张利群，宋金花（中国石油锦西石化分公司研究院，辽宁葫芦岛介绍了几种代用清洁燃料，着重介绍了甲醇燃料的特点、发展历史和使用现状，并且从其对环境的影响、着火爆炸的安全性以及毒性等方面论述了甲醇燃料的使用安全性能。关键词5清洁燃料；甲醇；汽油文章编号5#**!8(*(（’**(）*+8***#8*!随着汽车工业和交通运输业的蓬勃发展，汽油需求量不断增大，作为不可再生能源的石油储量却不断减少，美国能源部和世界能源理事会预测全球的石油资源的可开采期为!年，这就意味着几十年甚至上百年后，石油资源将枯竭。另一方面，汽车燃料汽油的大量使用，排放的尾气给大气环境造成了严重污染，严重威胁着人类的生存环境。愈来愈受到重视的环境问题要求寻找环境友好的汽车燃料，以减少尾气中有害物质的排放，甚至为零排放。石油储量的减少和环保要求的提高，必然要求加快新能源的开发，以新的能源代替资源型能源，克服能源消费的制约因素，促进经济的协调发展。因此，各国均重视并相继开发出一些汽油代用能源，来缓解能源紧张，同时满足环境保护的要求。替代清洁燃料近几年来，我国一直在探索新能源来代替石油的可行性，目前列入代油工程的产品主要有!项：甲醇代油、乙醇代油、二甲醚代油。乙醇代油燃料乙醇作为一种含氧化物，被称为“绿色能源”，其燃烧所排放的%&’和作为原料的生物源生长所消耗的%&’在数量上基本持平，这对减少大气污染及抑制“温室效应”意义重大。此外，燃料乙醇具有和汽油相似的燃烧性能，它的使用不仅可以节省石油资源，减少环境污染，而且对发展农业，带动其他相关产业也具有重要意义。我国已将燃料乙醇的项目列入国家“十五”示范工程重大项目，计划全面推广使用车用乙醇汽油，预计两三年内将占领市场份额的’()—!*)。据有关专家预测，如在汽油中按标准添加体积分数为#*)的变性燃料乙醇，并按市场份额的’()—!*)计，那么每年就可以替代大约+**万,汽油，估计消化陈化粮#从目前试验及专家论证情况看，乙醇代油需要消耗大量的粮食资源，一方面可以解决陈化粮长期库存积压的问题，另一方面将大大促进我国农产品深加工及农业产业化进程。但是由于目前我国以玉米为原料生产的燃料乙醇综合成本明显高于*汽油售价，所以还需要国家补贴来确保乙醇汽油的推广使用。随着-./0由于毒性问题逐渐被禁用，乙醇可以作为最适宜的含氧化合物的代用品加入到汽油中。甲醇代油我国是一个富煤而油气资源相对不足的国家，由此形成了我国以煤为主的能源结构特征。从我国来看，立足国内丰富的煤炭资源，寻找替代燃料，弥补石油供应不足是非常重要的措施。从资源角度考虑，为实施煤制甲醇作为能源产品提供了广阔的市场空间。甲醇燃料同汽油相比，具有如下特点：（#）甲醇含氧量高、热值低（约为汽油的一半）。甲醇存在自供氧效应，减少了%&生成的条件，使%&较多地转变为%&’，%&、1%排放减少，但2&3排放与汽油车相用甲醇燃料，动力性不会降低；（’）辛烷值高，汽油车改用甲醇燃料可以提高汽油机的压缩比；醇的汽化潜热是汽油的!倍多，给汽车的冷启动带来困难，但可以降低进气温度，提高充气效甲醇的蒸气压比汽油低，易形成气阻。（(）甲醇可以和水互溶，吸湿性强，甲醇汽油混合燃料对含水量十分敏感，微量水分可引起甲醇汽油的相分离。二甲醚代油二甲醚代油是个新兴工程，不少国家和跨国公司认为二甲醚是极好地柴油替代燃料，具有巨大的市场潜力和良好的发展前景。但其发展的制约因素还比较多，生产规模小、生产成本高，缺乏竞争力，应用于实践还比较困难。因此，在现有技术中，由于甲醇具有含氧量高，挥发性好，汽化潜热大，来源广泛，生产成本低，燃烧效果好，开云体育 kaiyun.com 官网入口环境污染小等特点，无论是从经济性、安全性、环保性还是技术成熟度而言，甲醇代油都是一种比较好的选择，是较好的汽油代用材料。开发染，无腐蚀的甲醇—汽油混合燃料不仅能够缓解我国的能源紧张状况，还有利于环境保护，是近几年国家在探索新能源替代石油的可行性研究中的优选方案，具有巨大的经济和社会效益。年推广,高浓度甲醇汽油当甲醇含量大于)*’时，相当于部分汽油溶解在甲醇中，也不存在相分离的问题，而且汽油的存在改善了甲醇的燃烧特性，是近年来研究最多的甲醇燃料。但是，使用高浓度的甲醇汽油混合燃料必须对汽油发动机进行改造，以达到最佳性能。南京进行了解放、东风卡车使用)*’甲醇汽油混合燃料的行车试验。山西大同汽车厂制造的*$部甲醇中巴汽车采用)*’甲醇汽油混合燃料，已投入商业示范运营。中高浓度甲醇汽油中高浓度的甲醇汽油混合燃料（甲醇含量在#*’—)*’之间）是今后甲醇燃料的发展趋势。但是由于受甲醇理化特性的限制，甲醇—汽油混合燃料仍然普遍存在着材料相溶性、动力下降、遇水分层、冷启动等世界性技术难题，使甲醇的掺合比例无法提高，不能获得更多的经济效益。美、德、日、加等国早开云 开云体育官网在!$世纪%$年代就开始这项研究，但仍未根本解决这四大难题。国内众多机构和科研院所也在这一领域进行了大量的应用开发研究。北京腾飞时代能源科技开发有限公司研制了,#+环保复合燃料添加剂技术，并在此基础上研制出,#+甲醇汽油，通过了由北京市科委组织的成果鉴定。据介绍，,环保复合燃料各项性能指标均达到普通+$-、+(-汽油要求，现有加油站、汽车不需改造即可直接使用。清华大学、浙江大学的发动机台架试验表明，该复合燃料的动力、扭矩性能略高于普通汽油，二氧化碳等尾气排放大大低于普通汽油。四川大学完成的甲醇汽油研究技术，不改变在用汽车任何结构的前提下，实现了取代&$’—*$’汽油的目标，汽车动力、加速性等都比使用无铅汽油更优，并较大幅度地降低了尾气排放对环境造成的污染。该技术已通过了四川省科技厅主持的专家鉴定。河南漯河石化集团研制开发出加入甲醇*$’—1*’，并且无需更改汽车发动机等装置可直接使用的清洁甲醇汽油，*$汽油。目前，该技术已申报了国家专利，且已通过各种车辆的近十万公里的运行试验，反应良甲醇燃料对环境的影响甲醇由碳、氢、氧三种化学元素组成，含氧量达*$’，且有燃烧速度快、放热快、热效率高的特点，加入到汽油中，可提高汽油的辛烷值，减少大气污染甲醇燃料的发展历史及现状低浓度甲醇汽油低浓度甲醇汽油作为代用燃料在国内外已得到应用。早在!$世纪%$年代，西欧国家就有加入&’的甲醇掺合汽油出售。欧共体允许添加(’甲醇的汽油出售而无需特别标明。在德国、奥地利和美国，低浓度甲醇燃料已商业化应用，分别占其汽油市场的)*’、*$’和#$’。!$世纪+$年代以来，日本和美国还相继进行了甲醇含量高达)*’的掺合汽油或纯甲醇内燃机机动车的研究和开发，有的已经进行了行车试验。我国从!$世纪)$年代开始甲醇燃料的试用和研究工作。当甲醇含量小于#*’时，甲醇能在汽油中很好地溶解，基本不存在相分离问题，是研究较早且较多的甲醇—汽油混合燃料。重庆化工厂采用#$’、!$’、!*’、($’、*$’的甲醇汽油混合燃料进行行车试验，通过对动力性能、部件的腐蚀性能和燃料的经济性比较分析后认为甲醇掺入量为#$’—!*’之 #*）在山西、河南等地的示范运营都已取得成功。据我国试验和使用表明，使用, #*甲醇汽油，发动 机不用改造，可以直接使用，对汽车部件和油路没 有损害，排放也优于汽油。山西华顿商贸公司采用 特殊工艺，通过添加剂与甲醇复配形成变性甲醇， 再将变性甲醇与同标号汽油（+$-、+(-、+%-）经严格 科学工艺配制而成的高清洁甲醇汽油（, #*），借助 添加剂与配制技术上的创新，成功突破了使用传统 工艺配制的甲醇汽油存在的遇水分层乳化、低温启 动困难、高温气阻、腐蚀溶胀、动力下降、开云体育 kaiyun.com 官网入口油耗增高 等方面的技术难题。可单独使用，也可与汽油以任 何比例混合使用，且无需改变发动机结构。使用该 甲醇汽油可使常规尾 物的排放。美国甲醇研究院对大规模使用甲醇造成的环境影响和人类身体健康的影响作了详细深入 地调查研究，认为甲醇燃料和汽油相比，更易于生 物降解，对环境的污染要比汽油小得多。 甲醇内燃机汽车尾气排放中一氧化碳、碳氢化 合物、二氧化硫、氮氧化物和固体悬浮颗粒都会下 降，使用! #甲醇汽油尾气常规排放中的一氧化碳 $(&#’。因此，甲醇燃料车的污染物排放要比汽油车小得多，燃料甲醇是公认的清洁能源。 甲醇燃料的着火爆炸安全性甲醇的蒸气压比汽油低，着火温度比汽油高， 发生火灾和造成人员死亡的几率比汽油低。甲醇燃 料的热值仅是汽油的一半，发生火灾后产生的热量 较小，火灾的危害程度比汽油小。而且，甲醇燃料发 生火灾时可用水进行扑灭，而汽油则不能。由于甲 醇燃料的这种火灾安全特点，在运输、贮存和使用 过程中由于火灾所造成的人员伤亡、财产损失等比 汽油小得多，甲醇燃料比汽油燃料更安全。 甲醇燃料的毒性甲醇是一种毒性有机化合物，可通过呼吸、消 化、和皮肤接触方式进入人体。甲醇主要引起有机 溶剂中毒，酸中毒，视神经损坏和中枢神经损坏等 疾病。通常情况下，甲醇蒸气的浓度是远小于允许 浓度，通过呼吸引起甲醇中毒的可能性很小。通过 *+甲醇就会有生开云 开云体育官网命危险，但这些情况一般是误食或故意饮用。通过皮肤接触进入人体的甲醇量很 小，一般不会引起中毒。总体来说，甲醇对人体健康 的总的危害要比汽油小。 甲醇燃料的应用前景近几年来，随着国民经济快速发展，我国成品 油需求量迅速增加。截止$)))年底，我国汽车拥有 年石油需求量约$亿.，缺口超过# 万.，成品油缺口$)))多万.。据专家预测，$))#年我 国对汽、煤、柴三大油的需求量将在$亿. 左右，汽油 年消费量达到#千多万.，$))年我国汽油需求量将 接近亿.，因此甲醇汽油的生产既符合环保要求，又 能缓解能源紧张，同时能带动相关产业发展，以消 费者能够接受的价格投放市场，将很快占领汽油消 费的主要市场。 在众多的汽车用燃料的开发研究中，醇油燃料 正是替代燃料中的希望。甲醇的市场价格在$$)) 以上，若将甲醇按#’的比例掺入汽油中，则甲醇汽油的价格 .左右。因此，甲醇汽油原料成本较低，来源广泛，具有很好的市场前景。它符合国家能源政