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我国B5(生物)柴油标准历次版本指标变化 (公开发布稿)

2022-06-19 10:33:31


我国B5柴油【标准原名称“生物柴油调合燃料(B5)”】至今为止历经2010、2014、2015、2017四个版本。七年来,B5标准的项目、要求及试验方法发生了一些变化,本人及我国生物柴油行业的其他技术人员有幸作为特邀代表参加了历次标准的评审,作为一个生物柴油行业技术人员,觉得有义务对该标准几个版本指标的历史变化做个汇总,供大家学习参考。



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标准编制的必要性

我国生物柴油产品原始目标就是“柴油替代”及“柴油调合”,即用于柴油机燃料调合,因此我国生物柴油(BD100)标准名称开宗明义也确定为“柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)”,最新版甚至把BD100标准并入B5柴油标准中,也就是说生物柴油产品的归属是柴油机燃料,因此调合后的产品(BX)标准就显得格外重要,当然在编制顺序上必须现有BD100而后有B5,但是这并不是显得B5不重要,只是先后逻辑次序问题。从重要性来说,B5与BD100同等重要!不过据此我们也需要强调一下,最新2017版把BD100标准取消,与B5标准合并在技术上是不合理的,我们希望能在下次修订时改回BD100与B5(还有其他比例)并存的局面。


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名词及定义叙述的变化

B5标准涉及到相应的生物柴油及石油柴油标准变化,一些名词、定义的叙述也随之变化。


2.1  生物柴油:这是B5标准的基本名词之一,第一版(2010版)关于生物柴油定义是这样的:由动植物油脂与醇(例如甲醇或乙醇)经酯交换反应制得的脂肪酸单烷基酯,最典型的为脂肪酸甲酯(FAME),以BD100表示。2014版BD100标准修订评审时我提出“酯交换反应”不能代表我国以废弃油脂为原料的生物柴油产业的全部,评审专家采纳了这个意见,此后生物柴油名词解释的“酯交换反应”改为“反应”,最新的叙述是:由动植物油脂或废弃油脂与醇(例如甲醇或乙醇)经反应制得的脂肪酸单烷基酯,最典型的为脂肪酸甲酯(FAME),以BD100表示。


最新版(2017版)这个名词发生了一个细微的变化,就是原“生物柴油”名词改为“BD100生物柴油”,这是因为2017版将BD100并入B5标准,我个人理解这是一种为了保护BD100原标准独立性的一个技术手段!


2.2  其他名词:2010、2014、2015三个版本都是含有“生物柴油、石油柴油”两个名词解释,因为届时BD100与B5是两个独立标准,而2017版由于将BD100与B5标准合并,因此在B5标准名词解释中出现了“甘油、B5柴油、单甘酯”等名词,这是标准合并后的自然现象,名词解释本身没有变化。


2.3  对于石油柴油的指标限制:这里说的是标准中“4.1.1 类别”内容叙述部分。


2.3.1  2010版:本标准所属产品按用途分为B5轻柴油和B5车用柴油两个类别,B5轻柴油是2%~5%(体积分数)生物柴油(BD100)与95%~98%(体积分数)石油柴油的调合燃料,适用于GB252所适用的压燃式发动机;B5车用柴油是2%~5%(体积分数)生物柴油(BD100)与95%~98%(体积分数)石油柴油的调合燃料,适用于GB19147所适用的压燃式发动机。


2.3.2  2014、2015版本与2010版相比发生了一些变化:本标准所属产品按用途分为B5普通柴油和B5车用柴油两个类别,B5普通柴油是1%~5%(体积分数)生物柴油(BD100)与95%~99%(体积分数)石油柴油的调合燃料,适用于GB 252所适用的压燃式发动机;B5车用柴油是1%~5%(体积分数)生物柴油(BD100)与95%~99%(体积分数)石油柴油的调合燃料,适用于GB19147所适用的压燃式发动机。B5车用柴油又分为B5车用柴油(Ⅳ)B5车用柴油(Ⅴ)。其中普通柴油和国Ⅳ、国Ⅴ内容是根据相应的柴油标准修订引用的。这里发生的变化是取消了“轻柴油”标准改为“普通柴油”,保留“车用柴油”国家标准。


2.3.3  2017版相比前三版发生的重大变化是增加了对石油柴油的技术要求,内容是:本标准所属产品按用途分为B5普通柴油和B5车用柴油两个类别。B5普通柴油是体积分数为1%~5%的BD100生物柴油与体积分数为95%~99%的除润滑性外其余指标满足GB 252的普通柴油的调合燃料,适用于拖拉机、内燃机车、工程机械、内核船舶和发电机组等压燃式发动机;B5车用柴油是体积分数为1%~5%的BD100生物柴油与体积分数为95%~99%的除润滑性外其余指标满足GB 19147的车用柴油的调合燃料,适用于压燃式发动机汽车使用的以生物柴油为调合组分的车用柴油。B5车用柴油又分为B5车用柴油(Ⅴ)和B5车用柴油(Ⅵ)。相比前版的叙述,新版2017标准增加了对柴油的技术要求,此前仅仅是要求生物柴油必须满足BD100要求,没有对石油柴油提出技术要求,而2017版则明确要求石油柴油必须满足GB 252或者GB 19147标准要求(润滑性除外),这个要求也是我们提出并得到评审专家一致认可的。


2.4  标准名称:2010、2014、2015版B5标准名称都是“生物柴油调合燃料(B5)”,而2017版B5标准名称是“B5柴油”,这一变化是因为2017版编制要求BD100与B5合并(取消BD100)而来的;不过因此而产生的“B5柴油”名词却可能因此而永久存在并在今后恢复BD100独立标准后继续使用。


2.5  指标数量:2010、2014版轻柴油、普通柴油列出了16项指标(没有润滑性和多环芳烃技术要求),2015、2017版普通柴油列出了18项指标(增加润滑性和多环芳烃技术要求)。


2.6  推荐改强制:2015版起由推荐GB/T改为强制GB。这里需要强调说明的是,2015版改为强制标准时,很多人认为国家要强制推广生物柴油,这是对强制标准的误读;强制性标准是法律文件,具有法律效力,而推荐性标准是单纯的技术文件,更重要的是,强制标准是对标准对象的强制性规定而不是意味着标准对象必须强制实施,因为你可以选择不生产此类产品,所谓“强制”是你如果从事标准对象的相关活动就必须执行,但是你同样可以选择不从事,因此B5柴油强制标准的意思是你如果生产B5柴油就必须达到这个标准,但是你也可以选择不生产B5柴油。总之一句话:强制标准不是强制实施。


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各项技术指标分析

历经四版,B5柴油的相关指标也发生了一系列变化,各项指标的变化分析如下:


3.1  色度/号:这个指标在2015、2017版标准开始出现在B5普通柴油中,标准规定B5色度/号不大于3.5(GB/T 6540)。对于车用柴油没有要求,据说未来普通柴油标准可能取消,因此这个指标是否还会继续保留尚未可知。


3.2  氧化安定性:这个指标历次指标都是不大于2.5mg/100ml(总不溶物,SH/T 0175),这与GB 19147车用柴油相关指标是一致的。这个指标没有经过修订,说明B5与石油柴油的氧化安定性并没有因为加入5%BD100生物柴油而受到影响。


3.3  酸值:四个标准酸值指标都是不大于0.09mgKOH/g,其中2010版有点小问题,那就是酸度不大于0.09mgKOH/g是根据BD100酸值不大于0.5mgKOH/g及石油柴油酸度不大于7mgKOH/100ml计算得到的结果;而2010版B5标准对应的是BD100国标20828—2007版,其酸值是不大于0.8mgKOH/g而不是0.5mgKOH/g,计算结果应该是大于0.09mgKOH/g;合理的解释是2010版B5标准已经开始准备实施新BD100标准了,由于生物柴油行业对此有不同意见,因此BD100标准推迟实施而相关的B5标准是参考尚未发布的BD100新标准制定的。


3.4   柴油标号:2010、2014版本分为10、5、0、-10号四个等级,2015版起(2017版相同)取消了10号(也确实没有意义),分为5、0、-10三个标号,油品标号对应油品凝固点。此项指标与柴油的凝点、冷滤点直接相关,值得提醒大家的是这样的事实,那就是石油柴油的凝点一般是高于冷滤点3—5℃(比如GB 19147的0#柴油凝点是0℃,而相应的冷滤点是4℃),而BD100生物柴油的凝点、冷滤点并不完全符合这个规律,此中的原因尚不清楚,有待进一步研究。不过,对于B5来说,5%生物柴油的添加比例对于上述规律没有影响,因此B5柴油的标号(凝点)与对应的冷滤点指标依然按照符合上述规律的方式规定(注意,BD100生物柴油只有冷滤点技术要求而没有凝点)


3.5  机械杂质:此项一直是“无”,试验方法是GB/T 511,自2017国Ⅵ起改为“总污染物含量”,试验方法也改为GB/T 33400,开始有了计量单位“mg/kg”,这应该是合理的进步。实际上“杂质”的概念对很多行业来说尤其是液体化工产品是个很纠结的问题,“总污染物”似乎是个很好的解决方案。


3.6  甲酯含量检测:甲酯含量目前是界定石油柴油和加入了BD100生物柴油两类燃料的核心指标,最新限定值是1%(体积分数)。2010版生物柴油体积分数的最低2%,此后改为最低1%,这是因为此前2010版最低2%与柴油标准最高1%之间的缺口需要从技术上弥补,专家们经过商议决定扩大生物柴油的比较范围,由2%改为1%。不过,这个限定似乎不利于生物柴油的推广,建议适当提高或者以最新的调合标准指标为上限,比如按照现有标准,就应该是“甲酯含量不大于5%(体积分数)”。


3.7  多环芳烃含量:这实际上是石油柴油特有的指标,由于石油原油中含有各种多环芳烃(萘、苊烯、苊、芴、菲等等),因此石油柴油中必然会带有这些组分;四个版本的普通柴油都没有此项技术要求,而2010、2014、2015版车用柴油多环芳烃的指标是不大于11%,2017版车用柴油多环芳烃含量下调至7%。目前,理论推测及部分企业生物柴油样品检测结果是不含多环芳烃,因此从这个指标来看,生物柴油在多环芳烃指标上是有绝对优势的。


3.8  润滑性能:所有的标准都是一致的,那就是校正磨斑直径小于460μm,这里需要说明的是,按照2017版GB 25199标准的说法,B5柴油调合所使用的石油柴油是“除润滑性外其余指标满足”,那么是否意味着所使用的石油柴油应该是没有加入抗磨剂的基础油呢?实际上应该是如此,因为生物柴油的润滑性能很好,加入2%即可满足润滑性能要求,这是BD100生物柴油目前最大的优势。据此,也为了生物柴油的推广使用,建议石油柴油GB 19147标准关于脂肪酸甲酯含量要求提高到2%(体积分数)。


3.9  硫含量:这个指标变化是最大的,2010—2017年,我国石油柴油硫含量实现了飞速跨越。首先是数量级的变化,硫含量单位从重量百分数变为mg/kg即百万分之几(由ppm改变而来);其次是数据的变化,按照mg/kg单位计量的话,B5柴油硫含量是从开始的1400降低到350,而后是50,直到10mg/kg,短短的7年时间,硫含量降低了100多倍,这个跨越确实难得,也说明了政府的决心同时也证实了我们的技术实力,是值得我们骄傲的。这个变化过程中,对于生物柴油企业来说,从开始的“生物柴油不含硫”理念逐步过渡到开始关注并发现由于我们使用废弃油脂为原料,导致我们的产品硫含量并不是“不含”,而是在5—50mg/kg之间,虽然在2010—2014年之间有绝对的优势,但是在目前要求硫含量小于10mg/kg且石油柴油硫含量足够低的现实情况下,生物柴油硫含量优势荡然无存,虽然我们也能满足标准,但是需要我们切实努力,进一步降低BD100生物柴油硫含量,以免标准发生变化时我们措手不及。


3.10  十六烷值:生物柴油、B5只有十六烷值指标而石油柴油在十六烷值之外规定了十六烷值指数要求,这是因为十六烷值指数比较容易检测,检测仪器价格较低,检测成本也低,被广大炼油企业接受;不过需要注意的是,十六烷值指数的检测方法不适合于BD100生物柴油,因此在B5柴油及BD100标准中没有这一个指标的要求。我们有些地方石油公司是积极的生物柴油用户,这是好事,不过他们往往按照石油柴油的方法检测生物柴油,十六烷值指数也是如此,这就需要提醒他们注意了。


3.11  常规指标:10%蒸余残炭、灰分、闪点、运动粘度、馏程、铜片腐蚀等指标,其中只有闪点这一项需要注意闪点不低于60℃,这是因为对于可燃液体的安全要求而设定的,这项指标的要求是2016年起开始的,因此2010、2014、2015版B5柴油都是55℃,而2017版改为60℃,不过GB 19147的低标号柴油还是低于这个指标,这与B5无关。其他指标暂时没有需要讨论的事项,在此略过。




以上针对B5柴油及其此前的版本中一些变化较大且比较重要的指标进行了分析,另外有些指标如闪点、十六烷值、多环芳烃指标也发生了变化,不过理由无需解释,也就没有再次赘言。


以上分析只代表笔者个人意见,供大家参考。


                                                                                                                                


                                                                                                                              2017年12月11日


更多内容

GB 25199--2017 B5柴油国家标准各项指标一览表

生物柴油标准变革及指标分析

“生物柴油(BD100)原料 废弃油脂”标准工作总结

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