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摘      要： 采用SPSS19.0统计软件对某炼厂近10年来1 480批次93#车用汽油（国V标准实施后牌号变更为92#）的出厂质量数据进行分析，研究了在质量升级过程中加工工艺的变化对油品组成和性能的影响情况。研究结果显示，随着汽油标准的更新升级，该炼厂出厂车用汽油的硫、烯烃、苯、锰等含量逐渐下降;芳烃含量在标准范围内逐渐上升，国V标准实施后才出现下降;T50蒸发温度在国V标准实施后出现显著降低。

关  键  词：车用汽油;质量升级;硫;油品质量管理

中图分类号：TE 626.21       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）11-2646-04

Effect of Oil Quality Upgrade on Main Performance of Motor Gasoline

ZHANG Hao¹， XIONG Yun²， XU Shi-hai²

（1. Zhenhai Refinery Representative Office， Zhejiang Ningbo 315207， China;

2. Department of Oil Engineering， Army Logistic University of PLA， Chongqing 401311， China）

Abstract： SPSS19.0 statistical software was used to analyze the quality data of 93# motor gasoline （ motor gasoline brand was changed to 92# after the implementation of National V Standard）produced by a refinery in the past 10 years. The influence of process changes on the composition and performance of oil products during the quality upgrading process was studied to provide guidance for oil quality management. The results showed that with the upgrade of motor gasoline standard， the sulfur， olefin， benzene and manganese content of motor gasoline produced by the refinery decreased gradually. The aromatics content of the motor gasoline increased gradually within the standard range but decreased after the implementation of the National V Standard. The 50 percent distil-off temperature of the motor gasoline decreased significantly after the implementation of the National V Standard.

Key words： Motor gasoline;Quality upgrade;Sulfur;Oil quality management

近年來，雾霾问题成为公众讨论的热点话题，汽车尾气作为空气污染中的重要组成，备受人们关注。本文着重研究分析某炼厂近十年来车用汽油在质量升级过程中加工工艺的变化对油品组成和性能的潜在影响，为油品质量管理提供参考。

1  雾霾与汽油的关系

汽车尾气的本质是化石燃料的燃烧生成物。雾霾中影响能见度的物质主要有以下4类：硫酸盐（主要由二氧化硫进一步氧化产生）、硝酸盐、黑碳、有机气溶胶。其中，汽车尾气排放中则包含了其中的三种成分：硝酸盐主要由氮氧化物进一步氧化产生;黑碳是汽柴油不完全燃烧时的产物，尤其是城市交通堵塞时，发动机怠速空转时间长，生成黑碳量更大，它虽在PM2.5的构成中占比较低，通常在3%～5%，但对能见度的影响可达12%;汽车尾气中的有机烃是有机气溶胶主要来源。由此可见，影响雾霾能见度的4类主要物质中有3类与汽油燃烧排放物有直接关联，控制排放物的关键是燃料的清洁化^[1]。

2  汽油质量升级之路

国务院办公厅于1998年9月正式发布了《关于限期停止生产销售使用车用含铅汽油的通知》，拉开了我国汽油质量升级的序幕，从此，至2019年1月1日全国全面供应符合第六阶段强制性国家标准VIA车用汽油，历经20余载，我国逐步完成了六个阶段的质量标准升级（见表1），分别对应国I、国II、国III、国IV、国V、国Ⅵ汽车污染物排放标准，硫含量从不大于1 000 ppm逐步降低至不大于10 ppm，烯烃从国III标准起逐步降低至不大于18%（体积分数），芳烃含量从国Ⅵ标准起限制至不大于35%，其他相关参数逐步严控，燃烧排放物对大气危害程度大幅降低。

3  质量升级主要技术途径

从我国汽油池组成来看，催化裂化（FCC）汽油始终是我国生产车用汽油的最主要的调和组分。根据各炼厂油品生产的加工方案和工艺的不同，FCC汽油在车用汽油中的占比高达（1/3）～（4/5），其硫含量、烯烃含量约占成品油硫含量、烯烃含量的90%，对辛烷值的贡献约为60%～70%^[2]。因此，车用汽油质量升级的主要途径是在尽可能最大保持保持辛烷值的同时降低FCC汽油的硫和烯烃含量。

3.1  吸附脱硫技术

S-Zorb吸附脱硫技术是由美国康菲石油（Conoco Phillips）公司开发研制。该技术将流化床反应器和连续再生技术进行了组合，主要应用于FCC汽油和柴油脱硫。吸附原理是在临氢条件下将含硫化合物吸附在吸附剂表面产生化学反应，将硫原子留在吸附剂表面，吸附剂主要成分是ZnO，其他成分还包括Al₂O₃，SiO₂和NiO^[3]。该技术脱硫率高、耗氢量少、辛烷值损失小，可以将汽油中的硫质量分数从 800 mg/L 降至25 mg/L 以下，而抗爆指数损失<1.0^[4]，是现有生产满足新标准超低硫汽油的关键技术之一。2007年，中石化北京燕山分公司建成了我国首个S Zorb催化裂化汽油吸附脱硫装置，投产之后，中石化整体收购了该技术并进行了改进^[5]，已在洛阳、石家庄等多家炼化应用。

3.2  选择性加氢脱硫技术

FCC汽油中，烯烃集中分布在低沸点的轻馏分（LCN），其烯烃含量高于全馏分 FCC 汽油烯烃含量，小分子烯烃辛烷值较高，硫化物以小分子硫醇为主，而硫化物集中分布在高沸点重馏分（HCN）中，其烯烃辛烷值较低，烯烃含量低于全馏分汽油，硫化物以噻吩、烷基取代噻吩、硫醚的形式存在为主^[6]。针对该特点，通常采取将已加氢处理或未处理的全馏分FCC汽油进行轻重油切割，再对轻重组分分别处理的方法，以达到降低FCC汽油中硫和烯烃含量的目的，所采取的技术各具特点（见表2）。

4  汽油出厂质量变化

采用SPSS19.0统计软件对某炼厂200批次国II车用汽油、561批次国III车用汽油、292批次国IV车用汽油和427批次国V车用汽油，合计1 480批次车用汽油主要出厂质量数据进行分析，所有化验资料分析结果以均数±标准差表示，并予正态分布检验，满足正态分布后，两样本的数据比较使用独立样本t检验，若不满足正态分布，两样本的数据比较使用Mann-WhitneyU检验，所有检验以P<0.05表明差异具有统计学意义。

调查结果详见表3、图1-图5。

分析以上数据可知，该炼厂出厂的车用汽油中，硫含量随着新标准的执行有了显著降低，在生产国III汽油时，硫含量已基本达到国IV标准要求，国V汽油的硫含量基本处于标准要求的三分之一，为今后硫含量的进一步降低打好了基础;50%蒸发温度在Ⅱ到Ⅳ的标准中呈现增加趋势，但在国Ⅴ执行后出现了明显的降低;烯烃含量降幅明显，且从国Ⅲ标准开始已大大低于标准要求;

芳烃含量在历次标准更新后出现较大增幅，在国Ⅴ标准执行后，较国Ⅳ标准出现了显著降低;烯烃芳烃总含量持续降低，10%、90%蒸发温度、终馏点虽有显著性差异，但变化幅度较小;其他数据未发生显著变化。

5  汽油质量变化带来的影响

硫含量的大幅降低，直接减少了燃烧排放中二氧化硫和硫酸盐颗粒物的含量，极大减少了车辆排放对空气的污染程度，同时提升了车辆排放控制装置的效能，延长发动机、排放装置工作寿命，降低保养成本^[7]，减少了成品汽油在储存、运输、使用等环节中对容器的腐蚀，延长了油罐、管道等的保养期限，缓解了罐车清洗难度，大大降低了储罐自燃风险。

烯烃的降低，有利于减少CO排放量，但不利于THC（总碳氢化合物）的降低。这是因为烯烃的火焰传播速度较快，在发动机高负荷运转时，可以加快发动机内油品的燃烧，缩短着火落后期和燃烧持续时间，降低THC排放量^[8]。烯烃和芳烃总含量的降低，有利于汽油清净性的优化，降低尾气排放特别是低温启动后的排放，减少沉积物的形成。在高烯烃含量的汽油中，C5以下的烯烃、烷烃含量比较高，其蒸汽压较高，所以低烯烃含量的汽油蒸汽气压相对较低，烯烃含量的降低有利于降低总蒸发排放^[9]。

T50蒸发温度的降低，有利于提高汽车的低温启动性，有利于汽油的充分燃烧。

参考文献：

[1]庄国顺.从机动车排放看雾霾治理[J]. 质量与标准化，2014，4：13-15.

[2]KAUFMANN T G，KALDOR A，STUNTZ G F，et al.Catalysis scienceand technology for cleaner transportation fuels[J].Catalysis Taday， 2000， 62 （1）： 77-90.

[3] 张景成，柳云骐，安高军，等. 吸附脱硫技术生产清洁油品[J]. 化学进展，2008（11）：1834-1845.

[4] 李正光.油品非加氢脱硫技术新进展[J]. 当代化工，2009，39（01）：37-40.

[5] 辛毅. S zorb催化汽油吸附脱硫装置及配套系统环境风险评价实例研究[D].中央民族大学，2015.

[6]王廷海，李文涛，常晓昕，等. 催化裂化汽油清洁化技术研究开发进展[J]. 化工进展，2019，38（01）：196-207.

[7]杨进峰. 基于燃油中硫含量对汽车排放的影响和对策分析[J]. 内燃机与配件，2018（08）：54-55.

[8]沈義涛，帅石金，王建昕. 烯烃对发动机排放和燃烧特性影响的研究[J]. 汽车工程，2008（08）：644-647.

[9] 董红霞，徐小红，刘泉山，等. 汽油烃组成对汽车排放的影响[J]. 石油炼制与化工，2011，42（01）：88-92.