醇类燃料的发展历程使用现状与未来发展趋势

醇类燃料的发展历程使用现状与未来发展趋势陈伟浙江科技学院内容摘要目前,世界的石油资源日趋减少,石油燃料的短缺现象已经出现,并且日益严重。另外,随着汽车保有量的增长,约占能源总需求量40%的车用燃料的消耗量与日俱增,巨大的燃油消耗不仅对日益枯竭的石油能源造成巨大压力,同时大量燃油燃烧不当所排放出的污染物已成为威胁人类生存的主要因素。因此,寻求资源丰富、环境友好和经济可行的代用燃料已成为人类待解决的重大问题。醇类作为液体燃料，其储存、携带、使用都和传统的汽油、柴油差不多。生产乙醇燃料的原料主要来自于农作物，属可再生能源。用生物技术路线取代化学技术路线进行生物燃料的生产，已成为全球各国能源规划的核心内容。本文研究了醇类燃料的发展历程，使用现状与未来发展趋势。关键词:醇类燃料发展现状未来趋势概述乙醇（CH3CH2OH）、甲醇（CH3OH）均是重要的有机化工原料，在化学、医药、轻工、纺织及运输等行业都有着广泛的用途。乙醇主要用作溶剂，也用于制染料、涂料、合成橡胶、医药、洗涤剂、化妆品等。乙醇既可以由乙烯水合制成，也可由谷类、甘蔗和任何含淀粉或糖类的农作物为原料采用生物发酵方法制成。目前，国际上燃料乙醇的总产量约为2400万t，巴西是世界上最大的乙醇生产国之一，2000年乙醇产量达到1031万t，其主要生产原料是甘蔗。美国现有乙醇生产能力约为868.88万t，2002年乙醇产量达到650万t左右，其主要原料为玉米。我国乙醇生产主要依靠玉米、薯类和甘蔗等发酵制取。目前，全国乙醇产量约200万t/a。甲醇主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲脂等多种有机化工产品，也是农药、医药的原料，还是非常重要的溶剂之一。目前，国际（1）辛烷值高、抗爆性能好，乙醇的研究法辛烷值达到111，马达法辛烷值为91。添加乙醇可以较为有效地提高汽油的抗爆性，有关研究结果显示，国内典型催化裂化汽油（RON为90.6）中添加10％（体积）乙醇后，其RON可提高3.4个单位，MON可增加1.4个单位。乙醇对烷烃类汽油组分（烷基化油、轻石脑油）辛烷值调合效应好于烯烃类汽油组分（催化裂化汽油）和芳烃类汽油组分（催化重整汽油）。（2）乙醇含氧量高达34.7%，乙醇可以以比MTBE更少的添加量加入汽油中（美国含氧汽油中通常需添加7.7％乙醇，新配方汽油通常乙醇添加量为5.7％。汽油中添加7.7%乙醇，氧含量达到2.7%，如添加10％乙醇，氧含量可以达到3.5%。（3）通过添加乙醇或其它含氧化合物，并改变汽油组成，美国新配方汽油可以有效降低汽车尾气排放，美国汽车/油料（AQIRP）的研究报告表明：使用含6％乙醇的加州新配方汽油，与常规汽油相比，HC排放降低10%～27%，CO排放减少21%～28％，NOx排放减少7%～16％，有毒气体排放降低9%～32%；国内研究结果表明，燃用乙醇含量10%（体积）车用乙醇汽油的国产典型汽车CO、HC排放分别减少了约30%和10％。（4）乙醇的热值为26.77MJ/kg，比常规汽油热值（43.50MJ/kg）要低，因此，使用乙醇汽油后，发动机的油耗随着乙醇掺入量增加而增加。有资料报道，使用含10％乙醇的混合汽油时，发动机的油耗约增加5%。在相同辛烷值的前提下，发动机的动力性能也有不同程度的下降。乙醇掺入量小于10%时，对汽车发动机的供油系统、点火系统及压缩比不必做任何调整。当乙醇掺入量大于10%时，应适当提高发动机压缩比，加大化油器主量孔尺寸及点火提前角，使燃用乙醇的汽油机的功率接近原机水平。（5）乙醇的汽化潜热大，理论空燃比下的蒸发温度降大于常规汽油。汽化潜热大会导致汽车动力性及经济性下降，在低温条件下，乙醇汽油不易启动；另外汽化潜热大使化油器中形成的燃气混合比低（乙醇空燃比仅为9），比汽油正常燃烧所需的理论空燃比15低得多，影响混合气的形成及燃烧速度，使汽车驱动性能下降，影响最大功率的发挥，不利于汽车的加速性。巴西、美国在使用较高比例（含20％～100%乙醇）乙醇汽油时，通常通过增加发动机进气加热系统或废气预热空气系统，提高进气温度，改善混合气形成及燃烧，改善乙醇汽油的低温启动性。（6）乙醇在生产过程中一般会含有酸性物质，而且乙醇本身的吸水性使之在贮存过程中含有少量水分，同时受到空气的氧化或细菌发酵也会产生少量的有机酸，都会对发动机产生较为严重的腐蚀和磨损。有关试验结果表明，汽油添加0～15%乙醇后，紫铜试件随乙醇浓度增加而腐蚀增加，乙醇含量15％时，铜片腐蚀达3a级；铸铁试件出现0.02%～0.04%的增重；对其它金属的腐蚀影响不明显。国内有关研究显示，在常温（20℃）条件下，随乙酸含量增加，乙醇对紫铜试件的腐蚀增加；40℃温度条件下，乙酸对黄铜试件的腐蚀有所增加，对紫铜试件的腐蚀严重，对其它金属腐蚀影响不大；当乙酸含量超过70ppm后，乙醇汽油对紫铜的腐蚀迅速增加。乙醇的蒸发潜热大，汽化不良而流入汽缸壁，致润滑油膜被冲洗而造成润滑油稀释或严重乳化，导致发动机部件的摩擦和磨损。国外在使用E85或E100等高比例乙醇时，通常需要适合燃用乙醇的特制发动机，其供油系统、进气系统材料需经防腐处理。使用低比例乙醇燃料时，金属腐蚀抑制添加剂的加入（300～500ppm）可以有效抑制乙醇汽油对铜片（黄铜、紫铜）的腐蚀。（7）乙醇作为一种化工溶剂，对汽车供油系统的橡胶部件有一定的溶涨作用，对油泵的密封及其它部件的合成橡胶材料大都有轻微的腐蚀、溶涨、软化或龟裂作用。有关试验结果表明：不同橡胶的耐油性顺序为：聚氯醚（氯醇胶)～氯化聚醚>氟橡胶～氯丁胶>丁腈胶>氰化丁腈胶>顺丁胶>乙丙胶～丁苯胶>天然胶>硅橡胶>丁基胶。（8）乙醇的抗水性较差，乙醇汽油在少量水分存在的情况下容易发生相分离。有关试验结果表明：随着乙醇汽油中水含量的增加，相分离温度明显提高，以含10％乙醇汽油为例，当调合汽油中水含量小于3000ppm时，相分离温度为-30℃以下，当水含量增加至4000ppm时，相分离温度为-16℃。在相同水含量的条件下，随着乙醇含量的增加，相分离温度有较大幅度降低。（9）乙醇本身的饱和蒸汽压为18kPa，但研究表明，乙醇调入汽油后，会产生明显的蒸汽压调合效应，当乙醇添加量为3.0%～5.7%时，乙醇汽油的调合蒸汽压随乙醇添加量增加而提高，最高达58kPa；当乙醇添加量大于5.7%时，乙醇汽油调合蒸汽压随乙醇添加量增加逐渐降低。3.2甲醇作为汽车燃料的技术可行性3.2.1甲醇汽油的抗爆性甲醇的抗爆性能较好，其研究法辛烷值达到112，马达法辛烷值为106，而且它和汽油混合后的调合辛烷值较高。表2为甲醇在国内典型汽油中的辛烷值调合性能，由表2可以看出，甲醇在3种汽油组分中均呈正的辛烷值调合效应，其中，掺5％甲醇在烷烃类直馏汽油中的调合效应好于烯烃类催化裂化汽油和芳烃类重整汽油，其增加研究法辛烷值的能力要明显好于提高马达法辛烷值。表2甲醇在国内典型汽油中的辛烷值调合性能3.2.2甲醇汽油的腐蚀性甲醇在生产过程中一般会含有酸性物质，而且甲醇本身的吸水性使之在贮存过程中含有少量水分，同时受到空气的氧化或细菌发酵也会产生少量的有机酸，以及甲醇燃烧后产生的甲醛、甲酸等，都会对发动机产生较为严重的腐蚀和磨损影响。美国Ford公司的研究发现，使用甲醇汽油后，发动机润滑油中的铁含量比使用无铅汽油大5.2倍。发动机磨损的主要表现是活塞环和汽缸壁的磨损和腐蚀，其主要原因是甲醇及其燃烧中间游离基反应生成氧化产物（如甲酸）对金属表面的侵蚀。另外，甲醇的蒸发潜热大，汽化不良而流入汽缸壁，致润滑油膜被冲洗而造成的润滑油稀释、并严重乳化导致发动机部件的摩擦磨损。RIPP的研究结果表明，甲醇汽油对汽车油箱的铅锡镀层有腐蚀作用，如含水分则对钢板及焊接钢管也会产生腐蚀，对一些铜、锌、铝等金属及其合金也有腐蚀作用。3.2.3甲醇汽油对橡胶材料的溶涨性实践证明，甲醇汽油对汽车供油系统橡胶部件的溶涨作用较大，对油泵的密封及其他部件的合成橡胶材料大都有腐蚀、溶涨、软化或龟裂作用，甚至对纸树脂滤芯及金属滤芯也有腐蚀作用，有时对化油器金属有斑蚀作用。试验表明，氟硅橡胶和氟烷橡胶具有较好的耐甲醇溶涨性能。日本的研究表明，特别是含10％甲醇的汽油对各种橡胶的溶涨率都比较大。表3为甲醇汽油对不同橡胶（密封）体积变化的影响。表3含醇汽油对橡胶体积变化的作用，％3.2.4甲醇的毒性甲醇是典型的神经毒物，可经呼吸道、胃肠道和皮肤吸收,甲醇对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。急性中毒症状有：头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明，继而呼吸困难，最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒反应为：眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、视力减退、消化障碍。甲醇摄入量超过4g就会出现中毒反应，误服量超过10g就能造成双目失明，饮入量大造成死亡。致死量为30mL以上，甲醇在体内不易排出，会发生蓄积，在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生产工厂，我国有关部门规定，空气中允许甲醇浓度为5mg/m3，在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具，废水要处理后才能排放，允许含量小于200mg/L。3.2.5甲醇汽油的排放性能国内外一系列的试验研究结果表明，由于甲醇具有很高的含氧量，使用甲醇汽油可以有效提高发动机的热效率，减少汽车CO及HC的排放，而未燃烧的甲醇及醛类排放则较普通汽油有明显增加。例如，德国大众汽车公司进行的甲醇车队的排放试验结果表明，甲醇汽车排放与汽油车相比，CO降低62.5%，HC减少33.3%，NOx减少25％，而总醛排放增加了3～6倍。国内研究表明，使用甲醇汽油，汽油发动机的CO排放比使用汽油下降了48％，HC下降了39％；NOx基本不变；使用M15、M100燃料，发动机的甲醛排放增加3～4倍，使用M15的未燃甲醇排放约50ppm，使用M100时为500ppm，甲醇在燃料中的比例越高，未燃的醇排放量越高。3.2.6甲醇汽油的其它性能除上述性能外，甲醇汽油的热值为19.60MJ/kg，比汽油的43.50MJ/kg要低许多，因此，使用甲醇汽油后，发动机的油耗随着甲醇的掺入量增加而增加。有资料报道，当使用含10％甲醇的汽油时，发动机的油耗增加约5％。在相同辛烷值的前提下，发动机的动力性能也有不同程度的下降。甲醇汽油在少量水分存在的情况下容易发生相分离，影响贮存和汽车正常运转。甲醇本身的饱和蒸汽压为33kPa，但研究表明，甲醇调入汽油后，会产生明显的蒸汽压调合效应，调合油的蒸汽压显著增加。表4列出甲醇在催化裂化汽油和重整汽油中的调合蒸汽压试验结果。表4甲醇的蒸汽压调合效应，kPa表4结果表明，甲醇汽油的蒸汽压比较高，容易产生气阻，影响汽车的正常使用。此外，试验表明，掺10％甲醇的汽油蒸发排放比基础汽油高1～2倍。甲醇汽油的低温性能和冷启动性能较差，这主要是由于甲醇的蒸发潜热比汽油高3倍，低温条件下，甲醇汽油不易启动，另外汽化潜热大使化油器中形成的燃气混合比为6.45，比汽油正常燃烧所需的理论空燃比15低得多，使汽车运转性能不良，驱动性能下降，影响最大功率的发挥，不利于汽车的加速性，严重的将影响汽车的驱动性能。4国外醇类燃料的历史、现状及发展趋势4．1巴西推广乙醇燃料的经验巴西是石油资源贫乏国家之一,早在20年代巴西就开始在汽车中应用乙醇/汽油混合燃料。第二次世界大战之后,随着石油供应的缓和,巴西乙醇/汽油混合燃料的应用停滞不前,直1974年第一次世界石油危机才促使巴西政府下决心推行乙醇汽油计划,1975年,巴西制定并开始实施了乙醇汽油全国计划,第一批汽车使用的混合燃料是22%乙醇和78%汽油。1979年,当第二次石油危机来临时,巴西政府采取了一系列政策鼓励生产、使用乙醇/汽油混合燃料。与此同时,巴西汽车工业也对使用乙醇/汽油混合燃料的第一代汽车进行了一系列的改进,如:由于乙醇热值低,为保证发动机正常运转,巴西燃用乙醇的汽车压缩比已普遍提高到12以上;对发动机油箱、化油器等供油系统进行防腐处理。由于乙醇的汽化潜热高,为提高发动机进气温度,利用排气预热空气系统及在发动机化油器下安装电加热器,保证了乙醇或混合燃料的正常汽化。巴西政府的乙醇计划极大地促进了甘蔗生产、蔗糖加工、乙醇生产及乙醇汽车技术科研和生产的发展,同时形成了蔗糖、乙醇成套制造技术和乙醇汽车技术的科研和工业体系。巴西的乙醇产量从1976年的6亿L猛增到1990年的120亿L,使用混合燃料汽车销量从1978年的只占汽车总销量的0.3%上升到1986年的90%以上。近几年,由于国际原油价格低迷,巴西燃料乙醇的应用发展缓慢。4.2美国乙醇然料的应用情况1930年,乙醇/汽油混合燃料在美国内布拉斯加州地区首次面市,1978年,含10%乙醇的混合汽油在内布拉斯加州大规模使用。1979年,美国国会为减少对进口原油的依赖,从寻找替代能源的角度出发,建立了联邦政府的“乙醇发展计划(使用E10,减免联邦税)”,开始大力推广使用含10%乙醇的混合燃料,联邦计划的实施使美国的乙醇工业得到迅速发展,乙醇产量从1979年的3790万L迅速增加到1990年的3.3亿L。在1990年以前,美国推广乙醇主要出于两个目的,首先乙醇是很好的代用燃料资源;其次,在美国车用汽油无铅化进程中,乙醇部分起到了替代铅的抗爆作用。1990年,美国国会通过空气清净法修正案,对汽油除了要求控制蒸汽压、苯含量外,还要求含氧汽油添加(2.7m%的氧;新配方汽油添加李2.0m%的氧。EPA批准使用的含氧化合物有:MTBE、TAME、ETBE、乙醇等(不包括甲醇)。空气清净法修正案颁布后,乙醇作为主要含氧化合物之一被广泛用于美国含氧汽油和新配方汽油生产。目前,美国汽油消费量为1250亿加仑,相当于3.46亿吨,大约25%为含乙醇汽油。其中,在芝加哥等中西部地区汽油中乙醇的加入量通常为10%,在需要使用含氧或新配方汽油地区的乙醇添加量则为5.7%(含氧量<2.om%)或7.7%(含氧量<2.7m%)。除此之外,1993年,美国加州开始实施灵活燃油车辆计划,制定了用于轻型车的E85(85%乙醇+15%汽油)和用于重型卡车和公共汽车的E100(100%乙醇)的燃料规格。1999年3月25日,美国加利福尼亚州州长Davis发布公告:基于MTBE对加州环境及居民健康的影响,在不违背美国联邦空气清净法要求的前提下,加州将于2003年l月l日起禁止MTBE的使用。1999年7月26日,美国国家环保局局长卡罗尔·布朗纳(CarolM.Browner)在收到该小组的报告后发表公告,美国EPA将与国会合作,尽快制定必要的立法,在不牺牲清洁空气方面已取得利益的前提下,帮助各州在当前法律下减少使用并逐步禁止使用MTBE。目前,美国新能源法案计划在4年内逐步禁止使用MTBE,17个州已通过立法已经开始禁止使用MTBE,截止到2002年已经有约50%的MTBE被取代,加州在2004年l月1日全面禁止使用MTBE,目前加州已有约85%的汽油为乙醇汽油,美国加州汽油中乙醇的添加量通常为5.7%,以满足汽油含氧量<2.om%的要求。上述美国有关MTBE的最新进展情况表明,美国将开始大量减少使用MTBE,并很可能在未来几年里全面禁止使用MTBE。此举无疑将对美国乃至全世界的炼油业、MTBE、乙醇的生产和使用产生深远的影响。目前,美国燃料乙醇工业共有75套生产装置,总的生产能力为869万t,在建生产能力158万t。2002年全美生产乙醇645万t。美国有关协会预测,随着新乙醇厂的投产,2003年预计全美乙醇产量”4万t。根据美国可再生燃料规划,2012年的燃料乙醇需求量将达到1892.5万t。4.3国外甲醇汽油的应用情况甲醇汽油开发及应用在国外开始于20世纪70年代的第二次石油危机,从替代能源的角度考虑,德国、美国、日本等国先后投人人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发。在70一80年代期间,美国加州、德国等地均组织了甲醇汽车示范车队(包括德国大众汽车公司在中国建立的M100甲醇汽车示范车队)。美国对甲醇燃料和甲醇汽车都进行开发和应用,重点开发燃烧M85、M100专用甲醇燃料汽车。美国开发了M100汽车,但是由干甲醇加油站限制,行驶里程受限制,用户不便,故美国福特公司开发了可使用汽油或醇与汽油以任意比例混合的燃料的灵活燃料汽车(FFV),这种车由燃料传感器识别成分,通过电脑提供发动机最佳运行参数。这样就不会受到加油站限制。目前,FFV汽车在美国已经能大规模商业生产,这些由Ford汽车公司特制的使用高比例甲醇的灵活燃料汽车主要集中在加州地区。统计数据表明,1998年后美国甲醇燃料汽车和甲醇燃料都在减少,目前,美国加州甲醇汽油加油站也仅剩下l座,其中原因是多方面的:甲醇作为汽车燃料的缺陷,特别是甲醇有毒,使得甲醇在比较重视健康安全和生活质量的美国不受欢迎;1997年开始的亚洲金融危机波及全球,使得世界上油价低迷,甲醇价格难以同石油价格竞争,1998年美国福特汽车公司停止生产FFV甲醇汽车;美国农业作物丰富,美国政府非常重视保护农民利益,使得毒性小和安全性比较好的乙醇燃料得以迅速推广;此外,CNG、LNG、电力等代用燃料在美国市场发展空间比较大,也使甲醇代用燃料在美国受到冷落。美国、欧洲及日本汽车制造商坚持反对在汽油中掺烧甲醇,在美国车用无铅汽油标准ASTM4814中,要求汽油中甲醇含量最大不超过0.3Vof%,MTBE的加入量最大可为15Vol%;乙醇最大10Vol%;ETBE或TAME最大17Vol%。1998年12月世界汽车制造商组织联合发布的“世界燃料规范”中,要求“不允许使用甲醇”。在欧洲85/536/EEC法规中,车用汽油中甲醇的添加量《3Vol%(同时必须包括腐蚀抑制添加剂)。国外反对在汽油中加入甲醇,主要原因是甲醇腐蚀性比较大,目前的技术还不能很好解决甲醇汽油金属腐蚀性问题,汽车的耐久性(16万km)得不到保障。此外,由干甲醇有毒,使用不慎容易对人体造成伤害或致人死亡。S国内醉类瀚料的研究及应用5.1国内甲醇燃料汽车研发和推广应用概况我国从20世纪70年代开始,较系统地研究甲醇燃料。低比例的甲醇燃料在四川省等地加油站出售。国家科委在“六五”期间,组织M15甲醇掺烧汽油的研究、示范。曾在山西省进行过475辆M15汽车和4个加油站的商品化运行试验。不过由于M15燃料中,需添加防止燃料分层的助溶剂(丁醇、杂醇、MTB)E,在我国不易廉价获得,因而在“七五”期间,国家科委改为组织了十几个单位进行高比例甲醇的试验研究。与此同时,与德国大众汽车公司进行了历时7年的M100甲醇汽车国际技术合作研究,以及与美国福特汽车公司进行FFV合作研究,从而对国产发动机的优化改造、与汽车的匹配、甲醇燃料配方、腐蚀抑制剂、专用机油、耐醇材料、排气催化净化、对环境和人体健康的影响等都进行了系统的研究。1997年国家科委和国家经贸委发布【1997」018号文批准山西省实施国家甲醇燃料示范工程,并先后投入50辆甲醇中巴车进行示范运营,该项目已经于2001年11月验收。中国第一家甲醇发动机生产企业一一晋中新天地发动机厂研发的多点电喷发动机,列入了国家高新技术创新项目,在先后经历了由化油器型、单点电喷型到多点电喷型,由定比例低甲醇(M15)到定比例高甲醇(M85)递进式研制后,产品技术日趋成熟,多点电喷发动机成为试验示范的动力支撑,目前该机已经具备批量生产能力。1996年7月,大同汽车制造厂、中国工程院热物所与美国福特公司合作,采用云岗牌DTQ6600中巴车成功地试制了我国第一台灵活燃料甲醇汽车(FFV)。该车采用中央控制系统(ECU)和多个传感器,通过这些系统,这部汽车可使用汽油与甲醇任意混合比例燃料。1998年3月大同汽车制造厂又试制了第二批巧台定比例M85甲醇清洁燃料汽车,这巧台甲醇汽车在太原至榆次公路上运行,各项指标良好。大同汽车制造厂2001年6月试制成功M100全甲醇清洁燃料燃烧装置。在普通燃油发动机上安装该装置后,可100%燃烧甲醇而不掺入汽油。该装置已在夏利、捷达、6490越野车和6600中巴车上试验成功。普通汽车安装该装置,燃烧100%甲醇后,除具有明显的环保优势后,汽车的加速性、速度与普通汽车相当,而运行成本则比燃油汽车低得多,此外安装该装置的成本也不高,对普通发动机改造,每台成本可控制在2000元人民币以下,这种装置还可以避免国产甲醇中含蜡成分较高而导致喷油嘴被蜡质堵塞现象,燃料消耗比传统甲醇发动机下降30%以上。山西省已经具备甲醇产业化的条件,今后5年山西省将增加至甲醇汽车5000辆。对于低比例M3、MS甲醇汽油还在四川省部分地方应用,四川省技术监督局还制定该甲醇汽油地方标准DB51/T259一1996。河南课河石化集团宣称中比例甲醇汽油M50已研制成功,该集团还制定了该燃料的企业标准Q/LHSHool一2001,并称该甲醇汽油可以直接在汽车上使用,发动机无需改造。北京腾飞时代公司也称研制成功M19环保复合燃料,宜称该燃料在不改变发动机结构下,解决了甲醇对橡胶的溶胀问题、加入甲醇后发动机动力下降问题、遇水分层问题、冷启动困难问题。5.2国内乙醇汽油研发和推广应用概况在2000年以前,国内开展乙醇燃料研究及应用工作的并不多,据不完全了解,“八五”期间,在交通部能源管理办公室的主持下,交通部属有关科研机构对乙醇作为车用燃料进行了一系列的研究,其中,1985年,云南省科委和云南交通科学研究所进行了60%乙醇汽油的发动机台架及行车试验;1986一1990年,福建省交通科学技术研究所开展了E20(含20%工业乙醇的混合汽油)的应用研究;交通部公路科学研究所先后进行的E20、E40、E60及100%乙醇汽油应用研究等。1987年,中国石化销售公司下属的中南石油公司、湖北省石油公司、广西自治区石油总公司等单位也列项对18%一22%乙醇汽油、5%乙醇柴油等进行营运应用试验,试验结果通过了中国石化销售公司的技术鉴定。2000年9月,根据国务院领导指示,国家经贸委要求中国石化集团公司组织有关科研单位开始对乙醇作为车用燃料的可行性进行了系统研究。已经完成的的研究工作包括:燃料乙醇作为车用燃料的可行性试验研究、乙醇汽油的行车试验、燃料乙醇作为车用燃料的经济性分析、变性燃料乙醇及车用乙醇汽油国家标准的制定、燃料乙醇金属腐蚀抑制剂研究、车用乙醇汽油应用技术研究等。2002年3月,国家八部委联合颁布了车用乙醇汽油使用试点方案和实施细则,组织实施了车用乙醇汽油的使用试点工作。其中,河南省南阳、郑州、洛阳三市车用乙醇汽油使用试点工作分别于2002年3月8日、6月8日、6月18日陆续启动,中国石化集团公司分别在三个试点城市完成设计规模45万t/a的车用乙醇汽油配送中心的建设,河南南阳天冠集团完成20万t变性燃料乙醇生产装置的改造。三市试点封闭区域内的249座加油站经过改造销售车用乙醇汽油。2003年6月,车用乙醇汽油的使用试点工作在河南、黑龙江两省五市圆满结束,在车用乙醇汽油使用试点期间,约有20余万辆汽车和5万余辆摩托车使用了近20万t车用乙醇汽油。6总结虽然世界各国都在根据自身的实际情况发展代用燃料汽车,代用燃料汽车也将有比较快速度增长。但是在未来20年内,代用燃料汽车数量(甲醇汽车只是其中的极小一部分)所占汽车比例最高不会超过30%,可以预见未来相当长的时期内汽车用燃料仍将以汽油和柴油为主。推广使用车用乙醇汽油是我国一项重要战略决策。推广使用车用乙醇汽油可以缓解国内石油短缺矛盾。我国在1993年后成为石油净进口国,受资源的影响,国内原油供求矛盾日益突出,这将成为制约我国国民经济发展的长期压力。九届人大四次会议通过的《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》提出,要开发燃料乙醇等石油替代品,采取措施节约石油资源。推广使用车用乙醇汽油可以有效缓解玉米等粮食的转化,促进农业生产的良性循环。我国是一个农产品生产和消费大国,党中央、国务院始终高度重视农业问题。近年来,我国农业生产连年丰收,粮食综合生产能力已接近5亿t,实现了农产品供给由长期短缺到总量基本平衡、丰年有余的历史性转变,然而粮食深加工转化问题未能得到很好的解决。针对目前粮食供给相对过剩、粮价下跌、农民收入增长缓慢问题,《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》提出,要通过加工转化、扩大出口等多种方式,解决粮食等农产品阶段性供过于求问题。推广使用车用乙醇汽油可有效解决玉米等粮食的转化,形成一个长期、稳定、可控的粮食消费市场,有助于增加和稳定农民收入,实现农业生产的良性循环。推广使用车用乙醇汽油有利于环境的改善。燃料乙醇属于可再生资源,车用乙醇汽油含氧,可有效促进发动机的燃烧,降低汽车尾气有害物质的排放,有利于改善大气环境。美国、巴西乙醇汽油的应用经验以及国内车用乙醇汽油可行性研究、使用试点经验表明,推广使用车用乙醇汽油在技术上是可行的,但是一个系统工程,需要国家经济及税收政策上的支持,并建立车用乙醇汽油生产、储运、销售、使用、市场监管、价格调控、质量监督、环保监测的成套政策措施和管理办法。目前,尽管甲醇生产技术比较成熟,市场供应也比较充分,燃烧高比例和纯甲醇燃料的专用甲醇燃料汽车技术也比较成熟,高比例甲醇燃料在国外也已经商业化。但是由于种种原因,美国对高比例甲醇汽油和全甲醇燃料已经在逐步减少使用,同时已停止生产高比例甲醇燃料汽车。国内外研究及应用经验表明,甲醇汽油在毒性、金属腐蚀等方面存在着严重问题,尽管国内外已开发成功各种金属腐蚀抑制剂,但这类技术还不能完全解决甲醇汽油的腐蚀问题,只能部分抑制或减缓腐蚀的发生。不能完全保证汽车16万km的耐久性要求,因此,国外对发展低比例、中比例的甲醇燃料持反对态度,美国、欧洲等国外工业发达国家已禁止在车用汽油中掺混甲醇,尤其国内外汽车制造商均强烈反对使用低比例甲醇汽油。因此,在不改变汽车发动机前提下发展汽油掺烧中、低比例甲醇技术应持谨慎、科学的态度,并充分征求汽车制造商的意见,组织对车用甲醇汽油全面、系统、科学的可行性论证。5.乙醉汽油推广的优势与不利因素5.1应用乙醇汽油的优势推广应用乙醇汽油的优势主要有:乙醇辛烷值高(RON为11,,MON为91),抗爆性好。国内典型催化裂化汽油中添加10%乙醇后,其RON可提高.34个单位,MON可提高1.4个单位。令乙醇氧含量高达34.7%,汽油中含,O%的乙醇,其氧含量可达3.5%.乙醇碳氢比低，有利于燃烧完到全,且燃烧干净,热效率较高,污染轻微,有利于降低排放。与普通汽油相比41r,应用乙醇汽油可降低尾气中一氧化碳排放量约20%一30%,减少烃化物排放量约12%,使有害物质排放总量减少30%以上。令乙醇的汽化潜热比汽油高约3倍,混合燃料蒸发汽化可以促使进气温度进一步降低,有利于增加发动机进气量,提高发动机功率。令乙醇资源较为丰富,生产技术成熟,当乙醇掺混比例小于10%时,无须对汽车发动机做大的改动。令乙醇是一种有机溶剂,具有较好的清洁作用,能有效清除油箱及油路系统中燃油杂质的沉淀和凝固,具有良好的油路疏通作用31r。5.2应用乙醇汽油的不利因素推广应用乙醇汽油的不利因素主要有:令由于乙醇的热值比车用汽油低,导致使用乙醇汽油的车辆油耗增加。与普通汽油相比f51,使用1E0乙醇汽油时,油耗略有增加.但车辆的动力性能、加速性能及冷启动性能没有明显变化。令乙醇的蒸发潜热大,低温下不易启动,导致汽车的动力性和经济性有所下降。令乙醇作为一种化工溶剂,对汽车供油系统、油泵、加油枪的橡胶部件有一定的溶胀作用。令乙醇抗水性差,乙醇汽油在少量水的存在下容易发生相分离。令乙醇生产成本相对较高,需要国家相关财税政策的支持61r。6.醇类燃料发展前景展望6.1甲醇燃料我国对甲醇的需求量已占据世界第1位,但产能过剩也是事实。加之受金融危机的影响,下游需求萎缩,来自中东及东南亚诸国的低价甲醇大量冲击国内市场,加剧了甲醇市场供大于求的矛盾。统计数据显示171,2000一2006年,我国甲醇产能年均增长速度为25%,2006一2010年甲醇产能年均增长速度为36%。2009年,我国甲醇产能达到3.2xl。“t,而国内甲醇表观消费量为1.6xIO7t,扣除全年进口0.5xIO7t,实际开工率不足40%。在产能迅猛扩张的同时,国内甲醇产量增速却较为缓慢,闲置、落后产能较多,产能过剩局面凸显。目前,我国甲醇下游消耗大致比例为:甲醛31%,二甲醚21%,甲醇燃料12%,醋酸9%,M丁BE6%,其他21%。甲醇汽油在欧美等国家的应用近年来