对车用汽油(苏Ⅴ)安全风险的分析

摘要：2013年年底江苏省的沿江八市按照规定开始使用苏Ⅴ车用汽油，为了检查苏Ⅴ汽油的质量情况，对南京市范围内加油站的169个批次的苏Ⅴ汽油产品进行风险分析。主要从汽油的牌号、锰含量、蒸气压、硫含量和烯烃含量等有异于以往国Ⅳ汽油的项目进行了重点分析。通过分析得到，目前南京市的苏Ⅴ汽油基本可以满足标准要求，与苏Ⅳ汽油标准相比较，苏Ⅴ汽油标准对有害物质的排放进一步扼制，对汽油的环保性能提出了更高的要求，逐渐向清洁燃料的目标靠近，符合当前节能减排的趋势，产品质量整体较好。

关键词：苏Ⅴ汽油；风险分析；环保性能

随着近年来汽车保有量迅速上升，越来越多的消费者开始关注汽油的质量，劣质汽油对发动机的危害也广为人知，城市空气质量也和汽油的质量密切相关。为保障广大人民群众的健康及财产安全，江苏省环境保护厅和江苏省质量技术监督局于2013年9月15日了车用汽油（苏Ⅴ）地方标准，标准中规定于2013年10月1日实施（2013年12月1日全面实施）车用汽油（苏Ⅴ）质量标准（本文简称“苏Ⅴ”）。

与GB17930-2011《车用汽油》（国IV）标准相比较，DB 32/2354-2013《车用汽油（苏Ⅴ）》标准主要是对汽油的环保性能提出了更高的要求，对标准中的硫含量、烯烃含量、锰含量以及蒸气压等指标提出了更高的要求。主要表现在以下几个方面：1）车用汽油的牌号由“90号、93号、97号”修改为“89号、92号、95号”，修改研究法辛烷值为“不小于89、92、95”，相应的抗爆指数为“不小于84、87、90”；2）锰含量由原来的“不大于0.008g/L”降为“不大于0.002g/L”；3）增加了密度（20℃）的检测项目，并规定指标值为720-775kg/m3 ；4）将11月1日至4月30日的蒸气压范围调整为45-85kpa，5月1日至10月30日的蒸气压范围调整为40-65kpa；5）将硫含量由“不大于50 mg/kg”调至“不大于10mg/kg”；6）将烯烃含量（体积分数）由28%降到25%。由此可看出，与苏Ⅳ汽油标准相比较，苏Ⅴ汽油标准对有害物质的排放进一步扼制，对汽油的环保性能提出了更高的要求，逐渐向清洁燃料的目标靠近，符合当前节能减排的趋势。

为检查苏Ⅴ汽油标准执行情况，根据江苏省质量技术监督局要求，由江苏省质检院牵头、泰州质检院辅助于2013年12月16日至2014年1月15日对南京市范围内加油站的169个批次的苏Ⅴ汽油产品进行风险分析。

一、开展风险分析工作的基本情况

1.工作进行的总体情况

本次风险分析，总共抽取107家企业的汽油样品169批次，合格产品167个批次，存在问题产品2个批次，合格率为98.82%。其中，央企加油站汽油样品119个，合格119个，合格率100%；民营加油站汽油样品50个，合格48个，合格率96%。

2.汽油风险分析检测项目及检测方法

本次风险分析重点监控对使用过程中容易造成汽车使用质量事故的指标，以及对环保影响较大的指标。本次监测项目为硫含量、馏程（外加初馏点和5%馏出温度）、芳烃烯烃和锰含量，均为标准DB 32/2354-2013规定的项目。

二、风险分析结果

1.硫含量数据的总体分析

本次监测的169个样本中，有2个批次的硫含量不合格。硫含量是指存在于油品中的硫及其衍生物中的硫含量，是汽油、柴油的重要指标之一，硫含量过大，可造成设备腐蚀，燃烧时生成的二氧化硫和三氧化硫会腐蚀汽缸和排气管，与油接触后还会加速其老化变质，同时会严重污染大气，造成酸雨，危害人和生物体的健康，破坏建筑物的外表等。随着各国对机动车尾气排放要求的不断加严，降低车用燃料中的硫含量已经成为全球车用燃料品质提高的一个主要标志。这是由于燃油中的硫的存在会造成尾气催化器中催化剂的中毒，从而降低尾气转化效率，无法达到降低污染物排放的目标。目前在炼油工业上广泛采用的降低汽油中硫含量的工艺是加氢脱硫和吸附脱硫。近三年来，车用汽油的硫含量限量不断降低，从硫含量规定值150ppm到50ppm，再到现在的10ppm，降到了以前国Ⅲ汽油的十分之一以下，其降低速度之快，也反映了国家对防治大气污染的力度之强硬。硫含量的进一步大幅度降低，硫化物对净化器的毒害作用进一步减少，净化器转化能力得以提升，使汽车减排得以实现，氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物减排效果明显，PM2.5也会同步削减。

本次监测的硫含量在5ppm以上的仅23批次，其余的146批次硫含量均在5ppm以下，占总数的86.4%；从图1可以看出，91.7%的样本硫含量数值在2～6ppm之间；本次监测的硫含量平均值为4.1ppm。从检测结果上看，该次所检测的样本总体质量状况良好，硫含量平均水平远远低于我省地方标准要求的不大于10ppm。

图1硫含量检测结果统计 图2 烯烃含量检测结果统计

2.烯烃芳烃数据的总体分析

与国Ⅳ汽油相比，苏Ⅴ汽油的烯烃含量（体积分数）降到了25%。烯烃含量是一项重要的环保指标，烯烃是一种具有较高辛烷值的汽油调和组分，但它是不饱和烃，属于比较活泼的烃类，挥发到大气后因发生光化学反应而加速臭氧的形成，形成光化学烟雾，使环境受到严重污染。另一反面，汽油中烯烃含量过高会影响汽油的安定性，易在燃油喷嘴和进气阀处产生积碳和结焦，从而造成发动机工况变差，增加氮氧化合物排放。

本次监测的烯烃含量平均值为15.9%（体积分数）。含量12%以下的样本数为15个，超过22%的样本数为2个，其余的132个样本烯烃含量均在12%～22%之间，占所有样本数量的88.6%。本次监测的具体分布见图2。从图2可以看出，本次监测样本的烯烃含量均达到要求，总体情况比较好，大部分样本的检测结果集中于12%至22%之间。由于我国炼油加工手段与国外不同，催化裂化汽油是主要调合组分，因此我国车用汽油中烯烃含量较高。近期内不可能将我国汽油中烯烃降至欧美水平（欧洲、美国加州汽油标准中，烯烃要求分别为不大于18%、不大于10%）。随着我国今后在重整、烷基化和异构化等高辛烷值调合组分的增加，以及降低催化裂化汽油烯烃含量的催化剂的工业应用，汽油中的烯烃含量会进一步下降。芳烃是一种具有较高辛烷值和热值的汽油调合组分。但是它燃烧后会导致致癌物苯的形成，并增大CO2的排放。虽然芳烃能够提高辛烷值，但是芳烃含量过高时，尾气中CO、CO2含量增加，而且容易使得进气阀和燃烧室沉积物增多，因此汽油中芳烃含量的控制应该适当，既要考虑减少排放有害物的要求，也要照顾到维持汽

图3 芳烃含量检测结果统计 图4 烯烃+芳烃含量检测结果统计

的要求，也要照顾到维持汽油辛烷值的必要水平。国际上对汽油中芳烃含量的要求有所不同，日本要求不大于42%（体积分数），欧洲标准要求不大于35%。我省地方标准苏V要求不大于40%。本次监测的具体分布见图3。

从图3可以看出，苏V汽油的芳烃含量集中于两段，一是28%～34%，二是34%～40%。主要是由于不同辛烷值要求导致芳烃含量不一致，芳烃含量低的汽油主要为92号汽油，含量高的主要为95号汽油。本次监测的结果有25个95号样本芳烃含量接近标准限值40%，说明目前95号汽油苏V中芳烃含量仍然偏高。

目前，京Ⅴ汽油和沪Ⅴ汽油标准规定烯烃加芳烃总量要求不大于60%，苏Ⅴ汽油规定芳烃含量不大于40%，烯烃含量不大于25%。从本次监控的数据来看（见图4），所有样本的烯烃加芳烃含量在19.8%～56.9%，其中有半数样本的烯烃加芳烃总量介于50%～55%之间。该组数据表明，此次抽查汽油的烯烃芳烃含量符合京Ⅴ汽油、沪Ⅴ汽油要求，也满足苏Ⅴ单项指标含量的要求。

3.锰含量数据的总体分析

苏Ⅴ汽油标准中一个明显特点是金属锰含量限值大幅度降低，要求不大于0.002g/L。锰剂是甲基环戊二烯三羰基锰的简称，是提高汽油辛烷值改善抗爆性的添加剂。按照国IV汽油标准要求，锰含量不大于0.008g/L，炼厂一般控制加至0.006g/L，研究法辛烷值（RON）可提高1～1.5个单位。而苏V的锰含量限值使得在汽油中加入锰剂提升辛烷值没有意义了——0.002g/L能够提升的辛烷值幅度很小。使用含锰的辛烷值改进剂，能够让炼油企业以较廉价的手段实现汽油标号的提高，但添加锰剂后，汽油的燃烧产物会在发动机进气阀、火花塞、活塞杆等部位沉积，影响发动机性能和排放；并会在尾气催化转化剂上沉积，影响催化剂性能。此外，有研究提出锰剂燃烧产物90%是小于2.5微米的细颗粒，排入大气会通过呼吸道进入人体，对健康不利。本次监测的所有样本中，锰含量均未检出，符合苏Ⅴ汽油规定的要求，说明本次的样品整体上质量较好，也基本反映了目前苏Ⅴ汽油的一个整体水平。

4.馏程数据的总体分析

车用汽油的馏程是指油品在规定条件下，蒸馏所得到的以初馏点和终馏点表示其蒸发特性的温度范围。通常用初馏点、10%馏出温度、50%馏出温度、90%馏出温度、终馏点和残留量来表示。馏程是汽油蒸发性能重要的特性之一。一般来讲，初馏点表示汽油中是否含有在低温起动时所需的轻质馏分，是汽油的最低馏出温度，影响发动机低温起动性。10%蒸发温度反映了汽油的低温起动性能，10%蒸发温度愈低，低温时发动机起动需时越短，起动油耗也越少。50%蒸发温度反映了油料的加速性能，此温度低，发动机加速灵敏。饱和蒸汽压的大小与形成“气阻”的程度有直接关系，同时还与安全性直接相关。90%蒸发温度和终馏点表示汽油中高沸点组分（重组分）的多少，决定汽油在气缸中的蒸发完全程度。这两个温度过高，表明重组分过多，不易保证汽油在使用条件下完全蒸发及燃烧，导致气缸内积炭增多，颗粒物排放、污染物排放增加。这不仅会增大油耗，降低发动机功率，使其工作不稳定，而且没完全气化的重组分还会冲掉气缸壁的油，进而流入曲轴箱，稀释油，降低其黏度，使其性能变差，这都将加剧机械磨损。

研究表明，汽油初馏点、5%蒸发温度、10%蒸发温度和雷德饱和蒸气压具有明显的相关性。由于本次监测时间较紧，故未做蒸气压项目，本次监测的馏程数据中增加了初馏点、5%馏出温度，虽然这些指标不在标准的要求范围内，但是它们能够在一定程度上反映汽油的蒸气压数值。苏Ⅴ汽油规定蒸气压范围为：11月1日至4月30日45-85kpa，5月1日至10月30日40～65kpa，与国Ⅳ汽油相比，为防止冬季因蒸气压过低而影响汽车发动机冷启动性能，导致燃烧不充分、排放增加，冬季蒸气压下限由第四阶段的42 kpa提高到45 kpa。为进一步降低汽油中挥发性有机物质的排放，减少大气污染，夏季蒸气压上限由第四阶段的68kpa降低为65 kpa。

图5至图7是本次监测样本从初馏点至10%蒸发温度的数据统计。本次监测大部分汽油的初馏点在30～44℃之间，5%蒸发温度在44～62℃之间，10%蒸发温度在48～68℃之间。对于冬季汽油的使用，这样的蒸发温度肯定能满足不产生气阻的要求；但是，有11个样本的10%蒸发温度太高，超过65℃，容易引起车辆低温冷启动不顺畅；有9个样本的初馏点小于30℃，对于这样的汽油样本，它们在油库、加油站、用户的油箱中的自然蒸发量会比较大。同时，初馏点过低造成的蒸发量增加还能引起大气污染。

图5 初馏点检测结果统计 图6 5%蒸发温度检测结果统计

5.关于苏V汽油使用性能的分析

汽油标号的高低只是表示汽油研究法辛烷值（RON）的大小，应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。通常，压缩比在7.5～8.0应选用90号车用汽油；压缩比在8.0～8.5应选用90～93号车用汽油；压缩比在8.5～9.5应选用93～95号车用汽油；压缩比在9.5～10应选用95～98号车用汽油。一般可以在汽车说明书中查到压缩比，除说明书以外，汽车生产厂也会在油箱盖内侧标注推荐使用的燃油标号。车主应严格按汽车发动机不同的压缩比，选用相应标号的车用汽油，才能使发动机发挥出最佳的效能。

图7 10%蒸发温度检测结果统计 表1：本次监测苏V汽油的平均数据

5.关于苏V汽油使用性能的分析

汽油标号的高低只是表示汽油研究法辛烷值（RON）的大小，应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。通常，压缩比在7.5～8.0应选用90号车用汽油；压缩比在8.0～8.5应选用90～93号车用汽油；压缩比在8.5～9.5应选用93～95号车用汽油；压缩比在9.5～10应选用95～98号车用汽油。一般可以在汽车说明书中查到压缩比，除说明书以外，汽车生产厂也会在油箱盖内侧标注推荐使用的燃油标号。车主应严格按汽车发动机不同的压缩比，选用相应标号的车用汽油，才能使发动机发挥出最佳的效能。

苏V汽油标准实施后，汽油牌号由以前的“90号、93号、97号”修改为“89号、92号、95号”。汽油牌号调整后车辆该如何加油，会不会增加油耗？有人认为，原本加93号的汽油，标号降低后，会损坏发动机，因此原本用93号汽油的汽车只能加95号的汽油。其实这也是没有必要的，因为93号汽油变成92号之后，虽然抗爆性降低了，但是苏V标准抗爆指数跟欧美国家也是基本相同的，而欧美国家也有不少高级车。因此，原本加93号汽油的车主还可以继续加92号汽油。

汽油标号越高，研究法辛烷值和抗爆性就越好。而此次修改标准后，汽油抗爆性反而降低了，其抗爆指数拟修改为“不小于84、87、90”。其主要原因为，其一汽油为了脱硫，达到排放标准，工艺必然改变，汽油抗爆性会略有降低，其二苏Ⅴ汽油中无法人为加入锰剂，也使得辛烷值降低，但降低的抗爆性是在一个很小的范围内，与此前的差别不大。其三烯烃含量的降低，也使得辛烷值略有降低。只要选择的汽油辛烷值与车辆设计的辛烷值基本匹配，即使辛烷值差一、二个单位，也不会对油耗造成明显影响，但不包括满载在高速公路上飙车的情况。消费者在加油时要注意选择和发动机相匹配的汽油牌号，不要错把高牌号汽油简单等同于高质量汽油，多花冤枉钱。

6.关于苏V汽油油耗分析

和国IV汽油相比而言，苏V汽油的清洁性提升了很多。具体表现为：油品色泽较浅，仅有很淡的黄色。我们在日常的检测过程中发现，苏V汽油在测试馏程时，再也不会像以前做汽油馏程测试时那样，试验结束后蒸馏烧瓶留有黑色碳化物，难以清洗，说明苏V汽油中难挥发组分很少。另外，苏V汽油的溶剂洗胶质也很低，标准要求不大于5mg/100mL，但是大都数汽油的溶剂洗胶质都在0.5mg/100mL左右。

清洁性的提升意味着汽油中重组分的减少，也就意味着汽油能量密度的降低，故而油耗会略有增加。但是，长期使用苏V汽油，由于发动机工况保持较好，整体油耗会有所下降。

7.车用汽油对空气污染影响分析

根据本次监测结果，苏V汽油已经达到2009年开始实施的欧V汽油的标准。苏V汽油质量对汽车尾气排放的影响已经下降到了一个较低的水平。虽然在烯烃含量、芳烃含量上面和国外更苛刻的标准相比还有下降的空间——美国加州燃油标准要求烯烃含量不大于10%，芳烃含量不大于25%。但是，高辛烷值组分的高成本也会使汽油的价格大幅度飙升。

三、对重点监控企业及采取何种有效监管控制的建议

1.对重点监控企业的建议

从本次风险监控的结果来看，有问题劣质汽油主要由小型民营加油站销售。对于销售劣质汽油带来的隐患也没有足够的认识，单纯追求利润，往往以低价劣质产品替换优良产品。车主在不知情的情况下被动地使用了劣质产品。使用劣质汽油会带来很多问题，发动机寿命降低，污染排放急剧增加，甚至途中歇火造成事故。对于汽油产品的监管，应当把油库以及民营加油站作为重点监控的对象。从本次风险分析的结果来看，民营加油站是应当是监控的重中之重。

2.对监管措施的建议

（1）由劣质汽油产品从生产销售最终用户的各个环节来看，在生产过程，执法部门对劣质汽油的查处存在很大的困难。最有效地监管措施应当是在加油站对汽油质量进行不定期抽查，规范加油站销售的汽油产品的质量。对于检查过程中发现的存在异常组分的汽油，应当积极追查源头。

（2）加强对加油站经营者的质量培训，使广大汽油经营者了解销售问题汽油带来的风险，以及一旦出现问题需要承担的责任。

（3）劣质汽油的生产环节一般在油库进行。对辖区内油库的日常存储情况进行监控，是避免油库进行非法生产的有效途径。