我国汽柴油质量升级步伐加快

□ 郑丽君 朱庆云 李雪静

我国汽柴油质量升级步伐加快

□ 郑丽君 朱庆云 李雪静

虽然我国汽柴油质量升级的总体进程略落后于欧美日等发达国家或地区，但我国从国3到国5的进程要短于欧盟、美国等同类指标的进程，这让我们看到了我国提升油品质量的决心。

加快油品质量升级是近年来应对大气污染的重要手段之一。2017年1月1日，国5车用汽柴油在全国全面执行、京6车用汽柴油在北京开始执行。虽然我国清洁油品标准开始实施的时间晚于欧、美、日等世界先进国家或地区，但我国用了更短时间，实现了车用汽柴油质量标准达到这些国家或地区汽柴油质量标准的水平。标准的实施给炼油企业、汽车行业等均带来极大挑战。只有发挥政府、炼油企业、汽车行业、社会公众等共同作用，严格执行新标准，才能切实减少机动车污染物排放，改善大气质量。

欧、美、日油品质量升级历程

欧盟、美国、日本等发达国家或地区率先实行油品质量升级，并引领着世界油品升级的步伐。由于硫含量过高会直接导致汽车尾气中二氧化硫（SO2）排放量增加，同时影响催化性能，导致挥发性有机物（VOCs）、氮氧化物（NOx）等的排放量增加，因此，严格控制油品中的硫含量是清洁燃料油品质量升级的共同点。

欧洲汽油质量标准以环保为理念，始终引领全球。1993～1996年，欧盟实施欧1质量标准，规定汽油和柴油的硫含量不大于1000ppm和2000ppm（1ppm为百万分之一）。此后，欧盟不断进行油品质量升级。2000年开始执行的欧3标准，规定汽油和柴油的硫含量分别降至不大于150ppm和350ppm，并对汽油中的烯烃、芳烃以及柴油中的稠环芳烃开始进行限制。2009年，欧盟开始实行欧5标准，汽油和柴油的硫含量均由欧4的不大于50ppm降至不大于10ppm。现行的欧6标准与欧5标准相比，硫含量等众多指标没有变化，车用汽油中对氧含量、蒸汽压等指标做了不同规定，车用柴油中进一步对密度等指标在欧盟不同地区或条件下的要求做了细化。由于欧洲国家较多，具体各国的标准实施时间以及一些限值有所不同。德国、芬兰、瑞典和英国从2002年起开始投用低硫或硫含量低于10ppm的汽油，2009年起所有车用汽油硫含量低于5ppm；瑞典、德国等国家也先于其他欧盟国家实施超低硫柴油质量标准。

美国的车用汽柴油标准相对较为复杂，各州之间存在一定差异，其中以加州的标准最为严格。美国现行的汽油标准采用的是“复杂模型（complex models）”，即通过计算车用汽油VOC、NOx等的排放量来达到排放要求，其汽油质量标准限值分为最大值（Cap）、一般值（Flat）和平均值（Average）。美国从1998年开始执行第一阶段新配方汽油（RFG 1）标准，2000年开始执行RFG 2，规定汽油的最大硫含量为80ppm，平均硫含量为30ppm。加州从1992年开始执行加州第一阶段新配方汽油（CaRFG 1）标准，1996年执行CaRFG 2标准，2003年开始执行CaRFG 3标准。CaRFG 3标准的最大硫含量为30ppm，平均硫含量为15ppm，苯的体积分数最大为1.1%，平均为0.7%。可见加州标准更为严格。为进一步减少汽车尾气排放，美国自2017年1月1日起将汽油硫含量降至10ppm。与汽油标准相比，美国的柴油标准不太复杂。美国现行联邦柴油标准对硫含量的限值均为15ppm，但加州柴油标准与美国联邦柴油标准对总芳烃的要求有所不同，加州柴油标准对大炼厂的柴油中总芳烃要求为体积含量不大于10%，而对炼油能力在350万吨/年以下的小炼厂其限值为20%，但要求在一定期限内达到加州的正式标准。美国联邦柴油标准对总芳烃的限值为体积分数不大于35%。

日本是世界上最早推行无铅汽油的国家之一，目前在清洁燃料生产上仍处于较领先地位。日本自2005年起要求汽油硫含量降至50ppm，2008年起汽油硫含量进一步降低至不大于10ppm，柴油中的硫含量也自2007年起降至不大于10ppm。

总体而言，欧盟、美国、日本等发达国家或地区均自20世纪90年代开始进行油品质量升级，总体朝着低硫方向发展，目前的汽油硫含量均不大于10ppm，欧盟一些国家更将限值降至5ppm。而各国对于烯烃和芳烃含量的制定各有不同，主要是烯烃和芳烃的含量是根据其具体炼油工业结构，尤其是汽油调和组分的构成确定的。

中国的油品质量升级历程

为了改善大气质量，加强机动车尾气排放污染控制，我国在不断加快车用油品质量升级进程。在20世纪90年代初，我国催化裂化装置的大规模建设为汽油组分调整创造了条件，推动了汽油无铅化进程。从1999年7月1日起，以中国石化、中国石油为代表的炼油企业停止生产70号汽油和含铅汽油，实现了我国汽油的无铅化。从2003年至2017年，我国完成了车用汽油1、2、3、4、5的质量升级；从2005年至2017年完成了车用柴油2、3、4、5的质量升级。表1和表2分别为我国车用汽油和车用柴油的主要指标。

我国的汽油质量升级与欧美国家一样，严控汽油中的硫含量，因此硫含量降低是每一次油品质量升级的重要指标。从表1和表2中可以看出，汽油中的硫含量从2010年的不大于150ppm降至2017年的不大于10ppm，车用柴油中的硫含量从2011年的不大于350ppm降至2017年的不大于10ppm，硫含量降低的进程都短于欧盟同类进程。需要指出的是，我国从2017年1月1日起在全国范围内执行车用汽柴油国5标准，但中国部分地区已提前执行国5标准，如北京从2012年率先开始执行第五阶段机动车排放标准（京5），此后上海、广东、江苏等地陆续执行车用汽柴油国5标准。除京津冀、长三角、珠三角等区域内重点城市外，2016年1月国5汽柴油标准的实施范围扩大至整个东部地区11省市全境。

国5车用汽柴油标准与国4车用汽柴油标准最大的不同在于降低了重要指标——硫含量的上限，国5汽柴油标准中的硫含量已降至10ppm以下，与国4相比降幅达80%，与美国刚实施的Tier 3标准以及欧、日标准持平。国5车用汽油标准变化的其他技术指标包括：调整汽油牌号、蒸汽压，降低烯烃含量、锰含量等；国5车用柴油标准除降低硫含量外，还提高了十六烷值。

为进一步加强机动车排放污染控制，改善空气质量，我国车用汽柴油质量升级的脚步不曾停歇。2016年12月23日，更加严格的国6车用汽柴油质量标准正式发布。

与以往的车用汽油质量标准不同，国6车用汽油标准分为A、B两个版本，实施时间分别为2019年1月1日与2023年1月1日。两个版本最大的不同点在于对烯烃的要求。烯烃含量过高会使发动机燃烧室形成沉积物、胶质和其他不良燃烧产物的固体，影响发动机效率，使NOx排放量有所增加，因此要控制烯烃含量。车用汽油国6A规定烯烃体积含量不大于18%（与现行车用汽油欧6标准烯烃含量相同），而国6B将该指标降为不大于15%。由于汽油中的烯烃绝大部分来自催化裂化（FCC）汽油馏分，而我国汽油池中FCC汽油馏分远高于欧、美、日，因此我国汽油中的烯烃含量较高。由于降低烯烃比例会带来辛烷值损失，因此国6汽油标准分两个时间点实施也为我国优化炼油装置结构争取了更多时间。除降低烯烃含量外，车用汽油国6标准还将芳烃含量由40%降至35%（与欧6相当），苯含量由1.0%降至0.8%（优于欧6），T50由国5的不高于120℃降至不高于110℃。

车用柴油国6标准将于2019年1月1日起在全国范围内执行。与车用柴油国5标准相比，国6的主要变化为将多环芳烃含量由不大于11%降至不大于7%，并收窄了密度范围。这些指标的变化都使得车用燃料使用后的污染物排放进一步降低，必将对改善空气质量做出贡献。

总体而言，我国汽柴油质量标准升级的速度在不断加快，指标愈加严格和完善，标准也从以往的限制杂质含量为主进入优化烃类组成为主的新阶段。

北京市油品质量升级

北京市油品质量标准的实施始终领先于全国。北京市先后于2004年、2005年、2008年、2012年开始执行第2、3、4和5阶段地方油品标准（相当于欧2、欧3、欧4和欧5排放规格的车用汽柴油标准）。自2017年1月1日起，实施京6车用汽油、车用柴油地方标准。表3和表4分别为北京市车用汽油和车用柴油地方标准中的主要指标。

目前，北京市机动车保有量已达565万辆，每年排放污染物总量约50万吨，因此，减少机动车污染物排放对改善北京市空气污染至关重要。

从表3和表4中可以看出，北京市自2012年执行京5车用汽柴油标准起，硫含量就降至不大于10ppm。京6车用汽油、柴油标准两项地方标准的技术指标在硫含量维持低位不变（不大于10ppm）的情况下，进一步严控汽油中的烯烃、芳烃、苯、蒸气压、馏程以及柴油中的多环芳烃、密度、闪点、清净剂等主要环保指标，特别是严格限制汽油的烯烃含量，以进一步减少机动车尾气中污染物的排放。

据北京市环保部门统计，预计使用京6标准油品后，在用汽油车颗粒物排放降幅可达10%，非甲烷有机气体和氮氧化物降幅可达8%至12%；在用柴油车氮氧化物和颗粒物的排放降幅可分别达4.6%和9.1%。

（作者单位：中国石油石化研究院）