甲醇汽油的发展
2010年第 31期
(总第 166期 J 两妻《搏李 NO.31.2010 (CumulativetyNO.1 66 J
甲醇汽油的发展
王 瑜
(江苏省交通技师学院,江苏 镇江 212006)
摘要:由于经济大发展及汽车保有量的增加.我国汽柴油的供
应已出现严重短缺。文章阐述了甲醇汽油目前的前景和发展
状况,分析了存在的问题和解决方法,以及未来的发展趋势。
关键词:甲醇汽油;空燃比;辛烷值;冷启动性能
中图分类号:TK41l 文献标识码 :A
文章编号:1009—2374(2010)31—007...
2010年第 31期
(总第 166期 J 两妻《搏李 NO.31.2010 (CumulativetyNO.1 66 J
甲醇汽油的发展
王 瑜
(江苏省交通技师学院,江苏 镇江 212006)
摘要:由于经济大发展及汽车保有量的增加.我国汽柴油的供
应已出现严重短缺。文章阐述了甲醇汽油目前的前景和发展
状况,分析了存在的问
和解决方法,以及未来的发展趋势。
关键词:甲醇汽油;空燃比;辛烷值;冷启动性能
中图分类号:TK41l 文献标识码 :A
文章编号:1009—2374(2010)31—0072—02
1 甲醇汽油的发展前景
由于目前经济大发展及汽车保有量的增加,我国汽柴油
的供应已出现严重短缺。国家和各种科研院所为缓解石油资
源的短缺状况曾提出各种新能源的使用,其中包括生物柴油、
天然气、液化石油气、二甲醚、乙醇以及电动汽车等各种措施,
但就 目前来看甲醇是最理想的选择。
1.1 常见新能源的局限性
(1)生物柴油主要是原料问题难以解决,一是以菜籽油为
原料生产的生物柴油成本高,据统计 ,生物柴油制备成本的
75%是原料成本。因此采用廉价原料及提高转化从而降低
成本是生物柴油能否实用化的关键。二是用化学方法合成生
物柴油有以下缺点 :工艺复杂、醇必须过量,后续工艺必须有
相应的醇回收装置,能耗高,设备投入大:色泽深,由于脂肪中
不饱和脂肪酸在高温下容易变质 ;酯化产物难于回收,回收成
本高:生产过程有废碱液排放。
(2)乙醇虽在一些地区进行使用。但是,由于3.3吨粮食
才能生产 1吨乙醇,成本很高,而且我国粮食并不富裕,用粮
食转化为乙醇作为汽油替代燃料的现实作用并不是很大。我
国作为一个地处温带气候的国家,生物质能源并不是很丰富,
加之人 口众多,环境保护的任务非常艰巨,所以像巴西用丰富
的生物质做原料转化成为乙醇作为汽柴油的补充对我国来说
并没有多大的借鉴意义。所以用乙醇汽油作为替代燃料对解
决我国目前的能源紧张状况还是远远不够的。
(3)天然气、二甲醚和液化石油气都是气体燃料,其主要
缺点是需要大的储气罐,这样就限制了燃料的携带量,需要经
常加气,再就是在离气田近的地方用的比较划算,但是对于离
气田较远的地区用起来就不如汽油划算,且发动机需要做大
的改动,因此也不是适合广泛的推广。
(4)电动汽车将是未来的主流,但是由于 目前主要技术还
没有解决,目前虽有很多公司宣布生产了电动汽车,但是没有
一 个公司宣布量产,且就是 已经产出的电动汽车其动力性和
一 72一
运行路程也远远达不到运输的要求。
1-2 甲醇汽油的主要优点
(1)清洁环保。甲醇燃烧后主要形成水和二氧化碳排放
的碳氢化合物远远低于汽柴油,尾气中常规排放的一氧化碳、
碳氢均比汽柴油低 30%以上。甲醇不含苯 ,不含烯烃,不舍
硫,非常规排放物也比汽油燃料好是典型的清洁替代燃料。
(2)经济性好。甲醇生产成本低 (1000吨 ),比乙醇 4500
吨便宜 30%。投资省 2000~5000吨甲醇 ,比煤炼油 FrD
便宜 5O% ~80%,销售价格 2500吨,以同口径油耗相比较
汽油便宜 3O%。
(3)动力性好,辛烷值高。
(4)安全性好。甲醇易溶于水,而且很快自然降解在储运、
加油过程中发生溅洒事故后,不会对环境和土壤造成污染。
(5)替代性好。汽车发动机易改造。M1 5及以下不用改
造发动机,M25以上稍加改动 ,M1 0O需改造发动机 ,但技术
上没难点,已有成熟机型。生产甲醇燃料的资源丰富。
由此可以看出,在我们未发现新的替代能源之前,甲醇汽
Fh作为一种新的替代能源具有非常重要的意义。现在有很多
有识之士在甲醇汽油的添)Jn~U研究及应用和推广方面做了很
多工作,一些地方政府也积极加入进来,为构筑我们的能源安
全而共同努力。
2 甲醇汽油的应用状况
国外曾对 甲醇汽油做 了大量 的研究,日本 自20世纪
8O年代起就有以甲醇为燃料的汽车 美国曾开发高比例甲
醇汽油 (M85或 M90)汽车,主要汽车制造厂都生产过产品
或样车 ,并在政府支持下示范或出售。灵活燃料 甲醇汽车
(FFVMFV),曾在福特汽车厂生产线上大规模生产,并供应市
场,但由于成本高,甲醇汽油加油站少,故市场需求量较小,现
已停产。之后国内外对甲醇汽油混合燃料在应用中存在的问
题作了大量的实验,特别是中、低比例甲醇汽油的研究已获得
可喜的成果。如 M 1 5甲醇汽油在德国和北欧大量当作汽油
销售,并配套建设了跨国界的 M15加油站,进行过跨国界的
车队示范,在美、法、意、奥等国家也已经商品化。山西省的煤
制甲醇代用燃料汽车示范
,经过多年运行的实践证明,甲
醇汽油是 1种理想的替代燃料。2003年初,经国家经贸委专
家组考察认定,山西省甲醇燃料技术开发应用在运营成本、标
准制定、政策配套等方面取得了较全面的成果和经验,并显示
出技术、经济、市场条件的成熟。山西省正在实施的发展甲醇
汽车
,2001年推广 M5、M1O、M15含甲醇清洁汽油 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。争取用 5~ 1O时间,把山
西省建成“国家燃料甲醇生产基地”和 “清洁燃料 (甲醇 )汽
车示范地区”。2003年黑龙江省建业燃料有限责任公司与
哈尔滨市能源专家合作,历时 8年 ,经过数千次的试验,研制
出AX型车用甲醇清洁燃料。通过了黑龙江省环保产业协会
的环保认证。经国务院甲醇燃料领导小组组织能源专家共同
评审,认为“该燃料各项指标优于我国现行的无铅汽油质量标
准 ,填补了国内空白”。目前长安大学自主研发的 M1 5、M25
甲醇汽油添加剂和 M85甲醇汽油关键应用技术通过陕西省
科技厅组织的成果鉴定。这一技术攻克了制约甲醇汽油发展
的技术障碍 ,专家认为该成果科技含量高,技术指标可与国际
先进水平相比,对于我国推广甲醇汽油具有重要意义。
3 甲醇汽油存在的主要问题
3.1 空燃比降低
甲醇的氧含量为 50%,其理论空燃比仅相 当于汽油空
燃比的 44%。掺人甲醇将 引起汽油空燃比下降,掺入越多,
下降越大。M15(含甲醇 15%的汽油 ),其氧含量为7.15%,
用作汽车燃料,发动机仅需适当调 整即可适应 ;M85(含甲醇
85%的汽油 J,其氧含量为42.15%:纯甲醇 M1OO,氧含量为
50%,这样的高含氧燃料,空燃比较低 ,普通汽车的发动机难
以适应 ,需专门设计发动机以适应 M85或 M100甲醇汽油。
3.2 辛烷值提高
甲醇的辛烷值较高 (MON1O6),掺入它改善了甲醇汽油
的辛烷值 ,燃烧时提高发动机的压缩比,从而提高了发动机的
功率。使用 M15甲醇汽油的发动机功率可提高约2%,而燃
料能耗却降低 6%~8%。
3.3 热值降低
甲醇的热值为 1916MJ/kg,仅为汽油热值 (43150MJ/kg)
的 45%。因此,使用 甲醇汽油后,发动机的油耗随甲醇掺人
量的增加而增加。资料报道 ,使用 M10甲醇汽油时,油耗增
加约 5%。
3.4 冷启动性能较差
甲醇的汽化潜热较高、蒸气压较低。甲醇的汽化潜热为
1109 kJ/kg,是汽油汽化潜热 (310 kJ/kg)的 3.17倍。在低
温条件下,由于甲醇的汽化潜热远远高于汽油,因此会造成甲
醇汽油冷启动性能较差。
3.5 腐蚀性增大
甲醇在生产或燃烧过程中会产生少量的甲醛或甲酸,因
此,甲醇汽油对发动机有一定的腐蚀性。
3.6 对橡塑材料的溶胀性变强
汽油是不良溶剂,对橡塑材料无侵蚀作用:但甲醇是一种
良溶剂,因而甲醇汽油对汽车供油系统或油泵中的橡塑密封
件都有溶胀作用。综上所述,由于 甲醇的掺入,给甲醇汽油带
来了多种不同于汽油的特性。
4 采取的主要方法
(1)增强甲醇汽油的稳定性。用作汽车的甲醇汽油必须
均匀而稳定。甲醇与汽油 的相溶性很小,要制成大比例的均
匀稳定的甲醇汽油,一般采取添加助溶剂的办法。
(2)改进甲醇汽油的动力性。甲醇引入汽油之后 ,因其热
值降低而动力性能下降,通常采用添置助燃剂的方法,改善其
动力性。
(3)改善甲醇汽油的腐蚀性。一般采用添加腐蚀抑制剂
的方法来抑制 甲醇汽油的腐蚀性,添加剂多为含氨物质。此
外,添加助燃剂促进油料燃烧完全 ,也能起到降低甲醇汽油腐
蚀的作用。
(4)抑制甲醇汽油的溶胀性。甲醇是一种良好的溶剂,对
发动机的弹性胶体、密封件等有溶胀作用。解决这个问题的
办法有两种 :一是改用不被甲醇腐蚀的氟橡胶 :二是在燃油中
添加溶胀抑制剂 ,如羧酸或酰氯与芳胺反应制得的溶胀抑制
剂,添加少量即能达到要求。
(5)改进 甲醇汽油 的气阻性。由于甲醇汽油在燃烧不完
全的情况下 ,烃类物质裂解,氧化聚合而产生碳渣的沉积 ,使
汽化室喷嘴阻塞 ,发生气阻。解决这一问题的办法是促进甲
醇汽油充分燃烧 ,抑制高温下的氧化聚合 ,添加抗阻沉积剂可
以抑制甲醇汽油的气阻发生。
(6)改善甲醇的冷启动性。添加活性过氧化物或低沸点
的醚化物是改善甲醇汽油冷启动性的主要方法。
5 结论
甲醇在我国已基本实现向大型化发展的方向,这样就为
我国煤化工的发展奠定了良好的基础,也为甲醇在我国的能
源安全扮演新的角色奠定了坚实的工业基础。甲醇汽油作为
我国新的石油替代产品,目前在市场推广上受到重重阻力,但
是 ,它作为一种清洁、安全、经济的新能源,随着汽车技术的发
展及甲醇汽油配制技术的突破 ,它必将会成为我国石油替代
能源中的重要角色。
参考文献
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[5]高俊华,崔正来,高海洋.轿车燃用汽油一醇类混合燃料的
实验研究 【J].汽车工程,2006,(6).
作者简介:王瑜 (1986一),男,安徽怀宁人,江苏省交通技师学
院助理讲师,研究方向:汽车检修。
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