國(guó)內(nèi)外清潔汽車(chē)燃料規(guī)格現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1、國(guó)內(nèi)外清潔汽車(chē)燃料規(guī)格現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),中國(guó)石油化工股份有限公司 石油化工科學(xué)研究院楊國(guó)勛,電動(dòng)巡邏車(chē) http://www.chinachijie.com/ wenku1,目 錄,1 前言2 國(guó)外清潔汽車(chē)燃料的規(guī)格現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2.1車(chē)用汽油規(guī)格 2.1.1 美國(guó)車(chē)用汽油 2.1.2 歐洲車(chē)用汽油 2.1.3 世界燃油規(guī)范限 2.2 車(chē)用柴油規(guī)格 2.2.1 美國(guó)柴油 2.2.2 歐洲車(chē)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(guó)清潔汽車(chē)燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢(shì) 3.1 車(chē)用汽油規(guī)格 3.1.1 我國(guó)現(xiàn)行的車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn) 3.2.1 我國(guó)今后車(chē)用無(wú)鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì) 3.2 柴油規(guī)格 3.2.1 我國(guó)最新修訂的輕柴油標(biāo)準(zhǔn) 3.2.2 我國(guó)正在制定的車(chē)用柴油標(biāo)準(zhǔn) 3.3 代用燃料4 小結(jié),前 言,車(chē)用汽油和柴油是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的主要燃料。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是交通運(yùn)輸與

3、汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)保有量不斷增加，車(chē)用汽油和柴油的需求量也隨之增大。另一方面，汽車(chē)排放所引起的大氣污染日益嚴(yán)重，并已直接威脅到人類(lèi)健康，它引起了我國(guó)政府的普遍關(guān)注，因此解決機(jī)動(dòng)車(chē)環(huán)境污染問(wèn)題已成為當(dāng)前的一項(xiàng)主要任務(wù)。 本文主要介紹國(guó)外及我國(guó)清潔燃料規(guī)格的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為今后清潔燃料生產(chǎn)及使用提供參考。,國(guó)外清潔汽車(chē)燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢(shì),車(chē)用汽油規(guī)格 美國(guó)車(chē)用汽油 美國(guó)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(dǎo)了全球趨勢(shì)。 根據(jù)CAAA的規(guī)定，從1992年11月1日起，在CO超標(biāo)的41個(gè)城市供應(yīng)含氧量為2.7%（m/m）（相當(dāng)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(yán)重超標(biāo)的9個(gè)城市采用簡(jiǎn)單方案的新配方汽油，其要求見(jiàn)表1，并要求添加汽油清凈劑。,美國(guó)環(huán)保局（EPA）新配方汽油（簡(jiǎn)單方案）要求,美國(guó)車(chē)用汽油,1998－1

5、999年要執(zhí)行新配方汽油第一階段復(fù)雜模型，從2000年起要執(zhí)行第二階段復(fù)雜模型。復(fù)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(jì)算排放值，根據(jù)排放降低率是否符合該模型要求來(lái)判斷汽油是否合格。復(fù)雜模型對(duì)新配方汽油要求見(jiàn)表2。,美國(guó)環(huán)保局（EPA）新配方汽油復(fù)雜模型要求,美國(guó)基礎(chǔ)汽油規(guī)格,美國(guó)環(huán)保局（EPA）新配方汽油復(fù)雜模型限值,

6、美國(guó)車(chē)用汽油,美國(guó)環(huán)保局（EPA）在2000年2月公布了Tier2污染控制標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)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(guó)新配方汽油的要求日趨嚴(yán)格，特別隨著汽車(chē)排放限值的嚴(yán)格，對(duì)汽油中硫含量要求更進(jìn)一步減少。,美國(guó)加州第2階段新配方汽油規(guī)格,美國(guó)車(chē)用汽油,車(chē)用汽油有害組分限值的確定，應(yīng)建立在不同組分與汽車(chē)排放關(guān)系大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，這樣建立的數(shù)學(xué)模型才有指導(dǎo)意義。而

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

8、比利時(shí)布魯塞爾舉行的世界燃油會(huì)議上，由美國(guó)、歐洲和日本汽車(chē)制造商協(xié)會(huì)和發(fā)動(dòng)機(jī)制造商協(xié)會(huì)，共同代表汽車(chē)制造者，提出了對(duì)汽車(chē)燃油的要求，稱(chēng)之為“世界燃油規(guī)范(world-wide fuel charter)”。它把對(duì)汽車(chē)燃油的要求分為4類(lèi)。,世界燃油規(guī)范,由于世界各國(guó)對(duì)汽車(chē)排放的限值和測(cè)量方法不同（如美國(guó)和歐洲），其數(shù)值沒(méi)有可比性。而且，某一類(lèi)燃油要求并不具體對(duì)應(yīng)某一排放要求。因此，世界各國(guó)應(yīng)根據(jù)各自的排放限值及測(cè)量方法，參考世界燃油規(guī)范，

9、制定自己的排放限值和測(cè)量方法及相適應(yīng)的燃油標(biāo)準(zhǔn)。正如歐盟所做的那樣，每一類(lèi)排放要求具體對(duì)應(yīng)這一階段的燃油標(biāo)準(zhǔn)，一步一步有計(jì)劃有目標(biāo)的向前推進(jìn)。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(biāo),車(chē)用柴油規(guī)格,美國(guó)柴油 美國(guó)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的車(chē)用柴油標(biāo)準(zhǔn)，只有ASTM D975柴油標(biāo)準(zhǔn)，但由于稅收及環(huán)保的原因，對(duì)在公路上行駛的柴油汽車(chē)，必須使用2-D低硫柴油。美國(guó)由于傳統(tǒng)及習(xí)慣的影響，柴油小汽車(chē)很少，一般使用重負(fù)荷柴油汽車(chē)。因此，車(chē)用柴油的

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

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

12、。,國(guó)外柴油用途及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),,,我國(guó)清潔汽車(chē)燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢(shì),車(chē)用汽油規(guī)格 我國(guó)現(xiàn)行的車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的要求，制定了GB 17930-1999“車(chē)用無(wú)鉛汽油”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其主要技術(shù)要求見(jiàn)表14。該標(biāo)準(zhǔn)已于2000年1月1日在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，意味著我國(guó)車(chē)用汽油跨過(guò)了“高標(biāo)號(hào)化”和“無(wú)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(chē)達(dá)到歐洲Ⅰ號(hào)排放的要求。,車(chē)用無(wú)鉛汽油標(biāo)

13、準(zhǔn)主要項(xiàng)目的技術(shù)要求,我國(guó)今后車(chē)用無(wú)鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì),汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展以及汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，對(duì)我國(guó)車(chē)用汽油的質(zhì)量提出了更高的要求。我國(guó)車(chē)用汽油在實(shí)現(xiàn)高標(biāo)號(hào)化和無(wú)鉛化后，今后主要面臨的是組分優(yōu)化的問(wèn)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(wèn)題。現(xiàn)分別介紹今后車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn)中上述內(nèi)容發(fā)展方向。,蒸氣壓和餾程,美國(guó)和歐盟等國(guó)家的蒸氣壓和餾程按照不同地區(qū)和季節(jié)詳細(xì)劃分，其中美國(guó)還采用氣/液比表征。在我國(guó)現(xiàn)行的

14、汽油標(biāo)準(zhǔn)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(duì)于我們這樣一個(gè)大國(guó)來(lái)說(shuō)，此規(guī)定雖然已經(jīng)使用多年，但與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)相比顯得粗糙一些。應(yīng)根據(jù)我國(guó)對(duì)環(huán)境排放的要求、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求及我國(guó)每年的氣溫變化情況進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究，訂出汽油蒸氣壓和餾程特性的更詳細(xì)分類(lèi)。,硫含量,硫含量是汽油中與腐蝕和環(huán)保有關(guān)的重要項(xiàng)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(huì)產(chǎn)生具

15、有腐蝕性的酸性物質(zhì)，腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)及曲軸箱部件。 硫會(huì)導(dǎo)致催化轉(zhuǎn)化器的催化劑對(duì)有毒排放物轉(zhuǎn)化效率降低，并可導(dǎo)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(dòng)機(jī)汽車(chē)現(xiàn)場(chǎng)排放診斷的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致車(chē)輛行駛后期因診斷錯(cuò)誤而引起排放增加?？傊?，硫含量是現(xiàn)代汽車(chē)對(duì)汽油的重要指標(biāo)。世界各國(guó)汽油標(biāo)準(zhǔn)中硫含量均呈下降趨勢(shì)。,硫含量,歐盟各國(guó)于1996年開(kāi)始執(zhí)行歐洲II號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，EN 228－98無(wú)鉛車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

16、從1995年開(kāi)始，硫含量降至0.05%(m/m)以下。我國(guó)要求從2004年7月1日起按照歐洲II號(hào)控制汽車(chē)排放。因此，應(yīng)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(rèn)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(duì)人類(lèi)健康帶來(lái)直接影響。因此，世界各國(guó)均將降低苯含量作為對(duì)環(huán)境有利的措施。如果要達(dá)到歐洲III號(hào)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(huì)導(dǎo)致致癌物苯的形成，并增大CO2的排放。 2004年我國(guó)執(zhí)行歐洲II號(hào)排放限值后，汽油標(biāo)準(zhǔn)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(lèi)，揮發(fā)到大氣后因發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而加速臭氧的形成，使環(huán)境受到嚴(yán)重污染。另一方面，由于烯烴對(duì)熱的不穩(wěn)定性，它易使發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)形成膠質(zhì)和積炭。由于我國(guó)煉油加工手段與國(guó)外不

18、同，催化裂化汽油是主要調(diào)和組分，因此我國(guó)車(chē)用汽油中烯烴含量較高。近期內(nèi)不可能將我國(guó)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(yīng)用，我國(guó)汽油中的烯烴含量會(huì)進(jìn)一步下降。建議在2004年之后我國(guó)汽油標(biāo)準(zhǔn)中烯烴含量控制在30%(v/v)～35%(v/v)。并考慮芳烴與烯烴對(duì)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)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?lài)娮臁⑦M(jìn)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(duì)烯烴含量較高的汽油其功效更加明顯。因此，應(yīng)在所有車(chē)用汽油中加入清凈劑，并盡快建立清凈劑評(píng)價(jià)手段和對(duì)車(chē)用汽油清凈性的要求。,預(yù)計(jì)2004年車(chē)用無(wú)鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)主要項(xiàng)目的技術(shù)要求,柴油規(guī)格,我國(guó)最新修訂的輕柴油標(biāo)準(zhǔn)

20、新修訂的輕柴油標(biāo)準(zhǔn)與GB 252－94的主要差異有：1.在標(biāo)準(zhǔn)中質(zhì)量水平只設(shè)一個(gè)檔次；2.增設(shè)5號(hào)輕柴油牌號(hào)； 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(biāo)準(zhǔn)將使我國(guó)輕柴油的整體質(zhì)量水平有顯著提高，并與國(guó)際水平一致，該標(biāo)準(zhǔn)將于2002年1月1日在全國(guó)實(shí)施。,修訂后的輕柴油主要項(xiàng)目技術(shù)要求,我國(guó)正在制定的車(chē)用柴油標(biāo)準(zhǔn),據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)輕柴油中車(chē)用柴油僅占1/3左右

21、，今后若干年也不會(huì)有突變。其余為農(nóng)用、船用、鐵路機(jī)車(chē)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(jī)車(chē)用約1/10，其它用1/10左右。這些不同用途也決定了應(yīng)該使用不同種類(lèi)的輕柴油，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最佳化。因此，不必要將我國(guó)所生產(chǎn)的全部輕柴油向國(guó)外車(chē)用柴油標(biāo)準(zhǔn)靠攏，而只需要制定滿足不同需要的柴油標(biāo)準(zhǔn)，并加以實(shí)施。 從2000年至2001年，我國(guó)已開(kāi)始參照歐盟EN 590-1998制定車(chē)用輕柴油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的

22、主要技術(shù)要求見(jiàn)表17。該標(biāo)準(zhǔn)的柴油可滿足歐洲Ⅱ號(hào)的排放要求。,正在制定中的車(chē)用柴油標(biāo)準(zhǔn)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(guó)已制定了壓縮天然氣和液化石油氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，其主要技術(shù)要求見(jiàn)表18和表19。,汽車(chē)用壓縮天然氣主要技術(shù)要求(GB 18047-2000),車(chē)用液化石油氣規(guī)格主要指標(biāo)（SY7548-1998）,小 結(jié),近年來(lái)，隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)環(huán)