甲醇汽油的應用及特性分析

1、范文 甲醇汽油的應用及特性分析甲醇汽油的應用及特性分析 摘摘 要要：隨著機動車數量不斷增加，機動車排氣對環(huán)境的污染越來越嚴重。另一方面 從上個世紀七十年代起，出現世界性的能源緊缺，明顯地預感到石油燃料供應危機， 石油終將枯竭。內燃機替代燃料研究的主要目的在于:應付石油危機，提高燃料供應的 安全性，為石油資源枯竭后燃料品種的平穩(wěn)過渡做準備，提高現有能源的應用效率， 開拓能源應用新領域，減少污染，保護生態(tài)環(huán)境等，人們在研究中發(fā)現，醇類是除石 油、天然氣以外，內燃機最可代用的燃料。 論文對甲醇汽油的理化性能,動力性能,環(huán)境影響等方面作了詳細的論述,得出了甲 醇汽油作為替代燃料的優(yōu)勢和技術方面存在的不

2、足,其中技術方面問題主要有:甲醇汽 油的相溶性,氣阻與揮發(fā)損失,啟動問題,腐蝕性,甲醇對橡膠部件的溶脹性等,并進一步 對這些問題提出了改進和完善的措施,使甲醇汽油能更好地服務人類,此論述對甲醇汽 油的開發(fā)和應用具有重大現實意義。 關鍵詞關鍵詞：甲醇汽油 性能分析 技術改進 人體和環(huán)境影響 目 錄 1 前言 .1 1.1 能源結構 .1 1.2 甲醇作為燃料的發(fā)展過程 .1 1.3 甲醇汽油的國內外研究現狀及發(fā)展前景 .2 1.3.1 國外研究現狀及發(fā)展前景 .3 1.3.2 國內研究現狀及發(fā)展前景 .4 2 甲醇汽油的生產與使用技術 .7 2.1 生產工藝 .8 2.1.1 合成氣的制造 .8

3、 2.1.2 甲醇的合成方法 .8 2.1.3 天然氣法合成甲醇生產工藝舉例 .8 2.2 甲醇與汽油的摻燒方法 .11 2.2.1 化學混合法 .11 2.2.2 量孔摻配法 .11 2.2.3 霧化混合法 .12 2.3 發(fā)動機燃用甲醇的方式 .12 2.3.1 摻燒 .13 2.3.2 純燒 .13 3 甲醇、汽油及甲醇汽油之間性能比較 .1414 3.1 甲醇及汽油的燃料性質比較.14 3.2 汽油與甲醇汽油的比較 .17 4 甲醇汽油主要技術問題的改進 .2020 4.1 甲醇汽油的穩(wěn)定性 .20 4.2 改進甲醇汽油的動力性 .20 4.3 改善甲醇汽油的腐蝕性 .21 4.4 抑

4、制甲醇汽油的溶脹性 .21 4.5 改進甲醇汽油的氣阻性 .21 4.6 改善甲醇汽油的冷啟動性 .21 5 5 甲醇汽油汽車對人體和環(huán)境影響 .2222 5.1 甲醇毒性和安全性 .22 5.2 甲醇汽車常規(guī)排放物 .22 5.3 甲醇汽車非常規(guī)排放物 .23 5.4 CO2排放 .24 6 6 結 論 .2525 參考文獻 .26 致 謝 .2727 1 前言 1.1 能源結構 提起甲醇燃料,必然會提到世界將來的能源發(fā)展結構。據美國能源部和世界能源理 事會的一項預測表明,全球的石油生產將于 2010-2050 年間達到頂峰。他預測全球化石 類燃料資源的可開采期分別為:石油 39 年,天然氣

5、 60 年,煤 211 年。隨著石油能源的大 量開采和石油資源的日益短缺,世界的化石能源必將會向以煤和天然氣為主的能源結構 發(fā)展。 我國是一個富煤少油的國家。1998 年國家統計明,國內煤炭的保有儲量為 1007.07Gt,可開采儲量為 765.0Gt；石油預測資源量為 94.0Gt，可開采儲量為 5.26Gt；天然氣的預測資源量為 40 萬億立方米,可開采儲量為 2 萬億立方米。在世界 已探明的儲量中,中國的石油占 2.7%,天然氣 0.9%，而煤炭卻占 15%左右。因此煤炭資 源是我國主要的化石能源。正由于這種特殊的化石能源結構,形成了我國特有的以煤炭 為主的能源消費結構。 前幾年,在我國

6、的能源消費中,煤炭持續(xù)占到總能源消費的 75%。近年來隨著石油進 口的大量增加,煤炭消費仍保持在 67%的絕對地位。據國家有關部門的統計預測,2010 年,中國能源消費結構中煤炭、石油、天然氣、水電、核電將分別占到 62.6%、29.6%、7.1%、2.6%、0.8%?？梢娢覈悦簽橹鞯哪茉聪M結構在近、中期內 不會改變。 交通運輸業(yè)是石油消費的最大行業(yè),并且是國民經濟發(fā)展的命脈。目前內燃發(fā)動機 所使用的燃料基本是石油產品,如汽油、柴油和煤油等。但隨著世界石油資源的日益減 少,以石油為基礎的交通運輸業(yè)的不穩(wěn)定性正在逐年增加,社會經濟的不安全性也正在 增加。為此,各國政府不斷鼓勵和支持尋找內燃發(fā)

7、動機的替代燃料,以解決過分依賴石 油的狀況。 1.2 甲醇作為燃料的發(fā)展過程1 甲醇是最簡單的可以大規(guī)模工業(yè)合成的液體有機化合物。因其特性和汽油相似,可 以方便地儲存、運輸和添加等,備受人們的關注。在內燃機動車的潔凈替代燃料中,甲 醇具有無可比擬的優(yōu)點。天然氣是甲醇燃料的最大競爭對手,但天然氣難以液化,儲存、 運輸和添加帶來的嚴重安全隱患使人們望而生畏。乙醇除由石油路線合成外,可以采用 糧食發(fā)酵方法生產,但乙醇合成成本遠大于甲醇,不利于大規(guī)模作為內燃機燃料使用,只 可以部分替代。 醇類燃料的使用可以追溯到第一次世界大戰(zhàn)。當時由于汽油的短缺和戰(zhàn)爭的需要, 歐洲軍隊使用乙醇摻合汽油作為燃料。后來由

8、于乙醇帶來的不穩(wěn)定性和甲醇合成工業(yè) 的迅猛發(fā)展,甲醇合成成本大幅下降,使甲醇取代乙醇作為汽油的替代品。后來由于石 油工業(yè)的迅猛發(fā)展而使甲醇燃料的進一步應用受到限制。 20 世紀 70 年代,由于兩次嚴重的石油危機,汽油價格直線上升,促使人們尋求不依 賴于石油的替代品。當時甲醇生產能力過剩,可由煤和天然氣等原料生產,成為替代汽 油作為內燃機燃料的首選。80 年代以來,雖然國際石油價格下降,趨于穩(wěn)定,但由于對石 油危機的擔心和汽車尾氣對大氣環(huán)境的污染,不依賴于石油的環(huán)保型汽車受到重視,而 甲醇燃料正符合這一需求,從而得到了快速發(fā)展。90 年代后期,曾一時高昂的石油價格, 使世界各國政府再次認識到石

9、油燃料的危機性,從而又一次促進了甲醇燃料車的發(fā)展。 甲醇由碳、氫、氧三種化學元素組成,含氧量達 50%,且有燃燒速度快、放熱快、熱 效率高的特點,加入到汽油中,可提高汽油的辛烷值,減少大氣污染物的排放。早在 20 世紀 70 年代,西歐國家就有加入 4%的甲醇摻合汽油出售。汽油中摻燒 35%的甲醇,發(fā) 動機無需作任何改動,運轉正常,也未發(fā)現難啟動的問題,效果良好。汽油中摻入 1525%甲 醇時,需加入助溶劑,汽車發(fā)動機應作相應調整。甲醇含量達 85%的摻合汽油或純甲醇內 燃機機動車也在研究和開發(fā)中。 我國從 20 世紀 80 年代開始甲醇燃料的試用和研究工作。 “六五”期間,經國家科 委組織,

10、交通部負責將 M15 甲醇摻燒汽油研究列入國家重點科技攻關項目。在山西省組 建 480 輛汽車、四個加油站的營運規(guī)模。 “七五”期間,國家科委、中科院負責將 492 發(fā)動機改燒高濃度甲醇燃料(甲醇含量在 85%以上)技術列入攻關項目。 “八五”期間進 行了中、德甲醇燃料的科技合作項目,共有 8 輛桑塔納轎車在北京行使,并建有一個加 油站。同期,繼續(xù)將低比例甲醇燃料(3%、5%)應用列入攻關計劃,分別在四川、重慶等 地數百輛汽車投入營運試驗。 除國家重點支持的有關科研開發(fā)項目外,各部門和科研院所也進行了大量的應用開 發(fā)研究。四川西南化工研究院對摻燒 15%甲醇汽油的汽車運行研究表明,只要對汽車結

11、 構作微小的改動,甲醇燃料在汽車的動力性能和尾氣排放污染物上與純汽油相近。四川 鄂西化工廠用解放牌汽車和東風牌汽車各一輛,進行了 5%甲醇汽油和 70 號汽油的道路 行車對比實驗。結果表明,在公路、山路和坡路上行使,以甲醇汽油為燃料的汽車行車 速度快,而且無論空車還是負載車,甲醇汽油比純汽油用量省,節(jié)約了燃料,同時也減少 了尾氣污染物的排放,有利于保護環(huán)境。在山西省政府和國家經貿委的支持下,由山西 晉南機械廠和山西大同汽車廠制造的 50 部甲醇中巴車已投入商業(yè)示范運營,采用的是 85%甲醇汽油混合燃料。經過 19981999 年間的運營,在經濟性和汽車尾氣排放方面均 顯示出甲醇汽車的優(yōu)越性。

12、1.3 甲醇汽油的國內外研究現狀及發(fā)展前景 20 世紀 60 年代，為了凈化內燃機的排氣，一些國家對低污染的醇燃料發(fā)生興趣， 開始進行研究。70 年代初，出于政治原因的“石油危機” ，使許多國家為了能源安全和 外匯平衡，積極尋找石油的代用能源。在這種力量推動下，由于醇類燃料是液體燃料， 其儲運、分配、攜帶、使用都和傳統的汽油、柴油相差無幾，而且其原料資源豐富， 因而受到國際重視。1976 年許多國家派代表在瑞典召開了第一次國際醇類燃料會議 (ISAF)，推動醇類燃料(主要是甲醇和乙醇)發(fā)展。隨著對大氣質量要求的提高，人們 發(fā)現醇類燃料不僅可替代石油，而且其汽車尾氣排放比汽油和柴油的都低，對環(huán)境

13、更 有利。因此到了 80 年代，雖然石油價格回落，但發(fā)展醇類燃料的推動力己轉為改善大 氣環(huán)境質量。美、日、加、德、瑞典、法、巴西、新西蘭等國家政府和一些汽車公司， 都大力推動醇類燃料汽車的研究、試驗和示范推廣。 1.3.11.3.1 國外研究現狀及發(fā)展前景國外研究現狀及發(fā)展前景 美國是推廣甲醇燃料最有力的國家，政府確立以能源部(DOE)為中心，環(huán)保署(EPA )、 運輸部(MOT)等機構密切配合，并與國際能源機構廣泛合作，對甲醇燃料的推廣應用發(fā) 揮積極的指導作用。加州能源委員會(CEC)從 1978 年開始燃用 M85 甲醇燃料的試驗。 1983 年組織了 500 多輛汽車進行了車隊試驗。MO

14、T 將多種 M100 甲醇發(fā)動機裝在公交汽 車上進行了營運試驗，其中有火花塞助燃式甲醇發(fā)動機，如通用公司的二沖程壓燃式 甲醇發(fā)動機等。此外，DOE 計劃將甲醇汽車作為聯邦政府用車，并有 10 多輛作為政府 用車的甲醇汽車在加利福尼亞和伊利諾斯兩州的寒冷地區(qū)投入使用。截至 1995 年，已 有 12700 輛甲醇汽車在加州投入營運，其中 400 多輛公交車上裝置了 DDC 公司生產的 6V92 壓燃式甲醇發(fā)動機2。 1973 年，日本通產省責成日本汽車研究所(JARI)和新能源綜合開發(fā)機構(NEDO)進 行甲醇燃料的基礎研究。在通產省的資助下，JARI 于 1980 年開始甲醇燃料的實用性研 究

15、;1983 年又著手研究重型車用甲醇發(fā)動機。截至 1994 年 3 月，JARI 對不同型號的 32 輛甲醇汽車進行了道路試驗，車輛行駛里程最短為 4,300km，最長為 7,100km 。1984 年 5 月，日本汽車運輸技術協會(JATA ), JARI 和 NEDO 作為制定團體參加國際能源機 構組織簽訂的“關于汽車甲醇燃料及混合甲醇研究開發(fā)計劃的實施協定” 。1984 年 6 月， 運輸省成立了“汽車用甲醇燃料特別委員會” ，以降低汽車排放和燃料多樣化為目標， 將甲醇燃料引入重型載重車和公交汽車使用領域，公布了甲醇車輛的試驗計劃，加快 了甲醇燃料的可行性研究。1985 年 3 月，在運

16、輸省的倡議下，54 家私營公司合資組建 了“日本甲醇汽車有限公司” ，從事 M100 甲醇汽車研究開發(fā)、M100 加油站的建設和相 關車輛的改裝。到 1993 年 3 月，該公司共向汽車運輸公司推銷了 M100 甲醇汽車 572 輛;此后，該公司重組并改名為“低公害車輛普及機構(LEVO)” 。 豐田公司從 1980 年起就開始了甲醇汽車的開發(fā)，進行了燃用任意濃度甲醇的可行 性研究。五十鈴公司從 1986 年開始對 ELF 型 M100 甲醇汽車進行車隊試驗，歷時 6 年， 1992 年年底 ELF 通過鑒定，正式注冊營運，當時投放市場 188 輛甲醇汽車。三菱公司 開發(fā) M85 甲醇客車動力

17、裝置及 FFV，并成功地研制了 4D32 甲醇發(fā)動機。 加拿大政府為了減少對石油進口的依賴，發(fā)揮甲醇生產大國的優(yōu)勢，同時滿足不 斷嚴格的排放法規(guī)，積極推廣甲醇燃料的應用。加拿大能源委員會(NEB)認為，發(fā)展甲 醇燃料有利于環(huán)境保護，具有戰(zhàn)略意義，必須普及甲醇燃料，政府主導企業(yè)和私營汽 車企業(yè)都要開展甲醇發(fā)動機的研究。19851989 年期間，加拿大政府共投資 800 萬美 元用于大型甲醇發(fā)動機的研制開發(fā)，承擔了開發(fā)經費的 50;政府還計劃資助甲醇轎車 的開發(fā);通過與美國福特公司的技術合作，開發(fā)甲醇與汽油混合比例可變的 FFV。 此外，加拿大還與美國、瑞典和前聯邦德國一道在 IEA 或 AFT

18、等國際會議的組織 中發(fā)揮領導作用。 前聯邦德國早在 1974 年就開始了甲醇燃料在汽車發(fā)動機上的應用研究，政府在政 策和資金等方面給予了重點扶持。初期進行車隊試驗的甲醇汽車有 56 輛，行駛距離多 半超過了 km，有的達到了 km;試驗中車輛排放性能良好，驗證了甲醇汽車投入使用的 可行性。從 1984 年起，對 200 輛燃用 M85 甲醇燃料的轎車進行了車隊試驗，之后又對 燃用 M100 甲醇燃料的汽車進行了試驗。大眾公司甲醇車隊試驗的行駛里程達到了數 10 萬千米，其動力分別裝用了曼公司、奔馳公司和道依次公司研制的甲醇發(fā)動機。1986 年，大眾公司向洛山磯奧運會捐贈了 400 輛甲醇靈活燃

19、料轎車2。 瑞典是一個能源缺乏的國家，多年來一直致力于代用燃料的研究開發(fā)工作，并把 甲醇放在至關重要的位置。在政府資助下，以瑞典燃料公司為中心，對 1000 輛燃用 M15 甲醇燃料的汽車進行車隊試驗，同時對來自沃爾沃、薩伯、福特、豐田、三菱和馬 自達等廠家的燃用 M85M100 甲醇燃料車進行了車隊試驗2。 沃爾沃公司開發(fā)了二次噴射甲醇發(fā)動機，裝置甲醇發(fā)動機的公交車和載重車也進 行了車隊試驗。 英國和法國是以 1986 年的巴黎 AFT 國際會議為契機，開展甲醇燃料發(fā)動機的研究 的，起步較晚。意大利、丹麥、芬蘭、西班牙和南斯拉夫等國也是在 1986 年的 AFT 會 議后對甲醇燃料做出反應的

20、。 南美的巴西已將甲烷燃料汽車商品化，之后對甲醇汽車進行了車隊試驗;烏拉圭也 對甲醇燃料產生了極大的興趣。 亞洲的印度研究甲醇燃料較早，以印度技術學院和印度石油學院為主，馬德拉斯 大學和 ANA 大學等積極參與，開展了廣泛的研究，在 1982 年奧克蘭 AFT 國際會議上發(fā) 表多篇關于甲醇燃料的研究論文，在 1986 年巴黎 AFT 國際會議上發(fā)表了關于四沖程甲 醇發(fā)動機的論文，還發(fā)表了二沖程甲醇發(fā)動機方面的論文。 大洋洲的新西蘭是 1982 年 AFT 國際會議的舉辦國，已進行了純甲醇汽車的車隊試 驗。澳大利亞已有甲醇汽車正式投入市場營運。 1.3.21.3.2 國內研究現狀及發(fā)展前景國內研

21、究現狀及發(fā)展前景2,3 2,3 我國在甲醇燃料方面的研究開發(fā)工作起步較早，上世紀 70 年代初期有少數大專院 校、科研部門和個別汽車制造企業(yè)開始了甲醇燃料汽車的研究工作，并取得了一定進 展。在“六五”期間，國家科委與交通部和山西省共同組織，在山西省進行 M1525 甲醇燃料的研究試驗，共有 480 輛貨車參與了試驗及示范工作。在此期間還建設了 4 個甲醇燃料加注站，并且通過加入適量雜醇等助劑，在解決甲醇燃料在使用過程中與 汽油的相溶性方面積累了許多經驗。在“七五”期間，由國家科委組織，中國科學院 牽頭并由大專院校、汽車、環(huán)境、衛(wèi)生等 6 方面參加組成的攻關組，重點針對 492 發(fā) 動機進行了扭

22、矩、熱效率和尾氣排放等方面的系統研究，并且有 3 輛汽車參與了路試， 各項試驗指標均取得了較滿意的效果。 1989 年 1 月至 1990 年 7 月，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心對甲醇發(fā)動機和裝用甲 醇發(fā)動機的桑塔納轎車進行了燃用 M15 和 M100 甲醇燃料的臺架試驗和模擬道路試驗。 1995 年，國家科學技術委員會組織山西省、中國科學院、清華大學、化工部與美 國福特汽車公司、麻省理工學院聯合開展“中國山西省及其他富煤地區(qū)把煤轉化成汽 車燃料的經濟、環(huán)境和能源利用的生命周期評估”科學研究，取得了重要成果。 1996 年，山西大同云岡汽車集團有限公司和中科院工程物理研究所與福特汽車公 司合作

23、研制成功甲醇靈活燃料汽車，該車裝用福特 3.0LV6FFV 發(fā)動機，可使用無鉛汽 油或甲醇含量低于 85%的甲醇汽油混合燃料，能適應不同的行駛環(huán)境。2000 年，云岡 汽車集團將自行研制的全甲醇發(fā)動機裝在中巴車上，又將 30 輛出租車改造成甲醇汽車。 1997 年，國家經貿委批準在山西省實施國家甲醇燃料汽車示范工程，山西省先后 投入 50 輛甲醇中巴車進行示范運營，累計行程達 200 萬千米;山西省晉中市起動了甲 醇汽車產業(yè)化工程，用 23 年的時間在全市推廣使用 300 輛甲醇中型客車和 150 輛甲 醇城市出租車，建設標準甲醇加注站 2 個,改造部分加油站，初步形成“煤制甲醇-甲 醇發(fā)動機

24、-輸配系統-技術服務”的區(qū)域性產業(yè)化示范基地。 2002 年 3 月，山西省提出爭取用 510 年的時間把山西省建設成國家燃料生產基 地和清潔汽車產業(yè)化示范地區(qū)，并公布了“山西省燃料生產基地和清潔汽車產業(yè)化示 范暫行管理條例” ，同時確定改造 2000 輛 M100 甲醇中型客車和 700 輛 M85 甲醇出租車 的 2000 年在用車改造目標。 到目前為止，山西省共有正規(guī)的、較大規(guī)模的燃料調配企業(yè) 6 家，并且還有一些 企業(yè)即將加入。在山西省及周邊省市累計銷售甲醇汽油 60000 余噸，變性甲醇 12000 余噸，添加劑 1200 余噸。大同云岡汽車制造公司為國內一些省市改裝燃用甲醇的車輛

25、己超過 1000 輛。 陜西省委、省政府高度重視甲醇汽油燃料與甲醇汽油燃料汽車產業(yè)化的發(fā)展。 2004 年 7 月，陜西省質量技術監(jiān)督局頒布實施了 DB61/T352-2004車用 M15 甲醇汽油 、DB61/T353-2004車用 M25 甲醇汽油 、DB61/T351-2004車用燃料甲醇等地方標 準;2005 年 7 月，陜西省政府第十七次常務會議將甲醇汽油產業(yè)的發(fā)展正式提到了議事 日程，并成立了“陜西省甲醇汽、柴油試點工作辦公室” ，全面協調陜西省甲醇汽油燃 料的推廣應用。目前，延安市、寶雞市的甲醇汽油燃料汽車已經運行，西安市的甲醇 汽油燃料公交車輛也將開通。 河南省、四川省、甘肅省

26、、寧夏回族自治區(qū)等地區(qū)的甲醇汽油燃料都有不同程度 的研究、應用和推廣。在不遠的幾年，全國可能全部供應甲醇汽油。 理論技術的不斷創(chuàng)新和實踐范圍的不斷擴大，足以說明甲醇汽油技術已經成熟， 適合大面積推廣。 2 甲醇汽油的生產與使用技術 甲醇又名木醇,木精。甲醇純品無色透明,是易燃、易揮發(fā)性的液體,沸點 65,蒸 汽壓 1218kPa(20), 2113kPa(30),能與水、乙醇、乙醚、苯、酮類等有機溶劑混 溶。甲醇閃點 11(易燃),有毒,蒸汽與空氣形成爆炸性混合物,遇明火有燃燒爆炸危險, 具有腐蝕性4。 合成甲醇可采用石腦油、減壓渣油、煤和天然氣為原料，在天然氣豐富的地區(qū)， 前幾種原料的生產成

27、本均無法與天然氣競爭?，F提供國外有關資料介紹的幾種原料合 成甲醇的經濟指標情況（見表 2.1） 。 表 2.1 各種原料合成甲醇的經濟指標比較比較（60 萬 t/a） 指標天然氣石腦油/減壓渣油煤 合成工藝催化蒸汽轉化高溫轉化氣化 原料轉化率/%61.359.638.0 裝置占地/%100200300 操作人員/%100140200 投資總額/百萬美元61.0178.0169.0 精甲醇成本/%100140150 從表中可見，天然氣合成甲醇的各項經濟指標要優(yōu)于其他原料，適于加壓轉化， 是合成甲醇最理想的原料。20 世紀 80 年代以來，國外甲醇裝置向大型化方向發(fā)展。甲 醇的經濟規(guī)模對投資與產品

28、成本影響較大，一般來講裝置規(guī)模越大，產品成本越低 （見表 2.2） 。 表 2.2 甲醇裝置規(guī)模與投資和產品成本的關系 項目裝置生產規(guī)模/萬 t/a 102030405060100 單位產品投資/%100766963595249 產品成本/%100676057545150 近 10 多年來，世界合成甲醇技術有了很大的發(fā)展，其趨勢為原料路線多樣化、生 產規(guī)模大型化、合成催化劑高效化、氣體凈化精細化、過程控制自動化以及聯合生產 普遍化。從而使合成技術更加優(yōu)化5。 甲醇的總生產成本美國為 145146 美元/t，中東為 6971 美元/t，美國的甲醇 生產成本高出中東一倍;中東地區(qū)甲醇產品 10%的

29、單位投資回報所占單位生產成本的比 例也比美國高得多。因此，中東地區(qū)生產的甲醇具有很強的競爭力。建議用天然氣制 甲醇的工藝路線采用 ICI 或 Lurgi 生產技術。專家認為，天然氣價格在 0.450.80 元 /m3，我國天然氣制甲醇項目才有經濟效益5。 2.1 生產工藝5 甲醇的生產工藝過程分為合成氣(氫和一氧化碳)的制造、甲醇的合成和精制 3 部 分。 2.1.12.1.1 合成氣的制造合成氣的制造 根據原料的不同，有以下幾種方法: (1)天然氣蒸汽轉化法 以天然氣為原料制合成氣生產甲醇，這是國內外發(fā)展的趨 勢。此法優(yōu)點是:投資少，成本低，運輸方便，操作簡單。因此，充分利用天然氣合成 甲醇

30、，是國內外主要的發(fā)展方向。 (2)煤氣化法 由煤制合成氣。 (3)重油部分氧化法 油品(石腦油、重油、渣油等)部分氧化制合成氣的工藝，主 要有德士古和殼牌兩個著名的方法。德士古系采用高壓氣化技術;殼牌系采用中壓氣化 技術。 2.1.22.1.2 甲醇的合成方法甲醇的合成方法 目前世界上合成甲醇的工業(yè)生產方法有美國卜內門(ICI)公司的低壓和中壓法，德 國魯奇(Lur-gi)公司的低壓和中壓法，日本三菱瓦斯化學公司 MGC 低壓法，丹麥托普 索公司節(jié)能型低壓法以及德國巴斯夫(BASF)公司的高壓法等。我國小規(guī)模裝置主要采 用高壓法，引進裝置則采用低壓法。其中川維引進 ICI 法，齊魯引進魯奇法。

31、與高壓 法比較低壓法的優(yōu)點是:能量消耗少，操作費用低，產品純度高，設備費用低，故新建 廠大多采用低壓法。國內低壓法已經投入生產，并對催化劑進行了研究，已取得了好 的進展。 德國巴斯夫公司的高壓法 這是最先實現工業(yè)化的甲醇生產工藝，由于操作條 件苛刻，能耗大，成本高，所以已逐步被中、低壓法工藝所取代。 ICI 低壓法 這是目前工業(yè)上廣泛采用的合成甲醇的方法。其工藝過程為脫硫、 轉化、壓縮、合成、精餾。特點:在采用不同原料時開車簡單，操作可靠，并且不同生 產能力的工廠均能使用離心式壓縮機，產品純度高，能充分利用反應熱。 魯奇渣油聯醇法 我國山東齊魯石化公司引進此方法。特點:熱利用率高，在能 量利用

32、方面經濟效果大。目前低壓法合成甲醇工藝中，魯奇法和 ICI 法在技術上比較 成熟。 中壓法 (ICI)公司、丹麥托普索公司、日本三菱瓦斯化學公司都有成功的方法， 中壓法與低壓法相比，工藝過程相同，但在投資和綜合指標上都要略高一點。 2.1.32.1.3 天然氣法合成甲醇生產工藝舉例天然氣法合成甲醇生產工藝舉例 工藝流程說明 轉化工藝 工藝流程見圖 2.1。 圖 2.1 工藝流程簡圖 由管網來的天然氣壓力為 1.15MPa，溫度為常溫，其硫含量為 0.lppm。經原料氣 壓縮機升壓至 2.5MPa，進入蒸汽轉化爐預熱到 250，然后天然氣與汽提塔頂出口汽 提蒸汽相混合，混合后的水碳比由汽提塔的蒸

33、汽加入量調節(jié)，使混合原料氣的水碳比 為 3 左右。然后再經對流段的原料蒸汽混合氣加熱盤管加熱至 510，進入一段轉化爐 管內，發(fā)生轉化反應。在此，天然氣與蒸汽反應生成 H2、CO、CO2，反應后出爐管的氣 體溫度為 800左右，出口 CH4約為 3.0%。工藝氣首先經過廢熱鍋爐，產生 3.9MPa 的 蒸汽。然后經過鍋爐給水加熱器，將脫鹽水加熱至 225，這時，轉化氣去預精餾塔塔 底再沸器，回收工藝氣中的大部分低位能氣，工藝氣出預精餾塔塔底再沸器后經水冷 分水后，即得到新鮮合成氣。 合成工段 合成氣經合成氣壓縮機壓縮，與循環(huán)氣混合升壓至 5.5MPa 后，首先經過合成塔進 出氣換熱器加熱，進入

34、合成塔，合成氣進塔溫度為 225左右，在此，合成氣進行甲醇 合成反應，放出的熱量用于產生蒸汽。反應后的氣體出塔溫度為 255，甲醇出口濃度 為 55%左右。出合成塔的高溫氣體熱量用于加熱入塔合成氣，然后經水冷卻至 40左 右，冷凝分離出粗甲醇。不凝的氣體經馳放少量惰性氣體后，大部分循環(huán)回合成氣壓 縮機循環(huán)段，與新鮮氣混合再進合成塔。弛放氣大部分返回至一段爐作燃料使用。 ICI 反應器屬等溫型列管反應器，反應熱靠管外沸騰的水很快移走，產生 3.9MPa 的飽和蒸汽。該蒸汽降壓后和轉化工段產生的 3.9MPa 的飽和蒸汽一起過熱到 360， 作為合成壓縮機驅動透平的動力，以及汽提塔的汽提蒸汽。 精

35、餾工段 預塔操作壓力 O.103MPa，粗甲醇送入預塔前須加熱到沸點 70，然后在塔內分離 成塔頂氣和塔底液，塔頂氣主要是含甲醇的輕餾分，塔底再沸器用合成氣加熱保持塔 底液在沸騰狀態(tài)。 由于預塔頂引出的輕餾分量甚少，可考慮將其直接送一段轉化爐作燃料。預塔后 甲醇的蒸餾采用節(jié)能型蒸餾流程，即用兩個串聯的蒸餾塔實現甲醇的精餾，一塔在 O.61MPa 運行，塔項可獲得 120的甲醇餾出物，且作為二塔再沸器熱源。塔頂氣冷凝 后即成為高質量的甲醇產品，其產量約占總產量的 55%。 塔底液在 142左右通過上述料釜液換熱器降溫到約 91入二塔，二塔操作壓力 為 0.103MPa。 常壓精餾塔塔底污水含甲醇

36、0.1%。本流程將上述廢水大部分作萃取水循環(huán)用于 預塔，余量則送往轉化工段中的汽提塔經汽提處理后，作除鹽水回收，從而實現了甲 醇蒸餾過程中廢水的零排放. 蒸汽平衡 整個甲醇裝置共有二處可副產蒸汽，一是一段轉化后工藝氣，溫度為 800的轉化 廢熱鍋爐;二是甲醇合成塔廢鍋。兩廢鍋副產蒸汽，它們的壓力為 3.9MPa，這些蒸汽再 在一段爐對流段中的蒸汽過熱器過熱至 360左右，然后供中壓蒸汽用戶合成壓縮機驅 動透平以及汽提塔。 合成壓縮機驅動透平為抽汽凝汽式，抽出的 0.6MPa 低壓蒸汽供精餾、脫氧槽等低 壓蒸汽用戶用，中低壓蒸汽管網與老廠聯網，便于互相調劑，穩(wěn)定生產，節(jié)省投資。 整個裝置的冷凝液

37、全部回收，送往除鹽水站凈化處理。 消耗指標 每噸甲醇耗 970.76m3時天然氣，其中生產每噸甲醇燃燒 270m3天然氣，轉化天然 氣 700.76m3，尾氣量 1200 萬1300 萬方/t 甲醇。 表 2.3 10 萬 t/a(14.2t/h) 甲醇裝置消耗指標（設計值） 項目 天然氣 /m3t-1 電 kwht- 1 循環(huán)水 /m3t-1 脫鹽水 /m3t- 1 氮氣 /m3t- 1 儀表空氣 /m3t-1 工廠空氣 /m3t-1 消耗定額970.7676.86245.14.8328.1714.0822.54 小時耗量13784.861091.45348068.59400200320 全

38、年耗量 0.97 億方 768.6 萬度 2451 萬 t 48.3 萬 t 281.7 萬方 140.8 萬方 225.4 萬方 三廢情況 廢氣 甲醇裝置廢氣排放點為一段轉化爐煙氣囪排出煙道氣，其主要成分為 CO2，02，N2，對大氣無毒害物質，環(huán)境無控制指標。 廢水 主要排出廢水為甲醇精餾塔塔底廢水和轉化酸性冷凝液，廢水可送至除鹽水再處 理后用作鍋爐給水，產生的廢氣進入轉化爐回收利用，做到無污水排放。 廢液 主要是舊觸媒更換排出，舊觸媒多為貴金屬成分，需要送回催化劑廠回收處理。 2.22.2 甲醇與汽油的摻燒方法甲醇與汽油的摻燒方法 甲醇與汽油摻燒作為汽油機的燃料時，常用的有三種方法:即化

39、學混合法、量孔摻 配法及霧化混合法6。 2.2.12.2.1 化學混合法化學混合法 化學混合法在國內外普遍使用。其方法是按一定比例的甲醇摻入汽油中，因甲醇 與汽油混合時有兩相分離的問題，一般都需在混合燃料中加入助溶劑使其混合均勻， 才能使用?；瘜W混合法的供燃料體系如圖 2.2 所示。 此法在汽車上使用簡單易行，發(fā)動機不做大的改動即可使用。推廣時需建立一套 完全的供燃料體系，但汽油和甲醇是不易混合均勻的物質，所以分層現象乃是此法的 中心問題，在使用中必須解決。本文配制甲醇汽油混合燃料時就是采用這種方法。 汽車 圖 2.2 化學混合法供燃料體系示意圖 2.2.22.2.2 量孔摻配法量孔摻配法 量

40、孔摻配法的原理是使用了一支三通管路，在管道中安裝了選好的量孔，一只是 測量汽油的流量，另一只是測量甲醇的流量。經過量孔的汽油和甲醇在三通管路中摻 配后送入化油器。其完整的供燃料體系如圖 2.3 所示。 此法的優(yōu)點是可以不用助溶劑或少用助溶劑，提高了燃料的經濟性，并減少了加 油站供燃料的裝置。但由于甲醇與汽油的比重不同，粘度不同，在燃料系統中，供甲 醇及供汽油的壓力也不同，所以，經過量孔摻配好的混合燃料其比例不易穩(wěn)定，摻配 后的燃料在管路中仍然存在分層的問題，這都致使發(fā)動機的工作不穩(wěn)定。 圖 2.3 量孔摻配法供燃料體系示意圖 2.2.32.2.3 霧化混合法霧化混合法 霧化混合法指汽油與甲醇分

41、別由兩套供燃料系統送至化油器喉口處，隨喉口真空 度變化按比例同時噴出汽油與甲醇。汽油和甲醇在霧化、汽化過程中進行混合。圖 2.4 為此方法供燃料體系示意圖，此法也稱“雙燃料供給系統” 。 此法需改裝化油器，在化油器喉口處的汽油噴出量與甲醇噴出量，按使用要求合 理的匹配，是此法麻煩的所在。如果匹配的合理，發(fā)動機的經濟性、動力性均能達到 好的效果。此法對甲醇的含水量沒有嚴格要求，可直接使用粗制甲醇。 圖 2.4 霧化混合法供燃料體系示意圖 2.32.3 發(fā)動機燃用甲醇的方式發(fā)動機燃用甲醇的方式7 7 甲醇在汽車上的使用方式有摻燒和純燒兩種，其中摻燒是甲醇在汽車上的主要應用 方式。 2.3.12.3

42、.1 摻燒摻燒 摻燒是甲醇在汽車上的主要應用方式，將甲醇一定比例與汽油相混，根據需要加 入添加劑，形成不同的甲醇汽油，其摻入比例的不同可分為低、比例摻燒、中比例摻 燒和高比例摻燒。 低比例摻燒 指甲醇摻燒比例小于 10%的甲醇汽油，如 M5, M10 中比例摻燒 指甲醇摻燒比例小于 30%的甲醇汽油，如 M15, M25 高比例摻燒 指甲醇摻燒比例大于 30%的甲醇汽油，如 M85, M90 2.3.22.3.2 純燒純燒 當采用純燒甲醇時，應對發(fā)動機進行必要的改造。 應使用專用的高壓縮比點燃式發(fā)動機，其壓縮比可提高到 12，以充分發(fā)揮甲醇 的辛烷值高的優(yōu)勢。壓縮比提高后，宜采用冷型火花塞。

43、加大輸油泵的供油能力，以避免氣阻。 用附加供油系統及加強預熱等措施，改善冷啟動。 加大燃料箱，以保證必要的續(xù)駛里程。 改善有關的零件的抗腐蝕性和抗溶脹性等。 優(yōu)化設計后，純燒甲醇方式的動力性、燃油經濟性和排放性能應不低于汽油機。 3 甲醇、汽油及甲醇汽油之間性能比較 3.13.1 甲醇及汽油的燃料性質比較甲醇及汽油的燃料性質比較 甲醇和汽油作為燃料的物理化學性質比較,如表 3.1 所示8-13 表 3.1 甲醇和汽油的燃料特性比較表 性質甲醇汽油 分子式CH3OHC4C14碳氫化合物 相對分子質量32.04約 100 O49.9碳氫化合物 C37.5碳氫化合物 分子 組成 H12.5碳氫化合物

44、 密度/(kg/L)(20)0.7930.6930.790 冰點/-96-60 沸點/64.732210 熱值/(kg/L)2008344350 水中溶解度互溶100200 混合燃料氣的熱值（空氣過 剩率為 1）/(kJ/m3)(STP) 34433397 閃點/126.1 體積百分數/（%）36.57.6燃燒 上限溫度/43-30-12 體積百分數/（%）6.01.4燃燒 下限溫度/7-43 自燃溫度/500456 汽化潛熱/(kJ/kg)1167293841 蒸汽壓（雷德法，37.8）/MPa0.0370.050.09 發(fā)火溫度/470240 性質甲醇汽油 理論混合氣進溫度/122.421

45、.6 理論混合氣熱值/(kJ/kg)26502780 層流燃燒速度/(m/s)5238 理論空燃比/( kg 空氣/kg 燃料)6.4514.615.1 研究法/(R)1128496 馬達法/(M )927084 辛 烷 值 (R+M)/21027090 以表中數據為依據,不難得出以下認識: 熱效應 甲醇完全燃燒所需的空氣量比汽油少得多,而甲醇和空氣的理論混合熱值與汽油相 當,因此以甲醇為燃料相對減少了尾氣的排放量,熱值損失也相應地減少使甲醇發(fā)動機 的總熱效率得到相應提高。 抗爆性 甲醇的抗爆性能好,辛烷值高:馬達法辛烷值(MON)為 92,研究法辛烷值(RON)為 112【8】,因而以甲醇作

46、內燃機燃料抗爆性能很好,無須提高辛烷值便可達到較好性能。 而汽油辛烷值較低,需加入添加劑,因而增加了經濟成本并污染環(huán)境。 排放物及安全比較 汽油排放氣中造成污染的有害氣體有 CO、NOX、總烴(HC)。甲醇由于是碳氧化合物,氧 含量較高,使用甲醇燃料減少了汽車尾氣中的 CO 和碳氫化合物 HC 的排放，但未燃燒完 全的甲醇及氧化生成的醛類排放量比汽油有明顯的增加【8】。德國大眾汽車公司的甲醇 汽車排放實驗表明,其排放量與汽油相比,CO 減少了 62.5%,HC 減少了 33.3%,Nq 降低了 25%,而總醛排放量增加了 36 倍【11】。甲醇是一種毒性有機化合物,可經呼吸道、消化 道和皮膚接

47、觸方式進入人體,破壞人的神經和視覺系統【10】。如果把危害程度分為 10 個 等級,1 為沒有危害,23 為低水平危害,46 為中水平危害,78 為高水平危害,910 為極端危害,則可將甲醇和汽油的危害性比較分析列為表 3.212。 表 3.2 甲醇和汽油的危害比較 指標甲醇汽油 特定露天空間49 可能性密閉空間8（2-4） 2 火災損害程度310 可滅火性710 著 火 性 著火后的 危害性 火焰可見度81 毒性310吸入低 濃度時 可能性1010 毒性1010吸入高 濃度時可能性34 毒 皮膚毒性98 接觸時可能性33 毒性1010 性 口服時 可能性8（2）3 括號中數字為改變設計后可降

48、低的值。 括號中數字表示添加劑存在時的可能性。 由此可見,作為燃料甲醇發(fā)生火災的可能性比汽油小,且火災后造成危害也比汽油 輕。低濃度時,甲醇的毒性要小于汽油。 熱值 甲醇的熱值為 19.6 MJ/kg,汽油熱值為 43.50MJ/kg。用甲醇替代汽油時,不但耗量 比汽油多,而且發(fā)動機的牽引力下降大。使用純甲醇作燃料時其耗量為汽油的 2 倍。 蒸汽壓及低溫性質 甲醇的沸點比汽油要低,易于蒸發(fā),在夏天或熱帶地區(qū)應用時易產生氣阻，但在春 秋兩季,由于溫度較低,甲醇作內燃機燃料時基本不產生氣阻問題。 甲醇的汽化潛熱為 1109 MJ/kg,遠大于汽油的汽化潛熱,50%的餾出點甲醇高出汽油 20。在低溫

49、條件下,甲醇的汽化性變差,因而冷啟動性能差。表明純甲醇的最低啟動 溫度為 5,當環(huán)境溫度低于 5時,甲醇燃料車就難以啟動。此外,由于甲醇氣化潛熱 大,在汽車發(fā)動機的汽化器里形成的混合氣燃氣濃度降低,不便于啟動加熱。這些性質 使得純甲醇作為燃料用于內燃機產生了諸多不利。 腐蝕性 甲醇對發(fā)動機易造成腐蝕和磨損。主要部位是活塞環(huán)和汽缸壁。因為:甲醇本身 及其燃燒中間游離基反應(CH2OH+O2=HCOOH+H2O),生成的氧化產物甲酸等對環(huán)帶金屬表 面造成腐蝕;由于甲醇蒸發(fā)潛熱大,氣化不良而流入氣缸壁,使得潤滑油膜被沖刷而造 成磨擦磨損或與潤滑油、添加劑反應,導致后者失去防腐蝕作用而加快了活塞和氣缸

50、壁 的腐蝕磨損。 對橡膠材料的溶脹性 甲醇對汽車供油系統的材料如橡膠、塑料具有溶脹和龜裂作用,影響材料的使用性 能。見表 3.39。 表 3.3 汽油和甲醇對橡膠密封材料的溶脹作用 橡膠（塑料）名稱 無鉛汽油 烷烴 46.3% 芳烴 50% 烯烴 3.7% 甲醇 100% 氟(烷)橡膠(HK)1100 氟硅(烷)橡膠(FK)189 聚硫橡膠273 F70A 聚乙醚膠2211 聚氨酯橡膠2118 海帕龍(Hypalon)611 表氯醇橡膠(ECO)3331 丁晴橡膠(NBR)5114 氯丁橡膠(Neoprene)96-4 氯乙烯橡膠84-2 (20 d,21,以膨脹百分率表示) 3.23.2 汽

51、油與甲醇汽油的比較汽油與甲醇汽油的比較 甲醇直接作為內燃機燃料時,它的很多技術性能上的缺陷是難以克服的。目前最具 有發(fā)展前景的汽油替代燃料是甲醇汽油,即將甲醇摻入汽油中通常甲醇含量作燃料標記,如: 摻入 3%,5%,15%,85%醇的汽油分別標記為 M3,M5,M15 和 M85 下面我們仍以內燃機對燃料 的要求來對甲醇汽油進行討論。 相溶性 甲醇和汽油在使用環(huán)境溫度范圍內不能以任意比例相互混合,會發(fā)生分層。研究表 明,甲醇含量較低或較高時,甲醇和汽油能在較低溫度下互溶,不會產生分層現象,而當 甲醇含量居中時,相互溶解的溫度相對較高。為了使甲醇汽油能相互溶解且能穩(wěn)定儲存 和使用,必須加入助溶劑

52、,如 C4以上的高級醇類，但助溶劑和甲醇、汽油相比價格都比 較昂貴,這將增加混合燃料成本。因而實際應用中,希望不加或少加助溶劑以降低燃料 成本,于是在生產和使用過程中,必須嚴格控制甲醇的含水量。 熱效應 如前所述,由于甲醇含氧量高,當加入汽油中時,無疑也提高了汽油的含氧量,有助 于汽油的充分燃燒。研究表明【11】:M5,M15,M85 的含氧量分別為 2.5%,7.5%,42.5%。故 使用甲醇汽油可相應地減少尾氣的排放量,燃料的熱值損失也同樣會減少。 抗爆性 甲醇辛烷值較高,抗爆性能好。當其與汽油調合時,其調合辛烷值并不一定與調合 比例呈線性關系,但多數情況下有增值效應,特別是甲醇汽油的研究

53、法辛烷值上升數量 最為顯著。選用 4 種基礎油與甲醇混合,用不同的方法測辛烷值,結果如表 3.4 所示(其 中 RON 為研究法,MON 為馬達法): 表 3.4 甲醇的辛烷值調和性能 甲醇調入量（V%）基礎調 和組分 測試 方法 辛烷值 05101520 RON C B 69.8 73.8 149.8 - - 直餾汽油 MON C B 68.3 72.0 142.3 - RON C B 94.6 97.2 146.6 - 烷基化油 MON C B 92.5 93.8 118.5 - RON C B 88.3 90.0 122.3 91.9 124.4 93.4 122.3 94.6 119.

54、8催化裂 化汽油 MON C B 78.3 79.3 98.3 79.4 92.3 80.6 93.6 81.2 92.8 RON C B 98.1 98.8 112.1 99.6 113.1 100.4 113.4 101.2 113.6催化重 整油 MON C B 87.0 87.5 37.0 87.7 94.0 87.9 93.0 88.1 92.5 注:C 代表實測的凈辛烷值。 B 代表計算得到的調和實測的辛烷值。 由表 3.4 數據可以看出,甲醇與 4 種基礎油調合后的辛烷值均大于甲醇的凈辛烷值,呈 正調合效應。5%(V)的甲醇與直餾汽油和烷基化汽油的調合效應特別好,RON 高達 1

55、46 以 上,MON 分別在 142 和 118 以上，甲醇與催化裂化汽油和催化重整汽油的調合性能遠不 及前兩者,但 BRON 和 BMON 仍分別為 112 和 92。說明甲醇與飽和烴的辛烷值調合效應優(yōu) 于與烯烴和芳烴的調合效應。 排放物及安全性 由于甲醇含氧量高且易于純制,不含硫及其它復雜有機化合物,使得甲醇汽油燃燒更 加安全。由于熱效率的提高,汽車尾氣中的 CO 和碳氫化合物(CH)，SO2,NOx 和固體懸浮 顆粒都會下降。美國 DOE 研究中心用 10 種汽車使用含醇 5%10%的甲醇汽油作燃料進 行行車實驗,結果表明,除一氧化碳減少 30%左右外,氧化氮,碳化合物及醛類排放率都和

56、基礎無鉛汽油的排放率差不多。另一系列實驗說明,在一般汽油發(fā)動機上用甲醇汽油時,燃 燒排氣中的一氧化碳比用汽油時稍有減少,而氧化氮減少了 30%50%,未燃燒的碳氫化 合物減少 30%60%,但醛氣增加到 3 倍;甲醇在燃料中的比例越高,未燃燒的甲醇排放量 及甲醛排放量就越高8。 熱值 甲醇熱值低,但它與汽油混合使用時調合燃料的熱值降低不大,消耗量增加也不大。 有資料報道,使用甲醇汽油 MIO 時消耗量只增加約 5%,這顯然不會影響到甲醇汽油的經 濟性。 蒸汽壓及低溫性 甲醇本身的蒸氣壓比汽油要低約 32 kPa10,可是當它調入汽油時,調合油的飽和蒸 氣壓對 Raoult 定律呈正偏差而顯著增

57、如,其升高程度受甲醇含量的影響。特別是當汽 油中含有 5%的甲醇時,其蒸氣壓比同溫下汽油的蒸氣壓上升了 20 kPa 左右,而當甲醇含 量在 5%15%時則上升得很少。因而使用甲醇汽油時,需嚴格控制基礎汽油的蒸氣壓,以 便為調入甲醇預留出適當的蒸氣壓上升空間。甲醇汽化潛熱大,使用 100%甲醇燃料時, 汽車的啟動性能較差。然而行車實驗表明,含量小于 20%的甲醇汽油可以在現有的汽車 發(fā)動機上使用,幾乎與汽油燃料無異。倘若使用甲醇含量較高的甲醇汽油作替代燃料, 則必須采用專門設計的汽車發(fā)動機。 腐蝕性 由于甲醇燃燒后會產生少量的甲醛或甲酸,帶來腐蝕性已如 3.1 節(jié)（6）所述。然而 實驗表明,低

58、含量甲醇汽油腐蝕輕微。即便如此,為了保證汽車氣缸的使用壽命及安全 性,使用甲醇汽油時還是應該使用甲醇腐蝕抑制劑及甲醇汽車專用的潤滑油。 對橡膠材料的溶脹性 由于甲醇本身存在對塑料的溶脹性,故甲醇汽油對汽車供油系統的溶脹作用不容忽 視,特別是當甲醇含量達到 10%左右時。有關實驗數據,如表 3.5 所示9。 表 3.5 含量 10%的甲醇汽油對橡膠密封材料的溶脹作用 橡膠(塑料)名稱甲醇 10% 氟(烷)橡膠(HK)21 氟硅(烷)橡膠(FK)22 聚硫橡膠28 F70A 聚乙醚膠45 聚氨酯橡膠58 海帕龍(Hypalon)66 表氯醇橡膠(ECO)77 丁晴橡膠(NBR)81 氯丁橡膠(Ne

59、oprene)81 氯乙烯橡膠87 (20d,21以膨脹百分率表示) 改進氟橡膠的組成可使溶脹率保持在 115%以下達到一般控制指標9。 一般情況下，甲醇與汽油按照一定比例，添加一定添加劑組成混合燃料后，低比 例甲醇汽油，如 M3、M5，汽油發(fā)動機不作任何改動，可以和汽油一樣使用，一般要添 加助溶劑（TBA）等，以防燃料分層；中比例甲醇汽油，如 M15、M25，發(fā)動機只需做調 整，技術問題較簡單，必須添加助溶劑；高比例甲醇汽油，如 M85、M90，需要對發(fā)動 機進行改裝、優(yōu)化，其功率、排放和熱效率都優(yōu)于原汽油機。 4 甲醇汽油主要技術問題的改進 4.14.1 甲醇汽油的穩(wěn)定性甲醇汽油的穩(wěn)定性

60、用作汽車的甲醇汽油必須均勻而穩(wěn)定。甲醇與汽油的相溶性很小，要制成大比例 的均勻穩(wěn)定的甲醇汽油，一般采取添加助溶劑的辦法解決，如芳烴、酮、醚、醇等類 化合物都是甲醇的好溶劑。從中選擇與汽油也有較好混溶性的物質，以適當比例相混 合，便可制得穩(wěn)定均勻的甲醇汽油。 添加 4的正丁醇或 3.2的正辛醇可以制得含甲醇 21，對水溶解度達 11.1的甲醇汽油。用此方法還可以制得含醇量在 550之間穩(wěn)定性良好的甲 醇汽油。 而由：甲醇 1080、汽油 1080、叔丁醇 12.2、硝酸亞鈰或硫酸亞鈰 0.51.6、以及磺化油 14.4組成(質量分數)制成的甲醇汽油，因為甲醇摻 入量大，故使用時不分層、穩(wěn)定性好，