车用燃气的性质
供应汽车使用的燃气必须要进行加工处理，一般供应民用的天然气和液化石油气由于含有不少杂质，若直接用作汽车燃料，会对车辆造成损害，或使发动机燃烧不正常，影响车辆的寿命和排放效果。为此，国内外对车用燃气的质量都有相应的标准和技术要求。只有使用符合标准的合格燃气，才能保证汽车的安全运行。
一、汽车用压缩天然气
天然气是以甲烷为主要燃烧成分的气体混合物，汽车使用天然气是压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、吸附天然气(ANG)三种形式，目前用量最大，技术成熟的是压缩天然气，即将天然气压缩至25MPa的高压，储存于气瓶中供汽车使用。从油田通过管道供应的天然气含有水分、硫化氢、二氧化碳、烯烃等杂质，直接作为车用燃料十分有害。天然气中的水若沉积在高压气瓶底部，会溶解天然气中的酸性气体，如硫化氢、二氧化碳等，腐蚀金属设备，严重时会造成气瓶开裂等事故。同时，由于天然气中水分过多，在一定条件下会与烃类生成水合物，堵塞管道、喷嘴等，阻碍天然气流动。
天然气在用于汽车燃料前，应进行脱水、脱硫等处理。国家标准GB 18047—2000《车用压缩天然气》对车用天然气的热值、含硫、含水、含氧、含二氧化碳等都做出了严格的规定(见表6-1)。根据天然气的燃烧特性，按照国际上最常用的判别天然气互换性的华白数，将天然气分为10T、12T、13T三类，(见表6-2)，使发动机能够在一个特定条件中，获得最优的燃烧效果。目前国内供应市场的天然气华白数基本都在12T范围内，对于加气站来讲，为使汽车保持良好的工作状态，应及时掌握气质变化情况，保证给汽车充装同一类别的天然气。
表6-1 车用天然气的技术要求
项目 | 质量指标 |
高位发热量/(MJ/m3) | ＞31.4 |
硫化氢(H2S)含量/(mg/m3) | ≤15 |
总硫(以硫计)含量/(mg/m3) | ≤200 |
二氧化碳(CO2)含量/(体积分数) | ≤3.0 |
氧气(O2)/% | ≤0.5 |
水露点/℃ | 在汽车驾驶的特定区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃；当最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃ |
注：1. 压缩天然气应有特殊气味，必要时加入适量硫醇、硫醚等含硫有机化合物配制的加臭剂，保证CNG的浓度在空气中达到爆炸下限的20%前能被察觉。
2. 气体体积的标准参比条件是101.325kPa、20℃。
表6-2 压缩天然气的类别
类别 | 华白数W(MJ/m2) | 类别 | 华白数W(MJ/m2) | 类别 | 华白数W(MJ/m2) | |||
标称值 | 范围 | 标称值 | 范围 | 标称值 | 范围 | |||
10T | 40.7 | 38.6～44.0 | 12T | 49.7 | 44.7～53.7 | 13T | 52.5 | 50.5～54.7 |
干，101.325kPa、20℃状态 | ||||||||
二、汽车用液化石油气
为适应清洁汽车燃料的发展，我国对车用液化石油气标准的制定非常重视，近几年相应出台了行业和国家标准。目前在用的车用液化石油气标准主要有两个：SY 7548—98《汽车用液化石油气》(见表6—3)、GB 19159—2003《车用液化石油气》(见表6-4)，这些标准的技术要求比民用的标准要严格。
使用液化石油气的汽车其盛装液化石油气的钢瓶是固定在车上的，无法像民用液化石油气钢瓶那样容易排除残液，所以车用液化石油气标准对戊烷以上容易形成残液的重质部分要求较严格(≤2%)，防止残液的积累而影响气瓶的有效容积。
表6-3 汽车用液化石油气技术要求(SY 7548—98)
项目 | 质量指标 | 试验方法 | ||
车用丙烷 | 车用丙丁烷 | |||
37.8℃蒸气压(表压)/kPa | ≤1430 | 41430 | 按GB/T 6602① | |
组分(体积分数)/% | 丙烷 | — | ≥60 | 按SH/T 0230 |
丁烷及以上组分 | ≤2.5 | — | ||
戊烷及以上组分 | — | ≤2 | ||
丙烯 | ≤5 | ≤5 | ||
残留物 | 100mL蒸发残留物/mL | ≤0.05 | ≤O.05 | 按SY/T 7509 |
油渍观察 | 通过 | 通过 | ||
密度(20℃或15℃)/(kg/m3) | 实测 | 实测 | 按SH/T 0221② | |
铜片腐蚀 | 不大于1级 | 不大于1级 | 按SH/T 0232 | |
总硫含量/10-6(质量分数) | ≤123 | ≤123 | 按SH/T 0222 | |
游离水 | 无 | 无 | 目测 | |
① 蒸气压允许用GB/T 12576方法计算，但在神裁时必须用GB/T 6602测定。
② 密度允许用GB/T 12576方法计算，但在仲裁时必须用SH/T 0221测定。
对车用液化石油气中的烯烃含量，各标准也对其进行了限制。这是因为烯烃属于不饱和烃，受热后容易形成聚合物堵塞管路，同时也易于在发动机内产生积碳。特别是对丁二烯含量的控制，由于丁二烯活性大且会引发烯烃的氧化反应，易溶蚀耐油橡胶及腐蚀器件导致泄漏，所以国家标准中规定丁二烯含量不大于0.5%。
车用液化石油气根据丙丁烷间比例的不同，分为两个品种，即车用丙烷和车用丙丁烷，使用何种组成的液化石油气可根据气候条件选用，一般而言，寒冷地带宜选用丙烷含量较高的液化石油气，气候温和的地区则宜选用丁烷含量较高的液化石油气，但车用液化石油气标准(SY 7548—98)质量指标限定为车用丙烷(丙烷含量大于97.5%)及车用丙丁烷(丙烷含量大于60%)二类，我国许多地区，在夏季甚至春秋季气候适宜，没有必要使用SY 7548—98标准的车用丙烷气或高丙烷含量的丙丁烷混合气，可适当降低丙烷含量，增加丁烷含量，这样既有利于发挥车辆的动力性，又有利于丙丁烷资源的平衡。在SY 7548—98车用石油液化石油气标准的基础上，结合试验的相关数据，2003年制订车用石油液化石油气的国家标准时，将车
用液化石油气分为Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号三个牌号，其中建议Ⅰ号产品在环境温度-20℃以上的条件下使用，Ⅱ号产品在环境温度
表6-4 车用液化石油气技术要求(GB 19159—2003)
项目 | 质量指标 | 试验方法 | ||
Ⅰ号 | Ⅱ号 | Ⅲ号 | ||
37.8℃蒸气压(表)/kPa | ≤1430 | 890～1430 | 660～1340 | GB/T 6602① |
组分(体积)/% | SH/T 0614② | |||
丙烷 | ＞85 | ＞65～85 | ＞40～65 | |
丁烷及以上组分 | ≤2.5 | — | — | |
戊烷及以上组分 | ≤2.0 | ≤2.0 | ||
总烯烃 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | |
丁二烯(1,3-丁二烯) | ≤0.5 | 汽车改天然气≤0.5 | ≤0.5 | |
残留物 | SY/T 7509 | |||
100mL蒸发残留物/mL | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.05 | |
油渍观察 | 通过 | 通过 | 通过 | |
密度(20℃)/(kg/m3) | 实测 | 实测 | 实测 | SH/T 0221③ |
铜片腐蚀，级 | ≤1 | ≤1 | ≤1 | SH/T 0232 |
总硫含量/(mg/m3) | (270 | (270 | (270 | ST/T 0222④ |
硫化氢 | 无 | 无 | 无 | SH/T 0125 |
游离水 | 无 | 无 | 无 | 目测 |
① 蒸气压可用GB/T 12576方法计算，但在仲裁时应用GB/T 6602测定。
② 组分可用SH/T 0230法测定，但在仲裁时应用SH/T 0614测定。
③ 密度可用GB/T 12576法测定，但在仲裁时应用SH/T 0221测定。
④ 总硫含量可用SH/T 7508法测定，但在仲裁时应用SH/T 0222测定。
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