從汽柴油質(zhì)量檢驗(yàn)看我國成品油國家標(biāo)準(zhǔn)

吳振中， 陶永旭

(中國石化山東石油分公司，山東 濟(jì)南 250014)

從汽柴油質(zhì)量檢驗(yàn)看我國成品油國家標(biāo)準(zhǔn)

吳振中， 陶永旭

(中國石化山東石油分公司，山東 濟(jì)南 250014)

結(jié)合歐盟標(biāo)準(zhǔn)和世界燃油規(guī)范，著重從質(zhì)量指標(biāo)、試驗(yàn)方法、儀器設(shè)備等方面，提出了優(yōu)化完善我國車用汽柴油國家標(biāo)準(zhǔn)的建議。

汽柴油 ； 質(zhì)量檢驗(yàn) ； 國家標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)代社會(huì)，石油產(chǎn)品與人們生產(chǎn)生活息息相關(guān)，而隨著環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，以及科學(xué)技術(shù)水平的提高，國內(nèi)外的汽柴油標(biāo)準(zhǔn)一直在發(fā)生著變化。尤其是近幾年來隨著汽車尾氣排放污染物總量的增加，環(huán)境狀況每況愈下，汽柴油標(biāo)準(zhǔn)愈發(fā)受到人們的重視。為此，各國紛紛制定日益嚴(yán)格的汽車燃油標(biāo)準(zhǔn)，中國汽柴油標(biāo)準(zhǔn)也逐漸和國際接軌，質(zhì)量指標(biāo)日益完善[1]。

1 車用汽油標(biāo)準(zhǔn)有待完善

目前國際上較為先進(jìn)的汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為美、歐、日、《世界燃油規(guī)范》四大標(biāo)準(zhǔn)體系。其中，歐盟汽油標(biāo)準(zhǔn)和《世界燃油規(guī)范》最具影響力，被許多國家引用。當(dāng)前我國汽油標(biāo)準(zhǔn)無論是技術(shù)指標(biāo)的完善程度，還是技術(shù)條件的限值要求，與其相比存在的主要差異見表1[1-2]。

表1 歐盟標(biāo)準(zhǔn)、《世界燃油規(guī)范》、中國最新車用汽油標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)差異

由表1可知，我國柴油標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)與歐盟標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，但與《世界燃油規(guī)范》5類相比還存在差距，主要體現(xiàn)在油品揮發(fā)性和清凈性方面。

2 車用柴油標(biāo)準(zhǔn)有待完善

盡管我國制定了新的車用柴油標(biāo)準(zhǔn)，提高了規(guī)格指標(biāo)，但與歐盟標(biāo)準(zhǔn)和《世界燃油規(guī)范》相比存在主要差異見表2[3]。

由表2可知，我國柴油標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)與歐盟標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，但與《世界燃油規(guī)范》5類相比仍存在差距，主要表現(xiàn)在清凈性方面。

表2 歐盟標(biāo)準(zhǔn)、《世界燃油規(guī)范》、中國最新柴油標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)差異

3 完善汽柴油質(zhì)量指標(biāo)及檢驗(yàn)

通過與歐盟標(biāo)準(zhǔn)以及世界燃油規(guī)范的對比，我國車用汽柴油標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)存在許多不足，但也不能照抄照搬國外標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)我國環(huán)境的總體要求、汽車工業(yè)的發(fā)展水平、煉油工業(yè)的實(shí)際情況及我國道路、交通、城市建設(shè)等特點(diǎn)，綜合考慮各種因素，逐步制定完善滿足不同階段汽車排放要求的車用汽柴油標(biāo)準(zhǔn)。就目前而言，車用汽柴油標(biāo)準(zhǔn)亟需從以下方面進(jìn)行完善[4-6]。

3.1增加汽油蒸發(fā)指數(shù)質(zhì)量指標(biāo)

隨著技術(shù)的發(fā)展，更多添加劑的使用，使得單獨(dú)利用餾程和蒸氣壓兩個(gè)指標(biāo)來表明汽油在使用中的真實(shí)揮發(fā)性能存在偏差。因此，常用“蒸發(fā)指數(shù)”DI值來衡量汽油的揮發(fā)性，通過控制DI值可以保證良好的冷啟動(dòng)和暖機(jī)性能。DI值對HC排放有直接影響，當(dāng)DI值高于一定值后，HC急劇上升。它主要是利用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算而得的結(jié)果，可以適用于更進(jìn)一步的評價(jià)。評價(jià)公式如下：DI=1.5×T(10)+3×T(50)+T(90)+11×氧含量%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。T(10)、T(50)、T(90)表示量筒分別回收10、50、90 mL所對應(yīng)的蒸發(fā)溫度。

從這個(gè)公式來看，它主要是控制油品餾程分布必須均勻，在一個(gè)正常合理的范圍內(nèi)方能達(dá)到使用的需求。建議將蒸發(fā)指數(shù)納入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，參照《世界燃油規(guī)范》蒸發(fā)指數(shù)數(shù)值設(shè)置，根據(jù)不同溫度設(shè)定不同數(shù)值。

3.2增加汽油硅含量質(zhì)量指標(biāo)

硅對汽油有吸附作用，汽油中硅含量即使很低，也會(huì)在汽油氣化燃燒過程中生成二氧化硅的白色粉末附著在傳感器上，導(dǎo)致傳感器失效。同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)和催化轉(zhuǎn)換器上產(chǎn)生大量沉積物。這種汽油在不超過一箱油的使用時(shí)間內(nèi)就可使催化系統(tǒng)失效，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作異常，最終導(dǎo)致汽車癱瘓。可見，硅元素對車輛性能的影響起效快，危害極大。

某地區(qū)加油站的“問題汽油”曾導(dǎo)致上千輛汽車拋錨，發(fā)動(dòng)機(jī)損壞，損失巨大。“問題汽油”經(jīng)檢測，硅含量高達(dá)5 000 ×10-6。2013年發(fā)布的世界燃油規(guī)范(V)中規(guī)定Ⅱ類以上汽油要求硅含量lt;1 mg/kg，我國新頒布實(shí)施了GB17930-2016《車用汽油》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：車用汽油中不得人為加入含硅化合物。但對這些非法添加物的限量要求及檢驗(yàn)方法并沒有作出具體規(guī)定。

目前對汽油中硅元素的檢測方法主要為單波長色散X射線熒光光譜法( MWD - XRF)和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP - OES/ICP -AES)。我國2017年7月起實(shí)施的GB/T33465-2016《電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定汽油中的氯和硅》方法可以檢測汽油中的硅含量，使得汽油中硅含量檢測有了國標(biāo)方法。結(jié)合我國汽油生產(chǎn)實(shí)際，建議將硅含量納入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，明確質(zhì)量指標(biāo)限值≤5 mg/kg，將GB/T33465-2016《電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定汽油中的氯和硅》方法列為檢驗(yàn)仲裁方法。

3.3增加氯含量質(zhì)量指標(biāo)

汽油中氯化物的主要來源是原油和含氯的汽油生產(chǎn)原料，如聚氯乙烯塑料等。汽油中的氯化物在燃燒后生成氯化氫，通常汽油燃燒過程中燃燒產(chǎn)物是水和二氧化碳，在有水和氯的條件下，氯化氫以鹽酸的形式存在，是強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，會(huì)對發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、排氣系統(tǒng)(包括活塞、噴嘴等)產(chǎn)生腐蝕作用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致車輛熄火，發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作。此外還會(huì)對大氣及環(huán)境造成污染。

目前對汽油中氯元素的檢測方法主要為微庫侖法、自動(dòng)電位滴定法、能量色散X射線熒光光譜法、單波長法、ICP法。雖然微庫侖法測定氯含量已有相應(yīng)的石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T1757《工業(yè)芳烴中有機(jī)氯的測定》，且在中石化、中石油內(nèi)部已經(jīng)廣泛采用，可以用于市場監(jiān)督中監(jiān)控汽油中的氯含量，但是還未制定汽油中的氯含量微庫侖測定法。我國2017年7月實(shí)施的GB/T33465-2016《電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定汽油中的氯和硅》方法可以檢測汽油中的氯，第一次明確了汽油中氯含量檢測方法。結(jié)合我國汽油生產(chǎn)實(shí)際，建議將氯含量納入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，明確質(zhì)量指標(biāo)限值≤20 mg/kg，制定微庫侖法測定汽油中的氯，并將其和GB/T33465-2016《電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定汽油中的氯和硅》列為汽油中氯含量檢驗(yàn)方法，將后者列為仲裁試驗(yàn)方法。

3.4增加總芳烴含量指標(biāo)

柴油中的芳烴，不但是致癌物質(zhì)，而且會(huì)使汽車排放的尾氣中的固體顆粒物、氮氧化物含量升高。因此，在改善柴油其他質(zhì)量指標(biāo)的同時(shí)，許多國家和地區(qū)也將芳烴含量列入柴油產(chǎn)品的質(zhì)量控制指標(biāo)，并對其作了較嚴(yán)格的限制。受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，我國對多環(huán)芳烴含量進(jìn)行了控制，但未對總芳烴含量進(jìn)行控制，建議將總芳烴含量納入車用柴油質(zhì)量指標(biāo)。

3.5完善柴油甲醇含量檢驗(yàn)

GB 19147-2016車用柴油標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：車用柴油中不得人為加入甲醇，但對甲醇含量限值要求及檢驗(yàn)方法并沒有作出具體規(guī)定。查閱世界燃油規(guī)范，其采用ASTM D4815(modified)的方法檢驗(yàn)柴油中甲醇含量。因此，建議及時(shí)修訂車用柴油標(biāo)準(zhǔn)增加甲醇含量指標(biāo)以及利用D4815方法制定我國車用柴油甲醇試驗(yàn)方法[7]。

3.6完善汽油辛烷值檢驗(yàn)

目前，GB17930車用汽油標(biāo)準(zhǔn)中辛烷值的試驗(yàn)方法為GB/T5487及GB/T503，該方法所采用的儀器為美國Waukesha公司生產(chǎn)的辛烷值機(jī)，基本上壟斷了中國的辛烷值檢驗(yàn)市場。國內(nèi)生產(chǎn)廠家也在仿制該機(jī)器，但美國Waukesha辛烷值機(jī)接近完美，以其獨(dú)有的穩(wěn)定性獲得了客戶的青睞，不過其維護(hù)成本較高，機(jī)器價(jià)格逐年增長，對于想購置該儀器的企業(yè)也是一筆不小的支出。當(dāng)前，有些國產(chǎn)辛烷值機(jī)技術(shù)也相對比較成熟。對二者作對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，某國產(chǎn)辛烷值機(jī)在測量時(shí)，低標(biāo)號汽油的準(zhǔn)確性比高標(biāo)號要好，兩種辛烷值機(jī)檢驗(yàn)油品辛烷值相差不到1個(gè)單位，綜合辛烷值機(jī)價(jià)格、用戶使用情況、油品質(zhì)量控制要求，筆者建議國產(chǎn)儀器生產(chǎn)廠家進(jìn)一步提升儀器性能，建立屬于中國自己的辛烷值檢驗(yàn)方法，而不是等效采用美國ASTM方法，改變依賴進(jìn)口機(jī)器的狀況，同時(shí)也為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)使用單位提供不同選擇[8]。

3.7完善柴油十六烷值檢驗(yàn)

目前，GB 19147車用柴油標(biāo)準(zhǔn)中十六烷值的試驗(yàn)方法為GB/T386，該方法所采用的儀器為美國Waukesha公司生產(chǎn)的十六烷值機(jī)，基本上壟斷了中國的十六烷值檢驗(yàn)市場。國內(nèi)中石化撫順研究院與上海滬順石化裝備有限公司合作研發(fā)十六烷值機(jī)，其采用風(fēng)量調(diào)節(jié)法完成油品十六烷值檢驗(yàn)，并已經(jīng)獲得國標(biāo)方法GB/T33298-2016柴油十六烷值的測定(風(fēng)量調(diào)節(jié)法)，該方法具有檢測快速、標(biāo)油用量少、測定精度高、噪聲低等特點(diǎn)。兩標(biāo)準(zhǔn)代表機(jī)型主要性能對照見表3。

我公司已采購國產(chǎn)FCD-Ⅱ型十六烷值機(jī)，從與美國Waukesha十六烷值機(jī)檢驗(yàn)結(jié)果對比來看，基本上一致，但GB/T33298-2016沒有寫入GB 19147車用柴油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，不利于GB/T33298-2016標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用以及國產(chǎn)品牌儀器的推廣。筆者建議盡快將GB/T 33298-2016標(biāo)準(zhǔn)寫入GB 19147車用柴油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，改變依賴進(jìn)口機(jī)器，同時(shí)也為用戶提供不同選擇。

表3 標(biāo)準(zhǔn)GB/T386-2010與標(biāo)準(zhǔn)GB/T33298-2016典型機(jī)型主要性能對照表

4 加快汽柴油檢驗(yàn)設(shè)備國產(chǎn)化

一個(gè)完善的石油產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，除了應(yīng)該具有體現(xiàn)其使用性能的質(zhì)量項(xiàng)目、指標(biāo)之外，還應(yīng)附有與之相對應(yīng)的測試檢驗(yàn)方法。目前，油品檢測高端儀器市場仍然主要依賴外資廠商，如Waukesha、Angilent、ThermoFisher、日本島津等。外資企業(yè)技術(shù)實(shí)力雄厚、產(chǎn)品成熟穩(wěn)定、品牌知名度高，但產(chǎn)品價(jià)格昂貴，維護(hù)維修費(fèi)用高，而且可供選擇的低配型號不多，對國內(nèi)的設(shè)備采購方來說負(fù)擔(dān)很大。檢測儀器國產(chǎn)化面臨技術(shù)和管理雙重困境。以紫外熒光硫含量為例，國內(nèi)廠家研制起步很早，但產(chǎn)品穩(wěn)定性欠佳、核心部件依賴進(jìn)口。進(jìn)口儀器設(shè)備在細(xì)節(jié)方面確實(shí)做得比國產(chǎn)儀器要好，如ANTEK公司產(chǎn)的硫含量和氣體連接均采用不銹鋼管件連接，國產(chǎn)硫含量都采用軟管連接。如果國產(chǎn)檢測儀器質(zhì)量能夠突破，其相對強(qiáng)大的性價(jià)比優(yōu)勢，能夠滿足市場對低成本設(shè)備的需求，同時(shí)勢必對進(jìn)口產(chǎn)品的價(jià)格構(gòu)成壓力[9]。

盡管油品測試用規(guī)格儀器國產(chǎn)化方面取得一定成績，但是對今后的發(fā)展還應(yīng)注意做好以下幾方面工作：①完善現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化的油品測試方法所用規(guī)格儀器的品種，如辛烷值機(jī)、十六烷值機(jī)等。②改進(jìn)和提高現(xiàn)已生產(chǎn)的油品測試規(guī)格儀器的質(zhì)量水平，如紫外熒光儀。③加速對自動(dòng)化、智能化儀器的研究開發(fā)，特別是未來進(jìn)入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法，如ICP儀器等。

5 結(jié)論

針對以上分析，汽柴油標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量指標(biāo)及試驗(yàn)方法需進(jìn)一步優(yōu)化完善，筆者提出以下建議：①建議將蒸發(fā)指數(shù)、硅含量、氯含量納入車用汽油國家標(biāo)準(zhǔn)、總芳烴含量納入車用柴油標(biāo)準(zhǔn)；②制定汽油中氯含量微庫侖測定試驗(yàn)方法，將GB/T33465-2016《電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定汽油中的氯和硅》方法列為指標(biāo)檢驗(yàn)仲裁方法；③建議盡早修訂車用柴油GB 19147產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，把GB/T 33298-2016標(biāo)準(zhǔn)寫入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；④建議制定中國自己的車用汽油辛烷值試驗(yàn)方法、柴油中甲醇含量測定試驗(yàn)方法；⑤建議加大科研力度，努力實(shí)現(xiàn)大型汽柴油試驗(yàn)儀器設(shè)備國產(chǎn)化。

[1] World Wide Fuel Charter Committee.Worldwide Fuel Charter(Fifth Edition)[S].2013

[2] BS EN 228-2012.Automotive fuels-unleaded petrol-requirements and test methods[S].London:BSI Standards Publication,2012.

[3] BS EN 590-2013.Automotive fuels-piesel-requirements and test methods[S].London:BSI Standards Publication,2013.

[4] 朱玉琴.我國車用汽油標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].天然氣化工,2014,39(7):77-81.

[5] 劉 浩,周劍平.關(guān)于2013版《車用汽油》及《車用乙醇汽油》中有害添加劑的解讀及完善建議[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2014(22):20-22.

[6] 司妍杰.淺談我國汽柴油新標(biāo)準(zhǔn)制定的發(fā)展趨勢[J].中國科技信息,2009,15:25-26.

[7] 張 莉,劉 瑩.車用汽油中四種非法添加物的特點(diǎn)和檢測方法[J].石油庫與加油站,2015,24(3):25-28

[8] 劉 浩.解讀 GB19147-2013 車用柴油(Ⅴ)與歐盟、世界燃油協(xié)會(huì)2013版標(biāo)準(zhǔn)的差距[J].化學(xué)工程與裝備,2014,9:184-186

[9] 鈕培南,朱國增.油品測試用規(guī)格儀器國產(chǎn)化回眸[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2002,18(10):20-22

NationalStandardofRefinedOilProductsinChinafromQualityTestingofGasolineandDiesel

WU Zhenzhong, TAO Yongxu

(SINOPEC Shandong Oil Products Company , Ji′nan 250014 , China)

The suggestion of optimizing and improving Chinese gasoline and diesel national standards is proposed,combined with EU standard and the world wide fuel charter,focusing on quality indicators,test methods,equipment and other aspects.

TE65

A

1003-3467(2017)10-0012-04

2017-07-21

吳振中(1976-)，男，高級工程師，從事油品質(zhì)量管理工作，電話：0531-62322933，E-mail: zshzb01@163.com。

Keywordsgasoline and diesel ; quality testing ; national standard