綜述專論環(huán)境保護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）加強環(huán)保意識。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)。對我國的天然氣汽車工業(yè)的發(fā)展提出看法，并對吉化煉油廠的車用汽油及液化石油氣產(chǎn)品的開發(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重，威脅著人類的生存環(huán)境，因此，環(huán)境與發(fā)展問題已受到國際社會的普遍關(guān)注，環(huán)境問題被認為是當前社會所面臨的最嚴重的挑戰(zhàn)。據(jù)汽車界有識之士一致論斷，21世紀將是汽車的社會，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，而其所用燃料對環(huán)境清潔程度又是人們首要關(guān)注的問題。
1汽車尾氣與環(huán)境保護1.1汽車尾氣排放對環(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)境問題和地球環(huán)境問題，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氫化合物和乙醛等碳氫化合物的排放，導(dǎo)致酸雨形成的SO2排放和重金屬特別是鉛和鉻的排放，它們有的對人體有害，有的對環(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，對人體有害。HC和NOx陽光照射下還會形成有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越來越多的話，如同地球覆蓋上一個大棚，使地球有熱的可能（溫室效應(yīng)）關(guān)于這一點，科學(xué)家們已斷言，在未來的幾十年內(nèi)，地球的溫度將急劇上升；如果真如科學(xué)家所預(yù)測，那時地球的南北極及高山的冰山、雪山的冰、雪將被融化，勢必造成海水的上升，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)境保護地球環(huán)境問題已成為全世界矚目的問題，需要全世界各國的共同努力，為保護本國的生態(tài)環(huán)境，各國都相繼制定了汽車排放、汽車燃料標準。
1970年美國議員馬斯基提出了“大氣凈化法”（馬斯基法）要求自1975年起，強行控制減少汽車排出的有害物質(zhì)。隨著人類社會的進步，環(huán)保要求用無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環(huán)境的污染；1988年美國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月美國國會又通過了清潔空氣修正案，使實施新配方汽油成為法律。清潔空氣法修正案目標是汽車排放尾氣的碳氫（HC）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，同時補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)品燃料過渡，美國清潔空氣法修正案對汽油的規(guī)定見表1.表1美國清潔空氣法修正案對汽油的規(guī)定1）項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）/%臭氧嚴重超標的城市夏季VOC和毒性化合物減少15% CO超標的大城市〈62.0（含乙醇汽油可有6. 9的寬限）重金屬無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)性有機化合物；毒性化合物一苯。1，丁二烯。POM（多環(huán)有機物）。甲醛和乙醛。
而言如油、柴油。目前的研究方魅要是Iblishin天然氣的價格比汽油、柴油都便宜。另外Inetbookmark3我國汽車保有量與西方發(fā)達國家比相對較少，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重，實施控制汽車排放法規(guī)起步也較晚。1984年我國開始取消了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、深圳等城市率先實現(xiàn)了車用汽油無鉛化，根據(jù)國辦發(fā)（1998）129號文件，2000年1月1日起全國停止銷售含鉛車用汽油。
汽油無鉛化首先是消除了汽車尾氣排放中的鉛污染，在國家環(huán)境測試中心研究報告中顯示，使用無鉛汽油后，廣州城市空氣中鉛質(zhì)量濃度下降了61%，無錫市區(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)測結(jié)果；可見，實現(xiàn)汽油無鉛化是根治汽車尾氣污染的基礎(chǔ)，要進一步減少汽車尾氣中的CO、HC、Nx和S2，必須開發(fā)適應(yīng)時代發(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)汽車燃料相對動汽車、代用燃料汽車（包括天然氣、液化石油氣、甲醇、乙醇、太陽能等）。目前節(jié)約能源、保護環(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，另外一個重要因素是世界石油資源日益貧乏。據(jù)預(yù)測，目前世界石油的儲量僅夠維持到21世紀30年代，然而世界已探明的天然氣儲藏量達139.5億m3，按目前的采氣速度至少可以使用到21世紀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1清潔、對環(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個碳）和液化石油氣（3~4個碳）比燃料汽油（5~12個碳）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，大修間隔較汽油機車延長30% ~50%因此，成本下降。使用2種不同燃料汽車的性能指標對比如表2.表2壓縮天然氣（CNG）汽車與汽油車的經(jīng)濟對比項目汽車類型CNG汽車汽油車年行駛里程/萬km 100km耗燃料燃料單價°年燃料費用/萬元1）燃料單價是1998年的石油產(chǎn)品價格。
3安全性高天然氣、液化石油氣易于擴散，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，自燃著火點溫度高，在空氣中爆炸極限為2%~ 10%（9），這一特性決定了當汽車發(fā)生碰撞、翻車等事故時，燃料容器內(nèi)激烈震蕩、磨擦溫度劇升，達到自燃點起火、爆炸的可能性比汽油少許多。
4提高發(fā)動機壓縮比天然氣的辛烷值高達110以上，抗爆性強，故可大幅度提高發(fā)動機的壓縮比，日本、美國曾試驗分別把壓縮比提高到12.5：1和15.5：1，發(fā)動機熱效率仍達到較佳的狀態(tài)。
2.3國內(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多個國家和地區(qū)擁有天然氣汽車保有量接近600萬輛，其中液化石油氣汽車（LNGV）500多萬輛，壓縮天然氣汽車（CNGV）97萬輛，已經(jīng)建成的天然氣汽車充氣站4200多個，在不久的將來，天然氣汽車將成為汽車行業(yè)的主流。國內(nèi)外燃氣汽車的發(fā)展狀況見表表3國內(nèi)外燃氣汽車的發(fā)展狀況一國家意大利美國加拿大日本中國燃氣汽車保有量/萬輛建立充氣站數(shù)/座統(tǒng)計時間此夕卜，天然氣還分布在歐洲的英國、德國、法國俄羅斯及南爨洲等多個國家。Electronic 3對我國發(fā)展清潔汽車的看法隨著我國汽車保有量突飛猛進的增長，我國汽車工業(yè)一直受到能源短缺和汽車排放污染的嚴重困擾，而我國已探明的天然氣資源蘊藏量達38億m3，另外，國內(nèi)目前的液化石油氣產(chǎn)量也在1000萬t/a年左右，石油氣體資源非常豐富，這是我國發(fā)展燃氣汽車的極為有利的物質(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氣汽車實施計劃等，這無疑會大大加快清潔能源汽車的普及速度。從世界各國天然氣汽車發(fā)展歷程來看，都離不開政府的支持，政策上的支持起著關(guān)鍵性作用。但從我國目前燃氣汽車的發(fā)展速度及推廣范圍來看，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，推廣應(yīng)用還需一段較長的時間，主要有以下幾方面原因：汽油作為汽車的主要燃料，在今后較長的時間內(nèi)仍將作為汽車的主要燃料。
汽車尾氣排放法規(guī)制定不夠嚴格。由于受中國國情的限制，國家環(huán)保部門雖然已注意到汽車尾氣對環(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，并未對汽車尾氣排放的組成進行足夠的限制。
政府出臺的燃氣價格補貼、加氣站的建設(shè)、用地等政策還不到位，刺激不了燃氣汽車的使用積極性。
現(xiàn)有汽車改造及配套費用高。由于我國經(jīng)濟體制正在改革，作為汽車擁有大戶的各地交通公司及企業(yè)也進行效益盈虧承包、股份制改組，并且面臨重重的經(jīng)濟困難，迫使企業(yè)把有限的資金用在生產(chǎn)運營中去，無暇顧及汽車的改造。
因此，國家如果要大力推廣燃氣汽車的使用，則必須制定出汽車尾氣的排放法規(guī)，促使汽車生產(chǎn)廠家積極開發(fā)燃氣汽車以加快“空氣凈化工程”的實施，同時為清潔汽車的發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。對天然氣、液化石油氣價格、加氣站建設(shè)及車輛改造提供力所能及的經(jīng)濟資助；對購買燃氣汽車實行稅費優(yōu)惠政策，促進天然氣汽車的銷售。
建立健全組織保障體系，對試點示范城市建立由主要領(lǐng)導(dǎo)負責(zé)的實施“清潔汽車”行動的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)負蓖組織計劃實施，家蓖潔組對。net實施過程進行技術(shù)攻關(guān)，并及時對成熟技術(shù)進行推廣。加強清潔汽車及其能源的宣傳工作，消除人們對新鮮事物的心理障礙和因循守舊的習(xí)慣意識。
4對吉化煉油廠生產(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看，必須盡快進行產(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)展趨勢來看，應(yīng)降低汽油中的芳烴含量，加大MTBE的調(diào)合量，開發(fā)或應(yīng)用新的提高汽油辛烷值的含氧化合物添加劑，以滿足國家越來越嚴格的車用燃料質(zhì)量標準。其次是開發(fā)車用液化石油氣產(chǎn)品，從該廠液化石油氣的銷售市場來看，主要是吉林、長春等省內(nèi)地方并多為民用，隨著燃氣汽車的普及推廣，應(yīng)盡早開發(fā)適合車用的液化石油氣產(chǎn)品，以及時占有這一領(lǐng)域的市場，因為吉林省一汽汽車集團已開發(fā)出燃燒液化石油氣的汽車發(fā)動機設(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，吉林市市政也計劃出資進行機車改裝，并率先在市交通公司部分客車和出租車上試運行，但速度不快。吉林市液化石油氣總公司自己已改裝了幾臺油、氣兩用車，從機車運行結(jié)果來看，節(jié)能效果明顯，但對產(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)進行調(diào)整，從該廠的液化石油氣的走向流程來看，應(yīng)采用醚化后的液化石油氣先進行選擇性加氫除掉二烯烴后再進行分離的工藝較為合理，并且液化石油氣選擇性加氫國內(nèi)已工業(yè)化，可直接引進。車用液化氣這一產(chǎn)品雖然目前市場較小，但應(yīng)及早開發(fā)，以增強企業(yè)的持續(xù)發(fā)展能力。
張兵。美國車用汽油的變化動向。石油化工動態(tài)，1993，高榮順。發(fā)展清潔汽車實現(xiàn)空氣凈化工程。汽車研究與鄒利。國內(nèi)外天然氣汽車發(fā)展狀況。汽車研究與開發(fā)，廖抒華。汽車技術(shù)開發(fā)與環(huán)境保護。汽車研究與開發(fā)，車用液化石油氣規(guī)格介紹。煉油設(shè)計，1998閔恩澤，何鳴元。機動車燃料和基本有機化學(xué)品生產(chǎn)中的綠色化學(xué)。石油煉制與化工，1999，30（1）：16.
(完)