清洁汽车燃料规格现状及发展趋势

国内外清洁汽车燃料规格现状及发展趋势目录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，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MTBE15％（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）要求性质限值平均平均高限蒸气压（RVP）,kPa夏季美国南部不大于美国北部不大于505649555157苯含量,％(v/v)不大于1.00.951.3氧含量,％(m/m)不小于2.02.11.5毒物排放降低率,％不小于15.0*16.5*硫含量,％(m/m)年平均不超过1990年炼厂基准。*以1990年美国汽油为基准。美国车用汽油1998－1999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复杂模型汽油和排放标准第1阶段(1998年-1999年)第2阶段(2000年)氧含量,％(m/m)不小于2.02.0苯含量,％(v/v)不大于1.01.0VOC排放降低率,％美国南部不小于美国北部不小于35.1*15.6*27.5*25.9*毒物排放降低率,％不小于15.0*20.0*NOX排放降低率,％不小于0*5.5**以1990年美国汽油为基准。美国基础汽油规格项目平均值抗爆指数，（RON＋MON）/287.3馏程初馏点，℃10％蒸发温度，℃50％蒸发温度℃90％蒸发温度,℃终馏点，℃4653103166213蒸汽压，kPa60烯烃含量，％（v/v）10.8芳烃含量,％（v/v）28.6苯含量,％（v/v）1.6硫含量,％（m/m）0.0339美国环保局（EPA）新配方汽油复杂模型限值限值项目新配方汽油普通汽油蒸气压（RVP）,kPa44.1～68.944.1～68.9E200（93℃馏出体积）,％(v/v)30～7030～70E300（149℃馏出体积）,％(v/v)70～10070～100苯含量,％(v/v)0～2.00～4.9芳烃含量,％(v/v)0～500～55烯烃含量,％(v/v)0～250～30氧含量,％(m/m)0～4.00～4.0硫含量，mg/kg0～5000～1000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30μg/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项目指标馏程50％蒸发温度，不高于90％蒸发温度，不高于99149蒸汽压，kPa不大于48.3硫含量，％（m/m）不大于0.004芳烃含量，％（v/v）不大于25烯烃含量，％（v/v）不大于6.0苯含量％（v/v）不大于1.0氧含量,％（m/m）1.8~2.2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。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EN228车用无铅汽油标准，它的发展变化如表6。欧洲汽油标准变化项目1993年（EN228-93）1998年（EN228-98）2000年（EN228-99）2005年(待批)汽车排放标准欧洲Ⅰ号欧洲Ⅱ号欧洲Ⅲ号欧洲Ⅳ号硫含量，％不大于0.10.050.0150.005苯含量，％不大于5511芳烃含量，％不大于无规定无规定4235烯烃含量，％不大于无规定无规定1818氧含量，％不大于2.52.52.72.3铅含量，mg/L不大于131355欧洲轻型汽油车排放限值1）CO(g/km)HC(g/km)NOX(g/km)HC+NOX(g/km)欧洲Ⅰ号(1992-1995)3.16——1.13欧洲Ⅱ号(1996-1999)2.2——0.5欧洲Ⅲ号(2000-2005)2.30.200.15—欧洲Ⅳ号(建议)1.000.100.08—注：1）本标准限值为不大于该数值世界燃油规范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(world-widefuelcharter)”。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项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类铅，g/L不大于0.013未检出未检出未检出硫含量，％（m/m）不大于0.100.020.003无氧含量，％（m/m）不大于2.72.72.72.7芳烃含量，％（v/v）不大于50.040.035.035.0烯烃含量，（v/v）不大于－20.010.010.0苯含量，（v/v）不大于5.02.51.01.0清净剂－必须加必须加必须加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ASTMD975柴油标准，但由于税收及环保的原因，对在公路上行驶的柴油汽车，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15μg/g以下。美国柴油标准主要技术指标项目ASTMD975加州规格密度，kg/m3－823～856硫含量，％(m/m)不大于0.050.05十六烷值，不低于4048芳烃含量，％（v/v）不大于3510多环烷烃含量，％（v/v）不大于－1.4T90，℃282～338285～320T95，℃－301～345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EN590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1993年（EN590－93）1998年（EN590－98）2000年（EN590－99）2005年（建议）排放标准欧洲Ⅰ号欧洲Ⅱ号欧洲Ⅲ号欧洲Ⅳ号十六烷值，不小于49495158十六烷指数，不小于464646－密度，kg/m3820～860820～860820～845820～825多环芳烃，％（v/v）不大于无规定无规定111T95℃不大于370370360340硫含量,％(m/m)不大于0.20.050.0350.005欧洲轻型柴油车排放标准及限值1)CO(g/km)HC(g/km)NOX(g/km)HC+NOX(g/km)PM(g/km)欧洲Ⅰ号(1992-1995)3.16——1.130.18欧洲Ⅱ号(1996-1999)1.0——0.92)0.102)欧洲Ⅲ号(2000-2005)0.64—0.500.560.05欧洲Ⅳ号(建议)0.50—0.250.300.025注：1）本标准限值为不大于该数值2)直喷式柴油车世界燃油规范车用柴油主要指标项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类十六烷值，不小于48535555硫含量，％（m/m）不大于0.50.030.003无芳烃含量，％（m/m）不大于－25.015.015.0多环芳烃含量，％（m/m）不大于－5.02.02.0T95，℃不大于375355340340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国别用途美国日本欧盟俄罗斯汽车用ASTMD975柴油中低硫2－D（S0.05）JISK2204柴油（S0.05）EN590车用柴油（S0.05）ΓOCT305柴油燃料（S0.2）农用及工业用（建筑、矿山、铁路等）ASTMD975柴油中2－D（S0.5）无专门标准英国BS2869农业、工业及锅炉燃料（S0.3）ΓOCT1667中低速柴油发动机燃料中ДT级（S0.5）船用ASTMD2069船用燃料油中馏分油等同ISO8217JISK2205重油中1种（A重油）BSMA100船用及锅炉用燃料中馏分油等同ISO8217ΓOCT1667中低速柴油发动机燃料中ДM级燃料用（取暖及锅炉用等）ASTMD396燃料油JISK2205重油中2种及3种英国BSMA100中锅炉燃料部分ΓOCT10585重油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GB17930-1999“车用无铅汽油”国家标准，其主要技术要求见表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Ⅰ号排放的要求。车用无铅汽油标准主要项目的技术要求质量指标项目90号93号95号抗爆性：研究法辛烷值（RON）不小于抗爆指数(RON+MON)/2不小于908593889590铅含量，g/L不大于0.005馏程：10％蒸发温度，℃不高于50％蒸发温度，℃不高于90％蒸发温度，℃不高于终馏点，℃不高于残留量，％(v/v)不大于701201902052蒸气压，kPa从9月16日至3月15日不大于从3月16日至9月15日不大于8874硫含量，％(m/m)不大于0.10（0.08）苯含量,%(v/v)不大于2.5芳烃含量,%(v/v)不大于40烯烃含量,%(v/v)不大于35我国今后车用无铅汽油标准的发展趋