壹、前言

隨著科技之發展與生活品質的提昇，在二十一世紀的今天，交通運輸工具更益顯現其重要性，依調查統計台灣地區平均約每四個人就擁有一部汽車、每兩個人一部機車，其所使用之燃料---汽油，已成為重要的民生必需品，因此汽油與每個人的生活是息息相關的，身為現代人實有必要了解汽油的相關知識，本文旨在介紹汽油的相關特性。

貳、汽油的產製

煉油廠與傳統化工廠不同，主要差異在於化工廠的產品均為單一化學品（如乙烯、丙烯、氯乙烯等），產品的優劣取決於純度的高低；而煉油廠所生產之油品則非單一化學品，通常是混合物，它是從原油經由精餾、精煉等製程產出中間產物（如重要的汽油摻配原料，包括觸媒裂解汽油、重組汽油與烷化油等高辛烷值的摻配源），再經由摻配、調和成不同類別與等級之油品，汽油的製造亦是如此，圖(一)為煉油廠產製、摻配汽油之流程圖。

圖(一) 單元：煉油廠產製、摻配汽油流程圖

就如同做菜、烹調的道理一樣，可口美味的料理決定於廚師如何將原料、調味品等做完美搭配與組合，因此汽油品質之優劣除與中間產物相關外，乃決定在於摻配的技術。

由於汽油的組成包含數百種以上之碳氫化合物，故通常以蒸餾範圍來界定，其沸點約在30~225℃，如依碳數分佈而言，是介於五碳至十碳之間，在此範圍內之碳氫化合物，均可以作為汽油之摻配原料。

參、汽油的重要性質

汽油一般是以物性來代表其品質，而各項性質均與引擎的性能相關，茲將其中五項重要性質說明如下：

一、辛烷值

汽油引擎是採火星塞點火方式，當引擎在壓縮過程中，油氣的體積變小，如壓縮比越大，其壓力越大，溫度越高，所選用的汽油，必須在此條件下，仍不會引發自燃的現象，否則在火星塞尚未點火之前，油氣已先產生自燃現象，因此在動力行程中會產生火焰波互相衝擊，造成引擎爆震（引擎會有敲缸異響）。

辛烷值是決定汽油抗爆震性（抵抗自燃能力）的重要指標，而引擎的壓縮比決定需要使用多少辛烷值的汽油，汽油對於抗爆震程度之量測指標稱為辛烷值，如辛烷值越高，抗爆程度即越高。

基於引擎設計不斷進步，汽車製造廠商不斷以提高引擎壓縮比來縮小引擎體積，以增加單位體積產生之馬力，因而低辛烷值的汽油已不能符合高性能引擎的需求。所以對高壓縮比的引擎則需要較高辛烷值的汽油，以耐更高的壓力與溫度，避免影響汽車的駕駛性能及損害引擎，使用高辛烷值汽油並不會對性能有所提昇，反之因高辛烷值汽油雖有高的抗爆震指標，卻導致不易燃燒，而在排氣行程時發生燃燒。（俗稱放砲）

目前國內汽油共有98、95與92三種不同辛烷值的汽油可供選擇，如何選擇適當辛烷值呢？，於此將一些原則提供大家參考

1.依原廠建議該款車輛適用之辛烷值。

2.若無原廠建議資料，請確認車子壓縮比（應記載於車輛維修與保養手冊），以壓縮比×10計算方式（概略法）選擇適當之辛烷值，如壓縮比9.6，可選擇95汽油，而一般高壓縮比的進口車（壓縮比10或更高），則建議使用98汽油。

輕微的爆震在駕駛過程中並不易感知，若要確認車子是否有爆震問題，可以在爬坡路段，重踩油門，注意傾聽引擎有無類似螺絲無鎖緊之敲擊聲，此即為爆震。

二、蒸氣壓

汽油的蒸氣壓與引擎的冷啟動相關，蒸氣壓高即代表汽油在低溫時揮發性強，因此容易點爆啟動，但如果揮發性過強，卻反而會使損耗增加（因油箱本身非完全密閉），造成空氣污染；但蒸氣壓過低，表示汽油揮發性低，則會導致冷車啟動不易。

目前國內法規要求汽油蒸氣壓最大不得高於 8.9 psi，但對於下限值並未規定。車輛啟動問題與油品性質影響層面較小，而直接與車輛保養不當和噴油裝置故障（多點噴油或化油器）等問題影響較大。

三、蒸餾性質

蒸餾曲線為汽油在標準蒸餾條件下，測得之餾出汽油體積百分比與對應之溫度關係圖，為汽油對應駕駛性指標（Drivability Index，簡稱DI）之重要性質，汽油加速性與駕駛性優劣可由蒸餾曲線推斷，一般區分為前段（Front end）、中間段（Mid range）與尾段（Tail end），圖(二)為各段餾分對於引擎性能之影響。

蒸餾曲線之前段（初沸點~10%餾出體積），是代表低沸點等輕質汽油，它與引擎的冷啟動有關。而蒸餾曲線中間段（10% ~ 90 %的餾出體積）則與暖車與駕駛平順性相關。

蒸餾曲線尾段與蒸餾殘餘物（>90%餾出體積），對引擎性能影響最大，其代表意義為高沸點汽油的含量，由於高沸點物質的燃燒不易，導致引擎燃燒室未完全燃燒而造成稀釋機油、曲軸箱積污、燃燒室與火星塞等積碳的現象。

圖(二)：蒸餾性質各餾段對於引擎性能之影響

四、密度與熱值

基本上汽油的熱值愈高，對於油耗有正面影響，雖然密度較高有利於熱值的提昇，但密度高則表示汽油重質成分多，反而對燃燒效率不利，由於在實際路面的油耗測試會受外在環境因素的影響很大，表(一)為美國環保署統計路面油耗測試影響之因素與程度，因此如要以路測代表油耗性能，則因易受路況與駕駛習性所影響，其數據較無客觀與公正性。

較具參考的油耗測試，是在底盤動力計實驗室（Chassis Dynaometer）進行，塑化公司亦投資數億興建一座合乎國際標準的引擎試驗工場，將可提供底盤動力計測試。

表(一)：美國環保署統計影響油耗之因素與程度

五、硫含量

汽油的硫含量對於引擎的性能並無直接之影響，而是對於廢氣排放的影響較大，尤其是裝設觸媒轉化器的車輛，會因高硫含量的汽油而導致觸媒暫時性失活(非永久性)，使得廢氣排放中的NOx增加，由於直接噴入式（Gasoline Direct Injection，GDI）引擎將是未來之展趨勢，它是利用稀薄燃燒（Lean burning）的原理，以獲得更有效率之燃燒，但其缺點是對於硫含量較為敏感，因此未來汽油的硫含量將會趨向於低硫的限制。

肆、觸媒裂解汽油與重組油特性比較

國內油品已邁入全面的自由化，消費者有更多的機會選擇油品，因此將更關心油品的品質，對於國內兩大油公司：台塑石油與中國石油，由於兩家公司設廠的時間差距較遠，因此製程的結構也略有差異，基本上台塑石油是以觸媒裂解汽油為主。由於原油經過幾十年來大量的使用，目前儲存量已剩下不多，所以在十年前研發人員便著手研究，企圖將重質油轉化成低成本、高價值、高辛烷值的汽油，至今，因為技術上已經十分成熟，加上加入汽油清淨添加劑時，更可完全克服過去在引擎噴油嘴與進氣汽門較易形成積碳的缺點，所以觸媒裂解汽油已是目前國際煉油廠必要的製程之一，中油桃園煉油廠最近也興建一座觸媒裂解工場，預定近期將進行試車。

從觸媒熱裂解製程所產生之萃餘油，是製備高品質、高辛烷值之烷化汽油的原料，由於烷化汽油具有高辛烷值(96-100)、低敏感度(研究法辛烷值與馬達法辛烷值的差值最小)與易燃燒的優異特性，故加入烷化汽油來摻配，更使得汽油的品質大為提升。

而舊式的煉油廠是以重組汽油為主，由於重組汽油含有大量的芳香烴成分，因此有苯含量高與重質芳香烴多的缺點(排放後易產生致癌性)，不過目前的技術已可使苯含量降低至法規要求(1% max)；但是其重質芳香烴的成分，由於燃燒效率差，因此易造成引擎燃燒室的積碳，導致引擎爆震與油耗變差，截至目前為止，尚無任何的技術可以解決。

由於觸媒裂解汽油與重組汽油的化學組成差異甚大，因此對於引擎的影響程度也不相同，茲將兩者的比較如下表:

表(二)觸媒裂解汽油與重組汽油特性比較

雖然觸媒裂解汽油在噴油嘴及進氣汽門較易形成積碳，但是加入清淨添加劑後即可完全保持清淨，因此先進國家的汽油中(如美國)都要求加入清淨添加劑，目前台塑石油也都加有高性能的清淨添加劑，其功能完全符合歐洲先進國家(如英國)的標準。

但是重組汽油對燃燒室所造成之積碳，直到目前為止，尚無任何的添加劑可以克服，當燃燒室嚴重積碳時，不但會造成引擎的馬力損失、爆震、油耗增加等現象，而且會增加廢氣的排放污染，同時過量的清淨添加劑更使得燃燒室的積碳增加，因此消費者不宜自行添加市售之清淨劑，有時反而會出現負面的效果。

伍、國際及未來環保趨勢

雖然引擎科技不斷在進步，但是人類對於環境品質的提升卻更有過之而無不及，在美國、歐洲等先進國家一直致力於訂定嚴格的汽油規範(低硫、低苯)，而國內也受到環保團體與專家學者的壓力，因此近年來環保署也積極的要求油公司生產低污染的環保汽油，所以國內現行的CNS汽油規範，已與全球最嚴格的加州汽油相距不遠，而目前台塑石油與中國石油的汽油品質更遠優於CNS標準。雖然乾淨的汽油可改善空氣污染的問題，但是更嚴格的汽油規範，對於煉油廠來說，因為必須生產較輕質的油品來符合新的法規，卻反而喪失原本較佳之油耗與加速性能，正如俗語所說的『魚與熊掌，難以兼得』。

本文轉載自台塑企業雜誌2002年第二期