車用油標(biāo)準(zhǔn)：煉油企業(yè)新挑戰(zhàn)

□ 孫 賢 陳冬青 王 瑩

2011年5月1日，國家將實施《車用汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)（第四、第五階段）》、《車用柴油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)（第四、第五階段）》。這一由環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)對國家第四、第五階段排放對應(yīng)的車用汽柴油品質(zhì)提出了明確要求。

這兩項標(biāo)準(zhǔn)編制工作依托環(huán)保部科研專項《國家第五階段車用汽、柴油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)和控制途徑研究》。相比產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這兩項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了滿足國家第四、五階段汽車排放標(biāo)準(zhǔn)要求的車用汽油、車用柴油的有害物質(zhì)含量和環(huán)保指標(biāo)要求，增加了車用汽油和車用柴油的清凈性要求及相應(yīng)的檢測方法。新標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)域規(guī)定車用汽油蒸氣壓，更科學(xué)合理地降低揮發(fā)性污染排放。

有專家指出，新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實施，將為國家第四、五階段汽車排放標(biāo)準(zhǔn)實施，促進(jìn)車用燃料品質(zhì)環(huán)境管理發(fā)揮重要作用，同時對引導(dǎo)煉油企業(yè)組織生產(chǎn)，滿足更嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)車用油品供應(yīng)發(fā)揮積極作用。

降低硫含量是車用油發(fā)展的主要趨勢

隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展和汽車保有量快速增加，車用汽油的需求量也逐漸增大，汽油燃燒后產(chǎn)生的硫氧化物、氮氧化物、碳?xì)浠铩⒍趸冀o大氣環(huán)境以及人類自身帶來諸多危害。因此，多個國家或地區(qū)在制定車用汽油標(biāo)準(zhǔn)時都嚴(yán)格控制對環(huán)境有影響的指標(biāo)，如硫含量、烯烴含量、芳烴含量、苯含量、錳含量及蒸氣壓等。

1998年6月在比利時布魯塞爾舉行的第三屆世界燃料會議上，歐洲汽車制造商協(xié)會（ACEA）、汽車制造商聯(lián)盟（Alliance）、日本汽車制造商協(xié)會（JAMA）和（美國）發(fā)動機制造商協(xié)會（AAMA）代表全球汽車行業(yè)聯(lián)合發(fā)表了“世界燃油規(guī)范”，提出了世界范圍的汽柴油標(biāo)準(zhǔn)。世界燃油規(guī)范的第一版于1998年出版，把燃油分成三個等級，2000年4月再版，把燃油分為四個等級，2002年12月進(jìn)行了第三次修訂，2006年9月由歐洲汽車制造商協(xié)會（ACEA）主持編制了第四版世界燃油規(guī)范。

“世界燃油規(guī)范”影響不可低估，許多國家制定新燃油標(biāo)準(zhǔn)時都參考這一燃油規(guī)范。美國、日本等國家和歐盟在不同時期據(jù)此制定符合本國實情的車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，世界主要發(fā)達(dá)國家車用汽油有害物質(zhì)含量逐步降低，尤其是硫含量自2008年后降至10μg/g以下，降低汽油硫含量已成為今后一段時間內(nèi)車用汽油發(fā)展的主要趨勢。同樣，車用汽油中的硫含量也成為各國汽油質(zhì)量的主要標(biāo)志。

我國自2000年開始限制含鉛汽油生產(chǎn)，執(zhí)行車用無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)GB17930—1999。該標(biāo)準(zhǔn)除了進(jìn)一步降低硫含量外，首次對車用汽油中的烯烴、芳烴和苯含量作了限制性規(guī)定。2006年，鑒于已經(jīng)實施的國Ⅱ和即將實施的國Ⅲ機動車排放法規(guī)，我國對GB17930標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，即GB17930—2006（Ⅱ）、GB17930—2006（Ⅲ），俗稱國Ⅱ汽油和國Ⅲ汽油標(biāo)準(zhǔn)。

2010年，我國車用汽油執(zhí)行的GB17930—2006（Ⅲ）標(biāo)準(zhǔn)中，硫含量指標(biāo)達(dá)到“世界燃油規(guī)范”中的二類標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到歐Ⅲ排放要求時的汽油硫含量標(biāo)準(zhǔn)，但比歐盟滯后整整10年。為了進(jìn)一步改善環(huán)境，提高人們的生活水平，滿足國家第Ⅳ階段排放要求，經(jīng)過多方調(diào)研、考察和論證，全國石油產(chǎn)品和潤滑劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會借鑒國外車用汽油質(zhì)量升級的發(fā)展趨勢并考慮到我國煉油工業(yè)的實際情況，對車用汽油GB17930—2006（Ⅲ）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了適當(dāng)修訂，對車用汽油的硫含量、烯烴含量、錳含量和蒸氣壓提出了更高要求。這對國內(nèi)部分煉油企業(yè)來說是一個嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，將可能對車用汽油的生產(chǎn)帶來很大影響。

煉油企業(yè)迎來挑戰(zhàn)

我國原油密度大，輕質(zhì)組分少，因此國內(nèi)早期建設(shè)的煉油企業(yè)重油二次加工多以催化裂化為主，所產(chǎn)汽油也就以催化裂化汽油為主，催化重整比例偏低，異構(gòu)化、烷基化生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足。近十年來，由于車用汽油質(zhì)量升級的需要，國內(nèi)生產(chǎn)汽油的重整能力有所提高，但鑒于煉油裝置的規(guī)模大、投資高，在近期內(nèi)改變這種局面存在很大難度。即使重整能力提高，但由于國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的芳烴含量限制，重整汽油的調(diào)和比例也不宜超過50%，再加上國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的錳含量限制，使得國內(nèi)部分煉油企業(yè)高標(biāo)號車用汽油生產(chǎn)變得越來越困難。

隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，世界主要發(fā)達(dá)國家車用汽油有害物質(zhì)含量逐步降低。圖為中國石化北京石油成品油質(zhì)檢工作現(xiàn)場。 胡慶明 攝

以國內(nèi)某一煉油企業(yè)為例，原油加工量約400萬噸/年，實際生產(chǎn)過程中，該企業(yè)生產(chǎn)97號車用汽油、97號車用乙醇汽油調(diào)和組分油、93號車用汽油、93號車用乙醇汽油調(diào)和組分油四個牌號汽油。大致調(diào)和方案為：重整汽油和催化汽油以適當(dāng)比例調(diào)和后，添加適量的MMT調(diào)和成為適宜標(biāo)號的車用乙醇汽油調(diào)和組分油，再添加適量的MTBE調(diào)和成為同標(biāo)號的車用汽油。

為滿足國Ⅲ車用汽油標(biāo)準(zhǔn)中苯含量和硫含量要求，2009年，該企業(yè)先后投產(chǎn)了8萬噸/年的苯抽提裝置 和 90萬 噸/年 的S-Zorb催化汽油吸附脫硫裝置。這兩套裝置的開工投產(chǎn)，很好地滿足了國Ⅲ車用汽油標(biāo)準(zhǔn)中苯含量和硫含量要求，但是在脫苯和降硫過程中，多少降低了汽油組分的研究法辛烷值，為該企業(yè)97號汽油生產(chǎn)帶來一定的困難。

正在討論的國Ⅳ車用汽油標(biāo)準(zhǔn)實施在即，相對于國Ⅲ車用汽油標(biāo)準(zhǔn)，國Ⅳ車用汽油標(biāo)準(zhǔn)中，硫含量、烯烴含量、錳含量和蒸氣壓進(jìn)一步降低。在這些項目中，烯烴含量和錳含量是影響汽油辛烷值的直接因素，二者的降低直接造成汽油辛烷值的下降。硫含量的降低需要通過工藝過程控制來實現(xiàn)，但是不論是加氫脫硫或是吸附脫硫均會造成汽油餾分的辛烷值降低；蒸氣壓的降低使得汽油餾分中高辛烷值的輕組分減少，又成為汽油產(chǎn)品辛烷值下降的因素之一。所以，在現(xiàn)有生產(chǎn)工藝無法作較大調(diào)整的情況下，靈活調(diào)整汽油生產(chǎn)方案生產(chǎn)合格的高標(biāo)號國Ⅳ車用汽油，更成為部分煉油企業(yè)的難點。

仍以該企業(yè)為例。鑒于該企業(yè)已建有催化汽油吸附脫硫裝置和重整汽油苯抽提裝置，國Ⅳ車用汽油中的硫含量、烯烴含量和苯含量指標(biāo)很容易實現(xiàn)。錳含量和蒸氣壓通過生產(chǎn)調(diào)整也易于達(dá)到，但是上述項目的達(dá)標(biāo)均以降低汽油辛烷值為代價，如何補償這些辛烷值，應(yīng)成為高標(biāo)號汽油生產(chǎn)所考慮的重點。

在目前多數(shù)煉油企業(yè)僅靠催化裂化和催化重整工藝生產(chǎn)車用汽油的情況下，要生產(chǎn)合格的97號國Ⅳ車用汽油存在一定的難度，輔以催化汽油吸附脫硫裝置和重整汽油苯抽提裝置，通過靈活調(diào)整重整汽油苯抽提裝置操作，可以生產(chǎn)出合格的97號國Ⅳ車用汽油，但調(diào)整余地受限。基于此，應(yīng)考慮其他提高汽油辛烷值方法，如異構(gòu)化工藝或烷基化工藝，或者采用新型高效汽油辛烷值改進(jìn)劑，這樣才能使97號車用汽油生產(chǎn)更加靈活、方便、經(jīng)濟。