國內(nèi)外清潔汽車燃料規(guī)格現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、國內(nèi)外清潔汽車燃料規(guī)格現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,中國石油化工股份有限公司 石油化工科學研究院楊國勛,電動巡邏車 http://www.chinachijie.com/ wenku1,目 錄,1 前言2 國外清潔汽車燃料的規(guī)格現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1車用汽油規(guī)格 2.1.1 美國車用汽油 2.1.2 歐洲車用汽油 2.1.3 世界燃油規(guī)范限 2.2 車用柴油規(guī)格 2.2.1 美國柴油 2.2.2 歐洲車用

2、柴油 2.2.3 世界燃油規(guī)范 2.3 其它用途的柴油3 我國清潔汽車燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢 3.1 車用汽油規(guī)格 3.1.1 我國現(xiàn)行的車用汽油標準 3.2.1 我國今后車用無鉛汽油標準的發(fā)展趨勢 3.2 柴油規(guī)格 3.2.1 我國最新修訂的輕柴油標準 3.2.2 我國正在制定的車用柴油標準 3.3 代用燃料4 小結(jié),前 言,車用汽油和柴油是內(nèi)燃發(fā)動機的主要燃料。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，特別是交通運輸與

3、汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保有量不斷增加，車用汽油和柴油的需求量也隨之增大。另一方面，汽車排放所引起的大氣污染日益嚴重，并已直接威脅到人類健康，它引起了我國政府的普遍關注，因此解決機動車環(huán)境污染問題已成為當前的一項主要任務。 本文主要介紹國外及我國清潔燃料規(guī)格的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為今后清潔燃料生產(chǎn)及使用提供參考。,國外清潔汽車燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢,車用汽油規(guī)格 美國車用汽油 美國1990年發(fā)布的空氣清凈法修正案（CAA

4、A），首先作出了改變汽油組成以減少排放和改善空氣質(zhì)量的規(guī)定，并引導了全球趨勢。 根據(jù)CAAA的規(guī)定，從1992年11月1日起，在CO超標的41個城市供應含氧量為2.7%（m/m）（相當于MTBE 15％（v/v））的汽油。從1995年1月1日至1997年12月31日，在臭氧嚴重超標的9個城市采用簡單方案的新配方汽油，其要求見表1，并要求添加汽油清凈劑。,美國環(huán)保局（EPA）新配方汽油（簡單方案）要求,美國車用汽油,1998－1

5、999年要執(zhí)行新配方汽油第一階段復雜模型，從2000年起要執(zhí)行第二階段復雜模型。復雜模型包括一組方程，它要求汽油中氧含量大于2％(m/m)，苯含量不大于1.0％(v/v),并將蒸氣壓、苯、芳烴、硫、烯烴、含氧化合物及蒸餾性質(zhì)代入方程中以計算排放值，根據(jù)排放降低率是否符合該模型要求來判斷汽油是否合格。復雜模型對新配方汽油要求見表2。,美國環(huán)保局（EPA）新配方汽油復雜模型要求,美國基礎汽油規(guī)格,美國環(huán)保局（EPA）新配方汽油復雜模型限值,

6、美國車用汽油,美國環(huán)保局（EPA）在2000年2月公布了Tier2污染控制標準，該標準將從2000年4月10日生效。要求2005年煉油廠生產(chǎn)的汽油平均硫含量在30μg/g以下。 美國新配方汽油的要求日趨嚴格，特別隨著汽車排放限值的嚴格，對汽油中硫含量要求更進一步減少。,美國加州第2階段新配方汽油規(guī)格,美國車用汽油,車用汽油有害組分限值的確定，應建立在不同組分與汽車排放關系大量實驗數(shù)據(jù)基礎上，這樣建立的數(shù)學模型才有指導意義。而

7、且，各汽油組分對排放的影響不盡相同，因此，在滿足排放限值的基礎上，每種組分的限值可在一定范圍內(nèi)變化。同時，應根據(jù)不同排放標準的要求，對汽油組成及有關性質(zhì)采取分地區(qū)、分階段的分步方式實施。,歐洲車用汽油,歐洲幅員較大，發(fā)展也不平衡。在推進汽油無鉛化的同時，歐盟制定了完全與排放法規(guī)要求相適應的汽油標準，這就是EN 228車用無鉛汽油標準，它的發(fā)展變化如表6。,歐洲汽油標準變化,,歐洲輕型汽油車排放限值1）,,世界燃油規(guī)范,1998年6月，在

8、比利時布魯塞爾舉行的世界燃油會議上，由美國、歐洲和日本汽車制造商協(xié)會和發(fā)動機制造商協(xié)會，共同代表汽車制造者，提出了對汽車燃油的要求，稱之為“世界燃油規(guī)范(world-wide fuel charter)”。它把對汽車燃油的要求分為4類。,世界燃油規(guī)范,由于世界各國對汽車排放的限值和測量方法不同（如美國和歐洲），其數(shù)值沒有可比性。而且，某一類燃油要求并不具體對應某一排放要求。因此，世界各國應根據(jù)各自的排放限值及測量方法，參考世界燃油規(guī)范，

9、制定自己的排放限值和測量方法及相適應的燃油標準。正如歐盟所做的那樣，每一類排放要求具體對應這一階段的燃油標準，一步一步有計劃有目標的向前推進。而不必照搬世界燃油規(guī)范。,世界燃油規(guī)范汽油主要指標,車用柴油規(guī)格,美國柴油 美國沒有專門的車用柴油標準，只有ASTM D975柴油標準，但由于稅收及環(huán)保的原因，對在公路上行駛的柴油汽車，必須使用2-D低硫柴油。美國由于傳統(tǒng)及習慣的影響，柴油小汽車很少，一般使用重負荷柴油汽車。因此，車用柴油的

10、要求較歐洲較為寬松。但是，美國環(huán)保局要求從2006年6月1日起，對重負荷柴油汽車排放要求大大加嚴，柴油車必須安裝尾氣催化轉(zhuǎn)化器及顆粒捕集器。因此，車用柴油的硫含量要降至15μg/g以下。,美國柴油標準主要技術(shù)指標,,歐洲車用柴油,歐洲是柴油汽車使用最多的地區(qū)，柴油小汽車使用量更是居世界之首。1999年歐洲使用的小汽車中柴油小汽車占30%以上，其中西班牙銷售的柴油小汽車超過汽油小汽車。因此，歐洲對車用柴油的要求是隨著排放限值的加嚴而逐步提

11、高的，其規(guī)格為EN 590車用柴油標準，歐洲車用柴油規(guī)格變化如表10。,歐洲車用柴油標準變化,,歐洲輕型柴油車排放標準及限值1),,世界燃油規(guī)范,世界燃油規(guī)范對車用柴油的要求見表12。,世界燃油規(guī)范車用柴油主要指標,,其它用途的柴油,柴油除用于車用外，還用于農(nóng)用（如拖拉機）、船用、鐵路機車用、礦山用、建筑工業(yè)用、發(fā)電用和民用等各個方面。對車用柴油隨著排放限值日益嚴格要求越來越高外，世界各主要國家對其它用途的柴油也制定了不同的規(guī)格見表13

12、。,國外柴油用途及相關標準,,,我國清潔汽車燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢,車用汽油規(guī)格 我國現(xiàn)行的車用汽油標準 根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的要求，制定了GB 17930-1999“車用無鉛汽油”國家標準，其主要技術(shù)要求見表14。該標準已于2000年1月1日在全國范圍內(nèi)實施。該標準的實施，意味著我國車用汽油跨過了“高標號化”和“無鉛化”兩步，并邁出了“組分優(yōu)化”的步伐，使汽油質(zhì)量明顯提高，能滿足汽車達到歐洲Ⅰ號排放的要求。,車用無鉛汽油標

13、準主要項目的技術(shù)要求,我國今后車用無鉛汽油標準的發(fā)展趨勢,汽車工業(yè)的發(fā)展以及汽車排放標準的日趨嚴格，對我國車用汽油的質(zhì)量提出了更高的要求。我國車用汽油在實現(xiàn)高標號化和無鉛化后，今后主要面臨的是組分優(yōu)化的問題。其主要內(nèi)容包括苯、芳烴、烯烴、硫、含氧化合物、蒸氣壓和餾程所涉及的問題?，F(xiàn)分別介紹今后車用汽油標準中上述內(nèi)容發(fā)展方向。,蒸氣壓和餾程,美國和歐盟等國家的蒸氣壓和餾程按照不同地區(qū)和季節(jié)詳細劃分，其中美國還采用氣/液比表征。在我國現(xiàn)行的

14、汽油標準中，蒸餾特性全年不論氣溫變化和地理位置只有一種規(guī)定，而蒸氣壓也只按冬季和夏季分成兩段。對于我們這樣一個大國來說，此規(guī)定雖然已經(jīng)使用多年，但與國外標準相比顯得粗糙一些。應根據(jù)我國對環(huán)境排放的要求、汽車發(fā)動機設計要求及我國每年的氣溫變化情況進行專門研究，訂出汽油蒸氣壓和餾程特性的更詳細分類。,硫含量,硫含量是汽油中與腐蝕和環(huán)保有關的重要項目。所有硫化物在燃燒后生成的二氧化硫和三氧化硫排放至大氣中污染環(huán)境，并且在與生成水相遇后會產(chǎn)生具

15、有腐蝕性的酸性物質(zhì)，腐蝕發(fā)動機及曲軸箱部件。 硫會導致催化轉(zhuǎn)化器的催化劑對有毒排放物轉(zhuǎn)化效率降低，并可導致高溫尾氣氧傳感器靈敏度下降而使排放增加。 硫含量還影響現(xiàn)代汽油發(fā)動機汽車現(xiàn)場排放診斷的準確性，導致車輛行駛后期因診斷錯誤而引起排放增加?？傊蚝渴乾F(xiàn)代汽車對汽油的重要指標。世界各國汽油標準中硫含量均呈下降趨勢。,硫含量,歐盟各國于1996年開始執(zhí)行歐洲II號排放標準，EN 228－98無鉛車用汽油標準規(guī)定

16、從1995年開始，硫含量降至0.05%(m/m)以下。我國要求從2004年7月1日起按照歐洲II號控制汽車排放。因此，應在此之前將硫含量控制在0.05%(m/m)以下。,苯含量,苯是催化重整汽油中具有較高辛烷值的組分，但是它也是公認的致癌物。它在汽油中由于蒸發(fā)和燃燒后排放到大氣中對人類健康帶來直接影響。因此，世界各國均將降低苯含量作為對環(huán)境有利的措施。如果要達到歐洲III號排放限值，必須把苯含量控制在1%（v/v）以下。,芳烴含量,芳烴

17、是一種具有較高辛烷值和熱值的汽油調(diào)和組分。但是它燃燒后會導致致癌物苯的形成，并增大CO2的排放。 2004年我國執(zhí)行歐洲II號排放限值后，汽油標準中芳烴含量控制在40%(v/v)以下。,烯烴含量,烯烴是一種具有較高辛烷值的汽油調(diào)和組分。但它是比較活潑的烴類，揮發(fā)到大氣后因發(fā)生光化學反應而加速臭氧的形成，使環(huán)境受到嚴重污染。另一方面，由于烯烴對熱的不穩(wěn)定性，它易使發(fā)動機和發(fā)動機進氣系統(tǒng)形成膠質(zhì)和積炭。由于我國煉油加工手段與國外不

18、同，催化裂化汽油是主要調(diào)和組分，因此我國車用汽油中烯烴含量較高。近期內(nèi)不可能將我國汽油中烯烴降至歐美水平。隨著今后重整、烷基化和異構(gòu)化等高辛烷值調(diào)和組分的增加及降低催化裂化汽油烯烴含量的催化劑的工業(yè)應用，我國汽油中的烯烴含量會進一步下降。建議在2004年之后我國汽油標準中烯烴含量控制在30%(v/v)～35%(v/v)。并考慮芳烴與烯烴對排放的綜合影響，芳烴加烯烴的總量控制在60%(v/v)。,氧含量,汽油中加入含氧化合物可減少尾氣中C

19、O的排放，但含氧化合物體積熱值比汽油低，大量加入將影響汽車發(fā)動機的性能。因此，一般均規(guī)定汽油中氧含量不大于2.7%(m/m)。,清凈劑,汽油清凈劑可減少噴嘴、進氣閥、燃燒室和汽化器中沉積物的生成，并使上述部件得到清潔，尤其對烯烴含量較高的汽油其功效更加明顯。因此，應在所有車用汽油中加入清凈劑，并盡快建立清凈劑評價手段和對車用汽油清凈性的要求。,預計2004年車用無鉛汽油標準主要項目的技術(shù)要求,柴油規(guī)格,我國最新修訂的輕柴油標準

20、新修訂的輕柴油標準與GB 252－94的主要差異有：1.在標準中質(zhì)量水平只設一個檔次；2.增設5號輕柴油牌號； 3.將硫含量修訂為不大于0.2%(m/m)；4.氧化安定性總不溶物修訂為不大于2.5mg/100mL。 修訂后的新標準將使我國輕柴油的整體質(zhì)量水平有顯著提高，并與國際水平一致，該標準將于2002年1月1日在全國實施。,修訂后的輕柴油主要項目技術(shù)要求,我國正在制定的車用柴油標準,據(jù)統(tǒng)計，我國輕柴油中車用柴油僅占1/3左右

21、，今后若干年也不會有突變。其余為農(nóng)用、船用、鐵路機車用、礦山用、建筑工業(yè)用、發(fā)電用和民用等，其中農(nóng)用近1/2，鐵路機車用約1/10，其它用1/10左右。這些不同用途也決定了應該使用不同種類的輕柴油，以達到經(jīng)濟效益的最佳化。因此，不必要將我國所生產(chǎn)的全部輕柴油向國外車用柴油標準靠攏，而只需要制定滿足不同需要的柴油標準，并加以實施。 從2000年至2001年，我國已開始參照歐盟EN 590-1998制定車用輕柴油國家標準，該標準的

22、主要技術(shù)要求見表17。該標準的柴油可滿足歐洲Ⅱ號的排放要求。,正在制定中的車用柴油標準主要技術(shù)要求,代用燃料,目前使用最廣泛的代用燃料是壓縮天然氣（CNG），液化天然氣（LNG）和液化石油氣（LPG）。我國已制定了壓縮天然氣和液化石油氣產(chǎn)品標準，其主要技術(shù)要求見表18和表19。,汽車用壓縮天然氣主要技術(shù)要求(GB 18047-2000),車用液化石油氣規(guī)格主要指標（SY7548-1998）,小 結(jié),近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人們對環(huán)