車用乙醇汽油調合組分油的質量分析

牟明仁 姜 莉 李昕穎 孫鳳媛 趙守成 于 珂 丁 艷 劉美思 鄒立梅

1 大連海關

2 沈陽海關

3 中國石油天然氣股份有限公司大連石化分公司

不同牌號車用乙醇汽油調合組分油的質量好壞，直接關系到對應牌號車用乙醇汽油（E10）的質量。本文通過對車用乙醇汽油調合組分油的檢驗數據分析，了解到：92號、95號車用乙醇汽油調合組分油辛烷值高，芳烴、烯烴、苯含量及硫含量低，各項檢驗結果都符合GB 22030—2017標準質量指標要求。

汽車已經走入千家萬戶，人們對不同牌號車用汽油或車用乙醇汽油（E10）的標準及性能有所了解，而對車用乙醇汽油調合組分油知道的很少[1～4]。這是由于車用乙醇汽油調合組分油不是直接面向消費者的最終產品，僅是“作為調合滿足GB18351要求的車用乙醇汽油（E10）的組分油”[5，6]。中間產品及特殊的用途，使人們對GB 22030—2017《車用乙醇汽油調合組分油》標準及車用乙醇汽油調合組分油的質量及性能的了解少之又少。通常只有生產加工“車用乙醇汽油調合組分油”的煉油企業及驗收、調合生產車用乙醇汽油（E10）的相關石油銷售公司有關技術人員、檢驗人員及相關科研人員才接觸并采用GB 22030—2017標準。新修訂 的 GB 22030—2017于 2017年 9月7日發布實施以來，為煉油企業生產符合GB18351—2017《車用乙醇汽油（E10）》標準要求的車用乙醇汽油調合組分油，在技術指標上提供了依據；對所生產的車用乙醇汽油調合組分油在質量控制上起到了保障作用[7～9]。為了解車用乙醇汽油調合組分油的質量情況，本文以92號、95號為例，對車用乙醇汽油調合組分油的檢驗結果進行分析與探討。

現行質量要求

自2019年1月1日起，我國市場上銷售的車用乙醇汽油（E10）規定必須符合GB 18351—2017標準中“表2 車用乙醇汽油（E10）（ⅥA）技術要求和試驗方法”和“表A2 98號車用乙醇汽油（E10）（ⅥA/ⅥB）的技術要求和試驗方法”；煉油企業生產的車用乙醇汽油調合組分油必須符合GB 22030—2017標準中“表2 車用乙醇汽油調合組分油（ⅥA）的技術要求和試驗方法”和“表A2 98號車用乙醇汽油調合組分油（ⅥA/ⅥB）的技術要求和試驗方法”[5，6]；也就是我們通常說的國Ⅵ標準。“考慮到國內某些地區環保的特殊需求，各地方政府可依據其環保治理要求，與相關油品供應部門協商一致后，可提前實施相應階段的車用乙醇汽油調合組分油技術要求。”即“表3 車用乙醇汽油調合組分油（ⅥB）的技術要求和試驗方法”[5，6]。

檢驗項目、試驗方法與檢驗結果

檢驗項目與試驗方法

市場上銷售的車用乙醇汽油（E10）牌號通常以92號、95號為主，98號為輔，89號則較少，甚至許多加油站基本上就不銷售89號車用乙醇汽油（E10）。煉油企業加工的車用乙醇汽油調合組分油的質量，是按照不同牌號的對應質量指標進行控制與生產的。在GB 22030—2017標準技術要求和試驗方法中，車用乙醇汽油調合組分油有研究法辛烷值（RON）、餾程、蒸氣壓等20個檢驗項目，可采用GB、SH、NB/SH和ASTM D 等31個試驗方法對相應項目進行檢驗；其中的硫含量、有機含氧化合物含量等6個檢驗項目可采用2個至4個試驗方法對其進行檢驗，如對不同試驗方法的檢驗結果有爭議時，以指定的試驗方法為準[5，10]。

檢驗結果

在對由石腦油、加氫汽油、重整汽油、芳烴油及少量烷基化油等不同工藝加工而成的油品，調合成為92號、95號車用乙醇汽油調合組分油的不同批次檢驗中，一些項目中的檢驗結果相對穩定或變化相對較小。其中：銅片腐蝕為1b，硫醇（博士試驗）為通過，水溶性酸或堿為無，機械雜質及水分為無，餾程的殘留量（體積分數）為1.0%，膠質含量中的未洗膠質含量（加入清潔劑前）為 1.0 mg ·（100 mL）-1，溶劑洗膠質含量為小于0.5 mg ·（100 mL）-1，誘導期大于800 min，有機含氧化合物含量（質量分數）為小于0.49%，鉛含量為小于0.002 5 g/L，錳含量為小于0.000 25 g/L，鐵含量為小于0.002 0 g/L。

隨產品批次的不同而實測數據相對變化的項目及試驗方法見表1。

分析及影響

車用乙醇汽油調合組分油的質量合格與否，直接關系到對應牌號車用乙醇汽油（E10）的質量能否符合GB18351—2017標準質量指標要求。92號、95號車用乙醇汽油調合組分油的組成不同，其各項檢驗結果是各不相同的。與車用汽油一樣，就是同一牌號車用乙醇汽油調合組分油，因每批次所調合組分油的加工工藝、組成、含量不同，其各項檢驗結果也是有差異的[11～13]。由表1的檢驗結果數據看：

表1 檢驗結果相對變化的項目、實測數據及試驗方法

辛烷值

汽油辛烷值是表示汽化器式發動機燃料的抗爆性能好壞的一項重要指標，而抗爆性指汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒的能力。汽油的辛烷值越高，其抗爆性也就越好，發動機就可以用更高的壓縮比。

92號車用乙醇汽油調合組分油研究法辛烷值高于規定質量指標0.6～1.2個單位、抗爆指數高出0.1～1.3個單位、研究法辛烷值的最小值為90.6，95號車用乙醇汽油調合組分油研究法辛烷值高于規定質量指標0.5～0.9個單位、抗爆指數高出0.1～0.2個單位、研究法辛烷值的最小值為94.0；92號、95號研究法辛烷值與抗爆指數均高出GB 22030—2017標準對應牌號規定的質量指標。

按照GB18351—2017標準“要求與試驗方法”章節中“車用乙醇汽油（E10）應采用符合GB 22030的車用乙醇汽油調合組分油與符合GB 18350的變性燃料乙醇進行調合”及添加的變性燃料乙醇含量（體積分數）為10%±2.0%的規定與要求[6，14]，根據加入10%變性燃料乙醇后的車用乙醇汽油調合組分油，其研究法辛烷值與抗爆指數可分別提高2～3個單位和1個單位的經驗[15]，當92號、95號車用乙醇汽油調合組分油加入10%變性燃料乙醇成為92號、95號車用乙醇汽油（E10）后，其研究法辛烷值至少可達92.6和96.0以上。

餾程

餾程是油品在規定條件下蒸餾所得到的，以初餾點和終餾點表示其蒸發特征的溫度值范圍。可以從餾程數據來判斷油品輕重餾分所占的比例及蒸發性能的好壞。

92號、95號車用乙醇汽油調合組分油各蒸發溫度值都在一定范圍內波動，餾程結果也都符合GB 22030—2017標準的質量指標要求。不同批次各蒸發溫度值之所以不同，是因為所調合成為不同批次92號、95號車用乙醇汽油調合組分油的生產工藝及油品組成不同所致。

95號10%蒸發溫度、50%蒸發溫度值高于92號對應值，90%蒸發溫度、終餾點值低于92號對應值。出現這種情況，影響因素有多種，其中95號車用乙醇汽油調合組分油中添加的烷基化油多于92號油是主要原因之一。因為烷基化油的10%蒸發溫度、50%蒸發溫度值高于構成車用乙醇汽油調合組分油中的其他相應組分油的對應值、低于90%蒸發溫度及終餾點值。構成車用乙醇汽油調合組分油中的其他組分油添加烷基化油后，就提高了調合組分油中的10%蒸發溫度、50%蒸發溫度值，同時也降低了90%蒸發溫度、終餾點值。烷基化油添加的越多，對應值的變化就越大，并隨烷基化油餾程中各蒸發溫度的不同而變化。

車用乙醇汽油調合組分油加入10%變性燃料乙醇成為車用乙醇汽油（E10）后，會影響餾程中各餾出點蒸發溫度值。在試驗中，加入10%乙醇后，初餾點值提高3～5 ℃，變化值大小與調合組分油中的初餾點值大小成反比；而10%蒸發溫度等其他各點蒸發溫度值都有所變小，少則0.5 ℃、多則達20 ℃。且蒸發溫度值變化較大多在30%與50%的餾出體積區間內[15]。說明加入10%乙醇后，對車用乙醇汽油調合組分油餾程中的各蒸發溫度值影響是不同的，其值隨車用乙醇汽油調合組分油的組成不同而變化。

GB 22030—2017與GB 18351—2017標準中對初餾點值沒有質量指標要求。但試驗中的92號、95號車用乙醇汽油調合組分油初餾點通常為33～35 ℃。加入10%變性燃料乙醇成為車用乙醇汽油（E10）后，其初餾點值的提高及其它各點蒸發溫度值的降低，會對車用乙醇汽油（E10）的蒸發性產生影響。

蒸氣壓

蒸氣壓是考察汽油蒸發性能的質量指標之一，它客觀反映汽油在一定溫度下，由液態轉化為氣態的能力。蒸氣壓的質量指標是分冬、夏季的，良好的蒸發性與汽化性，是保證發動機在冬季易于啟動，在夏季不易產生氣阻，并能較充分燃燒的條件。

表1中冬、夏季蒸氣壓檢驗結果都符合GB 22030—2017標準的質量指標要求。其中92號、95號車用乙醇汽油調合組分油的蒸氣壓情況為：

◇冬季蒸氣壓值都遠高于質量指標的下限值，低于其上限值，其蒸氣壓最大值為66 kPa，與規定的不大于78 kPa上限值還有12 kPa的余量空間，與GB 18351—2017標準規定的不大于85 kPa上限值還有19 kPa的余量空間。這對保證汽車發動機采用由此車用乙醇汽油調合組分油調合而成的車用乙醇汽油（E10）時在冬季順利啟動并能較充分燃燒創造了條件。

◇夏季的蒸氣壓值雖然也都在質量指標的范圍內，但其最大值與GB 22030—2017標準規定的夏季蒸氣壓不大于58 kPa的質量指標上限值相等，這對減少汽油輕組分的蒸發與揮發及防止汽車油路產生氣阻現象的發生都是十分不利的。

當車用乙醇汽油調合組分油加入10%變性燃料乙醇成為車用乙醇汽油（E10）后，其蒸氣壓會發生變化。根據我們的試驗結果，車用汽油加入10%乙醇后，蒸氣壓上升6～7 kPa，與先前報道不同汽油加入10%乙醇后，蒸氣壓上升5 kPa左右的趨勢相一致[16]。

好在GB 18351—2017標準規定夏季蒸氣壓為40～65 kPa，GB 18351—2017與 GB 22030—2017標準夏季蒸氣壓上限值間有7 kPa的余量空間。車用乙醇汽油調合組分油加入10%變性燃料乙醇成為車用乙醇汽油（E10）后，即使蒸氣壓變大，也會滿足GB 18351—2017標準規定的夏季蒸氣壓不大于65 kPa的質量指標要求。

硫含量

汽油中硫化物在生產、運輸、儲存、使用過程中接觸的金屬及燃燒后生成SO2、SO3對金屬都有腐蝕作用，并污染環境；當溫度較低遇水形成亞硫酸及硫酸后腐蝕性更強。因此現行標準中，對汽油中硫含量的限值要求越來越嚴格。

由于煉油工藝的改進與技術的提高，汽油組分經過加氫脫硫后，其硫含量降到10 mg/kg以下已成為可能。表1中92號、95號車用乙醇汽油調合組分油中硫含量的最大值分別為8.0 mg/kg和7.7 mg/kg，符合GB 22030—2017標準硫含量不大于10 mg/kg的質量要求。加入10%變性燃料乙醇，因車用乙醇汽油調合組分油中硫含量得到稀釋，調合后的車用乙醇汽油（E10）中硫含量還將進一步降低，所以滿足GB18351—2017標準硫含量不大于10 mg/kg的質量要求已不成問題。

芳烴、烯烴、苯含量

芳烴、烯烴是汽油中的有效組分，與苯都具有較高的辛烷值和熱值。但它們燃燒后分別有明顯的氧化傾向，易在發動機的進氣系統形成膠質沉積物，過高會造成噴油器結焦、噴霧惡化，造成汽油噴嘴堵塞，增加HC（碳氫化合物）、CO和NOX（氮氧化物）等有害氣體的排放。特別是汽油中的苯在蒸發、燃燒不完全時，可直接排入大氣，其致癌物直接危害人體健康，因此要嚴格限制車用汽油中的芳烴、烯烴及苯的含量。

92號、95號車用乙醇汽油調合組分油中的芳烴、烯烴和苯含量符合GB 22030—2017標準“表2車用乙醇汽油調合組分油（ⅥA）的技術要求和試驗方法”中芳烴含量≤38%（體積分數）、烯烴含量≤19%（體積分數）和苯含量≤0.8%（體積分數）的質量指標要求。

雖然92號、95號車用乙醇汽油調合組分油中的芳烴含量上限值分別為35.5%和35.8%、烯烴含量的上限值分別17.0%和17.5%，超 過GB18351—2017標 準“ 表2車用乙醇汽油（E10）（ⅥA）技術要求和試驗方法”中芳烴含量≤35%（體積分數）、接近烯烴含量≤18%（體積分數）的質量指標要求[6]。但由于車用乙醇汽油調合組分油是需要加入10%變性燃料乙醇調合后方成為車用乙醇汽油（E10）的。而加入10%變性燃料乙醇后，車用乙醇汽油調合組分油中的各個組分都將得到10%的稀釋。這樣表1中92號、95號車用乙醇汽油調合組分油經加入10%變性燃料乙醇成為車用乙醇汽油（E10）后，其對應芳烴含量上限值分別為32.0%和32.2%、烯烴含量上限值分別為15.3%和15.8%，即符合GB18351—2017標準“表2 車用乙醇汽油（E10）（ⅥA）技術要求和試驗方法”中芳烴、烯烴含量的質量指標要求，芳烴含量還同時滿足GB18351—2017標準“表2 車用乙醇汽油（E10）（ⅥB）技術要求和試驗方法”中芳烴含量≤35%（體積分數）的要求、但烯烴含量不符合≤15%（體積分數）的質量指標要求[6]。

92號、95號車用乙醇汽油調合組分油中的苯體積含量只有0.4%～0.5%，加入10%變性燃料乙醇稀釋后，其苯體積含量將會得到進一步的降低。

密度

密度數值大小直接反映汽油組分的輕重。從表1數據看，92號車用乙醇汽油調合組分油中的20 ℃密度上限值、下限值都小于95號的對應值，兩個牌號的密度在范圍內其數值也有相互交錯。相比而言，多數95號的密度大于92號的密度。這是由于兩個牌號車用乙醇汽油調合組分油中所用的調合油品加工工藝不同、餾分組成不同、組分含量的輕重不同所致。

結束語

通過對表1中數據的分析了解到，92號、95號車用乙醇汽油調合組分油的檢驗結果，都符合GB 22030—2017標準的質量指標要求。其中：

☆92號、95號車用乙醇汽油調合組分油研究法辛烷值與抗爆指數 均 高 出GB 22030—2017標 準對應牌號規定的質量指標。當添加10%的變性燃料乙醇，成為92號、95號車用乙醇汽油（E10）后，為滿足和符合GB18351—2017標準中92號、95號車用乙醇汽油（E10）研究法辛烷值與抗爆指數規定的質量指標要求提供了保證，為不同型號汽車提供充足的動力，防止汽油在發動機氣缸內燃燒時發生爆震現象提供了有利保障。

☆烷基化油添加量的不同，是導致92號、95號車用乙醇汽油調合組分油餾程中各餾出點蒸發溫度值產生差異值的主要原因。車用乙醇汽油調合組分油加入10%變性燃料乙醇成為車用乙醇汽油（E10）后，對餾程中各餾出點蒸發溫度及蒸氣壓會產生影響。通常初餾點值會有所提高、其他各餾出點蒸發溫度值會有所降低；蒸氣壓值有所變大。但變化后的各餾出點蒸發溫度及蒸氣壓結果都可以滿足GB18351—2017標準對應的質量指標要求。

☆煉油脫硫工藝的改進與提高，為車用乙醇汽油調合組分油中硫含量不大于10 mg/kg提供了可靠保證，加入10%變性燃料乙醇后，92號、95號車用乙醇汽油（E10）中的硫含量還將會進一步降低。

☆92號、95號車用乙醇汽油調合組分油中芳烴、烯烴、苯含量的實際結果低于GB 22030—2017標準的質量指標。當加入10%變性燃料乙醇后組分油被稀釋而成為92號、95號車用乙醇汽油（E10）后，不僅符合GB18351—2017標準的質量指標要求，其芳烴、烯烴、苯的實際含量與GB18351—2017標準的質量指標要求還有很大余量空間。這為減少燃油在高溫下發生氧化分解、發動機進氣系統和燃燒室形成積炭與膠質進而造成汽車發動機功率下降、燃燒后在尾氣中形成致癌性的苯及NOx、HC和CO的排放而污染大氣成為了可能。

☆由于乙醇20 ℃密度為789 kg/m3，加入10%變性燃料乙醇調合成為車用乙醇汽油（E10）后，92號、95號車用乙醇汽油（E10）的20 ℃密度都將會變大。92號由737.6 kg/m3～744.4 kg/m3變為742.7 kg/m3～748.9 kg/m3、95號由742.1 kg/m3～745.1 kg/m3變為746.8 kg/m3～750.7 kg/m3。變化后的92號、95號車用乙醇汽油（E10）20 ℃密度，都符合GB18351—2017標準20 ℃密度為720 kg/m3～772 kg/m3的指標要求。

總之，92號、95號車用乙醇汽油調合組分油各項檢驗結果都符合GB 22030—2017標準的質量指標的要求，從而為提高我國車用乙醇汽油（E10）的質量，滿足第VI階段車用乙醇汽油標準要求提供了可靠保證。