车用甲醇汽油分析

电力工业《西藏科技》2009年3期(总第192期)车用甲醇汽油分析李林震(西藏自治区质量技术监督局,西藏拉萨850008)摘要:能源枯竭和环境污染是世界面临的严重问题,随着世界汽车保佑量的增长,在世界范围内石油系燃料的供需矛盾日益突出,汽车发动机消耗石油总量巨大,废气的排放也成为大气污染的主要来源之。从资源、经济、实用等方面来考虑,开发新的清洁代用燃料成为重要的研究谍题。甲醇燃料来源丰富,能够节约汽车运营成本,节约大量的石油资源。本文以M、Ml5甲醇汽油为例分析了使用甲醇汽油的经济性和推广性。关鍵词:汽车甲醇汽油分析中图分类号:U473.14“富煤贫油”是我国一个重要的资源特点决定了|甲醇装置已积累了足够的技术基础;水煤浆为原料的在今后较长的一段时间内我国仍将呈现以煤为主的能大型气化炉已运行多年可实现长周期运转;新型水煤源消耗结构。因此发展煤基车用替代燃料不失为一|浆气化炉与干煤加压气化炉正在积极开发中;各种低种较好的策略。甲醇作为一种主要的煤化工产物在能耗的天然气蒸汽转化技术均已掌握;低成本以空气我国有着巨大的产能200年底陕北甲醇的生产能为气化剂的天然气转化制合成气技术已经开发;多种力达到年产100万吨,其产品具有明显的价格、质量优的脱碳、脱硫工艺已成熟用于工业生产;变换精脱硫、势若能得到大规模应用将能够节省大量石油资源。甲醇合成催化剂均已国产化;新型甲醇合成反应器已甲醇(CHOH是一种轻质无色略有臭味低污染的形成专利技术;精馏装备已达到节能和优化水平。目可燃液体,甲醇只含一个C原子没有C一C键,并含前国内已掌握了建设10-30万吨年,单系列甲醇装有50%的氧CH原子量比为3是一种燃烧后生成的置的设计技术。排气较清洁的含氧燃料,甲醇可以以一定比例添加在2甲醇与汽油的互溶性汽油中成为甲醇汽油。甲醇汽油燃料本身含氧,在汽车发动机中燃烧更加完全,效率高排放污染少,并且汽车要求甲醇与汽油必须溶合使用,互溶性除受燃料辛烷值提高,发动机抗爆震性能增强,是一种性能甲醇与汽油各自的物化性能的影响外,还与储存、使用优良的汽车燃料。的温度、燃料中水分的含量、助溶剂的种类与数量等密1甲醇的现状,生产技术的成熟性与可靠性切相关。低比例甲醇和较高比例甲醇与汽油相对容易2006年,我国甲醇生产874.7万吨,进口甲醇溶合,而中等比例的甲醇汽油则较难以溶合。112.7万吨,出口19万吨,表观消费量968.4万吨,共3甲醇的腐蚀性有甲醇生产企业167家产能合计为13444万吨/年。甲醇对汽车发动机的铜、铝等金属部件和橡胶、塑据统计,“十一五”期间我国新建拟建甲醇项目共42料等弹性体具有一定的腐蚀作用并且随着甲醇汽油个(不包括二甲醚、甲醇制烯烃生产企业自穿配套的中甲醇体积分数的增加腐蚀性能增强。而通过对材甲醇生产装置)。其中,“十一五”期间可以投产的项料的选择可以减少这种侵害。胺类、有机磷酸酯类、有目为35个产能合计18万吨年。预计到“十一机羧酸类氮杂环类、屏蔽酚类五种防腐剂进行复配,五"末期,我国甲醇生产企业将为20家左右,产能将制成的甲醇燃料金属腐蚀抑制剂对铜铝45号钢、达到2500万吨/年~4850万吨/年锌中国煤化工好的腐蚀抑制能力,我国甲醇的合成装置基本上使用煤油、天然气三且溶CNMHG腐蚀性能的要求。种原料;现代甲醇生产技术几乎均为低压法。英国CI4甲畔汽油燃后甲睡时排放污染公司和LURG公司的低压甲醇生产技术占全世界甲汽车发动机燃烧甲醇汽油时,CO、HC、NOx等常醇总量的70%以上。我国自行设计制造和运行大型规排放物质大幅度减少,而甲醛的排放量有所上升。《西藏科技》2009年3期(总第192期)电力工业甲醛是甲醇汽油在发动机中燃烧时所产生的一种中间|的标志因而与汽车发动机的设计密切相关燃料的辛产物甲醛对人体也有较大的危害低比例甲醇汽油的烷值必须执行国家标准。90#甲醇汽油主要供化油器甲醛排放可以采用特效的催化转化器处理可以降低式汽车使用;93排甲醇汽油供部分电控汽油喷射式供油排放气体的污染系统的汽车使用95#甲醇汽油供对燃料质量要求较高5甲醇汽油的现状及汽车的动力性的轿车使用。甲醇自身的辛烷值较高,添加在汽油中目前,市场上有M5、M5、M9、Ms,M45、M0、能够有效地提高汽油的辛烷值。凡向用户销售符合车M85、M100甲醇汽油。汽车燃用M5M5甲醇汽油可用M5甲醇汽油所使用的加油机泵和容器都应标明以不进行任何改装燃用M25等要进行一定的技术下列标志:“M25-90#”、“M25-93#、“M25-95#";调整。M15甲醇汽油相应标明“M15-90#”、“M15-93#甲醇汽油首先在公交车辆上推广应用试验选定“MI了CA6102汽油机,分别对燃用M5-90#、M15-90#7甲醇汽油的性能指标及国标90#汽油的动力性进行了测试。试验时未对发7.1甲醇汽油的馏程动机进行调整,试验结果见表1。评定汽油蒸发性能的指标是馏程,馏程中关键的衰1标定点功率对比3个点是10%、50%、90%馏出温度(T0T0、790的转速国标%汽油M5-9#M-9高低)。汽油蒸发性不好则混合气形成不良,低温时n(r·mi-1)Nem/KWN,m/KwN,mmKW|发动机起动困难燃烧不完全使发动机预热时间延3000长,油耗增加,HC排放浓度增大,未蒸发的汽油冲刷M5-90#和M25-90甲醇汽油功率分别为国标发动机气缸壁油膜流入曲轴箱后稀释发动机润滑油,90#汽油功率的9%和93%;M15-90甲醇汽油由于加剧了发动机润滑油的变质,影响正常润滑。因此要功率损失较小,对汽车的使用性能基本无影响而M25求汽油应具有良好的蒸发性能。但是,汽油蒸发过快90#甲醇汽油则必须采取一定措施提高其功率。如也会带来许多问题,一是汽油机供给系易产生气阻即果在燃用M25-90的汽油发动机上对供油点火系统汽油蒸气阻滞了汽油的供给使正常供油中断;二是汽进行技术调整则发动机的动力性能可达到甚至超过|油在储存运输中增加了损耗。从不同角度对汽油蒸燃用国标90#汽油的动力性能发性的要求是相互矛盾的,综合考虑的结果是要求汽6甲醇汽油燃料的标号油具有适当的蒸发性。表2是90#、93#、95#汽油馏程燃料辛烷值的大小是燃料抵抗爆震燃烧能力强弱|的举例比较。衰2馏程对比℃汽油乙醇汽油山西M15陕西M5陕西M25馏程温度#90#90#MIS3#93#93#93#实测值实测值95#95#T10≤707070707048.546.5Ts≤12011011063152.0146.5甲醇汽油的10%馏出温度较低,已经处于气阻72甲醇汽油的蒸气压区,这是甲醇汽油在使用过程中尤其在夏季高气温地与燃料的馏程相同,蒸气压也是用于评定汽油蒸区需要认真解决的问题。汽油50%馏出温度主要用发性的。文献对车用无铅汽油与乙醇汽油的控制日期来评价燃料平均挥发性能的优劣,对发动机所产生的|为9月16日-3月15日数值不大于88Pa;3月16影响则是加速性能的好坏。T50较低时汽车的加速性日-9月15日数值不大于74kPa。由于甲醇的蒸汽能相对较好,甲醇汽油的T0似乎有利于汽车的加速,压比汽油的低汽油中引入甲醇后混合燃料中会产生本文认为这一汽油性能传统的评价指标用于甲醇汽油|低打中国煤化工尔(Rau)定律呈正的评定可能存在欠妥之处。甲醇汽油90%馏出温度偏CNMHG增大。加入5%体积较低对润滑油的稀释作用较小能够减轻发动机零部的甲群和淼压上廾约26KPa,而当甲醇含件的磨损。随着甲醇浓度的增加馏出温度逐渐降低,量在5%-20%变化时,饱和蒸汽压值变化不大。其且甲醇浓度越大温度降低越大升高程度随甲醇加入的量而变化,实际应用中应严格电力工业《西藏科技)200年3期(总第192期控制甲醇汽油的饱和蒸汽压。7.12汽油清净剂7.3甲醇汽油硫的质量分数文献[]规定汽车必须加入有效的汽油清净剂。文献中规定硫的质量分数不大于010%,同时又对于清净剂的种类与数量没有规定,需要实践的检验规定从2000年7月1日起在北京、上海和广州执行与进一步的深入研究硫的质量分数不大于008%;从20年1月1日起,7.3甲醇汽油的安全性在全国范围内执行硫的质量分数不大于0.08%。因甲醇本身是一种易燃物,并且有毒标准对于甲醇燃料甲醇中并不含有硫,调配成甲醇汽油折算M25汽油的安全性作了相应要求。如甲醇汽油严禁入口甲醇汽油硫的质量分数应不大于006%:M5应不大着火后应使用二氧化碳灭火或干粉灭火器;甲醇与皮于0.07%肤接触后应迅速用清水冲洗等。据相关研究报道,甲7.4甲醇汽油硫醇的体积分数醇汽油的毒性并不比汽油大,与各类燃料相比,甲醇的本标准中硫醇的体积分数与文献[1文献[2]中毒性并不大。的规定相同体积分数不大于0001%,满足了车用燃8结语料的要求也没有增加甲醇汽油的生产难度与成本。8.1甲醇作为一种主要的煤化工产物在我国有着巨7.5甲醇汽油中水分的质量分数大的产能文献2]中规定水分质量分数不大于015%。考82甲醇可作为汽车燃料,尤其是低比例的甲醇汽虑原基础汽油中不含有水分甲醇汽油中的水分来自油研究和应用技术基本成熟使用甲醇汽油能够节约于燃料甲醇按照M5、M5的质量分数计算M5为大量的石油并能有效地降低污染排放0.05%,Ml5为0.03%。8.3甲醇辛烷值高,汽油中加入甲醇,能够有效地提76其他含氧化合物高汽油的辛烷值,增大汽油的标号,减轻炼油厂汽油增文献[2]对于其他含氧化合物的含量作了限制,标的压力。在车用甲醇汽油的生产中要适当加人一定量的高级醇8.4随着车用燃料技术的进一步发展,甲醇汽油的各作为助溶剂。各地根据情况要求企业生产的甲醇汽油项性能指标及其测试方法还需要进行深入地细化研产品,对其添加剂的种类与数量作出规定。究,以便解决甲醇汽油的不足之处7.7甲醇汽油中苯的体积分数参考文献文献[1]、文献[2]中规定苯的体积分数不大(1)GB17930-199,用无铅汽油于2.5%〔2〕GB18351-2001,车用乙醇汽油7.8甲醇汽油中芳烃体积分数〔3〕GB18350-2001,变性燃料乙醇文献[1]和文献[2]中的芳烃体积分数不大于(4)DB4/93-200,车用燃料甲醇40%,按照M5M25的体积分数计算,分别不大于(5)DB14/m92-202,5、M5车用甲醇汽油34%、30%。〔6〕GB338?1992,工业甲醇7.9甲醇汽油中烯烃的体积分数〔7〕GB190?1990,危险货物包装标志文献[1]中的烯烃体积分数不大于35%。按照(8)cBm2-20,)标准化工作导则M5、M25的体积分数计算分别不大于30%、27%。[9〕曲青山侯中林,甲醇汽油的联合毒性研究7.10甲醇汽油的低温抗相分离性能石油商技,1987.1(5)各个地区根据各自地区的冬季最低气温规定甲醇〔10〕孙玉建,孙瑞玉.我国甲醇汽油的现状和发展汽油的低温抗相分离温度相分离温度定的过低会增趋势.化学工业。200年12月第12期加助溶剂的添加量,增大燃料的成本。〔11〕刘生全,马志义,王平福,高广新,刘丹丹.车7.11甲醇汽油的遇水抗相分离性能用甲醇汽油燃料技术性能,长安大学学报,2007年第甲醇亲水性能较强,甲醇汽油在运输储存使用4期中国煤化工过程中免不了会吸收空气中的水分遇水抗相分离性(12能实际上是用于评定甲醇汽油在储存中的相对稳定性汽油THSCNMHG文江,低比倒甲醇4与嗍力装置,2007年第4期能。对于MI5、M25甲醇汽油中可加入一定量的蒸馏编校白玛普赤水,而不能加入自来水,并且对室温也作了规定。68