甘肅省M20車用甲醇汽油標準技術指標變化分析

張文霞（甘肅省標準化研究院）

甘肅省M20車用甲醇汽油標準技術指標變化分析

張文霞（甘肅省標準化研究院）

近年來，甘肅省所面臨的大氣環(huán)境污染問題日益嚴重，為了減少機動車輛污染物的排放，加強大氣環(huán)境治理，甘肅省不斷提升地方標準燃油標準。其中，甲醇燃料作為國家規(guī)定的過渡性車用替代燃料，研究制定適用于甘肅省的車用汽油標準具有較大的現(xiàn)實意義。甘肅省相關研究機構(gòu)通過分析國內(nèi)車用甲醇汽油標準現(xiàn)狀，試驗驗證主要技術指標變化及其對機動車輛排放的影響。對甘肅省2014年制定的M20車用甲醇汽油標準主要技術指標進行了修訂，從而加嚴M20車用甲醇汽油中對大氣環(huán)境可造成危害的成分因素的控制。該標準已發(fā)布，于2017年1月17號開始實施，在全省范圍內(nèi)推薦使用。

M20車用甲醇汽油標準 技術指標 分析

1 國內(nèi)車用甲醇汽油標準現(xiàn)狀

甲醇汽油是利用工業(yè)甲醇或燃料甲醇，加變形醇添加劑，與現(xiàn)有國標汽油按照一定體積調(diào)劑配置制成。隨摻入甲醇的比例不同，甲醇汽油一般有M5、M15、M20、M50、M85等甲醇汽油（M表示甲醇、數(shù)字表示甲醇的體積分數(shù)）。甲醇汽油具有代替性好、動力強、污染少，抗爆性能好，辛烷值高（MON106， RON112），調(diào)合辛烷值上升效果高等優(yōu)點，在全球能源危機和環(huán)境污染的背景下具有良好的發(fā)展前景。

近30年來，國內(nèi)外對甲醇汽油部分替代汽油進行了持續(xù)技術開發(fā)，解決了甲醇汽油生產(chǎn)、輸配和加注等環(huán)節(jié)的技術難題。作為工信部試點省份，甘肅省以甘肅桑田清潔能源開發(fā)有限公司為例，也已在市場上銷售車用甲醇汽油3年多，累計銷售3萬余噸。國內(nèi)甲醇汽油的研究開發(fā)已有30多年，規(guī)模化生產(chǎn)使用10年以上。目前，國內(nèi)有超過20個省市先后頒布實施不同比例的甲醇汽油地方標準。

目前，我國現(xiàn)有的車用甲醇汽油國家標準僅有GB/T 23799—2009《車用甲醇汽油（M85）》。國內(nèi)20多個省（區(qū)）制定了同類相關地方標準，比較典型的有：甘肅省地方標準DB62/T 1874—2009《車用甲醇汽油（M15、M30）》； 重慶市地方標準DB50/T 635—2015《M15車用甲醇汽油》；湖南省地方標準DB43/T 741—2012《M30甲醇汽油》、DB43/T 740—2012《M25甲醇汽油》、DB43/T 739—2012《M15甲醇汽油》；山東省地方標準DB37/T 2340—2013《M15車用甲醇汽油》；江蘇省地方標準DB32/T 1330—2013《M45車用甲醇汽油》；山西省地方標準DB14/T 614—2013《M30車用甲醇汽油》、DB14/T 92—2010《M5、M15車用甲醇汽油》；河北省地方標準DB13/T 1625—2012《M60車用甲醇汽油》、DB13/T 1480—2011《M30車用甲醇汽油》；上海市地方標準DB31/T 580—2012《車用M100甲醇汽油》；陜西省地方標準DB61/T 352—2013《車用甲醇汽油（M15）》、DB61/T 353—2013《車用甲醇汽油（M25）》；黑龍江省地方標準DB23/T 988—2005 《M15車用甲醇汽油》；浙江省地方標準DB33/T 756.1—2009《車用甲醇汽油 第1部分：M15》、DB33/T 756.2—2009《車用甲醇汽油 第2部分：M30》、DB33/T 756.3—2009《車用甲醇汽油 第3部分：M50》。盡管有這么多的標準，但是各省的標準基本上是基于國VI汽油的基礎上做相應的調(diào)整。現(xiàn)在市場已逐步開始推廣國V汽油，甘肅省應響應國家號召，根據(jù)環(huán)境氣溫，以及相應技術指標修訂更好地適應車輛實際使用環(huán)境，和降低車輛尾氣排放的新標準。

2 甘肅省M20車用甲醇汽油標準技術指標變化分析

2.1 汽油標號

汽油標號的高低表示汽車辛烷值的大小。辛烷值是表示汽車式發(fā)動機汽油燃料抵抗震爆好壞的一個重要指標，位于汽油規(guī)格的首列。汽油的辛烷值越高，則其抗爆性能也就越好。目前，我國煉油廠在生產(chǎn)高辛烷值汽油有利組分方面的技術還比較缺乏，隨著清潔汽油的低芳降烯和脫硫限錳的要求越來越嚴格，原有的高標號汽油不可避免地適度趨低調(diào)整。但從長遠來看，生產(chǎn)高辛烷值的清潔汽油，將是值得深入探索和研究的課題。

針對甘肅省實際環(huán)境和車輛運行情況，依據(jù)運行試驗結(jié)果和幾家科研機構(gòu)的檢測數(shù)據(jù)以及各方提供的標準建議草案，結(jié)合甲醇汽油自身的特點，甘肅省將M20車用甲醇汽油標準中的產(chǎn)品分類（按研究法辛烷值）由2014版中的90號、93號和97號依次調(diào)整為2017版中的92號、95號和98號，產(chǎn)品標識也由原來的“M20/90號車用甲醇汽油”“M20/93號車用甲醇汽油”“M20/97號車用甲醇汽油”調(diào)整為“M20/92號汽油” “M20/95號汽油”“M20/98號汽油”。即甘肅省M20車用甲醇汽油標準中的3個牌號汽油辛烷值均有所提高，這樣汽車發(fā)動機也就可以用更高的壓縮比，既可以提高發(fā)動機功率，又可以節(jié)約燃料，這對汽油機的經(jīng)濟性能改善有十分重要的意義。

2.2 硫含量

以汽油為燃料的汽車排放物中的硫化物是大氣中的主要污染源之一，隨著環(huán)保要求的不斷提高，對于車用汽油的質(zhì)量要求也是不斷提高，汽油中的總硫含量更是一項非常重要的指標。硫元素可以用來表征車用汽油的腐蝕性能，也直接影響著汽車排氣污染物的水平。

為降低汽車污染物排放，將甘肅省M20車用甲醇汽油硫含量由2014版中的不大于50mg/kg降低到2017版的小于等于8mg/kg，降為原始的16%。為滿足日益苛刻的排放標準法規(guī)的要求，車用甲醇汽油中硫含量的濃度只會越來越低，甚至完全消除，低硫化已經(jīng)成為車用汽油未來發(fā)展的必然趨勢。

2.3 烯烴含量

不飽和碳氫化合物烯烴，作為汽油辛烷值的有益成分，也是催化裂化汽油中的重要組成部分。烯烴類化合物，一方面由于其本身的化學活性，會使烯烴類碳氫化合物與汽車尾氣中的二氧化氮在被排放到大氣中后，在強烈的陽光紫外線照射下，吸收太陽光所具有的能量，發(fā)生光化學反應，原有的化學鏈遭到破壞，形成含劇毒的光化學煙霧。另一方面，由于烯烴的熱力學不穩(wěn)定性，使汽油在長期儲存的過程中， 會與空氣中的氧發(fā)生氧化反應，生成大分子的無揮發(fā)性膠質(zhì)，當汽油中的膠質(zhì)含量過多時，會堵塞發(fā)動機油路，降低發(fā)動機功率，增加活塞、燃燒室以及火花塞等部位的積炭，導致發(fā)動機點火不良，產(chǎn)生爆霧。

鑒于烯烴類化合物對環(huán)境污染帶來的不可逆影響，為了降低甘肅省M20車用甲醇汽油蒸發(fā)排放的光化學污染和減少汽油發(fā)動機進氣系統(tǒng)膠質(zhì)沉淀物的數(shù)量，甘肅省M20車用甲醇汽油在2017修訂版中將烯烴含量由2014版中的體積分數(shù)不大于28h/%降為體積分數(shù)小于等于24h/%。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)應用，車用甲醇汽油中的烯烴含量也會進一步下降。

2.4 錳含量

為了提高汽車發(fā)動機的熱效率，改善汽車的排放性能，減少汽車尾氣對大氣造成的污染，提高汽油辛烷值是一個非常可取的方法。目前，提高汽油的辛烷值的方法主要是通過提高煉油技術來調(diào)和辛烷值組分和添加抗爆劑來延緩或阻止汽油中烴類的氧化。當前，常見的抗爆劑主要有醚類、胺類、金屬類、醇類、脂類和復配類等。其中錳系抗爆劑是市場上常見的金屬類抗爆劑，能有效地改善汽油品質(zhì)，提高汽油辛烷值，保證產(chǎn)品質(zhì)量。但是，金屬類抗爆劑會在發(fā)動機里產(chǎn)生金屬沉淀物，而導致氣缸磨損、火花塞點火不良、氧化傳感器和三元催化器中毒等嚴重的機械故障，國家明確規(guī)定汽油中錳系抗爆劑不得超過0.018g/L。

此外，汽車尾氣排出的錳還會增加大氣中重金屬含量，從而危害人體健康。因此，基于車用汽油產(chǎn)品質(zhì)量升級和環(huán)保排放的緊迫要求甘肅省相關負責部門將甘肅省地方標準M20車用甲醇汽油中的錳含量做了相應的調(diào)整。即在2017修訂版中錳含量由之前2014版中的不大于0.008g/L降低為不大于0.002g/L，這將有助于進一步降低汽車尾氣排放物中錳重金屬對大氣污染。盡管如此，汽車尾氣排放的少量錳元素還會對大氣和人體帶來不可逆的污染和危害，生產(chǎn)既能使燃料完全燃燒、無毒、不污染環(huán)境又能提高抗爆性的新型環(huán)保車用甲醇汽油，將是未來不斷發(fā)展和努力的方向。

3 結(jié)語

多年來，經(jīng)過全省各方的努力，甘肅省大氣環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善。2016年，在扣除沙塵天氣的影響后，全省14個市州環(huán)境空氣質(zhì)量平均濃度為81μg/m3，同期相比較2015年下降14.7%，較2013年下降12%。其中，參與“國考”的12個市州PM10平均濃度為83μg /m3，同期相比較2015年下降14.4%，較2013年下降11.7%。全省14個市州PM2.5平均濃度為37μg/m3，同比下降11.9%。政府計劃在2017年，將全省可吸入顆粒物（PM10）年均濃度值控制在82μg/m3以內(nèi)，與2013年相比下降12%，細顆粒物（PM2.5）年均濃度值較2015年下降7.5%；空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)比率平均達到82%以上，作為甘肅省的環(huán)保工作目標。但是，由于甘肅省特殊的自然和歷史條件，大氣污染呈現(xiàn)出的復合污染特性（尤其是蘭州市），導致污染治理難度系數(shù)較大。隨著今后城市發(fā)展進一步的加快，要達到或超額完成計劃所定的環(huán)境目標，依然需要各部門不懈的努力。

為了減少汽油對大氣環(huán)境的污染，響應政府的號召。甘肅省工業(yè)和信息化委員會及相關負責單位，對甘肅省現(xiàn)有的地方標準DB62/T 2484—2014《M20車用甲醇汽油標準》，在基于這幾年的研究實施上，進行經(jīng)驗總結(jié)和專家論證。在策劃—實施—檢查—改進（PDCA）的運行模式上，結(jié)合甘肅省大氣污染的特殊性，對該標準中的幾個重要指標重新進行規(guī)定，以使其在實施的過程中進一步降低機動車排放對大氣環(huán)境的污染程度，助推甘肅省空氣質(zhì)量的改善。

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Analysis of Technical Indicator Changes in Gansu Province M20 Vehicular Methanol Gasoline Standards

Zhang Wenxia ( Gansu Institute of Standardization )

In recent years, Gansu Province is facing an increasingly serious problem of atmospheric pollution. Gansu province continue to enhance local fuel standards in order to reduce the emissions of motor vehicle pollutants and strengthen the atmospheric environment management. Among them, the methanol fuel as the state of the transition vehicle alternative fuels, to research and develop the automotive gasoline standards apply to the province will have a greater practical significance. The relevant research institutions of Gansu Province test to verify the main technical indicators change and its impact on motor vehicle emissions through the analysis of the standard status quo of domestic vehicular methanol gasoline.The province enacted the standard main technical indicators of M20 vehicular methanol gasoline in 2014 has been revised, so as to strengthen the control of the composition of factors in the M20 vehicular methanol gasoline which can cause the harm to the atmospheric environment. The standard has been released and began to implement on January 17, 2017, recommended in the province-wide to use.

M20 vehicular methanol gasoline standards, technical indicator, analysis