車用乙醇汽油(E5)發油穩定性研究

方 健 曾勇昭

〔中國石化廣西石油分公司 廣西南寧 530000〕

作為石油能源的補充,車用乙醇汽油相較于車用汽油具有綠色、環保、可再生的特點,既改善了汽車燃油的質量,又減輕了燃油對環境的污染[1-4]。車用乙醇汽油具有較高的環保經濟性。通過在汽油中添加乙醇代替MTBE(甲基叔丁基醚)達到減輕車用汽油對環境污染的效果。目前車用乙醇汽油乙醇的添加體積分數為10%±2%,然而隨著《GB 22030-2017車用乙醇汽油調合組分油》標準的發布,降低了辛烷值的指標要求以及變性燃料乙醇價格的上漲,將乙醇體積分數調整為5%不失為一個可行的方向。

國內車用乙醇汽油調合工藝有多種。目前較為常用的調合方式主要有兩種,分別是油罐調合和管道比例調合[5]。油罐調合是將組分油與變性燃料乙醇分別按比例輸送至儲罐內,再通過罐內的側向攪拌器攪拌1 h調合。調合時按先加入組分油后加入變性燃料乙醇的工藝順序。由于組分油的揮發性能比較好,容易使罐內油氣濃度變大,從而減小爆炸的危險性。然而,這種調合方式對于變性燃料乙醇的比例要求較高,儲運周期在4～5 d,否則油品易在罐中分層。管道比例調合是將組分油與變性燃料乙醇通過計算機、批控儀和電液閥等設備在管線中實現比例調合。這種方式組分油與變性燃料乙醇以9：1的比例經過發油調合管道同時被送至罐車,調合比例由計算機和預制設備精確控制。調合的效果好,合格率高,避免了一些中間環節,降低了水進入車用乙醇汽油的可能性,減少了油氣揮發損耗量。

本文基于4座油庫進行車用乙醇汽油(E5)的管道比例調合穩定性試驗及分析,旨在為同行開展相關試驗分析提供參考。

1 試驗概況和試驗設備

此次開展的92號車用乙醇汽油(E5)調合試驗在廣西石油分公司甲、乙、丙和丁油庫同時進行。試驗過程中,分別采用手工法、中紅外燃油分析儀、氣相色譜和流量計走表數差等四種方法檢測和計算92號車用乙醇汽油(E5)調合后的乙醇含量,同時對調合現場的溫度、組分油密度和變性燃料乙醇密度進行記錄,確保每次調合試驗的數據準確有效。為了不浪費燃油的循環利用,在調合試驗完成后,通過再次給罐車內的車用乙醇汽油補充一定量的變性燃料乙醇,使油罐車內車用乙醇汽油的乙醇含量符合《GB 18351-2017車用乙醇汽油(E10)》現行車用乙醇汽油(E10)國家標準要求后再運送至加油站銷售。

本試驗主要設備為廣西甲、乙、丙、丁4座油庫的發油裝置,4座油庫92號車用乙醇汽油(E10)發油貨位均采用下裝式,均設置2個發油貨位,可同時裝發兩輛油品運輸車。下裝式的發油工藝比噴濺式裝車鶴管油氣損失量小2～3倍,同時它能更好地避免雨水進入罐車影響車用乙醇汽油質量。發油設備的配置如表1～4所示。

表1 甲油庫發油配置

表2 乙油庫發油系統配置

表3 丙油庫發油系統配置

表4 丁油庫發油系統配置

2 試驗結果與分析

本次試驗共記錄到124車/次的92號車用乙醇汽油(E5)調合試驗,平均溫度23.55 ℃,車用乙醇汽油調合組分油平均密度0.744 kg/m3,變性燃料乙醇平均密度0.791 kg/m3;色譜試驗中的乙醇體積分數平均值為4.69%,流量計走表數差平均值為4.98%,中紅外儀測得乙醇體積分數平均值為4.87%,手工法測得乙醇體積分數平均值為4.92%。

4座油庫質檢室只有一臺中紅外儀的檢測數據,手工檢測車用乙醇汽油中的乙醇含量數據誤差較大。因此,主要以色譜檢測數據和流量計走表數進行分析。

2.1 色譜測得數據分析

在4座油庫開展的124車/次92號車用乙醇汽油(E5)調合試驗數據中,色譜測得的最小乙醇體積分數4.25%,甲油庫測得。最大乙醇體積分數5.30%,乙油庫測得。各油庫的體積分數平均值及平均偏差、標準偏差如表5所示,平均值4.69 %,平均偏差為0.095,標準偏差為0.024。

表5 氣相色譜數據分析

參考《NB/SH/T0663-2014汽油中醇類和醚類含量的測定 氣相色譜法》15.1.2再現性計算中得出各次試驗之間的允許誤差為體積分數±0.56%,4座油庫所測得的平均數據之差均在范圍之內。因此,本次在中國石化銷售股份有限公司廣西石油分公司開展的92號車用乙醇汽油(E5)調合試驗有效。

2.2 流量計走表數數據分析

在4座油庫開展124車/次92號車用乙醇汽油(E5)調合試驗的流量表計數數據中,最小乙醇體積分數為3.96%,最大乙醇體積分數為5.87%,在甲油庫測得。各油庫的體積分數平均值及平均偏差、標準偏差如表6所示,平均值4.98%,平均偏差為0.000 3,標準偏差為0.000 1。

表6 流量計走表數據分析

根據4座油庫開展的92號車用乙醇汽油(E5)調合試驗流量計走表數計算分析,它們與真值的誤差范圍分別是-0.07,0.05,-0.06,0。其中,負差的有兩座油庫,分別是甲油庫和丙油庫,乙油庫為正差油庫,丁油庫誤差為0。

3 結束語

車用乙醇汽油(E5)調合試驗及分析結果：

(1)通過此次在中國石化廣西石油分公司開展的92號車用乙醇汽油(E5)調合試驗,各油庫質檢室所測得的乙醇含量色譜結果均小于流量計走表數計算結果。

(2)4座油庫測得車用乙醇汽油(E5)乙醇體積分數范圍在4.25%～5.30%之間,將(E5)乙醇體積分數范圍控制在5.0%±1.0%,即4.0%～6.0%之內,各油庫的車用乙醇汽油調合工藝都能夠滿足該條件。因此,若采用管線比例調合方式進行乙醇汽油調合,建議車用乙醇汽油(E5)乙醇體積分數質量指標在5.0%±1.0%。