①醇醚燃料的应用及发展概述包艺扬（内蒙古石油化工监督检验研究院，内蒙古 呼和浩特 ０１００２０ ） 摘 要：随着全球环境不断恶化、传统能源消耗殆尽等问题的日益突出，世界各国积极投入对新型可再生能源的开发和利用。醇醚燃料作为替代能源受到广泛关注。本文从概念、发展史、优缺点、发展概况四个方面详细介绍了醇醚燃料，并讨论了醇醚燃料今后的发展方向。关键词：醇醚燃料；能源；发展 中图分类号： ＴＥ３５５ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００６ — ７９８１ （ ２０１５ ） １８ — ００７８ — ０２ 随着世界经济的发展与人口的激增，石油的消耗量与需求量也在飞速增长。目前全球石油枯竭速度已远远超出预期，全球...
①醇醚燃料的应用及发展概述包艺扬（内蒙古石油化工监督检验研究院，内蒙古 呼和浩特 ０１００２０ ） 摘 要：随着全球环境不断恶化、传统能源消耗殆尽等问题的日益突出，世界各国积极投入对新型可再生能源的开发和利用。醇醚燃料作为替代能源受到广泛关注。本文从概念、发展史、优缺点、发展概况四个方面详细介绍了醇醚燃料，并讨论了醇醚燃料今后的发展方向。关键词：醇醚燃料；能源；发展 中图分类号： ＴＥ３５５ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００６ ７９８１ （ ２０１５ ） １８ ００７８ ０２ 随着世界经济的发展与人口的激增，石油的消耗量与需求量也在飞速增长。目前全球石油枯竭速度已远远超出预期，全球石油将在几十年内消耗殆尽。世界各国都致力于使用可再生资源来进行合成燃料生产的新技术研究；通过寻求石油和化学燃料的可替代能源来改善大气污染和保障国家的能源安全。经过多年的研究实践和探索，人们在发展替代能源问题上已形成共识：发展以煤制醇醚燃料替代车用汽、柴油已成为解决能源紧张的大趋势。１ 概念醇醚燃料就是由煤（包括原煤、煤层气、焦炉煤气等）通过气化合成低碳含氧燃料甲醇、低碳醇、二甲醚（简称醇醚燃料）等车用清洁替代汽油、柴油的燃料。醇醚燃料具有氧含量高、燃烧充分、清洁环保、提高辛烷值等特性，且应用时无须改动车辆原发动机就可使用，是代替传统汽油的经济性、绿色车用燃料。２ 醇醚燃料的发展史早在１９０８年美国人亨利福特设计并制造了世界上第一台使用纯乙醇的汽车。 ２０世纪前 １０年，醇发动机和汽油发动机汽车开展了许多方面的竞争，究竞哪一种燃料能取得更好的效果一直存在争议。许多大石油公司都不情愿引入任何一种燃料替代品。此时德国却大力推广甲、乙醇混合燃料。第二次世界大战前，德国的替代燃料占所有轻发动机燃料消耗的５０％以上。战后由于石油工业的迅速发展，各国对乙醇燃料的兴趣快速减退。２０世纪７０年代以后，由于两次严重的石油危机，汽油的价格直线上升，很多国家担心无油可用，便积极寻找代用燃料。甲醇作为燃料始于此时，其特点首先是完全的可替代性。 ８０年代以后，虽然石油价格回落，趋于平稳，但由于对石油危机的担心和汽车尾气对环境保护造成的影响的关注，醇醚燃料也得到了快速的发展。３ 醇醚燃料的优缺点３．１ 醇醚燃料的优点醇醚燃料是理化性能接近汽柴油的液体燃料。甲醇作为燃料始于上世纪 ７０ 年代的两次石油危机之后。甲醇燃料的 ＲＯＮ 可达到 １１２ ，相当于 １１２ 号汽油。二甲醚的燃油性能和机械能更好，它的十六烷值比柴油高２７％ ，爆发力大。且二甲醚容易压缩，在室温下即可液化，便于运输及储存。二甲醚的爆炸极限比 ＬＰＧ（液化石油气）高一倍，作为燃料比 ＬＰＧ 更安全。乙醇燃料是燃油氧化处理的增氧剂，使汽油增加内氧燃烧充分，达到节能和环保目的。同时，乙醇具有极好的抗爆性能，调合辛烷值一般都在 １２０ 左右，作为汽油的高辛烷值组分，可有效提高汽油的抗爆性，可作为无铅汽油添加剂代替四乙基铅。醇醚燃料的另一个优点是清洁环保。醇醚燃料做车用燃油其尾气中常规排放的一氧化碳、碳化氢均比汽柴油低 ３０％ 以上，是 典 型 的 “清洁替代燃料”。在非常规排放物中，毒性最大的苯为零排放。此外，醇醚燃料还具有原料来源广泛、低成本、应用广泛等优点。３．２ 醇醚燃料的缺点醇醚燃料在使用过程中也存在一定的缺陷。主要表现为金属部件的腐蚀、对橡胶部件的溶胀作用。甲醇、乙醇对汽车的橡胶部件有溶胀作用，易导致泄漏。对一些金属部件也容易产生腐蚀现象。目前，美国、欧洲及日本汽车制造商都坚决反对在汽油中掺烧甲醇，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０．３Ｖｏｌ％ ；在欧洲，８５ ／ ５３６ ／ ＥＥＣ 法规中也规定，车用汽油中甲醇的添加量不应超过３Ｖｏｌ％ ，但同时必须包括腐蚀抑制添加剂；德国方面对汽油中的甲醇含量最大限额为３．５％ ；日本对汽油中甲醇的 检出 量 要求 不超过 ０．１％ 。另外醇醚燃热值低，不利于低温起动；低温蒸发性差、蒸发潜热高，不利于低温起动；蒸气压高，容８ ７内蒙古石油化工 ２０１５年第１８期 ① 收稿日期： ２０１５－０７－２０ 易发生气阻；在运输和销售过程中容易吸水和产生相分离，不宜长期储存等缺点。４ 各国醇醚燃料的发展概况国外甲醇汽油开发及应用开始于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、美、日等国先后投入了人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发，美国加州和德国等地还组织了甲醇汽车示范车队。美国曾对甲醇燃料和甲醇汽车的开发和应用尤其重视， Ｍ８５和 Ｍ１００甲醇燃料汽车都曾有着成功的商业化应用。但由于经济方面和社会方面等复杂的原因，从１９９８年后，美国甲醇燃料汽车和甲醇燃料却都开始减少。美国最初大规模地启动燃料乙醇工业是为了应对７０年代中期中东的石油禁运（１９７３－１９７９ ）。随着 １９８５ 到 １９８６ 年油价的大幅度下跌，美国的燃料乙醇工业出现了大幅度的衰退。直到１９９０年通过《清洁空气修正案》后，燃料乙醇工业又开始了大规模地发展。 ２００５ 年的《能源政策法案》同时设立了可再生燃料标准，规定了可再生能源在汽油中必须达到一定的比例。日本对甲醇燃料的研究始于二十世纪８０年代后期，９０ 年代初期已有 ３００ 多辆甲醇燃料汽车投入运行。日本汽车研究所１９９３年用大型公共汽车、载货车使用 Ｍ８５ 、 Ｍ１００燃料，进行了６万千米的道路试验，以检验发动机的耐久性、可靠性。进入２１世纪，日本制订了新的环保计划，将在短期内让日本国内 ４０％ 的汽车改用生物燃料，即乙醇汽油混合燃料，以减少温室气体的排放量以及对外国石油的依赖。在２０１２年之前，供应的是 Ｅ３燃料（生物乙醇含量３％ ），从２０２０年开始将供应Ｅ１０燃料（生物乙醇含量１０％ ），一直到２０３０年实现所有车用汽油都更换成Ｅ１０ 。在欧洲，瑞典１９７５年首先提出甲醇可以成为汽车代用燃料，并随即成立国家级的瑞典甲醇开发公司（ ＳＭＡＢ ）。前德意志联邦共和国在上世纪七十年代开始研制甲醇发动机，１９７９年制定了＇用于公路交通运输的醇类燃料＇的研究规划，将 Ｍ１５汽油用于汽车，其间组织过由６家汽车厂生产的一千多辆燃醇汽车投入试运行，并在全国 主要 大、中城市 建 立Ｍ１５汽车加油站，形成全国供应甲醇汽油的网络。在上世纪七八十年代，德国大众汽车公司还在中国建立了 Ｍ１００甲醇汽车示范车队。可以说，德国是至今世界上发展甲醇汽车最有成效的国家。巴西是发展乙醇燃料最成功的国家。巴西从１９７５年起实施乙醇燃料替代能源发展战略，包括提高乙醇产量和改善乙醇汽油使用性能。 ２００３ 年 ３月，巴西开发出可用乙醇、汽油或任何比例的乙醇与汽油混合的燃料驱动的可变燃料汽车，从而引起乙醇行业的另一轮增长期。这一年，巴西开始大规模生产乙醇汽油“可变燃料”或称“双燃料”引擎汽车。 ２００６年，巴西政府在历史上首次实现能源平衡，即燃料的进出口相抵。巴西在再生能源利用方面全球领先，现在巴西可再生能源的原料利用率已经达到４４．６％ ，目标是达到５０％ ，而全球的平均利用率是 １３．５％ 。我国在“六五”期间曾组织开展了甲醇掺烧汽油的研究、示范工作，并在山西省进行了试验。“七五”期间，进行了高比例甲醇掺烧的试验研究；此后，这项研究也不曾间断。目前，山西省已能够批量生产甲醇汽车发动机和甲醇汽油，陕西省颁布了甲醇汽油及车用燃料甲醇地方标准，四川、内蒙古等地也在小范围内开始试点。我国现行车用醇醚燃料标准主要 包 括： ＧＢ ／ Ｔ２３７９９－２００９ 《车 用 甲 醇 汽 油（ Ｍ８５ ）》， ＧＢ１８３５１－２０１３ 《车用乙醇汽油（ Ｅ１０ ）》，ＧＢ ／ Ｔ２６６０５－２０１１ 《车用燃料用二甲醚》。“十二五”期间，我国将大力发展新型煤化工，多套煤制甲醇、煤制乙二醇项目相继投产。醇醚燃料，尤其是煤制醇醚燃料产业即将获得新一轮的大发展。５ 结束语全球能源需求的迅速增长，导致世界能源生产和环境承载能力愈发不堪重负。环境污染和气候变化等问题正在变得日益严峻，居高不下的能源价格不仅加重了世界经济发展的负荷，也给普通百姓的生活带来越来越多的困扰。在中国的石油消耗中，交通占到 ５０％ 左右，车用燃料基本来自石油。目前，中国原油对外依存度在４５％左右，２０２０年这一比例还会有所提高。随着国际油价上涨，进口石油经济性和安全性都受挑战；另一方面，中国车用燃料需求增长强劲。据预测，２０２０年我国汽车保有量将增加到１亿辆左右。届时我国车用汽、柴油需求量将占全部汽、柴油需求总量的６５％ 。面对我国能源结构在相当长时期一次能源以煤为主的必然事实，把煤转化为醇醚汽车清洁燃料，才是我国重要的能源安全战略发展方向。［参考文献］［１ ］ Ｒｏｍａｎ－ＬｅｓｈｋｏｖＹ ， ＢａｒｒｅｔｔＣＪ ， ＬｉｕＺＹ ， ｅｔａｌ．ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＤｉｍｅｔｈｙｌｆｕｒａｎｆｏｒＬｉｑｕｉｄＦｕｅｌｓｆｒｏｍＢｉｏｍａｓｓｄｅｒｉｖｅｄＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ［Ｊ ］ ．Ｎａｔｕｒｅ ， ２００７ ， ４４７ ： ９８２～９８５．［２ ］ 陈辉，陆善祥．生物质制燃料乙醇［ Ｊ ］ ．石油化工，２００７ ， ３６ （ ２ ）： １０７～１１３．［３ ］ 吴域琦，冯向法．醇醚燃料替代车用汽油、柴油的发展趋势、障碍和对策．第二届石油和化学工业发展（库车）国际论坛 ．２００４．［４ ］ 郭新宇，刘志远．我国醇醚燃料产业发展的思路及对策［Ｊ ］ ．煤化工， ２００８ ， ３６ （ ３ ）： １～４．９ ７ ２０１５年第１８期 包艺杨 醇醚燃料的应用及发展概述
