论文部分内容阅读
摘 要 经济的进步带动了汽车行业的发展,能源消费大幅增加,作为汽车最常见的两种燃料,汽油和柴油的需求量骤增,同时也排放出大量尾气,对大气环境构成极大危害。为此,全球呼吁发展清洁型燃料,既能缓解石油危机,又能控制环境污染。甲醇汽油和甲醇柴油成了当下研究的热点,各国不断进行研发,本文对其研究应用进行了简要分析。
关键词 甲醇汽油;甲醇柴油;应用
中图分类号:TQ517 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)15-0016-01
工业生产加大了能源的消耗,为此,国家提倡研发应用替代能源。随着物质生活水平提升,汽车已经开始进入寻常百姓家,汽油柴油的消费量也有了相应的增加,汽油、柴油是以石油为原料的,我国当前石油贫缺,进口量逐渐增多,而石油作为燃料,经燃烧会产生二氧化碳等污染物,加大环境污染的程度。清洁型代替燃料在国内开始推广,甲醇汽油、柴油以其特殊优势成了研究的重点,必将是今后的主要趋势。
1 甲醇汽油的研发应用
1.1 甲醇汽油的特点
甲醇汽油是一种清洁型的车用燃料,主要成分有甲醇、汽油和添加剂,依据专业调配方法,按照一定的比例将甲醇掺入汽油调制而成。一般而言,甲醇的掺入量在30%以内,较为常见的M15甲醇汽油即是掺入了15%的甲醇,此类甲醇汽油可以直接和汽油通用,因甲醇掺加量低,又叫低比例甲醇汽油。此外,还有中比例、高比例两种。在国内,中低比例甲醇汽油使用较为广泛。从技术标准来看,只有车用燃料甲醇和M85两种有国家规定的统一标准,其余则是地方根据当地实际情况而自己制定标准。
甲醇汽油具有一定的特点:清洁环保性能突出,生产时注重环保问题,不会产生“三废”;生产不受季节限制,生产规模可由自己决定。和汽油柴油相比,甲醇汽油经燃烧排放的碳氢化合物要少许多;该产品不含铅、苯、硫等物,排出的气体不会对大气环境构成危害,是城市环境改善中一项很好的清洁替代燃料;甲醇来源于煤炭、化肥等行业,来源广泛,制作简单,成本较低,而且在使用时,无需添加特殊装置,不但方便,还节省了不少成本;此外,甲醇具有良好的溶水性,能够很快与水相融,即使发生溅洒情况,也不会污染环境。从当前状况来看,甲醇汽油意义非常重大。
1.2 甲醇汽油的应用
甲醇汽油虽有诸多优势,但应用中也有一些问题,如热值和空燃比有所降低;在燃烧中会有少量甲酸或甲醛生成,对发动机形成一定的腐蚀作用;气化潜热过高,严重影响了冷启动性;与汽油不同,甲醇是一种良溶剂,会增强橡塑材料的溶胀性。为此需对其不断改进。
1)助溶剂研究,甲醇汽油是作为汽车燃料使用的,安全是首要考虑的因素,必须保持其均匀稳定性。甲醇和汽油的成分及性能不同,在混合时难以互溶,在发动机内,作用无法得到充分发挥,为此,需添加适合的助溶剂,帮助两者相溶,使甲醇汽油的稳定性得到很好的保障。 当前常见的助溶剂有高级醇、异丁醇、MTBE等。MTBE有助于甲醇和汽油互溶,但由于分子极性小,效果并不是很明显。异丁醇的价格比较昂贵,因此当前的首要任务是研制价格适宜的助溶剂。
2)防腐剂研究,甲醇汽油的腐蚀性多为氧化产物引起的腐蚀或硫腐蚀,对此情况多采用添加腐蚀抑制剂的方法进行解决,因无灰添加剂不含金属离子,是一种较常见的腐蚀抑制剂。为避免氧化产物造成腐蚀,防腐蚀剂应起到减少氧化产物产量的作用,可通过延长氧化诱导期或减缓氧化速度来实现;防止氧化产物腐蚀金属,可选择一种能被金属表面直接吸附的具备极性的添加剂,有专门的金属腐蚀抑制剂。
3)溶胀性研究,甲醇是有机溶剂,对供油系统中的橡胶材料会形成一定的溶胀作用,为使此问题得到有效解决,可添加相应的溶胀抑制剂,或使用不受甲醇腐蚀的氟橡胶。
4)改善气阻性,甲醇汽油若没有得到充分的燃烧,烃类物质容易发生裂解现象,经氧化聚合作用而生成一定量的碳渣,导致汽化室的喷嘴发生堵塞情况,引起气阻。相应的解决方法并不是很难,应使甲醇汽油得以完全燃烧,高温下容易发生氧化聚合作用,要对其严格进行控制,另外,添加适量的抗阻沉淀剂也能起到很好的作用。
5)改善冷启动性,可通过添加活性过氧化物或者低沸点的醚化物来实现。
2 甲醇柴油的研究应用
柴油是另一种同等重要的汽车燃料,柴油机具有良好的经济性,爆发压力和热效率都比较高,输出扭矩大,在汽车工业中同样发挥着重大作用。其缺陷在于排出的气体中含有大量黑色碳物质构成的微粒,粒径小,浓度高,沉降缓慢,容易在大气长时间漂浮,吸附的多环芳烃等对人体有害。为了使石油紧张的现状有所缓解,同时改善环境,应加大对甲醇柴油的研究应用。
和甲醇汽油一样,甲醇柴油是将柴油按照一定比例掺入甲醇中配置而成的混合物,多为透明液体,外观、热值和粘度等和柴油都很相似。须注意的是,柴油的选择,国标或非标柴油都可以使用,甲醇的纯度应在99%以上,要保持配置器皿的干净。
甲醇柴油主要有以下优点:燃烧速度快,而且容易充分燃烧,有利于热效率的提升;品质和稳定性较好,甲醇柴油清澈透明,不会产生刺激味道,而且密度、粘度都能达到规定标准;具有较好的稳定性,至少四个月内不会出现变色、浑浊及乳化等现象;与其他柴油能够互溶,不分层,不变色;由于抗水性较好,遇水时,不会互溶,静止时油水处于分离状态;同时,甲醇柴油具备较强的市场可操作性,助溶剂和甲醇可以分开调配,半成品能够单独放置,而后再配置成成品,还可以按照一定的比例直接与柴油混合;应用范围较广,内燃机、电厂等领域都有所应用。
其缺陷在于:甲醇的气化潜热较大,如发动机处于低负荷、低速度运行状态,此情况下的冷却效应会对其有一定的负面影响;甲醇十六烷值较低,但自燃温度高,因此,自发着火能力较弱;热值较低,不符合正常功率输出的要求,往往需要不断地添加燃料,供油系统的荷载大幅上升,为保证安全,在使用前通常要对原发动机进行改造,不能直接投入应用;此外,对橡胶件或有色金属等部件同样有腐蚀作用。
对其应用研究,主要有两点,一是基础理论,主要包括甲醇柴油的稳定性及添加剂等;二是应用研究,主要是指发动机的改进以及乳化燃料的燃烧状况等。
3 结束语
汽油、柴油作为汽车燃料,不仅要消耗大量能源,还会破坏环境,必须加大代替型能源的研发力度,甲醇是一个很好的选择,通过一定比例的掺加,形成甲醇汽油和甲醇柴油,取得了良好效果。在今后的发展中,应做好添加剂的工作和市场定位。
参考文献
[1]常志鹏,陈浩,刘宗海.国内甲醇汽油的应用进展及思考[J].精细与专用化学品,2012(3).
[2]穆仕芳,尚如静,魏灵朝,等.我国甲醇汽油的研究与应用现状及前景分析[J].天然气化工(C1化学与化工),2012(1).
关键词 甲醇汽油;甲醇柴油;应用
中图分类号:TQ517 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)15-0016-01
工业生产加大了能源的消耗,为此,国家提倡研发应用替代能源。随着物质生活水平提升,汽车已经开始进入寻常百姓家,汽油柴油的消费量也有了相应的增加,汽油、柴油是以石油为原料的,我国当前石油贫缺,进口量逐渐增多,而石油作为燃料,经燃烧会产生二氧化碳等污染物,加大环境污染的程度。清洁型代替燃料在国内开始推广,甲醇汽油、柴油以其特殊优势成了研究的重点,必将是今后的主要趋势。
1 甲醇汽油的研发应用
1.1 甲醇汽油的特点
甲醇汽油是一种清洁型的车用燃料,主要成分有甲醇、汽油和添加剂,依据专业调配方法,按照一定的比例将甲醇掺入汽油调制而成。一般而言,甲醇的掺入量在30%以内,较为常见的M15甲醇汽油即是掺入了15%的甲醇,此类甲醇汽油可以直接和汽油通用,因甲醇掺加量低,又叫低比例甲醇汽油。此外,还有中比例、高比例两种。在国内,中低比例甲醇汽油使用较为广泛。从技术标准来看,只有车用燃料甲醇和M85两种有国家规定的统一标准,其余则是地方根据当地实际情况而自己制定标准。
甲醇汽油具有一定的特点:清洁环保性能突出,生产时注重环保问题,不会产生“三废”;生产不受季节限制,生产规模可由自己决定。和汽油柴油相比,甲醇汽油经燃烧排放的碳氢化合物要少许多;该产品不含铅、苯、硫等物,排出的气体不会对大气环境构成危害,是城市环境改善中一项很好的清洁替代燃料;甲醇来源于煤炭、化肥等行业,来源广泛,制作简单,成本较低,而且在使用时,无需添加特殊装置,不但方便,还节省了不少成本;此外,甲醇具有良好的溶水性,能够很快与水相融,即使发生溅洒情况,也不会污染环境。从当前状况来看,甲醇汽油意义非常重大。
1.2 甲醇汽油的应用
甲醇汽油虽有诸多优势,但应用中也有一些问题,如热值和空燃比有所降低;在燃烧中会有少量甲酸或甲醛生成,对发动机形成一定的腐蚀作用;气化潜热过高,严重影响了冷启动性;与汽油不同,甲醇是一种良溶剂,会增强橡塑材料的溶胀性。为此需对其不断改进。
1)助溶剂研究,甲醇汽油是作为汽车燃料使用的,安全是首要考虑的因素,必须保持其均匀稳定性。甲醇和汽油的成分及性能不同,在混合时难以互溶,在发动机内,作用无法得到充分发挥,为此,需添加适合的助溶剂,帮助两者相溶,使甲醇汽油的稳定性得到很好的保障。 当前常见的助溶剂有高级醇、异丁醇、MTBE等。MTBE有助于甲醇和汽油互溶,但由于分子极性小,效果并不是很明显。异丁醇的价格比较昂贵,因此当前的首要任务是研制价格适宜的助溶剂。
2)防腐剂研究,甲醇汽油的腐蚀性多为氧化产物引起的腐蚀或硫腐蚀,对此情况多采用添加腐蚀抑制剂的方法进行解决,因无灰添加剂不含金属离子,是一种较常见的腐蚀抑制剂。为避免氧化产物造成腐蚀,防腐蚀剂应起到减少氧化产物产量的作用,可通过延长氧化诱导期或减缓氧化速度来实现;防止氧化产物腐蚀金属,可选择一种能被金属表面直接吸附的具备极性的添加剂,有专门的金属腐蚀抑制剂。
3)溶胀性研究,甲醇是有机溶剂,对供油系统中的橡胶材料会形成一定的溶胀作用,为使此问题得到有效解决,可添加相应的溶胀抑制剂,或使用不受甲醇腐蚀的氟橡胶。
4)改善气阻性,甲醇汽油若没有得到充分的燃烧,烃类物质容易发生裂解现象,经氧化聚合作用而生成一定量的碳渣,导致汽化室的喷嘴发生堵塞情况,引起气阻。相应的解决方法并不是很难,应使甲醇汽油得以完全燃烧,高温下容易发生氧化聚合作用,要对其严格进行控制,另外,添加适量的抗阻沉淀剂也能起到很好的作用。
5)改善冷启动性,可通过添加活性过氧化物或者低沸点的醚化物来实现。
2 甲醇柴油的研究应用
柴油是另一种同等重要的汽车燃料,柴油机具有良好的经济性,爆发压力和热效率都比较高,输出扭矩大,在汽车工业中同样发挥着重大作用。其缺陷在于排出的气体中含有大量黑色碳物质构成的微粒,粒径小,浓度高,沉降缓慢,容易在大气长时间漂浮,吸附的多环芳烃等对人体有害。为了使石油紧张的现状有所缓解,同时改善环境,应加大对甲醇柴油的研究应用。
和甲醇汽油一样,甲醇柴油是将柴油按照一定比例掺入甲醇中配置而成的混合物,多为透明液体,外观、热值和粘度等和柴油都很相似。须注意的是,柴油的选择,国标或非标柴油都可以使用,甲醇的纯度应在99%以上,要保持配置器皿的干净。
甲醇柴油主要有以下优点:燃烧速度快,而且容易充分燃烧,有利于热效率的提升;品质和稳定性较好,甲醇柴油清澈透明,不会产生刺激味道,而且密度、粘度都能达到规定标准;具有较好的稳定性,至少四个月内不会出现变色、浑浊及乳化等现象;与其他柴油能够互溶,不分层,不变色;由于抗水性较好,遇水时,不会互溶,静止时油水处于分离状态;同时,甲醇柴油具备较强的市场可操作性,助溶剂和甲醇可以分开调配,半成品能够单独放置,而后再配置成成品,还可以按照一定的比例直接与柴油混合;应用范围较广,内燃机、电厂等领域都有所应用。
其缺陷在于:甲醇的气化潜热较大,如发动机处于低负荷、低速度运行状态,此情况下的冷却效应会对其有一定的负面影响;甲醇十六烷值较低,但自燃温度高,因此,自发着火能力较弱;热值较低,不符合正常功率输出的要求,往往需要不断地添加燃料,供油系统的荷载大幅上升,为保证安全,在使用前通常要对原发动机进行改造,不能直接投入应用;此外,对橡胶件或有色金属等部件同样有腐蚀作用。
对其应用研究,主要有两点,一是基础理论,主要包括甲醇柴油的稳定性及添加剂等;二是应用研究,主要是指发动机的改进以及乳化燃料的燃烧状况等。
3 结束语
汽油、柴油作为汽车燃料,不仅要消耗大量能源,还会破坏环境,必须加大代替型能源的研发力度,甲醇是一个很好的选择,通过一定比例的掺加,形成甲醇汽油和甲醇柴油,取得了良好效果。在今后的发展中,应做好添加剂的工作和市场定位。
参考文献
[1]常志鹏,陈浩,刘宗海.国内甲醇汽油的应用进展及思考[J].精细与专用化学品,2012(3).
[2]穆仕芳,尚如静,魏灵朝,等.我国甲醇汽油的研究与应用现状及前景分析[J].天然气化工(C1化学与化工),2012(1).