有关甲醇汽油的特性分析和应用

１ 甲醇汽油在 国 内外的发展状 况
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收稿 日期 ：０６—１ ４ ２０ ２—１
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徐
辉
有关 甲醇汽油的特性分析和应用
著 。由于甲醇汽油辛烷值 的提高 ， 以使发动机 的压 还应 对发 动机 进行 改 造 或 更 换 材 质 ， 可 以解 决 甲醇 汽 油 缩 比提高 ０ ５— ． ５个单位 ， 从而提高发动机 的功率 ， 的腐 蚀性 问题 。改造 可从 以下方 面入手 ： 也 就是说发动机的热效率明显提高。 １需对燃油箱的材料进行耐腐蚀、 ． 渗透试验。 由 ２ １ ３ 甲醇 的 汽化 潜热 高、 气压 低 、 放 污 染 少 于甲醇能量密度较低 ， ． ． 蒸 排 燃油箱容积需适当放大。 甲醇 的汽化 潜热 为 ｌ０ ｋ／ ｇ是 汽油汽 化 潜热 ３０ Ｊ １９ Ｊｋ ， １ｋ／ ２ 需采用甲醇专用燃油泵 和喷油器 ， ． 喷油器还 因 ｋ 的 ３７ 。由于甲醇具有很高的氧含量 ， ｇ ．倍 使用 甲醇 甲醇 中的胶 质 ， 在冬天 易发生 堵塞 现象 。 汽油燃烧更加完全 ， 且提高了发动机的热效率 ， 因此减 ３ 甲醇 中的酸 性 物 质会 对 金 属 产 生 腐 蚀 ， 以要 ． 所 少 了汽 车尾 气 中 Ｃ Ｏ和 碳氢 化 合 物 （ Ｈ） Ｃ 的排 放 ， 类 改变 金属 管镀层 工艺 。 目前 电控 燃油 喷 射 系统 中燃 油 醇 比烃类 （ 除乙炔外） 的燃烧速度和火焰传播速度快。所 软管 内层采用氟橡胶 ， 是否耐 甲醇侵蚀应进行浸泡 、 溶 以燃烧 的定 容 性 较 好 ， 烧 持 续 期 短 ， 后 燃 烧 程 度 涨试 验 。 燃 过 小。这就使其放热规律有利于热效率 的提高。醇类 比 ４ 由于 甲醇 中胶 质 在冬 天 易 堵 塞 喷 油 器 ， 对 滤 ． 应 能有效 过滤胶 质 。 烃类的气化热大两倍 ， 甚至更高。它在进入进气管、 清器 进行 改进 ， 进 气道或者进入汽缸后 ， 吸收沿途管道壁 面和燃烧室 能 ５ 应对 ０ 圈、 ． 型 压力调节器等 与甲醇进行相溶性 周围高温零件壁面的热量而使 自己蒸发。这就等于利 试验 ， 并进 行研究 改进 。 用了部分废热 、 热 ， 自己的能位升 高， 余 使 同时降低 了 ６ 在 汽油 中加入 甲醇 的另一 难题 是 车用 甲醇 汽油 ． 汽缸 、 燃烧 室和气缸 盖的温度 ， 从此减少 了对外传 热 低温分层和遇水分层 。因醇油易吸水而油库油站中又 量。这就节约了散热， 提高 了热效率。醇类 的着火燃 经常有水 ， 保存和使用也有一定 困难。因此就需 要从 烧浓度界限比汽油 的相应范 围宽的多， 它们 比汽油更 经济、 环保 、 安全、 成本等多方考虑一种添加剂 以解决 容 易稀燃 。稀 燃是 一 种 节 能 燃 烧 和 完 善 燃 烧 的形 式 ， 此 问题 。 ７ 能量 问题 ， ． 由于甲醇的质量低 ， 热值 只有汽油的 有利于提高热效率。而且 ， 压缩 比愈高 ， 负荷愈大 ， 愈 容 易稀燃 。醇类 的含 碳 量 远 小 于汽 油 的含 碳 量 ， 油 ４ ％ ， 汽 ５ 一般 甲醇在传统汽油发动机上使用使动力下降 ， 的含碳量高加上燃烧不完全 ， 以碳粒和 Ｃ 会 Ｏ形式 排 １％ 以上混合甲醇汽油需要重新设计发动机 以调节空 ０ 出， 这既是一种污染 ， 也是一种能量损失 。汽油掺醇燃 气燃料比例。因此 ， 要想甲醇汽油能有效使用 ， 技术上 烧， 大大减少 了碳粒和 Ｃ Ｏ的排出， 它们在燃烧室内 也 必须解 决这 一问题 。 将 充分燃烧后 ， 排出终产物 Ｃ Ｈ ０ Ｏ 和 。完全燃烧 １ ｏ ｍｌ ８ ．冷启 动 问题 ， 油 在 冬 季 寒 冷 气 候 下 难 以气 醇 碳 可 以放 出 ３３７ Ｋ 热量 。完全 燃烧 １ ｏＣ ９ ．８ Ｊ ｍ ｌ０可 放 出 化 ， 发动机难以顺利启动。美 、 、 加等国家早在 ２ 德 日、 ０ ２ ３ １Ｋ ８ ．５ Ｊ热量 。 当燃 烧 １ ｏ 碳变 为 Ｃ 时 ， 出热 量 世纪 ７ ｍｌ Ｏ 放 ０年代就开始了这项研究 ， 前仍处于研究推广 目 ｌ０５ ｌ 。它只 占 １ ｏ 碳 完 全 燃 烧 成 终 产 物 Ｃ 而 阶段 ， ｌ．４（ Ｊ ｍｌ Ｏ 四大难点仍未解决 ， 特别是在不改变汽车发动机 放出热量的 ２ ． ％左右， ８１ 即约有 ７ ％ 的热量未利用而 的情 况下 ， ２ 更难 以解决 。 被排出机外 。掺醇燃烧后， 燃烧完善度提 高， 从而也就 此外 ， 甲醇具有毒理性 ， 若中毒会对人体 中枢神经 提高了热效率和经济性 。例如 ， 国大众汽车公 司进 系统 、 德 视神经及视网膜造成伤害， 因此在加量 和使用中 行 的 甲醇 车 队 的排 放 试 验 结 果 表 明 ： 甲醇 汽 车 的排 放 都需 加 以考 虑。 量与汽油车相 比，Ｏ降低 ６ ．％， Ｈ减少 ３％ 。 Ｃ ２５ Ｃ ３ ２ ２ 甲醇 汽 油特性 从 以上 特 性看 出 ， ． 通过 甲醇 特性 ４ 在 我 国的应 用前 景 推 导 甲醇 汽油 有 以下几 个特 点 ： 在过去的 ｌ ０年中 ， 国石油需 求量几乎 翻 了一 我 １ 甲醇含氧量高、 ． 热值低 （ 约为汽油 的一半 ） 。甲 倍， 成为继美国之后第二大石油消费国， 新一轮石油价 醇存在 自 供氧效应 ， 减少 了 Ｃ Ｏ生成 的条件 ， Ｃ 使 Ｏ较 格 的大 幅上 涨 再 次 给 持续 增 长 的我 国 经 济 敲 响 了警 多地转变为 Ｃ Ｏ 。因此 Ｃ 、 Ｏ 碳氢化合 物（ Ｈ 排放 减 Ｃ ） 钟。 少， Ｙ ｘ 但 Ｏ 排放与汽油车相当。 我国是一个缺油 、 少气、 相对富煤的国家。针对石 ２ 甲醇辛烷值 高， ． 汽油车改用 甲醇燃料可提高 压 油 日趋紧缺的现状， 实施多元化 的能源战略是 十分必 缩比， 因此 甲醇是汽油车良好的代用燃料 。 必须从我 国能源资源的比较优势出发 ， 在煤的转 ３ 甲醇的沸点低 ， ． 有助于形 成燃料与空气 的混合 要的， 化上寻求战略性突破。国内不少专家提出， 在煤 炭清 气。 洁转化基础上大力发展煤基醇醚燃料应该是能源替代 ４ 甲醇蒸气压 比汽油低 ， ． 会影响汽车的动力性 。 ５ 甲醇 的汽化潜热是汽油 ３ 多， ． 倍 导致起动困难 ， 战 略 的现实选择 和 出路 。 但是 ， 介于甲醇和甲醇汽油存在 以上诸 多急 待解 但 可 提高充 气效 率 。 所以要在我国推广实施 ， 还需在技术和 ６ 甲醇 的着 火 极 限 比汽 油 宽 ， 在 稀 混 合 气 状 态 决的实际问题 ， ． 能 应用等许多问题上加 以解决 ， 找到能源替代带来 的优 下工作 。 势和效益与其所产生 的副作用衡量轻重 后， 才能考 虑 ７ 甲醇 的火焰传播速度比汽油高。 ． 在我 国的广泛 推行 的应 用 。 ８ 甲醇 的着火性差 ， ． 十六烷值只有 ３ 比柴油低 ， ， 在 压燃式 发动 机 中燃用 甲醇燃料 较 困难 。 参 考文献 ：
景。
关键词 ： 甲醇汽油； 特性分析 ； 问题 ； 乙醇汽 油； 应用 中图分类号 ： Ｉ ｌ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：６３—５８ （０７ ０ —０ １ ０ １７ ２ ５ ２ ０ ） １ ０ ０— ２
醇 ， 国车用无铅汽油标准 Ａ Ｔ ８４中， 美 ＳＭ４１ 要求汽油 中 甲醇含 量 最 大 不 超 过 ０ ３ ｏ ， Ｔ Ｅ 的加 入 量 最 大 ．Ｖ１ Ｍ Ｂ ％ 可为 １Ｖ １ ； ５ ｏ％ 乙醇 最 大 １Ｖ １ ；Ｔ Ｅ或 Ｔ ＭＥ最 大 ０ ｏ％ Ｅ Ｂ Ａ 甲醇 汽油 开发 及应用 在 国外 开 始 于 ２ Ｏ世 纪 ７ Ｏ年 １Ｖ １ ７ｏ ％。２０ ００年 ４月修订的《 世界燃料规范》 中甚至 代的第二次石油危机 ， 从替代 能源 的角度考虑 ， 德国、 要求汽油 中 “ 不允许使用 甲醇” 在欧洲 ８／ ３／ Ｅ ， ５５６ Ｅ Ｃ 美国、 日本等 国先后 投入 了人 力 、 物力 进 行 甲醇燃 料及 法规 中， 车用汽 油 中 甲醇 的 添加 量 ￣３ ｏ％ （ 时必 须 ＜ Ｖ１ 同 甲醇 汽车 配套 技术 的研 究开 发 。在 ２ Ｏ世 纪 ７ Ｏ～８ Ｏ年 包括腐蚀抑制添加剂） 。 代期间 ， 美国加州、 德国等地均组织了甲醇汽车示范车 国外反对在汽 油中加入 甲醇 ， 主要原因是 甲醇腐 队（ 包括德 国大众汽车公 司在 中国建立的 Ｍ ０ １０甲醇 蚀性 比较 大 ， 目前 的 技术 还 不 能 很 好 解决 甲醇 汽 油 金 汽 车示 范车 队 ） 。 属腐 蚀性 问题 ， 车 的 耐 久 性 （６万 公 里 ） 不 到 保 汽 １ 得 我国的 甲醇工业 起 步 于 ２ Ｏ世 纪 ５ 年 代 ， 止 Ｏ 截 障。此外 ， 由于甲醇有毒 ， 使用不慎容易对人体造成伤 ２０ 年共有甲醇生产装置 １０余套 ， ０５ ５ 生产能力 ２０× 害或 致人 死 亡 。在 我 国 由于 国情 的需 要 ， 动 国家 甲 ５ 启 １ ｔａ以下 ， 模 在 １ ０ ／ 规 ０×１ ｔａ以 上 的 装 置 不 足 １ 醇汽 油车 示范 工程 ， ０ ／ Ｏ 开始 研 制 甲醇汽 车 ， 对 炼 化企 业 但 套 ， 以形成 经 济 规 模 生 产 。 国 内一 批 无 市 场 竞 争力 来说 ， 难 在开发 甲醇汽油时一定要持谨 慎、 客观的态度， 的甲醇小 装置 将 逐 渐 被 淘 汰 ， 一 批 引 进 的大 型 甲醇 要 密切关 注 国外 的研究 发展 动 向 ， 而 随时调整 发展 战略 。 装 置将 陆续 投 产 。我 国合 成 甲醇 的 原 料 以煤 为 主 ， 占 甲醇 总 产 量 的 ２ ％ 。２０ 年 甲 醇 的 消 费 量 仅 约 为 ２ 甲 醇 、 醇汽 油 的技 术特 性 分 析 ０ ００ 甲 （６ ～ ８ ） １ ， １０ １０ × ０ ｔ与国际市场一样处于供过于求的 ． 局 面 。到 目前 为 止 ， 西是 我 国 甲醇 燃 料 的示 范 性试 ２ １ 甲醇 特性 甲 醇是 一 种 易 燃 易 挥发 的无 色 透 明 山 验较 为 系统并 且 已成 为 推 广 应 用 最 快 、 模 最 大 的地 液体 。具有与现实使用的液体燃料极为相近的燃烧性 规 辛烷值高 ， 抗爆性能好 ， 其生产原料非常广泛 ， 产品 区之一 。并且对 甲醇燃料 的存储、 输配 、 防腐 、 安全 以 能 ， 的运输 、 储存、 分装加 注和使用 ， 目前市场上所供应 与 及 甲醇汽车的运营调度、 维护保养、 试验检测和故障排 除等方 面 ， 总 结 出 了 较 为 系统 的 技术 规 程 和 管 理 办 的 内燃机 用 汽油 和柴油 燃料 特 点极 为 相似 。其 理化 性 均 透 高度挥 发、 易燃液体。略有酒精 法， 为更 大 范围 的 甲醇 汽 车 产业 化 示 范提 供 了宝 贵 的 质主要为无色、 明、 气味。分子式 Ｃ 。相对分子质量 ３ ．４ ＨＯ ２ ０ 。相对密 技 术和 管理方 面 的经验 。 ．９ （Ｏ ４ 。熔 点 一９ ．℃ 。 沸点 ６ ．５ 。 ７８ ４６ ℃ 山 西省 甲醇燃 料产业 化 示 范运行 及 技 术 测定 已进 度 ０ ７２ ２ ℃／ ℃ ） 行 了 ８年 ， 醇醚 燃 料及清 洁 汽 车 已完全 突 破 技术 关 ， 闪点 １．２ 特 ２２ ℃。 自燃点 ４ ３ ８ ｏ ６ ．９ Ｃ。蒸气与空气混合物 ％ ３． 乙醇 、 乙醚 、 、 、 苯 酮 别 是 以 １％ 的 比例将 甲醇 掺 人 汽 油 中燃 烧 ， ５ 无任 何 技 爆 炸极 限 ６ ～ ６ ５％ 。能 与水 、 术 和环保 问题 ， 不用 改造 发 动机 ， 注燃 料 也不 受 地 卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。遇热 、 也 加 明火或 氧 域限制。２０ 年 山西省在太原 、 ０２ 阳泉、 临汾 、 晋城 等 ４ 化剂 易着 火 。遇 明火 会爆 炸 。主要 经 呼 吸道 和 胃肠 道 个城市进行了甲醇汽油产业化示范推广。到今年 ３月 吸收侵入人体 ， 皮肤也 可部分吸收。急性 甲醇中毒后 底， 中石 化 山西 分公 司所 属 各 试 点 城 市 石 油 公 司 已新 主要受损器 官是 ： 中枢神经 系统、视神经及 视 网膜。 建 和改 建 了 １０座 加油 站销 售 甲醇 汽 柴 油 。 山西佳 新 吸人中毒潜伏期一般为 １ ７ ｈ 也有 ９ｈ的；口服中 ０ ～２ ， ６ 公 司生 产 的 Ｍ ５一Ｍ １０甲醇燃 料公 交 车和城 际公 交 毒多为 ８ ３ ｈ 如 同时摄人 乙醇 ， ８ ０ ～ ６； 潜伏期较长些 。其 车先后在阳泉、 太原至晋中等地投入运营； 同云岗汽 主要技术 特 性为 ： 大 车集团公 司全 甲醇燃料装置在省内外改装在用车的数 ２ １ １ 甲 醇 的 氧 含 量 高达 ５ ％ 甲醇 的 氧 含 量 为 ．． Ｏ 量 已达 １０ ００辆 ， 年燃 用 甲醇 １万多 吨 。 ５ ％， ０ 在燃烧过程中有 自 供氧效应 ， 这就使 内燃机 中的 全省 累计使用 甲醇汽油的机 动车达到 了近 ５ Ｏ万 燃烧较为均匀， 使局部富氧和局部缺氧几率减少， 燃烧 辆 次 ， 及 近 ５ 车型 ， 消 耗 甲醇 汽 油 １１２吨 ， 趋于完善， Ｃ 涉 Ｏ种 共 ２９ 使 使 Ｏ和碳氢化合物 （ Ｉ 生成量和排放量 Ｃ－ Ｉ ） 用 变性 甲醇 １３ ８６吨 。此 外 ， 甲醇 为 燃 料 的客 车 也 已 降低 ， 以 从而使热效率提高 ， 能耗率下降。 加 入北 京市 “ 色公交 ” 绿 的行 业 。 ２ １２甲醇的抗爆性能好 甲醇的抗爆性能好 ， ．． 辛烷值 但世 界 各 国对 甲醇 汽油 的发展 前 景 并 不 看 好 ，美 高（ Ｏ ０ ， Ｏ １） 调和 的调和辛烷值上升效果 Ｎ Ｎ １６ Ｒ Ｎ １２ ， 国、 欧洲及 日本汽车制造商坚持反对在 汽油中掺烧 甲 很高 ， 特别是 甲醇汽油 的研究辛烷值上升效果最为显
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石 油化工 应 用
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２０ ０ ７年
第 １期
有关 甲醇汽油的特性分析和应用
徐 辉
７０ ５ ） １０４ （ 西省 能源质量监督检验所 ， 陕 陕西 西安
摘
要ｌ 阐述 了甲醇汽油 目前 的发展状 况， 通过对其技术特 性的分析 归纳 出甲醇汽 油在今后 的应 用 中急待解 决的问题和发展 前