开云体育 开云官网开云体育 开云官网开云体育 开云官网新型车用清洁燃料甲醇汽油新型车用清洁燃料——甲醇汽油 新型车用清洁燃料——甲醇汽油 张利群宋金花:新型车角清洁燃料——甲醇汽油 新型车用清洁燃料——甲醇汽油 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125001) [摘要】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】清洁燃料;甲醇;汽油 [中图分类号】TE626.21[文献标识码】A[文章编号】1003-5095(2005)04—0001...

　　新型车用清洁燃料——甲醇汽油 新型车用清洁燃料——甲醇汽油 张利群宋金花:新型车角清洁燃料——甲醇汽油 新型车用清洁燃料——甲醇汽油 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125001) [摘要】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】清洁燃料;甲醇;汽油 [中图分类号】TE626.21[文献标识码】A[文章编号】1003-5095(2005)04—0001— 03 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39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 必然要求加快新 油储量的减少和环保要求的提高, 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. 1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3项:甲 醇代油,乙醇代油,二甲醚代油. 1.1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CO:和作为原料的生物源生长 所消耗的CO: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,

　　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25%一30%.据 有关专家预测,如在汽油中按

　　添加体积分数为 10%的变性燃料乙醇,并按市场份额的25%一30% [收稿13期]2005-04-30 [作者简_介】张利群(1971一),女,工程师,现从事石油加工

　　研究. 计,那么每年就可以替代大约400万t汽油,估计消化 陈化粮1200万t. 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90号 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MTBE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. 1.2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:(1)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CO生成的条件,使CO较多地转变 为CO:,CO,HC排放减少,但N0x排放与汽油车相当. 理论空燃比下混合气热值与汽油相当,因此汽车使 用甲醇燃料,动力性不会降低;(2)辛烷值高,汽油 车改用甲醇燃料可以提高汽油机的压缩比;(3)甲 醇的汽化潜热是汽油的3倍多,给汽车的冷启动带 提高充气效率;(4) 来困难,但可以降低进气温度, 甲醇的蒸气压比汽油低,易形成气阻.(5)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. 1.3二甲醚代油 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 2河北化工2005年第4期 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,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 生产成本低,质量性能稳定,燃烧充分,清洁无污 染,无腐蚀的甲醇一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

　　,具有巨大的经济和社会效益. 2甲醇燃料的发展历史及现状 2.1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20世纪70年代,西欧国家就有加入4% 的甲醇掺合汽油出售.欧共体允许添加3%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 85%,50%和10%.20世纪90年代以来,日本和美国 还相继进行了甲醇含量高达85%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20世纪80年代开始甲醇燃料的试用和 研究工作. 当甲醇含量小于15%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 多的甲醇一汽油混合燃料.重庆化工厂采用10%, 20%,25%,30%,50%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人量为10%一25%之 间综合性能最好.甲醇含量为15%的掺合汽油( M15)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

　　明,使用M15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(90#,93#,97#)经严格 科学工艺配制而成的高清洁甲醇汽油(M15),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,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气有害物质排放降低30%以 上.目前,山西省正在实施发展甲醇汽车计划,2001 年推广M5,M10,M15清洁汽油10万t,2002年30 万t,2003年50万t,2004年70万t,2005年100万t,并适 时向省外推广. 2.2高浓度甲醇汽油 当甲醇含量大于85%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85%甲醇汽油混合燃料 5000km的行车试验.山西大同汽车厂制造的50部 甲醇中巴汽车采用85%甲醇汽油混合燃料,已投入 商业示范运营. 2.3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 15%一85%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,甲醇一汽油混合燃料 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 早在20世纪70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M19环保复合燃料添 加剂技术,并在此基础上研制出M19甲醇汽油,通 过了由北京市科委组织的成果鉴定.据介绍,M19 环保复合燃料各项性能指标均达到普通90#,93#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40%一50%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…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5O%一65%,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, 即M50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 好. 3甲醇燃料的使用安全性 3.1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 50%,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 张利群宋金花:新型车用清洁燃料——甲醇汽油3 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人 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M15甲醇汽油尾气常规排放中的一氧化碳 和碳氢化合物浓度平均降低率分别为23.2%和 28.5%.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. 3.2甲醇燃料的着火爆炸安全性 着火温度比汽油高, 甲醇的蒸气压比汽油低, 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. 3.3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 消化系统进入人体的甲醇是非常危险的,饮用 30mL甲醇就会有生命危险,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. 4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2000年底,我国汽车拥有 量达到1600多万辆,车用汽油消费量达到4000 万t/a.2000年石油需求量约2亿t,缺口超过5000 万t,成品油缺口2000多万t.据专家预测,2005年我 国对汽,煤,柴三大油的需求量将在24Lt左右,汽油 年消费量达到5千多万t,2010年我国汽油需求量将 接近14Lt,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2200 元/t左右,汽油的市场价格在3500元/t以上,若将 甲醇按15%的比例掺人汽油中,则甲醇汽油的价格 在3300元/t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 策,各项指标均能达到和超过同型号汽油的对应指 标.同时,如果在研究过程中能够很好地解决甲醇 汽油的热值低,冷启动,材料腐蚀和分层等难题,那 么甲醇汽油代替汽油作燃料具有一定的现实意义. [参考文献】 [1】仇延生,等.汽油代用燃料的应用和发展[JJ_石油炼制与化工, 2003,34(1):1—5. [2】郑嘉惠.燃料清洁化及替代产品[J].化工技术经济,2003,21(7): l1—21. 【3】徐晓玲.车用清洁燃料的发展趋势lJ】.能源工程.2001,(3):17—20, [4]CN:1347964A. MethanolGasolineasNOVelCleanFuelf0rMotor zHANGLqun.S0NGjtn—ddition.thesafetypropertyformethano1rue1wasdiscussedintermsofinfluenceonenvi roment,thesafetyfreeofinflammationandexplosion,togetherwiththetoxicity. Keywords:cleanfuel;methanol;gasoline 2皇譬警厂,..::..二……………1启东市黄海石化机械有限公司…………插页1222 妻限公司………… 29芸化三..:…:…………..132《去煮妻旦墨 :……………一3孬三,厂…………………:3;薏娄萎羔妻着 .. ===:4纂三蓑,厂…………………磊154;5山东省莱州市化工机械厂……………… 插页芥.,Il『l,虫乙仙/…………………佃

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