为了降低汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物 , 从 20 世纪 90 年代开始 , 美国一些一氧化碳排放超 标地区在汽油中加入含氧化合物 , 主要是醚类和醇 类含氧化合物 , 而醚类以甲基叔丁基醚 ( M TB E) 为主 。近年来 , 我国一些汽油生产厂为了提高辛烷 值 (在辛烷值卡边时) , 也加入一些甲基叔丁基醚
【关键词】 汽油组成 馏程 气相色谱 标准
进入 21 世纪后 , 随着世界经济的快速发展 , 能源特别是石油供需矛盾越来越凸现出来 , 特别是 随着汽车工业的迅速发展 , 车用燃料的消耗量与日 俱增 , 德国《世界报》援引在德国埃森的一家市场 调研机构的最新预测报道说 , 到 2010 年全球汽车 保有量将突破 10 亿辆 , 到 2015 年 , 亚洲地区将拥 有全球四分之一的汽车 , 来自我国公安部交通管理 局的消息称 , 至 2009 年 8 月底 , 我国机动车保有 量为 180018512 辆 。汽车尾气中污染物 (碳氢化合 物 、一氧化碳 、二氧化碳 、氮氧化物 、颗粒物等) 的排放量越来越大 , 造成的大气污染问题也越来越 严重 , 引起了世界各国的普遍关注 , 机动车排放污 染已经成为我国污染物的主要来源之一 。为了减少 汽车有害物质的排放 , 一方面可改进发动机的设 计 , 另一方面 , 燃料中苯 、芳烃 、烯烃和含氧化合 物等组分以及蒸汽压和馏程等性质也直接影响有害 物质的排放 。各国在汽油产品质量技术指标中对烯 烃 、芳烃 、苯含量和馏程都作了最高限制 , 由此可 见 , 准确检测汽油产品组分和馏程显得非常重要 , 直接关系到产品质量和汽车尾气排放是否合格 。伴 随着石油炼制工业和汽车制造业的技术发展 , 以及
表 3 各国检测汽油组分检测标准对照表
标准名称
我国国家标准 国际标准
国 外 标 准
GB/ T
ISO
ASTM
J IS
IP
BS
EN
D IN
液体石油产品烃类测定法 (荧光指
11132
3837
D1319
K2536
156 2000/ 156
—
—
示剂吸附法)
液体石油产品 - 车用汽油烃类组成 制定进行中
2 国外车用汽油组分检测标准发展趋势
21 1 国外车用汽油组分检测标准的发展 国外车用汽油组分检测方法主要有紫外荧指示
剂吸附法 ( FIA) 、红外法 ( IR) 、普通气相色谱法 ( GC) 、多维气相色谱法 ( GC/ MDS) 和超临界流 体色谱法 ( SFC) , 国外车用汽油组分检测标准发 展一览表见表 1 和表 2 。
芳烃是一种具有较高辛烷值和高热值的汽油调 和剂 。但是它燃烧后会导致致癌物苯的形成 , 并易 增加燃烧室的积炭而增大二氧化碳的排放 。因此 , 降低汽油中芳烃含量必将因减少尾气中苯的排放而
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第1期
陈国强等 ·车用汽油组分和馏程检测标准发展趋势及我国的差距
标 准
备 注
AS TM D6293 ASTM 6839 EN 14517 ISO 22854
可以检测低烯烃 (烯烃 ≤15 % (v/ v) ) 汽油组分 (各种烃族和醇类 、醚类含氧化合物) 可以检测较高烯烃 (烯烃 ≤30 % (v/ v) ) 汽油组分 (各种烃族和醇类 、醚类含氧化合物以及苯) 可以检测较高烯烃 (烯烃 ≤30 % (v/ v) ) 汽油组分 (各种烃族和醇类 、醚类含氧化合物以及苯) 可以检测高烯烃 (烯烃 ≤50 % (v/ v) ) 汽油组分 (各种烃族和醇类 、醚类含氧化合物以及苯)
欧共体 ( EN) 进行的循环对照实验评价多维
· 30 ·
气相色谱法取代荧光指示色谱 ( FIA) 的方法得到 了如下结论 : (1) 所有的气相色谱方法都比荧光指 示色谱 ( FIA) 方法的精密度好 (或比红外 [ IR ] 方法测定苯的精密度高) ; (2) 只有多维气相色谱 法给出高精度的总烯烃结果 ; (3) 多维气相色谱法 对苯 的 检 测 结 果 的 精 密 度 稍 高 于 其 它 方 法 (01 01 %) ; (4) 单柱色谱方法分析总芳烃的结果类 似于多维气相色谱法 , 但汽油中烯烃的含量高于 10 %时 , 测定结果很差 。
构烯烃 、环烷烃 、环烯烃和芳烃以及含氧化合物和 氧含量 等的 过 程 , 多 维 气 相 色 谱 法 ( GC/ MDS) 的发展经历了一个只能检测低烯烃车用汽油组分到 可以检测到高烯烃车用汽油的各种烃族和醇类 、醚 类含氧化合物含量的过程 。各国检测车用汽油组分 检测标准对照见表 3[1 ] 。
表 1 国外车TM D1319 1984 年
ISO 3837
1993 年
ASTM D4815 1994 年
ASTMD5580 1995 年
EN 238
1996 年
ASTM D6293 1998 年
ASTM D3606 1999 ASTM D6550 2000 年 ASTM D5599 2000 年 ASTM D6839 2002 年 EN 14517 2004 年 ISO 22854 2008 年
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陈国强等 ·车用汽油组分和馏程检测标准发展趋势及我国的差距
2010 年第 30 卷
75 亿加仑的目标 。世界燃油规范 EN228 : 2008 也 将 EN15376《汽车燃料 1 乙醇作为汽油的混合成
分之一的要求和试验方法》列入该规范中 。国外车 用汽油组分限制标准比较一览表见表 4 ([2 ] ) ,[7 ] 。
· 28 ·
汽车排放污染物控制标准的严格 。对于车用汽油组 分和馏程检测也从手动和半自动分析发展到全自动 分析 , 从常量分析发展到半微量分析 。
1 国外车用汽油组分检测标准的发展
11 1 车用汽油组分简介 车用汽油组分包含烃类组分和含氧化合物组分
以及微量添加剂 。烃类组分包含烷烃 、烯烃和芳 烃 , 烷烃包含环烷烃 、正构烷烃和异构烷烃 , 烯烃 包含环烯烃 、正构烯烃和异构烯烃 , 芳烃包含苯 、 甲苯 、二甲苯和碳 9 以上芳烃等 , 车用汽油组分碳 数分布从碳 4 到碳 12 。含氧化合物组分主要是醚 类和醇类含氧化合物 , 主要有乙基叔丁基醚 、甲基 叔丁基醚 、叔戊基甲醚 、二异丙醚 、甲醇 、乙醇 、 正丙醇 、异丙醇 、异丁醇和叔丁醇 。微量添加剂有 抗氧化剂 、抗腐蚀剂 、抗结冰剂和清洁剂等 。 11 2 汽油组分评价指标意义
2008 年 2 月全球主要生产生物燃料的生产商 的所有国家发布了《国际间协调一致的生物燃料标 准白皮书》。A S TM 标准也在白皮书提供的参考范 围之列 。《白皮书》是促进生物燃料贸易的国际项 目的一部分 。欧盟也要求其成员国于 2010 年前达 到 51 75 %的生物乙醇混合率 , 并且在 2020 年前 , 所有机动车汽油至少要达到 10 %的生物乙醇混合 率 。在美国 ,《2005 年度能源政策法案》规定 2012 年前全国生物燃料消费量 (通常指乙醇) 要达到
中国石油和化工标准与质量
第1期
研究探讨
车用汽油组分和馏程检测标准发展
趋势及我国的差距
陈国强 于素青
新疆乌鲁木齐石化公司研究院 (乌鲁木齐 830019)
【摘 要】 随着全球汽车工业的迅猛发展和人们对环保意识的逐渐加强 , 对清洁燃料的要 求也日益严格 , 车用汽油检测技术也有了长足的进步 , 对于车用汽油组分和馏程检测标准也从手 动和半自动分析发展到全自动分析 , 从常量分析发展到半微量分析 , 发展到气相色谱检测方法 , 精密度逐渐提高 , 我国在车用汽油组分和馏程检测标准方面与国外先进水平相比仍有较大的差 距。
22854
D6839
—
382
和含氧化合物的测定 - 多维气相
色谱法
—
14517 514481
其中 : GB/ T : 中国国家标准 ; ISO : 国际标准 ; ASTM : 美国材料试验协会标准 ; J IS : 日本工业标准 ; IP : 英国石油协会标准 ; BS : 英国标准 ; DIN : 德国标准协会标准 ; EN : 欧洲标准化委员会标准 。
表 4 国外车用汽油组分限制标准比较一览表
项 目 美国 1990 年平均
苯% (v/ v) < 11 6
芳烃 % (v/ v) < 281 6
烯烃 % (v/ v) < 101 8
美国加州 CARB 第 Ⅱ阶段 1996 年
< 11 0
< 25
<6
美国第 Ⅱ阶段 2000 年 美国加州新配方汽油 2003 年 欧盟 2000 年 欧盟 2005 年 欧盟 2010 年 欧洲议会 2000 年 欧洲议会 2005 年 日本清洁汽油 2000 年 日本清洁汽油 2005 年
21 2 国外车用汽油组分检测标准发展趋势 国外车用汽油组分检测标准已经发展到多维气
相色谱法检测车用汽油中烃类组成 、含氧化合物和 氧含量阶段 , 很多炼油厂已经证明多维气相色谱法 检测汽油中烃类组成 、含氧化合物和氧含量的可靠 性 。分析结果可以提供准确的原料组成数据 。能够 以最低成本的馏分油进行汽油的调和 。新的检测标 准发展趋势向国际标准靠拢 , 从长时间和手工检测 发展到自动化 、短时间和更高精密度的检测 。
2010 年第 30 卷
有利于环境 。 苯是公认的致癌物 , 它在汽油中由于蒸发和燃
烧 、尾气排放进入大气 , 给人类的健康带来直接影 响 。因此 , 各国政府及有关机构均做出严格的限 制。
烯烃是一种具有较高辛烷值的汽油调和组分 。 一方面 , 它是比较活泼的烃类 , 挥发到大气后因发 生光化学反应而加速臭氧的形成 , 使环境受到严重 污染 。另一方面 , 由于烯烃的热不稳定性 , 它易使 发动机和发动机进气系统形成胶质和积炭 。我国车 用汽油中烯烃含量较国外高 。