石油講義4資料課件

第四章石油產(chǎn)品的質(zhì)量要求我國石油產(chǎn)品分類1.燃料燃料包括汽油、柴油及噴氣燃料(航空煤油)等發(fā)動機燃料以及燈用煤油、燃料油等。我國的石油產(chǎn)品中燃料約占80%，而其中約60%為各種發(fā)動機燃料，所產(chǎn)柴油和汽油的比例約為1.3:1。2.潤滑劑其中包括潤滑油和潤滑脂，主要用于降低機件之間的摩擦和防止磨損，以減少能耗和延長機械壽命。其產(chǎn)量不多，僅占石油產(chǎn)品總量的2%左右，但品種達(dá)數(shù)百種之多。3.石油瀝青石油瀝青用于道路、建筑及防水等方面，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量3%。4.石油蠟石油蠟屬于石油中的固態(tài)烴類，是輕工、化工和食品等工業(yè)部門的原料，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量的1%。5.石油焦石油焦可用以制作煉鋁及煉鋼用電極等，其產(chǎn)量約為石油產(chǎn)品總量的2%。6.溶劑和化工原料約有10%的石油產(chǎn)品是用作石油化工原料和溶劑，其中包括制取乙烯的原料(輕油),以及石油芳烴和各種溶劑油。§1汽油一、汽油機(點燃式發(fā)動機)的工作過程及其對燃料的使用要求

在汽油機中，燃料是由電火花點燃的，故又稱點燃式發(fā)動機。

1.汽油機的構(gòu)造及工作原理

按燃料供給方式的不同，汽油機又可分為化油器式及噴射式兩大類。圖4—1所示為化油器式汽油機的結(jié)構(gòu)示意圖。活塞在氣缸中上行所能達(dá)到的最高位置稱為“上止點”，下行所能達(dá)到的最低位置稱為“下止點”。圖4—2所示為這兩種情況，其中為氣缸總體積，為燃燒室體積，兩者之比稱為壓縮比。壓縮比是表征發(fā)動機性能的一個重要指標(biāo)。從上止點到下止點之間的直線距離稱為沖程。汽油機一般是以四沖程循環(huán)工作，依次完成進氣、壓縮、燃燒膨脹作功、排氣這四個過程。有的汽油機是兩沖程的。圖4-1

汽油機（點燃式發(fā)動機）結(jié)構(gòu)示意圖圖4—2

汽油機上止點與下止點示意圖工作過程

(1)進氣過程

(2)壓縮過程

(3)作功過程(點火燃燒)(4)排氣過程

(5)一般汽油機都是由四個或六個氣缸按一定順序組合而連續(xù)進行工作的。

(6)在噴射式汽油機中，燃料可更均勻地分配給各個氣缸；同時，由于不需要喉管而減少了進氣的阻力等，可提高氣缸內(nèi)的平均有效壓力和熱效率；此外，還可以減弱或避免爆震燃燒。

汽油是可用作點燃式發(fā)動機燃料的石油輕質(zhì)餾分。對汽油的使用要求主要有：①在所有的工況下，具有足夠的揮發(fā)性以形成可燃混合氣。②燃燒平穩(wěn)，不產(chǎn)生爆震燃燒現(xiàn)象。③儲存安定性好，生成膠質(zhì)的傾向小。④對發(fā)動機沒有腐蝕作用。⑤排出的污染物少。

2.汽油機對燃料的使用要求

二、汽油的蒸發(fā)性反映汽油蒸發(fā)性能的指標(biāo)是其餾程和飽和蒸氣壓。

1.餾程按照規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備和方法將汽油試樣進行蒸餾，可得到試樣的餾出溫度和餾出體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系，也就是餾程。餾程能大體表示該汽油的沸點范圍和蒸發(fā)性能。其10%、50%、90%各餾出溫度和干點的意義如下：

(1)10%餾出溫度它表示汽油中所含低沸點餾分的多少，對汽油機起動的難易有決定性影響，同時，也與產(chǎn)生氣阻的傾向有密切關(guān)系。汽油10%餾出溫度與發(fā)動機能迅速起動的最低溫度之間的關(guān)系見表4—1。它與開始產(chǎn)生氣阻溫度之間的關(guān)系見表4—2。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求其10%餾出溫度不高于70℃。表4—1汽油的10%餾出溫度與發(fā)動機能迅速啟動的最低溫度的關(guān)系10%餾出溫度，℃546066717782最低啟動溫度，℃-21-17-13-9-6-2表4—2

汽油的10%餾出溫度與開始產(chǎn)生氣阻溫度的關(guān)系10%餾出溫度，℃4050607080開始產(chǎn)生氣阻溫度，℃-13+7+27+47+67

(2)50%餾出溫度

它表示汽油的平均蒸發(fā)性能，與汽油機起動后升溫時間的長短以及加速是否及時均有密切關(guān)系。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求50%餾出溫度不高于120℃。

(3)90%餾出溫度和終餾點(或干點)

這兩個溫度是表示汽油中重餾分含量的多少。表4—3所示為汽油干點與發(fā)動機活塞磨損及汽油消耗量的關(guān)系。由表可見，當(dāng)使用干點225℃的汽油時，發(fā)動機活塞的磨損比使用干點為200℃的汽油大一倍，汽油消耗量也增多7%。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求90%餾出溫度不高于190℃，終餾點不高于205℃。

2.飽和蒸汽壓汽油的飽和蒸汽壓是用規(guī)定的儀器，在燃料蒸汽與液體的體積比為4:1以及在38℃的條件下測定的。國外將此指標(biāo)稱為雷德蒸汽壓(RVP)，它是衡量汽油在汽油機燃料供給系統(tǒng)中是否易于產(chǎn)生氣阻的指標(biāo)，同時還可相對地衡量汽油在儲存運輸中的損耗傾向。我國車用無鉛汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定從9月1日至2月29日使用的汽油飽和蒸汽壓不高于88kPa；從3月1日至8月30日使用的汽油，飽和蒸汽壓不高于74kPa。我國航空汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定其飽和蒸汽壓為27～48kPa。表4—3

汽油干點與發(fā)動機活塞磨損及汽油消耗量的關(guān)系汽油干點，℃發(fā)動機活塞相對磨損，%汽油相對消耗量，%1759798200100100225200107250500140

三、汽油的安定性汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性，簡稱安定性。安定性不好的汽油，在儲存和輸送過程中容易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成膠質(zhì)，使汽油的顏色變深，甚至?xí)a(chǎn)生沉淀。

1.汽油的化學(xué)組成與其安定性的關(guān)系汽油中所含有的不飽和烴是導(dǎo)致其性質(zhì)不安定的主要原因。在不飽和烴中，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，氧化的難易也有差異。其產(chǎn)生膠質(zhì)的傾向依下列次序遞增：鏈烯烴<環(huán)烯烴<二烯烴。

直餾汽油餾分不含不飽和烴，所以它的安定性很好；而二次加工生成的汽油餾分(如裂化汽油等)由于含有大量不飽和烴以及其他非烴化合物，其安定性就較差。

2.外界條件對汽油安定性的影響汽油的變質(zhì)除與其本身的化學(xué)組成密切相關(guān)外，還與溫度、金屬表面的作用、與空氣接觸面積的大小等有關(guān)。鑒于溫度、光照以及與空氣的接觸狀況均對汽油的安定性有明顯的影響，因此在儲存汽油時應(yīng)采取避光、降溫及降低與空氣的接觸面積等措施。

3.評定汽油安定性的指標(biāo)

(1)碘值(按照SY2114測定)

它是以100g樣品中消耗的碘的質(zhì)量(g)來表示。碘值越大說明其中不飽和烴含量越多，汽油的安定性也就越差。我國的航空汽油要求碘值不大于12g(I)/100g。

(2)實際膠質(zhì)(按照GB/T8019測定)

這是指在150℃溫度下，用熱空氣吹過汽油表面使它蒸發(fā)至于，所留下的棕色或黃色的殘余物。實際膠質(zhì)是以100mL試油中所得殘余物的質(zhì)量(mg)來表示的。我國車用汽油的實際膠質(zhì)要求不大于5mg/100mL。

(3)誘導(dǎo)期(按照GB/T8018測定)

把一定量油樣放入標(biāo)準(zhǔn)的鋼筒中，充入氧氣至0.7MPa壓力，然后放入100℃水中。氧化初期，由于反應(yīng)速度很慢，耗氧較少，氧壓基本不變。經(jīng)過一定時間后，氧化反應(yīng)加速，耗氧量顯著增大，氧壓也就明顯下降。從油樣放入100℃的水中開始到氧壓明顯下降所經(jīng)歷的時間稱為誘導(dǎo)期，以分鐘表示。我國車用汽油的誘導(dǎo)期要求不小于480min。

4.改善汽油安定性的方法要提高汽油的安定性，一方面可以采取適當(dāng)?shù)姆椒右跃疲猿テ渲心承┎伙柡蜔N(主要是二烯烴)和非烴化合物等不安定組分；另一方面可以加入適量的抗氧劑和金屬鈍化劑。

四、汽油的抗爆性

衡量燃料是否易于發(fā)生爆震的性質(zhì)稱為抗爆性。

1.汽油機的爆震燃燒在汽油機的壓縮過程中，可燃混合氣的溫度和壓力都很快上升，汽油便開始發(fā)生氧化反應(yīng)并生成一些過氧化物，即所謂焰前反應(yīng)。當(dāng)火花塞點火后，火花附近的混合氣溫度急劇升高，氧化加劇，進而出現(xiàn)最初的火焰中心。在正常燃燒的情況下，火焰中心形成后，隨即發(fā)生火焰?zhèn)鞑ガF(xiàn)象，火焰的前鋒逐層向未燃混合氣推進[如圖4—3(a)]。未燃混合氣和已燃混合氣的接觸部分因受熱而溫度升高，同時由于已燃混合氣的膨脹而使其壓力升高，這樣便大體以球面形狀逐層發(fā)火燃燒，向前推進，直至絕大部分燃料燃盡為止。研究表明，在正常的情況下，汽油機燃燒室中火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?0～70m/s，壓力變化的速度比較平緩[如圖4—3(c)]，發(fā)動機的工作比較平穩(wěn)，動力性能和經(jīng)濟性能均較好。

爆震是汽油機的一種不正常燃燒，它發(fā)生在燃燒過程的后期。當(dāng)火花塞點火后，隨著最初形成的火焰中心在氣缸中的傳播，未燃部分的混合氣受已燃?xì)怏w的壓縮和火焰的輻射，溫度、壓力急劇升高，其氧化反應(yīng)加速，過氧化物急劇分解，分支鏈反應(yīng)激增，以致在最初形成的火焰前鋒尚未到達(dá)之前，未燃混合氣的局部溫度已超過其自燃點，從而發(fā)生爆炸性燃燒。此時，在發(fā)動機內(nèi)便有兩個或兩個以上的火焰中心[如圖4—3(b)]，并從這些中心以100～300m/s(輕微爆震)直到800～1000m/s(強烈爆震)的速率傳播火焰，迅速將混合氣燃燒完畢。在激烈爆震時，短時間局部壓力可增高至10MPa以上，局部溫度可達(dá)2000～2500℃。這樣，在氣缸內(nèi)便出現(xiàn)劇烈的壓力振蕩，從而產(chǎn)生速度很高的沖擊波(1000～1500m/s)[如圖4—3(d)]。這種沖擊波對缸壁多次反射，就會產(chǎn)生頻率很高(3000～7000Hz)的金屬敲擊聲，即為爆震。

爆震現(xiàn)象的產(chǎn)生與發(fā)動機的壓縮比有密切的聯(lián)系。發(fā)動機的壓縮比愈大，壓縮終了時氣缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力就愈高，更易于發(fā)生爆震。對于結(jié)構(gòu)已確定的發(fā)動機，如果燃料的自燃點低，就比較容易產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。圖4—3

汽油機正常燃燒與爆震燃燒的火焰?zhèn)鞑ゼ笆竟D

2.汽油抗爆性的表示方法——辛烷值

汽油的抗爆性是用辛烷值(簡稱ON)來表示的，它是在標(biāo)準(zhǔn)的試驗用可變壓縮比單缸汽油發(fā)動機中，將待測試樣與標(biāo)準(zhǔn)燃料試樣進行對比試驗而測得。所用的標(biāo)準(zhǔn)燃料是異辛烷(2，2，4一三甲基戊烷)、正庚烷及其混合物。人為地規(guī)定抗爆性極好的異辛烷的辛烷值為100，抗爆性極差的正庚烷的辛烷值為0。兩者的混合物則以其中異辛烷的體積分?jǐn)?shù)值為其辛烷值。車用汽油辛烷值的測定方法主要有兩種，即馬達(dá)法與研究法，所測得辛烷值的英文略語相應(yīng)為MON及RON。RON與MON兩者的差值稱為燃料的敏感度，它反映汽油的抗爆性能隨發(fā)動機工況改變而變化的程度。MON和RON的平均值(MON+RON)/2稱為抗爆指數(shù)(ONI)，它列為衡量車用汽油抗爆性的指標(biāo)之一。對于航空汽油，除辛烷值外，還規(guī)定了用增壓航空法以測定其在富混合氣條件下(過?？諝庀禂?shù)α=0.6～0.65)的抗爆性，測得的結(jié)果稱為品度。

3.汽油的抗爆性與化學(xué)組成的關(guān)系

表4—4中列舉了各種烴類的辛烷值。由此可見，汽油的抗爆性取決于其化學(xué)組成。對于同族烴類，其辛烷值隨相對分子質(zhì)量的增大而降低。當(dāng)相對分子質(zhì)量相近時，各族烴類抗爆性優(yōu)劣的大致順序如下：芳香烴>異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴>正構(gòu)烯烴及環(huán)烷烴>正構(gòu)烷烴表4—4

各族烴類的辛烷值烴類研究法辛烷值（RON）馬達(dá)法辛烷值（MON）烷烴正戊烷62622-甲基丁烷9290正己烷25262-甲基戊烷73732，2-二甲基丁烷9293正庚烷002-甲基己烷42462，2-二甲基戊烷93962，2，3-三甲基丁烷>100>100正辛烷—-172-甲基庚烷22132，2-二甲基己烷72772，2，3-三甲基戊烷1001002，2，4-三甲基戊烷100100續(xù)表烴類研究法辛烷值（RON）馬達(dá)法辛烷值(MON)烯烴1-己烯76632-己烯93814-甲基-2-戊烯99841-辛烯29352-辛烯56563-辛烯72682，2，4-三甲基-1-戊烯>10086環(huán)烷烴環(huán)戊烷—85甲基環(huán)戊烷9180乙基環(huán)戊烷6761正丙基環(huán)戊烷3128乙丙基環(huán)戊烷8176環(huán)己烷8377甲基環(huán)己烷7571乙基環(huán)己烷4641正丙基環(huán)己烷1814芳香烴苯>100>100甲苯>100>100二甲苯>100>100乙基苯>10098正丙基苯>10098異丙基苯>100991，3，5-三甲基苯>100>1004.汽油機壓縮比與爆震燃燒的關(guān)系

汽油機的壓縮比越大，壓縮過程終了時氣缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力就越高，這就大大加速了未燃混合氣中過氧化物的生成和聚積，使其更容易自燃，因而爆震的傾向增強。所以，對于壓縮比越大的汽油機就應(yīng)該選用抗爆性越好的汽油，才不致產(chǎn)生爆震燃燒。也就是說，在壓縮比較大的汽油機中需要用辛烷值較高的汽油。

表4—5中所列為幾種國產(chǎn)汽車的壓縮比、所需辛烷值及油耗。表4—5

幾種國產(chǎn)汽車的壓縮比、所需辛烷值及油耗車型壓縮比所需辛烷值（RON）油耗，L/100km標(biāo)致5048.09011.0北京BJ2138.29011.0桑塔納8.5939.0奧迪10010.0978.7汽油在使用和儲運過程中均與金屬相接觸,為此要求控制汽油及其燃燒產(chǎn)物對金屬的腐蝕性。汽油中會引起腐蝕的物質(zhì)主要有硫及含硫化合物、有機酸和水溶性酸或堿等。

六、汽油產(chǎn)品的品種和牌號汽油按其用途分為車用汽油和航空汽油，各種汽油均按辛烷值劃分牌號。我國車用汽油分為含鉛汽油及無鉛汽油兩大類，按其研究法辛烷值(RON)含鉛車用汽油分為90號、93號及97號三個牌號，無鉛車用汽油分為90號、93號及95號三個牌號，它們分別適用于壓縮比不同的各型汽油機。我國車用無鉛汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表4—6。我國采用“辛烷值/品度”表示航空汽油的牌號，包括100/130號、95/130號和75號三個牌號。

七、醇類汽油機燃料在各種可以替代汽油的物質(zhì)中，甲醇和乙醇是最有希望的燃料，它們可從天然氣、煤或植物轉(zhuǎn)化而得。這些醇類的辛烷值都相當(dāng)高，甲醇的RON/MON為114/95，乙醇的為111/94，其調(diào)和辛烷值則更高。

八、新配方汽油為了使汽油既達(dá)到上述從環(huán)境保護角度提出的要求，又具有較好的抗爆性，目前所采取的措施主要是摻入一定量的醚類化合物。從表4—7可見，甲基叔丁基醚(簡稱MTBE)和叔戊基甲基醚(簡稱TAME)這兩種醚類的辛烷值都很高，其調(diào)和辛烷值更高(見表4—8)，其中目前最常用的是MTBE。五、汽油的腐蝕性項目90號93號95號抗爆性研究法辛烷值（RON）≥90≥93≥95抗爆指數(shù)(RON+MON)/2≥85≥88≥90餾程10%蒸發(fā)溫度，℃≤7050%蒸發(fā)溫度，℃≤12090%蒸發(fā)溫度，℃≤190終餾點，℃≤205殘留量（體積分?jǐn)?shù)），%≤2飽和蒸汽壓，kPa從9月1日至2月29日≤88從3月1日至8月1日≤74實際膠質(zhì)，mg/100ml≤5誘導(dǎo)期，min≥480硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%≤0.15硫醇博士試驗通過硫醇硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%≤0.001銅片腐蝕（50℃，3h）不大于一級水溶性酸或堿無機械雜質(zhì)及水分無注：硫醇指數(shù)需滿足該欄中的兩個條件之一表4—6車用無鉛汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（據(jù)SH0041—93）性質(zhì)甲基叔丁基醚（MTBE）叔戊基甲基醚（TAME）相對密度0.7410.750RON118115MON101100(MON+RON)/2109.5107.5氧含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%18.215.7沸點，℃55.386.3蒸汽壓，kPa5122表4—7

兩種醚類化合物的性質(zhì)催化裂化汽油中MTBE加入量（體積分?jǐn)?shù)），%MTBE調(diào)合MONMTBE調(diào)合RONMTBE調(diào)合(MON+RON)/25103138120.510102121111.515106121113.520103119111表4—8

MTBE在催化裂化汽油中的調(diào)合辛烷值§2柴油柴油是壓燃式發(fā)動機的燃料。根據(jù)柴油機轉(zhuǎn)速的不同，應(yīng)使用不同類型的柴油。轉(zhuǎn)速為1000r/min以上的高速柴油機以輕柴油為燃料，轉(zhuǎn)速500～1000r/min的中速柴油機及轉(zhuǎn)速低于500r/min的低速柴油機則使用重柴油。本節(jié)中涉及的主要是輕柴油。一、柴油機(壓燃式發(fā)動機)的工作過程及其對燃料的使用要求1.柴油機的工作過程.2.柴油機燃料的使用要求1.柴油機的工作過程

柴油機的工作循環(huán)和汽油機基本一樣，有進氣、壓縮、膨脹作功和排氣四個過程。其主要的差別是：①柴油機的壓縮比約高于汽油機的一倍，一般為16～20。這樣，壓縮后氣體的溫度、壓力都比較高，可達(dá)到500～700℃、3—5MPa，此溫度超過柴油的自燃點。②柴油是用高壓油泵噴入氣缸中，經(jīng)霧化后的細(xì)小油滴便與被壓縮的高溫空氣混合，并迅速蒸發(fā)汽化、自燃發(fā)火，不象汽油機那樣需要用電火花點火。其燃燒氣體溫度高達(dá)1500～2000℃，壓力猛增至5～12MPa，隨之即膨脹作功。2.柴油機燃料的使用要求柴油是可用作壓燃式發(fā)動機燃料的石油輕質(zhì)餾分，其使用要求主要有：①具有良好的霧化性能、蒸發(fā)性能和燃燒性能。②具有良好的燃料供給性能。③對機件沒有腐蝕和磨損作用。④良好的儲存安定性和熱安定性。

二、柴油的燃燒性柴油的燃燒性好是指噴入燃燒室內(nèi)與高溫空氣形成均勻的可燃混合氣之后，能在較短的時間內(nèi)發(fā)火自燃并正常地完全燃燒。1.柴油機內(nèi)燃料的燃燒過程柴油在發(fā)動機內(nèi)的燃燒過程，從噴油開始到全部燃燒為止，大體可分為四個階段。其氣缸中壓力與活塞所處的位置(用曲軸的轉(zhuǎn)角來表示)的關(guān)系如圖4-4所示。圖4—4柴油機中氣缸壓力變化

(1)滯燃期(發(fā)火延遲期)

滯燃期是指從噴油開始(圖4—4中A點)到混合氣開始著火(即圖4—4中B點)之間的一段時間。這個時期極短，只有1～3ms。

(2)急燃期這是指發(fā)動機中柴油開始燃燒(圖4—4中的B點)直至氣缸中壓力不再急劇升高為止(圖4—4中的C點)的時間。

(3)緩燃期(主燃期)

緩燃期是柴油機中燃燒過程的主要階段，大量的燃料(約占50%～60%)是在這時期內(nèi)燒掉的。所謂緩燃期就是指從氣缸壓力不再急劇升高時起，到壓力開始迅速下降時(通常也即噴油終止時)為止的這一段時間，相當(dāng)于圖4—4中CD段。

(4)后燃期后燃期是燃燒的最后階段，指從壓力迅速下降到燃燒結(jié)束為止，約相當(dāng)于圖4—4中的DE段。汽油機的爆震則是由于汽油的自燃點過低而引起的，這種情況并不發(fā)生在燃燒階段的初期，而是出現(xiàn)在火焰的傳播過程中，如圖4-5所示。圖4—5

汽油機爆震和柴油機工作粗暴性的比較十六烷值是衡量燃料在壓燃式發(fā)動機中發(fā)火性能的指標(biāo)。十六烷值高，表明該燃料在柴油機中發(fā)火性能好，滯燃期短，燃燒均勻且完全，發(fā)動機工作平穩(wěn)。十六烷值低則表明燃料發(fā)火困難，滯燃期長，發(fā)動機工作狀態(tài)粗暴。但十六烷值過高，也將會由于局部不完全燃燒，而產(chǎn)生少量黑色排煙。不同轉(zhuǎn)速的柴油機對柴油的十六烷值有不同的要求。高速柴油機的燃料其十六烷值應(yīng)在40～60，一般使用40～45的燃料；中速柴油機可使用具有30～35的燃料；對于低速柴油機，即使用十六烷值低于25的燃料，其燃燒也不會發(fā)生特殊的困難。柴油的標(biāo)準(zhǔn)燃料是正十六烷和α—甲基萘（或七甲基壬烷）。在沒有條件直接測定燃料的十六烷值的情況下，可用下列經(jīng)驗公式從柴油的理化性質(zhì)來關(guān)聯(lián)其燃燒性能。(1)柴油指數(shù)式中的A表示其苯胺點(℃)，苯胺點是等體積的油樣和苯胺混合時能完全互溶的最低溫度。同一柴油油樣的柴油指數(shù)和十六烷值并不相等，但兩者的數(shù)值比較接近。2.評定柴油發(fā)火性能的指標(biāo)——十六烷值

(2)十六烷指數(shù)式中為柴油的50%餾出溫度(℃)，為柴油在20℃時的密度(g/cm3)。

(3)十六烷值計算公式我國石油商業(yè)部門根據(jù)我國柴油性質(zhì)的大量實測數(shù)據(jù)回歸出如下相對密度與十六烷值的關(guān)聯(lián)式：此式的平均偏差為±3.5。

3.柴油的十六烷值與化學(xué)組成的關(guān)系

(1)烷烴正構(gòu)烷烴的十六烷值最高，并且，相對分子質(zhì)量越大，十六烷值越高。碳數(shù)相同的異構(gòu)烷烴的十六烷值比正構(gòu)烷烴的低。相對分子質(zhì)量相同的異構(gòu)烷烴，其十六烷值隨支鏈數(shù)的增加而降低。

(2)烯烴正構(gòu)烯烴有相當(dāng)高的十六烷值，但稍低于相應(yīng)的正構(gòu)烷烴。支鏈的影響與烷烴相似。環(huán)烷烴的十六烷值低于碳數(shù)相同的正構(gòu)烷烴和正構(gòu)烯烴，有側(cè)鏈的環(huán)烷烴的十六烷值比無側(cè)鏈的環(huán)烷烴的更低。

(4)芳香烴無側(cè)鏈或短側(cè)鏈的芳香烴的十六烷值最低，且環(huán)數(shù)越多，十六烷值越低。帶有較長側(cè)鏈的芳香烴的十六烷值則相對較高，而且隨側(cè)鏈鏈長的增長其十六烷值增高。碳數(shù)相同的直鏈烷基芳烴比有支鏈的烷基芳烴的十六烷值高。

表4—9可見，正構(gòu)烷烴的十六烷值高是由于其自燃點低，而芳香烴的十六烷值低則是由于其自燃點高。據(jù)研究，燃料的十六烷值與自燃點之間有如圖4—6所示的對應(yīng)關(guān)系。由于化學(xué)組成的差異，產(chǎn)自石蠟基原油的直餾柴油的十六烷值顯然要比產(chǎn)自環(huán)烷基原油的高。如表4—10所示，大慶、華北等石蠟基原油中柴油餾分的十六烷值接近70，而環(huán)烷基的羊三木原油中柴油餾分的十六烷值，還不到40。

(3)環(huán)烷烴圖4—6

十六烷值與自燃點的關(guān)系曲線表4—9

烴類的自燃點，℃烴類名稱自燃點烷烴正庚烷259正癸烷253正十六烷235環(huán)烷烴環(huán)己烷200丙基環(huán)戊烷285芳香烴苯562甲苯536間-二甲苯528萘526甲基萘528表4—10

各類原油中柴油餾分的十六烷值原油名稱餾分，℃十六烷值基屬大慶200～35068石蠟基華北180～35067石蠟基勝利180～35058中間基孤島180～35042環(huán)烷-中間基羊三木200～35037環(huán)烷基

三、柴油的蒸發(fā)性

1.柴油的蒸發(fā)性對柴油機工作的影響柴油在柴油機氣缸中發(fā)火和燃燒都是在氣態(tài)下進行的，同時還受其蒸發(fā)性的影響。柴油的餾分過重，則蒸發(fā)速度太慢，從而使燃燒不完全，導(dǎo)致功率下降、油耗增大以及潤滑油被稀釋而磨損加重。若柴油的餾分過輕，則由于蒸發(fā)速度太快而使發(fā)動機氣缸壓力急劇上升，從而導(dǎo)致柴油機的工作不穩(wěn)定。我國輕柴油的餾程一般控制在180—380℃范圍內(nèi)。

2.評定柴油蒸發(fā)性的指標(biāo)

(1)餾程柴油的餾程是按GB/T6536規(guī)定的方法測定的，主要的項目是50%和90%餾出溫度。①50%餾出溫度：

50%餾出溫度越低，說明柴油中的輕餾分越多，使柴油機易于起動。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定輕柴油的50%餾出溫度不高于300℃。研究表明，柴油中小于300℃餾分的含量對耗油量的影響很大，小于300℃餾分含量越高，則耗油量越小，如表4—11所示。柴油中小于300℃餾分含量，%393420相對耗油量，%100114131

②90%餾出溫度及95%餾出溫度：

90%餾出溫度及95%餾出溫度越低，說明柴油中的重餾分越少。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定輕柴油的90%餾出溫度不高于355℃，95%餾出溫度不高于365℃。

(2)閃點閃點是指石油產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，加熱到其蒸汽和空氣的混合物與火焰接觸時會發(fā)生閃火現(xiàn)象的最低溫度。閃點的測定方法有閉口杯法和開口杯法兩種。表4—11

柴油中<300℃餾分含量與耗油量的關(guān)系

四、柴油的流動性

1.粘度柴油的粘度越小，霧化后液滴直徑就越小，噴出的油流射程也越短，因而不能與氣缸中全部空氣均勻混合，會造成燃燒不完全。柴油的粘度過大會造成供油困難，同時，噴出的油滴的直徑過大，油流的射程過長，使油滴的有效蒸發(fā)面積減小，蒸發(fā)速度減慢，這樣也會使混合氣組成不均勻、燃燒不完全、燃料的消耗量增大。

2.低溫流動性我國評定柴油低溫流動性能的指標(biāo)為凝點(或傾點)和冷濾點。

(1)凝點我國的輕柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了按GB/T510測定的凝點。

(2)冷濾點冷濾點是指按照SH/T0248規(guī)定的測定條件，當(dāng)試油通過過渡器的流量每分鐘不足20mL時的最高溫度。

五、柴油的安定性、腐蝕性和潔凈度

1.柴油的安定性柴油的安定性一般是用總不溶物和10%蒸余物殘?zhí)縼碓u定的，柴油的安定性取決于其化學(xué)組成。

2.柴油的腐蝕性柴油中含硫化合物對發(fā)動機的工作壽命影響很大，其中活性含硫化合物(如硫醇等)對金屬有直接的腐蝕作用。

3.柴油的潔凈度影響柴油潔凈度的物質(zhì)主要是水分和機械雜質(zhì)。

六、柴油產(chǎn)品的品種和牌號我國的柴油產(chǎn)品分為輕柴油和重柴油。輕柴油適用于高速柴油機，重柴油適用于中、低速柴油機。輕柴油按凝點劃分為10號、0號、-10號、-20號、-35號和-50號六個牌號；重柴油則按其50℃運動粘度(mm2/s)劃分為10號、20號、30號三個牌號。我國一些重要牌號的輕柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表4—12。表4—12

輕柴油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)項目優(yōu)等品一等品0號-20號-50號0號-20號-50號碘值，g(I)/100g不大于6—色度，號不大于3.5不大于3.5氧化安定性，總不溶物，mg/100ml—不大于2.0硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%不大于0.2不大于0.5（即將降低）硫醇硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%不大于0.01不大于0.01水分（體積分?jǐn)?shù)），%不大于痕跡不大于痕跡酸度，mg(KOH)/100ml不大于5不大于710%蒸余物殘?zhí)迹ㄙ|(zhì)量分?jǐn)?shù)），%不大于0.3不大于0.3灰分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%不大于0.01不大于0.01銅片腐蝕，（50℃，3h）級不大于1不大于1水溶性酸堿無無機械雜質(zhì)無無

續(xù)表項目優(yōu)等品一等品0號-20號-50號0號-20號-50號運動粘度（20℃），mm2/s3.0～8.02.0～8.01.8～7.03.0～8.02.5～8.01.8～7.0凝點，℃不大于0不大于-20不大于-50不大于0不大于-20不大于-50冷濾點，℃不大于4不大于-14不大于-44不大于-4不大于-14不大于-44閃點（閉口），℃不小于65不小于60不小于45不小于65不小于60不小于45十六烷值不小于45不小于45餾程50%餾出℃不大于300不大于30090%餾出℃不大于355不大于35595%餾出℃不大于365不大于365密度（20℃），kg/m3實測實測國內(nèi)外清潔汽車燃料規(guī)格

現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢內(nèi)容1前言2國外清潔汽車燃料的規(guī)格現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2.1車用汽油規(guī)格

2.2車用柴油規(guī)格

2.3其它用途的柴油3我國清潔汽車燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢

3.1車用汽油規(guī)格

3.2柴油規(guī)格

3.3代用燃料4小結(jié)前言車用汽油和柴油是內(nèi)燃發(fā)動機的主要燃料。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，特別是交通運輸與汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保有量不斷增加，車用汽油和柴油的需求量也隨之增大。另一方面，汽車排放所引起的大氣污染日益嚴(yán)重，并已直接威脅到人類健康，它引起了我國政府的普遍關(guān)注，因此解決機動車環(huán)境污染問題已成為當(dāng)前的一項主要任務(wù)。國外清潔汽車燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢車用汽油規(guī)格美國車用汽油美國1990年發(fā)布的空氣清凈法修正案（CAAA），首先作出了改變汽油組成以減少排放和改善空氣質(zhì)量的規(guī)定，并引導(dǎo)了全球趨勢。根據(jù)CAAA的規(guī)定，從1992年11月1日起，在CO超標(biāo)的41個城市供應(yīng)含氧量為2.7%（m/m）（相當(dāng)于MTBE15％（v/v））的汽油。從1995年1月1日至1997年12月31日，在臭氧嚴(yán)重超標(biāo)的9個城市采用簡單方案的新配方汽油，其要求見表1，并要求添加汽油清凈劑。美國環(huán)保局（EPA）新配方汽油（簡單方案）要求美國車用汽油1998－1999年要執(zhí)行新配方汽油第一階段復(fù)雜模型，從2000年起要執(zhí)行第二階段復(fù)雜模型。復(fù)雜模型包括一組方程，它要求汽油中氧含量大于2％(m/m)，苯含量不大于1.0％(v/v),并將蒸氣壓、苯、芳烴、硫、烯烴、含氧化合物及蒸餾性質(zhì)代入方程中以計算排放值，根據(jù)排放降低率是否符合該模型要求來判斷汽油是否合格。復(fù)雜模型對新配方汽油要求見表2。美國環(huán)保局（EPA）新配方汽油復(fù)雜模型要求美國基礎(chǔ)汽油規(guī)格美國環(huán)保局（EPA）新配方汽油復(fù)雜模型限值美國車用汽油美國環(huán)保局（EPA）在2000年2月公布了Tier2污染控制標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將從2000年4月10日生效。要求2005年煉油廠生產(chǎn)的汽油平均硫含量在30μg/g以下。美國新配方汽油的要求日趨嚴(yán)格，特別隨著汽車排放限值的嚴(yán)格，對汽油中硫含量要求更進一步減少。美國加州第2階段新配方汽油規(guī)格美國車用汽油車用汽油有害組分限值的確定，應(yīng)建立在不同組分與汽車排放關(guān)系大量實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，這樣建立的數(shù)學(xué)模型才有指導(dǎo)意義。而且，各汽油組分對排放的影響不盡相同，因此，在滿足排放限值的基礎(chǔ)上，每種組分的限值可在一定范圍內(nèi)變化。同時，應(yīng)根據(jù)不同排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，對汽油組成及有關(guān)性質(zhì)采取分地區(qū)、分階段的分步方式實施。歐洲車用汽油歐洲幅員較大，發(fā)展也不平衡。在推進汽油無鉛化的同時，歐盟制定了完全與排放法規(guī)要求相適應(yīng)的汽油標(biāo)準(zhǔn)，這就是EN228車用無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)，它的發(fā)展變化如表6。歐洲汽油標(biāo)準(zhǔn)變化歐洲輕型汽油車排放限值1）世界燃油規(guī)范

1998年6月，在比利時布魯塞爾舉行的世界燃油會議上，由美國、歐洲和日本汽車制造商協(xié)會和發(fā)動機制造商協(xié)會，共同代表汽車制造者，提出了對汽車燃油的要求，稱之為“世界燃油規(guī)范(world-widefuelcharter)”。它把對汽車燃油的要求分為4類。世界燃油規(guī)范由于世界各國對汽車排放的限值和測量方法不同（如美國和歐洲），其數(shù)值沒有可比性。而且，某一類燃油要求并不具體對應(yīng)某一排放要求。因此，世界各國應(yīng)根據(jù)各自的排放限值及測量方法，參考世界燃油規(guī)范，制定自己的排放限值和測量方法及相適應(yīng)的燃油標(biāo)準(zhǔn)。正如歐盟所做的那樣，每一類排放要求具體對應(yīng)這一階段的燃油標(biāo)準(zhǔn)，一步一步有計劃有目標(biāo)的向前推進。而不必照搬世界燃油規(guī)范。世界燃油規(guī)范汽油主要指標(biāo)車用柴油規(guī)格美國柴油美國沒有專門的車用柴油標(biāo)準(zhǔn)，只有ASTMD975柴油標(biāo)準(zhǔn)，但由于稅收及環(huán)保的原因，對在公路上行駛的柴油汽車，必須使用2-D低硫柴油。美國由于傳統(tǒng)及習(xí)慣的影響，柴油小汽車很少，一般使用重負(fù)荷柴油汽車。因此，車用柴油的要求較歐洲較為寬松。但是，美國環(huán)保局要求從2006年6月1日起，對重負(fù)荷柴油汽車排放要求大大加嚴(yán)，柴油車必須安裝尾氣催化轉(zhuǎn)化器及顆粒捕集器。因此，車用柴油的硫含量要降至15μg/g以下。美國柴油標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)歐洲車用柴油歐洲是柴油汽車使用最多的地區(qū)，柴油小汽車使用量更是居世界之首。1999年歐洲使用的小汽車中柴油小汽車占30%以上，其中西班牙銷售的柴油小汽車超過汽油小汽車。因此，歐洲對車用柴油的要求是隨著排放限值的加嚴(yán)而逐步提高的，其規(guī)格為EN590車用柴油標(biāo)準(zhǔn)，歐洲車用柴油規(guī)格變化如表10。歐洲車用柴油標(biāo)準(zhǔn)變化歐洲輕型柴油車排放標(biāo)準(zhǔn)及限值1)世界燃油規(guī)范世界燃油規(guī)范對車用柴油的要求見表12。世界燃油規(guī)范車用柴油主要指標(biāo)其它用途的柴油柴油除用于車用外，還用于農(nóng)用（如拖拉機）、船用、鐵路機車用、礦山用、建筑工業(yè)用、發(fā)電用和民用等各個方面。對車用柴油隨著排放限值日益嚴(yán)格要求越來越高外，世界各主要國家對其它用途的柴油也制定了不同的規(guī)格見表13。國外柴油用途及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)我國清潔汽車燃料的規(guī)格及發(fā)展趨勢車用汽油規(guī)格我國現(xiàn)行的車用汽油標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的要求，制定了GB17930-1999“車用無鉛汽油”國家標(biāo)準(zhǔn)，其主要技術(shù)要求見表14。該標(biāo)準(zhǔn)已于2000年1月1日在全國范圍內(nèi)實施。該標(biāo)準(zhǔn)的實施，意味著我國車用汽油跨過了“高標(biāo)號化”和“無鉛化”兩步，并邁出了“組分優(yōu)化”的步伐，使汽油質(zhì)量明顯提高，能滿足汽車達(dá)到歐洲Ⅰ號排放的要求。車用無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)主要項目的技術(shù)要求我國今后車用無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢汽車工業(yè)的發(fā)展以及汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，對我國車用汽油的質(zhì)量提出了更高的要求。我國車用汽油在實現(xiàn)高標(biāo)號化和無鉛化后，今后主要面臨的是組分優(yōu)化的問題。其主要內(nèi)容包括苯、芳烴、烯烴、硫、含氧化合物、蒸氣壓和餾程所涉及的問題。現(xiàn)分別介紹今后車用汽油標(biāo)準(zhǔn)中上述內(nèi)容發(fā)展方向。蒸氣壓和餾程美國和歐盟等國家的蒸氣壓和餾程按照不同地區(qū)和季節(jié)詳細(xì)劃分，其中美國還采用氣/液比表征。在我國現(xiàn)行的汽油標(biāo)準(zhǔn)中，蒸餾特性全年不論氣溫變化和地理位置只有一種規(guī)定，而蒸氣壓也只按冬季和夏季分成兩段。對于我們這樣一個大國來說，此規(guī)定雖然已經(jīng)使用多年，但與國外標(biāo)準(zhǔn)相比顯得粗糙一些。應(yīng)根據(jù)我國對環(huán)境排放的要求、汽車發(fā)動機設(shè)計要求及我國每年的氣溫變化情況進行專門研究，訂出汽油蒸氣壓和餾程特性的更詳細(xì)分類。硫含量硫含量是汽油中與腐蝕和環(huán)保有關(guān)的重要項目。所有硫化物在燃燒后生成的二氧化硫和三氧化硫排放至大氣中污染環(huán)境，并且在與生成水相遇后會產(chǎn)生具有腐蝕性的酸性物質(zhì)，腐蝕發(fā)動機及曲軸箱部件。硫會導(dǎo)致催化轉(zhuǎn)化器的催化劑對有毒排放物轉(zhuǎn)化效率降低，并可導(dǎo)致高溫尾氣氧傳感器靈敏度下降而使排放增加。硫含量還影響現(xiàn)代汽油發(fā)動機汽車現(xiàn)場排放診斷的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致車輛行駛后期因診斷錯誤而引起排放增加?？傊?，硫含量是現(xiàn)代汽車對汽油的重要指標(biāo)。世界各國汽油標(biāo)準(zhǔn)中硫含量均呈下降趨勢。硫含量歐盟各國于1996年開始執(zhí)行歐洲II號排放標(biāo)準(zhǔn)，EN228－98無鉛車用汽油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定從1995年開始，硫含量降至0.05%(m/m)以下。我國要求從2004年7月1日起按照歐洲II號控制汽車排放。因此，應(yīng)在此之前將硫含量控制在0.05%(m/m)以下。苯含量苯是催化重整汽油中具有較高辛烷值的組分，但是它也是公認(rèn)的致癌物。它在汽油中由于蒸發(fā)和燃燒后排放到大氣中對人類健康帶來直接影響。因此，世界各國均將降低苯含量作為對環(huán)境有利的措施。如果要達(dá)到歐洲III號排放限值，必須把苯含量控制在1%（v/v）以下。芳烴含量芳烴是一種具有較高辛烷值和熱值的汽油調(diào)和組分。但是它燃燒后會導(dǎo)致致癌物苯的形成，并增大CO2的排放。

2004年我國執(zhí)行歐洲II號排放限值后，汽油標(biāo)準(zhǔn)中芳烴含量控制在40%(v/v)以下。烯烴含量烯烴是一種具有較高辛烷值的汽油調(diào)和組分。但它是比較活潑的烴類，揮發(fā)到大氣后因發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而加速臭氧的形成，使環(huán)境受到嚴(yán)重污染。另一方面，由于烯烴對熱的不穩(wěn)定性，它易使發(fā)動機和發(fā)動機進氣系統(tǒng)形成膠質(zhì)和積炭。由于我國煉油加工手段與國外不同，催化裂化汽油是主要調(diào)和組分，因此我國車用汽油中烯烴含量較高。近期內(nèi)不可能將我國汽油中烯烴降至歐美水平。隨著今后重整、烷基化和異構(gòu)化等高辛烷值調(diào)和組分的增加及降低催化裂化汽油烯烴含量的催化劑的工業(yè)應(yīng)用，我國汽油中的烯烴含量會進一步下降。在2004年之后我國汽油標(biāo)準(zhǔn)中烯烴含量控制在30%(v/v)～35%(v/v)。并考慮芳烴與烯烴對排放的綜合影響，芳烴加烯烴的總量控制在60%(v/v)。氧含量汽油中加入含氧化合物可減少尾氣中CO的排放，但含氧化合物體積熱值比汽油低，大量加入將影響汽車發(fā)動機的性能。因此，一般均規(guī)定汽油中氧含量不大于2.7%(m/m)。清凈劑汽油清凈劑可減少噴嘴、進氣閥、燃燒室和汽化器中沉積物的生成，并使上述部件得到清潔，尤其對烯烴含量較高的汽油其功效更加明顯。因此，應(yīng)在所有車用汽油中加入清凈劑，并盡快建立清凈劑評價手段和對車用汽油清凈性的要求。2004年車用無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)主要項目的技術(shù)要求柴油規(guī)格我國最新修訂的輕柴油標(biāo)準(zhǔn)新修訂的輕柴油標(biāo)準(zhǔn)與GB252－94的主要差異有：1.在標(biāo)準(zhǔn)中質(zhì)量水平只設(shè)一個檔次；2.增設(shè)5號輕柴油牌號；3.將硫含量修訂為不大于0.2%(m/m)；4.氧化安定性總不溶物修訂為不大于2.5mg/100mL。

修訂后的新標(biāo)準(zhǔn)將使我國輕柴油的整體質(zhì)量水平有顯著提高，并與國際水平一致，該標(biāo)準(zhǔn)將于2002年1月1日在全國實施。修訂后的輕柴油主要項目技術(shù)要求我國正在制定的車用柴油標(biāo)準(zhǔn)據(jù)統(tǒng)計，我國輕柴油中車用柴油僅占1/3左右，今后若干年也不會有突變。其余為農(nóng)用、船用、鐵路機車用、礦山用、建筑工業(yè)用、發(fā)電用和民用等，其中農(nóng)用近1/2，鐵路機車用約1/10，其它用1/10左右。這些不同用途也決定了應(yīng)該使用不同種類的輕柴油，以達(dá)到經(jīng)濟效益的最佳化。因此，不必要將我國所生產(chǎn)的全部輕柴油向國外車用柴油標(biāo)準(zhǔn)靠攏，而只需要制定滿足不同需要的柴油標(biāo)準(zhǔn)，并加以實施。從2000年至2001年，我國已開始參照歐盟EN590-1998制定車用輕柴油國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)要求見表17。該標(biāo)準(zhǔn)的柴油可滿足歐洲Ⅱ號的排放要求。正在制定中的車用柴油標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)要求代用燃料目前使用最廣泛的代用燃料是壓縮天然氣（CNG），液化天然氣（LNG）和液化石油氣（LPG）。我國已制定了壓縮天然氣和液化石油氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，其主要技術(shù)要求見表18和表19。

汽車用壓縮天然氣主要技術(shù)要求(GB18047-2000)項目指標(biāo)高位發(fā)熱量，MJ/m3

不小于31.4硫化氫含量，mg/m3

不大于15總硫含量，mg/m3

不大于200二氧化碳含量，%(v/v)不大于3.0水露點低于最高操作壓力下最低環(huán)境溫度5℃

車用液化石油氣規(guī)格主要指標(biāo)（SY7548-1998）小結(jié)近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人們對環(huán)保意識的加強，對清潔燃料的要求也日益嚴(yán)格。我國參照歐盟的法規(guī)陸續(xù)出臺了一系列對汽車排放的限值和測量方法?？傮w要求全國2000年按歐洲I號排放限值，2004年7月1日按歐洲II號排放限值。對煉油工業(yè)來講，我們也做好準(zhǔn)備，達(dá)到滿足排放限值的燃油質(zhì)量要求。清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展方向目錄

中國煉油工業(yè)面臨挑戰(zhàn)

汽柴油組成與排放的關(guān)系

國外清潔燃料的變化趨勢及發(fā)展動向我國車用汽油及柴油質(zhì)量現(xiàn)狀清潔汽油生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展方向清潔柴油生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展方向

煉油工業(yè)正面臨環(huán)保及汽車雙重壓力環(huán)境車用燃料汽車中國加入WTO2008年在我國舉辦綠色奧運汽車工業(yè)國際化、現(xiàn)代化汽車排放標(biāo)準(zhǔn)（歐II、歐III）執(zhí)行的時間表提前中國煉油工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、石油資源不足的挑戰(zhàn)

2000年進口原油6880萬噸

2010年進口1億噸，消費量的1/32015年進口1.8億噸，消費量的1/22、企業(yè)裝置規(guī)模與經(jīng)濟效益的挑戰(zhàn)

裝置規(guī)模能耗開工周期裝置開工率中國煉油工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)3、裝置結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)催化裂化比例高，加氫裂化、加氫精制、催化重整、烷基化和醚化裝置比例低催化裂化汽油比例高，重整和烷基化汽油低，成品汽油高辛烷值組分低，烯烴、硫高二次加工柴油比例高，加氫精制能力不足，硫高，安定性差，部分柴油十六烷值低柴油需求量大，柴汽比需提高到2.0以上中國煉油工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)4、原油質(zhì)量變差與提高產(chǎn)品質(zhì)量的挑戰(zhàn)

原油越來越重

進口含硫/高硫原油比例上升5、環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)石油產(chǎn)品規(guī)格指標(biāo)日趨嚴(yán)格清潔生產(chǎn)、零排放開發(fā)環(huán)境友好產(chǎn)品與技術(shù)更加經(jīng)濟有效的重油轉(zhuǎn)化技術(shù)代用燃料開發(fā)及能源的綜合利用我國大氣環(huán)境污染狀況大氣污染酸雨:SOx

溫室效應(yīng):CO2,CH4,NOx,臭氧層破壞:氟氯烴光化學(xué)煙霧:NOx,汽車尾氣SOx

、NOx

、HC、顆粒物PM北京市大氣污染的主要問題（1998年度）

總懸浮顆粒物（TSP）超標(biāo)89%PM10PM2.5來源復(fù)雜二氧化硫（S02）超標(biāo)100%

氮氧化物（NOX）超標(biāo)204%

一氧化碳（CO）

冬季交通干線超標(biāo)

臭氧（O3）夏季存在超標(biāo)問題大氣污染物中機動車排放分擔(dān)率，%汽油組成對排放的影響

降低硫含量，可顯著減少SOx排放，有限度減少NOx、CO、HC和有毒物排放；降低芳烴含量，可明顯減少尾氣中有毒物質(zhì)排放；降低烯烴，可明顯降低同臭氧結(jié)合的傾向；加入含氧化合物，可提高抗爆性，使燃燒完全，降低CO、HC排放，但對NOx、有毒物排放影響不顯著。柴油組成與排放的關(guān)系

隨著硫含量的增加，尾氣中的SOX增加隨著多環(huán)芳烴的增加，NOX和PM增加，而CO

和HC下降隨著十六烷值的增加，CO和HC排放顯著下降，

NOX排放略有下降，但PM增加硫含量對汽車排放的影響硫含量從450ppm降低至50ppm烯烴含量對汽車排放的影響烯烴含量從20%降低至5%芳烴含量對汽車排放的影響芳烴含量從45%降低至20%車用柴油十六烷值與排放關(guān)系車用柴油多環(huán)芳烴含量與排放關(guān)系控制途徑：汽車生產(chǎn)技術(shù)改進生產(chǎn)使用清潔燃料提高汽車壓縮比電子噴射閉環(huán)控制催化轉(zhuǎn)換器汽油缸內(nèi)直接噴射PM捕集過濾器廢氣再循環(huán)控制機動車尾氣排放

降低揮發(fā)性有機物（VOC）排放減少毒性空氣污染物（Toxics）排放苯、1.3丁二烯、甲醛、乙醛、多環(huán)有機物

減少氮氧化物（NOX）的排放減少顆粒物（PM2.5、PM10）排放

提高尾氣催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率和使用壽命

清潔燃料的主要目標(biāo)清潔汽油的一般特性

盡可能低的苯含量

較低的蒸汽壓盡可能低的硫含量

較少的芳烴較少的烯烴較低的終餾點

添加含氧化合物足夠量的汽油清凈劑清潔車用柴油的一般特性

降低多環(huán)芳烴含量提高十六烷值盡可能低的硫含量

限制密度范圍較低的終餾點添加柴油清凈劑

國外車用汽油的發(fā)展趨勢

盡可能低的苯含量

較低的蒸汽壓盡可能低的硫含量較少的芳烴較少的烯烴較低的終餾點

添加含氧化合物足夠量的汽油清凈劑環(huán)保及汽車制造商對汽油組成的要求國外車用柴油的發(fā)展趨勢

降低多環(huán)芳烴含量提高十六烷值盡可能低的硫含量

限制密度范圍較低的終餾點添加柴油清凈劑

環(huán)保及汽車制造商對柴油組成的要求美國含氧汽油及新配方汽油1990.11美國國會批準(zhǔn)“空氣清凈法”修正案1992.11含氧汽油開始（含氧量<2.7wt%）1995.1新配方汽油簡單模型1998.1復(fù)雜模型開始2000第二階段開始44個CO超標(biāo)地區(qū)9個臭氧超標(biāo)城市美國新配方汽油的市場份額含氧汽油新配方汽油

32％常規(guī)汽油簡單模型和復(fù)雜模型美國基礎(chǔ)汽油規(guī)格美國加州第2階段新配方汽油規(guī)格汽油

常規(guī)2000年

2004年500ppm加州40/RFG150ppm30ppm柴油

常規(guī)2004or2005年

500ppm30or50ppm美國車用燃料硫含量的發(fā)展趨勢歐洲新配方汽油規(guī)格歐洲汽油標(biāo)準(zhǔn)變化歐洲輕型汽油車排放限值1）歐洲車用燃料硫含量的發(fā)展趨勢汽油

當(dāng)前2000年

2005年

500ppm150ppm50ppm柴油

當(dāng)前2000年2005年

500ppm350ppm50ppm世界燃油規(guī)范汽油主要指標(biāo)1998年6月，在比利時布魯塞爾舉行的世界燃油會議上，由美國、歐洲和日本汽車制造商協(xié)會和發(fā)動機制造商協(xié)會提出(world-widefuelcharter)。歐洲車用柴油標(biāo)準(zhǔn)變化國內(nèi)車用汽油質(zhì)量現(xiàn)狀硫含量高

中石化2000年平均硫含量為0.05%，最低0.01%，最高0.10%。烯烴含量高

中石化2000年90#汽油烯烴含量平均45.7%，最高為60%，最低為17%。

芳烴含量低

中石化汽油芳烴含量平均為15%左右，最高為35%，最低為6.5%。苯含量低，平均約為1%左右

II類汽油*

III類汽油*

我國新標(biāo)準(zhǔn)**

苯含量,%

≤2.5

≤1.0

≤2.5

烯烴含量，%

≤20

≤10

≤35

芳烴含量，%

≤40

≤35

≤40

含氧化合物，%

≤2.7

≤2.0

≤2.7

硫含量，ppm

≤200

≤30

≤800

*《世界燃油規(guī)范》，美歐日汽車制造商協(xié)會建議的理想標(biāo)準(zhǔn)

**2000年7月1日起開始執(zhí)行

國內(nèi)外汽油標(biāo)準(zhǔn)的差別~國內(nèi)外汽油與柴油組成烷基化+異構(gòu)化+醚化催化裂化重整34%~33%~33%世界中國~80%

其它~20%催化裂化柴油世界

主要是直餾柴油中國

一部分來自催化裂化，一部分來自加氫精制汽油

中石化汽油升級目標(biāo)烯烴含量≤35％（v/v）硫含量≤0.08％（m/m）三大城市汽油：執(zhí)行相當(dāng)