浅谈GB 22030—2017《车用乙醇汽油调合组分油》的修订
2018-07-24牟明仁赵雪蓉辛德吉马慧蕊姜宝德王刚赵长德于永堂
牟明仁 赵雪蓉 辛德吉 马慧蕊 姜宝德 王刚 赵长德 于永堂
1 辽宁出入境检验检疫局
2 中国石油大连分公司
新修订的GB 22030—2017《车用乙醇汽油调合组分油》标准已于2017年9月7日发布实施。GB 22030—2017对正文警告、范围、规范性引用文件、技术要求和试验方法等内容做了部分修改与调整,本文对其与GB 22030—2015标准的差异做了详细解读。修订后的GB 22030—2017标准为GB 18351—2015《车用乙醇汽油(E10)》标准的实施在技术要求和试验方法上提供了支持。
GB 22030—2017《车用乙醇汽油调合组分油》标准已于2017年9月7日发布实施。该标准是“作为调合GB 18351—2017要求的车用乙醇汽油(E10)的组分油”[1]而制修订的。这是该标准自2008年首次发布,历经2013年和2015年的修订后的第3次修订,也是我国加快车用燃油系列标准制修订计划的组成部分[2~9]。随着汽车保有量的不断增加,对车用燃料的需求量也在不断增大。作为石油能源的补充,乙醇汽油的绿色、环保、可再生等特点既改善了汽车燃油的质量,也增大了乙醇汽油的使用量。目前我国生物燃料乙醇产业规模已居世界第3位,仅次于排名第1的美国和排名第2的巴西,年消费量近2.6×106t,乙醇汽油消费量已占同期全国汽油消费总量的1/5[10]。本文对GB 22030—2017标准修订前后在内容上的差异进行了分析,为生产企业、广大用户、检验部门正确理解和准确采用新标准提供有效的帮助。
修订内容
GB 22030—2017与 GB 22030—2015《车用乙醇汽油调合组分油》相比[11],内容变化主要如下:
正文警告
GB 22030—2015的表述为:“如果不遵守适当的防范措施,本标准所属产品在生产、运输、装卸、贮运和使用过程中可能存在危险。本标准无意对与本产品有关的所有安全问题提出建议。用户在使用本标准之前,有责任建立适当的安全和防范措施,并确定相关规章限制的适用性”。
GB 22030—2017将上述表述改为:“如果不采取适当的防范措施,本标准所属产品在生产、贮存和使用过程中可能存在危险。本标准无意对与本产品有关的所有安全问题提出建议。使用者有责任采用适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件”。
对比可见,新标准在文字表述上更为准确,并强调使用者应保证符合国家有关法规与规定。
范围
GB 22030—2015对标准适用范围的表述为:“本标准适用于液体烃类或由液体烃类及改善使用性能的添加剂组成的……”
GB 22030—2017将 上 述 表述改为:“本标准适用于由石油制取的液体烃类或由石油制取的液体烃类及改善使用性能的添加剂组成的……”
新标准的表述,排除了可能由生物等制取的液体烃类或由生物等制取的液体烃类及改善使用性能的添加剂组成的燃料组分。
规范性引用文件
与 GB 22030—2015相 比,GB22030—2017的规范性引用文件有如下变化:
◇新增加3个国家标准,即GB 190《危险货物包装标志》、GB/T 28768《车用汽油烃族组成和含氧化合物的测定 多维气相色谱法》和GB/T 30519 《轻质石油馏分和产品中烃族组成和苯的测定 多维气相色谱法》。
◇将SH/T 0174和SH/T 0663改 为NB/SH/T 0174和NB/SH/T 0663。
◇删除了GB/T 1792《馏分燃料中硫醇测定法(电位滴定法)》。
术语和定义
GB 22030—2017新增了“3.2车用乙醇汽油调合组分油”,定义为“调合车用乙醇汽油所使用的基础汽油组分”。
产品分类
GB 22030—2015将车用乙醇汽油调合组分油(IV)分为3个牌号,车用乙醇汽油调合组分油(V)分为4个牌号。GB 22030—2017对牌号划分的表述简化了——“车用乙醇汽油调合组分油按研究法辛烷值分为89号、92号、95号和98号4个牌号”。
技术要求和试验方法
GB 22030—2017在表1中(包括表A.1)对车用乙醇汽油调合组分油(Ⅴ)的技术要求和试验方法(GB 22030—2015中表2)作了如下修改:
◇对于硫醇,只要求硫醇(博士试验)结果为“通过”,删除了对硫醇硫定量测定项目的要求,表2、表3、表A.1及表A.2中也没有了此项要求。
◇对于密度(20℃),限值范 围 由“720~775 kg/m3” 变 为“720~772 kg/m3”(GB 22030—2017中表2、表3和表A.2中的密度要求也为此数值)。
◇在注c中,由“广东、广西和海南全年执行此项要求”改为“广西全年执行此项要求,供广东、海南两省车用乙醇汽油(E10)使用的车用乙醇汽油调合组分油全年执行此项要求”(即执行蒸气压为35~58 kPa,GB 22030—2017中表2、表3和表A.2中内容也相同),其应用地域及所用油品的针对性更强了。
◇在注g和h(包括表2、表3和表A.2)中新增加了GB/T 28768、GB/T 30519这 2个 用 于苯、芳烃和烯烃含量测定的试验方法。在有异议时,对于苯含量,注g规定以SH/T 0713方法为准;对于芳烃和烯烃含量,注h是以GB/T 11132方法为准,GB 22030—2017中表2、表3和表A.2的注h是以GB/T 30519为准。
此外,GB 22030—2017新增了车用乙醇汽油调合组分油(ⅤIA)的技术要求和试验方法(表2)、车用乙醇汽油调合组分油(ⅤIB)的技术要求和试验方法(表3)及98号车用乙醇汽油调合组分油(ⅤIA/ⅤIB)的技术要求和试验方法(表A.2),比表1要求更为严格:
◇表2、表3中,馏程的50%蒸发温度由表1中的“不高于120 ℃”变为“不高于113 ℃”,表A.2变为“不高于115 ℃”。
◇表2、表3、表A.2中,苯含量(体积分数)由表1中的“不大于1.0%”变为“不大于0.8%”。
◇表2、表3、表A.2中,芳烃含量(体积分数)由表1中的“不大于43%”变为“不大于38%”。
◇表2中的烯烃含量(体积分数)由表1中的“不大于26%”变为“不大于19%”,表3、表A.2则变为“不大于16%”。
取样
GB 22030—2015在“6取样”部分,规定“如车用乙醇汽油调合组分油中含锰,取样时应避光”。
GB 22030—2017将上述表述简化为“取样时应避光”,即要求取样时油品中无论是否含锰都应避光。
产品标志、包装、运输和贮存
与GB 22030—2015相比,GB 22030—2017在7.1中不仅保持了“标志、包装、运输和储存及交货验收按SH/T 0164”的表述,同时也要求按新增加的“GB 30000.7—2013和GB 190”标准进行。
GB 22030—2017新增了7.2,明确指出:“符合本标准要求的车用乙醇汽油调合组分油标识应包括产品的牌号和等级(Ⅴ、ⅥA和ⅥB)”。
实施
与GB 22030—2015相比,GB 22030—2017在“9标准的实施”中,仍要求“实行逐步引入过渡期要求”,规定了不同等级调合组分油技术要求(表1、表A.1、表2、表A.2、表3)的过渡期和废止时间,同时增加了“考虑到国内某些地区环保的特殊需求,各地方政府可依据其环保治理要求,与相关油品供应部门协商一致后,可提前实施相应阶段的车用乙醇汽油调合组分油技术要求”的表述。
修订意义
GB 22030—2017是在GB 22030—2015基础上修订而成的,而GB 22030—2015是为了满足第V阶段排放要求的车用乙醇汽油调合组分油的技术要求,是与GB 18351—2015《车用乙醇汽油(E10)》相配套的标准。由于车用乙醇汽油调合组分油是生产E10车用乙醇汽油的必要组分,故在车用乙醇汽油调合组分油技术要求中,除辛烷值、芳烃含量、烯烃含量、苯含量等少数项目的质量指标与车用汽油质量指标有不同外,其它多数项目的指标还是相同的。GB 22030—2015标准自2015年5月8日发布实施后,经过两年多的实施,在实际应用中收到了良好效果。
机动车排放的尾气已经成为空气污染的主要来源,是导致大中城市空气雾霾的重要原因。国外发达国家,尤其是欧盟国家在实施欧Ⅵ阶段排放时,对车用汽油的关键质量指标提出了更加严格的要求,以求减少汽车尾气中有毒有害物质的排放。提高我国车用汽油的质量水平,加快车用燃料系列标准的修订,缩小我国与世界发达国家及欧盟等机构在车用汽油技术指标上的差距已是大势所趋。
由 于 GB 18351—2017标 准已于2017年9月7日发布实施,而车用乙醇汽油调合组分油作为生产E10车用乙醇汽油必要组分,GB 22030—2017也只有同步修订并同时发布实施,才能做到与GB 18351—2017标准无缝对接、有机协调。这既为贯彻国家有关环保法与大气污染防治等法规,改进汽车尾气排放,治理机动车污染,从源头上抓好防治环境污染创造了条件,同时也为迎接即将到来的国家第六阶段汽车排放法规的要求,将改善生态环境、保障人体健康落实到实处提供了有效保证。
新标准中的几处主要修订及影响
不断地降低车用汽油中的硫含量、苯、芳烃、烯烃含量、馏程及降低汽油中的饱和蒸气压,是提高车用汽油的质量,减少汽车尾气中有毒有害物质的排放,净化大气空气的主要措施之一,也是近来国内外车用汽油系列标准修订的一大特点。为满足我国第V阶段排放要求,在以往对车用燃油相关标准的修订中,已经将车用燃油中的硫含量质量指标降至不大于10 mg/kg了,如GB 22030—2015在表2中规定硫含量不大于10 mg/kg。在第VI阶段排放要求中,如果再继续降低车用燃油中硫含量的质量指标,将面临2大制约,一是降低空间有限,二是将加大技术改造成本。目前标准修订的目标主要都集中在车用燃油中的苯、芳烃、烯烃含量、馏程及降低汽油中的饱和蒸气压等项目上,这也是国际发达国家及相关组织在车用燃油质量指标要求上的现行做法。新修订后的GB 22030—2017标准,既为车用乙醇汽油(E10)质量的提升创造了条件,同时也带来了一定影响。
加强了对苯含量、芳烃含量、烯烃含量的严格控制
GB 22030—2017新增了车用乙醇汽油调合组分油(ⅤIA)、(ⅤIB),将车用乙醇汽油调合组分油中苯含量(体积分数)降至“不大于0.8%”、芳烃含量(体积分数)降至“不大于38%”、烯烃含量(体积分数)分阶段降至“不大于19%”及“不大于16%”,这既有利于提高车用乙醇汽油(E10)的清洁度,也为减少汽车尾气排放对大气造成的空气污染创造了条件。
车用乙醇汽油调合组分油质量的好坏会直接影响车用乙醇汽油(E10)的质量。车用乙醇汽油调合组分油中的苯、芳烃含量高,燃烧后在尾气中形成致癌性物质,不仅增加发动机进气系统和燃烧室沉积物的形成,导致尾气排放物增加,还会加大NOx(氮氧化物)、HC(碳氢化合物)和CO的排放;而烯烃含量高,烯烃的化学活性不仅较强,还有明显的氧化倾向,既会通过蒸发排放造成光化学污染和易生成臭氧造成二次污染,也容易氧化、聚合形成胶质,在进气系统中形成沉积物,造成直喷发动机的喷嘴堵塞,进而影响汽车发动机的性能与尾气排放〔12~15〕。
同时,苯、芳烃和烯烃是汽油中辛烷值的主要贡献者,车用乙醇汽油调合组分油中苯、芳烃及烯烃含量不同,其辛烷值也不同。因为苯、芳烃及烯烃的组成、结构不同,苯、芳烃及烯烃的辛烷值就不同。如苯的研究法辛烷值都大于100、甲苯为115、邻二甲苯为102、间邻二甲苯为118、对二甲苯为116、乙苯为106,1-己稀为76、2-乙烯为93、2-辛稀为56、3辛稀为72、4-甲基-戊烯为99、2,2,4-三甲基-1-戊烯则大于100[16]。车用乙醇汽油调合组分油中苯、芳烃和烯烃含量的降低,又影响其辛烷值的大小。
因此,适当降低车用乙醇汽油调合组分油中的苯、芳烃和烯烃含量,既到达减少汽车尾气的相对排放量,又保证了车用乙醇汽油调合组分油中的辛烷值符合质量指标要求〔12~15〕。
增加了测定烯烃和芳烃含量的试验方法
GB 22030—2017中 新 增 的GB/T 28768、GB/T 30519都是采用多维气相色谱法测定车用汽油中烯烃和芳烃的标准试验方法。相比之前的GB/T 11132、NB/SH/T 0713试验方法,2个标准的引用,增加了对苯、芳烃和烯烃含量测定的手段,扩大了适用范围,提高了测定效率和准确度。
删除对硫醇硫定量测定项目的要求
在新修订的GB 22030—2017标准中,硫含量质量指标是要求不大于10 mg/kg。在汽油的实际生产中,各炼油企业所生产的汽油、包括车用乙醇汽油调合组分油都能满足硫含量不大于10 mg/kg的质量指标要求。当车用汽油中的硫含量小于10 mg/kg时,汽油中的硫醇硫质量分数通常就不大于0.001%的限值规定。基于对博士试验的结果分析,在此情况下再测定硫醇硫含量是不必要的。
50%馏出温度是表示汽油的平均蒸发性,数值大小直接影响汽油在发动机中的加速性能。50%蒸发温度过高,对车辆尾气HC及颗粒物排放都有不利的影响,严重时能使汽车排放超标[12,14,15,17~19]。而GB 22030—2017将馏程的50%蒸发温度调整为不高于113 ℃,有利于汽车发动机的蒸发、气化、加速与燃烧,对发动机的启动、预热也非常有利。
结束语
国家强制性标准GB 22030—2017《车用乙醇汽油调合组分油》的应用,为GB 18351—2017《车用乙醇汽油(E10)》在技术要求和试验方法上提供了可靠保障,将有助于生产环境友好的清洁车用乙醇汽油调合组分油,降低车用乙醇汽油(E10)中的苯、芳烃、烯烃含量,减少汽车有毒有害尾气对大气的污染。新标准中过渡期要求的引入、技术要求的分段调整与实施,既是对我国炼油企业炼油装置及工艺技术水平参差不齐、炼油技术发展还不是十分均衡的客观考量,也是对目前我国车用乙醇汽油调合组分油的生产主要还是以催化裂化工艺为主这一现实而不得不采取的折中办法。这一人性化的规定,为技术相对落后的炼油企业在设备更新、技术改造上赢得了缓冲时间。