來(lái)源: 中國石化報
控制成品油中的硫含量和苯含量是世界各國制定燃油標準的原則。北京執行的京標C標準相當于歐Ⅳ燃油標準,硫含量和苯含量完全達標,北京的藍天將與歐洲的一樣藍
●廖 劍
作為中國的首都和2008年奧運會(huì )主辦城市,北京油品質(zhì)量一直領(lǐng)先于中國其他城市和地區。2004年10月1日和2005年7月1日北京開(kāi)始執行相當于歐Ⅱ和歐Ⅲ燃油標準的京標A和京標B標準,今年1月1日又開(kāi)始執行相當于歐Ⅳ燃油標準的京標C標準。
北京新的地方標準先進(jìn)程度如何、與國外先進(jìn)標準的主要差別及原因是公眾想了解的問(wèn)題。本文擬就這些問(wèn)題作一簡(jiǎn)要解答。
北京油品質(zhì)量處世界先進(jìn)水平
過(guò)去,人們主要關(guān)注燃油的使用性能,因而判斷燃油質(zhì)量好壞的指標主要是車(chē)用汽油的辛烷值和柴油的十六烷值?,F在,隨著(zhù)人們環(huán)保意識的增強,燃油的環(huán)保性能成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),因而燃油的清潔度就成為衡量燃油質(zhì)量的主要標準。
對于燃油的“清潔度”,世界公認的分類(lèi)標準是依據燃油硫含量劃分為如下四類(lèi):硫含量大于500ppm(百萬(wàn)分之一)為非清潔燃油;硫含量大于50ppm,小于等于500ppm為清潔燃油;硫含量大于10ppm,小于等于50ppm為超清潔燃油;硫含量小于等于10ppm為無(wú)硫燃油。
由于北京2008年1月1日執行的車(chē)用汽油和車(chē)用柴油標準均要求硫含量不大于50ppm,因此從2008年1月1日起,北京供應的車(chē)用汽油和車(chē)用柴油均屬于超清潔燃油。
據調查,截至2006年初,在調查的131個(gè)國家和地區中,車(chē)用汽油標準已進(jìn)入超清潔階段的國家和地區有32個(gè),占24.4%;在調查的130個(gè)國家和地區中,車(chē)用柴油標準已進(jìn)入超清潔階段的國家和地區有37個(gè),占28.5%。因此,北京燃油標準已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。
京、歐車(chē)用汽油標準對比
表1列出了京、歐車(chē)用汽油標準的主要指標。從歐Ⅲ和京標B來(lái)看,二者差距很小,僅辛烷值指標有所差別,其他指標相同。顯然,京標B主要參照歐Ⅲ汽油標準。
從歐Ⅳ和京標C來(lái)看,二者差距較大,除硫含量和苯含量指標相同外,其他指標均有差別。原因何在呢?
對世界各國車(chē)用汽油標準進(jìn)行對比分析表明,從趨勢上看,各國汽油硫含量、烯烴含量、芳烴含量和苯含量均呈現下降趨勢,但快慢不一,硫含量和苯含量下降速度快、控制嚴格,烯烴和芳烴含量下降速度較慢、控制較松。
各個(gè)國家和地區嚴格控制汽油硫含量的主要原因是:三效催化劑可降低95%以上的汽車(chē)污染物排放量,是控制汽車(chē)污染物排放的主要設備;汽油硫含量高,可使三效催化劑中毒,嚴重影響其性能,使其壽命縮短,導致一氧化碳、氮氧化物和揮發(fā)性有機化合物排放量增加,并直接導致汽車(chē)尾氣中二氧化硫排放量增加。為防止汽車(chē)尾氣排放導致更嚴重的大氣污染,降低汽油硫含量無(wú)疑是最直接、最有效的手段。
各國嚴格限制汽油苯含量的主要原因是,苯是致癌物質(zhì),燃燒不好會(huì )使尾氣排放物中苯含量增加,危害公眾健康。
汽油烯烴含量過(guò)高會(huì )使發(fā)動(dòng)機燃燒室形成沉積物、膠質(zhì)和其他不良燃燒產(chǎn)物的固體,影響發(fā)動(dòng)機的效率,使氮氧化物排放量有所增加,同時(shí)還使臭氧的反應性提高(破壞臭氧層)。但日本清潔空氣項目(JCAP)的研究結果表明,汽油硫含量才是影響汽車(chē)排放物的主要因素,而汽油其他性質(zhì)(如烯烴含量和芳烴含量)對排放的影響都不如硫含量顯著(zhù)。另一方面,目前國內外開(kāi)發(fā)的催化裂化汽油選擇性脫硫、異構脫硫或吸附脫硫等汽油脫硫新技術(shù)的關(guān)鍵,就是在達到所需脫硫率的同時(shí),想方設法避免烯烴的飽和,以減少辛烷值的損失。因此,世界上大多數國家和地區汽油標準并不苛求降低烯烴含量,汽油標準中對烯烴含量的限制值主要是依據其具體的煉油工業(yè)結構,尤其是汽油調和組分的構成來(lái)確定的,這一限制值是現有煉油裝置結構比較容易滿(mǎn)足甚至不需調整生產(chǎn)即可達到的數值。
大多數國家和地區汽油標準對芳烴含量的限制較寬松,主要原因是車(chē)用汽油的主要調和料之一是重整生成油,而重整生成油富含芳烴,是汽油辛烷值的主要來(lái)源。因此,嚴格限制芳烴含量必然影響汽油調和料的來(lái)源和辛烷值。當然,從總體趨勢看,各國對芳烴含量的要求還是逐步趨嚴的,因為汽油芳烴含量過(guò)高,會(huì )使汽車(chē)尾氣排放物中的芳烴含量增加,同時(shí)芳烴的燃燒溫度較高,會(huì )使汽車(chē)尾氣排放物中的氮氧化物排放量有所增加。
可以看出,世界上大多數國家和地區在制定汽油標準時(shí)都是抓住硫含量這個(gè)重點(diǎn),嚴格要求,在充分、嚴格滿(mǎn)足汽車(chē)尾氣排放標準的同時(shí),盡可能降低滿(mǎn)足汽油標準的成本。這一點(diǎn),實(shí)際上也是各國制定燃油標準的核心目的,對柴油標準同樣適用。
了解了這些情況,對于京標C對烯烴含量和芳烴含量所作的規定就不難理解了。在中國,目前車(chē)用汽油中催化裂化汽油占70%以上,而催化裂化汽油的烯烴含量一般為30至50體積百分比,因此通常情況下中國汽油烯烴含量為21至35體積百分比。為降低烯烴含量,煉廠(chǎng)必須調整操作條件或采用其他加工手段,必然增加生產(chǎn)成本。相反,中國汽油重整生成油調和比例低于歐洲,因此中國對汽油芳烴含量的限制甚至比歐盟更嚴格。
但無(wú)論是歐盟標準、北京地方標準還是中國國家標準,都能充分、嚴格滿(mǎn)足對應的汽車(chē)尾氣排放標準,因為這些標準都是經(jīng)過(guò)嚴格的臺架試驗驗證過(guò)的。
京、歐車(chē)用柴油標準對比
表2列出了京、歐車(chē)用柴油標準的主要指標。從歐Ⅲ與京標B、歐Ⅳ與京標C來(lái)看,二者差距很小,硫含量和多環(huán)芳烴含量要求相同,僅十六烷值指標有所差別。顯然,京標柴油主要參照歐盟標準。
與汽油一樣,柴油硫含量是各國柴油標準關(guān)注的重點(diǎn),也是降低幅度最大、要求最嚴格的,目前德國已要求柴油硫含量不大于10ppm,美國要求不大于15ppm。其主要原因是柴油中所含的硫直接影響到柴油車(chē)尾氣排放中顆粒物的組成,柴油硫含量越高,越容易引起人體呼吸系統疾病并可能致癌。柴油車(chē)如果安裝了高效尾氣轉化器,則柴油中的硫很容易使催化劑中毒,使其功能大幅度降低,增加尾氣排放。
柴油中的芳烴或多環(huán)芳烴含量也是重要限制指標之一,因為柴油中的芳烴是直接造成柴油車(chē)尾氣排放物中氮氧化物和顆粒物濃度較高的主要原因,預計今后車(chē)用柴油標準對芳烴和多環(huán)芳烴含量的限制將逐步趨嚴。
車(chē)用柴油標準中規定的十六烷值指標限制值主要與車(chē)用柴油調和組分的構成、各國煉油裝置結構以及所加工原油的種類(lèi)密切相關(guān)。預計今后車(chē)用柴油十六烷值將進(jìn)一步提高。
京標柴油標準對十六烷值的要求略低于歐盟標準,這主要與車(chē)用柴油調和組分的構成、煉油裝置結構以及所加工原油的種類(lèi)密切相關(guān)。由于我國所加工原油中十六烷值高的直餾柴油所占比重低,因而車(chē)用柴油中直餾柴油所占比例較低,車(chē)用柴油十六烷值要低于歐盟標準。