航空煤油
航空煤油(Jet Fuel)，学名喷气燃料，别名无臭煤油，是根据飞机发动机的性能和飞机的安全特别研制，多用于喷气式飞机、中大型飞机。
航空煤油是一种液态碳氢燃料，主要成分是为C9~C22烷烃，其碳数范围主要集中在C8~C15，沸程为160~300℃，平均相对分子量在200~250之间。它组成元素主要有：碳、氢、氧、氮、硫五种，此外还有微量元素和其他非金属元素。金属元素有钒、、铁、钙等，非金属元素有硅、磷、、碘等。
航空煤油具有密度适宜、热值高、燃烧性能好、清洁度高、硫含量少、对机体腐蚀小的特点，能够迅速、稳定、完全燃烧，可满足寒冷地区和高空飞行对油品流动性的要求，此外，其有一定刺激性，会危害人体健康。
发展历史
第二次世界大战末期，英、空军开始使用涡轮喷气飞机，英国使用RDE/KER标准的灯用煤油，其中加入1%轻度润滑油保证油泵润滑，这是世界上最早使用的航空煤油。
1951年，英国颁布了第一个煤油型航空涡轮航空煤油标准DERD 2486，1952年颁布了高闪点航空煤油标准DERD 2488。1957年，对煤油型航空煤油制定新的标准DERD 2494。至此，英国航空煤油已基本定型。1967年颁布的DERD 2453和DERD 2454高闪点航空煤油标准只是为了适应军用。
美国初期的军用喷气燃料为低冰点的煤油，名为JP-1，于1944年颁布了AN-F-32标准，是世界上第一个喷气燃料标准。由于其来源有限而被迫发展含有汽油-煤油馏分的宽馏分燃料，最后确定JP-4这一品种，成为美国空军的主要航空煤油，于1950年颁布正式批准。但美国海军舰载机为了舰船安全，使用高闪点煤油，于1952年颁布了JP-5标准。20世纪50年代中期至60年代中期，为了适应高空及超音速喷气式飞机发展，又先后开发了JP-6和JP-7作为特殊用途燃料。20世纪60年代末，美国空军为了取代低闪点的JP-4而发展煤油型的JP-8，于1976年首次颁布该燃料标准。
前苏联在20世纪40年代中期最初使用拖拉机煤油作为航空煤油，1949年正式颁布了第一个煤油型航空煤油T-1标准。50年代，前苏联大量开发含硫原油，于1954年颁布TC-1航空煤油标准，成为其主要的航空煤油。之后，为了适应高性能飞机要求，开发了密度较大的高闪点T-5航空煤油，同时开发了宽馏分型的T-2航空煤油作为后备燃料。60年代后，前苏联采用加氢技术，用加氢生成了T-7、PT、T-6，PT是前苏联主要的航空煤油，其还有一种T-8及T-8B航空煤油用于超音速喷气式客机。
中国于1955年底首次试制航空煤油。1961年，中国试验成功结晶点不高于-60℃的1号航空煤油(RP-1)，此外，为了适应需求，开发了结晶点不高于-50℃的2号煤油型航空煤油(RP-2)，直达20世纪80年代末，一直是中国民用和军用航空煤油主要品种。60年代中期，为了扩大来源，开发了宽馏分型的4号航空煤油(RP-4)。70年代中期，为了适应国际通航，开发了符合国际通用JET A-1标准的3号航空煤油(RP-3)，它是中国产量和用量最多的航空煤油。80年代，又陆续开发了用于舰载机的RP-5和特殊用途的RP-6。
民用涡轮螺旋桨喷气客机始于1953年，涡轮喷气客机始于1958年，均使用煤油型航空煤油。美国材料协会于1958年制定了第一个民用航空煤油标准ASTMD。1655年，国际航空运输协会发布了IATA航空涡轮燃料指导材料，成为全世界民用航空普遍采用的航空煤油标准，其中包括JET A、JET A-1和JET B等燃料标准。中国航空煤油民用和军用采用同样的标准。中国民航于1965年开始用国产航空煤油，1966年用于载客飞行。
组成成分
主要成分
航空煤油由不同成分的烷烃、芳香烃和烯烃类的碳氢化合物组成，按照GB 6537-2018，3号航空煤油组成如下，允许的添加剂包括抗静电剂、抗氧化剂、抗磨剂、防冰剂、金属钝化剂。添加剂成分不包含汽油抗震添加剂四乙基铅，因为四乙基铅在燃烧会产生固体氧化铅和铅，在发动机积聚会损害零件。
添加剂
为使航空煤油适应多方面使用条件的需要、世界各国都广泛采用加入添加剂的办法来改善航空煤油的使用特性，一般加入各种微量的添加剂，可使航空煤油的性能和质量得到显著的提高。
抗氧化添加剂：可以抑制燃料系统中活性金属的催化作用 , 防止在燃料中形成氧化油泥和沉积 , 使燃料的贮存安定性得到改善。在美国军用航空煤油标准中批准使用的抗氧化添加剂为：6-叔-丁基-2,4-二甲基酚；2,6-二-叔-丁基-4-甲基酚等。
金属钝化剂：能在金属表面上吸附一层保护膜，或与金属表面生成一层化学膜，起着减少金属对燃料的氧化触煤作用，美国军用航空煤油标准中批准使用的金属钝化剂为N,N ’-二双水扬-1,2-丙二胺等。
腐蚀抑制剂：能防止氧化过程中生成酸性物质 , 抑制与燃料接触的金属表面发生腐蚀。其组成大致为三聚酸及少量的磷酸醋 , 允许加入量不超过5.8毫克/升。
润滑添加剂：可用于提高燃料泵和燃料系统活动部件的润滑性，减少金属间的接触 , 改进油膜的强度 , 防止燃料泵和燃料系统附件的磨损。美国军用喷气燃料标准中规定加入的添加剂为PWA-536。
防冰添加剂：可以防止燃料在低温下出现冰晶，美国公布的防冰添加剂为90%的乙二醇乙醚和10%的丙三醇组成 , 牌号为PFA- 5MB，以直接加入油箱中较为有效。
抗静电添加剂：可以提高航空煤油的电导率，使高速加油或运输等过程中所产生的静电荷迅速逸散 , 以避免静电衍在燃油中集 中 , 故可防止燃料运输或加油时由于静电荷集中而产生爆炸失火的危险。军用标准中批准使用的抗静电添加剂为壳牌化学公司的烯基琥珀酸酐3添加剂。由于污染问题 , 已被杜邦生产的Stadis450(亚矾聚合物、非金属型抗静电剂)代替 。中国国内的T1501因为同样的问题被T1502取代 。
改善燃烧性添加剂：它可使航空煤油的燃烧性能得到改善，如甲基环戊烷二锰添加剂。
杀菌添加剂：它可以起到杀死侵入燃料和油箱中的细菌或抑制细菌殖繁的作用 , 以防止油路堵塞和油箱受细菌侵蚀，如BisborTF 的防菌添加剂。
特种添加剂：可改善对航空煤油有某种特殊要求的性能 。美国军用标准中规定加入的特种添加剂为杜邦JF A-5 , 允许加入量为 3~4磅/每1000桶。
其它添加剂：如热稳定添加剂，美国军用标准热安定燃料MIL-I-25524B中规定加入杜邦的AO-31、DMD两种添加剂即属于此一类 , 它可以提高喷气燃料的热安定性。消泡添加剂 , 可利用它防止燃料因气压降低形成泡沫而导致气塞或破坏正常供油的危险。
性能参数
为了满足寒冷地区和高空飞行对油品流动性的要求，航空煤油需具有热值高、燃烧性能好等特点，为了满足这些特点，国际通行航空煤油需要严格的质量控制检测，检测特征主要包括组成、馏程、燃烧性、流动性、洁净性、润滑性、热稳定性。
组成
航空煤油组成指标主要包括芳烃含量、烯烃含量、总硫含量、总酸值等，这些是衡量油品质量、决定燃烧性能、评价环境污染的重要指标。
馏程
馏程是指在一定温度范围内该石油产品中可能蒸馏出来的各馏分数量和温度的标示。馏程是液体蒸发性大小的主要指标，轻质馏分处于适当水平上，容易实现点燃与启动，如果蒸发性过大，可能会产生较大的气阻。为此，航空煤油需要适当的蒸发性。
燃烧性
燃烧性是指控制产品化学组成的参数，主要影响发动机的生烟性和积炭性，化学组分占比适宜，在多种不同环境条件下能实现迅速、稳定且彻底燃烧。评价指标以净热值、烟点为主，烟点反映航空煤油相对生烟性，烟点高表示生烟倾向性低，净热值表示某种给定燃料所能取得的能够转化为有用功的能量大小，高低影响飞机的动力和续航能力。
流动性
航空燃油需要在低温条件下能顺畅地泵送与通过油滤，确保发动机供油过程的常态化。采用运动黏度、冰点指标测评航空燃油的流动性，冰点是指在降低燃料温度过程中，用肉眼观测到燃料开始产生结晶，在使燃料升温到所生成的结晶全部消失时的最低温度。冰点高低决定燃料使用温度，而高空气温低，故航空燃料冰点要低，在才能在低温条件顺畅地泵送与通过油滤，确保发动机供油过程的常态化。
洁净度
洁净性是航空煤油安全使用的重要指标，洁净性不好的产品可能会导致油料传输与燃烧系统结焦、沉积、堵塞等问题。一般评价项目包括胶质含量：评价油品生胶倾向，即造成积碳的可能性；水反应：评价水和油品能否快速有效分离的指标，油品内掺杂着些许杂质，其会和添加剂共同作用增加油和水之间的相溶性。如果水和航空煤油不易有效分离，会导致油品内水含量偏高，降低煤油的燃烧效率，甚至可能出现明显的细菌生长、繁殖等问题。
润滑性
煤油的润滑性是影响航空煤油综合使用性能的主要指标之一。航空煤油能给喷气发动机的燃料泵与一些流量调控元件润滑，若航空煤油的润滑性欠佳，会导致燃料泵局部出现不同程度的磨损问题，甚至部分场景下燃料控制系统发生卡死。一般采用磨斑直径(WSD)表示航空煤油的润滑剂，WSD越小，表示润滑性越好，GB 6537-2018规定民用航空煤油的WSD≤0.85mm。
热安定性
热安定性表示的是航空煤油抵御热作用影响时维持性质不出现永久性改变的能力。在给定温度与压力条件下，航空煤油的稳定性决定着其热安全性。
类型
国际航空
国际航空运输协会规定了4种航空煤油：JET A、JET A-1、TS-1、JET B。JET系列航空煤油最常用，JET A-1是以煤油为基础，并根据国际标准规格生产。而在美国，另有一种型号的JET A-1煤油，称为JET A。
JET A是适用于中短程运行的高冰点航空煤油，其15℃时的密度为820kg/立方米，冰点为-40℃，闪点为38℃，而JET A-1是适用于远程运行的低冰点航空煤油，由79%烷烃、10%环烷烃、11%芳香烃组成，其15℃时的密度为804kg/m³，冰点为-47℃，闪点为38℃，JET B是宽馏分型航空煤油，相比于JET A航空煤油，它在煤油中添加了石脑油，增强了其低温时的工作性能，其凝点≤-60℃。
JET A、JET A-1和JET B是民用喷气发动机和涡浆发动机飞机最常见的航空煤油，JET A是一种在美国各地使用的航空煤油燃料，设计用于苛刻的飞行条件下；JET A-1是一种在美国境外广泛使用的航空煤油燃料。JET B是一种石脑油-煤油混合物，主要用于寒冷气候，如加拿大北部和阿拉斯加州等地区。虽然它在较低的温度下工作更有效，但它也更易挥发，因此在高海拔地区就会表现出更大的蒸发损失。此外，它在地面上有更大的火灾危险，使飞机失事的生存能力降低。TS-1航空煤油是符合前苏联标准的航空煤油，和中国许用的航空煤油RP-3存在一定的差异，该标准只有前苏联采用。
中国
中国生产的航空煤油以RP系列为主，按照性质分为煤油型、宽馏分型和高闪点型。煤油型又分为1号航空煤油、2号航空煤油和3号航空煤油；宽馏分型有4号航空燃油，高闪点型有高闪点航空燃油。
1号航空煤油（RP-1）是50年代中期试产航空煤油的第一个品种，一直未占主导地位，适用于寒冷地区，可用于军用飞机和民航飞机；2号航空煤油(RP-2)其质量主要特点是结晶点为-50℃和闪点为28℃，可用于军用飞机和民航飞机，适用于一般地区；3号航空（RP-3）煤油在15℃的密度为788~845kg/立方米，冰点为-46℃，闪点为≥60℃。它热值高、燃烧性能好、低温流动性好、洁净度高，现已广泛应用于民用航空飞机和军用飞机。4号航空煤油（RP-4）是宽馏分型喷气燃料，已通过全部试验鉴定程序和试用，但未大量投产，而是作为特殊情况下的应急备用燃油。它轻馏分较多，有利于启动点火，但不适用于炎热地区，一般只用于军用飞机。
5号航空煤油（RP-5）是高闪点航空煤油，它馏程为150~280℃，结晶点不高于-46℃，闪点不低于60℃，含芳香烃体积分数不高于25%，专供海上舰载机使用。6号航空煤油（RP-6）是一种高密度航空煤油，主要用于满足军用飞机的特殊要求。
美国
美国军用航空煤油主要是JP燃料为主，JP-1燃料为窄煤油馏分，未正式在空军中应用，但可用于民航喷气飞机；JP-2也仅做过实验，并未实际使用；JP-3为宽馏分油，该油的蒸汽压为267-374公厘水银柱，易发生汽障；JP-4为直馏产品和热裂化及催化裂化产品，使用最广泛，相比于其他宽馏分油，它蒸气压低，为106-169公厘水银柱，常用于1800公里/小时以下的飞机，但美国空军出于安全考虑，在20世纪90年代逐步淘汰。
JP-5组成与JP-4相同，亦可由加氢裂化制成。在15℃时的密度为788~845kg/立方米，冰点为-46℃，闪点≥60℃，比其他油更重，比重0.85，含硫量0.5%，-40℃时运动黏度为20厘斯，用于速度达3600公里/小时的飞机。它是美国海军使用的高闪点、宽馏分煤油，主要用于航空母舰。
JP-6其馏程为120~290℃，密度0.78~0.84，冰点-51℃，还有RJ-1航空煤油，其馏程为200~320°，密度0.84~0.86，冰点-40℃，闪点+88℃。JP-6和RJ-I均为热安定煤油。JP-6用于速度1800~2400公里/小时的飞机，RJ-I是重煤油，用于速度为2400~3600公里/小时的冲压喷气发动机。
JP-7是20世纪60年代末专为美国空军的SR-71高空超音速侦察机研制的燃料，但直到1970年才颁布该燃料标准。JP-8是在JET A-1上加上了缓蚀剂和防冰添加剂，是最常见的军用燃料之一，它是美国军用通用性航空煤油，于1978年由北大西洋公约组织提出。
制备
化石航空煤油制备
石油炼制
大部分的航空煤油都是来源于原油(石油)的炼制，石油炼制是一种常规的炼制方法，主要是利用分馏技术将原油按不同的沸点分离出不同的油品。通过精炼与分离可以得到航空煤油。
非常规原料炼制
有少部分的航空煤油来源于油砂、油母页岩以及以及委内瑞拉超重油等非常规的石油资源。油砂是一种黑色沉积砂（富含天然浙青），委内瑞拉超重油的物理和化学性质与油砂的类似，含氧量、含氮量以及硫成分都比原油中的高，从而导致利用油砂和超重油炼制航空煤油过程中排放的温室气体比传统原油排放量高出10%-25%，利用油页岩排放出的量比传统原油高50%，会加剧温室效应。
煤液化合成
煤合成航空煤油是基于煤气化得到合成气再经费托合成得到液体燃料，主要包括三个步骤，首先将煤在空气或氧气和水的介质中进行气化，根据不同的装置，气化温度可在500-1200℃范围内调节，气化压力可调范围大概为30-50bar，气化后的气体产物经净化除杂（如SO2、CO2）、组分调整等工序后得到合成气。再对合成气进行费托合成操作，合成一系列的碳氢燃料，包括汽油、煤油、柴油和一些高碳数的蜡类化合物（硬蜡、软蜡）。最后经过蒸馏分类分离等操作得到的馏分中含有煤油。
天然气合成
天然气可以用于合成液体航空燃料，首先利用天然气制备成合成气，主要转化方法有部分氧化法、水蒸气重整、自热重整以及热交换重整等，接着经过一系列的除杂等过程得到洁净且适合费托合成的洁净合成气，最后进行高压费托合成制备液体燃料。
生物航空煤油制备
生物航空煤油是用可再生的动、植物油或生物质原料生产的航空煤油。生产生物航空煤油的技术路线可以分为4类。第一类是以动、植物油为原料，经加氢处理和异构化生成航空煤油；第二类是生物质先气化生成合成气，再经费-托(F-T)合成生成合成油，合成油再经加氢改质得到航空煤油；第三类是生物质先经快速热解生成生物油，生物油再经加氢生成航空煤油；第四类是以生物质为原料，通过微生物发酵转化成为生物丁醇，生物丁醇脱水生成丁烯，丁烯再聚合得到生物航空燃料。生物航空煤油其性质与石油基航空煤油接近，能够实现即加即用，是高效、清洁的可持续能源。
动植物油两段加氢法
动、植物油加氢法制备生物航空煤油包括动、植物油加氢处理和加氢异构化两个主要过程。加氢处理过程主要包括加氢饱和、加氢脱氧、加氢脱羧基和加氢脱羰基反应。之后在对动、植物油加氢处理得到的精制油进行加氢异构化，加氢异构化产物进一步分离后，得到轻质馏分、生物航空煤油馏分和生物柴油馏分。
生物质气化/F-T合成/加氢法制备
该方法以纤维素、木质素等生物质为原料，先气化生成合成气，合成气经F-T合成得到合成油，合成油再经加氢裂化、加氢异构化生产生物航空煤油。
生物质热解/加氢法制备
该方法以纤维素、木质素，如树枝、植物秸秆、废木材、废纸等生物质为原料，在常压循环流化床发应器中，在无氧存在的条件下，用热砂快速将生物质加热到500℃左右，生物质在反应器中被热裂解，生成含有机化合物的蒸汽，蒸汽被迅速移出反应器进行快速冷凝，可以获得65%~75%的生物质油。之后对生物质油采用两段加氢法，才制备出生物航空煤油。
生物丁醇路线制备
以生物质为原料，采用生物丁醇法也可制备航空煤油。生物丁醇法制备航空煤油包括生物质发酵转化为丁醇、丁醇脱水制成丁烯，丁烯低聚、加氢精制等环节。传统的生物丁醇制备方法是以玉米、小麦淀粉原料经过糖化发酵制备航空煤油，原料占成本60%~70%。之后将原材料改成木质纤维素、秸秆、玉米芯生产航空煤油，有效降低了成本。
安全事宜
储存
在储存航空煤油时，需要采取措施防止细菌产生。储存地点要设在阴凉通风、有防火措施的地方。储存需做到专罐专用，定期清洗，严禁混入水分和机械杂质，各种铜质设备不宜与航空煤油直接接触，以免铜离子污染油品，致使胶质增大，影响使用。长期储存时，要采取措施防止及减少燃料中添加剂的损耗及水分的聚集，水分会使航空煤油冰点提高，危及飞行安全。
使用
航空煤油是二级易燃液体，属于《危险化学品目录（2015版）》列明的化学品，联合国危险货物编号UN1223，危险货物类别为3类，因此，在运输、储存及使用时应注意防火、防爆、防静电。在加入飞机油箱前要严格过滤，排除杂质和水分。运输和使用过程中的各级过滤器要定期更换，以保证其过滤效果。此外，加入航空煤油的抗静电添加剂的电导率会随着时间延长而自然衰减，环境和气温变化、输转、装运也会影响油品的电导率。为此，需要定期测电导率，当电导率过低(＜50pS/m)时，需加入T-501抗静电剂，以避免发生静电失火。
健康危害
在航空煤油的输送、储存、作业过程中，一些有害物质会通过呼吸、皮肤和消化道侵入人体，其中通过呼吸引起的危害最为普遍。吸入高浓度煤油蒸汽，会导致乏力、头痛、酩酊感、甚至恍惚，出现共济运动失调的症状；吸入煤油会刺激口腔、喉咙和胃肠道，出现与吸入中毒相同的中枢神经系统症状；皮肤接触煤油会出现灼烧感，触及煤油的皮肤会日益变得粗糙、瘙痒；煤油蒸气还可能引起眼部及呼吸道刺激症状。
参考资料
【商品检验】航空煤油小知识.上观新闻.2023-09-10
航空煤油科普.中国航空新闻网.2023-09-10
喷气式飞机用煤油，难道汽油不够“香”？.中国科学技术馆.2023-09-13
放油没错，但不能搞错高度和位置.光明网.2023-09-14
解读｜航空煤油商品知识及检验监管.海关发布.2023-09-10
客机空中紧急放油致地面26人伤，油那么贵为啥还要白白放了？.上海科普网.2023-09-20
成都航空ARJ21飞机TS-1燃油试飞任务圆满完成.搜狐.2023-09-21