国内外清洁汽车燃料规格现状及发展趋势.

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1、国内外清洁汽车燃料规格 现状及发展趋势中国石油化工股份有限公司 石油化工科学研究院 杨国勋目 录1 前言 2 国外清洁汽车燃料的规格现状及发展趋势2.1车用汽油规格2.1.1 美国车用汽油2.1.2 欧洲车用汽油2.1.3 世界燃油规范限2.2 车用柴油规格2.2.1 美国柴油 2.2.2 欧洲车用柴油2.2.3 世界燃油规范2.3 其它用途的柴油 3 我国清洁汽车燃料的规格及发展趋势3.1 车用汽油规格3.1.1 我国现行的车用汽油标准3.2.1 我国今后车用无铅汽油标准的发展趋势3.2 柴油规格3.2.1 我国最新修订的轻柴油标准3.2.2 我国正在制定的车用柴油标准3.3 代用燃料 4

2、小结前 言车用汽油和柴油是内燃发动机的主要燃料。随着国民经济的发展，特别是交通运输与汽车工业的发展 ，汽车保有量不断增加，车用汽油和柴油的需求量也 随之增大。另一方面，汽车排放所引起的大气污染日 益严重，并已直接威胁到人类健康，它引起了我国政 府的普遍关注，因此解决机动车环境污染问题已成为 当前的一项主要任务。本文主要介绍国外及我国清洁燃料规格的现状及 发展趋势，为今后清洁燃料生产及使用提供参考。国外清洁汽车燃料的规格及发展趋势车用汽油规格美国车用汽油美国1990年发布的空气清净法修正案（CAAA），首先作 出了改变汽油组成以减少排放和改善空气质量的规定，并引 导了全球趋势。根据CAAA的规定

3、，从1992年11月1日起，在CO超标的41个 城市供应含氧量为2.7%（m/m）（相当于MTBE 15（v/v） ）的汽油。从1995年1月1日至1997年12月31日，在臭氧严重 超标的9个城市采用简单方案的新配方汽油，其要求见表1， 并要求添加汽油清净剂。美国环保局（EPA）新配方汽油（简单方案）要求美国车用汽油19981999年要执行新配方汽油第一 阶段复杂模型，从2000年起要执行第二阶 段复杂模型。复杂模型包括一组方程，它 要求汽油中氧含量大于2(m/m)，苯含量 不大于1.0(v/v),并将蒸气压、苯、芳 烃、硫、烯烃、含氧化合物及蒸馏性质代 入方程中以计算排放值，根据排放降低率

4、 是否符合该模型要求来判断汽油是否合格 。复杂模型对新配方汽油要求见表2。美国环保局（EPA）新配方汽油复杂模型要求美国基础汽油规格美国环保局（EPA）新配方汽油复杂模型限值美国车用汽油美国环保局（EPA）在2000年2月公布 了Tier2污染控制标准，该标准将从2000 年4月10日生效。要求2005年炼油厂生产的汽油平均硫含量在30g/g以下。美国新配方汽油的要求日趋严格， 特别随着汽车排放限值的严格，对汽油 中硫含量要求更进一步减少。美国加州第2阶段新配方汽油规格美国车用汽油车用汽油有害组分限值的确定，应建 立在不同组分与汽车排放关系大量实验数 据基础上，这样建立的数学模型才有指导 意义

5、。而且，各汽油组分对排放的影响不 尽相同，因此，在满足排放限值的基础上 ，每种组分的限值可在一定范围内变化。 同时，应根据不同排放标准的要求，对汽 油组成及有关性质采取分地区、分阶段的 分步方式实施。欧洲车用汽油欧洲幅员较大，发展也不平衡。在推进汽油无铅化的同时，欧盟制定了完全与排放法规要求相适应的汽油标准，这就是EN 228车用无铅汽油标准，它的发展变化如表6。欧洲汽油标准变化欧洲轻型汽油车排放限值1）世界燃油规范1998年6月，在比利时布鲁塞尔举行的 世界燃油会议上，由美国、欧洲和日本汽 车制造商协会和发动机制造商协会，共同代表汽车制造者，提出了对汽车燃油的要 求，称之为“世界燃油规范(w

6、orld-wide fuel charter)”。它把对汽车燃油的要求 分为4类。世界燃油规范由于世界各国对汽车排放的限值和测量方 法不同（如美国和欧洲），其数值没有可比性。而且，某一类燃油要求并不具体对应某一排 放要求。因此，世界各国应根据各自的排放限 值及测量方法，参考世界燃油规范，制定自己 的排放限值和测量方法及相适应的燃油标准。正如欧盟所做的那样，每一类排放要求具体对 应这一阶段的燃油标准，一步一步有计划有目 标的向前推进。而不必照搬世界燃油规范。世界燃油规范汽油主要指标车用柴油规格美国柴油美国没有专门的车用柴油标准，只有ASTM D975柴油标准，但由于税收及环保的原因，对 在公路上

7、行驶的柴油汽车，必须使用2-D低硫 柴油。美国由于传统及习惯的影响，柴油小汽 车很少，一般使用重负荷柴油汽车。因此，车 用柴油的要求较欧洲较为宽松。但是，美国环 保局要求从2006年6月1日起，对重负荷柴油汽 车排放要求大大加严，柴油车必须安装尾气催 化转化器及颗粒捕集器。因此，车用柴油的硫 含量要降至15g/g以下。美国柴油标准主要技术指标欧洲车用柴油欧洲是柴油汽车使用最多的地区，柴 油小汽车使用量更是居世界之首。1999年 欧洲使用的小汽车中柴油小汽车占30%以上 ，其中西班牙销售的柴油小汽车超过汽油 小汽车。因此，欧洲对车用柴油的要求是 随着排放限值的加严而逐步提高的，其规 格为EN 5

8、90车用柴油标准，欧洲车用柴油 规格变化如表10。欧洲车用柴油标准变化欧洲轻型柴油车排放标准及限值1)世界燃油规范世界燃油规范对车用柴油的要求见表12。世界燃油规范车用柴油主要指标其它用途的柴油柴油除用于车用外，还用于农用（如 拖拉机）、船用、铁路机车用、矿山用、建筑工业用、发电用和民用等各个方 面。对车用柴油随着排放限值日益严格 要求越来越高外，世界各主要国家对其 它用途的柴油也制定了不同的规格见表 13。国外柴油用途及相关标准我国清洁汽车燃料的规格及发展趋势车用汽油规格我国现行的车用汽油标准根据国家质量技术监督局的要求，制定了GB 17930-1999“车用无铅汽油”国家标准，其主要技 术

9、要求见表14。该标准已于2000年1月1日在全国范 围内实施。该标准的实施，意味着我国车用汽油跨 过了“高标号化”和“无铅化”两步，并迈出了“ 组分优化”的步伐，使汽油质量明显提高，能满足 汽车达到欧洲号排放的要求。车用无铅汽油标准主要项目的技术要求我国今后车用无铅汽油标准的发展趋势汽车工业的发展以及汽车排放标准的 日趋严格，对我国车用汽油的质量提出了 更高的要求。我国车用汽油在实现高标号 化和无铅化后，今后主要面临的是组分优 化的问题。其主要内容包括苯、芳烃、烯 烃、硫、含氧化合物、蒸气压和馏程所涉 及的问题。现分别介绍今后车用汽油标准 中上述内容发展方向。蒸气压和馏程美国和欧盟等国家的蒸气

10、压和馏程按照不 同地区和季节详细划分，其中美国还采用气/ 液比表征。在我国现行的汽油标准中，蒸馏特 性全年不论气温变化和地理位置只有一种规定 ，而蒸气压也只按冬季和夏季分成两段。对于 我们这样一个大国来说，此规定虽然已经使用 多年，但与国外标准相比显得粗糙一些。应根 据我国对环境排放的要求、汽车发动机设计要 求及我国每年的气温变化情况进行专门研究， 订出汽油蒸气压和馏程特性的更详细分类。硫含量硫含量是汽油中与腐蚀和环保有关的重要项目。 所有硫化物在燃烧后生成的二氧化硫和三氧化硫排放 至大气中污染环境，并且在与生成水相遇后会产生具 有腐蚀性的酸性物质，腐蚀发动机及曲轴箱部件。硫会导致催化转化器的

11、催化剂对有毒排放物转化 效率降低，并可导致高温尾气氧传感器灵敏度下降而 使排放增加。硫含量还影响现代汽油发动机汽车现场排放诊断 的准确性，导致车辆行驶后期因诊断错误而引起排放 增加。总之，硫含量是现代汽车对汽油的重要指标。 世界各国汽油标准中硫含量均呈下降趋势。硫含量欧盟各国于1996年开始执行欧洲II号排 放标准，EN 22898无铅车用汽油标准规定 从1995年开始，硫含量降至0.05%(m/m)以下。我国要求从2004年7月1日起按照欧洲II号 控制汽车排放。因此，应在此之前将硫含量 控制在0.05%(m/m)以下。苯含量苯是催化重整汽油中具有较高辛烷值的 组分，但是它也是公认的致癌物。

12、它在汽油 中由于蒸发和燃烧后排放到大气中对人类健 康带来直接影响。因此，世界各国均将降低 苯含量作为对环境有利的措施。如果要达到 欧洲III号排放限值，必须把苯含量控制在 1%（v/v）以下。芳烃含量芳烃是一种具有较高辛烷值和热值的 汽油调和组分。但是它燃烧后会导致致 癌物苯的形成，并增大CO2的排放。2004年我国执行欧洲II号排放限值后 ，汽油标准中芳烃含量控制在40%(v/v) 以下。烯烃含量烯烃是一种具有较高辛烷值的汽油调和组分。但它是 比较活泼的烃类，挥发到大气后因发生光化学反应而加速 臭氧的形成，使环境受到严重污染。另一方面，由于烯烃 对热的不稳定性，它易使发动机和发动机进气系统形

13、成胶 质和积炭。由于我国炼油加工手段与国外不同，催化裂化 汽油是主要调和组分，因此我国车用汽油中烯烃含量较高 。近期内不可能将我国汽油中烯烃降至欧美水平。随着今 后重整、烷基化和异构化等高辛烷值调和组分的增加及降 低催化裂化汽油烯烃含量的催化剂的工业应用，我国汽油 中的烯烃含量会进一步下降。建议在2004年之后我国汽油 标准中烯烃含量控制在30%(v/v)35%(v/v)。并考虑芳烃 与烯烃对排放的综合影响，芳烃加烯烃的总量控制在 60%(v/v)。氧含量汽油中加入含氧化合物可减少尾气 中CO的排放，但含氧化合物体积热值比 汽油低，大量加入将影响汽车发动机的 性能。因此，一般均规定汽油中氧含量

14、 不大于2.7%(m/m)。清净剂汽油清净剂可减少喷嘴、进气阀、 燃烧室和汽化器中沉积物的生成，并使 上述部件得到清洁，尤其对烯烃含量较 高的汽油其功效更加明显。因此，应在 所有车用汽油中加入清净剂，并尽快建 立清净剂评价手段和对车用汽油清净性 的要求。预计2004年车用无铅汽油标准主要项目的技术要求柴油规格我国最新修订的轻柴油标准新修订的轻柴油标准与GB 25294的主要差异有 ：1.在标准中质量水平只设一个档次；2.增设5号 轻柴油牌号； 3.将硫含量修订为不大于0.2%(m/m) ；4.氧化安定性总不溶物修订为不大于 2.5mg/100mL。修订后的新标准将使我国轻柴油的整体质量水平 有

15、显著提高，并与国际水平一致，该标准将于2002 年1月1日在全国实施。修订后的轻柴油主要项目技术要求我国正在制定的车用柴油标准据统计，我国轻柴油中车用柴油仅占1/3左右，今后若干 年也不会有突变。其余为农用、船用、铁路机车用、矿山用 、建筑工业用、发电用和民用等，其中农用近1/2，铁路机 车用约1/10，其它用1/10左右。这些不同用途也决定了应该 使用不同种类的轻柴油，以达到经济效益的最佳化。因此， 不必要将我国所生产的全部轻柴油向国外车用柴油标准靠拢 ，而只需要制定满足不同需要的柴油标准，并加以实施。从2000年至2001年，我国已开始参照欧盟EN 590-1998制 定车用轻柴油国家标准

16、，该标准的主要技术要求见表17。该 标准的柴油可满足欧洲号的排放要求。正在制定中的车用柴油标准主要技术要求代用燃料目前使用最广泛的代用燃料是压缩天 然气（CNG），液化天然气（LNG）和液化石油气（LPG）。我国已制定了压缩天 然气和液化石油气产品标准，其主要技 术要求见表18和表19。汽车用压缩天然气主要技术要求(GB 18047-2000)项目 指标 高位发热量，MJ/m3 不小于 31.4 硫化氢含量，mg/m3 不大于 15 总硫含量， mg/m3 不大于 200 二氧化碳含量，%(v/v) 不大于 3.0 水露点 低于最高操作压力下最低 环境温度5 车用液化石油气规格主要指标（SY7548-1998）小 结近年来，随着汽车工业的发展和人们 对环保意识的加强，对清洁燃料的要求 也日益严格。我国参照欧盟的法规陆续 出台了一系列对汽车排放的限值和测量 方法。总体要求全国2000年按欧洲I号排 放限值，2004年7月1日按欧洲II号排放 限值。对炼油工业来讲，我们也做好准