車用柴油的變化及其發(fā)展方向

1、2021/3/111 車用柴油的變化及其發(fā)展方向 石油化學石油化學 組員：李躍、胡龍剛、王旭東、組員：李躍、胡龍剛、王旭東、 馬仕越、李永飛、朱峰、李曉騰馬仕越、李永飛、朱峰、李曉騰 2021/3/112 一、柴油標準變化的推動力一、柴油標準變化的推動力 近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)銷量已經(jīng)近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)銷量已經(jīng) 連續(xù)連續(xù)3 3年居世界首位，國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，年居世界首位，國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，20122012 年我國汽車保有量超過年我國汽車保有量超過1.21.210108 8輛。柴油的需求輛。柴油的需求 量隨汽車的大量使用而不斷增加，統(tǒng)計表明，量隨汽車的大量使用而不斷增

2、加，統(tǒng)計表明， 20122012年我國柴油的表觀消費量高年我國柴油的表觀消費量高1.691.6910108 8，同，同 比上漲比上漲1.491.49。 大量柴油消耗造成的空氣污染日益嚴重，直大量柴油消耗造成的空氣污染日益嚴重，直 接威脅著人類的健康。因此，圍繞尾氣治理，除接威脅著人類的健康。因此，圍繞尾氣治理，除 了采用先進的尾氣后處理技術(shù)外，了采用先進的尾氣后處理技術(shù)外，最直接的辦法最直接的辦法 就是提高油品質(zhì)量就是提高油品質(zhì)量。相比國外，我國柴油質(zhì)量，。相比國外，我國柴油質(zhì)量， 尤其是車用柴油質(zhì)量存有差距。尤其是車用柴油質(zhì)量存有差距。因而，應(yīng)加快車因而，應(yīng)加快車 用柴油質(zhì)量升級進程，滿足不

3、斷嚴格的排放要求。用柴油質(zhì)量升級進程，滿足不斷嚴格的排放要求。 2021/3/113 二、我國車用柴油標準的制定二、我國車用柴油標準的制定 2.12.1我國車用柴油標準發(fā)展歷程我國車用柴油標準發(fā)展歷程 如今，一些地區(qū)頻發(fā)的霧霾、酸雨和光化學如今，一些地區(qū)頻發(fā)的霧霾、酸雨和光化學 煙霧等區(qū)域性大氣污染問題與車輛尾氣排放密煙霧等區(qū)域性大氣污染問題與車輛尾氣排放密 切相關(guān)，引發(fā)社會各界對提高油品質(zhì)量的廣泛切相關(guān)，引發(fā)社會各界對提高油品質(zhì)量的廣泛 關(guān)注，車用柴油質(zhì)量升級的社會呼聲日漸高漲。關(guān)注，車用柴油質(zhì)量升級的社會呼聲日漸高漲。 為了降低機動車排放污染物，改善大氣環(huán)境，為了降低機動車排放污染物，改善

4、大氣環(huán)境， 合理利用資源，根據(jù)柴油的不同用途和不同應(yīng)合理利用資源，根據(jù)柴油的不同用途和不同應(yīng) 用，用，20032003年我國制定了第一個針對汽車用的柴年我國制定了第一個針對汽車用的柴 油標準油標準車用柴油（車用柴油（GB/T19147-2003GB/T19147-2003）， 提出硫含量目標為提出硫含量目標為500ppm500ppm（0.05%0.05%）。 車用柴油標準從輕柴油標準中獨立出來，開車用柴油標準從輕柴油標準中獨立出來，開 創(chuàng)了我國分用途執(zhí)行不同標準的先河，既滿足創(chuàng)了我國分用途執(zhí)行不同標準的先河，既滿足 了柴油的多用途需要，又降低了生產(chǎn)成本，對了柴油的多用途需要，又降低了生產(chǎn)成本，

5、對 我國提高柴油質(zhì)量具有重要意義。我國提高柴油質(zhì)量具有重要意義。由于諸多原由于諸多原 因因GB/T19147-2003 GB/T19147-2003 車用柴油（車用柴油（）標準并）標準并 未真正地落實未真正地落實。 2021/3/114 在接下來的修訂中，為保證車用柴油標準的有效實在接下來的修訂中，為保證車用柴油標準的有效實 施，故將施，故將推薦性標準改為強制性標準推薦性標準改為強制性標準，先后發(fā)布并實施，先后發(fā)布并實施 的車用柴油標準有的車用柴油標準有G GB 19147-2009B 19147-2009車用柴油（車用柴油（）、 GB 19147-2013GB 19147-2013車用柴油車

6、用柴油()()和和GB19147-2013GB19147-2013車車 用柴油用柴油()()。 GB 19147-2009 GB 19147-2009車用柴油車用柴油()()于于20112011年年7 7月月1 1日日 起在全國范圍內(nèi)實施，至起在全國范圍內(nèi)實施，至20152015年年1 1月月1 1日廢止。日廢止。 在開展在開展“滿足國家第滿足國家第階段排放要求的清潔燃油組階段排放要求的清潔燃油組 成與排放關(guān)系研究成與排放關(guān)系研究”工作，結(jié)合煉油實況及環(huán)保要求，工作，結(jié)合煉油實況及環(huán)保要求， 參考歐盟標準參考歐盟標準EN 590EN 590：20042004汽車燃油汽車燃油- -柴油柴油- -

7、要求和試要求和試 驗方法的基礎(chǔ)上驗方法的基礎(chǔ)上，我國制定的符合第我國制定的符合第、階段排放階段排放 要求的要求的GB 19147-2013GB 19147-2013車用柴油車用柴油()()標準標準在在20132013年年2 2 月月7 7日發(fā)布并實施，過渡期至日發(fā)布并實施，過渡期至20142014年年1212月月3131日，于日，于20152015 年年1 1月月1 1日起全而執(zhí)行，至日起全而執(zhí)行，至20182018年年1 1月月1 1日廢止。日廢止。 2021/3/115 2.22.2我國車用柴油標準現(xiàn)狀我國車用柴油標準現(xiàn)狀 為了緩解大氣污染相對嚴重的壓力，結(jié)合歐美日等國為了緩解大氣污染相對

8、嚴重的壓力，結(jié)合歐美日等國 外車用柴油標準的發(fā)展趨勢，更好地保證先進柴油車技術(shù)外車用柴油標準的發(fā)展趨勢，更好地保證先進柴油車技術(shù) 在道路車輛上的應(yīng)用，在道路車輛上的應(yīng)用，我國目前正在實施的是我國目前正在實施的是20132013年年6 6月月8 8 日發(fā)布的滿足第日發(fā)布的滿足第、階段排放要求的階段排放要求的GB19147-2013GB19147-2013車車 用柴油用柴油()()標準標準。 該標準滿足柴油中該標準滿足柴油中硫的質(zhì)量分數(shù)為硫的質(zhì)量分數(shù)為10g/g10g/g以下以下，過，過 渡期至渡期至20172017年年1212月月3131日，將自日，將自20182018年年1 1月月1 1日起強

9、制性全而日起強制性全而 實施。截止到實施。截止到20152015年年1 1月月1 1日之前，同時供應(yīng)符合日之前，同時供應(yīng)符合GB GB 19147-200919147-2009車用柴油（車用柴油（）、）、 GB 19147-2013 GB 19147-2013車用車用 柴油柴油()()和和GB19147-2013GB19147-2013車用柴油車用柴油(V)(V)三個標準的三個標準的 車用柴油都是合法的，這是由各個標準的過渡期所決定的。車用柴油都是合法的，這是由各個標準的過渡期所決定的。 2021/3/116 三、中國車用柴油重要技術(shù)指標 項目項目 GB19147- 2003 GB19147-

10、 2009 GB19147- 2013 GB19147- 2013 (硫)/(gg-1) 5003505010 (芳烴)/ (多環(huán)芳烴)/ 111111 十六烷值49494951 十六烷指數(shù)46464646 密度/(kgm-3),15820860810850810850810850 潤滑性(磨痕直徑)/m,60460460460460 (脂肪酸甲酯)/0.511 2021/3/117 3.13.1硫含量硫含量 如表所列，如表所列，車用柴油質(zhì)量升級的重點都是脫硫車用柴油質(zhì)量升級的重點都是脫硫， 未來將向著超低硫、零硫的趨勢發(fā)展未來將向著超低硫、零硫的趨勢發(fā)展。這主要是因這主要是因 為為柴油硫含量

11、高，不僅加劇發(fā)動機系統(tǒng)的腐蝕與磨柴油硫含量高，不僅加劇發(fā)動機系統(tǒng)的腐蝕與磨 損，降低尾氣后處理系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化率，而且還增加尾損，降低尾氣后處理系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化率，而且還增加尾 氣顆粒物排放。氣顆粒物排放。 歐洲汽車燃料項目的油料研究顯示，柴油中硫歐洲汽車燃料項目的油料研究顯示，柴油中硫 的質(zhì)量分數(shù)從的質(zhì)量分數(shù)從500g/g500g/g降到降到30g/g30g/g，輕型車，輕型車PMPM排放排放 量減少量減少7 7，重型車，重型車PMPM排放量減少排放量減少4 4。 2021/3/118 3.23.2芳烴含量、多環(huán)芳烴含量芳烴含量、多環(huán)芳烴含量 如表所列，我國逐步設(shè)置了車用柴油多環(huán)芳烴含量如表所列，我國逐

12、步設(shè)置了車用柴油多環(huán)芳烴含量 限值，今后將趨嚴調(diào)整。限值，今后將趨嚴調(diào)整。柴油芳烴、多環(huán)芳烴含量高是柴油芳烴、多環(huán)芳烴含量高是 影響影響NONOX X和顆粒物排放的原因之一和顆粒物排放的原因之一。 研究表明，當柴油中研究表明，當柴油中芳烴體積分數(shù)從芳烴體積分數(shù)從3030降至降至1010 時，時，NONOX X排放量可減少排放量可減少4 45 5；當柴油中；當柴油中多環(huán)芳烴質(zhì)量多環(huán)芳烴質(zhì)量 分數(shù)從分數(shù)從7 7降至降至1 1時，時，輕負荷柴油機輕負荷柴油機的的PMPM排放量降低約排放量降低約6 6 ，重負荷柴油機重負荷柴油機的的PMPM排放量降低約排放量降低約4 4。 2021/3/119 3.3

13、3.3十六烷值、十六烷指數(shù)十六烷值、十六烷指數(shù) 如表所示，我國不斷調(diào)高車用柴油十六烷值和十六如表所示，我國不斷調(diào)高車用柴油十六烷值和十六 烷指數(shù)的限值，今后這一趨勢將更加明顯。烷指數(shù)的限值，今后這一趨勢將更加明顯。原因是柴油原因是柴油 十六烷值影響發(fā)動機的冷啟動、排放、油耗及燃燒噪音。十六烷值影響發(fā)動機的冷啟動、排放、油耗及燃燒噪音。 當柴油十六烷值從當柴油十六烷值從5050增加到增加到5858時時，發(fā)動機冷啟動時發(fā)動機冷啟動時 間降幅高達間降幅高達4040，低負荷柴油機的，低負荷柴油機的NONOX X排放量至少降低排放量至少降低9 9， HCHC、COCO排放量降低約排放量降低約2626；油

14、耗和燃燒噪音均會隨著柴；油耗和燃燒噪音均會隨著柴 油十六烷值或十六烷指數(shù)的增加而降低。油十六烷值或十六烷指數(shù)的增加而降低。 2021/3/1110 3.43.4密度、潤滑性、脂肪酸甲酯密度、潤滑性、脂肪酸甲酯 為了改善尾氣排放和提高發(fā)動機性能，我國通過車用為了改善尾氣排放和提高發(fā)動機性能，我國通過車用 柴油標準的升級更替，逐步把柴油密度控制在一個窄而合柴油標準的升級更替，逐步把柴油密度控制在一個窄而合 理的范圍內(nèi)。理的范圍內(nèi)。 這是因為柴油密度影響柴油機的排放和油耗：這是因為柴油密度影響柴油機的排放和油耗：當柴油當柴油 密度從密度從820820/ /3 3增至增至855855/ /3 3時，時

15、，PMPM、NONOX X排放量呈上升排放量呈上升 趨勢但增幅很??；當柴油密度超過趨勢但增幅很小；當柴油密度超過860860/ /3 3時，時，PMPM排放排放 量驟增；量驟增；柴油密度降低，黏度下降，泄漏發(fā)生率增加，油柴油密度降低，黏度下降，泄漏發(fā)生率增加，油 耗增加。耗增加。 2021/3/1111 如表所列，各國對車用柴油潤滑性的重視相對較晚。如表所列，各國對車用柴油潤滑性的重視相對較晚。 這是因為這是因為2020世紀世紀8080年代前年代前，柴油精制程度普遍較淺，抗磨柴油精制程度普遍較淺，抗磨 組分含量較高，潤滑性較好組分含量較高，潤滑性較好；2020世紀世紀9090年代初年代初，隨著

16、低硫，隨著低硫 柴油的應(yīng)用，許多國家的柴油機高壓油泵和噴油器磨損事柴油的應(yīng)用，許多國家的柴油機高壓油泵和噴油器磨損事 故倍增，低硫柴油的潤滑性問題才引起了特別關(guān)注。由于，故倍增，低硫柴油的潤滑性問題才引起了特別關(guān)注。由于， 柴油發(fā)動機的燃油噴射泵沒有外部潤滑系統(tǒng)，需要借助柴柴油發(fā)動機的燃油噴射泵沒有外部潤滑系統(tǒng)，需要借助柴 油自身的潤滑性來維持，精制過程中脫硫到一定程度的同油自身的潤滑性來維持，精制過程中脫硫到一定程度的同 時也脫除了抗磨組分，潤滑性大幅降低。時也脫除了抗磨組分，潤滑性大幅降低。 研究表明，研究表明，使用硫質(zhì)量分數(shù)使用硫質(zhì)量分數(shù)500g/g500g/g以下的柴油就可以下的柴油就

17、可 能導致發(fā)動機磨損能導致發(fā)動機磨損。 2021/3/1112 我國車用柴油添加了我國車用柴油添加了脂肪酸甲酯，其含量呈脂肪酸甲酯，其含量呈 遞增趨勢遞增趨勢，這是為了保證低硫柴油擁有足夠的潤，這是為了保證低硫柴油擁有足夠的潤 滑性?；?。 研究表明，研究表明，脂肪酸甲酯添加量為脂肪酸甲酯添加量為500500 1500g/g1500g/g時，能改善低硫柴油的潤滑性，更多時，能改善低硫柴油的潤滑性，更多 的添加量對潤滑性沒有明顯的改善效果的添加量對潤滑性沒有明顯的改善效果。 2021/3/1113 四、我國車用柴油標準的發(fā)展方向四、我國車用柴油標準的發(fā)展方向 從表看出，盡管各國車用柴油標準存有差

18、異，但整體從表看出，盡管各國車用柴油標準存有差異，但整體 上都是向著柴油清潔化的方向趨嚴發(fā)展。相比歐美日，我上都是向著柴油清潔化的方向趨嚴發(fā)展。相比歐美日，我 國車用柴油標準相對滯后，提高我國油品質(zhì)量勢在必行，國車用柴油標準相對滯后，提高我國油品質(zhì)量勢在必行， 而所加工原油性質(zhì)、裝置生產(chǎn)能力及催化劑性能是影響柴而所加工原油性質(zhì)、裝置生產(chǎn)能力及催化劑性能是影響柴 油質(zhì)量升級的主要因素。油質(zhì)量升級的主要因素。 當前，我國自產(chǎn)原油趨于重質(zhì)化、劣質(zhì)化，進口含硫、當前，我國自產(chǎn)原油趨于重質(zhì)化、劣質(zhì)化，進口含硫、 高含硫原油逐年增加，重劣質(zhì)原油對我國清潔柴油生產(chǎn)及高含硫原油逐年增加，重劣質(zhì)原油對我國清潔柴油生產(chǎn)及 其質(zhì)量標準升級構(gòu)成了嚴峻的挑戰(zhàn)。其質(zhì)量標準升級構(gòu)成了嚴峻的挑戰(zhàn)。柴油加氫精制能力不柴油加氫精制能力不 足、加氫裂化柴油比例低、催化裂化柴油比例高、硫含量足、加氫裂化柴油比例低、催化裂化柴油比例高、硫含量 高、多環(huán)芳烴含量高、十六烷值低及密度范圍寬等成為制高、多環(huán)芳烴含量高、十六烷值低及密度范圍寬等成為制 約我國車用柴油質(zhì)量升級的短板。約我國車用柴油質(zhì)量升級的短板。 2021/3/1114 雖然，國產(chǎn)催化劑和加氫處理技術(shù)的工業(yè)應(yīng)雖然，國產(chǎn)催化劑和加氫處理技術(shù)的工業(yè)應(yīng) 用基本滿足近期柴油生產(chǎn)需求，但生產(chǎn)超