中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院

近10年來我國汽車工業(yè)高速發(fā)展，汽油發(fā)動機越來越多地采用缸內(nèi)直噴，噴嘴的孔徑更為細(xì)小，因此對汽油清凈性要求也越來越高。特別是近年來大氣污染嚴(yán)重，汽車排放是城市霧霾頻現(xiàn)的元兇之一。汽油清凈劑是保持汽車內(nèi)部清潔、減少排放的一種有效添加劑，可以提高汽油的清凈性，提升汽油品質(zhì)，有很好的社會經(jīng)濟效益。

國外的汽油中已經(jīng)普遍使用了清凈劑，但沒有類似我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。只是《世界燃油規(guī)范》中提出了對燃油的清凈性要求和相應(yīng)的評價方法以及清凈性限值。國內(nèi)的GB 19592《車用汽油清凈劑》國家標(biāo)準(zhǔn)是2004年制定的，距今已經(jīng)十余年，這期間國內(nèi)對環(huán)保的要求越來越高，大氣污染防治進(jìn)程也加快，對機動車和燃油都提出了更嚴(yán)格的要求。原標(biāo)準(zhǔn)對汽油清凈劑的清凈性能要求落后于《世界燃油規(guī)范》中Ⅱ類汽油，而現(xiàn)在全國已經(jīng)實施國Ⅵ汽油標(biāo)準(zhǔn)，對油品提出了更嚴(yán)格的要求，因此現(xiàn)行的車用汽油清凈劑標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足發(fā)動機和汽油對清凈劑的要求，有必要對現(xiàn)行汽油清凈劑國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，提高對清凈劑性能的要求。

中國石化石油化工科學(xué)研究院于2015年開始起草標(biāo)準(zhǔn)文本。由于此次修訂距2004年首次發(fā)布時間間隔較長，在此期間國內(nèi)汽車工業(yè)高速發(fā)展，國家對汽油質(zhì)量和發(fā)動機排放有了更加嚴(yán)格的要求，因而對與此有關(guān)的汽油清凈劑的需求也有了很大的變化，故本標(biāo)準(zhǔn)的修訂內(nèi)容較多，于2016年7月形成征求意見稿初稿，其后補充進(jìn)行了一些國內(nèi)汽油清凈性的考察工作，于2018年3月提出征求意見稿。2018年7月召開車用汽油清凈劑國家標(biāo)準(zhǔn)審查會，目前該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)以標(biāo)準(zhǔn)號GB 19592—2019正式發(fā)布，并于2020年5月1日正式實施。

修訂內(nèi)容與實施建議

新修訂國標(biāo)（以下簡稱新標(biāo)準(zhǔn)）與GB19592—2004《車用汽油清凈劑》相比，內(nèi)容主要變化如下：

范圍、術(shù)語和定義

新標(biāo)準(zhǔn)修改了標(biāo)準(zhǔn)的范圍，刪除原標(biāo)準(zhǔn)“適用于車用汽油清凈劑的生產(chǎn)銷售和檢驗”，修改為“本標(biāo)準(zhǔn)適用于車用汽油和車用乙醇汽油中使用的汽油清凈劑”。并在“車用汽油清凈劑”定義中增加了“車用乙醇”的表述，修改為：“添加到車用汽油或車用乙醇汽油中用來防止發(fā)動機進(jìn)氣道、進(jìn)氣閥和噴油嘴等部位產(chǎn)生沉積物或者可帶走沉積物的物質(zhì)，通常是含有一些聚合體的無灰有機物”。

2004年制定原標(biāo)準(zhǔn)時是國內(nèi)乙醇汽油應(yīng)用的起步時期，對乙醇汽油的應(yīng)用還未能積累充分的實際經(jīng)驗。隨著乙醇汽油使用面的擴大和時間的增長，有關(guān)乙醇汽油的應(yīng)用研究也逐漸開展，其中在清凈性研究方面，郭瑞蓮等通過道路行車試驗及M111臺架試驗發(fā)現(xiàn)燃用93號E10車用乙醇汽油比燃用93號無鉛車用汽油更容易在進(jìn)氣閥上形成沉積物[1]；徐小紅等經(jīng)過Ford2.3 L臺架試驗表明，E10汽油比相同基礎(chǔ)汽油清凈性更好[2]。這些研究都認(rèn)識到乙醇汽油也有進(jìn)氣系統(tǒng)沉積物的問題。從兩種臺架試驗結(jié)果（相關(guān)油品和試驗數(shù)據(jù)見表1～表4）可以看出：乙醇汽油也生成進(jìn)氣系統(tǒng)沉積物，其生成量的多少與普通汽油類似，與汽油的組成有關(guān)。加入清凈劑后也可以大大抑制乙醇汽油在發(fā)動機進(jìn)氣閥處沉積物的生成。

由于在原標(biāo)準(zhǔn)中沒有將乙醇汽油納入適用范圍，曾經(jīng)給質(zhì)監(jiān)部門和汽油清凈劑生產(chǎn)企業(yè)帶來困擾和糾紛。為使車用汽油清凈劑的生產(chǎn)及檢驗有法可依，避免類似情況再次發(fā)生，在本標(biāo)準(zhǔn)的范圍中增加了汽油清凈劑適用于乙醇汽油的內(nèi)容。

要求和試驗方法

在“要求和試驗方法”中，增加了4.1的條目，將原標(biāo)準(zhǔn)的表注內(nèi)容修改為該條內(nèi)容，表述為車用汽油清凈劑中不得人為加入可生成灰分的化學(xué)物質(zhì)，按照產(chǎn)品推薦用量加入車用汽油清凈劑后的車用汽油和車用乙醇汽油應(yīng)符合相對應(yīng)的汽油標(biāo)準(zhǔn)。這一條是技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門及生產(chǎn)流通領(lǐng)域企業(yè)容易忽視的地方，汽油清凈劑只有在滿足對汽油質(zhì)量無害的基本要求的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)一步考察清凈劑的具體技術(shù)要求。車用汽油清潔劑技術(shù)要求和試驗方法見表5。

表1 M111臺架試驗用汽油理化性質(zhì)分析[1]

表2 E10汽油與含清凈劑E10汽油的M111臺架試驗結(jié)果[1]

表3 Ford 2.3L臺架試驗用汽油理化性質(zhì)[2]

表4 E10汽油與含清凈劑E10汽油的Ford臺架試驗結(jié)果[2]

基本理化指標(biāo)

結(jié)合清凈劑的組成及其調(diào)合、使用特點，原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定產(chǎn)品傾點不高于-15 ℃，新標(biāo)準(zhǔn)修訂為產(chǎn)品傾點不高于-20 ℃，有利于滿足國內(nèi)大部分地區(qū)的使用。在嚴(yán)寒地區(qū)，可能需要傾點更低的產(chǎn)品，供貨商可以根據(jù)需求生產(chǎn)，與所規(guī)定的不高于-20 ℃不矛盾。為滿足汽油清凈劑的運輸、日常貯存和使用安全的要求，新標(biāo)準(zhǔn)將閉口閃點由原來的不低于45 ℃修訂為不低于60 ℃，以滿足化學(xué)品分類中第四類可燃液體的要求。

表5 車用汽油清凈劑的技術(shù)要求和試驗方法

因國內(nèi)汽油標(biāo)準(zhǔn)升級很快，對硫含量限制越來越嚴(yán)格，當(dāng)前全國車用汽油實行國VI標(biāo)準(zhǔn)，對汽油中硫含量要求10 mg/kg以下，很少量硫引入就可能造成汽油質(zhì)量不合格，因此有必要對汽油中加入添加劑的硫含量加以限制。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硫含量不大于50 mg/kg，此限值對因清凈劑的加入造成汽油硫含量超標(biāo)的影響較小。

征求意見稿中硫含量的測定采用的方法是SH/T 0689（紫外熒光法），有企業(yè)反映該方法會受到樣品中氮元素的影響而使結(jié)果偏高。石油化工科學(xué)研究院何沛等做了紫外熒光法測定輕質(zhì)油品中總硫含量的影響的研究[3]，結(jié)論是當(dāng)?shù)看笥?00 μg/g時，影響硫測定的準(zhǔn)確性，需要檢測設(shè)備加裝低硫高氮附件去除氮元素的干擾才能測定。相比未加低硫高氮附件的檢測方法，加裝該附件測定得到的硫含量顯著降低。當(dāng)?shù)|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2 000 μg/g時，加裝附件測定的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.2 μg/g，而未加裝附件的兩臺設(shè)備測定的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為31 μg/g和35 μg/g。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硫含量的測定采用NB/SH/T 0689，同時在腳注C中說明也可采用GB/T 11140、SH/T 0842、SH/T 0253 進(jìn)行測定，有爭議時以加裝低硫高氮附件的NB/SH/T 0689方法為準(zhǔn)。

汽油中很少量的氯存在會在燃燒后的高溫環(huán)境中對發(fā)動機氣缸、活塞、噴嘴、排氣閥和排氣管等造成腐蝕，為防止添加劑將氯引入汽油，因而需控制清凈劑中氯含量，對保護(hù)發(fā)動機有重要作用。新標(biāo)準(zhǔn)增加了氯含量的項目要求，規(guī)定清凈劑中氯含量不大于10 mg/kg。

模擬進(jìn)氣閥沉積物質(zhì)量

該試驗是模擬進(jìn)氣道噴射發(fā)動機將汽油噴射到較高溫度進(jìn)氣閥上的狀態(tài)，以此來考察汽油在進(jìn)氣閥上沉積物的生成趨勢。該項是簡易評估汽油清凈劑清凈性能的一項快速、經(jīng)濟的試驗。原標(biāo)準(zhǔn)中是以沉積物下降率表示，且沒有給出限值。經(jīng)過多年的實踐應(yīng)用，此方法累積了與發(fā)動機試驗之間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，并且該方法已被規(guī)范化為國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 37322—2019），因此此次修訂增加了限值。如果模擬試驗方法結(jié)果與發(fā)動機試驗結(jié)果產(chǎn)生分歧，以發(fā)動機試驗方法的結(jié)果作為仲裁依據(jù)，來判斷產(chǎn)品是否合格。

原標(biāo)準(zhǔn)中有“進(jìn)氣系統(tǒng)沉積物下降率”項目（GB/T 19230.4），該項目所用測試方法的儀器設(shè)備為國外進(jìn)口，自2004版標(biāo)準(zhǔn)以后此方法沒有被廣泛應(yīng)用，至今國內(nèi)僅有一家單位具備此方法的試驗條件，由于現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有其他的試驗方法可以替代，故此次修訂將“進(jìn)氣系統(tǒng)沉積物下降率”取消。該方法仍為有效的國家標(biāo)準(zhǔn)，可以繼續(xù)在清凈劑的研發(fā)中發(fā)揮作用。

進(jìn)氣閥沉積物和燃燒室沉積物

在2019年發(fā)布的世界燃油規(guī)范第六版中，采用發(fā)動機臺架對汽油的清凈性進(jìn)行評價，對不同階段分類的汽油其清凈性要求見表6。表中的試驗方法CEC F-20-A對應(yīng)國標(biāo)GB/T 19230.6（ 方 法 1），ASTM D6201對應(yīng)GB/T 19230.5（方法2）。

由表6可以看出，世界燃油規(guī)范中從3類汽油開始，對清凈性的要求有了較大提升。我國現(xiàn)階段國VI汽油與世界燃油規(guī)范的5類接近，對汽油的清凈性也應(yīng)當(dāng)提高要求。

原標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定兩種發(fā)動機試驗對IVD的要求分別為不大于70 mg（方法1）和130 mg（方法2），這個要求已經(jīng)與當(dāng)前汽油對清凈性的要求有了較大的差距。為了提高汽油清凈劑的性能，滿足汽車的需求，對平均進(jìn)氣閥沉積物質(zhì)量要求修訂為：

◇方法1，平均進(jìn)氣閥沉積物（IVD）質(zhì)量不大于30 mg，總?cè)紵页练e物（TCD）質(zhì)量增加率不大于30%；

◇方法2，平均IVD不大于50 mg，TCD增量不大于30%。

表6 世界燃油規(guī)范汽油清凈性評價方法及限值

基礎(chǔ)試驗油的性質(zhì)

用于防銹性試驗、破乳性試驗、噴嘴質(zhì)量流量損失率試驗、模擬進(jìn)氣閥沉積物質(zhì)量試驗和發(fā)動機試驗的基礎(chǔ)試驗燃料的特殊要求見表7。征求意見稿在表7中只給出每項試驗的特殊要求，對燃料的其它要求都規(guī)定為符合GB 17930《車用汽油》的汽油標(biāo)準(zhǔn)，取消了原標(biāo)準(zhǔn)附錄A中辛烷值、餾程、誘導(dǎo)期、硫含量及烯烴、芳烴的要求。

征求的意見當(dāng)中有觀點認(rèn)為國家汽油標(biāo)準(zhǔn)變化較快，企業(yè)在生產(chǎn)實踐中難以得到低階段標(biāo)準(zhǔn)的汽油來開展試驗。所以送審稿修改為：用于評定車用汽油清凈劑防銹性、破乳性、噴嘴質(zhì)量流量損失率、模擬進(jìn)氣閥沉積物質(zhì)量試驗和平均進(jìn)氣閥沉積物質(zhì)量試驗的基礎(chǔ)試驗燃料的技術(shù)要求除符合GB 17930《車用汽油》標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)符合表7（標(biāo)準(zhǔn)附錄A表A.1）的各項試驗項目對應(yīng)要求。不再標(biāo)明汽油標(biāo)準(zhǔn)階段，這表示除特殊要求外，試驗采用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的汽油即可。

小包裝清凈劑

市場上汽油清凈劑應(yīng)用通常分為2種方式，一種方式是先在汽油中加入清凈劑，然后車主購買含有清凈劑的汽油加入油箱；另一種方式是車主自行購買小包裝的清凈劑產(chǎn)品直接加入汽車油箱。后一種方式的小包裝產(chǎn)品也被稱為汽車后市場清凈劑，分為清洗型和保潔型。后市場清凈劑與前一種方式清凈劑因使用方式不同或使用目的不同而對某些技術(shù)要求也略有不同，比如某些后市場產(chǎn)品在清凈性能的基礎(chǔ)之上，還具有將油箱中的水?dāng)y帶走的功能，而該類小包裝產(chǎn)品不建議具有破乳性能。技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門希望將小包裝產(chǎn)品納入本標(biāo)準(zhǔn)范疇，但由于本標(biāo)準(zhǔn)沒有涉及清洗型產(chǎn)品的清洗性能，故而無法涵蓋所有售后市場小包裝清凈劑的質(zhì)量要求。

表7 各項試驗基礎(chǔ)試驗燃料對應(yīng)的技術(shù)要求

汽油清凈劑標(biāo)準(zhǔn)與汽油清凈性關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)制定的是汽油清凈劑產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，主要技術(shù)指標(biāo)是對汽油清凈劑提出的，要求生產(chǎn)和銷售的汽油清凈劑必須滿足標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求，而不是要求車用汽油滿足本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。制定汽油清凈劑標(biāo)準(zhǔn)時，參考了世界燃油規(guī)范對油品的要求，希望通過臺架試驗證明加入的清凈劑可使汽油提高清凈性，由于試驗所用汽油是特別規(guī)定的，目的是用相同的基礎(chǔ)汽油來區(qū)分不同清凈劑的優(yōu)劣，所以在汽油清凈劑實際使用中有可能出現(xiàn)汽油的實際情況超過或達(dá)不到清凈劑通過臺架所表現(xiàn)出的效果，這是因為汽油組分不同所致。因此，建議有關(guān)部門在對汽油的相關(guān)性能進(jìn)行檢測時，應(yīng)考慮不同來源不同產(chǎn)地汽油所造成的差異。

結(jié)束語

國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB19592—2019《車用汽油清凈劑》于2020年5月1日正式實施，新標(biāo)準(zhǔn)相比舊標(biāo)準(zhǔn)從適用范圍到技術(shù)要求等有一系列變化，適應(yīng)了汽車工業(yè)與環(huán)境發(fā)展對清凈劑的要求，同時對清凈劑市場起到約束規(guī)范作用。

近年來，隨著直噴技術(shù)在汽油車的廣泛應(yīng)用，關(guān)于直噴汽油機的清凈性臺架試驗方法也正在開發(fā)中。此外，隨著乙醇汽油在全國范圍的推廣使用，對清凈劑標(biāo)準(zhǔn)中基礎(chǔ)燃料的選擇也將有新的要求。因此，在未來車用汽油清凈劑標(biāo)準(zhǔn)修訂中，將綜合考慮最新清凈性臺架評定技術(shù)、乙醇汽油使用性等多方面因素，修訂滿足汽車、環(huán)保及燃油需求的清凈劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。