原子吸收光谱分析的特点

摘要对GB l8350—2001《变性燃料乙醇》、GB 18351—2001《车用乙醇汽油》2项国家标准和Q/SHR 010-2001《车用乙醇汽油调合组分油》l项企业标准的制定依据、主要技术指标的确定做了比较详尽的说明，以便更好地贯彻执行标准，促进车用乙醇汽油的推广应用工作。

前言

中国车用乙醇汽油的研究与推广应用起步较晚，目前正在河南省郑州、洛阳和南阳以及黑龙江省哈尔滨和肇东5个城市进行使用试点。为了适应车用乙醇汽油使用试点和推广应用的需要，根据国家质量技术监督局2000增补项目(三)的通知，由中国石化石油化工科学研究院为组长单位，制定了GB 18351—2001《车用乙醇汽油》国家标准；由中国食品发酵工业研究所为组长单位，中国石化石油化工科学研究院为副组长单位，制定了GB 18350—2001《变性燃料乙醇》国家标准。为了保证车用乙醇汽油的质量，对各炼油厂生产的车用乙醇汽油调合组分油的质量进行控制，制定了中国石化股份有限公司企业标准Q/SHR 010—2001《车用乙醇汽油调合组分油》。GB 18350—2001和GB 18351—2001国家标准于2001年4月15日起实施，Q/SHR 010—2001企业标准于2001年6月11日起实施。这些标准的发布和实施，为车用乙醇汽油的生产和使用提出了明确的技术规范和标准。

本文对车用乙醇汽油标准的核心内容做必要的说明和解释，以利于更好的贯彻、执行标准。

GBl8351-2001《车用乙醇汽油》标准根据调查，国外尚无以汽油为主，加入少量乙醇而成为车用乙醇汽油的国家标准。美国ASTM D5798《车用点火式发动机乙醇燃料》是以乙醇为主的乙醇燃料标准。美国普遍使用含10%乙醇的车用乙醇汽油，该汽油称为Gasohol，但仍执行ASTM D4814《汽车火花点燃式发动机燃料规格》，只是在标准附录中，美国环保局(EPA)允许将10%车用乙醇汽油的蒸气压放宽6.9kPa(1psi)。

根据中国实际情况，考虑到乙醇加入汽油后在储存、运输及使用过程中产生的一些新问题，将车用乙醇汽油从GB 17930—1999《车用无铅汽油》标准中分出来，以满足中国逐步推广使用车用乙醇汽油的需要。

现具体分析GB 18351—2001《车用乙醇汽油》各项技术指标的确定依据。

为了使乙醇的加入和车用乙醇汽油的管理规范化，规定GB 18351—2001标准所指的车用乙醇汽油中只能加入乙醇1种含氧化合物，即用于调合车用乙醇汽油的调合组分油中不应有含氧化合物。因此，在“范围”一章中明确规定，“本标准规定了在不添加含氧化合物的液体烃类中加入一定量变性燃料乙醇及改善使用性能的添加剂组成的车用乙醇汽油的技术条件”。

GBl7930—1999标准规定，汽油氧含量不大于2.7%。因此，如果加入其他含氧化合物后再加入乙醇，或加入乙醇后汽油中氧含量小于或等于2.7%，执行GB 17930—1999标准；含10%乙醇的车用乙醇汽油的氧含量为3.5%，因此，车用乙醇汽油标准规定，除加入乙醇外，不再添加其他含氧化合物。

根据中国实际情况及试验结果，参考美国推广车用乙醇汽油的经验，含10%乙醇的车用乙醇汽油可与不含乙醇的普通汽油相互替代使用而汽车发动机不必进行大的调整。GB 18351-2001标准规定变性燃料乙醇加入量为10.0%±0.5%，相当于氧含量3.5%；同时考虑到变性燃料乙醇国家标准规定乙醇含量不小于92.1%，变性剂最低加入量1.96%和调合时的误差，所以规定乙醇含量为9.0%~10.5%，试验方法采用SH/T 0663—1998《汽油中某些醇类和醚类测定法(气相色谱法)》。在实际执行中发现，各种分析误差以及机械误差叠加后使规定的乙醇含量范围卡边，调合结果往往超出规定范围。经国家标准化管理委员会批准，于2003年3月12日发布了GB18351—2001标准第1号修改单，自2003年3月15日起实施。修改内容为：车用乙醇汽油技术要求中乙醇含量由“9.0%~10.5%”更改为“(10.0±2.0)%”；其他含氧化合物由“未检出”更改为“不大于0.1%”。

在一般车用无铅汽油中只含有少量溶解水，且溶解水含量随环境温度和汽油组成而有所不同。GB 17930—1999标准规定，水含量为“无”，试验方法采用“目测”和GB/T 260—77(88)《石油产品水分测定法》。由于轻质石油产品中水的溶解能力很低，一般低于300ug/g，因此水易于从汽油中分离。

在车用无铅汽油中加入10%乙醇后，乙醇与水完全互溶，与汽油部分互溶，因此在水、乙醇、汽油同时存在时，将形成三元体系。含10%变性燃料乙醇的车用乙醇汽油与普通汽油相比，其吸水性显著增加。试验结果表明，装有车用乙醇汽油的容器敞口放置48h后，其水含量将增加1倍。如果环境温度降低，将很快出现相分离。在一定环境温度和汽油组成条件下，水含量超过一定值时，水相与油相分离。此时，水相在下，有大量乙醇和少量汽油；油相在上，有少量水和乙醇。当发生相分离时，水相中含有72%~80%的乙醇，导致车用乙醇汽油辛烷值下降而达不到规格要求，同时含汽油和乙醇的废水需专门处理才能排放。因此，车用乙醇汽油的水含量是1个关键性指标，在储存和运输过程中防止外界水(包括过去所存水、雨水、雪水及空气中水蒸汽)进入车用乙醇汽油是1个关键技术问题。

用燕山石化公司催化汽油和90号汽油所做的车用乙醇汽油相分离温度与水含量关系试验结果见表1。

项目	相分离温度/℃
项目	空白	1mg/g	2mg/g	3mg/g	4mg/g	5mg/g	6mg/g	7mg/g	8mg/g
燕山3催化汽油+7.7%乙醇	<-40	<-40	-26	1	8
燕山3催化汽油+10%乙醇	<-40	<-40	-40	-12	6	10
燕山3催化汽油+15%乙醇	<-40	<-40	<-40	<-40	-28	-17	-6	13
燕山90号汽油+7.7%乙醇	<-40	<-40	<-40	-24	11	14
燕山90号汽油+10%乙醇	<-40	<-40	<-40	-30	-16	l	18
90号汽油+15%乙醇	<-40	<-40	<-40	<-40	<-40	<-40	<-40	-24	-18

从表1可以看出，汽油中水含量与相分离温度直接相关。当加入10%乙醇、

水含量为0.3%时，燕山90号汽油-30℃产生相分离。

考虑到汽油调合成车用乙醇汽油后经历运输、储存环节及加入用户油箱后用户使用时间等因素，规定水含量为不大于0.15%，试验方法采用SH/T0246—92《轻质石油产品中水含量测定法(电量法)》。

选择以大庆原油为原料的催化汽油及90号汽油，分别加入7.7%、10.0%和15.0%乙醇进行调合，测定调合前后车用乙醇汽油的RON和MON，其变化情况见图1、图2。

从图1、图2可以看出，乙醇分别以7.7%、10.0%和15.0%加入催化汽油后，可使RON增加2~5个单位，而MON只增加1~2个单位

，即乙醇对车用乙醇汽油RON的提高幅度较大，而对MON的贡献率较小。

乙醇的沸点为78.3℃。在汽油中加入10.0%乙醇后，使车用乙醇汽油50%蒸发温度降低10℃左右。由于GB 18351-2001标准与GB 17930—1999标准规定50%蒸发温度不高于120℃，因此仍符合标准要求。

从行车试验来看，车用乙醇汽油50%蒸发温度稍有降低对汽车动力性影响很小。

乙醇蒸气压为18kPa，但乙醇加入汽油后，使汽油蒸气压发生变化。见图3。

从图3可以看出，变性燃料乙醇加入汽油后，汽油蒸气压增加。当加入7.7%变性燃料乙醇后，汽油蒸气压增加了4.8kPa。美国EPA规定车用乙醇汽油的蒸气压放宽4.8kPa，但由于GB 17930—1999标准蒸气压指标偏高(冬季不大于88kPa，夏季不大于74kPa)，因此，GB 18351—2001标准不放宽对蒸气压的限制，实际上对车用乙醇汽油调合组分油的蒸气压要求更加严格了。

在汽油中加入乙醇后，对苯、烯烃和芳烃3种组分起到稀释作用，可使车用乙醇汽油调合组分油的3种组分允许值适当增加。以烯烃含量35%限制为例，当加入10.0%变性燃料

乙醇后，车用乙醇汽油调合组分油按稀释比计算，允许烯烃含量为38.7%。由于GB 17930—1999标准附录A测定汽油中苯和甲苯的方法不适用于含乙醇的汽油，目前采用SH/T 0693—2000汽油中芳烃含量测定法(气相色谱法)》测定车用乙醇汽油中的苯含量。

GB l8350—2001《变性燃料乙醇》标准

GB 18350—2001《变性燃料乙醇》标准等效采用美国ASTM D4806—1999《与汽油混合用作点燃式发动机燃料的变性乙醇标准规格》，两者的技术要求比较见表2。

现具体分析GB 18350—2001《变性燃料乙醇》各项技术指标的确定依据。

项目		GB 18350—2001	ASTM D4806—1999
外观		清澈透明，无肉眼可见悬浮物和沉淀物	清澈透明，无肉眼可见悬浮物和沉淀物
乙醇，%	≥	92.1	92.1
甲醇，%	≤	0.5	0.5
实际胶质/mg·100mL^-1	≤	5.0	5.0
水分，%	≤	0.8	1.0
无机氯(以Cl^-计)/mg·L^-l	≤	32	32
酸度(以双乙酸计)/mg·L^-1	≤	56	56
铜/mg·L^-1	≤	0.08	0.1(mg/kg)
pHe值(2002年4月1日前，pHe值暂按5.7~9.0执行)		6.5~9.0	6.5~9.0

乙醇中存在悬浮物或沉淀物等杂质易堵塞汽车发动机的输油管道，引起故障。GB 18350—2001标准规定，变性燃料乙醇的外观为“清澈透明，无肉眼可见悬浮物和沉淀物”。

乙醇中某些有机含氧化合物和水直接影响变性燃料乙醇的质量，因此，对变性燃料乙醇中乙醇含量要做明确规定。GB 18350—2001标准等同采用ASTM D4806—1999标准，规定变性燃料乙醇的乙醇含量不小于92.1%。

甲醇含量过高将降低车用乙醇汽油的水溶性，提高其蒸气压。当甲醇含量超过2.5%时，影响更为严重，而且存在危险性，所以应严格控制甲醇含量。GB 18350—2001标准等同采用ASTM D4806—1999标准，规定变性燃料乙醇的甲醇含量不大于0.5%。

实际胶质会堵塞燃料过滤器，造成沉积物在化油器、喷射器、进气歧管、气门及气门导管表面的沉积，所以应严格控制。GB 18350—2001标准等同采用ASTM D4806—1999标准，规定变性燃料乙醇的实际胶质不大于5mg/100mL。

水分是车用乙醇汽油非常重要的指标。变性燃料乙醇中水分含量越高，车用乙醇汽油中水含量就越高，造成相分离的可能性越大。GBl8350—2001标准等效采用ASTM D4806—1999标准，规定变性燃料乙醇的水含量不大于0.8%，比ASTM D4806—1999标准严格。

氯离子对许多金属有腐蚀作用，所以应严格加以控制。GB 18350—2001标准等同采用ASTM D4806—1999标准，规定变性燃料乙醇的无机氯含量不大于32mg/L。

乙醇的酸度越高，对汽车金属部件的腐蚀性越大，所以应严格加以控制。GB 18350—2001标准等同采用ASTM D4806—1999标准，规定变性燃料乙醇的酸度不大于56mg/L。

铜是1种非常活泼、可促使烃类在低温下氧化的催化剂。根据资料介绍，若汽油中铜含量超过0.012mg/kg，可显著提高胶质的形成速率，所以应严格加以控制。GB 18350—2001标准等同采用ASTM D4806—1999标准，规定变性燃料乙醇的铜含量不大于0.08mg/L(相当于0.1mg/kg)。

当pHe值低于6.5时，会因电刷和整流器之间形成1层薄膜而造成发动机故障，并会因腐蚀而导致燃料喷射器失灵；当pHe值超过9.0时，发动机的塑料部件易受损。GB 18350—2001标准规定变性燃料乙醇的pHe值为6.5~9.0。

燃料乙醇与变性剂的体积混合比例应为100：2~100：5，即变性剂在变性燃料乙醇中的含量为1.96%~4.76%。GB 18350—2001标准规定的变性剂符合GB 17930—1999标准，但不得加入含氧化合物汽油。

由发酵工艺制得的乙醇含有少量有机酸，而乙醇又是1种易氧化的有机物，氧化后会产生酸。因此，为防止由此带来的金属腐蚀，在燃料乙醇出厂前应加入100~300ug/g金属腐蚀抑制剂。

Q/SHR010—2001《车用乙醇汽油调合组分油》标准

在汽油中加入变性燃料乙醇后，其抗爆性、挥发性、腐蚀性和安定性均发生了一些变化，主要表现在辛烷值(RON、MON)、抗爆指数(AKl)、蒸气压提高，50%蒸发温度降低，铜片腐蚀有可能变差，诱导期有所减少。为了使变性燃料乙醇与车用乙醇汽油调合组分油在调配中心调合后的产品符合GB 18351—2001标准要求，车用乙醇汽油凋合组分油在几个项目要求上与车用无铅汽油有所不同。

车用乙醇汽油按抗爆性分为90号、93号和95号3个牌号，其RON分别不小于90、93和95；抗爆指数(AKl)分别不小于85、88和90。根据河南省试点推广的实际情况，本标准只设90号和93号2个牌号，待试点工作结束后再考虑制定95号、97号乙醇汽油及其组分油的标准。

河南4个炼油厂上报企业标准抗爆性项目指标见表3。根据石油化工科学研究院的试验结果，汽油加入变性燃料乙醇后，RON增加2~3个单位，AKI增加1~2个单位。根据河南4个炼油厂的情况，在保证抗爆性合格的情况下，90号车用乙醇汽油RON定为不小于88.5，AKI不小于83.5；93号车用乙醇汽油RON定为不小于91.5，AKI定为不小于86.5。

项目		洛阳石化	洛阳实验厂	中原石化	南阳石化
90号
BON	≥	88.5	88.5	87.5	88.0
AKI	≥	83.5	83.5	82.5	83.5
93号
RON	≥	91.5	91.5	—	—
AKI	≥	86.5	86.5	—	—

项目		洛阳石化	洛阳实验厂	中原石化	南阳石化
冬季/Kpa	≤	83	88	79	82
夏季/Kpa	≤	69	74	65	68

根据试验，不同汽油加入10%乙醇后，其蒸气压上升5kPa左右。考虑到中国汽油蒸气压指标偏高的实际情况，规定车用乙醇汽油调合组分油蒸气压比车用无铅汽油降低7kPa(冬季不大于8lkPa，夏季不大于67kPa)，为添加10%乙醇后蒸气压上升留出空间。

石油化工科学研究院对乙醇加入不同汽油后进行试验，发现有的诱导期降低，有的诱导期增加，没有固定规律。考虑到车用乙醇汽油调合组分油生产后可能放置较长时间，因此，Q/SHR 010—2001标准诱导期定为不小于600min。

汽油中加入变性燃料乙醇后，其蒸馏特性中50%蒸发温度下降。由于车用乙醇汽油标准规定50%蒸发温度不高于120℃，因此，该项目不作调整。

在汽油中加入乙醇后，可能使其腐蚀性变差。GB 18350—2001标准规定，在变性燃料乙醇中应加入有效腐蚀抑制剂，使汽油腐蚀性不会变差。因此，Q/SHR 010—2001标准铜片腐蚀不作调整，仍规定不大于1级(50℃，3h)。

水分是车用乙醇汽油非常重要的指标。变性燃料乙醇中水分含量越高，车用乙醇汽油中水含量就越高，造成相分离的可能性也就越大。Q/SHR 010—2001标准规定变性燃料乙醇的水含量不大于0.8%，严于ASTM D4806—1999水含量不大于1.0%的要求。

由于车用乙醇汽油调合组分油与变性燃料乙醇在调配中心进行调合时，变性燃料乙醇对苯、烯烃、芳烃含量都有稀释作用，考虑到河南4个炼油厂都以催化裂化汽油为主要调合组分，降烯烃是努力目标，因此，苯、芳烃含量2项指标不作调整，而将烯烃含量调整到不大于38%。

虽然车用乙醇汽油在调合时对硫含量也有稀释作用，但由于GB 17930—1999标准硫含量指标已定得较高，因此Q/SHR 010—2001标准对此项指标不作调整。由于目前中国石化股份有限公司车用乙醇汽油在河南省试点，Q/SHR 010—2001标准只是暂行标准。今后大范围推广时，将根据各炼厂原油性质、加工工艺等情况，修订硫含量指标。

结束语

目前河南省郑州、洛阳和南阳以及黑龙江省哈尔滨和肇东正在执行车用乙醇汽油的2项国家标准和1“项企业标准进行车用乙醇汽油的使用试点工作。从试点的实践看，这些标准的主体部分制定得比较合理，对试点工作起到了规范和指导作用，并针对实施过程中遇到的一些情况，即时公布了修改单。待试点工作完成后，将根据实际情况对这些标准进一步修改完善。同时还要进一步考虑95号和97号车用乙醇汽油及其组分油的标准制定工作，形成中国车用乙醇汽油比较完整的标准体系，以指导车用乙醇汽油的推广应用工作。

Abstract Detailed explanation is made to the preparation bases of 2 national standards，i.e.GBl8350—2001 Modified Fuel Ethanol and GB 18351-2001 Vehicle Use Ethanol Gasoline, and a enterprise standard Q/SHR 010-2001 Vehicle Use Ethanol Gasoline Blending In gradients,and to the main technical specifications in these standards, thus to facilitate implementation of the standards and extensive application of ethanol gasoline.

◆ 作者简介：乔莉，大学本科，工程师。现主要从事科研管理工作。