车用油标准：炼油企业新挑战

□ 孙 贤 陈冬青 王 莹

2011年5月1日，国家将实施《车用汽油有害物质控制标准（第四、第五阶段）》、《车用柴油有害物质控制标准（第四、第五阶段）》。这一由环境保护部发布的标准对国家第四、第五阶段排放对应的车用汽柴油品质提出了明确要求。

这两项标准编制工作依托环保部科研专项《国家第五阶段车用汽、柴油有害物质控制标准和控制途径研究》。相比产品质量标准，这两项标准规定了满足国家第四、五阶段汽车排放标准要求的车用汽油、车用柴油的有害物质含量和环保指标要求，增加了车用汽油和车用柴油的清净性要求及相应的检测方法。新标准分区域规定车用汽油蒸气压，更科学合理地降低挥发性污染排放。

有专家指出，新标准的发布实施，将为国家第四、五阶段汽车排放标准实施，促进车用燃料品质环境管理发挥重要作用，同时对引导炼油企业组织生产，满足更严格排放标准车用油品供应发挥积极作用。

降低硫含量是车用油发展的主要趋势

随着汽车行业的飞速发展和汽车保有量快速增加，车用汽油的需求量也逐渐增大，汽油燃烧后产生的硫氧化物、氮氧化物、碳氢化物、二氧化碳给大气环境以及人类自身带来诸多危害。因此，多个国家或地区在制定车用汽油标准时都严格控制对环境有影响的指标，如硫含量、烯烃含量、芳烃含量、苯含量、锰含量及蒸气压等。

1998年6月在比利时布鲁塞尔举行的第三届世界燃料会议上，欧洲汽车制造商协会（ACEA）、汽车制造商联盟（Alliance）、日本汽车制造商协会（JAMA）和（美国）发动机制造商协会（AAMA）代表全球汽车行业联合发表了“世界燃油规范”，提出了世界范围的汽柴油标准。世界燃油规范的第一版于1998年出版，把燃油分成三个等级，2000年4月再版，把燃油分为四个等级，2002年12月进行了第三次修订，2006年9月由欧洲汽车制造商协会（ACEA）主持编制了第四版世界燃油规范。

“世界燃油规范”影响不可低估，许多国家制定新燃油标准时都参考这一燃油规范。美国、日本等国家和欧盟在不同时期据此制定符合本国实情的车用汽油质量标准。

随着环保要求的日益严格，世界主要发达国家车用汽油有害物质含量逐步降低，尤其是硫含量自2008年后降至10μg/g以下，降低汽油硫含量已成为今后一段时间内车用汽油发展的主要趋势。同样，车用汽油中的硫含量也成为各国汽油质量的主要标志。

我国自2000年开始限制含铅汽油生产，执行车用无铅汽油标准GB17930—1999。该标准除了进一步降低硫含量外，首次对车用汽油中的烯烃、芳烃和苯含量作了限制性规定。2006年，鉴于已经实施的国Ⅱ和即将实施的国Ⅲ机动车排放法规，我国对GB17930标准进行了修订，即GB17930—2006（Ⅱ）、GB17930—2006（Ⅲ），俗称国Ⅱ汽油和国Ⅲ汽油标准。

2010年，我国车用汽油执行的GB17930—2006（Ⅲ）标准中，硫含量指标达到“世界燃油规范”中的二类标准，达到欧Ⅲ排放要求时的汽油硫含量标准，但比欧盟滞后整整10年。为了进一步改善环境，提高人们的生活水平，满足国家第Ⅳ阶段排放要求，经过多方调研、考察和论证，全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会借鉴国外车用汽油质量升级的发展趋势并考虑到我国炼油工业的实际情况，对车用汽油GB17930—2006（Ⅲ）标准进行了适当修订，对车用汽油的硫含量、烯烃含量、锰含量和蒸气压提出了更高要求。这对国内部分炼油企业来说是一个严峻挑战，将可能对车用汽油的生产带来很大影响。

炼油企业迎来挑战

我国原油密度大，轻质组分少，因此国内早期建设的炼油企业重油二次加工多以催化裂化为主，所产汽油也就以催化裂化汽油为主，催化重整比例偏低，异构化、烷基化生产能力严重不足。近十年来，由于车用汽油质量升级的需要，国内生产汽油的重整能力有所提高，但鉴于炼油装置的规模大、投资高，在近期内改变这种局面存在很大难度。即使重整能力提高，但由于国Ⅳ标准的芳烃含量限制，重整汽油的调和比例也不宜超过50%，再加上国Ⅳ标准的锰含量限制，使得国内部分炼油企业高标号车用汽油生产变得越来越困难。

随着环保要求的日益严格，世界主要发达国家车用汽油有害物质含量逐步降低。图为中国石化北京石油成品油质检工作现场。 胡庆明 摄

以国内某一炼油企业为例，原油加工量约400万吨/年，实际生产过程中，该企业生产97号车用汽油、97号车用乙醇汽油调和组分油、93号车用汽油、93号车用乙醇汽油调和组分油四个牌号汽油。大致调和方案为：重整汽油和催化汽油以适当比例调和后，添加适量的MMT调和成为适宜标号的车用乙醇汽油调和组分油，再添加适量的MTBE调和成为同标号的车用汽油。

为满足国Ⅲ车用汽油标准中苯含量和硫含量要求，2009年，该企业先后投产了8万吨/年的苯抽提装置 和 90万 吨/年 的S-Zorb催化汽油吸附脱硫装置。这两套装置的开工投产，很好地满足了国Ⅲ车用汽油标准中苯含量和硫含量要求，但是在脱苯和降硫过程中，多少降低了汽油组分的研究法辛烷值，为该企业97号汽油生产带来一定的困难。

正在讨论的国Ⅳ车用汽油标准实施在即，相对于国Ⅲ车用汽油标准，国Ⅳ车用汽油标准中，硫含量、烯烃含量、锰含量和蒸气压进一步降低。在这些项目中，烯烃含量和锰含量是影响汽油辛烷值的直接因素，二者的降低直接造成汽油辛烷值的下降。硫含量的降低需要通过工艺过程控制来实现，但是不论是加氢脱硫或是吸附脱硫均会造成汽油馏分的辛烷值降低；蒸气压的降低使得汽油馏分中高辛烷值的轻组分减少，又成为汽油产品辛烷值下降的因素之一。所以，在现有生产工艺无法作较大调整的情况下，灵活调整汽油生产方案生产合格的高标号国Ⅳ车用汽油，更成为部分炼油企业的难点。

仍以该企业为例。鉴于该企业已建有催化汽油吸附脱硫装置和重整汽油苯抽提装置，国Ⅳ车用汽油中的硫含量、烯烃含量和苯含量指标很容易实现。锰含量和蒸气压通过生产调整也易于达到，但是上述项目的达标均以降低汽油辛烷值为代价，如何补偿这些辛烷值，应成为高标号汽油生产所考虑的重点。

在目前多数炼油企业仅靠催化裂化和催化重整工艺生产车用汽油的情况下，要生产合格的97号国Ⅳ车用汽油存在一定的难度，辅以催化汽油吸附脱硫装置和重整汽油苯抽提装置，通过灵活调整重整汽油苯抽提装置操作，可以生产出合格的97号国Ⅳ车用汽油，但调整余地受限。基于此，应考虑其他提高汽油辛烷值方法，如异构化工艺或烷基化工艺，或者采用新型高效汽油辛烷值改进剂，这样才能使97号车用汽油生产更加灵活、方便、经济。