——記“柴油車用生物質基含氧調和油技術指標和檢驗方法”

2021年3月10日,我國正式發布并實施了團體標準“柴油車用生物質基含氧調和油技術指標和檢驗方法”。該標準按照GB/T 1.1-2009給出的規則起草,由中國國際科技促進會標準化工作委員會提出,由中國國際科技促進會歸口。規定了柴油車用生物質基含氧調和油的術語和定義、分類、技術指標和檢驗方法等,適用于汽車、拖拉機、內燃機車等柴油車燃料的調和組分,對相關行業發展具有積極的促進作用,也為“碳達峰”目標的實現做出了重要貢獻。

眾所周知,明確的技術指標和檢驗方法,能夠為產品的規范使用提供技術支撐和檢驗標準。進入21世紀之初,我國生物柴油技術剛剛起步的時候,相應的標準也相繼出臺,隨著技術的迅猛發展,國家標準B5生物柴油出臺,才使行業逐步規范。再后來國際上其他國家也針對生物柴油出臺了一些相應的國家標準,歐盟出臺了歐盟標準,使我國的生物柴油不僅在國內具有了一定的市場,同時很大一部分出口到國外,為行業產品走向國際市場提供了有力的支撐。

柴油車用生物質基含氧調和油技術指標和檢驗方法的出臺,又在其基礎上做了進一步拓展、深化和細分。因為生物質含氧調和油是從生物質中提取出來的一部分含氧的燃料,它現在面臨的情況就和生物柴油剛起步時面臨的情況是一樣的,雖然國家標準暫時未出臺,但需要先從團體標準做起,慢慢的把市場建立起來。    值得一提的是,柴油車用生物質基含氧調和油技術指標和檢驗方法引用了GB/T 261《閃點的測定  賓斯基-馬丁閉口杯法》、GB/T 265《石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法》、GB/T 384《石油產品熱值測定法》、GB/T 511《石油和石油產品及添加劑機械雜質測定法》、GB/T 2433《添加劑和含添加劑潤滑油硫酸鹽灰分測定法》等國內外的相關標準,從而保證了其專業性和嚴謹性,參考價值極高。

從起草單位來看,均為領域內的權威機構,包括東南大學、中國石化石油化工科學研究院、浙江大學、中科院廣州能源所、山東理工大學、江蘇省能源研究會、篤為精密儀器有限公司、合肥德博生物能源科技有限公司等,主要起草人包括肖睿,吳石亮,趙杰,王樹榮,馬隆龍,易維明,張會巖,顧東清,曾學軍,張守軍等重量級人物。這些單位和個人的合力必然會迸發出不一樣的火花。

如果進行細分,可以看出,該標準在起草過程中主要吸納了三方面的力量,一方面是高校科研院所的力量,一方面是行業檢測機構,包括中科院廣州能源所、中國石化石油化工科學研究院等,另一方面是制備含氧燃料方面的一些行業上游企業。其中,科研院所主要是提供一些相應的規范制備流程,優化了相關工藝;通過在實驗室做實驗,收集了一定的數據,并對其做出相應的檢測。其中,中國石化石油化工科學研究院的專家考慮到作為含氧添加劑,最終的目標是摻混到汽柴油中去,因此對汽柴油中哪些組分可以加,哪些組分不可以加等提供了非常多的建議。相關的企業則按照該標準做了很多調試工作,為標準的推廣應用提供了參考。    在柴油車用生物質基含氧調和油技術指標和檢驗方法中還能看到很多新的術語和定義,包括:生物質基含氧調和油(Bio-based high-quality oxygenate blending oil)——生物質熱解油提質處理后得到的液體產物,典型組分為含羥基官能團和醚基官能團的分子。CN40生物質基含氧調和油——十六烷值在40-55之間的生物質基含氧調合油,主要適用于農用拖拉機。 CN55生物質基含氧調合油——十六烷值大于55的生物質基含氧調合油,主要適用于柴油機乘用車。充分顯示了其先進性和創新性。

對于檢驗方法,該標準也做出了明確的規定,其中,出廠批次檢驗項目包括:密度、運動黏度、閃點(閉口)、冷濾點、凝點、硫含量、殘炭、硫酸鹽灰分、固體細顆粒物、水含量、機械雜質、氧化安定性、酸值、堿金屬含量、氧元素含量、熱值。在原材料、生產工藝沒有發生可能影響產品質量的變化時,出廠周期檢驗項目包括:十六烷值、醇醚類含量、銅片腐蝕、90%回收溫度每月檢驗一次。

檢驗時間主要是在新產品投產或產品定型鑒定時;原材料/工藝等發生較大變化,可能影響產品質量時;以及出廠檢驗或周期檢驗結果與上次型式檢驗結果有較大差異時。出廠檢驗和型式檢驗結果符合相關的技術要求,才判定該產品合格。

如出廠批次檢驗和出廠周期檢驗結果中有不符合技術要求的規定,則按GB/T 4756的規定重新抽取雙倍樣品進行復檢,復檢結果如仍有一項不符合技術要求的規定,則判定該批產品為不合格。

憑借著嚴格的管理制度,也讓生物質含氧調和油比傳統的生物柴油擁有了更多的優勢。例如,生物質含氧調和油大概含有10%~20%的氧,其最終的碳排放會降低,有利于汽柴油行業發展,以及“碳達標”的實現。與此同時,由于其中的含氧量比傳統生物柴油高,使其整個的碳煙排放要比生物柴油碳煙排放更低。另外,傳統的生物柴油一直存在一個問題,其在冬季的凝固點相對而言比較高,因此在冬季摻混會出現凝結的情況,因此它在冬季的使用性能比較低,而生物質含氧調和油則沒有這樣的問題。

目前,柴油車用生物質基含氧調和油主要是作為含氧添加劑被摻到汽柴油中,可以有效降低汽柴油的碳煙排放。從用量上來看,雖然隨著電動汽車市場的不斷擴大,汽柴油的使用量呈現出下滑的趨勢,但發達的航運和農機行業對柴油量的需求始終居高不下。尤其是航運領域,每次加油都會達到幾百萬噸,且對油品質的需要并不高,如果將生物質含氧調和油加入到柴油中,不僅可以降低碳煙排放,還能大大降低航運行業的成本。    總之,團體標準《柴油車用生物質基含氧調和油技術的指標和檢驗方法》的建立,將有效促進生物質高值化利用技術領域的發展。由于生物質含氧調和油的原料本身就是生物質,因此對固廢和農林領域的生物質熱解提質也會產生較多的影響。同時,在一定程度上緩解能源危機,進而促進“碳達峰”的早日實現,迎接更加美麗的現代化中國。

肖睿,1971年10月出生。教授、博士生導師,東南大學能源與環境學院院長,能源熱轉換及其過程測控教育部重點實驗室主任,國家杰出青年基金獲得者,長江學者特聘教授。江蘇省能源研究會理事長,中國工程熱物理學會理事,中國可再生能源學會生物質能專委會副理事長。《Fuel Processing Technology》副主編,《International Journal of Greenhouse Gas Control》,《太陽能學報》,《化工學報》,《可再生能源》等刊物編委。以第1獲獎人獲得國家科學進步二等獎、教育部自然科學一等獎和江蘇省科技進步一等獎等獎勵,以主要完成人獲其他省部級獎4項。在包括Science在內的國內外核心刊物上發表論文300余篇。論文被SCI他引近萬次,獲授權發明專利50余項。