车用柴油新标准的硫含量修订及其影响

2013-04-10牟明仁张代华李百舸胡晓静孙兴权黄道臣

沈阳师范大学学报(自然科学版) 2013年4期

牟明仁，姜莉，张代华，曾泽，李百舸，胡晓静，孙兴权，李强，黄道臣

（1.辽宁出入境检验检疫局，辽宁大连 116001；2.中国检验检疫科学研究院，北京 100123；3.中国石油大连分公司，辽宁大连 116020）

0 引言

我国汽车工业的迅猛发展，汽车保有量的急剧增加，给人们出行带来方便快捷的同时，机动车尾气排放也给我们生活的环境带来污染、影响人们的身体健康［1－3］。汽车燃油燃烧后生成由多元素组成的有毒有害气体，排放到大气中污染和影响着空气质量，导致近来大中城市雾霾天气越来越多，乃至许多三、四线城市出现的雾霾天气也接连不断。这些雾霾天气的产生与频繁发生，都与汽车油品燃料质量问题产生了很大关系。近来人们针对汽车尾气排放有毒有害气体污染环境空气这个污染源的讨论与争论不仅持续不断，并且再度成为舆论热点与话题。防止和控制污染源问题一直是科技人员研究的课题［4－7］。由于我国油品燃料中的硫含量始终居高不下，机动车排放的有毒有害气体对环境污染的程度，都是与油品燃料中硫含量的大小有关联的［8－11］。因此说，提高燃油质量，加快改善汽车燃料油品质量升级，尽快修订现有车用柴油标准、降低原有标准中的硫含量指标限值就显得刻不容缓、也是势在必行的事情了。在这个背景下，新修订的国家强制性标准GB 19147—2013《车用柴油（Ⅳ）》标准已于2013年2月7日颁布并于同日实施［12］。在时隔3年多的时间里，车用柴油标准又一次被修订，说明我们国家在车用燃油标准的制修订上还是积极作为的。为了了解修订前后标准中硫含量的变化对实际生产、应用及检验带来的影响，本文对此进行了分析。

1 主要修订要点

1）新修订的GB 19147—2013《车用柴油（Ⅳ）》标准就是根据我国当前经济发展实际情况，环保的现实要求，并考虑我国炼油工业目前的整个生产技术水平和生产能力状况，在参考欧盟在实施欧IV阶段排放时所实施的车用柴油标准，对GB 19147—2009《车用柴油》［13］标准中的部分内容与个别项目指标进行了适当的修订。因为我国汽车排放标准主要以欧盟体系为参照的，在提高汽车燃油油品质量，降低汽车尾气有毒有害气体的排放，减少汽车尾气对大气环境的污染的问题上，我国与世界其他各发达国家一样，在改进和提高汽车发动机设计和制造水平的同时，也要求制定相应严格的汽车排放标准与之配套。为了与先进国家标准相一致或接近，在技术指标上与国际接轨，也分门别类的制定了相关标准［14－15］。新修订的国家强制性标准GB 19147—2013《车用柴油（Ⅳ）》就是其中之一。

2）本次新标准修订的最大亮点，也是人们关心并争论已久的老问题，就是对柴油中的硫含量技术指标进行了较大调整。为满足我国第Ⅳ阶段机动车污染物的排放要求，减少车用柴油经机动车发动机燃烧后尾气排放对大气造成的污染，新颁布的GB 17930—2013《车用柴油（Ⅳ）》标准对硫含量做了新的修订，由原来车用柴油中的硫含量质量分数不大于350mg／kg，修改为现在的硫含量质量分数不大于50 mg／kg，降低幅度还是非常可观的。其技术指标仅相当于欧盟在欧Ⅳ阶段排放标准时的技术指标水平。欧盟在制定欧IV阶段排放标准时，车用柴油中的硫含量限值也是质量分数不大于50mg／kg，但欧盟是在2004年就已制定，我们是在2013年才颁布，时间上相差了9年之多。这主要是综合考虑我国当前的实际国情，并经过多次讨论、多方协商、充分论证的基础上而确定的。新标准为考虑将来的发展要求，为了满足我国第Ⅴ阶段将要实施的排放要求，与世界先进国家与地区执行的标准要求相一致，根据国外车用柴油发展趋势，在附录C的表C.1中提出了建议性车用柴油技术指标，其中的硫含量指标就确定为质量分数不大于10mg／kg。

3）新修订的GB 19147—2013《车用柴油（Ⅳ）》标准是在参考欧盟标准EN 590：2004《汽车燃料—柴油—要求和试验方法》基础上而进行修订的［8］。但与EN 590：2004《汽车燃料—柴油—要求和试验方法》标准在技术上还是有所不同的。新标准在技术上与EN 590：2004《汽车燃料—柴油—要求和试验方法》标准存在的主要差异为：在规范性引用文件中引用了24个GB、9个SH标准、一个ASTMD标准；按照低温流动性，将车用柴油划分为6个牌号；增加了表1的技术要求和试验方法及酸度、凝点、机械杂质含量的限值要求和相应的试验方法；增加了第7章、第8章的内容及附录A、附录B、附录C内容。修改了水分、馏程、黏度、脂肪酸甲酯含量等限值要求及表2中的车用柴油的着火性能要求；删除了总污染物含量、浊点项目及EN590：2004标准中的附录A。

4）新标准虽然于2013年2月7日颁布，并与2013年2月7日实施。但新标准在第9章节特别指出：“本标准自发布之日起实施，表2规定的技术要求过度期至2014年12月31日，自2015年1月1日起，表1规定的要求废止。”也就是说2014年12月31日，车用柴油中的硫含量可以是质量分数不大于350mg／kg，也可以是质量分数不大于50mg／kg，这期间为车用柴油硫含量二者限值要求的共同应用过度期；而直到2015年1月1日起，才完全执行车用柴油中的硫含量质量分数不大于50mg／kg的限值要求。

2 现状与影响

2.1 现状

1）我国是一个燃油消费的大国，2011年国内油品消费量为4.538亿吨，而2012年国内油品消费量估计为4.719亿吨［16］；成品油表观消费量25 080万吨，其中柴油15 334万吨，增长0.6%［17］。在原油开采及石油加工方面，2012年我国生产原油20 459万吨，加工原油41 526万吨［17］。在原油进口方面，自1993年以来我国就已成为石油净进口国，每年原油的进口量都呈上升趋势。由于我国近年来国民经济的迅猛发展，汽车工业的快速扩张，汽车保有量的急剧递增，燃油消费的不断增加，再加上化工原料需求的猛增，促使我国炼油行业与炼油企业不得不进行生产扩能改造；新设备的不断投产、新增炼厂的不断开工、炼油企业加工量的逐年提高，从而加大国内炼油企业对进口原油的依赖度。2012年原油净进口量就增加1 863万吨，达到2.687亿吨；石油进口依存度已由2011年的59.9%上升到2012年62.1%［16］。柴油是我国成品油生产中的主要产品之一，也是我国进出口贸易中的大宗商品之一。2012年我国生产柴油15 444万吨，增长0.9%［17］，全年进出口柴油达280.93万吨，其中进口柴油94.71万吨、出口柴油186.22万吨；与2011年相比，进口量减少149.79万吨、出口量减少16.89万吨，进出口量相对2011年各减少61.2%和8.3%［16］。

2）在生产技术与装置方面，升级汽车燃料油品质量的关键在于脱硫。单从技术上来讲，只要炼油企业设计安装适当的脱硫等技术装置，都可以改进油品燃料的生产。我国从南到北目前有多个炼油企业，现代化的大型炼油企业正在得到迅速发展。在炼油生产装置中，47%的炼油装置为2005年后新建，20%的炼油装置为2007年后新建［18］。这些新建炼油装置不仅技术先进、一体化程度高、操作稳定可靠，而且单体装置加工能力明显增大。这些技术与设备的改善，为生产满足国Ⅳ要求的柴油，在技术与加工设备上提供了有力保障。早在2008年3月，为了为北京奥运会提供绿色清洁能源，中石油辽阳石化分公司就成功研制生产出满足“国Ⅳ”系列要求的柴油，既车用柴油中的硫含量质量分数不大于50 mg／kg。而2009年5、6月份，中石化镇海炼化分公司就已生产出符合欧Ⅴ排放标准的车用柴油，即车用柴油中的硫含量质量分数不大于10mg／kg，该批产品也是我国内地首次批量生产符合欧Ⅴ要求，并装运发往香港地区的的车用柴油。这不仅标志着中国炼油企业生产的车用柴油质量早已达到世界最高标准要求，同时也说明我国一些先进的炼油企业生产高标准要求的柴油，在生产技术上已经不是问题。

2.2 影响

1）首先对生产的影响：我国国土面积幅员广大，各地区经济发展还十分不平衡。虽然国内一些大型炼油厂大多具备生产符合国四排放标准要求的车用柴油的能力，但仍然还有一些老企业、老设备仍在运转。目前我国车用柴油中的硫含量还是为质量分数不大于350mg／kg，而出口轻柴油中的硫含量质量分数多在1 300～1 600mg／kg。在现阶段，如果在全国范围内立即采用符合欧Ⅳ、欧Ⅴ排放标准要求的车用柴油，即由原来生产车用柴油中的硫含量质量分数不大于350mg／kg，立即改为生产现在的硫含量质量分数不大于50mg／kg，对一些炼油企业的压力还是非常大的。车用柴油质量升级不仅对一些老炼油企业生产柴油技术是一次冲击，而对石油行业，特别是各大炼油企业所面临的经济负担与生产任务也是相当巨大与艰巨的。负担与困难的最根本原因是：我国国内开采的原油逐渐呈现重质化的趋势，并且我国原油加工62.1%［16］依靠进口，而进口原油中的硫含量参差不齐，有的属于中、低硫原油，有的就属于高硫原油［19］。炼油企业在石油加工中为脱除原油中的硫含量，改善油品质量，就必须增加加氢脱硫装置、更新催化剂、提高现有生产技术、改造现有工艺。这些设备、技术、工艺的改进与投入，无形中会增加企业困难与负担，导致企业成本大幅度提升，同时产量会减少。就以汽油测算结果为例看，京五与国三标准的汽油价差在472元／吨，广州粤四汽油与国三汽油价差在387元／吨，上海的沪四标准汽油和国三标准汽油价差在393元／吨［20］。油品质量升级就必须要先期投入，如设备更新、设备改造、工艺改进等，由此带来的巨大差价成本究竟由谁来买单、究竟由谁负担，是当前我国油品质量升级面临的主要问题，也是无法回避的现实。

2）对检验的影响：由于标准中将硫含量由质量分数不大于350mg／kg降至不大于50mg／kg，也给我们的检验工作带来新的挑战。我国各炼油企业及相关各石油实验室的检验能力十分不均衡，拥有的检验仪器、特别是针对油品中硫含量的检验仪器也参差不齐。就目前情况看，如果完成对新标准中车用柴油硫含量的检验，并做到快速、准确，对有些实验室来说，在完成该项检验时还是有些困难。为了完成车用柴油中硫含量的检验工作，有些实验室无论从人员的培训、仪器的更新，都需要提高和完善，以满足新标准对硫含量检验的要求。

3 结论

车用燃料标准技术要求的不断修订，是优化车用燃料清洁化、减少汽车尾气排放对大气污染的主要途径。新修订的国家强制性标准GB 19147—2013《车用柴油（Ⅳ）》颁布，降低了车用柴油中硫含量的指标，缩小了与先进国家在车用燃料标准技术要求方面的差距。新标准的实施，为减少汽车尾气排放对大气造成的污染在技术措施上提供了手段，为大中城市减少雾霾天气的发生创造了条件。

为了使新标准在实际中得到贯彻落实，就要求炼油企业在有限的过度期间内，针对炼油企业现有设备状况，有针对性地开发新技术、新工艺，优化组合现有工艺流程的结构。为早日实现车用柴油生产质量的升级，在2015年1月1日前全面生产符合新标准技术指标要求，即车用柴油中的硫含量质量分数不大于50mg／kg的新产品做好各项准备工作，以满足市场要求。同时，利用新标准、硫含量新指标要求在实际应用时的过渡期，有关单位应加快培训现有石油实验室有关油品检验人员，更新和完善符合要求的仪器，为快速、准确完成车用柴油中硫含量的检验任务而做好准备工作。

国家强制性标准GB 19147—2013《车用柴油（Ⅳ）》颁布与实施，为全面提高我国车用柴油的质量，减少汽车尾气有毒有害物质的排放，缩小与发达国家之间的差别必将产生积极影响。

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［12］GB 19147—2013车用柴油（Ⅳ）［S］.北京：中国标准出版社，2013.

［13］GB 19147—2009车用柴油［S］.北京：中国标准出版社，2009.