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甲醇汽油中原料甲醇的性质
点击次数：11014 发布时间：2015/5/22 14:34:44
甲醇是无色易挥发易燃液体，辛烷值高、抗爆性好含氧量高，使用甲醇汽油可有效降低汽车CO和HC排放，未燃甲醇及醛类的排放则明显较普通汽油高，就目前排放法规而言，醇类燃料无疑对降低排放和炭烟十分有利。
一 甲醇作为汽车燃料技术途径：
甲醇作为汽车燃料具有两条技术途径，既可以作为现代汽车发动机的燃料，又可以作为新型燃料电池动力的燃料，由于具有较大的适应性，可长期做为汽车的代用燃料料。
二 甲醇的生产技术：
天然气、轻油、重油、煤、焦炭或煤焦油、烃类加工尾气等所有烃类均可作为生产甲醇合成气的原料。20世纪50年代以前，以煤为主要原料，通过生产水煤气制造甲醇。从50年代开始，随着世界石油和天然气工业的大规模开发，石油和天然气逐步成为生产甲醇的主要原料。由于天然气生产甲醇原料路线的流程简洁，投资低，生产成本低.因此，在天然气丰富的地区和国家合成甲醇装置90%以上以天然气为原料，并集中在天然气产地。几种原料合成甲醇的经济指标情况见下表（600kt/a）：
甲醇合成气的制造方法和工艺流程因原料的不同而存在很大差异。
从能源替代战略来看，目前国内甲醇汽油中甲醇的主要来源是煤炭。虽然中国煤炭资源比较丰富，但当前煤炭供应局面仍然比较紧张，而且煤炭属于化石能源。通过煤炭制取甲醇，进而替代部分汽油，实际上走的是“以缺代缺”的路。更需要考虑的是有限的不可再生煤炭资源的使用政策，即煤化工的技术工艺路线，在经济上到底走什么样的产业链更合适。
相对而言，中国是一个油少煤多的国家，通过煤炭制取燃料甲醇，也是对能源的一种补充。积极稳妥的发展燃料甲醇，是实现能源多样化、保证国家能源安全的一项重要举措。当然，在当前甲醇汽油的种种弊病还没有得到完全解决，还有很多因素不能确定的情况下，对甲醉汽油的推广，应当慎重、有序。
三 甲醇的特性：
1.甲醉的燃料特性
甲醇的分子式为CH3-OH,属于一元醇，可以认为是烃分子中的氢原子被羟基取代后生成的，与甲烷相比，甲醇的相对分子质量、密度、沸点、汽化热均较高，相对分子质量和密度高的原因是多了一个氧原子;而液态的醇分子间通过氢键缔合，以缔合分子的形式出现，所以沸点和汽化热比较高，甲醇容易输送，可以单独或者与汽油混合作为汽车燃料，用甲醇作为汽油的添加剂可以提高辛烷值。甲醇能以任何比例与水混溶，甲醇分子羟基中的氢氧共用键的电子靠近氧原子一边使其氢氧原子间的极性增加而比较容易断裂，羟基具有较强的化学活性。
（1）甲醇的物化特性
石油系燃料是烃类燃料，甲醇是甲基与羟基组成的混合物，这就从本质上决定了甲醇可以作为内燃机的代用燃料，甲醇与汽油的物理性质、化学性质在许多方面相似，如下表：
甲醇是单一沸点化合物，而汽油、柴油是多沸点的混合物，在汽柴油中掺人甲醇后其混合物的沸点和蒸馏曲线会发生变化。下表为甲醇与汽油、柴油化学成分和相关参数比较：
甲醇的密度略大于汽油而低于柴油，汽化热高于汽柴油，当甲醇作为内燃机燃料时，可以吸收进气系统、供油系统和燃烧室壁面的燃料，提高发动机的热效率。
甲醇的辛烷值比较高，比较适于作为汽油的代用燃料，甲醇的黏度也是高于汽油低于柴油，这一特性有利于喷射式供油的发动机，嫩烧室内汽油微粒的破碎和雾化程度好于柴油，如果将柴油机的供油方式改为喷射式，则利用甲醇作为柴油机的燃料的热效率会更高。
甲醇的低热值与汽柴油相比差距较大，其质量热值仅是汽油的45.3%,柴油的46.7%,这就说明如果利用甲醇作代用燃料，在热效率相同时，甲醇的消耗量会比汽柴油高一倍以上，从这一点看甲醇几乎没有经济效益，因此，引用了“能耗率”的概念，它是将燃料折合到相同低热值时的耗油量，从而在一个基点上进行比较。
（2）甲醇的燃烧性能：
甲醇的燃烧特性涉及其各种热值、与空气燃烧的理论空燃比、理论体积百分比、*小点火能量、火焰传播速度、与空气燃烧的与极限范围等。在醇类中低热值随着其碳原子数的减少而减小，甲醇的热值。甲醇的火焰速度比较高，火焰速度仅次于氢和乙烯等常用燃料，高于醚类、汽油和航空燃料，因此，在汽油中掺人甲醇后可以提高其燃烧速度。
（3）甲醇的溶解性和亲水性：
甲醇中既含有烃基（甲基）又含有羟基，因此它既有亲水性又有亲烃油性，特别是亲水性较强，在所有的一元醇中，甲醇的亲水性、吸湿性以及与水的互溶度都是的，甲醇与水可以以任何比例完全互溶。甲醇在敞开的环境中储存6天后，其浓度从100%下降到78.1%，从空气中吸水21.9%，其相对密度从0.7974g/cm³提高到0. 8560g/cm³，这些特性使甲醇作为代用燃料时，在其运输、保管、储存和使用过程中，除了防火以外，还要特别防
止其吸潮。
在醇类分子中，亲油性与亲水性相反是随着碳原子数的减少而降低的，即亲水性越好，则亲油性越差，因此，甲醉的亲油性较差。甲醇中混有的水分越多，其与烃油的互溶性越差，即出现醇与油分层的现象，提高温度可以增加醇与油的互溶程度。
甲醇中的含水量影响甲醇与汽油的互溶性，汽油中非芳烃含量也影响甲醇与汽油的互溶性，这是因为芳烃含量高有利于醇油互溶，甲醇的纯度也影响它与油的互溶，在甲醇与汽油的混合物中掺人5%的丁醇会增加其互溶程度，因此高碳醇起促溶剂和助溶剂的作用。
甲醇作为汽车燃料具有两条技术途径，既可以作为现代汽车发动机的燃料，又可以作为新型燃料电池动力的燃料，由于具有较大的适应性，可长期做为汽车的代用燃料料。
二 甲醇的生产技术：
天然气、轻油、重油、煤、焦炭或煤焦油、烃类加工尾气等所有烃类均可作为生产甲醇合成气的原料。20世纪50年代以前，以煤为主要原料，通过生产水煤气制造甲醇。从50年代开始，随着世界石油和天然气工业的大规模开发，石油和天然气逐步成为生产甲醇的主要原料。由于天然气生产甲醇原料路线的流程简洁，投资低，生产成本低.因此，在天然气丰富的地区和国家合成甲醇装置90%以上以天然气为原料，并集中在天然气产地。几种原料合成甲醇的经济指标情况见下表（600kt/a）：
甲醇合成气的制造方法和工艺流程因原料的不同而存在很大差异。
从能源替代战略来看，目前国内甲醇汽油中甲醇的主要来源是煤炭。虽然中国煤炭资源比较丰富，但当前煤炭供应局面仍然比较紧张，而且煤炭属于化石能源。通过煤炭制取甲醇，进而替代部分汽油，实际上走的是“以缺代缺”的路。更需要考虑的是有限的不可再生煤炭资源的使用政策，即煤化工的技术工艺路线，在经济上到底走什么样的产业链更合适。
相对而言，中国是一个油少煤多的国家，通过煤炭制取燃料甲醇，也是对能源的一种补充。积极稳妥的发展燃料甲醇，是实现能源多样化、保证国家能源安全的一项重要举措。当然，在当前甲醇汽油的种种弊病还没有得到完全解决，还有很多因素不能确定的情况下，对甲醉汽油的推广，应当慎重、有序。
三 甲醇的特性：
1.甲醉的燃料特性
甲醇的分子式为CH3-OH,属于一元醇，可以认为是烃分子中的氢原子被羟基取代后生成的，与甲烷相比，甲醇的相对分子质量、密度、沸点、汽化热均较高，相对分子质量和密度高的原因是多了一个氧原子;而液态的醇分子间通过氢键缔合，以缔合分子的形式出现，所以沸点和汽化热比较高，甲醇容易输送，可以单独或者与汽油混合作为汽车燃料，用甲醇作为汽油的添加剂可以提高辛烷值。甲醇能以任何比例与水混溶，甲醇分子羟基中的氢氧共用键的电子靠近氧原子一边使其氢氧原子间的极性增加而比较容易断裂，羟基具有较强的化学活性。
（1）甲醇的物化特性
石油系燃料是烃类燃料，甲醇是甲基与羟基组成的混合物，这就从本质上决定了甲醇可以作为内燃机的代用燃料，甲醇与汽油的物理性质、化学性质在许多方面相似，如下表：
甲醇是单一沸点化合物，而汽油、柴油是多沸点的混合物，在汽柴油中掺人甲醇后其混合物的沸点和蒸馏曲线会发生变化。下表为甲醇与汽油、柴油化学成分和相关参数比较：
甲醇的密度略大于汽油而低于柴油，汽化热高于汽柴油，当甲醇作为内燃机燃料时，可以吸收进气系统、供油系统和燃烧室壁面的燃料，提高发动机的热效率。
甲醇的辛烷值比较高，比较适于作为汽油的代用燃料，甲醇的黏度也是高于汽油低于柴油，这一特性有利于喷射式供油的发动机，嫩烧室内汽油微粒的破碎和雾化程度好于柴油，如果将柴油机的供油方式改为喷射式，则利用甲醇作为柴油机的燃料的热效率会更高。
甲醇的低热值与汽柴油相比差距较大，其质量热值仅是汽油的45.3%,柴油的46.7%,这就说明如果利用甲醇作代用燃料，在热效率相同时，甲醇的消耗量会比汽柴油高一倍以上，从这一点看甲醇几乎没有经济效益，因此，引用了“能耗率”的概念，它是将燃料折合到相同低热值时的耗油量，从而在一个基点上进行比较。
（2）甲醇的燃烧性能：
甲醇的燃烧特性涉及其各种热值、与空气燃烧的理论空燃比、理论体积百分比、*小点火能量、火焰传播速度、与空气燃烧的与极限范围等。在醇类中低热值随着其碳原子数的减少而减小，甲醇的热值。甲醇的火焰速度比较高，火焰速度仅次于氢和乙烯等常用燃料，高于醚类、汽油和航空燃料，因此，在汽油中掺人甲醇后可以提高其燃烧速度。
（3）甲醇的溶解性和亲水性：
甲醇中既含有烃基（甲基）又含有羟基，因此它既有亲水性又有亲烃油性，特别是亲水性较强，在所有的一元醇中，甲醇的亲水性、吸湿性以及与水的互溶度都是的，甲醇与水可以以任何比例完全互溶。甲醇在敞开的环境中储存6天后，其浓度从100%下降到78.1%，从空气中吸水21.9%，其相对密度从0.7974g/cm³提高到0. 8560g/cm³，这些特性使甲醇作为代用燃料时，在其运输、保管、储存和使用过程中，除了防火以外，还要特别防
止其吸潮。
在醇类分子中，亲油性与亲水性相反是随着碳原子数的减少而降低的，即亲水性越好，则亲油性越差，因此，甲醉的亲油性较差。甲醇中混有的水分越多，其与烃油的互溶性越差，即出现醇与油分层的现象，提高温度可以增加醇与油的互溶程度。
甲醇中的含水量影响甲醇与汽油的互溶性，汽油中非芳烃含量也影响甲醇与汽油的互溶性，这是因为芳烃含量高有利于醇油互溶，甲醇的纯度也影响它与油的互溶，在甲醇与汽油的混合物中掺人5%的丁醇会增加其互溶程度，因此高碳醇起促溶剂和助溶剂的作用。
原创作者：上海羽通仪器仪表厂
