加油机胶管对油品硫含量的影响

赵君志

〔中国石化湖南石油分公司 湖南长沙 410005〕

随着国内汽车保有量的增加,汽车尾气排放污染物已经成为我国大城市大气污染的重要影响因素之一。硫含量是汽柴油质量的重要参数，对发动机的腐蚀和排放会产生很大影响：当汽油中硫含量过高时，会导致汽车尾气催化转化器的催化剂转化效率降低和氧传感器灵敏度下降，而不利于对车辆尾气排放量的控制。研究表明，汽油中的硫是影响尾气排放的主要因素[1]。柴油的硫含量与一次颗粒物排放明显相关，燃油中的硫会以1 %～3 %的比例转化为硫酸盐而成为PM的一部分；硫在柴油机燃烧生成的气态二氧化硫中一部分在大气中通过化学反应生成二次硫酸盐微粒；硫燃烧过程的中间产物能够催化碳烟生成，使总的颗粒物数量增加；当柴油中硫含量过高时，会降低车辆排气后处理系统的转化效率，有些处理系统甚至由于硫中毒而永久失效[2]。

因此，降低汽柴油中的硫含量对保护健康、环境及车辆都意义重大。各国在提升汽柴油质量的过程中都大幅度地降低汽柴油的硫含量。国Ⅴ、国VI油品中的硫含量在10μg/g以下，接近于无硫。油品在储存以及管输或罐车运输过程中，很难完全避免被杂质污染，而加油机胶管或许会污染所加油品；如果油品发生污染，油品硫含量超标、出现不合格的可能性大大增加。因此在成品油储存、运输环节，必须更进一步提高质量意识，严格质量管理。

笔者在几次油品抽检过程中发现，从加油机枪口打出的油品硫含量不合格，甚至严重超标，但该加油枪对应油罐内的油品质量合格。研究发现，加油机胶管污染了流经的油品——加油机胶管存在“析硫”现象。本文拟从加油机胶管对油品硫含量的影响进行一些探讨。

1 试验过程、方法

1.1 试验过程

鉴于加油机胶管对油品硫含量可能造成影响，对6家加油机厂的9种不同型号的胶管进行了胶管“析硫”试验，采用湖南省常用加油机厂家使用的不同型号的新胶管做为实验对象，将同样的国Ⅳ车用汽油、国Ⅴ车用汽油、国Ⅳ车用柴油和国Ⅴ车用柴油等油样分别放入这些选中的胶管中，检测油样初始留有时间为0的硫含量，然后按油样放入胶管的固定留有时间(如2h、4h、8h、12h、24h、48h等)分别检测硫含量。

1.2 试验方法

硫含量检测方法采用SH/T 0689—2000 轻质烃及发动机燃料和其他油品的总硫含量测定法(紫外荧光法)。

2 试验结果和讨论

(1)由试验结果表1看出，所有进行国Ⅴ汽油“析硫”试验的油样在留存2h后硫质量分数都大于或等于10 mg/kg，达不到国Ⅴ汽油标准，尤以E厂家、B厂家和D厂家的胶管试验结果为甚，最高为31.1mg/kg和29.2mg/kg，最低为10.0mg/kg和10.3mg/kg，平均为18.69mg/kg。其他样品的硫质量分数均有不同程度的提高。随着时间的延长，硫质量分数增加的越多。如同样的国Ⅴ汽油留存4h后。油样的硫质量分数最高为43.6mg/kg和34.6mg/kg，最低为15.3mg/kg和16.2mg/kg。国Ⅳ汽油和国Ⅴ、国Ⅳ柴油的变化相同。油品在胶管中的留存时间与硫含量的变化见表1。

表1 油品在胶管中的留存时间与硫含量的变化

(2)车用汽油比车用柴油的胶管“析硫”现象严重；国Ⅴ车用汽油比国Ⅳ车用汽油胶管的“析硫”现象严重(因国Ⅴ车用汽油硫含量更低，更易造成油品质量不合格)；国Ⅴ车用柴油比国Ⅳ车用柴油胶管的“析硫”现象严重。

(3)由表2结果可以看出在总计26个样品中油品在胶管中留存2h的不合格率达到38.5 %，有一个国Ⅴ汽油样品是卡边值10mg/kg；油品留存在胶管中8h的不合格率达到57.7 %；油品留存在胶管中48h的不合格率达到92.3 %，有2个合格样品为国Ⅳ车用柴油。

表2 油品停留时间的延长与硫质量分数合格率的变化

3 实例分析

加油站一般白天加油较多，而晚上加油较少，甚至不加油。加油机一个晚上停止加油的时间约为8h，从表2可以看到，这时将有57.7 %的试验油品的硫含量不合格。

对一个加油站的国Ⅴ98号车用汽油进行了实地检测，油罐内采样检测硫的质量分数是5.4 mg/kg,因目前98号车用汽油加油者较少，晚上一直没有加油，早上加油前从加油机油枪打出1 L油品进行检测(油枪未加油时间约为8h)，硫含量达到了24.6 mg/kg，远远超过国家标准允许的限值10 mg/kg。这给加油站的油品质量管理带来了新的挑战。

4 建议及对策

目前，市场上存在两种加油机胶管：无硫胶管和含硫胶管。笔者了解的加油站使用的加油胶管大多数还是含硫胶管。加油机胶管内径有19mm、22mm、25mm三种规格，最大允许公差是4 %，长度一般为4.5m，最长的不超过6m，按圆柱体体积计算加油机胶管中最大存油量如下：

利用圆柱体的体积公式V=πr2h带入相关数据得到

加油胶管内的最大存油体积：

3.14×(25×1.04/100/2)2×6×10≈3.184(L)

即加油机胶管最大存油量约为3.2L。也就是说，当加油机一段时间未加注油品后，最多有约3.2L的油品可能会不合格。假设是一个晚上(8h)没有加油，那么这3.2L油品硫的质量分数可能达到40.6 mg/kg(取国Ⅴ汽油放入胶管8h后的平均值)，如果油品本身的硫质量分数是5.0 mg/kg(目前大部分国Ⅴ油品硫含量在5.0 mg/kg以下),要使这3.2L油品质量调合合格，需至少共加入22.8L油品。计算过程如下：

硫是具有可加性的参数，设需要xL罐内油品才能将3.2L不合格的油品调合为合格，按调合公式计算以下方程(因加油胶管内油品与油罐内油品的密度基本一致，都按体积计算)：

(3.2×40.6+x×5.0)/(3.2+x)≤10.0

解方程得x≥19.584(L)

3.2+19.584=22.784≈22.8(L)

即共加入22.8升油品后，客户油箱里油品的硫含量合格。所以，如果加油机长时间不加油，面对来加油的顾客加油量较大时，可通过油品本身的质量潜力让存在于加油机胶管内的少量析硫不合格油品的质量调合合格。

如果长时间不加油，面对加油量少的顾客为确保每枪油都合格，应将加油机胶管内油品先行排出，因考虑到紊流等因素，建议排出加油机胶管内油品体积的1.5倍的量约5L油品后，再加给顾客，以确保“每一滴油都是承诺”。

对于自助式加油机，不可能由顾客将存放较久的油品自行排出，应配置无硫胶管，确保顾客任何时候加油，不管加多少油，油品质量都是合格的。

对于拟购置的加油机，建议在购买合同中约定加油机加油胶管应为无硫胶管，以减少加油机胶管对油品质量中硫含量的影响；对拟购置的新加油机胶管进行析硫试验，如果胶管导致油品达不到相关质量要求，向有关部门反映情况，建议不予购买该类加油机。

[1] 郭飞鸿，王维民.汽柴油应用与质量管理.北京：中国石化出版社，2017.