮燃料；ASTMD4809/IP12/IP355方法：

液体碳氢燃料；GB/T384方法：

不含水的石油产品（汽油、喷气燃料、柴油和重油等）。

而在测试方法上，ASTMD4529/GB/T2429方法：

通过苯胺点、密度、硫含量等数据计算净热值；ASTMD3338方法：

通过重力、芳烃含量、平均挥发度等数据计算；ASTMD4809方法：

以弹式量热计测定样品燃烧前后温度变化进行计算净热值；IP12方法：

在含氧的弹式量热计燃烧样品，通过重量变化和温度变化进行计算得出结果；IP355方法：

通过氢含量、硫含量和密度计算净热值；GB/T384方法：

采用量热计法，有弹热值、总热值、净热值等的计算方法。

5.12烟点指标上三个方法基本一致。

5.13萘系烃含量指标上，SH方法与ASTM方法基本原理相同，但是ASTM方法分浓度范围0.03-4.25%（v/v）（系列稀释物法）和0.08-5.6％（v/v）（替代的100mL稀释法）的两类分别讨论，SH方法无具体浓度范围要求。

5.14铜片腐蚀指标上三个方法基本一致。

5.15热氧安定性指标上，GB方法与ASTM方法原理基本一致。

在GB中，允许两种合适型号的仪器（符合ASTM-85版标准要求的早期仪器），具体操作如泵送方法、热电偶校准等均与新ASTM方法中仪器要求有一定区别。

5.16实际胶质指标上，三个标准均采用喷射蒸发法，对喷气燃料用IP540方法测试包括空气法和蒸气法两种操作方法，而ASTMD381和GB/T8019等方法只有蒸气法一种操作方法（空气法是对于航空汽油而言的）。

5.17水分离指数指标ASTMD3948和SH/T0616测试方法等效，但ASTM方法用于JetA、JetA-1、JetB、MILJP-5、JP-4、JP-8等燃料；而SH/T方法用于1，2，3号喷气燃料，高闪点喷气燃料，宽馏分喷气燃料等。

5.18电导率指标三个标准测试方法相同，但DEF/ASTM和AFQRJOS规格标准修改了上限控制要求（50-600pS/m）。

此外，ASTM测试方法比GB方法多了有关管线系统内动态测量的内容。

5.19磨痕直径指标上三个方法基本一致。

5.20综上所述，从四个标准近些年的演变情况来看，越来越多的自动方法被采纳进来，从而提高了航煤检测的速度和效率，缩短了流程，增强了方法的快速易行性。

但是大多数仲裁的方法为经典手动方法，说明自动方法在精密性和准确性上还有待加强。

四个标准平行比较来看，测试原理和方法上差别不大，主要不同在于一些适用范围上。

6.我国国标与英国国防部标准的比较分析比对实验

6.1分析国标与英国国防部标准规格值和测试方法不一致的项目

作为我国进口航空煤油检验的主要依据，英国国防部标准DEFSTAN91-91与我国三号喷气燃料国家标准GB6537在规格标准和测试方法上存在一定差异。

通过比较（具体指标规格及检测方法，参加附件1和附件2），得出GB6537与DEFSTAN91-91标准之间的主要差异如表5所列。

表3–GB6537与DEFSTAN91-91标准规格指标的主要差异

DEFSTAN91-91/6-1－1

GB6537-2006

组成：

or总芳烃,v/v%

≤26.5（IP436/ASTMD6379）

烯烃含量,v/v%

≤5.0（GB/T11132）

总硫含量,m/m%

≤0.30（IP336or107等/ASTMD1266orD2622等）

≤0.20（GB/T380）

硫醇性硫,m/m%

≤0.0030（IP342/ASTMD3227）

≤0.0020（GB/T1792）

挥发性：

馏程

报告（IP123/ASTMD86,下同）

报告（GB/T6536,下同）

20%回收温度,℃

报告

50%回收温度,℃

报告

≤232

密度,kg/m3

775.0-840.0（15℃,IP365/ASTMD4052）

775-830（20℃,GB/T1884,1885）

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