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汽油是如何变“废”为宝的?

来源:汽车生活报 作者: 发布时间:2016-04-22

1859827日,美国宾夕法尼亚州的泰特斯威尔,一口21米深的油井奠定了工业化时代的钻井原型。自此,人类进入了石油大开发时代。

变废为宝

不过,那时人们并没有真正认识到石油的价值,或者说认识很片面——只是通过简单的分馏方法,提炼出汽油、煤油和柴油。由于煤油的沸点较高,很容易同沸点较低的汽油以及其他杂质分离开来,这就造就了煤油和汽油在人们心中的不同地位——煤油成为当时原油炼制的主要产品,而汽油和其他成分被认为炼制煤油时的一种无用的副产品,被白白烧掉。

随着内燃机和汽车的发明,人们认识到,原先白白烧掉的汽油原来有非常多的用处。另外,电灯的发明使煤油的销量一路下滑,这让当时最大的石油公司——标准石油公司的老板洛克菲勒非常恐慌。经过一番思索,他将目光锁定在毫无用处的汽油身上。经过反复试验后,研究人员发现,内燃机采用汽油这样的轻型燃料,会比其他燃料运转得更好,这让之前毫无用处的汽油成为了一种新的热销品,其需求量和重要性与日俱增。

不过,由于当时的蒸馏法工艺简单,人们仅能从原油中提炼出20%的汽油。尽管当时的石油勘探人员在宾夕法尼亚州、印第安纳州、俄克拉何马州及得克萨斯州已经打出了很多油井,但冶炼汽油的低效率仍不能满足当时的需求,这也极大地阻碍了汽车工业的发展。

为了解决这一问题,1911年,美国标准石油公司的两名工程师——威廉姆·伯顿和罗伯特·哈姆福瑞斯开始了新一轮的实验并最终解决了提炼汽油的低效率问题。他们对蒸馏法进行了改进,在其标准加热过程中增大压力,将煤油裂解成汽油。这种热裂解工艺使汽油的冶炼效率增加了一倍,出油率达到40%1913年,伯顿获得了有关这一工艺的专利。自此,美国生产的汽油赶上了汽车工业发展的需求。

后来,随着在各行业的广泛应用,汽油的需求量不断增加,在数量上一跃成为石油十分重要的产品。不过,人们仍不满足热裂化工艺的汽油收率,经过反复试验,汽油收率更高、辛烷值也更高的催化裂化工艺成为提炼汽油的主要工艺。

此时,将近45%的原油被炼成汽油,其余的大部分也都用作燃料。自此,汽油的地位开始扶摇直上,甚至反超煤油,成为人们生产和生活中的重要燃料。

清洁之路

随着汽车保有量的增加,其燃烧汽油所带来的环境污染问题也逐渐凸显出来。最初,为了提高车用汽油的辛烷值,改善车用汽油的抗爆性,人们会在车用汽油中加入一定量的四乙基铅,也就是我们所说的含铅汽油。随着污染的加重,人们意识到,提高汽油的油品质量势在必行。

首先就是从汽油无铅化开始。1979年,美国开始推行无铅汽油,并在1996年全面禁止使用含铅汽油。欧洲推行得稍微慢点,198910月,欧洲多数国家开始使用无铅汽油;2005年完全禁止使用含铅汽油。我国从1991年第一个无铅汽油标准颁布实施,到2000年车用汽油实行全面无铅化经历了10年。

在此之前,我国的车用汽油质量标准经历2个发展阶段。1956~1985年期间,我国车用汽油质量标准基本是按照苏联的样本建立和发展起来的,标号从五六十年代的56号、66号发展到七八十年代70号、80号。这30年我国汽车工业发展缓慢,对车用汽油的质量要求也不高。

1986~1999年,我国车用汽油质量标准发生了两个重大变化,首先是标准体系的转变,由原先的马达法辛烷值转变为国际通用的研究法辛烷值。1986年首次出现的车用汽油标准中包括90号和97号两个标号。1989年修订的车用汽油标准中又增加了93号汽油。另一个变化是1991年颁布了我国第一个车用无铅汽油标准包括90号、93号、953个标号。

时间进入2000年,此时我国汽车的数量激增,汽车尾气对环境的污染日益明显,旧的汽油无铅化标准已经不能满足环境需求。于是,国家颁布实施了新的车用无铅汽油标准GB17930—1999。与旧的标准相比,新标准不仅提高了一些项目指标的限值,而且增加了新的项目内容,如硫含量指标、苯含量、芳烃含量、烯烃含量的限值指标,此外对汽油中的含氧量也做出了规定。

自此,我国油品质量升级速度不断加快。2001年,出台国Ⅱ汽油标准;2006年,汽油国Ⅲ标准出台;2014年,全国开始执行汽油国Ⅳ标准;20161月,供应国V汽油。就这样,我国用15年的时间完成了发达国家需要20年才完成的油品升级之路。

与国Ⅳ相比,V车用汽油标准最主要变化可以概括为三减、二调、一增加。三减即降低硫含量、锰含量、烯烃含量,结果是汽油变得更清洁,对环境的污染更小;二调是调整蒸汽压和牌号,由90号、93号、97号分别调整为89号、92号、95号;一增加是首次规定了密度指标,以进一步保证车辆燃油经济性相对稳定。随着国V汽油的供给,汽油也完成了阶段性的自净之路,

我们相信,在不久的将来,随着冶炼工艺的提高,汽油的自净道路还将继续。