国内外清洁汽车燃料规格现状及发展趋势

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1.0
0.64
0.50
HC (g/km)




注:1)本标准限值为不大于该数值 2) 直喷式柴油车
NOX (g/km)


0.50
0.25
HC+NOX (g/km) 1.13
0.92)
0.56
0.30
PM (g/km) 0.18
0.102)
0.05
0.025
世界燃油规范车用柴油主要指标
项目
Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类
(2000 年)
2.0
2.0
1.0
1.0
35.1* 15.6* 15.0*
0*
27.5* 25.9* 20.0* 5.5*
美国基础汽油规格
项目
抗爆指数, (RON+MON)/2
馏程
初馏点,

10%蒸发温度, ℃
50%蒸发温度 ℃
90%蒸发温度, ℃
终馏点,

蒸汽压,
kPa
烯烃含量, %(v/v)
芳烃含量, %(v/v)
1.13 0.5 — —
世界燃油规范
1998年6月,在比利时布鲁塞尔举行的 世界燃油会议上,由美国、欧洲和日本汽 车制造商协会和发动机制造商协会,共同 代表汽车制造者,提出了对汽车燃油的要 求,称之为“世界燃油规范(world-wide fuel charter)”。它把对汽车燃油的要求 分为4类。
国内外清洁汽车燃料规格 现状及发展趋势
目录
1 前言 2 国外清洁汽车燃料的规格现状及发展趋势
2.1车用汽油规格 2.1.1 美国车用汽油 2.1.2 欧洲车用汽油 2.1.3 世界燃油规范限 2.2 车用柴油规格 2.2.1 美国柴油 2.2.2 欧洲车用柴油 2.2.3 世界燃油规范 2.3 其它用途的柴油 3 我国清洁汽车燃料的规格及发展趋势 3.1 车用汽油规格 3.1.1 我国现行的车用汽油标准 3.2.1 我国今后车用无铅汽油标准的发展趋势 3.2 柴油规格 3.2.1 我国最新修订的轻柴油标准 3.2.2 我国正在制定的车用柴油标准 3.3 代用燃料 4 小结
CO
HC
NOX HC+NOX
(g/km) (g/km) (g/km) (g/km)
欧洲Ⅰ号 (1992-1995)
3.16

欧洲Ⅱ号 (1996-1999)
2.2

欧洲Ⅲ号 (2000-2005)
2.3
0.20
欧洲Ⅳ号 (建议)
1.00 0.10
注:1)本标准限值为不大于该数值
— — 0.15 0.08
ASTM D396 燃料油
JISK 2205 重油中 2 种及 3种
英国 BS MA 100 中锅炉燃料部分
ΓOCT 10585 重油
我国清洁汽车燃料的规格及发展趋势
车用汽油规格
我国现行的车用汽油标准
根据国家质量技术监督局的要求,制定了GB 17930-1999“车用无铅汽油”国家标准,其主要 技术要求见表14。该标准已于2000年1月1日在全 国范围内实施。该标准的实施,意味着我国车用 汽油跨过了“高标号化”和“无铅化”两步,并 迈出了“组分优化”的步伐,使汽油质量明显提 高,能满足汽车达到欧洲Ⅰ号排放的要求。
欧洲Ⅰ号
欧洲Ⅱ号
欧洲Ⅲ号
2005 年 (待批) 欧洲Ⅳ号
硫含量,%
不大于
0.1
0.05
0.015
0.005
苯含量,%
不大于
5
5
1
1
芳烃含量,% 不大于
无规定
无规定
42
35
烯烃含量,% 不大于
无规定
无规定
18
18
氧含量,%
不大于
2.5
2.5
2.7
2.3
铅含量,mg/L 不大于
13
13
5
5
欧洲轻型汽油车排放限值1)
美国环保局(EPA)新配方汽油复杂模型要求
氧含量,%(m/m)
不小于
苯含量,%(v/v)
不大于
VOC 排放降低率,%
美国南部
不小于
美国北部
不小于
毒物排放降低率,%
不小于
NOX 排放降低率,%
不小于
*以 1990 年美国汽油为基准。
复杂模型汽油和排放标准
第 1 阶段(1998 年 第 2 阶段
-1999 年)
前言
车用汽油和柴油是内燃发动机的主要燃料。随着 国民经济的发展,特别是交通运输与汽车工业的发展, 汽车保有量不断增加,车用汽油和柴油的需求量也随 之增大。另一方面,汽车排放所引起的大气污染日益 严重,并已直接威胁到人类健康,它引起了我国政府 的普遍关注,因此解决机动车环境污染问题已成为当 前的一项主要任务。
1.3
2. 0
2.1
1.5
15.0*
16.5*
年平均不超过 1990 年炼厂基准。
美国车用汽油
1998-1999年要执行新配方汽油第一 阶段复杂模型,从2000年起要执行第二阶 段复杂模型。复杂模型包括一组方程,它 要求汽油中氧含量大于2%(m/m),苯含量 不大于1.0%(v/v),并将蒸气压、苯、芳 烃、硫、烯烃、含氧化合物及蒸馏性质代 入方程中以计算排放值,根据排放降低率 是否符合该模型要求来判断汽油是否合格。 复杂模型对新配方汽油要求见表2。
本文主要介绍国外及我国清洁燃料规格的现状及 发展趋势,为今后清洁燃料生产及使用提供参考。
国外清洁汽车燃料的规格及发展趋势
车用汽油规格 美国车用汽油 美国1990年发布的空气清净法修正案(CAAA),首先作 出了改变汽油组成以减少排放和改善空气质量的规定,并引 导了全球趋势。 根据CAAA的规定,从1992年11月1日起,在CO超标的41个 城市供应含氧量为2.7%(m/m)(相当于MTBE 15%(v/v)) 的汽油。从1995年1月1日至1997年12月31日,在臭氧严重超 标的9个城市采用简单方案的新配方汽油,其要求见表1,并 要求添加汽油清净剂。
美国柴油标准主要技术指标
项目
ASTM D 975 加州规格
密度,kg/m3

823~856
硫含量, %(m/m)
不大于 0.05
0.05
十六烷值,
不低于
40
48
芳烃含量, %(v/v)
不大于
35
10
多环烷烃含量, %(v/v) 不大于

1.4
T90,℃
282~338 285~320
T95,℃

301~345
(S < 0.05)
无专门标准
JISK 2205 重油中 1 种 (A 重油)
EN 590 车用柴油 (S< 0.05)
英国 BS 2869 农业、工业及锅炉 燃料(S< 0.3)
BS MA 100 船用及锅炉用燃 料 中馏分油 等同 ISO 8217
ΓOCT 305 柴油燃料 (S< 0.2) Γ OCT 1667 中低速柴油发 动机燃料中Д T 级(S< 0.5) Γ OCT 1667 中低速柴油发 动机燃料中 ДM 级
多环芳烃,%(v/v)不大于
无规定
无规定
11
1
T95 ℃ 不大于
370
370
360
340
硫含量,%(m/m) 不大于
0.2
0.05
0.035
0.005
欧洲轻型柴油车排放标准及限值1)
欧洲Ⅰ号 (1992-1995)
欧洲Ⅱ号 (1996-1999)
欧洲Ⅲ号 (2000-2005)
欧洲Ⅳ号 (建议)
CO (g/km) 3.16
指标
不高于 不高于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于
99 149 48.3 0.004 25 6.0 1.0 1.8~2.2
美国车用汽油
车用汽油有害组分限值的确定,应建 立在不同组分与汽车排放关系大量实验数 据基础上,这样建立的数学模型才有指导 意义。而且,各汽油组分对排放的影响不 尽相同,因此,在满足排放限值的基础上, 每种组分的限值可在一定范围内变化。同 时,应根据不同排放标准的要求,对汽油 组成及有关性质采取分地区、分阶段的分 步方式实施。
欧洲车用柴油标准变化
排放标准
1993 年
1998 年
2000 年
2005 年
(EN590-93) (EN590-98) (EN590-99) (建议)
欧洲Ⅰ号
欧洲Ⅱ号
欧洲Ⅲ号 欧洲Ⅳ号
十六烷值, 不小于
49
49
51
58
十六烷指数,不小于
46
46
46

密度, kg/m3
820~860
820~860
820~845 820~825
世界燃油规范汽油主要指标
项目
铅,g/L
不大于
硫含量,%(m/m) 不大于
氧含量,%(m/m) 不大于
芳烃含量,%(v/v) 不大于
烯烃含量, (v/v) 不大于
苯含量, (v/v) 不大于
清净剂
Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类
0.013 未检出 未检出 未检出
0.10 0.02 0.003 无
2.7
2.7
2.7
苯含量,
%(v/v)
硫含量 ,
%(m/m)
平均值 87.3
46 53 103 166 213 60 10.8 28.6 1.6 0.0339
美国环保局(EPA)新配方汽油复杂模型限值
项目
蒸气压(RVP),kPa E200(93℃馏出体积),%(v/v) E300(149℃馏出体积),%(v/v) 苯含量,%(v/v) 芳烃含量,%(v/v) 烯烃含量,%(v/v) 氧含量,%(m/m) 硫含量,mg/kg
欧洲车用柴油
欧洲是柴油汽车使用最多的地区,柴 油小汽车使用量更是居世界之首。1999年 欧洲使用的小汽车中柴油小汽车占30%以上, 其中西班牙销售的柴油小汽车超过汽油小 汽车。因此,欧洲对车用柴油的要求是随 着排放限值的加严而逐步提高的,其规格 为EN 590车用柴油标准,欧洲车用柴油规 格变化如表10。
国外柴油用途及相关标准
用途
国别 汽车用
农用及工业用 (建筑、矿山、铁路等)
船用
燃料用 (取暖及锅炉用等)
美国
日本
欧盟
俄罗斯
ASTM D 975 柴油中低硫 2 -D(S<0.05)
ASTM D975 柴油中 2-D (S< 0.5)
ASTM D2069 船用燃料油中 馏分油 等同 ISO8217
JISK 2204 柴油
限值
新配方汽油
普通汽油
44.1~68.9
44.1~68.9
30~70
30~70
70~100
70~100
0~2.0
0~4.9
0~50
0~55
0~25
0~30
0~4.0
0~4.0
0~500
0~1000
美国车用汽油
美国环保局(EPA)在2000年2月公布 了Tier2污染控制标准,该标准将从2000 年4月10日生效。要求2005年炼油厂生产 的汽油平均硫含量在30μg/g以下。
美国新配方汽油的要求日趋严格, 特别随着汽车排放限值的严格,对汽油 中硫含量要求更进一步减少。
美国加州第2阶段新配方汽油规格
项目 馏程
50%蒸发温度, 90%蒸发温度, 蒸汽压, kPa 硫含量 , %(m/m) 芳烃含量, %(v/v) 烯烃含量, %(v/v) 苯含量 %(v/v) 氧含量, %(m/m)
欧洲车用汽油
欧洲幅员较大,发展也不平衡。在推 进汽油无铅化的同时,欧盟制定了完全与 排放法规要求相适应的汽油标准,这就是 EN 228车用无铅汽油标准,它的发展变化 如表6。
欧洲汽油标准变化
项目 汽车排放标准
1993 年
1998 年
2000 年
(EN 228-93) (EN 228-98) (EN 228-99)
十六烷值,
不小于 48 53 55 55
硫含量,%(m/m)
不大于 0.5 0.03 0.003 无
芳烃含量,%(m/m)
不大于 - 25.0 15.0 15.0
多环芳烃含量,%(m/m) 不大于 - 5.0 2.0 2.0
T95,℃
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不大于 375 355 340 340
其它用途的柴油
柴油除用于车用外,还用于农用(如 拖拉机)、船用、铁路机车用、矿山用、 建筑工业用、发电用和民用等各个方面。 对车用柴油随着排放限值日益严格要求 越来越高外,世界各主要国家对其它用 途的柴油也制定了不同的规格见表13。
世界燃油规范
由于世界各国对汽车排放的限值和测量方 法不同(如美国和欧洲),其数值没有可比性。 而且,某一类燃油要求并不具体对应某一排放 要求。因此,世界各国应根据各自的排放限值 及测量方法,参考世界燃油规范,制定自己的 排放限值和测量方法及相适应的燃油标准。正 如欧盟所做的那样,每一类排放要求具体对应 这一阶段的燃油标准,一步一步有计划有目标 的向前推进。而不必照搬世界燃油规范。
2.7
50.0 40.0 35.0 35.0
- 20.0 10.0 10.0
5.0
2.5
1.0
1.0
- 必须加 必须加 必须加
车用柴油规格
美国柴油
美国没有专门的车用柴油标准,只有ASTM D975柴油标准,但由于税收及环保的原因,对 在公路上行驶的柴油汽车,必须使用2-D低硫 柴油。美国由于传统及习惯的影响,柴油小汽 车很少,一般使用重负荷柴油汽车。因此,车 用柴油的要求较欧洲较为宽松。但是,美国环 保局要求从2006年6月1日起,对重负荷柴油汽 车排放要求大大加严,柴油车必须安装尾气催 化转化器及颗粒捕集器。因此,车用柴油的硫 含量要降至15μg/g以下。
美国环保局(EPA)新配方汽油(简单方案)要求
性质
蒸气压(RVP),kPa 夏季
美国南部
不大于
美国北部
不大于
苯含量,%(v/v)
不大于
氧含量,%(m/m)
不小于
毒物排放降低率, % 不小于
硫含量,%(m/m)
*以 1990 年美国汽油为基准。
限值
平均
平均高限
50
49
51
56
55
57
1. 0
0. 95
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