《车用汽油》国家标准标准

《车用汽油》国家标准征求意见稿编制说明1任务来源依据国家标准化管理委员会下发的国标委综合[2012]25号“关于下达《车用汽油》等2项国家标准制修订项目的通知”，由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院负责对修订《车用汽油》国家标准。项目编号：20120002-Q-469。2目的和意义近年来，国民经济的高速发展带动了国内汽车工业的发展。根据资料显示，2010年我国汽车的产量达到1826万辆，占到世界汽车总产量的23.5%。汽车的大量使用，在给人们的出行带来便捷的同时，也给大气质量造成一定的影响，汽车排放的污染物分担率不断上升，为此，为了降低机动车的排放污染物数量，改善大气环境，中国目前正在制定我国未来第V阶段的汽车排放法规。为了满足这一更加严格的排放要求，需要高质量的车用汽油与之相配套。本标准在GB17930-2011《车用汽油》附录A的基础上，参考了2012年北京市制定第V阶段地方标准时所做的一些研究工作，对某些指标进行适当的调整。3标准的编制过程及强制理由本标准依据国家标准化管理委员会2012年4月27日下发的国标委综合[2012]25号“关于下达《车用汽油》等2项国家标准制修订项目的通知”，由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院负责修订GB17930-2011《车用汽油》国家标准。2012年5-6月，接到任务后，课题组首先对国内相关标准的变化情况和国外标准的现状以及目前国内炼厂的状况开展调研。由于本次标准制定的时间要求非常急迫，难于遵循过去在GB17930-2006和GB17930-2011起草中所采用的研究方法，为此经课题组研究，本标准在GB17930-2011《车用汽油》附录A的基础上，参考北京地方标准研究的相关数据。编写《车用汽油》国家标准的征求意见稿及编制说明，并向全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会的委员及有关单位发送标准征求意见稿，进行意见征集工作。根据WTO/TBT技术法规的要求，从防止欺诈行为，保护消费者利益的角度，本标准确定为条款强制性国家标准。4国内外相关标准的情况自2000年开始，国外在车用汽油质量升级方面的工作主要集中在不断降低车用汽油中的硫含量。这是由于随着汽车尾气排放法规的不断严格，需要采用先进的汽车发动机技术和尾气后处理装置，而这些措施的实施对燃料中的硫非常敏感，需要大幅度地降低车用汽油中的硫含量才能保证这些先进措施的有效实施，以达到降低汽车尾气中有害物质排放的目的。综观欧洲车用汽油标准的发展可以看出，自2000年开始，欧洲就在实施不同阶段的汽车排放法规的同时，不断地降低汽油中的硫含量水平。如2000年开始推行欧III阶段排放时，要求车用汽油中的硫含量不大于150mg/kg；2005年开始实施欧IV阶段排放时，将车用汽油中的硫含量下降到不大于50mg/kg；2009年实施欧V阶段排放时，就要求车用汽油中的硫含量不得高于10mg/kg。在美国，根据EPA的要求，自2004起全美车用汽油中的平均硫含量应不大于30mg/kg。日本在车用汽油标准方面，基本参照了欧洲的发展趋势，在其现行的JISK2202：2007《车用汽油》标准中，要求车用汽油中的硫含量不大于10mg/kg。现行的GB17930-2011《车用汽油》标准中，规定了两个对应不同排放阶段要求的车用汽油质量要求，并且明确规定了我国全面实施标准中表2的过渡实施期至2013年12月30日。此次按照国家标准化管理委员会的工作安排，该标准应于2012年底前完成报批工作，为此在本标准批准和发布之时，应该是全国范围内生产满足GB17930-2011表1所规定的第III阶段的车用汽油，部分地区实施GB17930-2011表2所规定的第IV阶段的车用汽油。考虑到标准实施的衔接问题，为此本修订标准规定了三个不同质量水平的车用汽油，即表1为车用汽油（III）技术要求和试验方法，表2为车用汽油（IV）技术要求和试验方法，表3为车用汽油（V）技术要求和试验方法。以满足我国不同阶段的排放要求。5本标准与GB17930-2011的主要技术指标的差异本标准与GB17930-2011标准在技术上的主要差异是增加了表3车用汽油（V）技术要求和试验方法。其与表2所规定的车用汽油（IV）相比，其主要技术主要差异如下：（1）修改了车用汽油的牌号，由90/93/97修改为89/92/95；（2）降低了车用汽油的硫含量，由不大于50mg/kg修改为不大于10mg/kg；（3）降低了汽油的烯烃含量，其体积分数由不大于28%修改为不大于25%；（4）降低了汽油夏季蒸气压的上限值；（5）降低了汽油中的锰含量，其含量由不大于0.008mg/L修改为不大于0.002mg/L。下面就这些技术指标的变化情况做详细的说明。5.1汽油牌号我国目前的汽油牌号是以汽油的研究法辛烷值来命名的。分为90、93、97，并对90、93号汽油的抗爆指数做了规定。汽油辛烷值是衡量汽油在气缸内抗爆震燃烧能力的一种数字指标。汽油混合气在气缸内燃烧时会造成末端混合气压力和温度的升高，进而会有自燃（爆震）的倾向，汽油的辛烷值表征了抑制这种自燃的能力。目前市售的汽车一般安装了爆震传感器，可以根据轻微爆震引起的发动机震动，自动调整点火时间，在一定程度上抑制爆震的产生，汽油发动机的压缩比需要适当的辛烷值与之相匹配。众所周知，此次修订的第V阶段的车用汽油标准最为关键的指标变动在于将汽油中的硫含量由不大于50mg/kg降低到不大于10mg/kg，要实现这样大幅度的降硫目标，目前在炼油工业上广泛采用的技术工艺是加氢脱硫和吸附脱硫，而这些技术工艺在降硫的同时，不可避免地会在一定程度上将汽油中的烯烃饱和，使之转化为辛烷值较低的链烷烃。这样就造成了炼厂汽油池辛烷值的整体下降。由于目前国内炼油行业缺乏生产高辛烷值汽油组分的技术手段，如异构化、烷基化工艺等，因此大幅度地降低汽油中的硫含量，必将会导致未来国内汽油辛烷值的下降。根据研究表明（1～3），不同的降硫技术对于汽油辛烷值的降低程度是不同的，即使采用目前对辛烷值影响最小的临氢吸附脱硫（S-Zorb）技术，当将催化裂化汽油中的硫含量降低到10mg/kg以下时,其抗爆指数也会损失0.5个单位左右。自2000年我国启动车用燃料的清洁化行动以来，考虑到由于降硫和降烯烃，会导致国内汽油池辛烷值的下降，为了保证汽油的辛烷值，国内引入了汽油抗爆添加剂—三甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）的使用，在一定程度上弥补了汽油辛烷值不足，使国内的汽油辛烷值可以维持在90、93和97。但是近些年来，随着MMT在国内使用量的逐渐增大，汽车行业发现了其对发动机及尾气后处理系统的损伤，极力反对在汽油中使用MMT。为此在车用汽油（V）中，要求不得人为加入含锰添加剂，其指标限值为不大于0.002g/L，这也与2009年欧盟议会发布的2009/30/EC指令要求一致。由于禁止使用含锰添加剂，这样就势必加大了汽油辛烷值的降低趋势。据有关研究标准表明（4），在不同的汽油调合组分中添加MMT使锰含量达到9mg/L时，汽油的RON一般可以提高1～1.7个单位。鉴于此次标准修订，不仅降低了汽油中的硫含量，同时也限制了含锰添加剂的使用，为此适当降低国内汽油辛烷值的要求是适宜的。国外对于汽油牌号的设置没有统一的模式，都是根据各自国家的炼油工业特点和车辆的要求出发的。如目前欧盟车用汽油标准中仅规定了95号优级汽油的技术要求，对于普通汽油则是由各成员国根据自己国情而设定；日本的汽油标准则是规定了2个牌号的汽油，即1号汽油的RON不低于89，2号汽油的RON不低于96，且1号汽油的消费量约占日本消费量的80%以上；美国则是根据抗爆指数，将汽油分为87、89和91+三个等级。此次对国内汽油牌号作相应调整后，不仅规定了汽油的研究法辛烷值，同时也对抗爆指数进行了规定，即分别不低于84、87和90，应该说我国汽油的辛烷值水平基本上与国外水平相当。由于本次标准修订的时间要求非常短，很难完成以往研究中的相关台架和车辆耐久性性考核试验，为此我们参考了北京地方标准制定的研究结果。在北京地方标准制定过程中，为了考虑硫含量和牌号变化对实际车辆行驶和排放的影响，北京市环保局组织中国汽车研究中心等有关单位，开展了相关的研究试验。试验采用了16辆轻型车，分别进行了16万公里的耐久性试验。从取得的试验结果看，使用京标V汽油行驶16万公里耐久试验后，车辆排放能够满足轻型汽车国Ⅴ阶段的排放要求，同时对于车辆的正常使用不会产生影响。5.2硫含量硫含量是车用汽油性质的一个重要指标，用来表征车用汽油的腐蚀性能以及对尾气控制装置的影响。近些年来，随着环保意识的不断加强，产品中的硫含量也越来越受到人们的关注，并且一直在呈不断下降的趋势。国外大量研究表明，车用汽油中硫的存在会导致车辆尾气排放处理系统的中毒，从而大幅度降低有害气体的转化效率，造成排放过量，严重影响环境。为此在技术条件允许的情况下，应尽可能降低车用汽油中的硫含量，以降低车辆尾气排放，保护大气环境。从欧洲在执行不同阶段排放法规时对车用汽油中硫含量的要求（表1）可以看出，欧盟在实施欧V排放阶段时要求车用汽油中的硫含量限值必须低于10mg/kg。为此在本次标准修订中，参照欧盟对车用汽油中硫含量的规定，本标准将车用汽油中的硫含量规定为“质量分数不大于10mg/kg”。表1欧洲执行不同阶段排放要求时对汽油中硫含量的要求排放要求实施的时间硫含量/（mg/kg）欧I1992年1000欧II1996年500欧III2000年150欧IV2004年50/10欧V2009年10汽油中的硫含量测定方法可以采用SH/T0689《轻质烃及发动机燃料和其它油品的总硫含量测定法（紫外荧光法）》、GB/T11140《石油产品硫含量的测定X射线光谱法》和SH/T0253《轻质石油产品中总硫含量测定法(电量法)》方法。在测定结果有异议时，以SH/T0689《轻质烃及发动机燃料和其它油品的总硫含量测定法（紫外荧光法）》。5.3汽油组成众所周知，烯烃和芳烃是汽油池中辛烷值的主要贡献者，但是由于烯烃的化学活性，会通过蒸发排放造成光化学污染；同时它也容易在汽车发动机的进气系统形成沉积物，影响发动机的正常工作。芳烃也可增加发动机进气系统和燃烧室沉积物的形成，并促使CO、HC排放量增加，尤其是增加苯的排放，因此在汽油标准中应对其含量进行适当的控制。由于我国原油的特点是密度大、含蜡量高、轻馏分含量少，因此所有早期建设的国内炼油企业的二次加工手段都是以催化裂化为主，催化重整能力偏低，烷基化、MTBE等高辛烷值组分生产装置能力不足。虽然近些年来，由于汽油质量提升的需要，国内炼油企业的装置改造在不断加快，其加氢和重整加工能力在一定程度上有所提高，但是由于长期形成的国内炼油装置结构的特点，可以预计在未来的一段时间内，催化裂化组分汽油作为国内汽油池主体的格局不会有重大突破。据统计，目前国内汽油池中催化裂化汽油的比例仍为75%左右；重整汽油组分仅占15%，其他组分10%左右，这与国外的汽油池构成形成了显著的区别。因此在考虑标准中汽油组成时应充分重视国内炼油工业的实际情况，合理规定汽油的组成。同时我们也注意到，由于目前的降硫限锰，已经造成国内汽油辛烷值的严重不足，在这种情况下，如果再大幅度地降低汽油中的烯烃和芳烃含量，必将会更加进一步加剧汽油辛烷值的降低幅度。为此在此次修订中，我们仅依据GB17930-2011附录A中提出的烯烃和芳烃含量的限值要求，将汽油中的烯烃含量在车用汽油（IV）的基础上作适当的调整，维持芳烃含量的不变。即烯烃含量(体积分数)不大于25%，芳烃含量(体积分数)不大于40%。汽油中的烯烃和芳烃含量除采用GB/T11132《液体石油产品烃类的测定荧光指示剂吸附法》外，也可采用SH/T0741《汽油中烃类组成测定法（多维气相色谱法）》。当试验结果有争议时，以GB/T11132测定结果为准。5.4蒸气压汽油的蒸气压是衡量汽油挥发性的一个关键指标，它与汽油的蒸发排放和发动机的启动性能有着密切的联系。如果汽油蒸气压过高，则会增加汽