甲醇汽油推广应关注的若干问题

1概述
　　发展替代能源是保障国家能源安全、减轻石油进口压力、缓解资源环境约束的一项重大战略举措。我国已在许多省市地区开展了甲醇燃料替代汽油的实验研究和区域产业化示范运营。
　　甲醇的分子式为CH3-OH，属于一元醇，是最简单的化工基础原料和清洁液体燃料，其来源较广，最早由木材和木质素干馏制得，故俗称木醇、木精，现主要由煤、煤气、木材、天然气、石油伴生气、植物秸秆以及可燃垃圾等物质转化而成。甲醇能作为汽车燃料，是因为它与车用汽油有许多相似之处。
　　2推广甲醇汽油的过程中应关注问题甲醇掺和燃料是指将甲醇与车用汽油按比例进行混合后作为发动机燃料进行燃烧为汽车提供动力的应用方法，甲醇具有较高的掺和辛烷值和掺和蒸汽压，与水的互溶性低，具有与汽油相近的热值，是比较理想的掺和组分。一般在车用汽油中掺入5%～30%的甲醇。由于甲醇具有高辛烷值等优点，因此在汽油机上掺和甲醇可提高汽车压缩比，从而提高热效率并可以显著降低排放。但在推广甲醇汽油的过程中应关注以下几个方面的问题：
　　2.1甲醇汽油的蒸发性
　　一种液体气化的难易程度称为该液体的蒸发性和挥发性。显然液体在一定温度下的饱和蒸汽压愈大，该液体的蒸发性愈高。系统由不纯物质如石油产品组成时，液体的蒸汽压不仅决定于液体的组成和温度，还和系统中蒸汽和液体的数量比例有关，当平衡的气液兼容和比例增大时，由于液体中轻质组分大量蒸发而使液相中轻质组分的浓度降低，饱和蒸汽压增大。燃料的蒸发性通常用沸点范围或馏程来表示。各普遍用馏程和蒸汽压作为评定液体燃烧性的指标。
　　甲醇调入汽油后会产生明显的蒸汽压调合效应，调和油的蒸汽压显者增加。引起甲醇汽油饱和蒸汽压数值增高的主要原因是，组分成品油已含有甲基叔丁基醚与裂解后产生的不饱和烯烃/丁烷等，一定比例的甲醇和汽油混合后，甲醇能和汽油的碳氢化合物形成低沸点共沸物，造成整个燃料的挥发性增强。（如表2）所示。
　　从表2中可看出甲醇汽油在80%蒸发温度以前的轻质组分的浓度明显比正规汽油的多。
　　2.2甲醇汽油的稳定性
　　甲醇与汽油在室温下并不能按任意比例混合，相溶性受温度/汽油的组成影响很大，尤其是水分对甲醇汽油的相溶性影响很大，与少量的水接触，甚至与从潮湿空气中吸收的水分接触时，也常常会引起已混溶的甲醇汽油重新分层。这对燃料的均匀性和发动机工作的稳定性都有明显的影响，造成热效率下降，排污增加，还会增加发动机的振动/噪声，严重的可能使发动机停止工作和机件损坏，由于部分企业使用的增溶剂不够、质量差或工艺控制不好造成微量水分就使甲醇汽油重新分层。
　　2.3甲醇汽油的腐蚀性
　　由于甲醇的吸湿性，极易降低燃料的安定性。燃料性质不安定会在氧化过程中生成较多的酸性物质，对储存和使用的金属设备引起腐蚀，对橡胶有腐蚀、溶胀等破坏性。
　　燃料对金属、涂料、橡胶的腐蚀或侵蚀会给燃料的储存和使用带来一系列的危害，首先，燃料的容器和发动机的燃料系统绝大部份都有金属材料制成，在长期储存和使用过程中，燃料如具有腐蚀性，将使金属遭到破坏，装备器材使用寿命缩短。其次，燃料对金属的腐蚀产物会降低燃料的安定性，促进胶质和沉淀物的生成，降低油料的质量，影响过滤和喷油。燃料对橡胶的侵蚀会破坏密封，造成漏油。
　　2.4甲醇汽油的胶质
　　通过近六年对甲醇汽油的检验，由于部份企业的工艺不成熟，所使用的添加剂存在这样或那样的问题，添加剂使用不稳定时会使油品中的未洗胶质含量高的时候可达300g/100ml以上、溶剂洗胶质含量可达30g/100ml以上，添加剂使用稳定时又能完全满足车用汽油国家标准的规定，特别提醒在推广过程中，严格控制该项指标。
　　当加入的甲醇汽油溶剂洗胶质过高时，会在燃烧过程中产生胶质、积炭，从而损坏发动机，引起一系列故障。初期会出现起动困难、冷车发动机异响、热车趋于正常，而严重时则冷热车均发动机异响，怠速抖动，动力严重不足，甚至发动机无法起动，此时发动机已经受到严重损坏。维修时我们会发现在气门及活塞上都有大量粘稠状胶质及厚厚积炭，从而造成活塞与缸筒磨损严重，更加严重时活塞报废，而气门则被胶质粘住而无法正常开闭，致使汽缸无法工作，甚至气门与活塞发生碰撞而顶坏，气门活塞均报废。
　　2.5低温抗相分离性
　　甲醇与汽油在室温下并不能按任意比例混溶，兼容性受温度、汽油的组成影响很大，尤其是温度低时甲醇与汽油重新分层，各省制定地方标准时根据自身的环境情况制定各自的低温抗相分离性指标低的到-30℃、高的定到-8℃。甲醇汽油重新分层对燃料的均匀性和发动机工作的稳定性都有明显的影响，造成热效率下降，排污增加，还会增加发动机的振动、噪声，严重的可能使发动机停止工作和机件损坏。所以在推广中应特别注意。
　　结语
　　根据甲醇汽油和正常汽油的指标对比得出如下结论：
　　a.甲醇和正常汽油混合后蒸汽压增加，在汽车行驶阶段，比正规汽油更容易造成气阻；
　　b.甲醇和正常汽油混合后稳定性变差，易吸水，引起已混溶的甲醇汽油重新分层；
　　c.甲醇汽油的吸湿性，极易降低燃料的安定性。燃料性质不安定会在氧化过程中生成较多的酸性物质，对储存和使用的金属设备引起腐蚀，对橡胶有腐蚀、溶胀等破坏性；
　　d.添加剂使用不当容易造成未洗胶质、溶剂洗胶质偏高，要特别关注该项指标的控制，以免对车辆造成损害；
　　e.低温易造成甲醇汽油重新分层，对燃料的均匀性和发动机工作的稳定性都有明显的影响，造成热效率下降，排污增加，还会增加发动机的振动、噪声，严重的可能使发动机停止工作和机件损坏。
　　参考文献
　　[1]彭致圭，孙茂华.甲醇燃料[M].山西:山西科学技术出版社，2007.
　　[2]王宝仁，孙乃有.石油产品分析[M].北京：化学工业出版社，2004（07）.
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