标准化作业程序在可持续航空燃料调合稀释过程中的研究与应用

刘博勋，王进，周建良，岳炜杰，刘全军，白青松

（中航油（北京）机场航空油料有限责任公司，北京102600）

　　摘要：文章旨在探究标准化作业程序在可持续航空燃料调合稀释过程中的应用。通过对相关标准化作业指导手册和民用航空燃料相关行业标准的深入研究，结合实际生产作业过程，文章概括了可持续航空燃料生产过程中最为重要的调合与稀释步骤的作业流程，实现了生产过程精确化、标准化，从而形成了一套实用性强、参考性高、流程明晰的可持续航空燃料调合和稀释的标准化作业程序，得出了相关结论并提出了具体的应用建议，旨在为相关领域的研究和实践提供参考。

　　0引言

　　党的二十大报告对“加快发展方式绿色转型”提出明确要求,强调“推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节”。党的二十大报告明确提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和,加快规划建设新型能源体系。民航局出台的《“十四五”民航绿色发展专项规划》中要求加快可持续航空燃料领域标准研制，促进关键技术产业化发展；并要求可持续航空燃料商业应用取得突破，力争2025年当年可持续航空燃料消费量达到2万吨以上。标准化作业程序是以生产作业为中心的一套程序化作业体系，近年来也被越来越多的生产单位所推崇与认可。将标准化作业程序应用于绿色、低碳、环保的可持续航空燃料的生产环节中，对于企业和生产单位来说都具有重要的意义。

　　1标准化作业程序简介

　　1.1标准化作业程序的意义

　　近年来，标准化作业程序（standard operating procedure，SOP）在海内外得到广泛应用。该管理方法通过对各项作业进行标准化和规范化的处理，确保所有业务均受到严格的质量体系跟踪和控制。其主要目的在于对需要多流程、多环节操作的生产工作进行指导和规范，关注关键环节乃至整个工作流程，有效控制工作风险，确保工作安全性和质量在全过程中可控和受控，进而达到提高工作效率、规范操作流程、减少错误和降低风险的目的[1]。

　　1.2标准化作业程序的核心要素

　　标准化作业程序的核心要素主要分为标准操作程序、工具和设备标准化、人员培训和资质认证[2]。标准操作程序是标准化作业的基础，确保了生产流程的一致性、可靠性和可预测性，提供了清晰、详细的操作指南，使得操作人员可以根据既定的步骤进行作业；工具和设备标准化能够避免因为工具和设备上的差异导致的生产过程和结果的不确定性，也使得维护和维修变得更加简单；人员培训和资质认证是确保标准化作业得以实施的关键，确保作业人员能够具备所需的技能和知识，不仅能够提高生产效率，还可以提升操作人员的安全性。

　　1.3推行标准化作业程序的必要性

　　实施SOP对企业在生产效率、产品质量、成本控制、员工技能提升等方面均可产生积极的效果。一方面，SOP能够优化生产流程，消除无效环节和避免重复劳动，显著提升生产效率；另一方面，通过建立严格的质量控制体系，SOP有助于降低产品缺陷率，提升客户满意度，进而增强企业的市场竞争力和品牌声誉。此外，SOP通过为员工提供明确的操作规范和指导，培养了员工的标准化意识和规范操作习惯，有助于提高员工的综合素质[3]。总的来说，标准化作业程序的推行，为企业带来了综合性的效益，是提高企业综合竞争力的有效途径。

　　2可持续航空燃料的简介和前景

　　2.1可持续航空燃料简介

　　可持续航空燃料（sustainable aviation fuel，SAF）已在全球航空业中被广泛认可，SAF凭借其出色的清洁性、低碳属性以及与现行航空燃料系统的兼容性和易用性，被认为是实现中短期“双碳”目标的关键能源选择。与传统的化石燃料不同，SAF的主要来源是可再生的生物质原料，比如植物种子和秸秆，这展示了其在促进向低碳乃至负碳排放转变方面的巨大潜力[4]。

　　2.2可持续航空燃料发展的现状

　　当前全球SAF市场正处于快速增长期，市场规模逐年增大，年复合增长率高达60%。《2030年前碳达峰行动方案》明确提出推进SAF等替代燃料的使用，民航业积极响应，表明要加速自主技术研发和适航审定过程，力争在2025年可持续航空燃料消费量达到2万t以上，并在全国民用航空机场推广应用。这些行动和增长曲线深刻体现了当前民航业在减少温室气体排放和应对气候变化挑战方面的尝试和努力。

　　2.3可持续航空未来发展方向

　　未来，SAF的发展焦点主要包括扩大生产规模、降低成本、提高技术效率以及争取更多政策扶持等关键领域。作为一个航空大国，中国已将SAF的研究与应用整合进国家科技发展规划中，旨在构建一个覆盖全产业链的负碳航空燃料保障体系，推进从炼制到储运再到加注的产业链模式实践。

　　3标准化作业程序在可持续航空燃料调合与稀释过程中的应用

　　虽然SAF是一种全新的民航飞机用燃料，但目前机场油库在制定SAF的标准化收储发作业程序方面依然拥有独特的优势，其优势主要源于现有机场油库具备完整的喷气燃料收储发设备及设施，且传统喷气燃料的保障流程已经十分成熟。最主要的是，目前航空公司对SAF的需求还是基于与传统航空燃料掺配使用的基础上，且掺配后的混合燃料中传统喷气燃料还是占据极高的比重。因此，对于制定SAF的标准化作业程序来说，传统喷气燃料的标准化作业程序依旧具有极大的参考价值和借鉴意义[5-7]。

　　与传统航空燃料保障过程相比，SAF的生产工艺主要在调合与稀释这两个步骤上呈现出新的流程特点，其余环节与传统喷气燃料流程所差无异。这也是目前SAF与传统航空燃料在标准化作业流程中的最主要区别。因此，想要完全实现SAF在收储发过程中的标准化，制定调合与稀释步骤的标准化流程就成为最为首要的任务之一[8]。

　　3.1调合过程标准化作业流程

　　相较于传统航空煤油的单一油品需求，没有油品种类与浓度区分的情况，SAF的加注过程需根据各航空公司的具体需求进行调整。目前可以通过SBC（组分烃）与传统喷气燃料混合掺兑形成含量不同的SAF，这也是调合需要达到的首要目的[9]。

　　3.1.1判断调合作业条件

　　开展调合作业的机场油库应分别设置用于存储SBC的专用油罐和用于调合的专用储罐，上述储罐收、储、发、胀压及排污系统工艺应与传统喷气燃料工艺完全隔离。此外，用于调合的储罐应具备确保调合均匀的工艺或装置，且与机坪管网系统完全隔离[10]。

　　无论是新建一座用于开展调合作业的储油库，或是利用原有机场油库设备设施进行改造，首要任务都是建立一套全面完整的能够有效满足SBC接收、储存及调合工艺要求的设备设施，需要满足以下条件：

　　（1）接收油库应设置用于储存调合后的专用调合储油罐，还应设置SBC接收储存的专用储油罐，新设置的系统工艺与原传统喷气燃料工艺完全隔离。

　　（2）接收、调合SBC工艺应优先选择在中转油库或配送中心进行。如果机场油库具备独立的接收、调合工艺和足够的库容，经专项风险评估认可后，也可以在机场库进行调合，但SBC接收储罐应与机坪管网系统隔离。

　　（3）在开展调合作业前，应取得民航局“CTSOA证书以调合的项目单”认证[11]。

　　（4）在参与调合前，一切产品应满足要求，禁止将不同工艺SBC同时与传统喷气燃料进行调合。参与调合的SBC及传统喷气燃料需进行过质量检验，且符合各自产品规格要求，并保证全部产品自调合开始至生产完成的过程中，各自质量溯源信息清晰有效。

　　（5）不是所有的传统喷气燃料均能参与调合。SBC几乎不含芳烃，密度指标偏低（730～770kg/m³），冰点指标偏高（≤-40.0℃），调合后SAF的芳烃含量指标要求不低于8.0%，密度和冰点指标均要符合传统喷气燃料指标要求。

　　3.1.2确认调合作业方式

　　根据机场储油库设备和设施的差异化，目前的主流调合方式主要有在线调合、顺序机械调合和混合倒罐调合三种模式。根据机场储油库实际情况、工艺设备等的差异以及实际需求量的不同，三种调合方式在不同的应用场景上都存在优势与不足。对于机场储油库来说，最佳的调合方式需要根据航空公司加注需要和自身的实际情况来有效判断选择。

　　（1）在线调合指两种待调合产品通过安装在入罐口的管道混合器实现充分调合后进罐。这种调合方式经济实用，调合过程中不需要额外机械能力操作，具有节能性，且调合效率高、效果好。但前提是两种待调合产品体积、输送流量应协调控制精准。这种调合方式通常用于具有大吞吐量、生产航空燃料的炼厂。

　　（2）顺序机械调合指待调合产品顺序进入储罐后，再通过安装在罐外侧的混合器（类似循环泵）和罐内再循环混合系统（一般为喷射搅拌）调合，满足均匀性要求，国内新建炼厂成品罐多采用类似方式实现不同工艺的调合。这种调合方式耗时较长、耗能较多，且调合效果一定程度受管内结构及附件局限（例如内浮顶罐可能无法实现此类改造），但改造难度小，便于操作实施。

　　（3）在线调合或顺序机械调合后再进行倒罐混合可能存在调合后实际指标与计算或小样实验结果存在偏差导致调试结果不合格的情况。需要追加SBC或常规喷气燃料再次调合时，就会考虑使用这种调合方式，这也是调合的一种应急措施。

　　总之，当SBC和传统喷气燃料或SAF之间密度差异很大时，常规顺序混合很难保证均匀性。即便是采用顺序机械调合方式，当底油数量较大或密度差异较大时，也可能会出现局部调合不均匀现象。所以当调合达到一定规模时，应优先考虑在线调合。

　　3.1.3开展调合操作

　　调合前，掌握待调合燃料出厂质量合格证指标信息，数据应清晰有效。分别取待调合样品，测算可接受的最大调合比例，并按此比例进行实验室小样掺配，重点关注密度、冰点、芳烃含量等指标，确认调合SBC体积比和质量比。调合燃料容器分别进行底部排污检查，确保燃料无水分杂质后，严格按规定的量进行调合，应确保不同燃料的入罐流量能按规定的调合体积比例进行。

　　调合结束后静置至少30min，之后分别取油罐顶部、上部、中部、下部、底部样品检查油罐密度分层情况，如果各层密度最大差值未超过±3kg/m³且均在指标范围，取上述点样的混合样送实验室，并按照交接过程的标准进行全规格项目检验，否则需要继续调合直到密度最大差值满足指标范围。

　　针对异常情况，如果多次调合仍存在密度分层，但各层密度均符合指标要求的，应取各层样品送实验室进行检验，并对密度最低样品进行馏程、密度、冰点、芳烃含量测试。当出现调合指标不合格时，应参考采取在线调合或顺序机械调合后再进行倒罐混合的方式，或者进一步降低SBC比例后再次调合，确保调合后SAF符合规格要求。

　　3.2稀释过程的标准化作业流程

　　不同于调合，稀释过程是将合格SAF与合格传统喷气燃料进行掺配，目的是进一步降低SBC含量，是SAF保障过程中的常规操作，这可能发生在SAF接收、储存或发出环节。相比较调合过程而言，稀释过程相对简单且步骤较少。

　　在稀释前，应计算参与稀释的合格SAF和合格传统喷气燃料的质量，保证稀释后的SBC含量满足航空客户的要求，必须记录并向相关人员传达稀释后的SBC含量值。

　　稀释方式优选为向储存SAF的专车或专罐内注入传统喷气燃料，选择的传统喷气燃料密度应尽可能与SAF接近。稀释后应关注SAF密度分层现象，通常无需额外处理。

　　需要特别说明的是，只要确保稀释前的SAF和传统喷气燃料指标符合对应标准要求，如果稀释后燃料SBC含量不高于3%，则可根据商业需求选择作为传统喷气燃料处理或SAF处理；如果SBC含量不低于3%，则应作为SAF处理。

　　4结语

　　标准化作业流程在可持续航空燃料生产过程中的应用，不仅为企业带来了明显的生产效益，还为员工提供了一个更为安全、有序的工作环境。可持续航空燃料作为能够实现民航绿色发展的新能源，虽然目前还处于产量较低的生产水平，但是下一步伴随着国家和民航业的绿色低碳发展，巨大的市场需求势必会推动规模化的生产，进而标准化作业程序在生产全过程中的重要性也会愈发凸显。然而，在标准化的推进过程中仍然面临一些挑战，这需要持续推动并不断创新改进。只有这样，采用标准化作业程序的可持续航空燃料生产单位才能真正从中受益，不断增强自身的竞争力，确保标准化作业与时俱进，满足不断发展的生产需求。