《車(chē)用汽油》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)

1、車(chē)用汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿編制說(shuō)明1 任務(wù)來(lái)源依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下發(fā)的國(guó)標(biāo)委綜合2012 25號(hào)“關(guān)于下達(dá)車(chē)用汽油等2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目的通知”，由中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院負(fù)責(zé)對(duì)修訂車(chē)用汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目編號(hào)：20120002-Q-469。2 目的和意義近年來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。根據(jù)資料顯示，2010年我國(guó)汽車(chē)的產(chǎn)量達(dá)到1826萬(wàn)輛，占到世界汽車(chē)總產(chǎn)量的23.5%。汽車(chē)的大量使用，在給人們的出行帶來(lái)便捷的同時(shí)，也給大氣質(zhì)量造成一定的影響，汽車(chē)排放的污染物分擔(dān)率不斷上升，為此，為了降低機(jī)動(dòng)車(chē)的排放污染物數(shù)量，改善大氣環(huán)境，中國(guó)目前正在制定我國(guó)未

2、來(lái)第V階段的汽車(chē)排放法規(guī)。為了滿(mǎn)足這一更加嚴(yán)格的排放要求，需要高質(zhì)量的車(chē)用汽油與之相配套。本標(biāo)準(zhǔn)在GB 17930-2011車(chē)用汽油附錄A的基礎(chǔ)上，參考了2012年北京市制定第V階段地方標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所做的一些研究工作，對(duì)某些指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。3 標(biāo)準(zhǔn)的編制過(guò)程及強(qiáng)制理由 本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2012年4月27日下發(fā)的國(guó)標(biāo)委綜合2012 25號(hào)“關(guān)于下達(dá)車(chē)用汽油等2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目的通知”，由中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院負(fù)責(zé)修訂GB 17930-2011車(chē)用汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2012年5-6月，接到任務(wù)后，課題組首先對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的變化情況和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀以及目前國(guó)內(nèi)煉廠(chǎng)的狀

3、況開(kāi)展調(diào)研。由于本次標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)間要求非常急迫，難于遵循過(guò)去在GB 17930-2006和GB 17930-2011起草中所采用的研究方法，為此經(jīng)課題組研究，本標(biāo)準(zhǔn)在GB 17930-2011車(chē)用汽油附錄A的基礎(chǔ)上，參考北京地方標(biāo)準(zhǔn)研究的相關(guān)數(shù)據(jù)。編寫(xiě)車(chē)用汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的征求意見(jiàn)稿及編制說(shuō)明，并向全國(guó)石油產(chǎn)品和潤(rùn)滑劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)石油燃料和潤(rùn)滑劑分技術(shù)委員會(huì)的委員及有關(guān)單位發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿，進(jìn)行意見(jiàn)征集工作。根據(jù)WTO/TBT技術(shù)法規(guī)的要求，從防止欺詐行為，保護(hù)消費(fèi)者利益的角度，本標(biāo)準(zhǔn)確定為條款強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。4 國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況 自2000年開(kāi)始，國(guó)外在車(chē)用汽油質(zhì)量升級(jí)方面的工作主要集

4、中在不斷降低車(chē)用汽油中的硫含量。這是由于隨著汽車(chē)尾氣排放法規(guī)的不斷嚴(yán)格，需要采用先進(jìn)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和尾氣后處理裝置，而這些措施的實(shí)施對(duì)燃料中的硫非常敏感，需要大幅度地降低車(chē)用汽油中的硫含量才能保證這些先進(jìn)措施的有效實(shí)施，以達(dá)到降低汽車(chē)尾氣中有害物質(zhì)排放的目的。綜觀歐洲車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展可以看出，自2000年開(kāi)始，歐洲就在實(shí)施不同階段的汽車(chē)排放法規(guī)的同時(shí)，不斷地降低汽油中的硫含量水平。如2000年開(kāi)始推行歐III階段排放時(shí)，要求車(chē)用汽油中的硫含量不大于150mg/kg；2005年開(kāi)始實(shí)施歐IV階段排放時(shí)，將車(chē)用汽油中的硫含量下降到不大于50mg/kg；2009年實(shí)施歐V階段排放時(shí)，就要求車(chē)用汽

5、油中的硫含量不得高于10mg/kg。在美國(guó)， 根據(jù)EPA的要求，自2004起全美車(chē)用汽油中的平均硫含量應(yīng)不大于30mg/kg。日本在車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn)方面，基本參照了歐洲的發(fā)展趨勢(shì)， 在其現(xiàn)行的JIS K2202：2007車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn)中，要求車(chē)用汽油中的硫含量不大于10mg/kg?，F(xiàn)行的GB 17930-2011車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了兩個(gè)對(duì)應(yīng)不同排放階段要求的車(chē)用汽油質(zhì)量要求，并且明確規(guī)定了我國(guó)全面實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)中表2的過(guò)渡實(shí)施期至2013年12月30日。此次按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)的工作安排，該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)于2012年底前完成報(bào)批工作，為此在本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)和發(fā)布之時(shí)，應(yīng)該是全國(guó)范圍內(nèi)生產(chǎn)滿(mǎn)足GB 17930-20

6、11表1所規(guī)定的第III階段的車(chē)用汽油，部分地區(qū)實(shí)施GB 17930-2011表2所規(guī)定的第IV階段的車(chē)用汽油?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的銜接問(wèn)題，為此本修訂標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三個(gè)不同質(zhì)量水平的車(chē)用汽油，即表1為車(chē)用汽油（III）技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，表2為車(chē)用汽油（IV）技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，表3為車(chē)用汽油（V）技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。以滿(mǎn)足我國(guó)不同階段的排放要求。5 本標(biāo)準(zhǔn)與GB 17930-2011的主要技術(shù)指標(biāo)的差異本標(biāo)準(zhǔn)與GB 17930-2011標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的主要差異是增加了表3 車(chē)用汽油（V）技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。其與表2所規(guī)定的車(chē)用汽油（IV）相比，其主要技術(shù)主要差異如下：（1） 修改了車(chē)用汽油的牌號(hào)，由

7、90/93/97修改為89/92/95；（2） 降低了車(chē)用汽油的硫含量，由不大于50mg/kg修改為不大于10mg/kg；（3） 降低了汽油的烯烴含量，其體積分?jǐn)?shù)由不大于28%修改為不大于25%；（4） 降低了汽油夏季蒸氣壓的上限值；（5） 降低了汽油中的錳含量，其含量由不大于0.008mg/L修改為不大于0.002mg/L。 下面就這些技術(shù)指標(biāo)的變化情況做詳細(xì)的說(shuō)明。5.1 汽油牌號(hào)我國(guó)目前的汽油牌號(hào)是以汽油的研究法辛烷值來(lái)命名的。分為90、93、97，并對(duì)90、93號(hào)汽油的抗爆指數(shù)做了規(guī)定。汽油辛烷值是衡量汽油在氣缸內(nèi)抗爆震燃燒能力的一種數(shù)字指標(biāo)。汽油混合氣在氣缸內(nèi)燃燒時(shí)會(huì)造成末端混合氣壓

8、力和溫度的升高，進(jìn)而會(huì)有自燃（爆震）的傾向，汽油的辛烷值表征了抑制這種自燃的能力。目前市售的汽車(chē)一般安裝了爆震傳感器，可以根據(jù)輕微爆震引起的發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間，在一定程度上抑制爆震的產(chǎn)生，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比需要適當(dāng)?shù)男镣橹蹬c之相匹配。眾所周知，此次修訂的第V階段的車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn)最為關(guān)鍵的指標(biāo)變動(dòng)在于將汽油中的硫含量由不大于50mg/kg降低到不大于10mg/kg，要實(shí)現(xiàn)這樣大幅度的降硫目標(biāo)，目前在煉油工業(yè)上廣泛采用的技術(shù)工藝是加氫脫硫和吸附脫硫，而這些技術(shù)工藝在降硫的同時(shí)，不可避免地會(huì)在一定程度上將汽油中的烯烴飽和，使之轉(zhuǎn)化為辛烷值較低的鏈烷烴。這樣就造成了煉廠(chǎng)汽油池辛烷值的整體下降。

9、由于目前國(guó)內(nèi)煉油行業(yè)缺乏生產(chǎn)高辛烷值汽油組分的技術(shù)手段，如異構(gòu)化、烷基化工藝等，因此大幅度地降低汽油中的硫含量，必將會(huì)導(dǎo)致未來(lái)國(guó)內(nèi)汽油辛烷值的下降。根據(jù)研究表明（13），不同的降硫技術(shù)對(duì)于汽油辛烷值的降低程度是不同的，即使采用目前對(duì)辛烷值影響最小的臨氫吸附脫硫（S-Zorb）技術(shù)，當(dāng)將催化裂化汽油中的硫含量降低到10mg/kg以下時(shí),其抗爆指數(shù)也會(huì)損失0.5個(gè)單位左右。自2000年我國(guó)啟動(dòng)車(chē)用燃料的清潔化行動(dòng)以來(lái)，考慮到由于降硫和降烯烴，會(huì)導(dǎo)致國(guó)內(nèi)汽油池辛烷值的下降，為了保證汽油的辛烷值，國(guó)內(nèi)引入了汽油抗爆添加劑三甲基環(huán)戊二烯三羰基錳（MMT）的使用，在一定程度上彌補(bǔ)了汽油辛烷值不足，使國(guó)內(nèi)的

10、汽油辛烷值可以維持在90、93和97。但是近些年來(lái)，隨著MMT在國(guó)內(nèi)使用量的逐漸增大，汽車(chē)行業(yè)發(fā)現(xiàn)了其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及尾氣后處理系統(tǒng)的損傷，極力反對(duì)在汽油中使用MMT。為此在車(chē)用汽油（V）中，要求不得人為加入含錳添加劑，其指標(biāo)限值為不大于0.002g/L，這也與2009年歐盟議會(huì)發(fā)布的2009/30/EC指令要求一致。由于禁止使用含錳添加劑，這樣就勢(shì)必加大了汽油辛烷值的降低趨勢(shì)。據(jù)有關(guān)研究標(biāo)準(zhǔn)表明（4），在不同的汽油調(diào)合組分中添加MMT使錳含量達(dá)到9mg/L時(shí)，汽油的RON一般可以提高11.7個(gè)單位。鑒于此次標(biāo)準(zhǔn)修訂，不僅降低了汽油中的硫含量，同時(shí)也限制了含錳添加劑的使用，為此適當(dāng)降低國(guó)內(nèi)汽油辛烷值

11、的要求是適宜的。國(guó)外對(duì)于汽油牌號(hào)的設(shè)置沒(méi)有統(tǒng)一的模式，都是根據(jù)各自國(guó)家的煉油工業(yè)特點(diǎn)和車(chē)輛的要求出發(fā)的。如目前歐盟車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)定了95號(hào)優(yōu)級(jí)汽油的技術(shù)要求，對(duì)于普通汽油則是由各成員國(guó)根據(jù)自己國(guó)情而設(shè)定；日本的汽油標(biāo)準(zhǔn)則是規(guī)定了2個(gè)牌號(hào)的汽油，即1號(hào)汽油的RON不低于89，2號(hào)汽油的RON不低于96，且1號(hào)汽油的消費(fèi)量約占日本消費(fèi)量的80%以上；美國(guó)則是根據(jù)抗爆指數(shù)，將汽油分為87、89和91+三個(gè)等級(jí)。此次對(duì)國(guó)內(nèi)汽油牌號(hào)作相應(yīng)調(diào)整后，不僅規(guī)定了汽油的研究法辛烷值，同時(shí)也對(duì)抗爆指數(shù)進(jìn)行了規(guī)定，即分別不低于84、87和90，應(yīng)該說(shuō)我國(guó)汽油的辛烷值水平基本上與國(guó)外水平相當(dāng)。由于本次標(biāo)準(zhǔn)修訂的時(shí)

12、間要求非常短，很難完成以往研究中的相關(guān)臺(tái)架和車(chē)輛耐久性性考核試驗(yàn)，為此我們參考了北京地方標(biāo)準(zhǔn)制定的研究結(jié)果。在北京地方標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，為了考慮硫含量和牌號(hào)變化對(duì)實(shí)際車(chē)輛行駛和排放的影響，北京市環(huán)保局組織中國(guó)汽車(chē)研究中心等有關(guān)單位，開(kāi)展了相關(guān)的研究試驗(yàn)。試驗(yàn)采用了16輛輕型車(chē)，分別進(jìn)行了16萬(wàn)公里的耐久性試驗(yàn)。從取得的試驗(yàn)結(jié)果看，使用京標(biāo)V汽油行駛16萬(wàn)公里耐久試驗(yàn)后，車(chē)輛排放能夠滿(mǎn)足輕型汽車(chē)國(guó)階段的排放要求，同時(shí)對(duì)于車(chē)輛的正常使用不會(huì)產(chǎn)生影響。5.2 硫含量硫含量是車(chē)用汽油性質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，用來(lái)表征車(chē)用汽油的腐蝕性能以及對(duì)尾氣控制裝置的影響。近些年來(lái)，隨著環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，產(chǎn)品中的硫含量也

13、越來(lái)越受到人們的關(guān)注，并且一直在呈不斷下降的趨勢(shì)。國(guó)外大量研究表明，車(chē)用汽油中硫的存在會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛尾氣排放處理系統(tǒng)的中毒，從而大幅度降低有害氣體的轉(zhuǎn)化效率，造成排放過(guò)量，嚴(yán)重影響環(huán)境。為此在技術(shù)條件允許的情況下，應(yīng)盡可能降低車(chē)用汽油中的硫含量，以降低車(chē)輛尾氣排放，保護(hù)大氣環(huán)境。從歐洲在執(zhí)行不同階段排放法規(guī)時(shí)對(duì)車(chē)用汽油中硫含量的要求（表1）可以看出，歐盟在實(shí)施歐V排放階段時(shí)要求車(chē)用汽油中的硫含量限值必須低于10mg/kg。為此在本次標(biāo)準(zhǔn)修訂中，參照歐盟對(duì)車(chē)用汽油中硫含量的規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)將車(chē)用汽油中的硫含量規(guī)定為“質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于10mg/kg”。表1 歐洲執(zhí)行不同階段排放要求時(shí)對(duì)汽油中硫含量的要求排放

14、要求實(shí)施的時(shí)間硫含量/（mg/kg）歐 I1992年1000歐 II1996年500歐 III2000年150歐 IV2004年50/10歐V2009年10汽油中的硫含量測(cè)定方法可以采用SH/T 0689輕質(zhì)烴及發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其它油品的總硫含量測(cè)定法（紫外熒光法）、GB/T 11140石油產(chǎn)品硫含量的測(cè)定 X射線(xiàn)光譜法和SH/T 0253輕質(zhì)石油產(chǎn)品中總硫含量測(cè)定法(電量法)方法。在測(cè)定結(jié)果有異議時(shí)，以SH/T 0689輕質(zhì)烴及發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其它油品的總硫含量測(cè)定法（紫外熒光法）。 5.3 汽油組成眾所周知，烯烴和芳烴是汽油池中辛烷值的主要貢獻(xiàn)者，但是由于烯烴的化學(xué)活性，會(huì)通過(guò)蒸發(fā)排放造成光化學(xué)污

15、染；同時(shí)它也容易在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)形成沉積物，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。芳烴也可增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和燃燒室沉積物的形成，并促使CO、HC排放量增加，尤其是增加苯的排放，因此在汽油標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)對(duì)其含量進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。由于我?guó)原油的特點(diǎn)是密度大、含蠟量高、輕餾分含量少，因此所有早期建設(shè)的國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)的二次加工手段都是以催化裂化為主，催化重整能力偏低，烷基化、MTBE等高辛烷值組分生產(chǎn)裝置能力不足。雖然近些年來(lái)，由于汽油質(zhì)量提升的需要，國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)的裝置改造在不斷加快，其加氫和重整加工能力在一定程度上有所提高，但是由于長(zhǎng)期形成的國(guó)內(nèi)煉油裝置結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以預(yù)計(jì)在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，催化裂化組分汽油作為國(guó)內(nèi)

16、汽油池主體的格局不會(huì)有重大突破。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)汽油池中催化裂化汽油的比例仍為75%左右；重整汽油組分僅占15%，其他組分10%左右，這與國(guó)外的汽油池構(gòu)成形成了顯著的區(qū)別。因此在考慮標(biāo)準(zhǔn)中汽油組成時(shí)應(yīng)充分重視國(guó)內(nèi)煉油工業(yè)的實(shí)際情況，合理規(guī)定汽油的組成。同時(shí)我們也注意到，由于目前的降硫限錳，已經(jīng)造成國(guó)內(nèi)汽油辛烷值的嚴(yán)重不足，在這種情況下，如果再大幅度地降低汽油中的烯烴和芳烴含量，必將會(huì)更加進(jìn)一步加劇汽油辛烷值的降低幅度。為此在此次修訂中，我們僅依據(jù)GB 17930-2011附錄A中提出的烯烴和芳烴含量的限值要求，將汽油中的烯烴含量在車(chē)用汽油（IV）的基礎(chǔ)上作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，維持芳烴含量的不變。即烯烴

17、含量(體積分?jǐn)?shù))不大于25%，芳烴含量(體積分?jǐn)?shù))不大于40%。汽油中的烯烴和芳烴含量除采用GB/T 11132 液體石油產(chǎn)品烴類(lèi)的測(cè)定 熒光指示劑吸附法外，也可采用SH/T 0741 汽油中烴類(lèi)組成測(cè)定法（多維氣相色譜法）。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí)，以GB/T 11132測(cè)定結(jié)果為準(zhǔn)。5.4 蒸氣壓汽油的蒸氣壓是衡量汽油揮發(fā)性的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，它與汽油的蒸發(fā)排放和發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能有著密切的聯(lián)系。如果汽油蒸氣壓過(guò)高，則會(huì)增加汽油的蒸發(fā)排放，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機(jī)物質(zhì)（VOCs）的排放增加。鑒于夏季氣溫較高，容易導(dǎo)致汽油的揮發(fā)，為此考慮到降低大氣污染的需要，此次修訂過(guò)程中,參考GB 17930-2011附錄A,

18、將汽油的夏季蒸氣壓上限由第IV階段的68kPa降低到65kPa。5.5 錳含量甲基環(huán)戊二烯三羰基錳是在汽油無(wú)鉛化進(jìn)程中發(fā)展起來(lái)的一種可以代替四乙基鉛使用的汽油抗爆劑，并且在一些國(guó)家內(nèi)允許使用。1998年，隨著我國(guó)汽油無(wú)鉛化進(jìn)程的開(kāi)始，甲基環(huán)戊二烯三羰基錳也逐漸應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的汽油中。甲基環(huán)戊二烯三羰基錳的抗爆機(jī)理與四已基鉛相類(lèi)似，即在燃燒條件下分解為氧化錳的微粒，參與烴類(lèi)的焰前反應(yīng)，與鏈反應(yīng)的活性中心作用使之成為活性很小的氧化中間產(chǎn)物，從而降低過(guò)氧化物的濃度，減少鏈的長(zhǎng)度和分支，同時(shí)也降低了釋放能量的速度，因而使燃料的抗爆性得到提高（5）。由于甲基環(huán)戊二烯三羰基錳性質(zhì)穩(wěn)定，與汽油有很好的兼容性，因此在一些煉廠(chǎng)中大量使用，為緩解國(guó)內(nèi)高辛烷值汽油組分不足起到了一定的補(bǔ)充作用。有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，目前50多家大中型煉廠(chǎng)都在使用含錳抗爆劑。但是近幾年，由于含錳汽油的大量使用，