淺談乙醇汽油

莒菲

（天津市化工設(shè)計(jì)院，天津300193）

淺談乙醇汽油

莒菲

（天津市化工設(shè)計(jì)院，天津300193）

目前我國工業(yè)化進(jìn)程迅猛發(fā)展，能源問題成為很多行業(yè)急需解決的問題。同時(shí)，汽車工業(yè)的發(fā)展對燃燒用汽油的需求增大，不僅能源需求增加，相應(yīng)的汽車燃燒尾氣對環(huán)境造成很大的污染。因此，尋求一種綠色清潔的替代能源成為重中之重。乙醇作為一種可利用農(nóng)作物提取的化工原料，不僅來源與生產(chǎn)綠色環(huán)保，添加到汽油中形成乙醇汽油還可降低有害氣體排放，是當(dāng)今很多國家急于研制開發(fā)的新型能源。本文淺議了我國乙醇汽油的產(chǎn)生與發(fā)展，實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)對比，以及乙醇汽油的使用現(xiàn)狀等方面內(nèi)容。

乙醇汽油；環(huán)境污染；清潔能源

21世紀(jì)是工業(yè)化更加普及的時(shí)代，常規(guī)能源將不能滿足人類生存的需要，因此能源問題已成為各國積極探索研究的熱點(diǎn)。與此同時(shí)，現(xiàn)代能源消費(fèi)過程中帶來的諸多問題已浮出水面。環(huán)境污染成為人們越來的問題，如汽車燃燒汽油所產(chǎn)生的許多有害氣體，因此迫切需要更加清潔的燃料來緩解影響。乙醇汽油便是人們通過艱苦的科學(xué)研究得到的一種新型能源。我國是能源消耗大國，這樣的背景下，開發(fā)石油的替代產(chǎn)品，減緩石油消耗增長，成為我國能源開發(fā)戰(zhàn)略的重中之重。

1 乙醇汽油的產(chǎn)生與發(fā)展

我國自1993年成為石油凈進(jìn)口國以來，石油資源日趨緊張。2014年原油總加工量為5.02億t，進(jìn)口量約2.53億t，預(yù)計(jì)2015年我國原油需求量將達(dá)到5.4億t。原油進(jìn)口量的增加，對我國的能源供應(yīng)安全造成一定的負(fù)面影響。而且，國際石油價(jià)格不斷攀升，給人民的生活帶來很大影響。

燃料乙醇，作為一種環(huán)境友好型可再生替代能源，可以按照一定比例與汽油摻混成車用乙醇汽油（以下簡稱乙醇汽油），2004《車用乙醇汽油》規(guī)定該燃料用體積分?jǐn)?shù)為90%的普通汽油與體積分?jǐn)?shù)10%的燃料乙醇調(diào)和而成?？梢杂行У靥岣咂托镣橹担黾友鹾?，是汽油燃燒更完全，從而降低有害氣體排放。他的開發(fā)和應(yīng)用，不僅有利于改善大氣質(zhì)量，緩解能源緊張，還可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。由于乙醇可以以玉米、小麥、薯類、甘蔗等為原料加工，還可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，緩解我國糧食生產(chǎn)過剩的局面，保護(hù)環(huán)境。因而，乙醇汽油的開發(fā)和應(yīng)用具有較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，對國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。也因此國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)在對乙醇汽油的生產(chǎn)與研發(fā)方面多是以農(nóng)作物纖維為原料，并已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。

2 乙醇汽油性質(zhì)及優(yōu)缺點(diǎn)比較

乙醇汽油作為一種替代能源，主要由糧食及各種植物纖維加工的燃料乙醇與普通汽油按一定比例混配形成[1]。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成[2]。

2.1 乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn)

燃料乙醇的理化性質(zhì)接近車用汽油，易與汽油以一定比例混溶為混合燃料。相比于普通汽油，其優(yōu)點(diǎn)有：

2.1.1 乙醇可以替代汽油中含氧添加劑甲基叔丁基醚（MTBE），MTBE因?yàn)榭蓪Φ叵滤斐珊車?yán)重的污染，目前很多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)立法禁止使用。乙醇的分子式為C2H5OH，含有兩個C原子，一個O原子，其含氧量達(dá)35%，是一種很好的增氧劑。乙醇添加到汽油中后燃燒時(shí)，有自供氧作用與單純的不含氧原子且碳原子又多得多的石化燃料相比燃燒更加充分。排放的有害物質(zhì)較少，能減少機(jī)動車對空氣的污染，達(dá)到節(jié)能與環(huán)保的目的。

2.1.2 乙醇可將汽車油箱及油路系統(tǒng)中燃油雜質(zhì)的沉淀和凝固（特別是膠質(zhì)膠化現(xiàn)象）有效地消除，具有良好的油路疏通作用，是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑[3]。

2.1.3 車用乙醇汽油由于燃燒充分，減少了普通汽油燃燒不完全形成的炭粒積聚現(xiàn)象，有效預(yù)防和消除發(fā)動機(jī)燃燒室、氣門、火花塞等部位積碳的產(chǎn)生，延長了發(fā)動機(jī)的壽命。

2.1.4 在自然界中，由于乙醇的整個生產(chǎn)消費(fèi)過程可有效形成一個CO2的閉合循環(huán)過程，能夠平衡和保持地球溫室氣體，對自然環(huán)境和生態(tài)平衡發(fā)展不造成任何負(fù)面影響。

2.1.5 由于乙醇可以提高汽油的辛烷值，增加氧含量，并且使汽油燃燒更安全充分，并且杜絕了汽車排放出的有害尾氣。因此，按照一定比例調(diào)配的乙醇汽油，是一種綠色環(huán)保的、清潔的可再生車用燃料。

2.2 乙醇汽油存在缺陷

2.2.1 乙醇熱值是汽油的61%，與汽油相比，行駛一樣的里程數(shù)，所需燃料容積要大，耗油量會有所增加。乙醇盡管熱值較汽油小得多，但由于含氧量較高,其理論混合氣熱值與汽油接近[4]。因此，乙醇可以作為汽油機(jī)燃料使用，而且其動力性可以接近使用汽油的發(fā)動機(jī)。

2.2.2 乙醇是一種優(yōu)良的溶劑，易對汽車密封橡膠及其它合成非金屬材料產(chǎn)生一定的輕微腐蝕、容漲，軟化或龜裂作用。同時(shí)，其在燃燒過程中產(chǎn)生乙酸，對汽車金屬特別是銅具有腐蝕作用。有試驗(yàn)表明,在汽油中乙醇含量在10%以下時(shí)，對金屬基本沒有腐蝕，但乙醇超過15%時(shí)，則必須添加有較的腐蝕抑制劑。

2.2.3 乙醇易于吸水，其在運(yùn)輸、銷售過程中易吸水而產(chǎn)生相分離，所以在運(yùn)輸銷售的過程中要特別注意對其加強(qiáng)防水措施。車用乙醇汽油的含水量超過標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)后，容易發(fā)生液相分離，影響使用。車用乙醇汽油的儲運(yùn)周期只有4～5天[5]，所以對運(yùn)送車用乙醇汽油的油罐車、槽車要進(jìn)行必要的改造，并調(diào)和加油設(shè)施。

2.2.4 乙醇的蒸發(fā)潛熱是汽油2倍多,而費(fèi)點(diǎn)溫度為78℃。汽車發(fā)動機(jī)起動時(shí)，蒸發(fā)潛熱大會使乙醇類燃料低溫啟動和低溫運(yùn)行性能惡化,如果發(fā)動機(jī)不加裝進(jìn)氣預(yù)熱系統(tǒng),燃燒全醇燃料時(shí)汽車難以起動。而發(fā)動機(jī)正常工作后，溫度升高，又很容易產(chǎn)生氣阻，降低燃料供給量。

3 乙醇汽油的使用現(xiàn)狀及意義

3.1 乙醇汽油使用現(xiàn)狀

車用乙醇汽油由于燃料來源綠色，屬可再生能源，并且在車用上改善排放氣體的有害性，所以被世界各國一只認(rèn)可，并加以大力扶持開發(fā)，使其在技術(shù)上頗為成熟。而其發(fā)展較快的原因取決于：各國對環(huán)境污染的治理，制定的法規(guī)對汽車尾氣排放有害物質(zhì)的限制越來越嚴(yán)格；禁用MTBE（有的石油公司已開始用乙醇取代新配方汽油中的MTBE）；能源結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，特別是促進(jìn)非糧食作物再生能源的發(fā)展。

我國由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車生產(chǎn)消費(fèi)持續(xù)增長，汽油消耗量巨大。受能源限值，我國的石油常年來依賴進(jìn)口。因此，開發(fā)燃料乙醇等石油替代品，減緩石油消耗增長，改善環(huán)境污染，已成為我國能源發(fā)展的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略決策[6]。

3.2 乙醇汽油的使用意義

新型的動力燃料可以作為自然有限的能源的有效的補(bǔ)充，可以有效地緩解因能源的緊張的局面。同時(shí)又增加了能源的新品種、綠色、環(huán)保經(jīng)濟(jì)實(shí)用?？梢栽偕掖计涂晒?jié)約石油能源。國家推廣乙醇汽油是從環(huán)境保護(hù)、節(jié)省能源和維護(hù)農(nóng)民利益三個角度來考慮的。具體來說：

首先，乙醇汽油增加了汽油的含氧量（由2.7%增加到3.5%），可有效降低尾氣中有毒物質(zhì)的排放量，環(huán)保效益明顯。其次，乙醇汽油節(jié)省能源，是從國家能源供應(yīng)安全角度考慮的。2006年國內(nèi)成品油消耗量1.8億t，加工原油3億t，而國內(nèi)原油產(chǎn)量僅1.6億t，也就是說，國內(nèi)原油進(jìn)口量占到46%。這是個很嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)，國際上通常認(rèn)為40%是個警戒線，而我們國家從2005年就超過了這個警戒線了，長此下去，是無法保證國內(nèi)能源供應(yīng)安全的，況且，這些進(jìn)口原油多數(shù)都需要經(jīng)過馬六甲海峽運(yùn)輸通道，非常容易受制于美國人，一旦出現(xiàn)緊急狀況，國內(nèi)能源供應(yīng)就會出現(xiàn)嚴(yán)重危機(jī)[6]。國家推廣乙醇汽油可以一定程度上減少原油進(jìn)口量，減少對國外原油的依賴程度，是確保國內(nèi)能源供應(yīng)安全的好辦法。比方說，國內(nèi)1.8億t成品油消費(fèi)量，汽油約占1/ 3，如果都推廣了乙醇汽油，則可以替代汽油600萬t，相當(dāng)于少進(jìn)口3000萬t的原油，這是很好的。第三，乙醇汽油可確保我國農(nóng)業(yè)發(fā)展，推廣乙醇汽油還是為了維護(hù)農(nóng)民利益。國內(nèi)8億農(nóng)民，農(nóng)民的利益是國家政權(quán)穩(wěn)定的根本。作為農(nóng)業(yè)大國，從前是這樣，現(xiàn)在是這樣，將來也是這樣。要知道國內(nèi)現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)成是根本無法和國外發(fā)達(dá)國家的農(nóng)產(chǎn)品競爭的，國內(nèi)大豆成本是逐年上升的，而美國是逐年下降的，現(xiàn)在大概國內(nèi)是美國的兩倍多，這既是科技水平的原因，也是國內(nèi)分包到戶小農(nóng)業(yè)無法競爭機(jī)械化農(nóng)業(yè)的原因。這是無爭的事實(shí)，沒辦法改變的。而且國內(nèi)農(nóng)民收入低，一旦國外農(nóng)產(chǎn)品沖擊國內(nèi)市場，國內(nèi)農(nóng)民種糧賣不出去，那將會出現(xiàn)混亂，所以國內(nèi)現(xiàn)在執(zhí)行的仍然是確保農(nóng)糧的收購，但收購來的糧食儲存也是要很高成本的。而玉米又不是什么高檔食品，與其放在糧倉里損失掉，拿來做乙醇，從而頂替汽油，就是一個很好的出路。目前國家提出用陳化糧做乙醇，如果國家收購玉米是長期的不限制的，那農(nóng)民種糧積極性就得到了保護(hù)，也就維護(hù)了農(nóng)民的利益，保證了社會的和諧。

毋庸置疑，無論是國內(nèi)還是國際，當(dāng)今對清潔能源的需求都是巨大的。乙醇燃料汽油作為能夠有效解決環(huán)境污染的清潔能源，將為氣候變暖，PM2.5超標(biāo)，以及石油匱乏等問題作出貢獻(xiàn)。同時(shí)，乙醇燃料汽油經(jīng)濟(jì)在各國大打能源戰(zhàn)略的前提下，也必將是各國爭相開發(fā)的新能源新動力。

［1］王憲文.車用燃料乙醇汽油[J].汽車維修技師,2012(08).

［2］羅建科;徐靖濤;于業(yè)華.新能源的寵兒——車用乙醇汽油[J].汽車運(yùn)用,2011(08).

［3］朱一峰(導(dǎo)師：吳鋒).摻醇汽油的油膜動態(tài)特性研究[D].浙江大學(xué)碩士論文,2010(01).

［4］李永平.乙醇燃料的特點(diǎn)及使用性能分析[J].城市車輛,2007(07).

［5］李鷗;張莉.國內(nèi)車用乙醇汽油的應(yīng)用現(xiàn)狀及尾氣治理效果分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2010(01).

［6］馮亦立.乙醇汽油與普通汽油的環(huán)保性比較[J].環(huán)境科技,2009 (06).

·信息·

讓工業(yè)污水“變廢為寶”

據(jù)報(bào)道，天津市許多工業(yè)企業(yè)加強(qiáng)了對工業(yè)廢水循環(huán)再利用技術(shù)的建設(shè)和研發(fā)力度。端午節(jié)小長假期間，一些企業(yè)職工和科研人員放棄休息，奮戰(zhàn)在各自崗位上，安裝調(diào)試新設(shè)備，提升改造工藝技術(shù)。

位于大港的亞東化工有限公司是國內(nèi)最大的直接染料生產(chǎn)基地，是本市第一家引進(jìn)新型污水處理升級改造項(xiàng)目的企業(yè)，去年正式投入運(yùn)行后，環(huán)保效果顯著，處理后的廢水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，可以用于園林綠化、道路噴灑。近日公司引進(jìn)新設(shè)備，項(xiàng)目副經(jīng)理薛興慧昨天在現(xiàn)場調(diào)試維護(hù)。新項(xiàng)目不僅有效治理工業(yè)廢水污染，還實(shí)現(xiàn)了水和鹽的循環(huán)利用，生產(chǎn)中產(chǎn)生的結(jié)晶廢物氯化鈉，可以直接代替工業(yè)鹽。一年僅買鹽費(fèi)用可以節(jié)省近100萬元，同時(shí)水的用量至少每天減少350 t。

在武清區(qū)亨必達(dá)化學(xué)合成物公司新建廠房，一臺3m多高的蒸發(fā)濃縮裝置正在運(yùn)行。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，“這套裝置最大的優(yōu)點(diǎn)是將廢水處理后，再進(jìn)到蒸發(fā)系統(tǒng)里合部蒸干，廢水只剩下鹽渣，這樣以前每天大量排放的工業(yè)廢水實(shí)現(xiàn)了零液排放，還為企業(yè)生產(chǎn)節(jié)省大量凈水使用量?！?/p>

根據(jù)清水河道行動方案，本市對1100余家工業(yè)直接企業(yè)實(shí)施水污染治理，截至目前，完成總?cè)蝿?wù)量的九成。據(jù)市環(huán)保局水處負(fù)責(zé)人介紹，對這1100多家企業(yè)采取不同的治理方式，一部分企業(yè)不合產(chǎn)業(yè)政策，實(shí)施關(guān)閉；一部分有條件就近接入污水處理廠，將其新建管道接入污水處理廠；還有部分原來直接排到河道里面的，對原有污水處理設(shè)施進(jìn)行深度改造，達(dá)到排放水域的功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃明年全部完成任務(wù)，進(jìn)一步改善河道水質(zhì)，提升周邊群眾生活水環(huán)境面貌。

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.04.024

TU208.5

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1008-1267（2015）04-0058-03

2015-06-05