甲醇汽油推广的利与弊

2010年第1期(总第58期)

2010年2月

收稿日期:2010-01-12

作者简介:张凤岐,1986年生,男,山西岚县人,2008年毕业于太原理工大学过程装备与控制工程专业,助理工程师。

能源建设

甲醇汽油推广前景的初探

张凤岐

(陕西渭河煤化工集团有限责任公司,陕西 渭南 714000)

摘 要: 从中国能源现状和低碳经济的要求出,发分析了甲醇汽油作石油替代物的战略意义。通过研究甲醇汽油的物理性能、国内产能和应用状况,叙述了甲醇汽油在中国发展的优势和市场前景。关键词: 甲醇汽油;能源危机;低碳经济

中图分类号: T K 411 文献标识码: A 文章编号: 1674-3997-(2010)01-0036-02

Prospects of Promoting Methanol Gasoline

ZHANG Feng -qi

(Weihe Coal Chemical Group Co.,Ltd of Shanxi,Weinan 714000,Shanxi,China)

Abstract:A ccording to t he status of China .s energy and the requirements of low -carbo n economy ,the author analyses strateg ic significance of met hanol gasoline as the oil alternatives.By study ing the physical proper ties,domestic production and application conditions he descr ibes the advantages development and market prospects of methanol gasoline in China.Key words:methanol gasoline;energy crisis;low -carbon economy

0 引言

中国政府宣布,到2020年中国单位GDP CO 2排放将比2005年下降40%~45%。节能环保和低碳经济已经成为当前经济发展的热门话题。据国家环保中心预测,2010年中国汽车尾气排放污染将占空气污染总量的64%,形势十分严峻,当务之急是及早采取相应措施预防和治理空气污染。

大力推广使用甲醇汽油以减少汽车尾气污染,可有效地提高空气质量,是减少空气污染的有效措施。2009年GB/T 23799-2009车用燃料甲醇和GB/T 23510-2009车用甲醇汽油(M85)2个国家标准正式开始实施,规范了车用甲醇燃油的使用,甲醇也由此/名正言顺0地成为汽车替代能源的一部分。

1 中国能源现状

中国的能源可开采年限是石油20年,天然气49年,煤炭116年,人均石油资源仅为世界平均水平的1/16,国内有限的石油供应远远无法满足经济发展的需要。作为世界上第二大石油消费国,中国1/2以上的石油消费依靠进口。随着经济的快速发展,中国对进口石油的依赖越来越严重,这将直接影响国家的能源安全。中国必须开拓更加广泛的能源供应渠道和方式,合理利用资源,大力发展清洁能源,从根本上解决能源短缺的危机。

基于中国煤多油少气贫的资源禀赋条件,在100

年内煤势必仍为中国乃至全世界的基本能源。中国以往对煤炭粗放式地利用已不能满足现代经济、社会、生态的需求。改善煤炭产品结构,彻底摈弃燃烧原煤的原始利用方式,发展洁净煤技术,煤炭加工转化是其最主要的手段,是保护环境的治本之策。

从中国整个石油消费市场的比重看,交通燃料消耗约占石油消费的70%以上,其中70%是汽车消耗。在中国能够替代石油的产品,首先必须量大、成规模,其次是原料要充分。煤转化成的甲醇燃料表现出的优良性能成为替代石油能源应用于车用燃料的最佳选择,也是中国特殊能源结构和煤炭合理利用的必然选择[1]。另外,从煤转化石油替代能源甲醇的制取过程中,也为储量1/2以上的高硫低质煤找到了有效的利用途径。全面带动煤化工产业结构调整,提高产业的综合效益,这将具有特殊的现实意义和战略意义。

2 甲醇替代汽油的利与弊

2.1 甲醇替代汽油的优点

从20世纪20年代起,甲醇汽油第一次被用作车用燃料,到现在各个国家投入人力物力进行甲醇燃料和甲醇汽车配套技术的研究开发和试点运行,甲醇作为汽油的替代燃料,已被全世界普遍认可的。究其原因,还是由甲醇本身的物理特性和生产条件决定的[2]。主要表现在一下几方面:

2.1.1 热效率高 动力性能好

甲醇的热值只有汽油的1/2左右,但甲醇理论混合气的热效率却与汽油相当。这是甲醇能成为汽车燃料的主要条件。另外,甲醇含氧,分子小,其辛烷值高,增加了发动机的抗爆性,可促进充分燃烧,提高发动机

的热效率。

2.1.2清洁能源环保性能好

甲醇燃烧后排放的尾气污染物比普通无Pb汽油降低了30%~40%,能改善城市生态环境,符合目前倡导的/低碳经济0和/蓝天工程0的要求。

2.1.3生产技术成熟经济效益好

甲醇的生产原料非常广泛,可以从煤制取,特别是可以利用劣质高硫煤和焦炉气回收制取。煤气化制甲醇的生产技术已比较成熟。目前,每1.7t煤就可以炼出1t甲醇。汽油的价格为6000元/t,而甲醇的价格只有1800元/t~3000元/t元,是汽油价格的1/3~ 1/2。尽管由于其热值比汽油低,造成油耗增加,但总体经济效益依然非常可观。

另外,甲醇是1种性能优良的有机溶剂,能有效地消除油箱及油路系统中杂质的沉淀和凝结,有良好的油路疏通作用,减少为清洁疏通油路的费用支出。还可有效地消除火花塞、气门、排气管等部位积碳的形成,延长主要部件的使用寿命。

2.2甲醇替代汽油的缺点

2.2.1冷启动性能较差

甲醇汽化潜热较高,为汽油汽化潜热的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的问题。另外,化油器中产生的燃气混合比,小于汽车正常燃烧所需的理论空燃比,使汽车运转性能不良,影响着最大效能的发挥,不利于汽车的加速。

2.2.2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,而且甲醇本身的吸水性使之在贮存过程中含有少量的水分,同时受到空气的氧化或细菌发酵的作用,也会产生有机酸,都会对发动机产生一定的腐蚀和磨损。另外,作为1种良性溶剂,甲醇汽油对汽车供油系统和油泵中的橡塑密封件有一定的溶胀作用,对橡塑材料侵蚀性会增大。

2.2.3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,氧化聚合产生碳渣沉淀,使汽化室喷嘴阻塞,发生气阻。

2.2.4甲醇汽油的毒性

甲醇作为易挥发的3级职业性接触有害物质,可经口、呼吸道和皮肤吸收,均可使人中毒,对人体神经系统和血液系统影响比较大。甲醇汽油燃烧后,尾气中的甲醛对环境的潜在危害也不容忽视,故应促使尾气净化技术与甲醇燃料汽车推广同步进行,在技术上解决尾气排放问题。

到目前为止,甲醇汽油在汽车上应用的技术问题都已得到了较好地解决。经过10年的开发研究,中国已成功开发出甲醇汽油制备、甲醇腐蚀抑制剂、加油站建设、甲醇汽车用润滑油等一系列甲醇燃料和汽车的配套技术,国内与甲醇燃料相关专利达50多件,为甲醇汽油产业化提供了技术保障。

3甲醇汽油在中国的应用情况

自瑞典提出甲醇可作为汽车燃料之后,甲醇以其合成工艺简单、来源广泛、价格低廉等特点,成为人们关注的热点。中国在/六五0/七五0期间,也将甲醇汽油列入国家科技重点攻关项目。目前,中国山西、黑龙江、陕西、河南、四川、云南等省对甲醇燃料的推广给予了大力支持,在一定范围内实现了部分替代石油产品。

山西是中国第一个全省封闭使用甲醇汽油的省份,2001年推广M5,M10,M15含甲醇清洁汽油10@ 104t,到2005年达到100@104t。目前所有93号汽油都是M15甲醇汽油,山西已经成为/燃料甲醇生产基地0和/甲醇燃料汽车示范地区0。经过近10年的示范实施过程,对甲醇燃料的存储、输配、防腐、安全以及甲醇汽车的运营调度、维护保养、试点检测和排除故障方面,均总结出了比较系统的技术规程和管理办法,为大范围甲醇汽车产业化提供了宝贵的技术和管理经验。

陕西省经过5年的公交车辆试验应用,经国家发改委、科技部批准,将于2010年10月全面推广甲醇汽油。届时,陕西全省所有加油站将销售M15甲醇汽油。目前,覆盖陕西省的7个甲醇汽油调制中心正在紧张地建设中。

4中国甲醇生产现状及全国范围推广的难点

4.1中国甲醇生产现状

技术方面,现代甲醇生产技术几乎全为低压法,合成装置基本使用煤、油、天然气为原料[3]。中国以水煤浆为原料的大型汽化炉已运行多年,可实现长周期运行。新型水煤浆汽化炉和干煤加压汽化炉正在积极开发。中国自行设计、制造和运行大型甲醇装置已积累了足够的技术基础。

产能方面,由于近10年的市场需求,中国甲醇产能增长速度非常快。2009年新增产能350@104t,到2010年,中国甲醇产能将超过3000@104t,是2005年720@104t的4.2倍。预计到2015年,中国甲醇产业生产能力将达到4000@104t。其增长速度远远超过了需求增长速度。甲醇的传统下游产业甲醛、醋酸、农药等行业增速缓慢,对甲醇需求量减少,其最具潜力的新兴市场二甲醚消费量也大幅萎缩。产能远大于需求,开拓新的甲醇应用领域迫在眉睫。

随着2009年甲醇汽油的标准化、合法化,产能过剩的甲醇将寻找到新的出路,汽车用油正是个巨大的市场。目前,中国汽柴油消费量在2@108t/a左右,按M15甲醇汽油的标准,就需要约3000@104t甲醇,随

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