一 甲醇作為汽車燃料技術途徑:
jiachunzuoweiqicheranliaojuyouliangtiaojishutujing,jikeyizuoweixiandaiqichefadongjideranliao,youkeyizuoweixinxingranliaodianchidonglideranliao,youyujuyoujiaodadeshiyingxing,kechangqizuoweiqichededaiyongranliaoliao。
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。
從cong能neng源yuan替ti代dai戰zhan略lve來lai看kan,目mu前qian國guo內nei甲jia醇chun汽qi油you中zhong甲jia醇chun的de主zhu要yao來lai源yuan是shi煤mei炭tan。雖sui然ran中zhong國guo煤mei炭tan資zi源yuan比bi較jiao豐feng富fu,但dan當dang前qian煤mei炭tan供gong應ying局ju麵mian仍reng然ran比bi較jiao緊jin張zhang,而er且qie煤mei炭tan屬shu於yu化hua石shi能neng源yuan。通tong過guo煤mei炭tan製zhi取qu甲jia醇chun,進jin而er替ti代dai部bu分fen汽qi油you,實shi際ji上shang走zou的de是shi“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。
甲jia醇chun的de辛xin烷wan值zhi比bi較jiao高gao,比bi較jiao適shi於yu作zuo為wei汽qi油you的de代dai用yong燃ran料liao,甲jia醇chun的de黏nian度du也ye是shi高gao於yu汽qi油you低di於yu柴chai油you,這zhe一yi特te性xing有you利li於yu噴pen射she式shi供gong油you的de發fa動dong機ji,嫩nen燒shao室shi內nei汽qi油you微wei粒li的de破po碎sui和he霧wu化hua程cheng度du好hao於yu柴chai油you,如ru果guo將jiang柴chai油you機ji的de供gong油you方fang式shi改gai為wei噴pen射she式shi,則ze利li用yong甲jia醇chun作zuo為wei柴chai油you機ji的de燃ran料liao的de熱re效xiao率lv會hui更geng高gao。
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、yukongqiranshaodezuidiyuzuigaojixianfanweideng。zaichunleizhongdirezhisuizheqitanyuanzishudejianshaoerjianxiao,jiachunderezhizuidi。jiachundezuidahuoyansudubijiaogao,zuidahuoyansudujinciyuqingheyixidengchangyongranliao,gaoyumilei、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。
jiachunzhongdehanshuiliangyingxiangjiachunyuqiyoudehurongxing,qiyouzhongfeifangtinghanliangyeyingxiangjiachunyuqiyoudehurongxing,zheshiyinweifangtinghanlianggaoyouliyuchunyouhurong,jiachundechunduyeyingxiangtayuyoudehurong,zaijiachunyuqiyoudehunhewuzhongchanren5%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。
jiachunzuoweiqicheranliaojuyouliangtiaojishutujing,jikeyizuoweixiandaiqichefadongjideranliao,youkeyizuoweixinxingranliaodianchidonglideranliao,youyujuyoujiaodadeshiyingxing,kechangqizuoweiqichededaiyongranliaoliao。

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。
從cong能neng源yuan替ti代dai戰zhan略lve來lai看kan,目mu前qian國guo內nei甲jia醇chun汽qi油you中zhong甲jia醇chun的de主zhu要yao來lai源yuan是shi煤mei炭tan。雖sui然ran中zhong國guo煤mei炭tan資zi源yuan比bi較jiao豐feng富fu,但dan當dang前qian煤mei炭tan供gong應ying局ju麵mian仍reng然ran比bi較jiao緊jin張zhang,而er且qie煤mei炭tan屬shu於yu化hua石shi能neng源yuan。通tong過guo煤mei炭tan製zhi取qu甲jia醇chun,進jin而er替ti代dai部bu分fen汽qi油you,實shi際ji上shang走zou的de是shi“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。
甲jia醇chun的de辛xin烷wan值zhi比bi較jiao高gao,比bi較jiao適shi於yu作zuo為wei汽qi油you的de代dai用yong燃ran料liao,甲jia醇chun的de黏nian度du也ye是shi高gao於yu汽qi油you低di於yu柴chai油you,這zhe一yi特te性xing有you利li於yu噴pen射she式shi供gong油you的de發fa動dong機ji,嫩nen燒shao室shi內nei汽qi油you微wei粒li的de破po碎sui和he霧wu化hua程cheng度du好hao於yu柴chai油you,如ru果guo將jiang柴chai油you機ji的de供gong油you方fang式shi改gai為wei噴pen射she式shi,則ze利li用yong甲jia醇chun作zuo為wei柴chai油you機ji的de燃ran料liao的de熱re效xiao率lv會hui更geng高gao。
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、yukongqiranshaodezuidiyuzuigaojixianfanweideng。zaichunleizhongdirezhisuizheqitanyuanzishudejianshaoerjianxiao,jiachunderezhizuidi。jiachundezuidahuoyansudubijiaogao,zuidahuoyansudujinciyuqingheyixidengchangyongranliao,gaoyumilei、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。
jiachunzhongdehanshuiliangyingxiangjiachunyuqiyoudehurongxing,qiyouzhongfeifangtinghanliangyeyingxiangjiachunyuqiyoudehurongxing,zheshiyinweifangtinghanlianggaoyouliyuchunyouhurong,jiachundechunduyeyingxiangtayuyoudehurong,zaijiachunyuqiyoudehunhewuzhongchanren5%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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