一 甲醇作為汽車燃料技術途徑:
甲(jia)醇(chun)作(zuo)為(wei)汽(qi)車(che)燃(ran)料(liao)具(ju)有(you)兩(liang)條(tiao)技(ji)術(shu)途(tu)徑(jing),既(ji)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)現(xian)代(dai)汽(qi)車(che)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)燃(ran)料(liao),又(you)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)新(xin)型(xing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)動(dong)力(li)的(de)燃(ran)料(liao),由(you)於(yu)具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)適(shi)應(ying)性(xing),可(ke)長(chang)期(qi)做(zuo)為(wei)汽(qi)車(che)的(de)代(dai)用(yong)燃(ran)料(liao)料(liao)。
二 甲醇的生產技術:
天然氣、輕油、重油、煤、焦炭或煤焦油、烴類加工尾氣等所有烴類均可作為生產甲醇合成氣的原料。20世紀50年代以前,以煤為主要原料,通過生產水煤氣製造甲醇。從50年nian代dai開kai始shi,隨sui著zhe世shi界jie石shi油you和he天tian然ran氣qi工gong業ye的de大da規gui模mo開kai發fa,石shi油you和he天tian然ran氣qi逐zhu步bu成cheng為wei生sheng產chan甲jia醇chun的de主zhu要yao原yuan料liao。由you於yu天tian然ran氣qi生sheng產chan甲jia醇chun原yuan料liao路lu線xian的de流liu程cheng簡jian潔jie,投tou資zi低di,生sheng產chan成cheng本ben低di.因此,在天然氣豐富的地區和國家合成甲醇裝置90%以上以天然氣為原料,並集中在天然氣產地。幾種原料合成甲醇的經濟指標情況見下表(600kt/a):
甲醇合成氣的製造方法和工藝流程因原料的不同而存在很大差異。
congnengyuantidaizhanlvelaikan,muqianguoneijiachunqiyouzhongjiachundezhuyaolaiyuanshimeitan。suiranzhongguomeitanziyuanbijiaofengfu,dandangqianmeitangongyingjumianrengranbijiaojinzhang,erqiemeitanshuyuhuashinengyuan。tongguomeitanzhiqujiachun,jinertidaibufenqiyou,shijishangzoudeshi“以缺代缺”的路。更需要考慮的是有限的不可再生煤炭資源的使用政策,即煤化工的技術工藝路線,在經濟上到底走什麼樣的產業鏈更合適。
xiangduieryan,zhongguoshiyigeyoushaomeiduodeguojia,tongguomeitanzhiquranliaojiachun,yeshiduinengyuandeyizhongbuchong。jijiwentuodefazhanranliaojiachun,shishixiannengyuanduoyanghua、保bao證zheng國guo家jia能neng源yuan安an全quan的de一yi項xiang重zhong要yao舉ju措cuo。當dang然ran,在zai當dang前qian甲jia醇chun汽qi油you的de種zhong種zhong弊bi病bing還hai沒mei有you得de到dao完wan全quan解jie決jue,還hai有you很hen多duo因yin素su不bu能neng確que定ding的de情qing況kuang下xia,對dui甲jia醉zui汽qi油you的de推tui廣guang,應ying當dang慎shen重zhong、有序。
三 甲醇的特性:
1.甲醉的燃料特性
甲醇的分子式為CH3-OH,屬於一元醇,可以認為是烴分子中的氫原子被羥基取代後生成的,與甲烷相比,甲醇的相對分子質量、密度、沸點、汽化熱均較高,相對分子質量和密度高的原因是多了一個氧原子;eryetaidechunfenzijiantongguoqingjiandihe,yidihefenzidexingshichuxian,suoyifeidianheqihuarebijiaogao,jiachunrongyishusong,keyidanduhuozheyuqiyouhunhezuoweiqicheranliao,yongjiachunzuoweiqiyoudetianjiajikeyitigaoxinwanzhi。jiachunnengyirenhebiliyushuihunrong,jiachunfenziqiangjizhongdeqingyanggongyongjiandedianzikaojinyangyuanziyibianshiqiqingyangyuanzijiandejixingzengjiaerbijiaorongyiduanlie,qiangjijuyoujiaoqiangdehuaxuehuoxing。
(1)甲醇的物化特性
石shi油you係xi燃ran料liao是shi烴ting類lei燃ran料liao,甲jia醇chun是shi甲jia基ji與yu羥qiang基ji組zu成cheng的de混hun合he物wu,這zhe就jiu從cong本ben質zhi上shang決jue定ding了le甲jia醇chun可ke以yi作zuo為wei內nei燃ran機ji的de代dai用yong燃ran料liao,甲jia醇chun與yu汽qi油you的de物wu理li性xing質zhi、化學性質在許多方麵相似,如下表:
甲醇是單一沸點化合物,而汽油、柴油是多沸點的混合物,在汽柴油中摻人甲醇後其混合物的沸點和蒸餾曲線會發生變化。下表為甲醇與汽油、柴油化學成分和相關參數比較:

甲醇的密度略大於汽油而低於柴油,汽化熱高於汽柴油,當甲醇作為內燃機燃料時,可以吸收進氣係統、供油係統和燃燒室壁麵的燃料,提高發動機的熱效率。
jiachundexinwanzhibijiaogao,bijiaoshiyuzuoweiqiyoudedaiyongranliao,jiachundenianduyeshigaoyuqiyoudiyuchaiyou,zheyitexingyouliyupensheshigongyoudefadongji,nenshaoshineiqiyouweilideposuihewuhuachengduhaoyuchaiyou,ruguojiangchaiyoujidegongyoufangshigaiweipensheshi,zeliyongjiachunzuoweichaiyoujideranliaoderexiaolvhuigenggao。
甲醇的低熱值與汽柴油相比差距較大,其質量熱值僅是汽油的45.3%,柴油的46.7%,這(zhe)就(jiu)說(shuo)明(ming)如(ru)果(guo)利(li)用(yong)甲(jia)醇(chun)作(zuo)代(dai)用(yong)燃(ran)料(liao),在(zai)熱(re)效(xiao)率(lv)相(xiang)同(tong)時(shi),甲(jia)醇(chun)的(de)消(xiao)耗(hao)量(liang)會(hui)比(bi)汽(qi)柴(chai)油(you)高(gao)一(yi)倍(bei)以(yi)上(shang),從(cong)這(zhe)一(yi)點(dian)看(kan)甲(jia)醇(chun)幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi),因(yin)此(ci),引(yin)用(yong)了(le)“能耗率”的概念,它是將燃料折合到相同低熱值時的耗油量,從而在一個基點上進行比較。
(2)甲醇的燃燒性能:
甲醇的燃燒特性涉及其各種熱值、與空氣燃燒的理論空燃比、理論體積百分比、最小點火能量、最大火焰傳播速度、與(yu)空(kong)氣(qi)燃(ran)燒(shao)的(de)最(zui)低(di)與(yu)最(zui)高(gao)極(ji)限(xian)範(fan)圍(wei)等(deng)。在(zai)醇(chun)類(lei)中(zhong)低(di)熱(re)值(zhi)隨(sui)著(zhe)其(qi)碳(tan)原(yuan)子(zi)數(shu)的(de)減(jian)少(shao)而(er)減(jian)小(xiao),甲(jia)醇(chun)的(de)熱(re)值(zhi)最(zui)低(di)。甲(jia)醇(chun)的(de)最(zui)大(da)火(huo)焰(yan)速(su)度(du)比(bi)較(jiao)高(gao),最(zui)大(da)火(huo)焰(yan)速(su)度(du)僅(jin)次(ci)於(yu)氫(qing)和(he)乙(yi)烯(xi)等(deng)常(chang)用(yong)燃(ran)料(liao),高(gao)於(yu)醚(mi)類(lei)、汽油和航空燃料,因此,在汽油中摻人甲醇後可以提高其燃燒速度。
(3)甲醇的溶解性和親水性:
甲醇中既含有烴基(甲基)又含有羥基,因此它既有親水性又有親烴油性,特別是親水性較強,在所有的一元醇中,甲醇的親水性、吸濕性以及與水的互溶度都是最大的,甲醇與水可以以任何比例完全互溶。甲醇在敞開的環境中儲存6天後,其濃度從100%下降到78.1%,從空氣中吸水21.9%,其相對密度從0.7974g/cm³提高到0. 8560g/cm³,這些特性使甲醇作為代用燃料時,在其運輸、保管、儲存和使用過程中,除了防火以外,還要特別防
止其吸潮。
在(zai)醇(chun)類(lei)分(fen)子(zi)中(zhong),親(qin)油(you)性(xing)與(yu)親(qin)水(shui)性(xing)相(xiang)反(fan)是(shi)隨(sui)著(zhe)碳(tan)原(yuan)子(zi)數(shu)的(de)減(jian)少(shao)而(er)降(jiang)低(di)的(de),即(ji)親(qin)水(shui)性(xing)越(yue)好(hao),則(ze)親(qin)油(you)性(xing)越(yue)差(cha),因(yin)此(ci),甲(jia)醉(zui)的(de)親(qin)油(you)性(xing)較(jiao)差(cha)。甲(jia)醇(chun)中(zhong)混(hun)有(you)的(de)水(shui)分(fen)越(yue)多(duo),其(qi)與(yu)烴(ting)油(you)的(de)互(hu)溶(rong)性(xing)越(yue)差(cha),即(ji)出(chu)現(xian)醇(chun)與(yu)油(you)分(fen)層(ceng)的(de)現(xian)象(xiang),提(ti)高(gao)溫(wen)度(du)可(ke)以(yi)增(zeng)加(jia)醇(chun)與(yu)油(you)的(de)互(hu)溶(rong)程(cheng)度(du)。
甲jia醇chun中zhong的de含han水shui量liang影ying響xiang甲jia醇chun與yu汽qi油you的de互hu溶rong性xing,汽qi油you中zhong非fei芳fang烴ting含han量liang也ye影ying響xiang甲jia醇chun與yu汽qi油you的de互hu溶rong性xing,這zhe是shi因yin為wei芳fang烴ting含han量liang高gao有you利li於yu醇chun油you互hu溶rong,甲jia醇chun的de純chun度du也ye影ying響xiang它ta與yu油you的de互hu溶rong,在zai甲jia醇chun與yu汽qi油you的de混hun合he物wu中zhong摻chan人ren5%的丁醇會增加其互溶程度,因此高碳醇起促溶劑和助溶劑的作用。
甲(jia)醇(chun)作(zuo)為(wei)汽(qi)車(che)燃(ran)料(liao)具(ju)有(you)兩(liang)條(tiao)技(ji)術(shu)途(tu)徑(jing),既(ji)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)現(xian)代(dai)汽(qi)車(che)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)燃(ran)料(liao),又(you)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)新(xin)型(xing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)動(dong)力(li)的(de)燃(ran)料(liao),由(you)於(yu)具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)適(shi)應(ying)性(xing),可(ke)長(chang)期(qi)做(zuo)為(wei)汽(qi)車(che)的(de)代(dai)用(yong)燃(ran)料(liao)料(liao)。

二 甲醇的生產技術:
天然氣、輕油、重油、煤、焦炭或煤焦油、烴類加工尾氣等所有烴類均可作為生產甲醇合成氣的原料。20世紀50年代以前,以煤為主要原料,通過生產水煤氣製造甲醇。從50年nian代dai開kai始shi,隨sui著zhe世shi界jie石shi油you和he天tian然ran氣qi工gong業ye的de大da規gui模mo開kai發fa,石shi油you和he天tian然ran氣qi逐zhu步bu成cheng為wei生sheng產chan甲jia醇chun的de主zhu要yao原yuan料liao。由you於yu天tian然ran氣qi生sheng產chan甲jia醇chun原yuan料liao路lu線xian的de流liu程cheng簡jian潔jie,投tou資zi低di,生sheng產chan成cheng本ben低di.因此,在天然氣豐富的地區和國家合成甲醇裝置90%以上以天然氣為原料,並集中在天然氣產地。幾種原料合成甲醇的經濟指標情況見下表(600kt/a):

甲醇合成氣的製造方法和工藝流程因原料的不同而存在很大差異。
congnengyuantidaizhanlvelaikan,muqianguoneijiachunqiyouzhongjiachundezhuyaolaiyuanshimeitan。suiranzhongguomeitanziyuanbijiaofengfu,dandangqianmeitangongyingjumianrengranbijiaojinzhang,erqiemeitanshuyuhuashinengyuan。tongguomeitanzhiqujiachun,jinertidaibufenqiyou,shijishangzoudeshi“以缺代缺”的路。更需要考慮的是有限的不可再生煤炭資源的使用政策,即煤化工的技術工藝路線,在經濟上到底走什麼樣的產業鏈更合適。
xiangduieryan,zhongguoshiyigeyoushaomeiduodeguojia,tongguomeitanzhiquranliaojiachun,yeshiduinengyuandeyizhongbuchong。jijiwentuodefazhanranliaojiachun,shishixiannengyuanduoyanghua、保bao證zheng國guo家jia能neng源yuan安an全quan的de一yi項xiang重zhong要yao舉ju措cuo。當dang然ran,在zai當dang前qian甲jia醇chun汽qi油you的de種zhong種zhong弊bi病bing還hai沒mei有you得de到dao完wan全quan解jie決jue,還hai有you很hen多duo因yin素su不bu能neng確que定ding的de情qing況kuang下xia,對dui甲jia醉zui汽qi油you的de推tui廣guang,應ying當dang慎shen重zhong、有序。
三 甲醇的特性:
1.甲醉的燃料特性
甲醇的分子式為CH3-OH,屬於一元醇,可以認為是烴分子中的氫原子被羥基取代後生成的,與甲烷相比,甲醇的相對分子質量、密度、沸點、汽化熱均較高,相對分子質量和密度高的原因是多了一個氧原子;eryetaidechunfenzijiantongguoqingjiandihe,yidihefenzidexingshichuxian,suoyifeidianheqihuarebijiaogao,jiachunrongyishusong,keyidanduhuozheyuqiyouhunhezuoweiqicheranliao,yongjiachunzuoweiqiyoudetianjiajikeyitigaoxinwanzhi。jiachunnengyirenhebiliyushuihunrong,jiachunfenziqiangjizhongdeqingyanggongyongjiandedianzikaojinyangyuanziyibianshiqiqingyangyuanzijiandejixingzengjiaerbijiaorongyiduanlie,qiangjijuyoujiaoqiangdehuaxuehuoxing。
(1)甲醇的物化特性
石shi油you係xi燃ran料liao是shi烴ting類lei燃ran料liao,甲jia醇chun是shi甲jia基ji與yu羥qiang基ji組zu成cheng的de混hun合he物wu,這zhe就jiu從cong本ben質zhi上shang決jue定ding了le甲jia醇chun可ke以yi作zuo為wei內nei燃ran機ji的de代dai用yong燃ran料liao,甲jia醇chun與yu汽qi油you的de物wu理li性xing質zhi、化學性質在許多方麵相似,如下表:

甲醇是單一沸點化合物,而汽油、柴油是多沸點的混合物,在汽柴油中摻人甲醇後其混合物的沸點和蒸餾曲線會發生變化。下表為甲醇與汽油、柴油化學成分和相關參數比較:


甲醇的密度略大於汽油而低於柴油,汽化熱高於汽柴油,當甲醇作為內燃機燃料時,可以吸收進氣係統、供油係統和燃燒室壁麵的燃料,提高發動機的熱效率。
jiachundexinwanzhibijiaogao,bijiaoshiyuzuoweiqiyoudedaiyongranliao,jiachundenianduyeshigaoyuqiyoudiyuchaiyou,zheyitexingyouliyupensheshigongyoudefadongji,nenshaoshineiqiyouweilideposuihewuhuachengduhaoyuchaiyou,ruguojiangchaiyoujidegongyoufangshigaiweipensheshi,zeliyongjiachunzuoweichaiyoujideranliaoderexiaolvhuigenggao。
甲醇的低熱值與汽柴油相比差距較大,其質量熱值僅是汽油的45.3%,柴油的46.7%,這(zhe)就(jiu)說(shuo)明(ming)如(ru)果(guo)利(li)用(yong)甲(jia)醇(chun)作(zuo)代(dai)用(yong)燃(ran)料(liao),在(zai)熱(re)效(xiao)率(lv)相(xiang)同(tong)時(shi),甲(jia)醇(chun)的(de)消(xiao)耗(hao)量(liang)會(hui)比(bi)汽(qi)柴(chai)油(you)高(gao)一(yi)倍(bei)以(yi)上(shang),從(cong)這(zhe)一(yi)點(dian)看(kan)甲(jia)醇(chun)幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi),因(yin)此(ci),引(yin)用(yong)了(le)“能耗率”的概念,它是將燃料折合到相同低熱值時的耗油量,從而在一個基點上進行比較。
(2)甲醇的燃燒性能:
甲醇的燃燒特性涉及其各種熱值、與空氣燃燒的理論空燃比、理論體積百分比、最小點火能量、最大火焰傳播速度、與(yu)空(kong)氣(qi)燃(ran)燒(shao)的(de)最(zui)低(di)與(yu)最(zui)高(gao)極(ji)限(xian)範(fan)圍(wei)等(deng)。在(zai)醇(chun)類(lei)中(zhong)低(di)熱(re)值(zhi)隨(sui)著(zhe)其(qi)碳(tan)原(yuan)子(zi)數(shu)的(de)減(jian)少(shao)而(er)減(jian)小(xiao),甲(jia)醇(chun)的(de)熱(re)值(zhi)最(zui)低(di)。甲(jia)醇(chun)的(de)最(zui)大(da)火(huo)焰(yan)速(su)度(du)比(bi)較(jiao)高(gao),最(zui)大(da)火(huo)焰(yan)速(su)度(du)僅(jin)次(ci)於(yu)氫(qing)和(he)乙(yi)烯(xi)等(deng)常(chang)用(yong)燃(ran)料(liao),高(gao)於(yu)醚(mi)類(lei)、汽油和航空燃料,因此,在汽油中摻人甲醇後可以提高其燃燒速度。
(3)甲醇的溶解性和親水性:
甲醇中既含有烴基(甲基)又含有羥基,因此它既有親水性又有親烴油性,特別是親水性較強,在所有的一元醇中,甲醇的親水性、吸濕性以及與水的互溶度都是最大的,甲醇與水可以以任何比例完全互溶。甲醇在敞開的環境中儲存6天後,其濃度從100%下降到78.1%,從空氣中吸水21.9%,其相對密度從0.7974g/cm³提高到0. 8560g/cm³,這些特性使甲醇作為代用燃料時,在其運輸、保管、儲存和使用過程中,除了防火以外,還要特別防
止其吸潮。
在(zai)醇(chun)類(lei)分(fen)子(zi)中(zhong),親(qin)油(you)性(xing)與(yu)親(qin)水(shui)性(xing)相(xiang)反(fan)是(shi)隨(sui)著(zhe)碳(tan)原(yuan)子(zi)數(shu)的(de)減(jian)少(shao)而(er)降(jiang)低(di)的(de),即(ji)親(qin)水(shui)性(xing)越(yue)好(hao),則(ze)親(qin)油(you)性(xing)越(yue)差(cha),因(yin)此(ci),甲(jia)醉(zui)的(de)親(qin)油(you)性(xing)較(jiao)差(cha)。甲(jia)醇(chun)中(zhong)混(hun)有(you)的(de)水(shui)分(fen)越(yue)多(duo),其(qi)與(yu)烴(ting)油(you)的(de)互(hu)溶(rong)性(xing)越(yue)差(cha),即(ji)出(chu)現(xian)醇(chun)與(yu)油(you)分(fen)層(ceng)的(de)現(xian)象(xiang),提(ti)高(gao)溫(wen)度(du)可(ke)以(yi)增(zeng)加(jia)醇(chun)與(yu)油(you)的(de)互(hu)溶(rong)程(cheng)度(du)。
甲jia醇chun中zhong的de含han水shui量liang影ying響xiang甲jia醇chun與yu汽qi油you的de互hu溶rong性xing,汽qi油you中zhong非fei芳fang烴ting含han量liang也ye影ying響xiang甲jia醇chun與yu汽qi油you的de互hu溶rong性xing,這zhe是shi因yin為wei芳fang烴ting含han量liang高gao有you利li於yu醇chun油you互hu溶rong,甲jia醇chun的de純chun度du也ye影ying響xiang它ta與yu油you的de互hu溶rong,在zai甲jia醇chun與yu汽qi油you的de混hun合he物wu中zhong摻chan人ren5%的丁醇會增加其互溶程度,因此高碳醇起促溶劑和助溶劑的作用。
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