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甲醇汽油可行性报告

甲醇汽油可行性报告

一、甲醇汽油的提出背景

石油作为当今中国经济发展的重要资源之一,虽然中国的石油资源总量很大,找油的领域广阔,但经过几十年的勘探,地质条件相对简单的地区探明程度己经很高,而未知地区的地面和地下地质条件都很复杂。

而从中国己探明的剩余可采储量来看并不乐观,在相当长的时期内石油供需矛盾将十分尖锐,面临的形势是十分严峻的。

因此,中国在致力于保持石油工业持续发展的同时,高度重视石油替代能源的研究开发。

目前中国进入工业实用阶段的石油替代能源有水煤浆、甲醇、二甲醚、乙醇、天然气等。

纵观国内现有可用的能源资源,煤炭无疑是具有优势的。

目前中国的煤制甲醇、二甲醚已形成规模产业,在经济上具有较强的竞争力。

而且国外在甲醇燃料、甲醇制乙烯、丙烯的技术上已获得成功,为全面替代石油提供了现实的前景。

另外还有乙醇,相比之下,乙醇以粮食为原料,其资源可再生,但针对中国人多地少、粮食不可能宽裕的国情,乙醇作为替代能源可能会遇到粮食产量的制约。

从目前看甲醇制燃料油代替部分车用汽油,最便捷可行。

二、甲醇汽油的概况

我国从上世纪八十年代初期开始,在国家科委和中科院的领导组织下,不少科研单位对醇类在内燃机中部分代用和全部代用汽油进行了深入的研究并取得了不少成果,但未能像美国、巴西和德国那样在社会上真正供应E10汽油、E20汽油或M15汽油,长时期停留在学术研究阶段,没有进入实际应用市场。

但近年来,此情况已在迅速转变中。

目前已成立全国性的醇类汽油应用规划设施中心。

就在国内进行甲醇汽油研究、示范的同时,国外各研究机构却纷纷停止了脚步。

一方面,国际燃油标准将甲醇的含量进行了限制;另一方面,世界各大汽车厂商也开始抵制使用甲醇燃料。

甲醇汽油在国外瞬间就被否定,这主要有以下几方面原因:

世界石油价格回落:

上世纪70年代两次石油危机之后,世界石油供求关系得以全面调整,原油供需平衡,使全球寻找替代能源的热情大大降低。

2、甲醇生产成本高:

美国的甲醇生产基本是以天然气作原料,生产成本很高,这样甲醇替代汽油经济性不好,因此企业积极性不高。

3、石油财团不配合:

油价暴涨,美国石油财团可获暴利,因此不愿投资建设甲醇燃料的储备库和加注站。

4、汽车制造厂没有坚持:

上世纪90年代末,汽车制造厂商的主攻方向转为混合动力车和燃料电池汽车,对甲醇灵活燃料汽车没有继续发展。

5、基础设施没有跟上:

在美国,2/3以上的石油及油品是通过管道输送的,且负荷已满,输送大量替代燃料需花费巨额投资增建管线。

甲醇燃料主要是指在常规燃料如汽油、柴油中按一定比例掺烧甲醇的混合燃料。

燃料需要加入添加剂,形成不同标号的甲醇燃料产品,其掺入比例的不同可分为低比例(甲醇掺烧比例不大于30%,如M5、M15、M25、M30)、中比例(甲醇掺烧比例不大于50%)和高比例(甲醇掺烧比例大于85%,M85、M100)。

甲醇燃料以其燃烧充分、环保性好、动力性强、发动机效率高、性价比高、技术成熟、资源有保障等优越性能,成为石油替代的首选产品。

从2005年至今,胡锦涛总书记、温家宝总理、李克强副总理、曾培炎副总理等国家领导人对发展煤基醇醚燃料都作了重要批示。

国家发改委、国家标准化管理委员会等国家有关部委对发展煤基醇醚燃料都下发了相关文件,从政策上鼓励重视煤基醇醚燃料的发展。

2009年4月、5月国家标准化管理委员会相继颁布《车用甲醇燃料》、《车用甲醇汽油(M85)》国家标准并分别于11月、12月实施。

《车用甲醇汽油(M15)》国家标准正在制定中并已进入论证审批阶段。

目前M30以下低比例甲醇汽油技术较为成熟,不影响发动机的功率和扭矩,不需要对车辆做任何改动,可以直接替代国标汽油使用,长期使用对发动机及输油系统未见明显异常。

使用M85、M100高比例甲醇汽油需要对车辆部分部件进行改动或使用专用发动机,而且存在腐蚀汽车发动机的负面影响和低温启动困难的问题。

目前,全国共有17个省市进行甲醇燃料试点示范,其中有8个省市制定了地方标准,5个省市(山西、陕西、浙江、贵州、新疆)开始了产业化标准。

国家发改委、工信部现已批准2012年陕西省、山西省、上海市将作为全国推行甲醇汽油省市级试点。

3、甲醇汽油的产品应用

低比例甲醇掺烧油——是指把甲醇添加在汽油里,用甲醇燃料助溶剂复配成M系列的混合燃料。

例如:

应用于各种汽油发动机的M15清洁甲醇汽油(在汽油里添加15%甲醇和添加剂混合物),可以在不改变现行发动机结构的条件下,完全替代成品汽油或与成品油混合使用的车用燃料。

其热效率、动力性、启动性、经济性良好,具有降低排放、节省石油、安全方便等特点。

  高比例甲醇燃料——指甲醇脱水后,再添加变性剂而生成的甲醇燃料,仍用M表示,如M85、M100。

M100可以进行单纯燃烧(即仅燃烧添加变性剂而生成的甲醇燃料),目前该技术的应用已经趋于成熟。

而M85(85%甲醇+15%汽油)主要是指商用,其具有更大的环境优越性。

如用于汽车时,需要在车体内加装甲醇汽油双燃料转换器。

四、甲醇汽油的技术特性

甲醇汽油指甲醇与汽油的混合物,也包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和异丙醇的混合醇与汽油的混合物。

甲醇掺入量一般为5%~20%。

以掺入15%者为最多,称M15甲醇汽油。

抗爆性能好,研究法辛烷值(RON)随甲醇掺入量的增加而增高,马达法辛烷值(MON)则不受影响。

燃烧排出物的毒性比普通含铅汽油小,排气中一氧化碳含量也较少,燃烧清洁性能良好。

但对汽油发动机的腐蚀性和对橡胶材料的溶胀率都较大,且易于分层。

低温运转性能和冷起动性能较差,动力性能也不及纯汽油。

甲醇作为替代能源具有很多优点。

1、甲醇的来源广泛,其中煤制甲醇更具重大意义,尤其对含硫量高、不易民用或工业用的煤,也不影响生产甲醇。

从煤中制取甲醇,也可在多种可点燃物质中提取混合醇,再将甲醇作为燃料代替汽油,等于汽车烧煤。

2、甲醇汽油含氧量高,燃烧充分,能有效地降低和减少有害气体的排放,按照国家标准,碳氧化合物下降98.9%,碳氢化合物下降88.11%,达到欧III标准,部分指标达到欧IV标准,有利于环境保护,故有绿色环保燃料之称。

3、甲醇汽油的燃烧特性,能有效地消除燃烧系统各部位的积炭,避免了因积炭的形成而引起动力下降、燃烧不充分等现象,且可降低各工况排气温度,有利于降低零部件热负荷,延长发动机部件的使用寿命。

4、甲醇汽油中的甲醇是一种性能优良的溶剂,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而购买的如油路通、燃油精等添加剂的费用开支。

5、使用甲醇汽油无论是电喷式和化油器式的任何一款汽油发动机,无须作任何改造即可正常使用。

6、甲醇汽油辛烷值高,动力强,适用于高压缩比发动机,可提高发动机的效率。

五、甲醇汽油的市场分析

20世纪50年代,甲醇生产作原料主要是煤、焦炭、焦炉气。

到20世纪60年代,天然气逐步成为制造甲醇的主要原料,因为它简化了流程,便于输送,降低了成本。

从甲醇生产的实际情况核算,采用天然气为原料要比采用煤为原料投资降低35%,成本降低50%。

目前国际上甲醇总产量中约有70%左右是以天然气为原料。

但是,随着能源的紧张,我国已禁止新企业采用天然气制甲醇,以煤为原料生产甲醇的比例将会上升,因为从世界能源结构来看,世界煤的贮藏量远远超过天然气和石油,中国情况更是如此。

2007年9月国家发改委发布《天然气利用政策》,政策规定我国将优先发展城市燃气、禁止以天然气为原料生产甲醇。

这一政策将对我国甲醇生产原料路线产生较大的影响。

近几年来,国内甲醇在下游需求及油价飞涨的驱使下,保持较高的增长速度,价格居高不下。

在客观的利润回报驱使下,甲醇装置新建及扩产愈演愈烈,甲醇产能仍然保持着较高的增长速度。

从地域分布特点来看,华北、华东、华中作为国内生产重地,三地总产能占到全国产能的70%,随着河南龙宇煤化工、中原大化等大规模装置的集中投产,华中地区2008年总产能较2007年增加约200万吨,成为2008年全国扩产最多的地区。

2008年中国甲醇新扩建产能近800万吨,增速较2007年上扬33个百分点。

我国共有甲醇生产企业约230家,产能合计2800万吨/年;产量为1126.3万吨,同比增长6.4%。

2008年,国内甲醇表现消费量同比增长13.4%,达到1232.9万吨,其中净进口量为143.4万吨。

进入2008年下半年以来,受全球金融危机的影响,国内外甲醇市场需求锐减。

上半年,国内甲醇市场整体呈现持续弱势震荡,国内甲醇行业开工率在30%左右,1-7月份,国内甲醇产量为590.5万吨,同比下降10.4%。

就在国内甲醇市场低迷的境况下又遭遇国外低价甲醇的大量涌入。

2009年1-7月份统计数据显示,我国进口甲醇387万吨,与2008年同期相比增加了4.5倍多;并且进口甲醇的平均价格为每吨不足200美元,与2008年同期相比降低了58.3%。

就2009年上半年,进口甲醇占到我国甲醇消费总量的60%以上。

目前,甲醇燃料初期的应用市场现已形成,低浓度甲醇—汽油混合燃料已商业化,得到广泛使用;高浓度和纯甲醇燃料已有开发并投入了试运行。

为了更多地补充石油资源的不足,高浓度和纯甲醇将是今后的发展目标,甲醇—汽油双燃料系统由于经济实用也受到人们的关注。

六、甲醇汽油的MTG工艺

MTG(甲醇制汽油)工艺是指以甲醇作原料,在一定温度、压力和空速下,通过特定的催化剂进行脱水、低聚、异构等步骤转化为C11以下烃类油的过程。

这是甲醇制烃类工艺中的一种,是未来甲醇化工的主线之一。

图1为甲醇化工示意图。

图1甲醇化工图

1、反应原理

甲醇转化的反应较复杂,首先甲醇脱氢转化为低分子烯烃,再进一步与较大分子的烯烃反应生成烷烃、环烷烃和芳烃。

用ZSM-5沸石把甲醇转化成汽油的工艺过程可以表示为:

上述过程也可用如下反应表示:

nCH3OH→(—CH2—)n+nH2O

该反应是放热反应,甲醇可以完全转化。

起始的脱水反应很快地形成了甲醇、二甲醚和水的混合物,含氧物进一步脱水得到C2~C5轻质烯烃。

当甲醇脱水反应完成后,进一步反应则是C2~C5烯烃的缩合、环化,生成分子量更高、在汽油沸程内的烃类,以及C6以上的芳香烃、链烷烃等,最终形成C2~C11的烃类混合物。

反应速率的控制步骤是含氧物转化为烯烃这一步。

它是一种自催化反应,如果没有烯烃,反应速率就缓慢;若增加烯烃浓度,反应就加快,因此采用轻烃再循环的办法,对提高反应速率有利。

总之,甲醇转换为汽油的关键是采用具有特定结构的合成沸石催化剂(晶体硅铝酸盐分子筛)。

催化剂内有合适尺寸的通道,仅允许汽油馏程的烃分子进入其中,并限制产物的高限为C10或C11烃。

更长的烃分子不能穿过通道,而且在进一步的反应中被打断。

这一特性保证了甲醇转化制汽油工艺的高选择性。

2、现有的MTG工艺路线

现有的MTG工艺路线可以分为三条,即经典的固定床工艺,流化床工艺,多管式反应器工艺。

2.1、经典的固定床工艺——Mobil

MTG固定床工艺流程示于图2。

图2经典的固定床法MTG工艺流程图

原料甲醇经预热器、蒸发器及过热器后,进入脱水反应器,在Cu/Al2O3催化剂上甲醇脱水生成二甲醚。

从脱水反应器出来未反应的甲醇、二甲醚、水,与来自汽油分离塔的压缩循环气混合后,进入转化反应器,通过ZSM-5催化剂转化为烃。

出转化反应器的气体,一部分预热原料甲醇,一部分与循环气换热,然后去汽油分离塔,分离出液态烃、气态烃和水。

循环气与出脱水反应器的气体之比是9∶1,控制温度可以增加汽油的收率。

当反应产物中能测定出甲醇时,表明催化剂已经结炭,活性达不到要求。

这时,反应器内的催化剂需要再生,采取的办法是用空气与氮的混合气燃烧除去催化剂表面的焦炭。

工业化的流程中并联设置四台转化反应器,三台运转,一台再生催化剂。

操作条件和产品收率列于表1。

生成物中C1和C2极少,同时副产少量的C3和C4,80%左右的是C5+。

烃类产物中85%为汽油,其辛烷值(研究法)高达93;其他是液化石油气和少量的燃料气。

固定床法的优点是转化率比较高。

2.2流化床URBK—Mobil工艺

西德的URBK(联合褐煤)公司、伍德公司和美国Mobil公司,在原Mobil法固定床反应工艺的基础上,开发流化床工艺。

使用的也是Mobil的ZSM-5催化剂。

该技术获得了西德政府的资助。

1980年至1981年做冷模试验,1982年在UK公司联合石油化工厂建成20t/d的中试示范厂,其工艺流程见图3。

图3流化床法MTG工艺流程示意图

主要装置有流化床反应器、再生塔和外冷却器。

流化床反应器包括一个浓相段,其下部为稀相提升管。

原料甲醇和水按一定比例混合并汽化,过热到177℃后进入流化床反应器。

流化床反应器顶部出来的反应产物除去夹带的催化剂后进行冷却,分离为水、稳定的汽油和轻组分。

流化床中的反应是急剧的放热反应,采用外部冷却器移走热量。

为了控制催化剂表面积炭,将一部分催化剂循环至再生塔。

1983年,他们又改造了反应器,将原先在外部冷却催化剂改为在反应器内部加一个冷却器。

流化床工艺操作条件和产品收率列于表1。

MTG流化床法每生产1kg汽油约需2.5kg甲醇。

MTG流化床工艺具有下述特点:

(1)汽油收率比固定床法略高;

(2)操作中易移去反应热,可将反应热用来生产高压蒸汽;

(3)循环量比固定床大大降低。

中试装置流化床的尺寸为φ600×20000mm。

甲醇经加热汽化后由反应器底部进入,每小时加料700~950kg,反应器压力为0.27~0.35MPa,反应温度为400~415℃,原料甲醇含水量可达到20%。

每吨甲醇(纯)可以生产438kg碳氢化合物,其中燃料气含量为5.6%,LPG为6.4%;汽油为88%。

汽油中烷烃占56%,烯烃7%,芳烃33%,石脑油4%,辛烷值为96.8(RON)。

由于不断加入新鲜催化剂,使反应器内的催化剂性能基本保持稳定,从而可保证生产操作和产品质量的稳定,这是非常有利的。

这项试验在1984年结束。

1982年12月到1983年9月,有效操作时间4148h,甲醇投料量3110t,生产液体燃料1100t,其中汽油为840t,最长的一次运转时间为600h。

完成中试以后,由于当时德国的甲醇成本高,在西欧无法与炼油厂竞争,故而没有做工业化设计。

关于甲醇制汽油的经济分析,按照一个4000~5000MW的装置来计算,汽油的成本如下:

以褐煤为原料时,为0.74马克/升(煤价27马克/吨);以硬煤为原料时,为1.07马克/升(煤价240马克/吨);以进口硬煤为原料时,为0.90马克/升(煤价170马克/吨)。

在西德加油站汽油的售价为1.35马克/升,扣去转运、分配费用,要求出厂价在0.65马克/升以下,石油炼厂的交货价格为0.60马克,这说明MTG在当时的西德无法实现工业化生产。

2.3多管式反应器Lurgi—Mobil

经典的Mobil工艺是在一个反应器内将甲醇部分转化为二甲醚,在另一个反应器中再将甲醇和二甲醚转化为烃类。

而Lurgi-Mobil法用一个多管式反应器将甲醇转换为烃类,也可以称为一步法。

MTG多管式反应器的工艺流程示于图4。

图4Lurgi-Mobil多管式反应器工艺流程示意图

原料甲醇和循环气与反应器出来的气体进行热交换,达到反应所需要的温度,气体与甲醇的混合物从上部进入多管式反应器,通过管内装填的催化剂催化转化为烃。

反应热由多管式反应器壳程循环的熔融盐带入蒸汽发生器中,产生高压蒸汽。

从多管式反应器出来的生成物通过热交换器冷却至常温。

液态烃与水和循环气分离后,循环气由压缩机循环回转化工序。

用氮和空气的混合气燃烧除去催化剂表面的积炭,使之再生。

从分离器出来的烃进入稳定塔,在塔上部将C4以下烃和惰性组分分离,塔底产物为C4以上烃。

将塔上部产物送入甲醇合成装置,作为工艺气或燃烧气使用,或在C3~C4回收塔回收。

3、国内MTG一步法新工艺中试情况

2006年,中科院山西煤化所开发了新的一步法MTG技术。

该技术省略了甲醇转化制二甲醚的步骤,甲醇在ZSM-5分子筛催化剂的作用下一步转化为汽油和少量LPG产品。

其显著优点是工艺流程短,汽油选择性高,催化剂稳定性好和单程寿命长等。

在云南解放军化肥厂完成了工业化试验,规模为3000t/a,每吨汽油消耗2.5t精甲醇,计划进行100kt/a装置的建设。

山西晋南煤业集团采用灰熔聚技术正在建设6台煤气化炉,其中净化工艺为低温甲醇洗产品为300kt/a甲醇、100kt/a93号汽油的煤制油装置,从Mobil引进技术,计划年底投入运行。

工艺流程见图5。

图5灰熔聚煤气化MTG工艺流程图

4、新西兰天然气制甲醇和汽油装置的有关情况

新西兰利用其丰富廉价的天然气资源,投资建设以天然气为原料的大型甲醇合成装置和Mobil法合成汽油的装置。

规模为年产汽油600kt,投资4.54亿美元,此法每生产1t汽油需耗2.4t甲醇。

流程示意见图6。

图6新西兰天然气制汽油联合装置工艺流程示意

该装置甲醇生产汽油的生产过程包括反应、蒸馏、再生和重汽油处理四个部分,甲醇合成采用了ICI工艺,两套2200t/d装置,甲醇装置的气耗为845m3/t。

在将甲醇脱水为二甲醚后,进入固定床MTG反应器,5个反应器内装ZSM-5沸石催化剂,其中4个处于不同的反应阶段,另一个再生。

所生产的汽油RON为93,MON为83。

该MTG固定床反应器存在反应段失活的问题,产品选择性随时间而变化,故安排了4个反应器以求产品稳定和装置连续运行。

七、甲醇汽油的设计目标

甲醇汽油作为汽油的替代品,人们希望它能如汽油一样直接用于汽车内燃机。

制备甲醇汽油以掺混方法最为简单,为此,世界各国进行了广泛的研究,一致认为,应当解决的问题有:

稳定性差、遇水分层、冷启动难、热值低、动力不足、热气阻、腐蚀溶胀等。

经过数十年的努力,甲醇汽油用在汽车上的技术问题都已得到了较好的解决,达到了实用水平。

1、增强甲醇汽油的稳定性

极性的甲醇与非极性的汽油体系是具有上临界温度的部分互溶双液相体系。

不含水的甲醇与70#汽油在温度高于30℃时能完全互溶,低于此温度就有可能出现分层现象;当甲醇含量小于5%和大于70%时,甲醇与汽油相溶性很好,甲醇含量在5%-70%之间时,二者会发生分层现象。

用作汽车燃料的甲醇汽油必须均匀而稳定,要防止分层,制成大比例的均匀稳定的甲醇汽油,一般需要采取添加助溶剂的办法。

芳烃有显著的极性和氢键亲和力,汽油中芳烃的存在可以降低甲醇-汽油之间的极性差,使其稳定性增强。

芳烃含量高的油品,相分离温度较低;烷烃的异构化程度越高,相分离温度也越低,稳定性也越好。

因此芳烃、高碳酮、醚、醇等类化合物,以适当比例相混合,便可制得稳定均匀的甲醇汽油。

2、改进甲醇汽油的动力性

甲醇引入汽油之后,因其热值只有1916MJ/kg,仅为汽油热值(43150MJ/kg)的45%,因而动力性能下降,通常采用添置助燃剂的方法,改善其动力性。

目前燃烧促进剂主要有以下几类:

一类是金属化合物如铜、钴、锰、铬等油容性好的有机金属盐和含有羟基的非金属化合物,这类化合物可降低燃油的着火温度、促进碳粒氧化、提高燃烧速度,促使油料完全燃烧;另一类是一些含氧有机化合物、有机过氧化合物,这种化合物在燃烧室内能产生更多的自由基,从而缩短燃油的滞燃期,促进油料完全燃烧;第三类是其它含氧添加剂,这类添加剂在促进燃油燃烧时的作用较为明显,如向油品中添加一定量碳酸二甲酯时,发动机的功率基本不变,热效率有所提高,烟度也有所下降;此外,一些高碳氢比的高苯类有机化合物、硝基化合物等对燃烧也有促进作用。

将过氧化物如二特丁基过氧化物以7%~25%的比例与甲醇相混合制成混合物,再将此混合物与汽油以1:

1的比例混合制得的甲醇汽油,具有良好的动力性、稳定性,冷启动的动力不低于单一的汽油;添加一定比例的醚类化合物和少量的防腐蚀剂、清洁剂调和而成的甲醇汽油,使用时不需要改造发动机的部件,也具有很好的动力性、相溶性和冷起动性。

其它添加剂如二甲氧基甲烷可以提高甲醇汽油的贮存稳定性(甲醇在汽油中的含量)。

3、改善甲醇汽油的腐蚀性

甲醇汽油在燃烧过程中会产生有机酸(甲酸等)物质,对发动机燃烧系统造成腐蚀与磨损。

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,添加剂多为或含有有机碱成份的含氮物质,使其在燃烧中产生与甲酸等物质发生中和反应,或在燃料高温燃烧中生成耐高温油膜保护气缸壁。

如由苯并三氮唑类、二聚亚油酸抗腐蚀剂及酚类抗氧剂经稀释调合而成甲醇汽油,可有效地抑制对多种金属的腐蚀;由马来酸酐,伯胺和一含氮杂环化物制得的腐蚀抑制剂,以每千桶燃油添加(5~50)磅,即可达到良好的抑制腐蚀效果;由琥珀酸酐、脂肪酸、不饱和羧酸及多氨聚烯烃反应制成的添加剂,添加量仅(5~100)mg/kg,即可达到抑制腐蚀的目的。

由胺类、有机磷酸酯类、有机羧酸类、氮杂环类、屏蔽酚类五种防腐剂复配制成的甲醇燃料金属腐蚀抑制剂对铜、铝、45号钢、锌、气化器材质等多种金属具有良好的腐蚀抑制能力,且溶解性能优良,满足甲醇燃料防腐蚀性能的要求。

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、抑制甲油的溶胀性醇汽

甲醇是一种良好的极性溶剂,汽油是一种良好的非极性溶剂,它们对发动机的弹性胶体、密封件等有不同程度的溶胀作用。

橡胶在甲醇汽油混合燃料中的抗溶胀性能,并不是甲醇和汽油作用简单的加合,而是它们的复合作用,只是甲醇和汽油二者哪一个起主要作用而已。

所以,在进行橡胶材料的选择时要根据不同的配比综合考虑。

在能源短缺的背景下,虽然甲醇作为替代能源有其自身的极大优势,但是一定要认识到甲醇作为燃料的不利方面。

解决好甲醇的不利因素,才能使甲醇汽油的应用发挥出最大的作用。

解决甲醇汽油溶胀性的办法有两种:

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。

5、改进甲醇汽油的高温气阻性

汽车的气阻是指输油管因高温而使汽油气化产生气泡,堵塞油路导致发动机供不上油而熄火。

汽油沸程很宽(30-200℃),如果其馏程曲线合理,汽车的输油管通风良好或在输油管与发动机之间有隔热垫片(板),隔开了发动机产生的热辐射,一般不会产生气阻。

甲醇汽油则不能,甲醇沸程单一(64.8℃),大量加入后,甲醇汽油馏程严重偏离原汽油原馏程曲线,因而需要添加高沸点的组分以调整馏程曲线,确保甲醇汽油在输油管中不气化;另外如果燃烧不完全,烃类物质裂解,氧化聚合而产生碳渣的沉积,也会阻塞汽化室喷嘴,发生气阻。

因此应促进甲醇汽油充分燃烧,抑制高温下的氧化聚合,添加抗阻沉积剂以抑制甲醇汽油的气阻发生。

6、改善甲醇的低温启动性

汽油沸程很宽,因而即使低温也易启动;甲醇沸程单一,掺入汽油中会使汽油馏程严重偏离汽油原馏程曲线,因而需要添加活性过氧化物或低沸点的醚化物以调整馏程曲线,改善甲醇汽油的冷启动性能。

7、改进甲醇汽油的溶水性

甲醇极性很强,与水可以无限互溶,水分对甲醇汽油的稳定性影响很大,水分的存在会使甲醇与汽油的临界互溶温度提高,甚至在某些情况下从空气中吸收的水分,也会导致稳定均一的甲醇汽油重新分层。

例如含5%(v)甲醇和1.7%(v)异丁醇的甲醇汽油,水分含量为0.02%(v)时,相分离温度为-40℃,水分含量增加到0.1%(v)时,相分离温度升高为-5℃。

改进甲醇汽油的溶水性,其本质还在增加甲醇与汽油的相容稳定性。

目前,改善甲醇汽油稳定性所用的助溶剂有醚类、高级醇及脂肪烃、低碳杂醇、芳香族化合物等,例如MTBE、异丁醇、叔丁醇等。

MTBE的加入改善了甲醇与汽油的互溶性,但其助溶效果不如异丁醇等醇类,这是因为MTBE分子极性较醇类小,叔丁基的存在又对氧原子与水、甲醇形成氢键有一定的阻碍作用,而异丁醇中的亲水基-OH能与水和甲醇中的-OH以氢键有效连接。

因此添加4%的正丁醇或3.2%的正

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