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文檔簡(jiǎn)介

第三篇石油產(chǎn)品應(yīng)用第一章燃料油

燃料是石油產(chǎn)品最重要也是生產(chǎn)量最大的部分。主要有汽、煤、柴油及鍋爐燃料油,它是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的來(lái)源,鍋爐的熱源,日常生活中照明、取暖和炊事用的油料,其數(shù)量占石油產(chǎn)品的很大部分,是用量最大的石油產(chǎn)品。目錄

第一節(jié)汽油第二節(jié)柴油第三節(jié)噴氣燃料

第四節(jié)燈用煤油第五節(jié)溶劑油第六節(jié)重油

石油產(chǎn)品的種類繁多,用途各異,我國(guó)參照ISO《國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織》發(fā)表的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/DIS8681,制定了GB498《石油產(chǎn)品及潤(rùn)滑劑的總分類》,將石油產(chǎn)品分為六類,比ISO/DIS8681多了一類C(焦)。(DraftInternationalStandard;DIS)類別比例F類(燃料)門(mén)類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)占石油產(chǎn)品總量的80%S類(溶劑及化工原料)門(mén)類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)占石油產(chǎn)品總量的10%L類(潤(rùn)滑劑和有關(guān)產(chǎn)品)門(mén)類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量不多,占2%左右,品種多W類(蠟)門(mén)類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)占石油產(chǎn)品總量的1%B類(瀝青,bitumen)門(mén)類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)占石油產(chǎn)品總量的3%C類(焦)門(mén)類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)占石油產(chǎn)品總量的2%石油燃料的分類及使用范圍1、石油燃料的分類GB/T12692石油產(chǎn)品燃料(F類)分類》將燃料分為以下四組:識(shí)別字母

燃料類型

GLDR

氣體燃料:主要由甲烷或乙烷或由它們組成的混合燃料液化氣燃料:主要由C3、C4烷烴或烯烴組成餾分燃料:汽油、煤油、柴油,重餾分油可含少量殘油殘?jiān)剂希褐饕烧麴s殘油組成的石油燃料

液體燃料與固體燃料相比較,具有熱值高(石油產(chǎn)品熱值為40000~48000KJ/kg,煤的熱值為25000~33500KJ/kg),能夠燃盡,燃后灰分少,儲(chǔ)運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)石油產(chǎn)品作為動(dòng)力,主要利用其燃燒時(shí)放出的熱量,再轉(zhuǎn)化成機(jī)械能或電能。將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能或電能的熱力發(fā)動(dòng)機(jī),分為內(nèi)燃機(jī)(汽油機(jī)、柴油機(jī)、活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī))和外燃機(jī)(蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))兩大類。研究燃料的使用性能和質(zhì)量要求,必須注意油品的使用條件;同時(shí)應(yīng)注意燃料在使用和儲(chǔ)存過(guò)程中出現(xiàn)的差別,不僅取決于燃料的組成,而且與外界條件密切相關(guān)。2、餾分燃料(D組)的分類及使用范圍類別種類名稱使用范圍汽油機(jī)燃料航空燃料航空汽油活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)、快速艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)汽車燃料車用汽油汽油機(jī)汽車、艦艇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)燃料高速柴油機(jī)燃料輕柴油軍用柴油各種柴油機(jī)汽車及牽引機(jī)、坦克柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、艦艇柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中速柴油機(jī)燃料重柴油中速柴油機(jī)低速柴油機(jī)燃料船用燃料大功率低速柴油機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴氣燃料煤油型寬餾分型高閃點(diǎn)型大比重型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)、槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)鍋爐燃料鍋爐燃料艦用燃料油艦、船鍋爐第一節(jié)汽油

一、汽油機(jī)(點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī))的工作過(guò)程及其對(duì)燃料的使用要求二、汽油的蒸發(fā)性能三、汽油的抗爆性四、汽油的安定性五、汽油的腐蝕性

六、國(guó)產(chǎn)汽油的品種與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)七、醇類汽油機(jī)燃料八、高清潔汽油

汽油是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)——汽油機(jī)的燃料,此類發(fā)動(dòng)機(jī)又稱汽化器式發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油按用途可分為:

1.車用汽油:汽油機(jī)使用的燃料

2.航空汽油:活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃料3.洗滌汽油:用作清洗機(jī)件的汽油(屬于溶劑類)4.啟動(dòng)汽油:用作低溫下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油(屬于添加劑類)。各種汽油均以辛烷值(OctaneNumber,ON)作為牌號(hào)。我國(guó)車用汽油的主要組分是催化裂化汽油,輔以催化重整、烷基化、直餾汽油和醚類劑等。航空汽油則是由催化裂化汽油、烷基化油、工業(yè)異丙苯和異戊烷等高ON組分調(diào)合而成。汽油的使用要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要來(lái)源于汽油機(jī)的工作要求。一、汽油機(jī)的工作原理及對(duì)燃料的使用要求按燃料供給方式的不同,汽油機(jī)又可分為化油器式及噴射式兩大類。汽油機(jī)通常由曲軸連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料系統(tǒng)、潤(rùn)滑、冷卻和點(diǎn)火系統(tǒng)所組成?;推魇絿娚涫揭弧⑵蜋C(jī)的工作原理及對(duì)燃料的使用要求化油器式汽油機(jī)的部分結(jié)構(gòu)示意圖上止點(diǎn):活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的最高位置下止點(diǎn):活塞下行所能達(dá)到的最低位置壓縮比:到達(dá)下、上止點(diǎn)時(shí)活塞上部的汽缸體積之比,V1/V2(V1汽缸室體積,V2燃燒室體積)沖程:從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)之間的直線距離發(fā)動(dòng)機(jī)排量:是發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸工作容積的總和,一般用升(L)表示。

基本概念1.進(jìn)氣過(guò)程活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),活塞上方的體積增大,壓力降低,進(jìn)氣閥打開(kāi),排氣閥關(guān)閉,活塞下行,氣缸內(nèi)壓力逐漸下降到0.7~0.9×105Pa空氣和汽油在混合室形成可燃性氣,經(jīng)進(jìn)氣閥吸入汽缸進(jìn)氣終了溫度可達(dá)85~130℃

四沖程(行程)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理2.壓縮過(guò)程進(jìn)氣閥關(guān)閉,活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),可燃性混合氣被壓縮

當(dāng)活塞上行接近上死點(diǎn)、壓縮過(guò)程終了時(shí),壓力可達(dá)0.6~1.5MPa,溫度可達(dá)250~300℃

壓縮混合氣體的溫度、壓力取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比

四沖程(行程)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理3.作功過(guò)程(點(diǎn)火燃燒和膨脹作功)

進(jìn)氣閥和排氣閥仍關(guān)閉,火花塞發(fā)出電火花而引燃混合氣體火焰以20~50m/s的速度迅速向四周傳播燃燒,同時(shí)產(chǎn)生大量熱能最高溫度可達(dá)2000~2500℃,最高壓力達(dá)3.0~5.0MPa高溫高壓燃?xì)猓苿?dòng)活塞下行,將燃料燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能

終了時(shí)溫度約為1100~1500℃,壓力為0.3~0.6MPa

四沖程(行程)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理4.排氣過(guò)程活塞下行到下死點(diǎn)時(shí),作功過(guò)程結(jié)束排氣閥開(kāi)啟,活塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),排出廢氣排出廢氣溫度700~800℃,壓力為0.11~0.12MPa

四沖程(行程)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理要保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作,對(duì)汽油的使用性能、發(fā)動(dòng)機(jī)材質(zhì)有較高要求。當(dāng)活塞再次到達(dá)上死點(diǎn)時(shí),排氣結(jié)束,這樣完成一個(gè)工作循環(huán),繼而重復(fù)上述工作循環(huán)。如此周而復(fù)始,活塞不斷上、下作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),經(jīng)連桿使曲軸不斷旋轉(zhuǎn),對(duì)外作功。四行程的汽油機(jī),在每個(gè)工作循環(huán)中,曲軸旋轉(zhuǎn)2周,活塞上行、下行共4次,完成4個(gè)行程,其中只有1個(gè)行程做功。要想實(shí)現(xiàn)連續(xù)做功,汽油機(jī)至少需要4個(gè)氣缸。一般汽油機(jī)都是4個(gè)或6個(gè)氣缸,按一定順序排列,使不連續(xù)的點(diǎn)火燃燒和膨脹作功過(guò)程變成連續(xù)的經(jīng)連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)的過(guò)程。

近年來(lái),越來(lái)越多的汽油機(jī)尤其是小型轎車采用噴射進(jìn)油系統(tǒng)來(lái)取代化油器進(jìn)油系統(tǒng)。噴射進(jìn)油系統(tǒng)的汽油機(jī)中,汽油可在進(jìn)氣口噴射,也可在進(jìn)氣沖程期間直接向氣缸內(nèi)噴射。噴油過(guò)程由計(jì)算機(jī)程序控制。在噴射式汽油機(jī)中,燃料可更均勻地分配給各個(gè)氣缸;同時(shí),由于不需要喉管而減少了進(jìn)氣的阻力等,可提高氣缸內(nèi)的平均有效壓力和熱效率;此外,還可以減弱或避免爆震燃燒。壓縮比是汽油機(jī)的最重要技術(shù)指標(biāo),它是混合氣被壓縮前后的體積比,即活塞在下死點(diǎn)時(shí)氣缸體積V1與活塞在上死點(diǎn)時(shí)氣缸體積V2之比V1/V2。壓縮比越大的汽油機(jī),其功率、熱效率越高,油耗量和單位馬力金屬重量均有所下降,也就是越經(jīng)濟(jì)。壓縮比越大,對(duì)汽油機(jī)的材質(zhì)和汽油ON的要求也越高。壓縮比對(duì)功率的影響,%對(duì)耗油量的影響,%6.07.08.09.0

10.0100108114118

120100938885

82根據(jù)汽油機(jī)的工作條件,對(duì)汽油的使用要求主要有:在所有的工況下,具有足夠的揮發(fā)性以形成可燃混合氣和可靠的燃料供給性能—蒸發(fā)性;燃燒時(shí)沒(méi)有爆震、噪音和早燃現(xiàn)象—抗爆性;儲(chǔ)存安定性好,生成膠質(zhì)的傾向小—安定性;對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和金屬?zèng)]有腐蝕作用—腐蝕性;排出的污染物少。汽油必須具有良好的蒸發(fā)性,以便較容易與空氣形成均勻的可燃混合氣,進(jìn)入氣缸后能夠完全燃燒,使發(fā)動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

蒸發(fā)性太差——它就不能在氣缸中完全氣化,使汽油機(jī)功率降低,還會(huì)造成起動(dòng)和加速(尤其是冬季)困難。

蒸發(fā)性太強(qiáng)——汽油易在導(dǎo)油管中因氣化過(guò)早而形成氣阻,最終造成供油不足,在夏季尤其容易發(fā)生。反映汽油蒸發(fā)性能的指標(biāo)是其餾程和飽和蒸氣壓。二、汽油的蒸發(fā)性能1、餾程

按照規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備和方法將汽油試樣進(jìn)行蒸餾,可得到試樣的餾出溫度和餾出體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系,也就是餾程。餾程能大體表示該汽油的沸點(diǎn)范圍和蒸發(fā)性能。其10%、50%、90%各餾出溫度和干點(diǎn)的意義如下:(1)10%餾出溫度

它表示汽油中所含低沸點(diǎn)餾分的多少,對(duì)汽油機(jī)起動(dòng)的難易有決定性影響,同時(shí),也與產(chǎn)生氣阻的傾向有密切關(guān)系。保證汽油具有良好的啟動(dòng)性能。

10%餾出溫度越低,表明汽油中所含低沸點(diǎn)餾分越多、蒸發(fā)性越強(qiáng),能使汽油機(jī)在低溫下易于起動(dòng),但是,該餾出溫度若過(guò)低,則易于產(chǎn)生氣阻。

汽油10%餾出溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)耗油量的影響

大氣和發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度/℃具有以下10%餾出溫度汽油的啟動(dòng)時(shí)間/s具有以下10%餾出溫度汽油的啟動(dòng)時(shí)的耗油量/mL79℃72℃79℃72℃010.59.4108.7-645294830-1651522567839990號(hào)汽油6.8元/升93號(hào)汽油7.58元/升97號(hào)汽油8.12元/升通常的家用轎車是60L汽油10%餾出溫度與開(kāi)始產(chǎn)生氣阻溫度之間的關(guān)系汽油的10%餾出溫度/℃4050607080開(kāi)始產(chǎn)生氣阻時(shí)的油溫/℃-13+7+27+47+67我國(guó)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求其10%餾出溫度:車用汽油不高于70℃航空汽油不高于80℃汽油10%餾出溫度與發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)最低氣溫間的關(guān)系

10%餾出溫度/℃4859687586大氣溫度/℃-26~-27-21~-22-16~-17-12~-13-7~-8(2)50%餾出溫度

50%餾出溫度表示汽油的平均蒸發(fā)和加速性能,與汽油機(jī)起動(dòng)后升溫時(shí)間的長(zhǎng)短以及加速性能有密切關(guān)系。

50%餾出溫度較低——在正常溫度下便能較多地蒸發(fā),從而能縮短汽油機(jī)的升溫時(shí)間,同時(shí),還可使發(fā)動(dòng)機(jī)加速靈敏、運(yùn)轉(zhuǎn)柔和。

50%餾出溫度過(guò)高——當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要由低速轉(zhuǎn)換為高速,供油量急劇增加時(shí),汽油來(lái)不及完全氣化,導(dǎo)致燃燒不完全,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)蝗幌ɑ稹?/p>

我國(guó)車用無(wú)鉛汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求50%餾出溫度不高于120℃,航空汽油不高于105℃。

汽油50%餾出溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)間的影響

汽油50%餾出溫度/℃發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)間/min1041012715148>28(3)90%餾出溫度和終餾點(diǎn)(或干點(diǎn))

這兩個(gè)溫度是表示汽油中重餾分含量的多少,表明汽油蒸發(fā)的完全程度,是衡量汽油經(jīng)濟(jì)性能的指標(biāo)。

該溫度過(guò)高——說(shuō)明汽油中含有重質(zhì)餾分過(guò)多,不易保證汽油在使用條件下完全蒸發(fā)和完全燃燒。

該溫度過(guò)高——導(dǎo)致氣缸積炭增多,耗油率上升;同時(shí)蒸發(fā)不完全的汽油重質(zhì)部分還會(huì)沿氣缸壁流入曲軸箱,使?jié)櫥拖♂尪哟竽p。

我國(guó)汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求終餾點(diǎn)不高于200℃汽油終餾點(diǎn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)磨損和耗油量的影響*

*以終餾點(diǎn)為200℃的汽油為基準(zhǔn)。

汽油終餾點(diǎn)/℃活塞磨損/%汽油耗量/%17520022525097l0020050098100107140實(shí)際上,餾程規(guī)定了汽油不能太重

2、蒸氣壓

汽油餾程中規(guī)定10%餾出溫度不高于某一數(shù)值,以保證汽油的起動(dòng)性。

但10%餾出溫度過(guò)低時(shí),易產(chǎn)生氣阻。

汽油形成氣阻的傾向用蒸氣壓表示更為直接,因而汽油同時(shí)規(guī)定了蒸汽壓這一質(zhì)量要求。2/4/2023儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)汽油的飽和蒸汽壓是用規(guī)定的儀器,在燃料蒸汽與液體的體積比為4:1以及在37.8℃的條件下測(cè)定的。

蒸汽壓——是衡量汽油在汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)中是否易于產(chǎn)生氣阻的指標(biāo),同時(shí)還可相對(duì)地衡量汽油在儲(chǔ)存運(yùn)輸中的損耗傾向。

汽油的飽和蒸汽壓越大,蒸發(fā)性也就越強(qiáng),這樣,發(fā)動(dòng)機(jī)易于冷起動(dòng),但產(chǎn)生氣阻的傾向增大,蒸發(fā)損耗也越大。我國(guó)用雷德蒸氣壓作為汽油蒸汽壓的指標(biāo)

9月16日至3月15日使用的汽油的飽和蒸氣壓不高于88kPa3月16日至9月15日使用的汽油的飽和蒸氣壓不高于74kPa大氣溫度與不產(chǎn)生氣阻的最高蒸氣壓間的關(guān)系

對(duì)航空汽油來(lái)說(shuō),由于高空氣壓低,燃料中輕質(zhì)餾分更易蒸發(fā),因此要求其飽和蒸汽壓比車用汽油的要低得多。我國(guó)航空汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定其飽和蒸汽壓為27~48kPa。大氣溫度/℃10223349不產(chǎn)生氣阻的最高蒸氣壓×105Pa0.970.760.560.37實(shí)際上,蒸汽壓規(guī)定了汽油不能太輕

1、汽油抗爆性的表示方法2、汽油抗爆性與其組成的關(guān)系3、提高汽油辛烷值的方法三、汽油的抗爆性

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱功效率與它的壓縮比ε的關(guān)系:

隨壓縮比增大,發(fā)動(dòng)機(jī)的熱功效率也隨之提高(K>1.0),因而希望采用壓縮比高的發(fā)動(dòng)機(jī)。壓縮比高的發(fā)動(dòng)機(jī),其平均指示壓力提高,燃料消耗率(即每馬力小時(shí)所需燃料量)和排氣溫度降低,其功率和經(jīng)濟(jì)性好。提高汽油機(jī)的壓縮比會(huì)受到制造發(fā)動(dòng)機(jī)的材質(zhì)和汽油質(zhì)量的限制。汽油機(jī)壓縮比與汽油的辛烷值有關(guān),一般地,汽油機(jī)壓縮比增加1個(gè)單位,相當(dāng)于需要提高汽油的辛烷值大約1~6個(gè)單位。不同壓縮比的汽油機(jī),必須使用抗爆性(辛烷值)與其相匹配的汽油。壓縮比對(duì)功率的影響,%對(duì)耗油量的影響,%6.07.08.09.0

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82汽油的抗爆性汽油的抗爆性是表示汽油在一定壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)中無(wú)爆震運(yùn)行的性能。是汽油最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一。汽油的抗爆性的優(yōu)劣可用辛烷值、抗爆指數(shù)、品度等來(lái)表示。一定壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)必須使用與其相匹配的辛烷值的汽油,方能保證在不發(fā)生爆震的情況下,產(chǎn)生最大功率。我國(guó)車用汽油、航空汽油均以辛烷值作為其牌號(hào)。

爆震燃燒是汽油在汽油機(jī)中的一種不正常燃燒。正常情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮終了時(shí)的混合氣溫度達(dá)250~300℃和壓力6~15×105

Pa,氣體中的烴類被氧化并生成一些過(guò)氧化物,經(jīng)火花塞點(diǎn)燃后,火焰呈球面狀以20~50m/s速度向四周擴(kuò)散,此時(shí)火焰經(jīng)過(guò)的區(qū)域,溫度、壓力均衡上升,活塞工作正常。在有些情況下,當(dāng)火花塞點(diǎn)燃混合氣后,在火焰尚未傳播到的混合氣中,因受高溫高壓影響已形成大量自燃點(diǎn)較低的過(guò)氧化合物,在多個(gè)部位猛烈自燃,出現(xiàn)許多燃燒中心;同時(shí)燃燒是以爆炸方式進(jìn)行,使火焰速度高達(dá)1500~2500m/s,溫度、壓力劇增,形成沖擊波,敲擊活塞和氣缸各部件,發(fā)出金屬撞擊聲,此時(shí)由于火焰瞬間經(jīng)過(guò),使得某些部位的燃料燃燒不完全,排出帶黑煙廢氣,耗油量增加,功率下降,此即爆震現(xiàn)象。什么是爆震燃燒?指標(biāo)正常爆震火焰?zhèn)鞑ニ俣萴/s30~60500~1000(輕)1500~2000(強(qiáng))最高溫度,℃2000~2500℃2000~3000最高壓力,MPa3.0~4.0MPa10MPa主要原因是與汽油化學(xué)組成和餾程有關(guān)。汽油中含有過(guò)多容易氧化的組分,形成的過(guò)氧化物又不易分解,自燃點(diǎn)低,就很容易產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件和機(jī)械結(jié)構(gòu)(主要是壓縮比)、駕駛操作和氣候條件等有關(guān)。

汽油機(jī)的壓縮比越大,壓縮過(guò)程終了時(shí)混合氣的溫度和壓力就越高,這就大大加速了未燃混合氣中過(guò)氧化物的生成和積聚,使其更容易自燃。一定壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)必須使用與其相匹配的辛烷值的汽油,方能保證在不發(fā)生爆震的情況下,產(chǎn)生最大功率。

爆震產(chǎn)生的原因?1、汽油抗爆性的表示方法

車用汽油的抗爆性用辛烷值(ON)來(lái)表示。

辛烷值分馬達(dá)法和研究法兩種。

馬達(dá)法辛烷值(MON)反映在重負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速時(shí)汽油的抗爆性;而研究法辛烷值(RON)表示低轉(zhuǎn)速時(shí)汽油的抗爆性。

馬達(dá)法辛烷值測(cè)定條件比研究法苛刻,所得辛烷值低于研究法辛烷值,兩者差數(shù)一般為7~12,這個(gè)差數(shù)稱為汽油的敏感性。

一些國(guó)家引用抗爆指數(shù)(ONI)這一指標(biāo)來(lái)表示汽油抗爆性能。抗爆指數(shù)等于馬達(dá)法辛烷值和研究法辛烷值的平均值。我國(guó)車用汽油的抗爆性以研究法辛烷值和抗爆指數(shù)來(lái)表示航空汽油的抗爆性用馬達(dá)法辛烷值和品度來(lái)表示。飛機(jī)在巡航時(shí),辛烷值只能反映發(fā)動(dòng)機(jī)用貧混合氣(過(guò)剩空氣系數(shù)α=0.8~1.0)工作時(shí)的抗爆性。

當(dāng)飛機(jī)起飛、爬高或戰(zhàn)斗時(shí),為了得到最大功率,發(fā)動(dòng)機(jī)必須用富混合氣(α=0.6~0.65)工作,此時(shí)需用品度來(lái)衡量汽油的抗爆性。汽油的辛烷值表示與被測(cè)汽油抗爆性相同的標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物中純異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)。汽油辛烷值的測(cè)定是在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用的可調(diào)壓縮比的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中測(cè)得的。將待測(cè)汽油與標(biāo)準(zhǔn)燃料試樣的抗爆性進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)而測(cè)得的。所用的標(biāo)準(zhǔn)燃料是異辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)和正庚烷的混合物。人為規(guī)定異辛烷的辛烷值為100,正庚烷的辛烷值為0,將這兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料按不同體積比混合就得到了不同抗爆性等級(jí)的正標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物,以異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)作為標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物的辛烷值。

汽油的辛烷值并不表示汽油中的異辛烷含量。航空汽油的品度——在規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)和操作條件下,將待測(cè)航空汽油在富混合氣條件下無(wú)爆震地所能發(fā)出的最大功率和純異辛烷所能發(fā)出的最大功率之比。航空汽油的品度測(cè)定是以純異辛烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料,規(guī)定異辛烷的品度為100。例如某汽油的品度為130即表明該汽油在富混合氣下無(wú)爆震工作時(shí)所能得到的最大功率比異辛烷發(fā)出的最大功率大30%。汽油由各種烴類組成,對(duì)分子量大致相同的不同烴類:

正構(gòu)烷烴<環(huán)烷烴<正構(gòu)烯烴<異構(gòu)烷烴/異構(gòu)烯烴<芳烴含芳香烴、異構(gòu)烷烴多的輕質(zhì)汽油辛烷值高。烷烴分子的碳鏈上分支越多,排列越緊湊,辛烷值越高。對(duì)于烯烴,雙鍵位置越接近碳鏈中間位置,辛烷值越高。

同族烴類,分子量越小,沸點(diǎn)越低,辛烷值越大。汽油的干點(diǎn)降低,辛烷值會(huì)升高。汽油在使用和儲(chǔ)存過(guò)程中,輕組分的蒸發(fā)損失會(huì)引起汽油辛烷值的明顯降低。

汽油的理想組分:高度分支的異構(gòu)烷烴2.汽油的抗爆性與組成的關(guān)系族類五碳烴辛烷值六碳烴辛烷值七碳烴辛烷值八碳烴辛烷值正構(gòu)烷烴n-C5H1261.9n-C6H1426n-C7H160n-C8H18-17烯烴C—C=C—C—C80C=C—C563C—C=C—C555環(huán)烷烴85777241異構(gòu)烷烴90739596104100芳香烴106124>100146(1)汽油抗爆性與其化學(xué)組成的關(guān)系催化裂化汽油含芳香烴和異構(gòu)烷烴數(shù)量較多,辛烷值較高,MON約為80左右,RON約為90左右。各種烴類調(diào)和時(shí),其調(diào)和辛烷值不一定與其調(diào)和比例呈線性關(guān)系,多數(shù)情況下有增值效應(yīng)。直餾汽油含芳香烴和異構(gòu)烷烴量少,辛烷值較低,一般為30~60;同一類烴中,隨分子中碳原子數(shù)增加,沸點(diǎn)升高,抗爆性變差。同一原油的汽油餾分越輕,辛烷值越高。

(2)汽油抗爆性與餾分組成的關(guān)系

項(xiàng)目組成辛烷值大小MON數(shù)值直餾汽油正構(gòu)烷烴多較低40~60催化裂化汽油異構(gòu)烷烴、烯烴和芳烴較多較高~80催化重整汽油芳烴、異構(gòu)烷烴高83~90烷基化汽油大量異構(gòu)烷烴最高90~100正構(gòu)烷烴中碳數(shù)C4

C5

C6

C7

C8

沸點(diǎn)/℃-0.536.568.798.4125.7辛烷值(馬達(dá)法)90.561.9260-17不同碳數(shù)正構(gòu)烷烴的沸點(diǎn)與辛烷值

3、提高汽油辛烷值的方法

(1)改變加工工藝改變汽油的化學(xué)組成,增加高辛烷值的芳香烴和異構(gòu)烷烴的含量。與高辛烷值組分調(diào)合或經(jīng)催化裂化、催化重整、異構(gòu)化和烷基化等煉制過(guò)程來(lái)達(dá)到。直餾汽油辛烷值40~50;熱裂化汽油辛烷值60~70;催化裂化汽油辛烷值75~85;催化重整汽油辛烷值85~92;烷基化汽油辛烷值90~100。(2)加入抗爆劑這是一種行之有效、成本低廉、普遍被采用的另一種方法抗爆劑有含鉛抗爆劑(四乙基鉛等,消滅過(guò)氧化物)和非鉛抗爆劑(醇類、醚類等)。為了保護(hù)環(huán)境、保障人體健康,近年來(lái)各國(guó)都嚴(yán)格限制汽油中的含鉛量,禁止使用含鉛汽油,推廣使用無(wú)鉛汽油。目前提高辛烷值所采取的措施主要是摻如一定量的醚類化合物。也有一定的缺點(diǎn)兩種醚類化合物的性質(zhì)

MTBE和TAME這兩種醚類的辛烷值都很高,其中目前最常用的是MTBE。這些醚類化合物都能與烴類完全互溶,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,蒸氣壓也不高,它加入汽油后并不改變汽油的基本性質(zhì),它可以改善汽油的蒸發(fā)性能,特別是改善了50%的餾出溫度。加入汽油中還有助于降低汽油機(jī)排放廢氣中的污染物的含量。性質(zhì)甲基叔丁基醚(MTBE)叔戊基甲基醚(TAME)相對(duì)密度0.7410.750RON118115MON101100(MON+RON)/2109.5107.5氧含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%18.215.7沸點(diǎn)/℃55.386.3蒸汽壓/kPa51221.影響汽油安定性的因素2、評(píng)定汽油安定性的方法和指標(biāo)3、汽油組成對(duì)其安定性的影響4、儲(chǔ)存條件對(duì)汽油安定性的影響5、改進(jìn)汽油安定性的方法四、汽油的安定性

汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性,簡(jiǎn)稱安定性。安定性不好的汽油,在儲(chǔ)存和輸送過(guò)程中容易發(fā)生氧化反應(yīng),生成膠質(zhì),使汽油的顏色變深,甚至?xí)a(chǎn)生沉淀。汽油的安定性不好會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。1.影響汽油安定性的因素化學(xué)組成:影響汽油安定性的根本原因

各種不飽和烴和非烴類化合物的存在是影響汽油安定性的根本因素儲(chǔ)存條件:溫度、陽(yáng)光、空氣、金屬表面的催化作用。2、評(píng)定汽油安定性的方法和指標(biāo)

汽油安定性可用不飽和烴含量、硫含量、氧化難易和膠質(zhì)含量等表示。評(píng)定汽油安定性具休指標(biāo)有:碘值、硫含量、酸值、實(shí)際膠質(zhì)、誘導(dǎo)期等。(1)碘值碘值表示汽油中不飽和烴的含量。不飽和烴與碘起加成反應(yīng),不飽和烴分子中的一個(gè)雙鍵定量地消耗一個(gè)碘分子,測(cè)定結(jié)果以100g油樣所消耗碘的克數(shù)表示,即gI2/100g,稱為碘值。汽油的碘值大,表明不飽和烴含量多,其抗氧化定定性差。(2)硫含量

汽油中的硫化物易氧化促使油品變質(zhì),并會(huì)引起設(shè)備腐蝕等問(wèn)題,因此必須限制汽油的硫含量。汽油等輕質(zhì)油品的硫含量采用燃燈法測(cè)定,將油品在規(guī)定儀器的小燈中燃燒,用碳酸鈉水溶液吸收燃燒生成的二氧化硫,并用容量分析法測(cè)定硫含量。

(3)酸度

成品汽油中所含有機(jī)酸極少,但在儲(chǔ)存和使用中,由于汽油中不安定組分氧化而生成過(guò)氧化物,過(guò)氧化物分解,部分生成有機(jī)酸。

汽油儲(chǔ)存中酸度的增長(zhǎng)是汽油變質(zhì)的一個(gè)重要標(biāo)志。

酸度也是一個(gè)表示汽油安定性的重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)定方法GB/T258。(4)實(shí)際膠質(zhì)

實(shí)際膠質(zhì)是液體燃料在儲(chǔ)存過(guò)程中重要的質(zhì)量控制指標(biāo)之一。

實(shí)際膠質(zhì)是指100mL燃料在試驗(yàn)條件下所含膠質(zhì)的mg數(shù),國(guó)產(chǎn)汽油要求實(shí)際膠質(zhì)不超過(guò)5mg/100mL。實(shí)際膠質(zhì)通常表明燃料在使用過(guò)程中,在進(jìn)氣道和進(jìn)氣閥上可能生成沉積物的傾向。使用實(shí)際膠質(zhì)小于10mg/l00mL汽油的汽車,無(wú)故障行駛的里程數(shù)是無(wú)限制的;實(shí)際膠質(zhì)為26~50mg/l00mL時(shí),無(wú)故障行駛里程不超過(guò)5000km。

(5)誘導(dǎo)期

誘導(dǎo)期是把一定量汽油置于100℃和686.5kPa氧氣流條件下,汽油未被氧化所經(jīng)歷的時(shí)間。誘導(dǎo)期是保證汽油在儲(chǔ)存中不迅速生成膠質(zhì)和酸性物質(zhì)而變質(zhì)的指標(biāo)。影響誘導(dǎo)期的主要因素——汽油中的二烯烴和非烴化合物。誘導(dǎo)期長(zhǎng)也不一定就說(shuō)明汽油的安定性一定好。有的汽油,形成膠質(zhì)過(guò)程是以聚合反應(yīng)和縮合反應(yīng)為主,氧化反應(yīng)居于次要地位,它們的誘導(dǎo)期雖然很長(zhǎng),但安定性并不好。3、汽油組成對(duì)其安定性的影響

影響汽油安定性的最根本原因是其化學(xué)組成。汽油中的烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴在常溫下均不易發(fā)生氧化反應(yīng)。汽油中所含有的不飽和烴、非烴化合物是導(dǎo)致其性質(zhì)不安定的主要原因。4、儲(chǔ)存條件對(duì)汽油安定性的影響

汽油的變質(zhì)除與其本身的化學(xué)組成密切相關(guān)外,還和許多外界條件有關(guān),例如溫度、金屬表面的作用、與空氣接觸面積的大小等。

5、改進(jìn)汽油安定性的方法采用降低儲(chǔ)油溫度、減少溫差變化、降低儲(chǔ)罐空間氧濃度,避免與金屬接觸和避光儲(chǔ)存等措施可以延緩汽油變質(zhì),但不能解決根本問(wèn)題。而選用不同精制方法除去汽油中不安定組分的根治方法又很難完全實(shí)現(xiàn)。通常采用較經(jīng)濟(jì)的方法是適當(dāng)精制汽油,然后加入添加劑(抗氧劑和金屬鈍化劑等)來(lái)改進(jìn)汽油的安定性。五、汽油的腐蝕性

汽油在使用和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中均與金屬相接觸,為此要求控制汽油及其燃燒產(chǎn)物對(duì)金屬的腐蝕性。汽油中會(huì)引起腐蝕的物質(zhì)主要有硫及含硫化合物、有機(jī)酸和水溶性酸或堿等。

1、硫及含硫化合物

硫及各類含硫化合物在燃燒后均生成SO2及SO3,他們對(duì)金屬有腐蝕作用,特別是當(dāng)溫度較低遇冷凝水形成亞硫酸及硫酸后,更具有強(qiáng)烈腐蝕性。目前,國(guó)內(nèi)在車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定其硫含量不大于0.015%。從保護(hù)環(huán)境考慮,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)硫含量規(guī)定不大于0.005%。元素硫在常溫下即對(duì)銅等有色金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用,當(dāng)溫度較高時(shí)它對(duì)鐵也能腐蝕。2、有機(jī)酸

汽油中的有機(jī)酸一般情況下主要是原油中原來(lái)就含有的環(huán)烷酸,在儲(chǔ)存過(guò)程中也可能由于氧化而生成少量的有機(jī)酸。這些有機(jī)酸對(duì)金屬有腐蝕作用,其中相對(duì)分子質(zhì)量較小的有機(jī)酸腐蝕性更強(qiáng)。汽油中有機(jī)酸的含量用酸度來(lái)表示。3、水溶性酸或堿

正常生產(chǎn)出的汽油本不應(yīng)該含有水溶性酸或堿,但是,如果生產(chǎn)中控制不嚴(yán),或在儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中容器不清潔,均有可能混人少量水溶性酸或堿。水溶性酸對(duì)鋼鐵有強(qiáng)烈腐蝕作用,水溶性堿則對(duì)鋁及鋁合金能強(qiáng)烈地腐蝕。汽油的質(zhì)量指標(biāo)中規(guī)定不允許含有水溶性酸或堿。目前我國(guó)生產(chǎn)的汽油機(jī)燃料航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料(GBl787-2008)車用無(wú)鉛汽油(GB17930-99)。根據(jù)辛烷值的不同:航空汽油分為75號(hào)、95號(hào)和100號(hào)三種牌號(hào)車用汽油分為90號(hào)和93號(hào)97號(hào)三種。車用無(wú)鉛汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB17930-99

項(xiàng)目90號(hào)93號(hào)97號(hào)質(zhì)量指標(biāo)抗爆性

研究法辛烷值(RON)不小于抗爆指數(shù)(MON十RON)/2不小于908593889792GB/T5487GB/T503鉛含量①/(g/L)不大于0.0050.0050.005GB/T8020餾程

l0%蒸發(fā)溫度/℃不高于50%蒸發(fā)溫度/℃不高于90%蒸發(fā)溫度/℃不高于97.5%蒸發(fā)溫度/℃不高于終餾點(diǎn)℃不高于殘留量及損失量φ/%不大于殘留量φ/%不大于70120190—205—270120190—205—270120190—205—2GB/T6536續(xù)表車用無(wú)鉛汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB17930-99蒸氣壓/kPa

從9月16日至3月15日不大于從3月16日至9月15日不大于

—8874—8874—8874GB/T257GB/T8017實(shí)際膠質(zhì)②/(mg/l00mL)不大于555GB/T509誘導(dǎo)期/min不小于480480480GB/T256硫含量ω/%不大于0.0150.0150.015GB/T380硫醇(需要滿足下列要求之一)博士試驗(yàn)硫醇硫含量ω/%不大于通過(guò)0.001通過(guò)0.001通過(guò)0.001SH/T0174GB/T1792銅片腐蝕(50℃,3h)/級(jí)不大于111GB/T5096水溶性酸或堿無(wú)無(wú)無(wú)GB/T259機(jī)械雜質(zhì)及水分無(wú)無(wú)無(wú)目測(cè)苯含量φ/%不大于2.52.52.5ASTMD3606—1996芳烴含量φ/%不大于404040GB/T11132烯烴含量φ/%不大于353535GB/T11132續(xù)表車用無(wú)鉛汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB17930-99規(guī)格世界燃油規(guī)范Ⅰ類世界燃油規(guī)范Ⅱ類世界燃油規(guī)范Ⅲ類世界燃油規(guī)范Ⅳ類中國(guó)2010年研究法辛烷值>91>95>98>90,93,97硫,ppm<1000200305~10150苯,%(體積分?jǐn)?shù))<5.02.51.01.02.5芳烴,%(體積分?jǐn)?shù))<5040353540烯烴,%(體積分?jǐn)?shù))<2010.010.035氧,%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))<2.72.72.72.72.7世界燃油規(guī)范與我國(guó)車用無(wú)鉛汽油新標(biāo)準(zhǔn)的比較七、醇類汽油機(jī)燃料

為了應(yīng)付石油危機(jī),需要提高燃料供應(yīng)的安全性,改善我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的一大特點(diǎn)是煤多油少,地區(qū)分布不平衡。在這種情況下,以煤為原料生產(chǎn)甲醇,再以甲醇代替汽油是改善能源結(jié)構(gòu)的重要措施。為石油資源枯竭后燃料品種的平穩(wěn)過(guò)渡作準(zhǔn)備,減少污染,保護(hù)環(huán)境等。在軍事上替代燃料的研究成果為戰(zhàn)時(shí)應(yīng)急代用提供依據(jù)。(1)

具有較高的熱值,特別是混合氣的熱值應(yīng)能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性要求;(2)適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)性,能滿足車輛啟動(dòng)、行駛、加速、怠速等工況的要求;(3)良好的材料適應(yīng)性,對(duì)金屬、橡膠等材料無(wú)腐蝕,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命和可靠性無(wú)不良影響;(4)能量密度高,貯存、運(yùn)輸方便;(5)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)變動(dòng)小,技術(shù)上可行;(6)最好能夠利用現(xiàn)有的燃料儲(chǔ)運(yùn)分配系統(tǒng);對(duì)人類健康、環(huán)境保護(hù)和安全防火等無(wú)有害影響??捎米魅剂系奈镔|(zhì)種類很多,但作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料,必須具備一定的性能。優(yōu)良的發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料應(yīng)該具備以下性能要求:用作發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料的醇類主要是甲醇和乙醇。甲醇和乙醇作發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料的一大優(yōu)點(diǎn)是制造原料豐富,生產(chǎn)工藝成熟。甲醇可以從煤、天然氣、木材等原料制取,乙醇既可以從農(nóng)作物(谷物、甘蔗等)的發(fā)酵生產(chǎn),也可以用化工原料(乙烯、乙炔)制備。醇類燃料最主要的優(yōu)點(diǎn)還在于能夠達(dá)到比烴類燃料低得多的排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)減少大氣污染大有好處。醇類辛烷值高,甲醇的RON/MON為114/95,乙醇為111/94,其調(diào)和辛烷值則更高??梢杂糜趬嚎s比較高的發(fā)動(dòng)機(jī),提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。醇類燃料的缺點(diǎn):醇類燃料熱值較低,燃料消耗量大。但它們的混合氣的熱值還比較高,并可通過(guò)提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比,從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。甲醇和乙醇的低溫蒸發(fā)性差,蒸發(fā)潛熱高,不利于低溫冷啟動(dòng)。變性燃料乙醇——以淀粉質(zhì)、糖質(zhì)為原料,經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制得乙醇,脫水后,再添加變性劑(車用無(wú)鉛汽油)制到。變性燃料乙醇可以按規(guī)定的比例與汽油混合作為車用點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃料。燃料乙醇——未加變性劑的、可作為燃料用的無(wú)水乙醇。變性劑——添加到燃料乙醇中使其不能飲用,而適于作為車用點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)燃料的無(wú)鉛汽油。高清潔汽油是汽油的一個(gè)新品種。是以無(wú)鉛汽油為基礎(chǔ),按照比例加入一種多效汽油清潔復(fù)合添加劑而構(gòu)成的新型高品質(zhì)汽油。與普通汽油或無(wú)鉛汽油比,高清潔汽油在質(zhì)量上更勝一籌,它除了能滿足市售汽油的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)要求外,還具有增強(qiáng)清除各種沉積物的能力,提高經(jīng)濟(jì)性,降低排氣污染等特性。八、高清潔汽油保持清潔。在汽車運(yùn)行中不生成油垢、膠狀物和積碳,不需要再定期清洗,省時(shí)省力。清除積碳??汕宄捎谖词褂酶咔鍧嵠停l(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)各部位已經(jīng)形成的油垢、膠狀物和積碳。減少環(huán)境污染。節(jié)省燃油。清潔的燃油供給系統(tǒng),提高了燃油霧化能力,使發(fā)動(dòng)機(jī)功率充分發(fā)揮,節(jié)省燃油。改善駕駛性能。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)容易,轉(zhuǎn)速平穩(wěn),提速加快。延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。發(fā)動(dòng)機(jī)的化油器、噴嘴的使用壽命延長(zhǎng),減少維修更換部件費(fèi)用。高清潔汽油的主要功能:補(bǔ)充內(nèi)容

可替代車用醇類燃料可替代車用燃料——是指為緩解和應(yīng)對(duì)化石燃料日益貧乏和緊張的形勢(shì),研制出的可部分替代或完全替代傳統(tǒng)普通車用燃料的新型超潔凈能源。國(guó)家能源局重點(diǎn)支持發(fā)展的四類石油替代燃料:天然氣燃料:壓縮天然氣燃料、液化天然氣燃料、可燃冰燃料煤基醇醚燃料:醇基燃料(甲醇燃料汽油)、醚基燃料(二甲醚車用燃料)生物燃料:乙醇燃料汽油、生物柴油電動(dòng)汽車電池

車用燃料是原油最主要的應(yīng)用領(lǐng)域,占全球原油總消耗量的70%以上。當(dāng)前能源短缺的實(shí)質(zhì)是原油短缺。

新型醇基車用燃料是目前被廣泛應(yīng)用的可替代燃料。特別是甲醇汽油和乙醇汽油現(xiàn)已在汽車燃料中占據(jù)了相當(dāng)大的市場(chǎng),并逐漸被市民所接受??商娲囉萌剂鲜裁词强商娲囉萌剂?010年,我國(guó)的汽車產(chǎn)銷量將突破1000萬(wàn)輛,到2020年我國(guó)汽車保有量將達(dá)到1.2億輛,需要石油約5億噸。2010年,我國(guó)石油進(jìn)口產(chǎn)量2.39億噸,對(duì)外依存度近55%,預(yù)計(jì)2020年,我國(guó)石油的對(duì)外依存度將突破60%。石油資源已嚴(yán)重威脅到我國(guó)的能源安全、經(jīng)濟(jì)安全和可持續(xù)發(fā)展。石油資源必然越來(lái)越少,而汽車越來(lái)越多,尾氣污染越來(lái)越嚴(yán)重,尋求新能源的呼聲越來(lái)越高,國(guó)家對(duì)新能源的需要將越來(lái)越急切,用車族對(duì)價(jià)格低、污染少的汽油替代品的呼聲也越來(lái)越強(qiáng)烈。我國(guó)可替代車用燃料的發(fā)展背景

2007年,國(guó)家發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于發(fā)展替代能源的指導(dǎo)意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》和《我國(guó)醇醚燃料和醇醚清潔汽車發(fā)展專題報(bào)告(征求意見(jiàn)稿)》,明確了醇醚燃料在我國(guó)替代能源中的地位,強(qiáng)調(diào)“在化石能源方面應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展煤基醇醚燃料”。國(guó)家在“十一五”、“十二五”規(guī)劃中適時(shí)提出:重點(diǎn)發(fā)展以甲醇、乙醇為主要內(nèi)容的替代成品油技術(shù),重點(diǎn)支持甲醇替代成品油示范工程;

我國(guó)可替代車用燃料的發(fā)展背景車用乙醇汽油乙醇,俗稱酒精,乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。按照我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成,車用乙醇汽油按研究法辛烷值分為90號(hào)、93號(hào)、95號(hào)三個(gè)牌號(hào),標(biāo)識(shí)分別用E90號(hào)、E93號(hào)、E95號(hào)表示。車用乙醇汽油全球燃料乙醇生產(chǎn)情況巴西和美國(guó)是世界上最早發(fā)展燃料乙醇的國(guó)家。國(guó)際再生燃料機(jī)構(gòu)(GRFA)稱:2010年全球燃料乙醇產(chǎn)量6780萬(wàn)噸,相當(dāng)于全球汽油消費(fèi)量的近3%,其中美國(guó)和巴西兩國(guó)產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的88%。美國(guó)燃料乙醇產(chǎn)量居世界第一,現(xiàn)有生產(chǎn)廠近200家,2011年生產(chǎn)燃料乙醇將得到5100萬(wàn)立方米規(guī)劃到2030年燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)1.8億噸,替代30%的汽油需求。——美國(guó)能源部規(guī)劃加上國(guó)內(nèi)其他同類企業(yè),目前我國(guó)燃料乙醇的總產(chǎn)能已超過(guò)200萬(wàn)噸/年,約占世界總產(chǎn)能的3%。

乙醇汽油作為一種新型清潔燃料,是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點(diǎn),符合我國(guó)能源替代戰(zhàn)略和可再生能源發(fā)展方向,技術(shù)上成熟安全可靠,在我國(guó)完全適用,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。辛烷值高,抗爆性好。乙醇含氧量高達(dá)34.7%。在汽油中含10%的乙醇,含氧量就能達(dá)到3.5%。車用乙醇汽油的使用可有效的降低汽車尾氣排放,改善能源結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)研究表明,E15乙醇汽油(汽油中乙醇含量為15%)比純車用無(wú)鉛汽油碳烴排量下降16.2%,一氧化碳排量下降30%。車用乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn)燃料乙醇的生產(chǎn)資源豐富,技術(shù)成熟。當(dāng)在汽油中摻兌少于10%時(shí),對(duì)在用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需進(jìn)行大的改動(dòng),即可直接使用乙醇汽油。燃油系統(tǒng)自潔性強(qiáng)乙醇是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑,具有良好的清潔作用,能有效地消除汽車油箱及油路系統(tǒng)中燃油雜質(zhì)的沉淀和凝結(jié)(特別是膠質(zhì)膠化現(xiàn)象),具有良好的油路疏通作用。目前,我國(guó)有黑龍江、吉林、河南、廣西、湖北、山東、浙江等10多個(gè)省區(qū)正在施行試點(diǎn)示范,年消耗乙醇汽油1700萬(wàn)噸,占中國(guó)汽油消耗總量約20%。車用乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn)車用乙醇汽油熱值小,比普通汽油動(dòng)力下降,油耗增加。乙醇蒸發(fā)性(沸點(diǎn)較低76℃(汽油10%溜出溫度為65℃)較差,汽化潛熱大,冷啟動(dòng)困難,不利于汽車的加速。乙醇沸點(diǎn)較低76℃(汽油90%溜出溫度為180℃),天熱時(shí)易于氣阻熄火。由于乙醇汽油一旦遇水就會(huì)分層,無(wú)法采用成本很低的管道輸送(管道輸送時(shí),內(nèi)部含有水分)。車用乙醇汽油的缺點(diǎn)乙醇汽油非常怕水,保質(zhì)期短,只有1個(gè)月,儲(chǔ)運(yùn)周期只有4—5天,這影響使用乙醇汽油的方便性。因此銷售乙醇汽油要比普通汽油在調(diào)配、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售各環(huán)節(jié)要嚴(yán)格得多。一般小油站不出售乙醇汽油。乙醇在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生乙酸,對(duì)汽車金屬特別是銅有腐蝕作用。有關(guān)試驗(yàn)表明,在汽油中乙醇的含量在0~10%時(shí),對(duì)金屬基本沒(méi)有腐蝕,但乙醇含量超過(guò)15%時(shí),必須添加有效的腐蝕抑止劑。乙醇是一種優(yōu)良溶劑,易對(duì)汽車的密封橡膠及其他合成非金屬材料產(chǎn)生輕微的腐蝕,溶漲,軟化或龜裂作用。乙醇易吸于水,車用乙醇汽油的含水量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)后,容易發(fā)生液相分離。由于燃料乙醇的不穩(wěn)定性造成發(fā)動(dòng)機(jī)燃油進(jìn)氣系統(tǒng)上堆積物增加,使噴油嘴霧化不好、引起乙醇汽油燃燒效率下降,耗油量增加。如果小加油站一個(gè)月內(nèi)賣(mài)不掉,或者加到車?yán)?,又遇上出差,燒不完,就?huì)分解,產(chǎn)生不良反映,損害車輛。過(guò)了保質(zhì)期的乙醇汽油容易出現(xiàn)的分層現(xiàn)象,在油罐油箱中容易變渾濁,打不著火。車用乙醇汽油的缺點(diǎn)多年來(lái),國(guó)內(nèi)關(guān)于乙醇汽油的爭(zhēng)議從來(lái)就沒(méi)有平息過(guò)。為了推進(jìn)可再生能源與新能源的發(fā)展,國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部等有關(guān)部委2004年曾聯(lián)合出臺(tái)政策,每生產(chǎn)1噸車用乙醇可得到1880元的國(guó)家補(bǔ)貼,并減免一切稅收。目前,我國(guó)已成為世界上繼巴西、美國(guó)之后第三大生物燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)和應(yīng)用國(guó)。但乙醇汽油不能真正替代汽油,無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。因?yàn)槟壳爸袊?guó)每年只能生產(chǎn)兩百萬(wàn)噸乙醇汽油,而中國(guó)每年石油消耗量多達(dá)4億噸,相差懸殊,難以消除中國(guó)石油資源相對(duì)短缺。車用乙醇汽油的現(xiàn)狀和出路來(lái)自汽車工業(yè)部門(mén)的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析,目前,車用乙醇汽油的消耗量遠(yuǎn)高于普通汽油,存在高能耗、低效率的現(xiàn)象。而一輛車用乙醇汽油的汽車,一年所需的費(fèi)用比使用普通汽油的車輛高1500元左右。國(guó)內(nèi)部分乙醇加工廠為了享受每噸1880元的國(guó)家補(bǔ)貼及免稅政策,使用玉米加工車用乙醇汽油,將新上市的玉米搶購(gòu)一空,使得市場(chǎng)上玉米嚴(yán)重短缺,且價(jià)格大幅度上漲。形成“汽車和百姓強(qiáng)糧食”的局面。值得關(guān)注的是,2010年,我國(guó)首次從玉米凈出口國(guó)變?yōu)橛衩變暨M(jìn)口國(guó)。上半年我國(guó)凈進(jìn)口玉米7800萬(wàn)噸,造成這一狀況的根本原因是國(guó)內(nèi)玉米價(jià)格相對(duì)海外來(lái)說(shuō)偏高。車用乙醇汽油的現(xiàn)狀和出路為了徹底根除用玉米加工乙醇汽油對(duì)糧食安全及百姓利益帶來(lái)的嚴(yán)重沖擊,專家建議,立刻停止對(duì)乙醇企業(yè)的優(yōu)惠政策,并把這些財(cái)稅補(bǔ)貼傾斜到目前成本高于陳化糧的用于加工燃料乙醇的麥秸稈、木薯等上面來(lái)。相比美國(guó)、巴西等生物燃料大國(guó),通行的糧食制乙醇方式顯然不適合我國(guó)國(guó)情。國(guó)家發(fā)改委工業(yè)司負(fù)責(zé)人表示,盲目建設(shè)糧食乙醇不僅不利于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,也有可能引發(fā)國(guó)家糧食安全問(wèn)題。發(fā)展以木薯、紅薯等非主糧作物和農(nóng)作物秸稈、林業(yè)加工廢料、甘蔗渣等生物質(zhì)為原料生產(chǎn)燃料乙醇應(yīng)是未來(lái)發(fā)展方向。車用乙醇汽油的現(xiàn)狀和出路甲醇汽油甲醇汽油是指甲醇與汽油的混合物,是普通汽油產(chǎn)品中摻入一定量的燃料甲醇、變性添加劑、顯色劑等調(diào)和而成的可以替代成品汽油的新型車用燃料。按照甲醇的摻入量分為不同的品種。最常見(jiàn)的是M15(在汽油里添加15%甲醇)清潔甲醇汽油,稱M15甲醇汽油,可以在不改變現(xiàn)行發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的條件下,替代成品汽油使用,并可與成品油混用。甲醇汽油根據(jù)調(diào)配普通汽油的牌號(hào)也分為M1593#、M1597#、M1598#等。

甲醇汽油是一種"以煤代油"路徑,可以作為汽油的替代物從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原油的部分替代。

甲醇及其分類甲醇可分為工業(yè)甲醇、燃料甲醇和變性甲醇之分,目前以工業(yè)甲醇為主。一般由煤、天然氣、石油等為原料合成制得。隨著可再生資源的開(kāi)發(fā)利用,利用農(nóng)作物秸稈、速生林木及林木廢棄物、城市有機(jī)垃圾等也可以氣化合成甲醇。粗甲醇經(jīng)脫水精制、作為燃料使用的無(wú)水甲醇,稱為燃料甲醇。由于對(duì)燃料甲醇只有可燃燒和無(wú)水的要求,因此一般不加變性劑,成本往往要比工業(yè)甲醇低。變性甲醇是指加入了甲醇變性劑的燃料甲醇或工業(yè)甲醇。由于甲醇與汽油、柴油不互溶,尤其在低溫潮濕環(huán)境中發(fā)生分層(相分離)現(xiàn)象而造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作,因此燃料甲醇(或工業(yè)甲醇)變性后才能加入汽油、柴油使用。變性燃料甲醇是在工業(yè)用甲醇中加入一定比例的車用甲醇汽油添加劑后,專門(mén)用于調(diào)配車用甲醇汽油的甲醇。甲醇汽油的發(fā)展甲醇汽油開(kāi)發(fā)及應(yīng)用,在國(guó)外開(kāi)始于20世紀(jì)70年代第二次石油危機(jī),從替代能源的角度考慮,德國(guó)、美國(guó)、日本等過(guò)先后進(jìn)行甲醇燃料及甲醇汽車配套技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā),取得了突破性進(jìn)展。70~80年代,美國(guó)加州、德國(guó)等地均組織了純甲醇汽車示范車隊(duì)。但是,由于這些國(guó)家國(guó)內(nèi)甲醇生產(chǎn)資源缺乏,再加上當(dāng)時(shí)石油供應(yīng)形勢(shì)變緩等原因,美日等過(guò)暫時(shí)放棄了甲醇汽油產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)和推廣。隨著世界能源形勢(shì)總體的緊張,新一輪的甲醇汽油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展又將出現(xiàn)。根據(jù)我國(guó)“缺油少氣相對(duì)富煤”的資源現(xiàn)狀,國(guó)家制定的能源戰(zhàn)略是“節(jié)約優(yōu)先、立足國(guó)內(nèi)、煤為基礎(chǔ)、多種發(fā)展”。我國(guó)是產(chǎn)煤大國(guó)(約占總能源的60%以上),用不適合工業(yè)和民用的高硫煤生產(chǎn)甲醇來(lái)替代汽油,可使用200年以上。煤炭生產(chǎn)甲醇資源廣、成本底。以甲醇替代汽油可大大降低消費(fèi)者車用燃料的使用成本。國(guó)家發(fā)改委在[2007]2235號(hào)文件中明確,今后20-30年重點(diǎn)以甲醇燃料作為車用石油替代燃料。車用甲醇燃料汽油目前,世界上已有40多個(gè)國(guó)家在使用甲醇汽油用做汽車燃料。甲醇由碳、氫、氧化學(xué)毒素組成,含氧量達(dá)50%,且有燃燒速度快、放熱快,熱效率高的特點(diǎn),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。甲醇摻入汽油的混合燃料早已商業(yè)化應(yīng)用,例如在德國(guó)、奧地利和美國(guó),其已占汽油市場(chǎng)的85%、50%和10%。車用甲醇燃料汽油在我國(guó),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T23510-2009《車用燃料甲醇》、GB/T23799-2009《車用甲醇汽油(M85)》已獲得批準(zhǔn),M15正在制定中,不久就會(huì)問(wèn)世。省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)《車用甲醇汽油(M15)》、《車用甲醇汽油(M30)》、《車用甲醇汽油(M50)》三個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)于2009年由浙江賽孚能源科技有限公司起草制訂并分別于2009年11月1日、12月1日起實(shí)施。這些標(biāo)準(zhǔn)的頒布是甲醇汽油的重大突破,標(biāo)志著甲醇汽油已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性應(yīng)用階段?!盾囉眉状计?M85)》國(guó)標(biāo)是我國(guó)近30年甲醇汽油發(fā)展史中誕生的首個(gè)甲醇汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將成為甲醇從單一化工產(chǎn)品向大比例車用甲醇燃料領(lǐng)域轉(zhuǎn)變的依據(jù),以燃料甲醇為基調(diào)配M85甲醇汽油,進(jìn)而大比例替代石油的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。甲醇汽油標(biāo)準(zhǔn)甲醇汽油的特點(diǎn)甲醇汽油抗爆性能好甲醇的研究法辛烷值達(dá)到112,馬達(dá)法辛烷值為106。甲醇汽油

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