甲醇制汽油可行性报告

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1、甲醇制汽油可行性报告类燃料的研究已经有上百年的历史，上世纪初就曾用作汽车燃料，只因其热值较低，价 格高，后为石化汽油所替代。随着石油资源的减少，汽油的消耗量不断增大，环境保护的呼 声不断高涨，寻找清洁能源的要求就显得日趋迫切。上世纪 70 年代第 2 次世界石油危机 后，各国广泛展开寻找替代燃料的研究工作，醇类替代汽油的前景为业内人士看好。自瑞典 提出甲醇可用作汽车燃料之后，甲醇以其合成工艺简单，来源广泛，价格低廉等特点， 成为人们关注的热点。其中，德国、瑞典、新西兰等国家曾先后试用M15甲醇汽油。1987 年，美国加州开始试用 M85 甲醇汽油。我国在“六五”，“七五”期间，也将甲醇汽油列入

2、 国家科技重点攻关项目，从部分替代到完全替代的甲醇汽油研究工作持续不断，取得了令人 瞩目的进展。下面就甲醇汽油的技术进展作简要介绍。国内外甲醇汽油的生产情况 国内甲醇的生产现状： 随着国民经济发展，已显露出我国石油资源严重不足。 2004 年进口石油已突破了 1 亿 t ，寻找替代能源已是当务之急，甲醇汽油再次成为人们关注的焦点。甲醇是传统的化工产 品，其原料煤、天然气、石油和可再生的植物纤维素等资源丰富。我国是一个煤产丰富的国 家，煤炭可开采贮量达2 000 亿 t 。发展煤制甲醇燃料，弥补车用燃料的不足，以煤代油 具有特殊的意义。煤化工与石油化工相比有更加悠久的历史，半个多世纪以来价格低廉

3、而处 于优势地位的石油汽油，由于石油资源的萎缩，油价不断攀升，煤制甲醇燃料再次显示出其 优势。随着煤化工技术的不断发展，煤的汽化和液化技术日臻完善，煤制甲醇的价格变的十 分低廉，市价比汽油低许多。我国的煤制甲醇生产工艺成熟，开发的多种技术，可适应无烟 煤、烟煤、高硫煤、焦炉气、煤层气等不同原料，并适应化肥厂联产、单产和煤矿坑口大型 化等不同要求。我国自行设计、制造和运行大型甲醇装置已积累了足够的技术基础；水煤浆 为原料的大型气化炉已运行多年，可实现长期运转；新型水煤浆气化炉与干煤加压汽化炉正 在积极开发中。随着有自主知识产权的新技术大型或超大型甲醇厂的建立，利用廉价低质煤， 甲醇的生产成本还可

4、降低，替代汽油的前景光明。我国现有甲醇生产企业200 余家，甲醇 生产装置规模偏小（最大20万t / a ），总生产能力约300余万t。目前，山西正在实行燃料 甲醇和甲醇汽车战略计划，要把山西省建设成为“国家燃料甲醇 （ 燃料二甲醚 ） 生产基 地”，计划20022006年间，燃料甲醇的生产能力达到365万t / a，并建成全国清洁 汽车示范地区。神华集团公司拟投资兴建500 万 t / a 油品的煤直接液化大型工厂。据悉， 煤的转化已被列入了国家 10 大重点工程。在今后5 10 a 内，将以陕西、山西、云南、 内蒙为基地，加快实施煤液化的战略。拟建 100 万 t / a 级煤转化工厂多座

5、，为发展替代能 源提供基本保证。国际甲醇汽油的技术现状甲醇汽油作为汽油的替代品，人们希望能如汽油一样直接用于汽车内燃机。制备甲醇汽 油以掺混方法最为简单，为此，世界各国进行了广泛的研究，一致认为，应当解决的主要问 题是：稳定性较差、遇水分层、冷启动难、热值低、动力不足、热气阻、腐蚀溶胀等。经过 数十年的努力，甲醇汽油用在汽车上的技术问题都已得到了较好的解决，达到了实用水平。甲醇汽油的改进 甲醇汽油的稳定性 用作汽车的甲醇汽油必须均匀而稳定。甲醇与汽油的相溶性很小，要制成大比例的均匀 稳定的甲醇汽油，一般采取添加助溶剂的办法解决，如芳烃、酮、醚、醇等类化合物都是甲 醇的好溶剂。从中选择与汽油也有

6、较好混溶性的物质，以适当比例相混合，便可制得稳定均 匀的甲醇汽油。添加 4 的正丁醇或 3.2 的正辛醇可以制得含甲醇 21 ，对水溶 解度达1 %1.1 %的甲醇汽油。用此方法还可以制得含醇量在5 %50 %之间稳定 性良好的甲醇汽油。而由：甲醇10 %80 %、汽油10 %80 %、叔丁醇1 % 2.2 % 、吐温 -20 或吐温 -800.3 % 1. 8% 、硝酸亚铈或硫酸亚铈 0.5 % 1.6 % 、 以及磺化油 1 % 4.4 % 组成 （ 质量分数 ） 制成的甲醇汽油，因为甲醇掺入量大，故 使用时不分层、稳定性好，燃烧后，产生的一氧化碳和氮氧化合物的量比汽油低。往汽油中 加入一

7、定量的甲醇、丙酮以及过氧化锌、乙醚、脂肪类活性剂、二甲氧基甲烷、甲基叔丁基 醚、正辛烷中的 1 种或几种组合制得得甲醇汽油，其甲醇和汽油混合可全溶、速溶；甲醇 掺入量可达 15 % 80 % ；使用该甲醇汽油发动机可以正常冷启动、动力增强、油耗下 降 0.7 % 3.6 % ；排放的尾气中一氧化碳减少 95 % 以上，碳氧化合物减少 85 % 以 上。添加 4.5 % 7 %（ 质量分数）的异丁醇或异丙醇、二异丙醚、苯或甲苯或二甲苯、 环烷酸铁或五碳基铁、硅磷酸铝或磷酸二氢钠、 RP 97 复合清净分散剂、羰酸盐或磺酸盐、 硅型分子筛可制得成本低、辛烷值高、稳定性好、贮存期可达1a以上甲醇汽油

8、。改进甲醇汽油的动力性 甲醇引入汽油之后，因其热值降低而动力性能下降，通常采用添置助燃剂的方法，改善 其动力性。使用的助燃剂一般有金属有机化物、有机过氧化合物、一些硝基化合物等。添加烷基过氧化物如二特丁基过氧化物的改性剂，将过氧化物以 7 % 25 % 的比 例与甲醇相混合制成混合物，再将此混合物与汽油以 1:1 的比例混合制得的甲醇汽油，具有 良好的动力性、稳定性，冷启动的动力不低于单一的汽油；添加一定比例的醚类化合物和少 量的防腐蚀剂、清洁剂调和而成的甲醇汽油，使用时不需用改造发动机的部件，就具有很好 的相溶性和冷起动性，且不污染环境。其它添加剂如二甲氧基甲烷可以提高甲醇汽油的贮存稳定性，

9、甲醇在汽油中的含量。改善甲醇汽油的腐蚀性一般采用添加腐蚀抑制剂的方法来抑制甲醇汽油的腐蚀性，添加剂多为含氮物质。由 苯并三氮唑类、二聚亚油酸抗腐蚀剂及酚类抗氧剂经稀释调合而成甲醇汽油，可有效地抑制 对多种金属的腐蚀；由马来酸酐，伯胺和一含氮杂环化物制得的腐蚀抑制剂，以每千桶燃油 添加2.27 kg 22.7 kg ，即可达到良好的抑制腐蚀效果；由琥珀酸酐、脂肪酸、不饱和羧 酸及多氨聚烯烃反应制成的添加剂，添加量仅5X10-41X10-4，即可达到抑制腐蚀的 目的。此外，添加助燃剂促进油料燃烧完全，也能起到降低甲醇汽油腐蚀的作用。抑制甲醇汽油的溶胀性甲醇是 1 种良好的溶剂，对发动机的弹性胶体、

10、密封件等有溶胀作用。解决这个问题 的办法有两种：一是改用不被甲醇腐蚀的氟橡胶；二是在燃油中添加溶胀抑制剂，如羧酸或 酰氯与芳胺反应制得的溶胀抑制剂，添加少量即能达到要求。 2.3.5 改进甲醇汽油的气阻性 由于甲醇汽油在燃烧不完全的情况下，烃类物质裂解，氧化聚合而产生碳渣的沉积，使汽化 室喷嘴阻塞，发生气阻。解决这一问题的办法是促进甲醇汽油充分燃烧，抑制高温下的氧化 聚合，添加抗阻沉积剂可以抑制甲醇汽油的气阻发生。 1 种添加剂，其组分和含量（质量分 数）是：有机胺 9 % 11 % ，脂肪酸 3 % 6 % ，醇类 8 % 12 % ，溶纤剂 8 % 12 % ，稀土盐8 % 12 % ，乳

11、化剂 2 % 4 % ，烃类42 % 62 % ， 优点是除炭效率高，对金属无腐蚀现象，在汽油使用中稳定可靠。改善甲醇的冷启动性 添加活性过氧化物或低沸点的醚化物是改善甲醇汽油冷启动性的主要方法。我国南京澜 科技公司以甲醇，汽油及其发明的变性剂相混合，即可制得品质优秀的M1558甲醇汽 油。可以在不改变现有汽车设备的情况下，代替汽油使用，其燃烧性能、效率与普通汽油相 当。山西，河南和黑龙江等省区也有自行开发的甲醇汽油，并已在部分省市推广使用。可以 说，我国甲醇汽油的制备技术已经步入成熟阶段。甲醇汽油的应用现状国外曾对甲醇汽油做了大量的研究，日本自 20 世纪 80 年代起就有以甲醇为燃料的汽

12、车；美国曾以开发高比例甲醇汽油（ M 85 或 M 90 ） 汽车，主要汽车制造厂都生产过产品或 样车，并在政府支持下示范或出售。灵活燃料甲醇汽车（FFV或MFV ），曾在福特汽车厂 生产线上大规模生产，并供应市场，但由于成本高，甲醇汽油加油站少，故市场需求量较小， 现已停产。之后国内外对甲醇汽油混合燃料在应用中存在的问题作了大量的实验，特别是中、 低比例甲醇汽油的研究已获得可喜的成果。如 M 15 甲醇汽油在德国和北欧大量当作汽油 销售，并配套建设了跨国界的 M15 加油站，进行过跨国界的车队示范，在美、法、意、奥 等国家也已经商品化。山西省的煤制甲醇代用燃料汽车示范工程，经过多年运行的实践

13、证明，甲醇汽油是 1 种 理想的替代燃料。 2003 年初，经国家经贸委专家组考察认定，山西省甲醇燃料技术开发应 用在运营成本、标准制定、政策配套等方面取得了较全面的成果和经验，并显示出技术、经 济、市场条件的成熟。山西省正在实施的发展甲醇汽车计划， 2001 年推广 M5 、M10 、 M15 含甲醇清洁汽油 10 万 t ， 2002 年 30 万 t ， 2003 年 50 万 t ， 2004 年 70 万 t ， 2005年100万t，并适时向省外推广。争取用510 a时间，把山西省建成“国家燃料 甲醇生产基地”和“清洁燃料（ 甲醇 ）汽车示范地区”。 2003 年黑龙江省建业燃料有

14、限责任 公司与哈尔滨市能源专家合作，历时 8 a ，经过数千次的试验，研制出 AX 型车用甲醇清 洁燃料。通过了黑龙江省环保产业协会的环保认证。 经国务院甲醇燃料领导小组组织能源 专家共同评审，认为“该燃料各项指标优于我国现行的无铅汽油质量标准，填补了国内空白”。甲醇汽油的推广使用我国是石油资源并不丰富的国家，目前,年进口石油已超过亿顿，由于能源紧缺，国家 已将开发和寻找新替代能源列入了战略重点项目， 2004 年 12 月，在北京成立了醇醚燃料 及醇醚清洁汽车专业委员会。从市场的需求看， 2004 年我国消费汽油6 000 万 t ，随着经 济的高速发展，汽油消耗量将快速增长，甲醇汽油市场前景广阔。从经济上看，目前, 我国 以煤为原料生产的甲醇每 t 成本约 800 元 1 200 元，市场售价在 2 000 2 200 元之 间，汽油售价约 4 200 4 500 元。以 M 15 甲醇汽油为例，即使加上添加剂的成本，价 格依然比汽油还要低，每 t 仍然有约 300 元差价，仅以甲醇替代 15 （ 质量分数）计 算，即可替代汽油约 800 万 t 。