綜述專論環(huán)境保護(hù)與清潔汽車燃料生產(chǎn)的必要性劉學(xué)龍（吉林化學(xué)工業(yè)股份有限公司煉油廠，吉林吉林132022）加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。利用現(xiàn)有的天然氣。液化石油氣資源，生產(chǎn)清潔汽車燃料，為汽車工業(yè)提供新的能源，發(fā)展清潔汽車工業(yè)。對(duì)我國(guó)的天然氣汽車工業(yè)的發(fā)展提出看法，并對(duì)吉化煉油廠的車用汽油及液化石油氣產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提出建議。
有限公司煉油廠工程師，學(xué)士，主要從事石油化工工作。更加嚴(yán)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，已滲入到人們?nèi)粘Ｉ钪?，由汽車排放的不潔尾氣所造成的污染卻日益嚴(yán)重，威脅著人類的生存環(huán)境，因此，環(huán)境與發(fā)展問(wèn)題已受到國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注，環(huán)境問(wèn)題被認(rèn)為是當(dāng)前社會(huì)所面臨的最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。據(jù)汽車界有識(shí)之士一致論斷，21世紀(jì)將是汽車的社會(huì)，汽車工業(yè)能否繼續(xù)保持其支柱產(chǎn)業(yè)和新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的地位，關(guān)鍵在于其社會(huì)的接受性，而其能否被人們接受就要看其是否具有高效節(jié)能、安全可靠、高舒適性、凈化的特點(diǎn)，而其所用燃料對(duì)環(huán)境清潔程度又是人們首要關(guān)注的問(wèn)題。
1汽車尾氣與環(huán)境保護(hù)1.1汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的危害汽車排放尾氣的主要成份為二氧化碳（CO2）、水蒸氣，對(duì)環(huán)境的污染主要是汽車排放的HC、CO和NOx這些都是能夠造成局部地區(qū)和都市型環(huán)境問(wèn)題和地球環(huán)境問(wèn)題，前者主要表現(xiàn)為大氣污染和粉塵等，后者表現(xiàn)為地球暖化、大氣臭氧層的破壞以及酸雨等。此外，汽車尾氣中的芳香碳?xì)浠衔锖鸵胰┑忍細(xì)浠衔锏呐欧?，?dǎo)致酸雨形成的SO2排放和重金屬特別是鉛和鉻的排放，它們有的對(duì)人體有害，有的對(duì)環(huán)境有害，其中主要有：CO可破壞人體血紅蛋白，使人頭痛以至昏迷；HC中有致癌物質(zhì)，對(duì)植物也有害；NOx毒性比CO大10倍，還可形成酸雨；SO2可形成酸雨，對(duì)大片植物造成危害；CO2使地球變暖；尾氣顆粒物包括鉛微粒、碳煙和油煙，對(duì)人體有害。HC和NOx陽(yáng)光照射下還會(huì)形成有NO2和O3的光化學(xué)煙霧，直接危害人們健康。據(jù)分析，在大氣的全部污染物中，43%來(lái)自汽車，其中HC、CO、NOx都是汽車排放產(chǎn)生的。直至不久前，CO2還被看作完全燃燒的“肯定性物質(zhì)”。而今天CO2已經(jīng)成為重要的“溫室效應(yīng)物質(zhì)”。目前，全世界CO2排放的總量已超過(guò)了200億t，其中汽車的排放量約占10%~15%.如果大氣中的CO2越來(lái)越多的話，如同地球覆蓋上一個(gè)大棚，使地球有熱的可能（溫室效應(yīng)）關(guān)于這一點(diǎn)，科學(xué)家們已斷言，在未來(lái)的幾十年內(nèi)，地球的溫度將急劇上升；如果真如科學(xué)家所預(yù)測(cè)，那時(shí)地球的南北極及高山的冰山、雪山的冰、雪將被融化，勢(shì)必造成海水的上升，最終受害的將是人類自身，所以重視環(huán)境，保護(hù)環(huán)境是全人類的責(zé)任。
1.2汽車排放法規(guī)與環(huán)境保護(hù)地球環(huán)境問(wèn)題已成為全世界矚目的問(wèn)題，需要全世界各國(guó)的共同努力，為保護(hù)本國(guó)的生態(tài)環(huán)境，各國(guó)都相繼制定了汽車排放、汽車燃料標(biāo)準(zhǔn)。
1970年美國(guó)議員馬斯基提出了“大氣凈化法”（馬斯基法）要求自1975年起，強(qiáng)行控制減少汽車排出的有害物質(zhì)。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)保要求用無(wú)鉛汽油的推廣使用及汽油的組成多元化發(fā)展，都是為了改善汽車排放的尾氣對(duì)環(huán)境的污染；1988年美國(guó)首先提出了新配方汽油的概念，緊隨著一些石油公司也提出了新配方汽油建議的規(guī)格，1990年11月美國(guó)國(guó)會(huì)又通過(guò)了清潔空氣修正案，使實(shí)施新配方汽油成為法律。清潔空氣法修正案目標(biāo)是汽車排放尾氣的碳?xì)洌℉C）物減少了15%，NOx減少60%并且新配方汽油要求降低汽油的蒸氣壓，限制芳烴特別是苯含量，添加含氧化合物以改善汽油的燃燒性能和降低汽車有害物質(zhì)的排放，同時(shí)補(bǔ)償限制芳烴引起的辛烷值短缺，維持汽油的辛烷值保持現(xiàn)有的水平，汽油的概念將從純礦物型燃料向多組分的化學(xué)品燃料過(guò)渡，美國(guó)清潔空氣法修正案對(duì)汽油的規(guī)定見(jiàn)表1.表1美國(guó)清潔空氣法修正案對(duì)汽油的規(guī)定1）項(xiàng)目汽油類型新配方汽油使用含氧化合物汽油全部汽油生效日期1995年1月1日1992年11月1日一一一適用地區(qū)汽車排氣限制汽油質(zhì)量規(guī)格蒸氣壓/kPa（夏季）9（芳烴）/%臭氧嚴(yán)重超標(biāo)的城市夏季VOC和毒性化合物減少15% CO超標(biāo)的大城市〈62.0（含乙醇汽油可有6. 9的寬限）重金屬無(wú)1996年1月1日起禁鉛>2.0不得增加NOx排放汽油清凈劑添加1995年1月1日添加1）VOC―揮發(fā)性有機(jī)化合物；毒性化合物一苯。1，丁二烯。POM（多環(huán)有機(jī)物）。甲醛和乙醛。
而言如油、柴油。目前的研究方魅要是Iblishin天然氣的價(jià)格比汽油、柴油都便宜。另外Inetbookmark3我國(guó)汽車保有量與西方發(fā)達(dá)國(guó)家比相對(duì)較少，但在汽車比較集中的大城市，汽車排放尾氣造成的污染也較嚴(yán)重，實(shí)施控制汽車排放法規(guī)起步也較晚。1984年我國(guó)開(kāi)始取消了70汽油的生產(chǎn)，90年代，由于政府的重視和煉油技術(shù)的發(fā)展，提出了汽油無(wú)鉛化這一要求，并于1997年在北京、天津、上海、廣州、深圳等城市率先實(shí)現(xiàn)了車用汽油無(wú)鉛化，根據(jù)國(guó)辦發(fā)（1998）129號(hào)文件，2000年1月1日起全國(guó)停止銷售含鉛車用汽油。
汽油無(wú)鉛化首先是消除了汽車尾氣排放中的鉛污染，在國(guó)家環(huán)境測(cè)試中心研究報(bào)告中顯示，使用無(wú)鉛汽油后，廣州城市空氣中鉛質(zhì)量濃度下降了61%，無(wú)錫市區(qū)空氣中的鉛質(zhì)量濃度下降了52%，武漢市空氣中鉛質(zhì)量濃度下降了42.7%此外，上海、天津都有同樣的監(jiān)測(cè)結(jié)果；可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)汽油無(wú)鉛化是根治汽車尾氣污染的基礎(chǔ)，要進(jìn)一步減少汽車尾氣中的CO、HC、Nx和S2，必須開(kāi)發(fā)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新的清潔汽車能源燃料。
2清潔汽車燃料的發(fā)展21清潔汽車燃料的發(fā)展所謂清潔汽車燃料是指與傳統(tǒng)汽車燃料相對(duì)動(dòng)汽車、代用燃料汽車（包括天然氣、液化石油氣、甲醇、乙醇、太陽(yáng)能等）。目前節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境已成為人們關(guān)切的全球性熱門話題，汽車采用代用燃料不僅是為了降低環(huán)境污染，另外一個(gè)重要因素是世界石油資源日益貧乏。據(jù)預(yù)測(cè)，目前世界石油的儲(chǔ)量?jī)H夠維持到21世紀(jì)30年代，然而世界已探明的天然氣儲(chǔ)藏量達(dá)139.5億m3，按目前的采氣速度至少可以使用到21世紀(jì)60年代，因此，以天然氣代替石油產(chǎn)品作為汽車燃料是最佳的選擇。
2.2清潔汽車燃料（天然氣、液化石油氣）的優(yōu)點(diǎn)1清潔、對(duì)環(huán)境危害極少天然氣、液化石油氣是一種理想的低污染汽車用燃料，天然氣的主要成份為甲烷，氫含量越多者，燃料產(chǎn)生的CO2就越少，這就是燃料天然氣（1~2個(gè)碳）和液化石油氣（3~4個(gè)碳）比燃料汽油（5~12個(gè)碳）干凈得多的原因，與燃油汽車相比，采用天然氣、液化石油氣的汽車所排放的尾氣污染明顯降低，其中：O可下降90%，CO2降低30%HC下降90%NOx下降約40%尾氣中基本不含鉛、苯、多環(huán)芳烴等有害物質(zhì)，這是一種很有吸引力的汽車燃料。
2.2.2成本費(fèi)用低于天然氣及液化石油氣比汽油燃燒得更充分，氣缸、活塞、氣閥部件磨損少，大修間隔較汽油機(jī)車延長(zhǎng)30% ~50%因此，成本下降。使用2種不同燃料汽車的性能指標(biāo)對(duì)比如表2.表2壓縮天然氣（CNG）汽車與汽油車的經(jīng)濟(jì)對(duì)比項(xiàng)目汽車類型CNG汽車汽油車年行駛里程/萬(wàn)km 100km耗燃料燃料單價(jià)°年燃料費(fèi)用/萬(wàn)元1）燃料單價(jià)是1998年的石油產(chǎn)品價(jià)格。
3安全性高天然氣、液化石油氣易于擴(kuò)散，在正常溫度、壓力下，比柴油、汽油更加安全，而由于氣體烴的碳鏈較汽油的碳鏈短，C-H鍵、C-C鍵結(jié)合更加緊密，因此，自燃著火點(diǎn)溫度高，在空氣中爆炸極限為2%~ 10%（9），這一特性決定了當(dāng)汽車發(fā)生碰撞、翻車等事故時(shí)，燃料容器內(nèi)激烈震蕩、磨擦溫度劇升，達(dá)到自燃點(diǎn)起火、爆炸的可能性比汽油少許多。
4提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比天然氣的辛烷值高達(dá)110以上，抗爆性強(qiáng)，故可大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，日本、美國(guó)曾試驗(yàn)分別把壓縮比提高到12.5：1和15.5：1，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率仍達(dá)到較佳的狀態(tài)。
2.3國(guó)內(nèi)外天然氣、液化石油氣汽車的發(fā)展情況目前，全世界已經(jīng)有40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有天然氣汽車保有量接近600萬(wàn)輛，其中液化石油氣汽車（LNGV）500多萬(wàn)輛，壓縮天然氣汽車（CNGV）97萬(wàn)輛，已經(jīng)建成的天然氣汽車充氣站4200多個(gè)，在不久的將來(lái)，天然氣汽車將成為汽車行業(yè)的主流。國(guó)內(nèi)外燃?xì)馄嚨陌l(fā)展?fàn)顩r見(jiàn)表表3國(guó)內(nèi)外燃?xì)馄嚨陌l(fā)展?fàn)顩r一國(guó)家意大利美國(guó)加拿大日本中國(guó)燃?xì)馄嚤Ｓ辛?萬(wàn)輛建立充氣站數(shù)/座統(tǒng)計(jì)時(shí)間此夕卜，天然氣還分布在歐洲的英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)俄羅斯及南爨洲等多個(gè)國(guó)家。Electronic 3對(duì)我國(guó)發(fā)展清潔汽車的看法隨著我國(guó)汽車保有量突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)，我國(guó)汽車工業(yè)一直受到能源短缺和汽車排放污染的嚴(yán)重困擾，而我國(guó)已探明的天然氣資源蘊(yùn)藏量達(dá)38億m3，另外，國(guó)內(nèi)目前的液化石油氣產(chǎn)量也在1000萬(wàn)t/a年左右，石油氣體資源非常豐富，這是我國(guó)發(fā)展燃?xì)馄嚨臉O為有利的物質(zhì)條件。其次，各地方政府正在紛紛制定支持清潔能源汽車的政策，如由政府出面扶持燃?xì)馄噷?shí)施計(jì)劃等，這無(wú)疑會(huì)大大加快清潔能源汽車的普及速度。從世界各國(guó)天然氣汽車發(fā)展歷程來(lái)看，都離不開(kāi)政府的支持，政策上的支持起著關(guān)鍵性作用。但從我國(guó)目前燃?xì)馄嚨陌l(fā)展速度及推廣范圍來(lái)看，還不夠快、廣，除少數(shù)城市如北京、上海、深圳等發(fā)展較快外，其它各地方政府僅是將此事作為議題或剛剛提到日程上來(lái)，推廣應(yīng)用還需一段較長(zhǎng)的時(shí)間，主要有以下幾方面原因：汽油作為汽車的主要燃料，在今后較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將作為汽車的主要燃料。
汽車尾氣排放法規(guī)制定不夠嚴(yán)格。由于受中國(guó)國(guó)情的限制，國(guó)家環(huán)保部門雖然已注意到汽車尾氣對(duì)環(huán)境所造成的污染，但除取消70汽油的生產(chǎn)銷售及限制90汽油加鉛外，并未對(duì)汽車尾氣排放的組成進(jìn)行足夠的限制。
政府出臺(tái)的燃?xì)鈨r(jià)格補(bǔ)貼、加氣站的建設(shè)、用地等政策還不到位，刺激不了燃?xì)馄嚨氖褂梅e極性。
現(xiàn)有汽車改造及配套費(fèi)用高。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制正在改革，作為汽車擁有大戶的各地交通公司及企業(yè)也進(jìn)行效益盈虧承包、股份制改組，并且面臨重重的經(jīng)濟(jì)困難，迫使企業(yè)把有限的資金用在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中去，無(wú)暇顧及汽車的改造。
因此，國(guó)家如果要大力推廣燃?xì)馄嚨氖褂?，則必須制定出汽車尾氣的排放法規(guī)，促使汽車生產(chǎn)廠家積極開(kāi)發(fā)燃?xì)馄囈约涌臁翱諝鈨艋こ獭钡膶?shí)施，同時(shí)為清潔汽車的發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。對(duì)天然氣、液化石油氣價(jià)格、加氣站建設(shè)及車輛改造提供力所能及的經(jīng)濟(jì)資助；對(duì)購(gòu)買燃?xì)馄噷?shí)行稅費(fèi)優(yōu)惠政策，促進(jìn)天然氣汽車的銷售。
建立健全組織保障體系，對(duì)試點(diǎn)示范城市建立由主要領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)的實(shí)施“清潔汽車”行動(dòng)的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)負(fù)蓖組織計(jì)劃實(shí)施，家蓖潔組對(duì)。net實(shí)施過(guò)程進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，并及時(shí)對(duì)成熟技術(shù)進(jìn)行推廣。加強(qiáng)清潔汽車及其能源的宣傳工作，消除人們對(duì)新鮮事物的心理障礙和因循守舊的習(xí)慣意識(shí)。
4對(duì)吉化煉油廠生產(chǎn)清潔汽車燃料的建議從吉化煉油廠目前的汽油調(diào)合組成及液化石油氣的組成來(lái)看，必須盡快進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。首先需改變汽油的產(chǎn)品組成，目前，該廠生產(chǎn)的93及97無(wú)鉛汽油調(diào)合組分為催化汽油、混苯及MTBE 3種基本成分，從世界汽油的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，應(yīng)降低汽油中的芳烴含量，加大MTBE的調(diào)合量，開(kāi)發(fā)或應(yīng)用新的提高汽油辛烷值的含氧化合物添加劑，以滿足國(guó)家越來(lái)越嚴(yán)格的車用燃料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其次是開(kāi)發(fā)車用液化石油氣產(chǎn)品，從該廠液化石油氣的銷售市場(chǎng)來(lái)看，主要是吉林、長(zhǎng)春等省內(nèi)地方并多為民用，隨著燃?xì)馄嚨钠占巴茝V，應(yīng)盡早開(kāi)發(fā)適合車用的液化石油氣產(chǎn)品，以及時(shí)占有這一領(lǐng)域的市場(chǎng)，因?yàn)榧质∫黄嚰瘓F(tuán)已開(kāi)發(fā)出燃燒液化石油氣的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備，吉林省及吉林市政府正在著手推廣這一新技術(shù)的應(yīng)用，吉林市市政也計(jì)劃出資進(jìn)行機(jī)車改裝，并率先在市交通公司部分客車和出租車上試運(yùn)行，但速度不快。吉林市液化石油氣總公司自己已改裝了幾臺(tái)油、氣兩用車，從機(jī)車運(yùn)行結(jié)果來(lái)看，節(jié)能效果明顯，但對(duì)產(chǎn)品組成有一定的要求。
首先要求控制車用液化石油氣中的丙烷和丁烷的含量，其次是控制烯烴含量和硫含量，尤其是二烯烴的含量要求更加嚴(yán)格，由于吉林省地處高寒地區(qū)，要求的丙烷及丁烷的組成并非一成不變，需根據(jù)季節(jié)進(jìn)行調(diào)整，從該廠的液化石油氣的走向流程來(lái)看，應(yīng)采用醚化后的液化石油氣先進(jìn)行選擇性加氫除掉二烯烴后再進(jìn)行分離的工藝較為合理，并且液化石油氣選擇性加氫國(guó)內(nèi)已工業(yè)化，可直接引進(jìn)。車用液化氣這一產(chǎn)品雖然目前市場(chǎng)較小，但應(yīng)及早開(kāi)發(fā)，以增強(qiáng)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展能力。
張兵。美國(guó)車用汽油的變化動(dòng)向。石油化工動(dòng)態(tài)，1993，高榮順。發(fā)展清潔汽車實(shí)現(xiàn)空氣凈化工程。汽車研究與鄒利。國(guó)內(nèi)外天然氣汽車發(fā)展?fàn)顩r。汽車研究與開(kāi)發(fā)，廖抒華。汽車技術(shù)開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)。汽車研究與開(kāi)發(fā)，車用液化石油氣規(guī)格介紹。煉油設(shè)計(jì)，1998閔恩澤，何鳴元。機(jī)動(dòng)車燃料和基本有機(jī)化學(xué)品生產(chǎn)中的綠色化學(xué)。石油煉制與化工，1999，30（1）：16.
(完)