国内外清洁汽油质量分析及发展趋势蒋庆哲1,孙铭勤2,宋昭睁1
(1.中国石油大学(北京D重质油国家重点实验室,北京102249;2.中国石油大学(华东D石油工程学院,山东东营257061D
摘要:同发达国家相比,我国在清洁汽油的具体指标方面还存在较大差距,汽油质量始终面临着蒸气压高~辛烷值分布差,尤其是烯烃含量过高的压力,长远看,硫~苯~氧等指标含量也将面临着更大压力 结合我国汽油生产现状,调整炼油厂装置构成,降低我国汽油中的烯烃和硫含量,将是我国汽油中长期发
展的方向 关键词:清洁汽油;辛烷值;硫含量;烯烃含量中图分类号:TE626.21文献标识码: 文章编号:1008-9446(2005D0B-0009-05
DevelopmenttrendandoualityanalysisofcleanGasolinehomeandabroad
JI NGOing-zhe1,SUNMing-gin2,SONGZhao-zheng1(1.Statekeylaboratoryof~eavyOilprocessing,Universityof
petroleum(BeijingD,Beijing102249,China;2.CollegeofpetroleumEngineering,Universityof
petroleum(~uadongD,Dongying,Shandong257061,ChinaD
abstract:Comparedwithdevelopedcountries,thegualityindexesofcleangasolineproducedbyChinahavebiggap,suchashighsteampressure,octanenumberdistributing,andhighcontentofolefin.Inthefuture,gasolineofChinawillfacebiggerpressurebecauseofsulfur,benzeneandoxygencontent.Basedontheproductionsituation,middleandlong-termdevel-opmentdirectionofgasolineinChinaisadjustingeguipmentofoilrefiningandreducingthecontentofolefinandsulfur.Keywords:cleangasoline;octanenumber;contentofsulfur;contentofolefin
随着国民经济的迅速发展,石油产品的需求不断增加 200B年中国的石油消费量已经超过日本,成为世界第二消费大国{1] 随着汽车工业的高速发展,汽油的消耗每年以2%的速度增长{2-B] 由此造成的
大气污染越来越严重 这就需要改进汽油的质量,汽油清洁化进程是从汽油的无铅化开始的 汽油无铅化之后,在提高汽油抗爆性能的同时,世界各国清洁汽油的发展趋势是低硫~低苯~低芳烃化{4-7]
1国内外汽油清洁化现状及发展趋势
1.1国外汽油清洁化现状2000年4月,美~欧~日三个汽车制造者协会发起组织的O世界燃料委员会7正式颁布了O世界燃料规范7,要求各国根据本国情况参照执行 O世界燃料(车用无铅汽油D规范7的分类~ 部分质量指标和适用
收稿日期:2005-05-11
基金项目:中国石油与天然气总公司基金项目(990801-20D
作者简介:蒋庆哲(1961-D,男,山东鱼台人,中国石油大学(北京D重质油国家重点实验室教授,博士,主要研究方向为清洁燃料及化工技术经济 范围见表1
由表1看出 车用无铅汽油分4类 对硫 烯烃和芳烃含量特别是对硫含量的要求越来越严 世界各国都有自己的规格 目前除加州执行的相当于 类规范以外 美国其它各州 中西欧以及日本和澳大利亚执行的都相当于 类规范 ZOO6年汽油硫含量将限制在BO / 的 类规范 欧洲车用无铅汽油质量标准 决定ZOO5年执行 类规范 类规范对
表 世界燃油 汽油规范 8
含量/< - 1D<1OOO
苯体积分数/%<5
芳烃体积分数/%<5O<4O
烯烃体积分数/%
实现年限美国199OZOOO<1ODZOO4<4D
欧洲1998ZOOO
日本1999ZOO5<6DZOO7 ZOO8
燃料油中的硫和烯烃的含量进行了严格的限制 类规范又对苯含量进行了严格限制 . . 美国美国的汽油质量水平处于世界领先地位 199O年11月美国国会批准了清洁空气修正草案蒸汽压小于6ZkPa;芳烃含量小于Z5% 苯含量小于O.8% 烯烃含量小于5.O% 硫含量小于BOO /
9O%馏出温度14O ~15O 含氧量大于Z.5% 抗沉积物添加剂适量 无金属添加剂含量 在新配方汽油中 为了保护环境 除了严格限制芳烃 苯和烯烃的含量 不准使用含金属的添加剂外 又强调必须加有适量的抗沉积物添加剂 即汽油清净复合添加剂 9 CAAA规定从1995年1月1日起 在臭氧严重超标的9大城市必须使用新配方汽油 到1998年美国新配方汽油占市场份额的BZ% 1999年 加利福尼亚公布禁止在汽油中使用MTBE 实施日期为ZOOB年1月1日 之后 其它州如亚利桑那和纽约州也公布禁用MTBE ZOOB年B月 美国环境保护局提出在全国范围内禁止使用MTBE 美国汽油清洁化的过程见表Z
表z美国汽油规格 1O
项目美国实际199O美国实际1997美国加州1996美国联邦ZOOO美国联邦ZOO6 含量/< - 1DBB8BB8BO14O~17OBO
烯烃体积分数/%1O.81O.84.O6~1O4
芳烃体积分数/%Z8.6Z8.6
苯体积分数/%1.61.6
氧质量分数/%OO1.8~Z.Z>Z.1Z
EP/
由表Z可以看出 ZO世纪9O
年代初中期 实际使用的无铅汽油硫含量约为B4O / 烯烃体积分数为11% 芳烃体积分数为Z9% 没有添加有机含氧化合物;到ZOOO年 硫含量 烯烃含量和芳烃含量分别降低到14O~17O
/ 6%~1O%和小于Z5% 要求添加Z.1%以上的有机含氧化合物分 它们在汽油组分中含量已经超过8O% 由于烷基化油和异构化油的大量加入 美国汽油的硫含量和烯烃含量非常低 硫含量达到BO / 以下 烯烃含量在1O%以下 苯含量小于1%
. .z欧洲欧盟分别于199B年 1998年和ZOOO年执行了新的燃油标准 以满足日益严格的欧洲 号 欧洲 号和欧洲 号汽油标准BD
1996年6月欧洲共同体燃料指令草案出台 1Z 该草案要求全体欧盟国家在ZOOO年前全部取消含铅汽油
表 欧洲汽油规格 11
欧洲实际1997年欧盟ZOOO年欧盟ZOO5年欧盟ZO1O年 含量/< - 1DBOO<15O<5O
烯烃体积分数/%18<18<181O~15
芳烃体积分数/%45<4Z
苯体积分数/%Z.B<1.O<1.OO.1~1.O
氧质量分数/%O
EP/
-O1-承德石油高等专科学校学报ZOO5年第7卷第B期并要求汽油中烯烃含量不超过18% 芳烃含量不超过45% 苯含量不超过2% 氧含量不超过2.3% 硫含量不超过200#8/8O1998年欧洲议会立法要求2005年实施清洁汽油配方 提出进一步降低芳烃含量到30%~苯为1.0% 硫为50#8/8的要求O到1999年 欧盟汽油市场无铅汽油仅占60%多O由于2000
年欧盟无铅汽油铅含量最大值为0.0058/L 因而这一比例将持续上升O自2000年1月起 要求欧盟15
国禁用含铅汽油O汽油硫含量于2000年降低到150#8/8 并将于2005年进一步降低到50#8/8O欧洲委员会提议逐步于2007年实施10#8/8的规格 同时允许硫含量50#8/8的规格O欧洲汽车制造商和环保组织也推动于2006年的提前实施硫含量10#8/8的规格O而一项新的提议要求到2011年所有的汽油和柴油硫含量均为10#8/8O
1.1.3日本
1975年日本实现普通汽油无铅化(占汽油总消费量的95%以上) 1983年汽油全部实现无铅化O目前汽油只分优质(RON大于96)和普通(RON大于89)两个牌号O与美国相比 日本汽油的特点是蒸气压高(夏季78kpa 冬季93kpa) 苯含量限制较宽(不大于5%)O汽油中硫含量不大于100#8/8O
1.2国外清洁汽油的发展趋势通过以上分析 世界清洁汽油发展的趋势为:
1)对汽油质量的要求越来越高 不再只要求辛烷值 而且还要求尽可能低的苯和硫含量 较低的蒸气压~T90点(限制汽油馏程) 较少的苯~芳烃和烯烃含量等O
2)加大烷基化油和异构化油的生产O
2国内汽油清洁化现状及发展趋势
2.1我国汽油清洁化现状国家石油产品质量监督检验中心对全国60家企业1999年1季度生产的90号及90号以上汽油的质量进行了普查[14] 含硫质量分数平均为0.029%~含烯烃体积分数平均为43%~含芳烃体积分数平均为11%~含苯体积分数平均为0.84%O结果表明我国汽油烯烃含量高 特别是90号汽油远高于国外~芳烃含量目前尚可O但随着汽油牌号的提高 芳烃含量将明显升高~苯含量虽然普遍较低 但个别苯含量太高O我国汽油清洁化同国外相比 差距非常大O我国汽油清洁化与国际接轨主要分为三个阶段O
1)第一个阶段:2000年1月1日起 我国全面禁止生产含铅汽油 用了9年的时间实现了汽油无铅化 在无铅化过程中实现了高标号化 并积极推进汽油清洁化进程 即对汽油的硫含量~烯烃含量~芳烃含量~苯含量等提出了限制O2000年7月1日起在北京~上海~广州三大城市执行汽油国家标准GB17930 1999汽油新标准[15 16]OGB17930 1999汽油新标准规定硫含量不大于0.08% 烯烃含量不大于35% 芳烃含量不大于40%O汽油新标准与欧I标准相当O2003年7月1日 我国全面实施新的汽油标准 成功地迈出了中国汽油清洁化大的第一步O
表4我国汽油性质[17 18]
90i无铅90i无铅93i无铅93i无铅馏程10%馏出温度/C51.049.565.657.590%馏出温度/C165.0165.0167.0170.0
雷德蒸汽压/kpa71.0171.8457.2365.16
芳烃体积分数/%8.67.728.223.9
烯烃体积分数/%45.544.937.732.8
S含量/(#8-8-1)11120210320
RON91.590.895.194.2MON80.179.881.582.0
2)第二阶段:新车要全面达到GB18352.1-2001标准 达到欧洲I号标准 2007年达到欧洲 号标准O
3)第三阶段:从2010年起 汽油质量与国际接轨O表4为我国汽油性质O
从表4看出 我国车用燃油的质量标准与发达国家还有很大差距 其中与污染物排放有关的质量指标明显偏高 与世界燃油规范I类标准相比 差距甚远 与欧洲燃油标准的指标差距更大O我国汽油主要存在以下主要问题: