国内外清洁汽车燃料规格现状及发展趋势.ppt

国内外清洁汽车燃料规格现状及发展趋势 目录 1前言2国外清洁汽车燃料的规格现状及发展趋势2 1车用汽油规格2 1 1美国车用汽油2 1 2欧洲车用汽油2 1 3世界燃油规范限2 2车用柴油规格2 2 1美国柴油2 2 2欧洲车用柴油2 2 3世界燃油规范2 3其它用途的柴油3我国清洁汽车燃料的规格及发展趋势3 1车用汽油规格3 1 1我国现行的车用汽油标准3 2 1我国今后车用无铅汽油标准的发展趋势3 2柴油规格3 2 1我国最新修订的轻柴油标准3 2 2我国正在制定的车用柴油标准3 3代用燃料4小结 前言 车用汽油和柴油是内燃发动机的主要燃料 随着国民经济的发展 特别是交通运输与汽车工业的发展 汽车保有量不断增加 车用汽油和柴油的需求量也随之增大 另一方面 汽车排放所引起的大气污染日益严重 并已直接威胁到人类健康 它引起了我国政府的普遍关注 因此解决机动车环境污染问题已成为当前的一项主要任务 本文主要介绍国外及我国清洁燃料规格的现状及发展趋势 为今后清洁燃料生产及使用提供参考 国外清洁汽车燃料的规格及发展趋势 车用汽油规格美国车用汽油美国1990年发布的空气清净法修正案 CAAA 首先作出了改变汽油组成以减少排放和改善空气质量的规定 并引导了全球趋势 根据CAAA的规定 从1992年11月1日起 在CO超标的41个城市供应含氧量为2 7 m m 相当于MTBE15 v v 的汽油 从1995年1月1日至1997年12月31日 在臭氧严重超标的9个城市采用简单方案的新配方汽油 其要求见表1 并要求添加汽油清净剂 美国环保局 EPA 新配方汽油 简单方案 要求 美国车用汽油 1998 1999年要执行新配方汽油第一阶段复杂模型 从2000年起要执行第二阶段复杂模型 复杂模型包括一组方程 它要求汽油中氧含量大于2 m m 苯含量不大于1 0 v v 并将蒸气压 苯 芳烃 硫 烯烃 含氧化合物及蒸馏性质代入方程中以计算排放值 根据排放降低率是否符合该模型要求来判断汽油是否合格 复杂模型对新配方汽油要求见表2 美国环保局 EPA 新配方汽油复杂模型要求 美国基础汽油规格 美国环保局 EPA 新配方汽油复杂模型限值 美国车用汽油 美国环保局 EPA 在2000年2月公布了Tier2污染控制标准 该标准将从2000年4月10日生效 要求2005年炼油厂生产的汽油平均硫含量在30 g g以下 美国新配方汽油的要求日趋严格 特别随着汽车排放限值的严格 对汽油中硫含量要求更进一步减少 美国加州第2阶段新配方汽油规格 美国车用汽油 车用汽油有害组分限值的确定 应建立在不同组分与汽车排放关系大量实验数据基础上 这样建立的数学模型才有指导意义 而且 各汽油组分对排放的影响不尽相同 因此 在满足排放限值的基础上 每种组分的限值可在一定范围内变化 同时 应根据不同排放标准的要求 对汽油组成及有关性质采取分地区 分阶段的分步方式实施 欧洲车用汽油 欧洲幅员较大 发展也不平衡 在推进汽油无铅化的同时 欧盟制定了完全与排放法规要求相适应的汽油标准 这就是EN228车用无铅汽油标准 它的发展变化如表6 欧洲汽油标准变化 欧洲轻型汽油车排放限值1 世界燃油规范 1998年6月 在比利时布鲁塞尔举行的世界燃油会议上 由美国 欧洲和日本汽车制造商协会和发动机制造商协会 共同代表汽车制造者 提出了对汽车燃油的要求 称之为 世界燃油规范 world widefuelcharter 它把对汽车燃油的要求分为4类 世界燃油规范 由于世界各国对汽车排放的限值和测量方法不同 如美国和欧洲 其数值没有可比性 而且 某一类燃油要求并不具体对应某一排放要求 因此 世界各国应根据各自的排放限值及测量方法 参考世界燃油规范 制定自己的排放限值和测量方法及相适应的燃油标准 正如欧盟所做的那样 每一类排放要求具体对应这一阶段的燃油标准 一步一步有计划有目标的向前推进 而不必照搬世界燃油规范 世界燃油规范汽油主要指标 车用柴油规格 美国柴油美国没有专门的车用柴油标准 只有ASTMD975柴油标准 但由于税收及环保的原因 对在公路上行驶的柴油汽车 必须使用2 D低硫柴油 美国由于传统及习惯的影响 柴油小汽车很少 一般使用重负荷柴油汽车 因此 车用柴油的要求较欧洲较为宽松 但是 美国环保局要求从2006年6月1日起 对重负荷柴油汽车排放要求大大加严 柴油车必须安装尾气催化转化器及颗粒捕集器 因此 车用柴油的硫含量要降至15 g g以下 美国柴油标准主要技术指标 欧洲车用柴油 欧洲是柴油汽车使用最多的地区 柴油小汽车使用量更是居世界之首 1999年欧洲使用的小汽车中柴油小汽车占30 以上 其中西班牙销售的柴油小汽车超过汽油小汽车 因此 欧洲对车用柴油的要求是随着排放限值的加严而逐步提高的 其规格为EN590车用柴油标准 欧洲车用柴油规格变化如表10 欧洲车用柴油标准变化 欧洲轻型柴油车排放标准及限值1 世界燃油规范车用柴油主要指标 其它用途的柴油 柴油除用于车用外 还用于农用 如拖拉机 船用 铁路机车用 矿山用 建筑工业用 发电用和民用等各个方面 对车用柴油随着排放限值日益严格要求越来越高外 世界各主要国家对其它用途的柴油也制定了不同的规格见表13 国外柴油用途及相关标准 我国清洁汽车燃料的规格及发展趋势 车用汽油规格我国现行的车用汽油标准根据国家质量技术监督局的要求 制定了GB17930 1999 车用无铅汽油 国家标准 其主要技术要求见表14 该标准已于2000年1月1日在全国范围内实施 该标准的实施 意味着我国车用汽油跨过了 高标号化 和 无铅化 两步 并迈出了 组分优化 的步伐 使汽油质量明显提高 能满足汽车达到欧洲 号排放的要求 车用无铅汽油标准主要项目的技术要求 我国今后车用无铅汽油标准的发展趋势 汽车工业的发展以及汽车排放标准的日趋严格 对我国车用汽油的质量提出了更高的要求 我国车用汽油在实现高标号化和无铅化后 今后主要面临的是组分优化的问题 其主要内容包括苯 芳烃 烯烃 硫 含氧化合物 蒸气压和馏程所涉及的问题 现分别介绍今后车用汽油标准中上述内容发展方向 蒸气压和馏程 美国和欧盟等国家的蒸气压和馏程按照不同地区和季节详细划分 其中美国还采用气 液比表征 在我国现行的汽油标准中 蒸馏特性全年不论气温变化和地理位置只有一种规定 而蒸气压也只按冬季和夏季分成两段 对于我们这样一个大国来说 此规定虽然已经使用多年 但与国外标准相比显得粗糙一些 应根据我国对环境排放的要求 汽车发动机设计要求及我国每年的气温变化情况进行专门研究 订出汽油蒸气压和馏程特性的更详细分类 硫含量 硫含量是汽油中与腐蚀和环保有关的重要项目 所有硫化物在燃烧后生成的二氧化硫和三氧化硫排放至大气中污染环境 并且在与生成水相遇后会产生具有腐蚀性的酸性物质 腐蚀发动机及曲轴箱部件 硫会导致催化转化器的催化剂对有毒排放物转化效率降低 并可导致高温尾气氧传感器灵敏度下降而使排放增加 硫含量还影响现代汽油发动机汽车现场排放诊断的准确性 导致车辆行驶后期因诊断错误而引起排放增加 总之 硫含量是现代汽车对汽油的重要指标 世界各国汽油标准中硫含量均呈下降趋势 硫含量 欧盟各国于1996年开始执行欧洲II号排放标准 EN228 98无铅车用汽油标准规定从1995年开始 硫含量降至0 05 m m 以下 我国要求从2004年7月1日起按照欧洲II号控制汽车排放 因此 应在此之前将硫含量控制在0 05 m m 以下 苯含量 苯是催化重整汽油中具有较高辛烷值的组分 但是它也是公认的致癌物 它在汽油中由于蒸发和燃烧后排放到大气中对人类健康带来直接影响 因此 世界各国均将降低苯含量作为对环境有利的措施 如果要达到欧洲III号排放限值 必须把苯含量控制在1 v v 以下 芳烃含量 芳烃是一种具有较高辛烷值和热值的汽油调和组分 但是它燃烧后会导致致癌物苯的形成 并增大CO2的排放 2004年我国执行欧洲II号排放限值后 汽油标准中芳烃含量控制在40 v v 以下 烯烃含量 烯烃是一种具有较高辛烷值的汽油调和组分 但它是比较活泼的烃类 挥发到大气后因发生光化学反应而加速臭氧的形成 使环境受到严重污染 另一方面 由于烯烃对热的不稳定性 它易使发动机和发动机进气系统形成胶质和积炭 由于我国炼油加工手段与国外不同 催化裂化汽油是主要调和组分 因此我国车用汽油中烯烃含量较高 近期内不可能将我国汽油中烯烃降至欧美水平 随着今后重整 烷基化和异构化等高辛烷值调和组分的增加及降低催化裂化汽油烯烃含量的催化剂的工业应用 我国汽油中的烯烃含量会进一步下降 建议在2004年之后我国汽油标准中烯烃含量控制在30 v v 35 v v 并考虑芳烃与烯烃对排放的综合影响 芳烃加烯烃的总量控制在60 v v 氧含量 汽油中加入含氧化合物可减少尾气中CO的排放 但含氧化合物体积热值比汽油低 大量加入将影响汽车发动机的性能 因此 一般均规定汽油中氧含量不大于2 7 m m 清净剂 汽油清净剂可减少喷嘴 进气阀 燃烧室和汽化器中沉积物的生成 并使上述部件得到清洁 尤其对烯烃含量较高的汽油其功效更加明显 因此 应在所有车用汽油中加入清净剂 并尽快建立清净剂评价手段和对车用汽油清净性的要求 2004年车用无铅汽油标准主要项目的技术要求 柴油规格 我国最新修订的轻柴油标准新修订的轻柴油标准与GB252 94的主要差异有 1 在标准中质量水平只设一个档次 2 增设5号轻柴油牌号 3 将硫含量修订为不大于0 2 m m 4 氧化安定性总不溶物修订为不大于2 5mg 100mL 修订后的新标准将使我国轻柴油的整体质量水平有显著提高 并与国际水平一致 该标准将于2002年1月1日在全国实施 修订后的轻柴油主要项目技术要求 我国正在制定的车用柴油标准 据统计 我国轻柴油中车用柴油仅占1 3左右 今后若干年也不会有突变 其余为农用 船用 铁路机车用 矿山用 建筑工业用 发电用和民用等 其中农用近1 2 铁路机车用约1 10 其它用1 10左右 这些不同用途也决定了应该使用不同种类的轻柴油 以达到经济效益的最佳化 因此 不必要将我国所生产的全部轻柴油向国外车用柴油标准靠拢 而只需要制定满足不同需要的柴油标准 并加以实施 从2000年至2001年 我国已开始参照欧盟EN590 1998制定车用轻柴油国家标准 该标准的主要技术要求见表17 该标准的柴油可满足欧洲 号的排放要求 正在制定中的车用柴油标准主要技术要求 代用燃料 目前使用最广泛的代用燃料是压缩天然气 CNG 液化天然气 LNG 和液化石油气 LPG 我国已制定了压