柴油虽是交通运输工具重要的燃料，但其燃烧后排出的废气污染环境。柴油燃料中的硫含量与柴油汽车排放的颗粒物紧密相关。出于对大气污染的考虑，柴油低硫化是世界共同倾向。柴油深度脱硫虽可满足低硫化要求，但同时降低了其润滑性，使用润滑性添加剂可改善低硫柴油的润滑性能。

1、柴油低硫化动向

2000年12月美国EPA发表了柴油低硫化规定，要求到2006年9月美国80%的柴油硫含量要从现在的500ppm降低到15ppm以下，2010年要全部达到该限定目标，见表1。而美国加利福尼亚州对柴油硫含量限制更严，要求2006年该州所有柴油中硫含量必须降到15ppm以下。

表1  美国柴油硫含量规定

项目	规定
现行规格	500ppm以下
低硫柴油规定	15ppm以下
低硫柴油开始销售时间	2006年9月
2006年9月低硫柴油比例	80%以上
低硫柴油达100%的时间	2010年

欧洲在要求2005年柴油硫含量从2000年的350ppm降到50ppm的同时，还开始实施10ppm以下的“零硫”柴油，见表2、3。

表2  欧洲柴油规格（部分）

时间	2000年	2005年
十六烷值，最小	51
密度，kg/m3,最大	845
T951℃，最大	360
多环芳烃，W%，最大	11
硫，W%，最大	0.035	0.005

表3  欧洲“零硫”柴油实施计划

硫含量	实施时间
10ppm以下	2005年1月1日

亚太地区的日本、泰国、澳大利亚、香港等地区和国家也计划在2003年～2005年间将柴油硫含量降到50ppm。

世界燃料委员会在颁布的最新世界车用清洁燃料规范中，对硫含量要求甚严，在第Ⅲ、Ⅳ类中，限制柴油硫含量必须分别小于30ppm和为“零”（＜5～10ppm），见表4。

表4  世界燃料规范对柴油要求

类别	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
十六烷值	＞48	＞53	＞55	＞55
密度，kg/m3	820～860	820～850	820～840	820～840
硫，ppm	＜5000	＜300	＜30	0（＜5～10）
总芳烃，m%	——	＜25	＜15	＜15
多环芳烃，m%	——	＜5.0	＜2.0	＜2.0

由上可见，为了满足苛刻的排放要求，柴油低硫化是世界发展方向。

2、柴油低硫化与润滑性问题

伴随着柴油低硫化，由于其润滑性下降，又引起燃料喷射泵的磨损问题，使发动机发生不稳定空转，功率和加速性能下降。典型的例子是瑞典曾使用超低硫、低芳烃极度精制的2号柴油，即发生燃料喷射泵异常磨损。表5为瑞典柴油规格。

表5  瑞典柴油规格（部分）

项目	EC1	EC2	EC3
硫含量，%≤	0.001	0.005	0.20
芳烃，%≤	5	20
多环芳烃，%≤	0.02	0.1
十六烷值指数≥	50	47	49

日本曾对硫含量在0.2%以下的市售柴油进行试验，发现硫含量较低的柴油，磨损程度较严重。

3、柴油特性与润滑性的关系

日本有关研究人员曾选用29种柴油样品进行研究，发现柴油密度、90%馏出温度、粘度、柴油中的所含氮化物、芳烃及硫含量等均与柴油润滑性相关，其中柴油组成对柴油的润滑性影响较大，尤以硫含量和多环芳烃与柴油的润滑性关系更密切。柴油中硫含量越低，润滑性越差，多环芳烃含量多，柴油的润滑性较好。

柴油脱硫度超过一定程度，含在柴油中具有润滑性的物质随硫一同被除去，同时，多环芳烃被裂解，因而导致柴油润滑性能降低。

4、柴油润滑性评价试验方法

评价柴油润滑性试验方法主要有如表6所示几种，其中HFRR试验法因其操作简便、能重复实际发动机柴油润滑性而被作为标准试验法。

表6  柴油润滑性试验方法

方法	BOCLE （ASTM）	BOCLE （SWRI）	HFRR	BOTD	TAFLE
测定项目	磨损直径	烧结负荷	磨损直烃	磨损直径	烧结负荷
负荷，N	5	10→50	2	30	100→2000
转速，rpm	240	525	（50H2）	60	（0.79m/s）
试验时间，min	30	1（每负荷）	75	30	4（每负荷）
试验时相对湿度，%	10	50	根据实温决定	——	——
试验温度，℃	25	25	25160	30	室温

在欧洲，柴油在炼厂出厂时，HFRR值控制在400um左右不会发生磨损问题。

日本也制定了柴油润滑性试验方法，见表7。

表7  日本柴油润滑性试验法（JIS）

项目	条件
试验样品用量，ml	2±0.2
行程，mm	1±0.03
振动频率，HZ	50±1
试验样品温度，℃	60±2
负荷，N	1.96±9.18×10-3
试验时间，min	75
试验液的表面积，cm2