車用汽油環(huán)保指標(biāo)現(xiàn)狀與提標(biāo)建議
——以貴陽(yáng)市市售車用汽油為例

蘇慧君 石錦獻(xiàn) 楊 毅 蘭戰(zhàn)偉 付 鋼 毛朝福(中國(guó)石化銷售有限公司貴州石油分公司，貴陽(yáng) 550002)

車用汽油環(huán)保指標(biāo)現(xiàn)狀與提標(biāo)建議
——以貴陽(yáng)市市售車用汽油為例

蘇慧君 石錦獻(xiàn) 楊 毅 蘭戰(zhàn)偉 付 鋼 毛朝福
(中國(guó)石化銷售有限公司貴州石油分公司，貴陽(yáng) 550002)

隨著環(huán)保法的日趨嚴(yán)格，油品升級(jí)進(jìn)程逐漸加快。為了解目前貴陽(yáng)市市售車用汽油能否滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，本文開展了10座加油站中車用汽油的環(huán)保指標(biāo)評(píng)價(jià)。通過對(duì)汽油中苯、烯芳烴和硫含量等指標(biāo)的分析測(cè)試，可知目前貴陽(yáng)市市售車用汽油可以較好的滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且擁有較大的提升空間。

汽油；環(huán)保；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

隨著人均汽車保有量的逐年升高，汽油消耗量也日益增加。汽油燃燒尾氣排放出的大量有毒有害物質(zhì)和氣體：顆粒物(PM)、硫氧化物(SOx)、氮氧化合物(NOx)、碳?xì)浠衔?HC)等成為了全球環(huán)境污染的主要來源。目前，霧霾、酸雨和光化學(xué)污染等環(huán)保問題越來越嚴(yán)重的影響到人們的日常生活，人們逐漸認(rèn)識(shí)到車用汽油的質(zhì)量對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、效率、環(huán)保效應(yīng)等都有著重要的影響。

2017年1月1日起國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)[1]全國(guó)范圍內(nèi)全面實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)中不僅對(duì)于車用汽油的牌號(hào)做了新要求，同時(shí)降低了汽油中硫含量和錳含量。汽油中的硫化物經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，生成硫氧化合物(SOx)，排放到大氣中，進(jìn)一步反應(yīng)，生成酸雨的主要成分硫酸和顆粒物的主要成分硫酸鹽，汽油中硫含量由國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)中50mg/kg降低至10mg/kg。添加甲基環(huán)戊二烯三羰基錳(MMT)相對(duì)于其他提高辛烷值的方法，簡(jiǎn)單易行且成本低，一些煉廠為了提高汽油抗爆性能，將MMT添加至汽油中。但由于目前錳系列添加劑是否對(duì)人體健康、環(huán)境和車輛使用等方面有影響，存在很大爭(zhēng)議，世界汽車工業(yè)以MMT在燃燒過程中生成的錳無機(jī)鹽多數(shù)留在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，堵塞火花塞，引起點(diǎn)火問題或沉積于尾氣轉(zhuǎn)化催化劑上導(dǎo)致尾氣轉(zhuǎn)化效率降低等為由，反對(duì)在汽油中加入MMT等錳系列添加劑[2]。綜合考慮行業(yè)需求和對(duì)環(huán)境及健康影響的可能性，國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)中將錳含量由國(guó)Ⅳ中0.8mg/L降低至0.2mg/L。

車用汽油中加入含氧化合物可減少尾氣中CO和臭氧排放，但含氧化合物體積熱值比汽油低，且因其性質(zhì)特殊，曾在美國(guó)多地供水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了甲基叔丁基醚(MTBE)，成為了一種蔓延性的地下水污染物。因此，我國(guó)車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)從2006年起規(guī)定汽油中氧含量不大于2.7(ω%)[3]。

此外，汽油中含有苯、甲苯等毒性較大的組分，以及烯、芳烴等辛烷值的主要來源物但含量受到嚴(yán)格控制的組分。

本文就貴陽(yáng)市市售國(guó)Ⅴ汽油進(jìn)行取樣分析，并對(duì)各環(huán)保指標(biāo)進(jìn)行考察研究。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料及儀器

汽油樣品，貴州省貴陽(yáng)市加油站市售國(guó)Ⅴ汽油；丁酮(色譜純，天津市瑞金特化學(xué)品有限公司)；異丙醇(分析純，利安隆博華醫(yī)藥化學(xué)有限公司)；乙二醇二甲醚(DME，色譜標(biāo)，石油化工科學(xué)研究院)；甲基異丁基甲酮(MIBK，分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠)；硅膠(100～200目，GRACE DIVISION)。

氣相色譜儀(GC-2010Plus，日本島津)；烴含量測(cè)定儀(14060-0，英國(guó)希塔(SETA)公司)；氣相色譜儀(GC-2010，日本島津)；原子吸收測(cè)定儀(AA-6800，日本島津)；熒光硫測(cè)定儀(ZDS-2000A，江蘇新高科分析儀器有限公司)。

1.2 方法與原理

1.2.1 汽油中苯、甲苯氣相色譜分析

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0713-2002[4]，以丁酮為內(nèi)標(biāo)物，按照丁酮：汽油=1：24的比例配制樣品，每次進(jìn)樣量為1μL，氣相色譜試驗(yàn)過程中采用OV1+TCEP 5.6m*2mm*0μm的色譜分析柱，柱箱溫度為100℃保持18min。試驗(yàn)結(jié)束后，儀器自動(dòng)得出樣品中苯、甲苯含量。

1.2.2 汽油中烯、芳烴含量測(cè)定

將硅膠(100～200目)在175℃烘干3h，按照標(biāo)準(zhǔn)[5]要求裝入吸附柱中，將裝填好硅膠的吸附柱置于暗處的裝配儀器上。用注射器取0.75mL 低于4℃的汽油樣品注入到加料段硅膠面以下約30mm處，待被硅膠吸附完全后，用異丙醇作為洗脫劑在一定的空氣壓力下進(jìn)行洗脫。當(dāng)紅色醇-芳烴界面進(jìn)入分析段約350mm后，迅速標(biāo)記出在紫外燈光下各烴類的界面。通過各烴類段長(zhǎng)度可以計(jì)算得出汽油中烯、芳烴含量的體積分?jǐn)?shù)。

1.2.3 汽油中氧含量氣相色譜分析

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SH/T0663-2004[6]，以DME為內(nèi)標(biāo)物，按照50μL DME和1mL汽油樣品的比例配制樣品，分別對(duì)DME和汽油樣品進(jìn)行稱重、記錄。每次進(jìn)樣量為1μL，氣相色譜試驗(yàn)過程中采用GsBP-1 30m*0.53mm*3μm的色譜柱，柱箱溫度程序?yàn)椋?0℃保留25min，再以10℃/min的升溫速率升高至120℃并保留6min?？刂圃囼?yàn)分流比為20：1。試驗(yàn)結(jié)束后，儀器自動(dòng)得出樣品中MTBE含量，經(jīng)過換算可得出汽油中氧含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.2.4 錳含量測(cè)定

本文按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[7]要求配制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液和待測(cè)樣品溶液，在波長(zhǎng)為279.5nm、狹縫寬度0.2nm以及燈電流10mA的試驗(yàn)條件下，分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液和待測(cè)樣品溶液的吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，并由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線讀出待測(cè)樣品溶液中錳濃度。

1.2.5 硫含量測(cè)定[8]

硫含量測(cè)定的試驗(yàn)條件為：裂解溫度1050℃，裂解氧和進(jìn)口氧流量為480mL/min、80mL/min，設(shè)置靈敏度為25，進(jìn)樣量為20μL。選取濃度1mg/L、5mg/L和10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在上述試驗(yàn)條件下繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并在此標(biāo)準(zhǔn)曲線下測(cè)定待測(cè)樣品中硫含量，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定三次，計(jì)算平均值作為最終試驗(yàn)結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 汽油中苯、甲苯

按照1.2.1中方法對(duì)待測(cè)油樣進(jìn)行苯、甲苯含量分析，結(jié)果如表1所示。

國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定車用汽油中苯含量體積分?jǐn)?shù)不得超過1.0%，由表1可知，目前貴陽(yáng)市市售汽油苯含量完全滿足國(guó)標(biāo)要求，且國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽油中苯含量的要求存在較大的降低空間。而甲苯相對(duì)苯含量較高，雖然目前國(guó)家未對(duì)汽油中甲苯含量作出具體要求，但由于長(zhǎng)期接觸甲苯會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，引發(fā)神經(jīng)衰弱等疾病，且甲苯對(duì)環(huán)境存在嚴(yán)重危害，對(duì)空氣、水資源均可造成污染，因此建議在未來標(biāo)準(zhǔn)中作出對(duì)甲苯含量的具體要求。

表1 汽油中苯、甲苯含量

2.2 汽油中烯、芳烴

考察汽油樣品中烯、芳烴含量，結(jié)果如表2所示。

表2 汽油中烯、芳烴含量

汽油中烯、芳烴主要來源于煉油過程中催化裂化和催化重整等工藝過程，雖然對(duì)排放的影響作用不同，但烯、芳烴均會(huì)導(dǎo)致汽油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放中有害物質(zhì)增加[9]。烯、芳烴為汽油辛烷值的重要來源之一，是非常重要的組成部分。因此，對(duì)烯、芳烴組分應(yīng)在控制含量的情況下，加以合理利用。試驗(yàn)結(jié)果表明，目前貴陽(yáng)市市售國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)汽油能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的體積分?jǐn)?shù)烯烴不大于24%，芳烴不大于40%。

2.3 汽油中氧

采用氣相色譜分析法對(duì)汽油中MTBE及氧含量進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。

MTBE作為汽油添加劑，不僅可以提高辛烷值，摻入汽油后不改變汽油的基本性質(zhì)，而且MTBE的加入提高了汽油中氧含量，降低了尾氣中因燃燒不完全而排出的CO量[10]。但因MTBE的使用會(huì)造成水污染，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定氧含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于2.7%。由表3可知，汽油牌號(hào)越高，MTBE含量越高，換算后得出氧含量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，均未超過標(biāo)準(zhǔn)范圍。

表3 汽油中MTBE、氧含量

2.4 汽油中錳、硫

本文采用火焰法原子吸收分光光度計(jì)和熒光硫測(cè)定儀分別對(duì)汽油中的錳含量和硫含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表4所示。

表4 汽油中錳、硫含量

2017年1月1日起我國(guó)全面實(shí)行車用汽油國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定車用汽油中錳含量不得超過2mg/L，硫含量不得超過10mg/kg。由表4可知，市售車用汽油中錳、硫含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論及建議

國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)較國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)對(duì)錳、硫以及烯烴等環(huán)保指標(biāo)作了更為嚴(yán)格的要求，經(jīng)過對(duì)貴陽(yáng)市隨機(jī)抽取的10座加油站的汽油進(jìn)行各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)分析測(cè)試，發(fā)現(xiàn)目前貴陽(yáng)市加油站出售的汽油都能很好的滿足國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)要求。

目前我國(guó)并未對(duì)汽油中甲苯含量做出明確要求，但未經(jīng)燃燒的甲苯直接排入空氣中對(duì)環(huán)境存在嚴(yán)重危害，而且人體長(zhǎng)期接觸甲苯會(huì)導(dǎo)致慢性中毒、神經(jīng)衰弱等疾病。因此，建議在后續(xù)油品升級(jí)中，增加車用汽油中甲苯含量的控制。

[1] GB 17930-2016車用汽油(V)[S].

[2] 仇延生. 汽油的烯烴對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的影響[J].石油煉制與化工, 2000, 31(4):40-45.

[3] GB 17930-2006車用汽油(Ⅱ)[S].

[4] SH/T 0713-2002車用汽油和航空汽油中苯和甲苯含量測(cè)定法(氣相色譜法)[S].

[5] GB/T 11132-2008液體石油產(chǎn)品烴類的測(cè)定熒光指示劑吸附法[S].

[6] SH/T 0663-2004汽油中某些醇類和醚類測(cè)定法(氣相色譜法)[S].

[7] SH/T 0711-2002汽油中錳含量測(cè)定法(原子吸收光譜法)[S].

[8] SH/T 0689-2000輕質(zhì)烴及發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其他油品的總硫含量測(cè)定法(紫外熒光法)[S].

[9] 田肅寧. 汽油烴組成對(duì)排放的影響[D].天津：天津大學(xué), 2005.

[10] 高風(fēng)格. 淺談MTBE汽油添加劑的應(yīng)用對(duì)環(huán)境的影響[J].安全 健康和環(huán)境, 2005, 5(11)：18-19.

Thestatusquooftheenvironmentalindicatorsforgasolineandthegasolineenvironmentalqualityimprovementproposal:AcasestudyongasolinecommerciallyavailableinGuiyangCity

Su Huijun, Shi Jinxian, Yang Yi, Lan Zhanwei, Fu Gang, Mao Chaofu
(Guizhou Oil Products Company, Sinopec Marketing Co., Ltd, Guiyang 550002, China)

With the increasingly stricter of environmental laws, the quality upgrade of gasoline products has been gradually speeding up. In this paper, results from an analysis on the environmental indicators such as benzene, olefin, aromatic hydrocarbon, and sulfur contents etc., for gasoline samples collected in 10 gas stations in Guiyang City are presented. The results show that gasoline sold in Guiyang city can meet relevant national standards for those indicators involved in the test，while the space for further improvement is relatively large.

gasoline; environmental protection; national standard

X502

A

2017-06-06； 2017-09-05修回

蘇慧君(1990-)，女，碩士研究生，助理工程師，主要從事成品油質(zhì)檢管理和檢測(cè)相關(guān)工作。 E-mail：suhuijun24@163.com