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目前國際上較為先進(jìn)的汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為美、歐、日、《世界燃油規(guī)范》四大標(biāo)準(zhǔn)體系。
1.美國的汽油標(biāo)準(zhǔn)
美國目前關(guān)于汽油的標(biāo)準(zhǔn)有美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(ASTM)的D4814-2003、美國22州新配方汽油標(biāo)準(zhǔn)、加州CaRFG3標(biāo)準(zhǔn)。在這三類汽油規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中以ASTM標(biāo)準(zhǔn)最寬松,加州標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)格,其限值變化最大的是硫含量。ASTM D4814-2003要求硫含量不大于1000µg/g,對苯含量、烯烴含量和芳烴含量則沒有加以限制。美國加州現(xiàn)行汽油質(zhì)量指標(biāo)執(zhí)行硫含量不大于15µg/g,苯含量不大于0.7%,烯烴含量不大于4.0%,芳烴含量不大于22%,蒸氣壓不高于48.3kPa的標(biāo)準(zhǔn),F(xiàn)行的加州汽油標(biāo)準(zhǔn)比2006年執(zhí)行的聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)還嚴(yán)格。
美國聯(lián)邦汽油標(biāo)準(zhǔn)將于2006年開始執(zhí)行硫含量不大于30µg/g,苯含量不大于1%,烯烴含量不大于10%,芳烴含量不大于25~30%,蒸氣壓不大于51.7kPa的具體指標(biāo),從而進(jìn)一步經(jīng)濟(jì)合理的降低汽車污染物排放。
2.歐洲的汽油標(biāo)準(zhǔn)
EN 228汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是歐洲統(tǒng)一實(shí)施的汽油標(biāo)準(zhǔn)。EN 228標(biāo)準(zhǔn)主要由兩部分組成,第一部分限定了密度、辛烷值以及硫含量、苯含量等指標(biāo)的最大值。第二部分根據(jù)氣候和季節(jié)將汽油的揮發(fā)性劃分成不同的等級,分別執(zhí)行。由于歐洲國家較多,具體情況差別較大,因此歐洲一些先進(jìn)國家在滿足歐洲統(tǒng)一法規(guī)的大前提下,又制定了符合自己國情的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。
為了進(jìn)一步降低汽車污染物的排放, EN 228-2002汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(與歐Ⅲ排放法規(guī)相對應(yīng)),將汽油硫含量降到150µg/g、芳烴含量降到42%、要求苯含量不大于1.0%,鉛含量不大于5 mg/L,并對各種氧化物的含量加以限制。
2005年,歐洲將開始執(zhí)行歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn),將清潔汽油中的硫含量降為50µg/g,芳烴、苯、烯烴含量分別降為35%、1.0% 和18%。2007年10月1日起推行無硫汽油,使硫含量低于10µg/g,并于2009年1月1日開始強(qiáng)制執(zhí)行此指標(biāo)。
3.日本的汽油標(biāo)準(zhǔn)
1987年日本統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)了普通汽油無鉛化,成為全世界最早實(shí)現(xiàn)汽油無鉛化的國家,目前也是生產(chǎn)清潔汽油的先進(jìn)國家,所執(zhí)行的JIS K 2202汽油規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。
日本 JIS K2202-1999標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)汽油的辛烷值(研究法)將汽油分為兩級,標(biāo)準(zhǔn)要求硫含量不大于100µg/g,苯含量不大于1.0%,并對MTBE的含量加以限制。 2005年,日本汽油標(biāo)準(zhǔn)將達(dá)到硫含量50µg/g,芳烴含量42%,苯含量1.0%,烯烴含量10%的指標(biāo),并計(jì)劃到2008年全國統(tǒng)一執(zhí)行硫含量為10µg/g的超低硫汽油標(biāo)準(zhǔn)。
4. 《世界燃油規(guī)范》
《世界燃油規(guī)范》是美國汽車制造商協(xié)會(AAMA)、歐洲汽車制造商協(xié)會(ACEA)、日本汽車制造商協(xié)會(JAMA)根據(jù)所屬的30個(gè)汽車公司的研究成果聯(lián)合發(fā)表的,主要是汽車制造商和發(fā)動機(jī)制造商針對環(huán)保要求,對汽車燃料提出的基本要求。世界燃油規(guī)范要求清潔汽油降低硫含量,減少尾氣中SOX的排放,抑制尾氣轉(zhuǎn)化器中催化劑中毒;降低烯烴含量,避免發(fā)動機(jī)進(jìn)油系統(tǒng)和噴嘴堵塞,減少發(fā)動機(jī)進(jìn)氣閥和燃燒室中生成沉積物,減少汽車尾氣中1,3-丁二烯的排放,避免汽油辛烷值分布不均;降低苯和芳烴含量,減少致癌物;降低蒸汽壓和T90,減少揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)、毒物(TOX)的排放;提高辛烷值,提高汽車動力性能,減少污染物的排放。
2002年12月,世界燃油規(guī)范進(jìn)行了第三次修訂,將無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)正式劃分為四類:
Ⅰ類:汽車市場對排放污染控制沒有或極少要求,主要考慮汽車或發(fā)動機(jī)本身的技術(shù)狀況。
Ⅱ類:市場上有嚴(yán)格的排放控制和其它要求, 例如美國的Tier0或Tier1,EU I或EU II法規(guī),以及類似排放控制水平的市場要求。
Ⅲ類:市場上有更超前的排放控制要求和其它要求,例如美國加州LEV、ULEV和EU III或EU IV法規(guī),以及類似排放控制水平的要求。
Ⅳ類:無硫燃料,滿足最新汽車排放控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)超低排放。例如美國加州LEV-II、US EPA Tier 2和EU IV法規(guī),以及類似排放控制水平的要求。
《世界燃油規(guī)范》不允許汽油中加入含有錳、鉛等金屬的添加劑,并根據(jù)不同的類別對硫、烯烴、芳烴和苯的含量分別加以限制,其中硫含量的下降幅度最大。《世界燃油規(guī)范》不僅對汽油的組分有限制指標(biāo)外,還對汽油的性能評定方面提出了嚴(yán)格的要求。
5 美、歐、日及《世界燃油規(guī)范》汽油主要指標(biāo)比較與趨勢
美、歐、日汽油標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展基本代表了世界汽油發(fā)展的主流,其標(biāo)準(zhǔn)被許多國家引用。各類清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)的主要控制指標(biāo)見表。
國外清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)比較
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項(xiàng)目 |
美國22個(gè)州
新配方汽油 |
美國加州新配方汽油 |
歐盟清潔汽油 |
日本清潔汽油 |
世界燃油規(guī)范 |
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2000
年 |
2004~
2006年 |
2003年 |
2000
年 |
2005
年 |
2010年 |
2000年 |
2005年 |
第3類 |
第4類 |
|
硫,µg/g 不大于 |
140~170 |
30 |
15 |
150 |
50 |
10 |
100 |
50 |
30 |
無硫 |
|
烯烴,m% 不大于 |
10 |
6-10 |
4.0 |
18 |
18 |
18
(待批) |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
|
芳烴,v% 不大于 |
25~30 |
25 |
22 |
42 |
35 |
35
(待批) |
42 |
42 |
35.0 |
35.0 |
|
苯,v% 不大于 |
1.0 |
1.0 |
0.8 |
1.0 |
1.0 |
1.0
(待批) |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
|
蒸氣壓,kPa 不高于 |
北方56南方50 |
51.7 |
48 |
60~70(冬) |
60~70(冬) |
— |
44 |
44 |
— |
— |
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辛烷值(RON/MON) |
95/85 |
95/85 |
95/85 |
95/85 |
95/85 |
95/85 |
96 |
96 |
91.0/82.5 |
91.0/82.5 |
從表中比較可看出,各國清潔汽油質(zhì)量指標(biāo)變化最大的是硫含量限值,從170µg/g降到最低10µg/g或無硫,其次是烯烴含量和芳烴含量限值,烯烴含量從18%降到4.0%,芳烴含量從42%降到22%。以2005年為例,美國汽油標(biāo)準(zhǔn)對硫含量、芳烴含量和烯烴含量的控制指標(biāo)最嚴(yán)格,歐盟和日本對硫含量要求一致,均不大于50µg/g,但烯烴和芳烴含量要求不一致。日本要求烯烴含量不大于10%,嚴(yán)于歐盟的18%,而芳烴含量不大于42%的控制指標(biāo)又比歐盟35%的指標(biāo)寬松。雖然各類汽油標(biāo)準(zhǔn)之間具體限值還有差別,但是整體趨勢是限值越來越接近,因此降低硫含量,降低烯烴含量和芳烴含量,從而進(jìn)一步降低排放污染物是促使各國汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不斷提高的主要動力。
6.我國汽油標(biāo)準(zhǔn)的差距
針對世界環(huán)保要求的大趨勢以及我國目前環(huán)境污染嚴(yán)重的事實(shí),我國在提高汽油質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)制定上可以說是跳躍式前進(jìn)的,牌號升級、無鉛化和組分優(yōu)化同步進(jìn)行。
我國汽油無鉛化的步伐很快,截至2000年底,全國汽油無鉛化率已達(dá)到99.97%,基本實(shí)現(xiàn)了車用汽油無鉛化。在實(shí)現(xiàn)車用汽油無鉛化后,為了進(jìn)一步降低硫、芳烴、烯烴等有害物質(zhì)的含量,我國于1999年12月28日頒布了《車用無鉛汽油》質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 17930-1999),并于2003年7月1日起在全國全面實(shí)施。
盡管我國制定了新的汽油標(biāo)準(zhǔn),提高了規(guī)格指標(biāo),但與國外先進(jìn)水平相比仍有較大的差距。我國目前以《世界燃油規(guī)范》作為與國外先進(jìn)水平的對比參照標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)《世界燃油規(guī)范》,若要達(dá)到歐洲Ⅰ號排放標(biāo)準(zhǔn),需要使用《世界燃油規(guī)范》中定義的Ⅱ類汽油,《世界燃油規(guī)范》Ⅱ類汽油要求硫含量不大于200µg/g,烯烴含量不大于20v%,而我國目前汽油標(biāo)準(zhǔn)為硫含量不大于800µg/g,烯烴含量不大于35v%,其指標(biāo)與Ⅱ類汽油相比還有相當(dāng)?shù)牟罹唷?/SPAN>
我國汽油新標(biāo)準(zhǔn)與國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)相比還存在以下幾方面的差距:
(1).蒸氣壓分級不細(xì)、數(shù)值偏高,國外(如歐洲)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)是按不同的季節(jié)和地區(qū)確定上下限,而我國只按季節(jié)規(guī)定了上限;
(2).苯、烯烴和硫的含量要求還有一定差距,如美國EPA要求汽油硫含量不超過170µg/g,烯烴含量不大于35%,苯含量不大于2.5%,而我國汽油控制指標(biāo)為硫含量不超過800µg/g,烯烴含量不大于10%,苯含量不大于1.0%;
(3).對含錳金屬抗爆劑(MMT)的要求不嚴(yán)!妒澜缛加鸵(guī)范》明確規(guī)定不允許加入MMT,MMT在北美和歐洲許多國家都已禁用,而我國還在使用,錳含量控制指標(biāo)為0.018g/L;
(4).對添加清凈劑的要求不全面,且無相關(guān)控制指標(biāo),目前尚無法檢驗(yàn)是否加了清凈劑,也未明確是在生產(chǎn)還是在銷售環(huán)節(jié)加劑。
另外國際上通常對燃料有組分指標(biāo)要求外,對燃料的性能指標(biāo)也有嚴(yán)格要求。對Ⅱ類汽油來說有四點(diǎn):一是燃油噴嘴清潔度,要求流量損失最大不超過5%; 二是進(jìn)氣閥沾滯,要求能夠通過;三是進(jìn)氣閥清潔度,要求不超過平均100mg/閥;四是燃燒室沉積物,要求不大于140%。性能評定是衡量汽油品質(zhì)的重要一環(huán),但我國在汽油性能評定標(biāo)準(zhǔn)方面尚是空白,各地技術(shù)監(jiān)督局無法實(shí)施監(jiān)控。
我國汽油硫含量低,芳烴含量相對較低,但烯烴含量高、蒸氣壓偏高,氧化物含量低,辛烷值分布差。在實(shí)現(xiàn)車用汽油無鉛化后,大幅度降低苯、芳烴、烯烴和硫等有害物質(zhì)的含量,提高車用汽油的質(zhì)量,將是今后主要面臨的問題。
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