車用汽油中烯烴含量和芳烴含量現狀研究

許臘梅，杜玉琦，張 潔，李緣良，戴光明

(1 北京市產品質量監督檢驗研究院，北京 101300；2 國家汽車質量檢驗檢測中心(北京順義)，北京 101300)

隨著城市的不斷發展，路面上的汽車數量也隨之增加。根據國家統計局數據顯示2020年民用汽車擁有量27338.56萬輛。雖然國家已出臺關于小客車數量調控的相關規定，但是也抵擋不住人們購車的欲望。隨之而來比較突出的問題是小客車尾氣排放污染。

車用燃油是影響機動車尾氣排放的重要環節，而其中車用汽油中因為含有毒性和不穩定性的烯烴和芳烴成分會對人體的健康、生活環境或產品的穩定性產生不利的影響[1]。所以在車用汽油、車用乙醇汽油(E10)和車用乙醇汽油調和組分油等產品標準中經常對烯烴含量和芳烴含量進行限制[1]。同時烯烴和芳烴也是影響機動車尾氣排放的關鍵指標。所以降低車用汽油中的烯烴含量和芳烴含量，既是保護環境必須達到的要求，也是燃油生產企業發展的方向。

為了探討近年來車用汽油中烯烴含量和芳烴含量的真實現狀，本文從2018年始，以每年隨機選取100組市售車用汽油，共400組樣本進行烯烴含量和芳烴含量的檢測，對檢測結果比對分析。此次檢測依據GB/T 30519-2014《輕質石油餾分和產品中烴族組成和苯的測定 多維氣相色譜法》[1]檢測法測定車用汽油中的烯烴含量和芳烴含量的體積分數。

1 檢測儀器與檢測方法

1.1 檢測儀器簡介

本次研究所用到的主要儀器有：多維氣相色譜儀，規格型號GC-2014 SFID；氣相色譜儀，規格型號GC-2014 FID；電子天平，規格型號萬分之一XS204。

1.2 試驗內容介紹

1.2.1 項目介紹

烯烴因是一種不飽和烴，化學性質活潑，容易促進臭氧的形成，抗氧化安定性較差。烯烴同時是一種高辛烷值汽油組分，一般由原油催化裂化后形成[3]。由于我國汽油的生產方式是以催化裂化汽油占大多數，而催化裂化汽油中的烯烴含量高，體積分數為40%～60%[4]。因此這些特質會對汽車的進油系統內形成膠質、噴嘴產生積碳發生堵塞和促使發動機效率下降等影響[3]。

芳烴也是一種不飽和烴，含有苯環，其化學性質較穩定，抗爆性好。高分子芳烴會導致火花塞積碳失火和燃燒室沉積物增加，引起排放惡化，同時芳烴燃燒時會形成致癌物質苯，排入大氣后會影響人類健康[3]。

本次追蹤2018年至2021年共計400組數據了解目前北京市車用汽油中烯烴含量和芳烴含量現狀及變化趨勢。

1.2.2 方法介紹

烯烴含量和芳烴含量是用多維氣相色譜儀進行檢測。其檢測原理是樣品進入色譜系統的分離柱，先使脂肪烴和芳烴組分分離。脂肪烴組分通過烯烴捕集阱時烯烴組分被選擇性保留下來。芳烴則是芳烴組分通過六通閥切換使烯烴捕集阱封閉并暫時脫離載氣流路，與苯分離，待苯洗脫檢測后，通過切換另一個六通閥對C7+芳烴組分進行反吹，使它進入檢測器檢測，待檢測完畢后，再次通過閥的切換使烯烴捕集阱進入載氣流路中，待烯烴在烯烴捕集阱中完全脫附并進入檢測器檢測，此時出現完整峰圖，再通過校正的面積歸一法進行計算，分別得出飽和烴、烯烴、芳烴和苯的含量[1]。

2 實驗結果與討論

2.1 數據匯總

依據標準方法對各樣本進行檢測，并將檢測結果按照表1和表2進行匯總。分類方法見圖1～圖8,將烯烴和芳烴各分為三個數據區間。

圖1 2018年烯烴含量數據Fig.1 Olefin content data in 2018

圖2 2018年芳烴含量數據Fig.2 Aromatics content data in 2018

圖3 2019年烯烴含量數據Fig.3 Olefin content data in 2019

圖4 2019年芳烴含量數據Fig.4 Aromatics content data in 2018

圖5 2020年烯烴含量數據Fig.5 Olefin content data in 2020

圖6 2020年芳烴含量數據Fig.6 Aromatics content data in 2018

圖7 2021年烯烴含量數據Fig.7 Olefin content data in 2021

圖8 2021年芳烴含量數據Fig.8 Aromatics content data in 2018

2.2 討論分析

表1 烯烴含量數據匯總表Table 1 Summary table of olefin content data

圖9 烯烴含量趨勢Fig.9 Trend of olefin content

通過對圖9和表1進行分析得出：烯烴含量檢測值>7.5的數據，2018年占比為75%，2019年該組數據占比為39%，2020年該組數據占比為24%，2021年該組數據占比降至15%；5<檢測值≤7.5的數據，2018年至2021年的分別占比為12%、37%、57%、55%；檢測值≤5的數據，2018年年至2021年分別占比為13%、24%、19%、30%。結合上述數據可明顯看出車用汽油中，高烯烴含量樣本數有明顯的減少趨勢，低烯烴含量樣本數有明顯的增加趨勢。

表2 芳烴含量數據匯總Table 2 Summary table of aromatics content data

圖10 芳烴含量趨勢Fig.10 Trend of aromatics content

圖10和表2進行詳細分析得出：芳烴含量檢測值>30的數據，2018年檢測值占比到56%、2019年檢測值占比到54%、2020年檢測值占比到53%、2021年檢測值占比到49%；25<檢測值≤30的數據，2018年至2021年分別占比為43%、36%、46%、45%；檢測值≤25的數據，2018年至2021年分別占比為1%、10%、1%、6%。通過上述分析由此看來車用汽油中的芳烴含量也呈現出逐年小幅度的下滑趨勢，它的檢測值區間大致在25～30之間。

3 結 論

車用汽油中烯烴含量和芳烴含量在近幾年呈逐年下降趨勢。引起該現象的原因，有以下幾點。(1)國家相關部門的嚴格要求，通過國家標準進行促進。如表3所示，GB 17930-2011《車用汽油》標準中對烯烴含量的標準值由國Ⅲ要求的30%(V/V)[5]，下降至國內現行國ⅥA的標準值18%(V/V)[6]；DB11/238-2016《車用汽油》中的對烯烴含量的標準限值更是低至15%(V/V)[7]；芳烴含量的標準值由國Ⅲ40%(V/V)[8]，下降至國內現行國ⅥA的標準限值35%(V/V)[7]；與北京地標DB11/238-2016《車用汽油》[7]限值一致(北京即將實施新地標，其中標準限值有所下降)[5-8]。(2)以國家標準、地方標準為依據，相關行政部門采取多種手段，定期和不定期的進行監督抽查，同時也采用國家、省市縣等各級別的監督、投訴、舉報、執法抽查等一系列監管手段，嚴格把控烯烴、芳烴含量的走向。(3)生產企業對催化裂化技術的改進提升，催化加氫等生產工藝的更多應用，通過技術工藝的改革既保證了辛烷值的穩定，又能減少烯烴芳烴的含量。由此可見降低車用汽油中烯烴芳烴含量是發展的必然趨勢，同時也是減少汽車尾氣污染保護環境的一種手段。

車用汽油油品質量已經受到市場監督管理局、機動車排放管理中心、生態環境局、標準制定機構等相關政府部門的監管，例如抽樣監督、專項監督、降低標準限值和路面尾氣檢測等。避免私調劣質油品的市場混入。

表3 標準中烯烴、芳烴含量發展趨勢Table 3 Development trend of olefin and aromatics in standard

目前車用汽油中烯烴含量和芳烴含量現狀表現雖然良好，同時也還是需要廣泛的生產企業通過提升煉化工藝水平和優化原料油性質等技術手段[9]，在保證降低對車用汽油其他性能指標影響的情況下繼續降低車用汽油中的烯烴含量和芳烴含量。