燃油含硫资料

燃油含硫资料

*《世界车用燃油》一书中为≤0.01%

**ACEA——欧洲汽车制造者协会

2.汽油含硫量技术依据（本节摘自《世界车用燃油》1998.12版一书）

《世界车用燃油》1998.12版由各国汽车协会参加编写。其中，关于制订汽油规格中硫含量的技术依据如下：

硫

硫（S）天然存在于原油中，要在炼制过程中除去。S降低催化器的效率，对加热型氧传感器有不利影响。

(1)S对车辆排放的危害，各国试验结果见表1。

*在热车郊区试验循环时所达到的下降率 #

高S 含量油的排放为100%，低S 含量油的排放为（100－表1值）%

(2) “美国大气质量改善研究计划”研究报告（用Tier0试验方法）表明：当S 含量从1000

ppm 降低到低S 时，HC 排放量先是平缓下降，每100ppm 下降3.67 mg/mile ；然后（从300 ppm →100ppm ）急剧下降，由每

100ppm 下降11 mg/mile →每100ppm 下降11 mg/mile ，如图1。

(3) 研究还表明：S 含量较高时，在整个A/F 范围内，延长了催化器点燃时间，提高了起

燃温度。此外，研究还表明：S 放慢了氧传感器从稀到浓的变化，使得在排放匹配工作中，产生不可预计的加浓量。

(4) S 有碍于车载故障诊断器（OBD ）的采用。加州OBD 法规要求测量催化率的变化及监

测尾管排放不得超过标准值1.5倍。高S 含量油会使催化效率下降，使OBD 显示“问题”，用故障灯告诫驾驶员。在某些低排放车上，表明高S 燃料对OBD 系统造成混乱，使催化监测器误报催化器失效。

(5) 越来越严的排放标准对降低S 含量提出要求。例如，低排放车（LEV 或欧3）要求催

化器在16万km 时达到95%；超低排放车（ULEV 或欧4）要求达到97%。

(6) 适应未来技术的需要。稀燃技术可能在未来被采用。稀燃引起NOx 增加，NOx 控制技

术对S 很敏感，S 对稀燃催化器有影响。有试验表明，S 含量超过30ppm 时，对稀NOx 催化器的转换率有明显影响，如图2。

图2 S含量对稀Nox催化器的影响

3.催化剂的硫中毒（摘自《汽车排气治理及催化转化器》第7.6.2节）

(1)S含量208mg/L（≈270ppm）的汽油，尾气中的SO2约为约20×10-6（20ppm）。在氧化

气氛中SO2会被氧化成硫酸；在高温和空燃比富油一侧，SO2又可能被氢还原成H2S

(2)SO2一般能抑制三效贵金属的活性。在Pt、Pd和Rh等贵金属催化剂中，Rh能更好地

抵抗SO2对NO还原的影响，而Pt受SO2影响最大。SO2的抑制效应常受温度和气氛的影响。加入20ppm SO2后，Pt-Rh催化剂对NO的还原率在200℃和475℃时均有降低。但在高温475℃时去掉SO2后，NO的还原活性能基本恢复。而在低温200℃时去掉SO2后，尾气中如果有氧，NO的还原活性能恢复；如果无氧，NO的还原活性则不能恢复。

(3)表2是不同S含量汽油对HC、CO、Nox的转化率的影响，用美国FTP方法测试。

表 2

贵金属催化剂的这种抗SO2的特性，正是汽车厂商选择贵金属而不是非贵金属用于汽车尾气治理的一个重要原因，因为燃油中的S一般是难以避免的。

(4)S中毒是稀薄燃烧型催化剂的一个致命问题。铜/钴离子交换分子筛催化剂在稀薄燃烧

条件下净化Nox的效率很高，但其活性受SO2和水蒸气的影响很大。Cu/ZSM-5催化剂中Cu与SO2易生成硫酸盐，在低温中硫酸盐会导致NO、CO、HC的反应活性降低，并且会在硫酸盐的作用下产生更多的CO。现国内外各单位正研究用各种办法来抑制S 的影响，如采用双床催化剂、采用吸附、还原法等。

(5)三效贵金属催化剂中，铂Pt负责HC和CO的氧化、铑Rh负责NOx的还原。因Pt、

Rh资源有限，用钯Pd替代，出现了Pt-Rh-Pd三金属三效催化剂及全Pd催化剂。通用汽车公司使用了许多此类催化剂，但在市场上未受到极大的欢迎。原因是其活性总体不比Pt-Rh优越，且Pd与Rh在高温时会生成合金，Pd又在合金的外层，抑制了Rh 活性的充分发挥。此外，Pd抗铅Pb中毒和抗S中毒的能力不如Pt和Rh，并且含Pd 催化剂要求更窄的空燃比窗口。近年来Engelhard公司和Allied-Signal公司推出全Pd 催化剂，可耐更高温度，但它对燃油中的Pb和S含量控制的要求更高，故尚未广泛应用。总之，汽车催化剂可分为：Pt-Pd两效型催化剂，两金属Pt-Rh三效催化剂，三金属Pt-Pd-Rh三效催化剂，全Pd三效催化剂。

(6)在催化转化器中，Rh的典型用量为0.18～0.3g；Pt 为1.5～2.5g。Pd在三效催化剂中

的含量起初并不多，近年来，因对冷起动问题的关注又推动了含Pd催化剂的进一步开发。稀土元素铈Ce、镧La、镨Pr、铷Nd中，氧化铈广泛用于商业汽车催化剂，约为涂层质量的10%～30%，起储存氧和释放氧的作用，使催化剂交替处在贫氧和富氧状态，创造氧化—还原反应条件。加入氧化锆ZrO2，与CeO2形成固熔体，可显著提高CeO2的热稳定性，耐1000℃高温。此外，稀土元素还有稳定催化剂中氧化铝载体涂层的作用。选用1%～5%的La2O3和高达20%的CeO2。稀土元素还有改变NO－CO反应动力学的作用，降低反应的活化能，从而降低反应温度。

*0.030%m/m相当于300ppm。

#0.003%m/m相当于30ppm。

5.柴油含硫量技术依据（本节摘自《世界车用燃油》1998.12版一书）

《世界车用燃油》1998.12版由各国汽车协会参加编写。其中，关于制订柴油规格中十六烷值的技术依据如下。

十六烷值是测量燃料压缩着火的一个参数。十六烷指数是指燃料固有的十六烷，由计算而得。十六烷值由试验测得，反映了添加剂的影响。

(1)十六烷值对冷起动的影响——增加十六烷值可降低起动时间。

(2)十六烷值对排放的影响——增加十六烷值可减少NOx（小负荷时达9％之多）和HC（达

30～40％）的排放。

(3)十六烷值对燃油消耗的影响——增加十六烷值会减少燃油消耗。

(4)增加十六烷值会减少燃烧噪音。

关于硫含量的技术依据如下。

(1)含S量对颗粒排放的影响——S从500ppm减少到300ppm会使轻型车的颗粒排放降低

7%，重型车降低4％。试验表明含硫400ppm燃油比含硫2ppm燃油颗粒增加一倍。

(2)含S量对柴油机后处理的影响——De-NOx催化系统能从柴油机富氧排气中降低NOx

排放，这是一个综合解决NOx、颗粒排放和燃油消耗的折中方案。然而，该系统对含S量非常敏感。柴油（以及汽油）的含S量是影响De-NOx系统性能的重要因素。