甲醇汽油标准及说明

甲醇汽油标准及说明标准研发回顾根据国家标准化委员会国标委计函〔2007〕21号文件“关于下达2007年第二批国家标准制修订计划的通知”精神，制定“高比例车用甲醇汽油”国家标准，由上海内燃机研究所负责主要起草《高比例车用甲醇汽油》国家标准，从2007年4月起起草单位开始相关研发工作，历时18个月完成送审；上海内燃机研究所在美国ASTM-5797-07版《点燃式发动机汽车用M70-M85燃料甲醇标准规格》的基础上，参考并修订了部分内容，形成适合我国国情的《车用甲醇汽油（M85）》标准；上海内燃机研究所在该标准的制定过程中与其他起草和参加单位一起进行了材料腐蚀性分析、助溶剂影响分析、腐蚀抑制剂分析等多项基础研究工作，在多次征求意见的基础上形成了标准的技术框架和指标，并完成该符合该标准的燃料发动机台架耐久试验等工作；2008年8月29日在上海召开了该标准的送审稿审定会议，归口管理单位“全国石油产品及润滑剂标准化技术委员会”有36位专家参加标准的审定工作，会议由曹湘洪院士主持。经过详细的讨论，与会专家给出标准相关内容和技术指标的修改意见，并一致通过该标准的审查，认为该标准达到国际先进水平，符合报批的条件，予以通过；2009年5月18日，国家标准化委员会批准该标准正式发布，公开标准号为GB/T23799-2009，并将于2009年12月1日正式实施。助溶剂防腐剂清净剂甲醇汽油比例润滑油燃料橡胶金属排放性能发动机、整车考核标准研究M85标准技术指标技术要求和试验方法项目质量指标试验方法外观橘红色透明液体，不分层,不含悬浮和沉降的机械杂质目测a甲醇＋多碳醇（C2～C8）/%（体积分数）不小于84附录A（甲醇）、SH/T0663（测多碳醇）烃化合物+脂肪族醚b/%（体积分数）14～16附录B蒸气压/kPa11月1日至4月30日不大于5月1日至10月31日不大于7868SH/T0794铅含量c/（mg/L）不大于2.5GB/T8020、ASTMD5059硫含量d/（mg/kg）不大于80GB/T11140、SH/T0253、SH/T0689多碳醇（C2～C8）/%（体积分数）不大于2SH/T0663酸度（按乙酸计算）/（mg/kg）不大于50ASTMD1613实际胶质/（mg/100mL）不大于5GB/T8019未洗胶质/（mg/100mL）不大于20GB/T8019有机氯含量/（mg/kg）不大于2GB/T18612无机氯含量（以Cl-1计）e/（mg/k）不大于1附录C、ASTMD512(方法C)钠含量/（mg/kg）不大于2GB/T17476水分f/%（质量分数）不大于0.5ASTME203、GB/T6283锰含量g/（mg/L）不大于3SH/T0711注1：应加入有效的金属腐蚀抑制剂和有效的符合GB19592-2004的汽油清净剂。注2：不得人为加入对车辆可靠性和后处理系统有害的含卤化物的添加剂及含铁、含铅和含磷的添加剂。美国ASTM5797-2007标准技术指标性能级别1级别2级别3甲醇＋多碳醇，最小，％（V）848070烃类／脂族醚，％（V）14～1614～2014～30蒸汽压，kPa48～6262～8383～103磅/平方英寸（psi）7.0～7.99.0～12.012.0～15.0铅，最大，mg/L2.62.63.9磷，最大，mg/L0.20.30.4硫，最大，mg/L160200300所有级别多碳醇（C2～C8），最大，％（V）2酸度，按乙酸计算，最大，mg/kg50实际胶质含量，最大，mg/100mL5未洗胶质含量，最大，mg/100mL20有机氯含量，最大，mg/kg2无机氯含量物，最大，mg/kg1水，最大，％（m）0.5外观该产品从外观上看应该不含悬浮的或沉淀的污染物（清亮透明）。这可以在室内环境温度下测定，除非在供应商和购买商之间达成了某种协议。我国M85与美国ASTM5797-2007标准的区别本标准在采用ASTMD5797-07引用标准时，已有国家标准、石化行业标准的，采用我国相应的国家标准或石化行业标准；对我国无相应标准的，仍采用ASTMD5797-07的引用标准；指定仲裁试验方法；取消按地理位置分布和环境温度范围规定的甲醇燃料（M70～M85）的级别，只设一种车用甲醇汽油（M85）；修改原标准中外观指标，将原标准中的清亮透明液体修改为橘红色透明液体，并对橘红色的形成予以规定；将原标准中甲醇燃料（M85）的蒸气压限值修改为“11月1日至4月30日不大于78kPa，5月1日至10月31日不大于68kPa”；将原标准中甲醇燃料（M85）的硫含量指标限值由原来的“不大于160mg/kg”修改为“不大于80mg/kg”；取消了原标准中硫含量测试方法ASTMD1266《石油产品中硫的测定方法（燃灯法）》；取消原标准中磷含量的指标，增加钠含量指标及其测定方法；我国M85与美国ASTM5797-2007标准的区别增加铅含量、水含量的测定方法,将铅含量指标限值由原来的“不大于2.6mg/L”修改为“不大于2.5mg/L”；取消了原标准中蒸气压的测定方法；增加锰含量限值为不大于2.9mg/L；增加表注：“应加入有效的金属腐蚀抑制剂和有效的符合GB19592的车用汽油清净剂”和“不得人为加入对车辆可靠性和后处理系统有害的含卤化物的添加剂及含铁、含铅和含磷的添加剂”；增加“检验规则”、“标志、包装、运输和贮存”及“安全”等章节；将原标准中的附录A1和附录A2修改为本标准的规范性附录A和附录B；增加规范性附录C和资料性附录D；取消关键词一章和附录A3、附录X1、附录X2。标准主要技术指标的解读本标准规定了由84%~86%（体积分数）的甲醇和16%~14%（体积分数）的车用汽油（符合GB17930）及改善使用性能的添加剂调合而成的车用甲醇汽油（M85）的术语和定义、缩略语、要求和试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存及安全。本标准所属产品适用于作为车用甲醇汽油（M85）点燃式发动机汽车的燃料。甲醇的分子式为CH3OH。解读：由于甲醇燃料对橡胶件、塑料件等材料具有溶胀性，对铝、铜、锌、锡等有色金属具有腐蚀性，因而从发动机和整车的安全性考虑，适用于本标准燃料的发动机需要专门开发；现在各整车企业生产的汽车已经全部使用电喷系统，以保证产品具有良好的排放性和燃油经济性，而甲醇燃料的理论空然比与汽油存在很大差异，如果在现有车辆上直接应用，由于控制系统内置的程序仅按照汽油喷射量来控制，会导致启动、加速等工况出现问题，且排放会受到明显影响。因此，该标准规定的燃料仅适用于专用的M85点燃式发动机的燃料。标准适用范围柴油汽油甲醇乙醇LPGCNGDME化学组成C10~C26C5～C14CH3OHC2H6OC3H8＋C4H10CH4C2H6O分子量324646.81646C（%m）86.184.937.552.282.075.052.2H（%m）13.915.112.513.018.025.013.0O（%m）0050.034.80034.8液态比重@20℃（kg/1）0.82～0.890.74～0.790.7950.7900.5400.668低热值（MJ/kg）42.742.519.726.846.047.728.4蒸发潜热（KJ/kg）3013141110837414研究法辛烷值3070~105106~108106~108∽100∽130十六烷值40~500~103855主要代用燃料的物理化学特性普通发动机直接使用高比例甲醇汽油的启动试验转速（前6分钟）020040060080010001200050100150200250300350时间(s)转速(rpm)转速不断尝试起动，但是会立即熄火甲醇汽油对燃油系统部件影响示意图橘红色透明液体，不分层,不含悬浮和沉降的机械杂质。橘红色是由于在车用甲醇汽油（M85）中加入了烛红（别名苏丹四）染料后形成的，烛红的添加量应为8～10ppm，烛红染料索引号为C.I.SolventRed24（26105），除此不得再人为添加其他类型的染料。解读：车用甲醇汽油（M85）成品油呈淡黄色的透明液体，考虑到甲醇汽油与普通车用汽油的使用范围和安全要求的不同，特增加明显的颜色以示区别。添加的烛红染料经过试验测试，不可以使用其他染色剂替代。外观助溶剂的影响活塞沉积物严重活塞环卡死M15耐久试验、优化前活塞清净性良好活塞环全部活环M15耐久试验、优化后M85耐久试验、优化前M85耐久试验、优化后蒸气压燃料甲醇的蒸气压与基础汽油蒸气压的测定结果基础甲醇蒸气压/kPa基础汽油牌号基础汽油蒸气压/kPa燃料甲醇(M85)蒸气压/kPa30.990#51.453.630.990#51.251.830.990#51.250.430.99056.255.230.99062.659.030.99071.664.030.99077.967.830.99089.177.030.997#67.557.2燃料甲醇的蒸气压取决于调和燃料甲醇所用的车用汽油的蒸气压及它的含量，M85相对汽油蒸气压的降低幅度与基础汽油的蒸气压大小有关；基础汽油的蒸气压越大，与基础汽油相比，燃料甲醇(M85)蒸气压降低的幅度越大。铅含量抽样甲醇汽油（M85）铅含量的测定结果（GB/T8020）车用甲醇汽油M85使用的主要组分甲醇基本不含铅，而符合GB17930-2006的国标汽油的铅含量指标为＜5.0mg/L，按照体积折算M85中的铅含量应该＜1.0mg/L，但是考虑到储运环节等因素的影响，已经检测精度，本标准将铅含量确定在＜2.5mg/L。样品1#2#3#4#5#6#7#Pb，mg/L＜2.5＜2.5＜2.5＜2.5＜2.5＜2.5＜2.5样品8#9#10#11#12#13#14#Pb，mg/L＜2.5＜2.5＜2.5＜2.5＜2.5＜2.5＜2.5样品甲醇90#汽油Pb，mg/L＜2.5＜2.5硫含量抽样甲醇汽油（M85）硫含量的测定结果（SH/T0689）车用甲醇汽油M85使用的主要组分甲醇基本不含硫，而符合GB17930-2006的国标汽油的硫含量指标为＜150mg/kg，按照质量折算M85中的硫含量应该＜30mg/kg，但是考虑到储运环节的影响以及我国车用汽油技术指标的发展，本标准将硫含量确定在＜80mg/kg。样品1#2#3#4#5#6#7#S，mg/kg14121712111418样品8#9#10#11#12#13#14#S，mg/kg39404349447439样品甲醇90#汽油S，mg/kg＜1142本标准规定多碳醇是指碳数为2～8，分子式为CnH2n+1OH的脂肪醇；该多碳醇的含量为不超过2%体积分数；该多碳醇类主要指油品中作为助溶剂存在的组分。但是可以作为助溶剂的成分并不仅限于多碳醇，生产企业可以根据自身的研发结果确定助溶剂的组分。经过标准起草单位的调研和试验研究，适合作为助溶剂的物质重要包括多碳醇类、脂肪族醚类和脂类物质，标准中初步认为醇类燃料中加入多碳醇类物质对于解决燃油的分层问题比较有效。但助溶剂的种类并不仅限于多碳醇类物质。通过试验研究，作为助溶剂的添加剂在解决分层问题的同时，可能会引起非金属材料的溶胀、燃烧室沉积物增加等负面效果，因而生产企业在研制助溶剂的过程中，在满足油品指标的同时，最好进行发动机或整车的耐久验证。多碳醇无机氯含量抽样甲醇汽油（M85）有机氯含量的测定结果（离子色谱法）样品1#2#3#4#5#6#7#无机氯含量,mg/kg0.20.40.80.31.20.40.3样品8#9#10#11#12#13#14#无机氯含量,mg/kg0.20.30.32.00.70.30.1样品甲醇无机氯含量，mg/kg0.9M85中的无机氯含量对许多金属也有腐蚀作用。因此，应严格控制燃料甲醇（M85）中的无机氯含量。本标准中设定的限制为不大于1mg/kg。钠含量发动机使用不同钠含量的燃料甲醇后的台架试验磨损结果燃料甲醇中的钠含量mg/kg台架试验后润滑