从汽柴油质量检验看我国成品油国家标准

从汽柴油质量检验看我国成品油国家标准

随着环境保护意识的增强和科学技术水平的提高，国内外的汽柴油标准一直在发生着变化。本文结合欧盟标准和世界燃油规范，着重从质量指标、试验方法、仪器设备等方面，提出了优化完善我国车用汽柴油国家标准的建议。

现代社会，石油产品与人们生产生活息息相关，而随着环境保护意识的增强，以及科学技术水平的提高，国内外的汽柴油标准一直在发生着变化。尤其是近几年来随着汽车尾气排放污染物总量的增加，环境状况每况愈下，汽柴油标准愈发受到人们的重视。为此，各国纷纷制定日益严格的汽车燃油标准，中国汽柴油标准也逐渐和国际接轨，质量指标日益完善[1]。

1 车用汽油标准有待完善

目前国际上较为先进的汽油质量标准分为美、欧、日、《世界燃油规范》四大标准体系。其中，欧盟汽油标准和《世界燃油规范》最具影响力，被许多国家引用。当前我国汽油标准无论是技术指标的完善程度，还是技术条件的限值要求，与其相比存在的主要差异见表1[1-2]。

表1 欧盟标准、《世界燃油规范》、中国最新车用汽油标准主要指标差异

由表1可知，我国柴油标准已经与欧盟标准相当，但与《世界燃油规范》5类相比还存在差距，主要体现在油品挥发性和清净性方面。

2 车用柴油标准有待完善

尽管我国制定了新的车用柴油标准，提高了规格指标，但与欧盟标准和《世界燃油规范》相比存在主要差异见表2[3]。

由表2可知，我国柴油标准也已经与欧盟标准相当，但与《世界燃油规范》5类相比仍存在差距，主要表现在清净性方面。

表2 欧盟标准、《世界燃油规范》、中国最新柴油标准主要指标差异

3 完善汽柴油质量指标及检验

通过与欧盟标准以及世界燃油规范的对比，我国车用汽柴油标准确实存在许多不足，但也不能照抄照搬国外标准，应根据我国环境的总体要求、汽车工业的发展水平、炼油工业的实际情况及我国道路、交通、城市建设等特点，综合考虑各种因素，逐步制定完善满足不同阶段汽车排放要求的车用汽柴油标准。就目前而言，车用汽柴油标准亟需从以下方面进行完善[4-6]。

3.1增加汽油蒸发指数质量指标

随着技术的发展，更多添加剂的使用，使得单独利用馏程和蒸气压两个指标来表明汽油在使用中的真实挥发性能存在偏差。因此，常用“蒸发指数”DI值来衡量汽油的挥发性，通过控制DI值可以保证良好的冷启动和暖机性能。DI值对HC排放有直接影响，当DI值高于一定值后，HC急剧上升。它主要是利用一个经验公式进行计算而得的结果，可以适用于更进一步的评价。评价公式如下：DI=1.5×T(10)+3×T(50)+T(90)+11×氧含量%(质量分数)。T(10)、T(50)、T(90)表示量筒分别回收10、50、90 mL所对应的蒸发温度。

从这个公式来看，它主要是控制油品馏程分布必须均匀，在一个正常合理的范围内方能达到使用的需求。建议将蒸发指数纳入产品标准，参照《世界燃油规范》蒸发指数数值设置，根据不同温度设定不同数值。

3.2增加汽油硅含量质量指标

硅对汽油有吸附作用，汽油中硅含量即使很低，也会在汽油气化燃烧过程中生成二氧化硅的白色粉末附着在传感器上，导致传感器失效。同时在发动机和催化转换器上产生大量沉积物。这种汽油在不超过一箱油的使用时间内就可使催化系统失效，发动机运作异常，最终导致汽车瘫痪。可见，硅元素对车辆性能的影响起效快，危害极大。

某地区加油站的“问题汽油”曾导致上千辆汽车抛锚，发动机损坏，损失巨大。“问题汽油”经检测，硅含量高达5 000 ×10-6。2013年发布的世界燃油规范(V)中规定Ⅱ类以上汽油要求硅含量lt;1 mg/kg，我国新颁布实施了GB17930-2016《车用汽油》标准中规定：车用汽油中不得人为加入含硅化合物。但对这些非法添加物的限量要求及检验方法并没有作出具体规定。

目前对汽油中硅元素的检测方法主要为单波长色散X射线荧光光谱法( MWD - XRF)和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP - OES/ICP -AES)。我国2017年7月起实施的GB/T33465-2016《电感耦合等离子体发射光谱法测定汽油中的氯和硅》方法可以检测汽油中的硅含量，使得汽油中硅含量检测有了国标方法。结合我国汽油生产实际，建议将硅含量纳入产品标准，明确质量指标限值≤5 mg/kg，将GB/T33465-2016《电感耦合等离子体发射光谱法测定汽油中的氯和硅》方法列为检验仲裁方法。

3.3增加氯含量质量指标

汽油中氯化物的主要来源是原油和含氯的汽油生产原料，如聚氯乙烯塑料等。汽油中的氯化物在燃烧后生成氯化氢，通常汽油燃烧过程中燃烧产物是水和二氧化碳，在有水和氯的条件下，氯化氢以盐酸的形式存在，是强腐蚀性物质，会对发动机汽缸、排气系统(包括活塞、喷嘴等)产生腐蚀作用，严重时会导致车辆熄火，发动机停止工作。此外还会对大气及环境造成污染。

目前对汽油中氯元素的检测方法主要为微库仑法、自动电位滴定法、能量色散X射线荧光光谱法、单波长法、ICP法。虽然微库仑法测定氯含量已有相应的石化行业标准SH/T1757《工业芳烃中有机氯的测定》，且在中石化、中石油内部已经广泛采用，可以用于市场监督中监控汽油中的氯含量，但是还未制定汽油中的氯含量微库仑测定法。我国2017年7月实施的GB/T33465-2016《电感耦合等离子体发射光谱法测定汽油中的氯和硅》方法可以检测汽油中的氯，第一次明确了汽油中氯含量检测方法。结合我国汽油生产实际，建议将氯含量纳入产品标准，明确质量指标限值≤20 mg/kg，制定微库仑法测定汽油中的氯，并将其和GB/T33465-2016《电感耦合等离子体发射光谱法测定汽油中的氯和硅》列为汽油中氯含量检验方法，将后者列为仲裁试验方法。

3.4增加总芳烃含量指标

柴油中的芳烃，不但是致癌物质，而且会使汽车排放的尾气中的固体颗粒物、氮氧化物含量升高。因此，在改善柴油其他质量指标的同时，许多国家和地区也将芳烃含量列入柴油产品的质量控制指标，并对其作了较严格的限制。受经济发展水平的限制，我国对多环芳烃含量进行了控制，但未对总芳烃含量进行控制，建议将总芳烃含量纳入车用柴油质量指标。

3.5完善柴油甲醇含量检验

GB 19147-2016车用柴油标准中规定：车用柴油中不得人为加入甲醇，但对甲醇含量限值要求及检验方法并没有作出具体规定。查阅世界燃油规范，其采用ASTM D4815(modified)的方法检验柴油中甲醇含量。因此，建议及时修订车用柴油标准增加甲醇含量指标以及利用D4815方法制定我国车用柴油甲醇试验方法[7]。

3.6完善汽油辛烷值检验

目前，GB17930车用汽油标准中辛烷值的试验方法为GB/T5487及GB/T503，该方法所采用的仪器为美国Waukesha公司生产的辛烷值机，基本上垄断了中国的辛烷值检验市场。国内生产厂家也在仿制该机器，但美国Waukesha辛烷值机接近完美，以其独有的稳定性获得了客户的青睐，不过其维护成本较高，机器价格逐年增长，对于想购置该仪器的企业也是一笔不小的支出。当前，有些国产辛烷值机技术也相对比较成熟。对二者作对比试验，试验结果显示，某国产辛烷值机在测量时，低标号汽油的准确性比高标号要好，两种辛烷值机检验油品辛烷值相差不到1个单位，综合辛烷值机价格、用户使用情况、油品质量控制要求，笔者建议国产仪器生产厂家进一步提升仪器性能，建立属于中国自己的辛烷值检验方法，而不是等效采用美国ASTM方法，改变依赖进口机器的状况，同时也为产品标准使用单位提供不同选择[8]。

3.7完善柴油十六烷值检验

目前，GB 19147车用柴油标准中十六烷值的试验方法为GB/T386，该方法所采用的仪器为美国Waukesha公司生产的十六烷值机，基本上垄断了中国的十六烷值检验市场。国内中石化抚顺研究院与上海沪顺石化装备有限公司合作研发十六烷值机，其采用风量调节法完成油品十六烷值检验，并已经获得国标方法GB/T33298-2016柴油十六烷值的测定(风量调节法)，该方法具有检测快速、标油用量少、测定精度高、噪声低等特点。两标准代表机型主要性能对照见表3。

我公司已采购国产FCD-Ⅱ型十六烷值机，从与美国Waukesha十六烷值机检验结果对比来看，基本上一致，但GB/T33298-2016没有写入GB 19147车用柴油产品标准，不利于GB/T33298-2016标准的应用以及国产品牌仪器的推广。笔者建议尽快将GB/T 33298-2016标准写入GB 19147车用柴油产品标准，改变依赖进口机器，同时也为用户提供不同选择。

表3 标准GB/T386-2010与标准GB/T33298-2016典型机型主要性能对照表

4 加快汽柴油检验设备国产化

一个完善的石油产品技术标准，除了应该具有体现其使用性能的质量项目、指标之外，还应附有与之相对应的测试检验方法。目前，油品检测高端仪器市场仍然主要依赖外资厂商，如Waukesha、Angilent、ThermoFisher、日本岛津等。外资企业技术实力雄厚、产品成熟稳定、品牌知名度高，但产品价格昂贵，维护维修费用高，而且可供选择的低配型号不多，对国内的设备采购方来说负担很大。检测仪器国产化面临技术和管理双重困境。以紫外荧光硫含量为例，国内厂家研制起步很早，但产品稳定性欠佳、核心部件依赖进口。进口仪器设备在细节方面确实做得比国产仪器要好，如ANTEK公司产的硫含量和气体连接均采用不锈钢管件连接，国产硫含量都采用软管连接。如果国产检测仪器质量能够突破，其相对强大的性价比优势，能够满足市场对低成本设备的需求，同时势必对进口产品的价格构成压力[9]。

尽管油品测试用规格仪器国产化方面取得一定成绩，但是对今后的发展还应注意做好以下几方面工作：①完善现已标准化的油品测试方法所用规格仪器的品种，如辛烷值机、十六烷值机等。②改进和提高现已生产的油品测试规格仪器的质量水平，如紫外荧光仪。③加速对自动化、智能化仪器的研究开发，特别是未来进入产品标准的试验方法，如ICP仪器等。

5 结论

针对以上分析，汽柴油标准质量指标及试验方法需进一步优化完善，笔者提出以下建议：①建议将蒸发指数、硅含量、氯含量纳入车用汽油国家标准、总芳烃含量纳入车用柴油标准；②制定汽油中氯含量微库仑测定试验方法，将GB/T33465-2016《电感耦合等离子体发射光谱法测定汽油中的氯和硅》方法列为指标检验仲裁方法；③建议尽早修订车用柴油GB 19147产品标准，把GB/T 33298-2016标准写入产品标准；④建议制定中国自己的车用汽油辛烷值试验方法、柴油中甲醇含量测定试验方法；⑤建议加大科研力度，努力实现大型汽柴油试验仪器设备国产化。

[1] World Wide Fuel Charter Committee.Worldwide Fuel Charter(Fifth Edition)[S].2013

[2] BS EN 228-2012.Automotive fuels-unleaded petrol-requirements and test methods[S].London:BSI Standards Publication,2012.

[3] BS EN 590-2013.Automotive fuels-piesel-requirements and test methods[S].London:BSI Standards Publication,2013.

[4] 朱玉琴.我国车用汽油标准现状及发展趋势[J].天然气化工,2014,39(7):77-81.

[5] 刘 浩,周剑平.关于2013版《车用汽油》及《车用乙醇汽油》中有害添加剂的解读及完善建议[J].中国石油和化工标准与质量,2014(22):20-22.

[6] 司妍杰.浅谈我国汽柴油新标准制定的发展趋势[J].中国科技信息,2009,15:25-26.

[7] 张 莉,刘 莹.车用汽油中四种非法添加物的特点和检测方法[J].石油库与加油站,2015,24(3):25-28

[8] 刘 浩.解读 GB19147-2013 车用柴油(Ⅴ)与欧盟、世界燃油协会2013版标准的差距[J].化学工程与装备,2014,9:184-186

[9] 钮培南,朱国增.油品测试用规格仪器国产化回眸[J].石油工业技术监督,2002,18(10):20-22