《車用汽油》國家標準標準

1、車用汽油國家標準征求意見稿編制說明1 任務來源依據國家標準化管理委員會下發(fā)的國標委綜合2012 25號“關于下達車用汽油等2項國家標準制修訂項目的通知”，由中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院負責對修訂車用汽油國家標準。項目編號：20120002-Q-469。2 目的和意義近年來，國民經濟的高速發(fā)展帶動了國內汽車工業(yè)的發(fā)展。根據資料顯示，2010年我國汽車的產量達到1826萬輛，占到世界汽車總產量的23.5%。汽車的大量使用，在給人們的出行帶來便捷的同時，也給大氣質量造成一定的影響，汽車排放的污染物分擔率不斷上升，為此，為了降低機動車的排放污染物數量，改善大氣環(huán)境，中國目前正在制定我國未

2、來第V階段的汽車排放法規(guī)。為了滿足這一更加嚴格的排放要求，需要高質量的車用汽油與之相配套。本標準在GB 17930-2011車用汽油附錄A的基礎上，參考了2012年北京市制定第V階段地方標準時所做的一些研究工作，對某些指標進行適當的調整。3 標準的編制過程及強制理由 本標準依據國家標準化管理委員會2012年4月27日下發(fā)的國標委綜合2012 25號“關于下達車用汽油等2項國家標準制修訂項目的通知”，由中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院負責修訂GB 17930-2011車用汽油國家標準。2012年5-6月，接到任務后，課題組首先對國內相關標準的變化情況和國外標準的現狀以及目前國內煉廠的狀

3、況開展調研。由于本次標準制定的時間要求非常急迫，難于遵循過去在GB 17930-2006和GB 17930-2011起草中所采用的研究方法，為此經課題組研究，本標準在GB 17930-2011車用汽油附錄A的基礎上，參考北京地方標準研究的相關數據。編寫車用汽油國家標準的征求意見稿及編制說明，并向全國石油產品和潤滑劑標準化技術委員會石油燃料和潤滑劑分技術委員會的委員及有關單位發(fā)送標準征求意見稿，進行意見征集工作。根據WTO/TBT技術法規(guī)的要求，從防止欺詐行為，保護消費者利益的角度，本標準確定為條款強制性國家標準。4 國內外相關標準的情況 自2000年開始，國外在車用汽油質量升級方面的工作主要集

4、中在不斷降低車用汽油中的硫含量。這是由于隨著汽車尾氣排放法規(guī)的不斷嚴格，需要采用先進的汽車發(fā)動機技術和尾氣后處理裝置，而這些措施的實施對燃料中的硫非常敏感，需要大幅度地降低車用汽油中的硫含量才能保證這些先進措施的有效實施，以達到降低汽車尾氣中有害物質排放的目的。綜觀歐洲車用汽油標準的發(fā)展可以看出，自2000年開始，歐洲就在實施不同階段的汽車排放法規(guī)的同時，不斷地降低汽油中的硫含量水平。如2000年開始推行歐III階段排放時，要求車用汽油中的硫含量不大于150mg/kg；2005年開始實施歐IV階段排放時，將車用汽油中的硫含量下降到不大于50mg/kg；2009年實施歐V階段排放時，就要求車用汽

5、油中的硫含量不得高于10mg/kg。在美國， 根據EPA的要求，自2004起全美車用汽油中的平均硫含量應不大于30mg/kg。日本在車用汽油標準方面，基本參照了歐洲的發(fā)展趨勢， 在其現行的JIS K2202：2007車用汽油標準中，要求車用汽油中的硫含量不大于10mg/kg?，F行的GB 17930-2011車用汽油標準中，規(guī)定了兩個對應不同排放階段要求的車用汽油質量要求，并且明確規(guī)定了我國全面實施標準中表2的過渡實施期至2013年12月30日。此次按照國家標準化管理委員會的工作安排，該標準應于2012年底前完成報批工作，為此在本標準批準和發(fā)布之時，應該是全國范圍內生產滿足GB 17930-20

6、11表1所規(guī)定的第III階段的車用汽油，部分地區(qū)實施GB 17930-2011表2所規(guī)定的第IV階段的車用汽油?？紤]到標準實施的銜接問題，為此本修訂標準規(guī)定了三個不同質量水平的車用汽油，即表1為車用汽油（III）技術要求和試驗方法，表2為車用汽油（IV）技術要求和試驗方法，表3為車用汽油（V）技術要求和試驗方法。以滿足我國不同階段的排放要求。5 本標準與GB 17930-2011的主要技術指標的差異本標準與GB 17930-2011標準在技術上的主要差異是增加了表3 車用汽油（V）技術要求和試驗方法。其與表2所規(guī)定的車用汽油（IV）相比，其主要技術主要差異如下：（1） 修改了車用汽油的牌號，由

7、90/93/97修改為89/92/95；（2） 降低了車用汽油的硫含量，由不大于50mg/kg修改為不大于10mg/kg；（3） 降低了汽油的烯烴含量，其體積分數由不大于28%修改為不大于25%；（4） 降低了汽油夏季蒸氣壓的上限值；（5） 降低了汽油中的錳含量，其含量由不大于0.008mg/L修改為不大于0.002mg/L。 下面就這些技術指標的變化情況做詳細的說明。5.1 汽油牌號我國目前的汽油牌號是以汽油的研究法辛烷值來命名的。分為90、93、97，并對90、93號汽油的抗爆指數做了規(guī)定。汽油辛烷值是衡量汽油在氣缸內抗爆震燃燒能力的一種數字指標。汽油混合氣在氣缸內燃燒時會造成末端混合氣壓

8、力和溫度的升高，進而會有自燃（爆震）的傾向，汽油的辛烷值表征了抑制這種自燃的能力。目前市售的汽車一般安裝了爆震傳感器，可以根據輕微爆震引起的發(fā)動機震動，自動調整點火時間，在一定程度上抑制爆震的產生，汽油發(fā)動機的壓縮比需要適當的辛烷值與之相匹配。眾所周知，此次修訂的第V階段的車用汽油標準最為關鍵的指標變動在于將汽油中的硫含量由不大于50mg/kg降低到不大于10mg/kg，要實現這樣大幅度的降硫目標，目前在煉油工業(yè)上廣泛采用的技術工藝是加氫脫硫和吸附脫硫，而這些技術工藝在降硫的同時，不可避免地會在一定程度上將汽油中的烯烴飽和，使之轉化為辛烷值較低的鏈烷烴。這樣就造成了煉廠汽油池辛烷值的整體下降。

9、由于目前國內煉油行業(yè)缺乏生產高辛烷值汽油組分的技術手段，如異構化、烷基化工藝等，因此大幅度地降低汽油中的硫含量，必將會導致未來國內汽油辛烷值的下降。根據研究表明（13），不同的降硫技術對于汽油辛烷值的降低程度是不同的，即使采用目前對辛烷值影響最小的臨氫吸附脫硫（S-Zorb）技術，當將催化裂化汽油中的硫含量降低到10mg/kg以下時,其抗爆指數也會損失0.5個單位左右。自2000年我國啟動車用燃料的清潔化行動以來，考慮到由于降硫和降烯烴，會導致國內汽油池辛烷值的下降，為了保證汽油的辛烷值，國內引入了汽油抗爆添加劑三甲基環(huán)戊二烯三羰基錳（MMT）的使用，在一定程度上彌補了汽油辛烷值不足，使國內的

10、汽油辛烷值可以維持在90、93和97。但是近些年來，隨著MMT在國內使用量的逐漸增大，汽車行業(yè)發(fā)現了其對發(fā)動機及尾氣后處理系統(tǒng)的損傷，極力反對在汽油中使用MMT。為此在車用汽油（V）中，要求不得人為加入含錳添加劑，其指標限值為不大于0.002g/L，這也與2009年歐盟議會發(fā)布的2009/30/EC指令要求一致。由于禁止使用含錳添加劑，這樣就勢必加大了汽油辛烷值的降低趨勢。據有關研究標準表明（4），在不同的汽油調合組分中添加MMT使錳含量達到9mg/L時，汽油的RON一般可以提高11.7個單位。鑒于此次標準修訂，不僅降低了汽油中的硫含量，同時也限制了含錳添加劑的使用，為此適當降低國內汽油辛烷值

11、的要求是適宜的。國外對于汽油牌號的設置沒有統(tǒng)一的模式，都是根據各自國家的煉油工業(yè)特點和車輛的要求出發(fā)的。如目前歐盟車用汽油標準中僅規(guī)定了95號優(yōu)級汽油的技術要求，對于普通汽油則是由各成員國根據自己國情而設定；日本的汽油標準則是規(guī)定了2個牌號的汽油，即1號汽油的RON不低于89，2號汽油的RON不低于96，且1號汽油的消費量約占日本消費量的80%以上；美國則是根據抗爆指數，將汽油分為87、89和91+三個等級。此次對國內汽油牌號作相應調整后，不僅規(guī)定了汽油的研究法辛烷值，同時也對抗爆指數進行了規(guī)定，即分別不低于84、87和90，應該說我國汽油的辛烷值水平基本上與國外水平相當。由于本次標準修訂的時

12、間要求非常短，很難完成以往研究中的相關臺架和車輛耐久性性考核試驗，為此我們參考了北京地方標準制定的研究結果。在北京地方標準制定過程中，為了考慮硫含量和牌號變化對實際車輛行駛和排放的影響，北京市環(huán)保局組織中國汽車研究中心等有關單位，開展了相關的研究試驗。試驗采用了16輛輕型車，分別進行了16萬公里的耐久性試驗。從取得的試驗結果看，使用京標V汽油行駛16萬公里耐久試驗后，車輛排放能夠滿足輕型汽車國階段的排放要求，同時對于車輛的正常使用不會產生影響。5.2 硫含量硫含量是車用汽油性質的一個重要指標，用來表征車用汽油的腐蝕性能以及對尾氣控制裝置的影響。近些年來，隨著環(huán)保意識的不斷加強，產品中的硫含量也

13、越來越受到人們的關注，并且一直在呈不斷下降的趨勢。國外大量研究表明，車用汽油中硫的存在會導致車輛尾氣排放處理系統(tǒng)的中毒，從而大幅度降低有害氣體的轉化效率，造成排放過量，嚴重影響環(huán)境。為此在技術條件允許的情況下，應盡可能降低車用汽油中的硫含量，以降低車輛尾氣排放，保護大氣環(huán)境。從歐洲在執(zhí)行不同階段排放法規(guī)時對車用汽油中硫含量的要求（表1）可以看出，歐盟在實施歐V排放階段時要求車用汽油中的硫含量限值必須低于10mg/kg。為此在本次標準修訂中，參照歐盟對車用汽油中硫含量的規(guī)定，本標準將車用汽油中的硫含量規(guī)定為“質量分數不大于10mg/kg”。表1 歐洲執(zhí)行不同階段排放要求時對汽油中硫含量的要求排放

14、要求實施的時間硫含量/（mg/kg）歐 I1992年1000歐 II1996年500歐 III2000年150歐 IV2004年50/10歐V2009年10汽油中的硫含量測定方法可以采用SH/T 0689輕質烴及發(fā)動機燃料和其它油品的總硫含量測定法（紫外熒光法）、GB/T 11140石油產品硫含量的測定 X射線光譜法和SH/T 0253輕質石油產品中總硫含量測定法(電量法)方法。在測定結果有異議時，以SH/T 0689輕質烴及發(fā)動機燃料和其它油品的總硫含量測定法（紫外熒光法）。 5.3 汽油組成眾所周知，烯烴和芳烴是汽油池中辛烷值的主要貢獻者，但是由于烯烴的化學活性，會通過蒸發(fā)排放造成光化學污

15、染；同時它也容易在汽車發(fā)動機的進氣系統(tǒng)形成沉積物，影響發(fā)動機的正常工作。芳烴也可增加發(fā)動機進氣系統(tǒng)和燃燒室沉積物的形成，并促使CO、HC排放量增加，尤其是增加苯的排放，因此在汽油標準中應對其含量進行適當的控制。由于我國原油的特點是密度大、含蠟量高、輕餾分含量少，因此所有早期建設的國內煉油企業(yè)的二次加工手段都是以催化裂化為主，催化重整能力偏低，烷基化、MTBE等高辛烷值組分生產裝置能力不足。雖然近些年來，由于汽油質量提升的需要，國內煉油企業(yè)的裝置改造在不斷加快，其加氫和重整加工能力在一定程度上有所提高，但是由于長期形成的國內煉油裝置結構的特點，可以預計在未來的一段時間內，催化裂化組分汽油作為國內

16、汽油池主體的格局不會有重大突破。據統(tǒng)計，目前國內汽油池中催化裂化汽油的比例仍為75%左右；重整汽油組分僅占15%，其他組分10%左右，這與國外的汽油池構成形成了顯著的區(qū)別。因此在考慮標準中汽油組成時應充分重視國內煉油工業(yè)的實際情況，合理規(guī)定汽油的組成。同時我們也注意到，由于目前的降硫限錳，已經造成國內汽油辛烷值的嚴重不足，在這種情況下，如果再大幅度地降低汽油中的烯烴和芳烴含量，必將會更加進一步加劇汽油辛烷值的降低幅度。為此在此次修訂中，我們僅依據GB 17930-2011附錄A中提出的烯烴和芳烴含量的限值要求，將汽油中的烯烴含量在車用汽油（IV）的基礎上作適當的調整，維持芳烴含量的不變。即烯烴

17、含量(體積分數)不大于25%，芳烴含量(體積分數)不大于40%。汽油中的烯烴和芳烴含量除采用GB/T 11132 液體石油產品烴類的測定 熒光指示劑吸附法外，也可采用SH/T 0741 汽油中烴類組成測定法（多維氣相色譜法）。當試驗結果有爭議時，以GB/T 11132測定結果為準。5.4 蒸氣壓汽油的蒸氣壓是衡量汽油揮發(fā)性的一個關鍵指標，它與汽油的蒸發(fā)排放和發(fā)動機的啟動性能有著密切的聯系。如果汽油蒸氣壓過高，則會增加汽油的蒸發(fā)排放，導致揮發(fā)性有機物質（VOCs）的排放增加。鑒于夏季氣溫較高，容易導致汽油的揮發(fā)，為此考慮到降低大氣污染的需要，此次修訂過程中,參考GB 17930-2011附錄A,

18、將汽油的夏季蒸氣壓上限由第IV階段的68kPa降低到65kPa。5.5 錳含量甲基環(huán)戊二烯三羰基錳是在汽油無鉛化進程中發(fā)展起來的一種可以代替四乙基鉛使用的汽油抗爆劑，并且在一些國家內允許使用。1998年，隨著我國汽油無鉛化進程的開始，甲基環(huán)戊二烯三羰基錳也逐漸應用于國內的汽油中。甲基環(huán)戊二烯三羰基錳的抗爆機理與四已基鉛相類似，即在燃燒條件下分解為氧化錳的微粒，參與烴類的焰前反應，與鏈反應的活性中心作用使之成為活性很小的氧化中間產物，從而降低過氧化物的濃度，減少鏈的長度和分支，同時也降低了釋放能量的速度，因而使燃料的抗爆性得到提高（5）。由于甲基環(huán)戊二烯三羰基錳性質穩(wěn)定，與汽油有很好的兼容性，因此在一些煉廠中大量使用，為緩解國內高辛烷值汽油組分不足起到了一定的補充作用。有關統(tǒng)計數據表明，目前50多家大中型煉廠都在使用含錳抗爆劑。但是近幾年，由于含錳汽油的大量使用，