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1、* * * * *Slide Slide 1 1甲醇燃料动力的技术特点 及产业化应用挑战上海焦化有限公司 2011.4.27* * * * *Slide Slide 2 2推进甲醇燃料应用的重要意义近年来由于石油价格高企，国内形成了煤化工热潮，各地 纷纷上了大型煤制甲醇装置，统计到2010年底，我国甲醇生产 企业产能约达到每年3000万吨以上，并且现有在建装置全部建 成后，产能还将进一步增加至3500万吨以上。但是甲醇用于化 工消费量每年约1100多万吨，下游产品开发及市场开拓尚需时 日。根据石化行业十二五规划，甲醇行业在十二五期间产能将 进一步扩大至5000万吨，推进甲醇作为车用替代燃料，导
2、向是 很明确的。2009年4月8日和5月18日国家标准化管理委员会先后公示批 准车用甲醇燃料和车用甲醇汽油（M85）国家标准（ GB/T23510-2009）、 （GB/T23799-2009），并于2009年11月1 日和12月1日起正式实施。甲醇燃料纳入我国车用替代燃料正 常轨道，加快推进了应用市场。* * * * *Slide Slide 3 3我国能源资源的基本情况摘自BP世界能源统计2010年6月中国石油探明储量为21亿吨，占 世界总储量1.19%；年开采量1.897亿 吨，占世界总产量4.9%；2009年中国 石油消费量4.046亿吨，占世消费总 量10.4%。中国石油储产比10.
3、7，世界 储产比42。 中国煤炭探明储量1145亿吨， 占世界总量13.9%，年开采近28亿吨， 储产比38年，比石油、天然气情况 要好很多。因此中国基本能源结构肯定 是“以煤为主”。* * * * *Slide Slide 4 4上海焦化甲醇燃料研发概要（一、M100甲醇轿车）2006年以来上海焦化和上海华普汽车在开发M100甲醇燃 料方面形成共识，共同推进甲醇汽车的研究和产业化，促进甲 醇作为车用替代燃料真正形成甲醇应用的巨大市场。华普汽车 的M100甲醇汽车技术方案采用双燃料系统，是当前甲醇燃料 使用初期最为合理的过渡方案。焦化在合作中主要围绕甲醇燃料的腐蚀、润滑的适应性展 开研究，以及
4、研究建立甲醇燃料储存、运输、加注系统等方面 完整的产业化应用技术。上海焦化的M100车用甲醇已经建立企业产品标准，目前 正在制定上海市地方标准。在华普专用发动机和整车开发过程 中，经过台架耐久试验、整车50万公里道路试验，验证了车用 M100甲醇燃料技术的可行性。已完成甲醇加注站的设计，实 现运输、储存、加注系统的实际使用。* * * * *Slide Slide 5 5甲醇符合车用替代能源的4E评价要素资源Energy环境友好性 Environment经济性 Economy使用方便性Easy替代燃料评价的4E 要素相互有关联* * * * *Slide Slide 6 6表1 甲醇和汽油的燃
5、料特性比较表性质甲醇汽油分子式CH3OHC4C14分子组成O49.9碳氢化合物C37.5碳氢化合物H12.5碳氢化合物密度（kg/L）0.7930.730-0.790闪点（）11-50沸点（）64.732210热值（MJ/kg）20.08344.350自燃温度500456汽化潜热（kJ/kg）1167293841性质甲醇汽油蒸汽压（雷德法 37.8/Mpa）0.0370.050.09发火温度470240理论混合气温度122.421.6理论混合气热值（kJ/m3 ）39063810层流燃烧速度（m/s）52387理论空燃比（kg/kg）6.4514.615.1辛 烷 值研究法（R）1128497
6、马达法（M）927084（R+M）/21027090* * * * *Slide Slide 7 78万公里道路可靠性试验性能优越，燃料替代比1.6以下，节能23%。序号试验项 目试验结 果技术要 求1动 力 性最高车速 （km/h）汽油160160甲醇164一档起步加速到100km/h 所需时间 （s）汽油16.218甲醇15.8爬坡性能爬坡度（）30302经 济 性最高档等速行驶 燃料消耗量 （升/100km）90km/h汽油6.8替代比 1.558甲醇10.6120km/h汽油8.2替代比 1.585甲醇13* * * * *Slide Slide 8 8华普汽车整车排放检测数据（克/公
7、里、1.8升） 襄樊国家机动车检测中心燃料种类排放项目排放值欧限值汽油THC0.030.1CO0.321.0NOX0.010.08M100甲醇THC0.020.1CO0.281.0NOX0.020.08* * * * *Slide Slide 9 9上海焦化甲醇燃料研发概要（二、甲醇/柴油组合燃烧 ）2008年10月，上海焦化和天津大学内燃机 燃烧学国家重点实验室姚春德教授合作，进行 甲醇柴油组合燃烧技术应用试验。经过近半 年的整车实验，改装的大型柴油机集卡，已经 实际运行近2万多公里。甲醇替代柴油已达到 40%左右，甲醇消耗与替代柴油比例已小于1.8 。驾驶员主观认为上坡、加速时发动机动力更
8、 强，排放也有改善。按当前的甲醇市场价格， 有明显的经济效益。* * * * *Slide Slide 1010* * * * *Slide Slide 1111* * * * *Slide Slide 1212* * * * *Slide Slide 1313* * * * *Slide Slide 1414上海焦化甲醇燃料研发概要（三、M15甲醇汽油应用 ）2003至2006年，由华谊集团和上汽集团牵头，上 海焦化参加了市科委重大攻关项目甲醇掺混燃料研 究及在汽车上的应用项目，在上海内燃机研究所主 持下，利用上海大众2QVS发动机和通用别克发动机 ，全程使用上海焦化研制的 M15甲醇汽油，
9、完成了 发动机的台架标定和耐久试验。2辆桑塔纳整车安装 了改进标定数据后的2QVS发动机，在大众试车场各 进行10万公里道路试验，车辆行驶正常，动力不低于 原机水平，排放合格，顺利完成全部研究目标。* * * * *Slide Slide 1515试验结束 后的发动机拆 检表明：发动机全 程使用焦化研 发的M15甲醇汽 油添加剂，和 汽油相比并没 有过多的积碳 、结焦，能够 保证发动机长 期正常工作。* * * * *Slide Slide 1616上海焦化醇醚燃料研发概要（三、M15甲醇汽油应用 ）2006至2008年上海焦化参于了上海内燃机研究所 承担的国家科技部的863项目“甲醇汽车测试
10、评价 技术研究与开发”。2008年至2010年上海焦化参与华 普汽车承担的国家科技部的863项目“甲醇灵活 燃料汽车技术开发”。完成甲醇汽油用于汽车涉及的 M15甲醇汽油添加剂开发、甲醇汽油应用相关的金属 材料腐蚀性研究、M15甲醇汽油对各种橡胶件的溶胀 破坏研究。通过参与上述各个课题研究，奠定了上海焦化在 国内甲醇燃料应用技术的领先地位。* * * * *Slide Slide 1717甲醇燃料节能减排的优势一、使用甲醇燃料的节能效果：按照理论热值，甲醇、汽 油的比值约1：2.2，实际使用替代比约1.6：1。按照等热值计算 ，节能约25。二、甲醇（CH4O）碳氢比1：4（摩尔），低于汽油（1
11、： 2.25），也低于柴油（1：2.125）。完全燃烧时排放二氧化碳仅 为汽油的71.2%（按1.6倍汽油体积计算），仅为柴油的65.8% （按1.49倍柴油体积计算）。虽然生产甲醇需要排放二氧化碳，但是比起发电，其排放 的二氧化碳高度浓缩，如果需要进一步治理，结合CCS技术采 用压入地下方案，是完全可以实施的。 * * * * *Slide Slide 1818甲醇燃料的经济性优势华普M100甲醇汽车的燃料消耗数据，以及加装 辅助ECU轿车的燃料消耗数据，大致为1.61.7升甲 醇替代1升汽油。当前甲醇市场价格约为2700元/吨， 折算为2.16元/升，沪四地标汽油7.39/升，替代汽油应
12、为3.456 3.672元/7.39元，仅为50%左右，经济性非 常明显。* * * * *Slide Slide 1919M100甲醇燃料汽车的一些技术难点1、低温启动困难甲醇闪点高、汽化潜热大，M15比例以上即存在低温启动问题，中、高比例更加明显。曾采用过的方案：电热塞、进气预热等效果均不佳。 2、尾气排放对汽油车来说启动、暖机阶段、非常规排放也有同样的难点。 3、材料适应性对某些金属、非金属材料存在腐蚀、溶涨，甲醇汽油混用方式难度更大；另外燃烧行为的改变也应选择更合适的金属材料和结构；润滑系统也需要优化。 4、系统规范的研发需要发动机厂、整车厂参与产业化研发，现状较多仍是改装车。* *
13、* * *Slide Slide 2020甲醇燃料产业化应用挑战 一、关于燃爆危害与汽油相比，甲醇热值低、气化潜热大、沸点高、蒸汽压 低、闪点高、自燃温度高、发火温度高、层流燃烧速度低，这 些性能指标对于甲醇燃料使用过程的燃爆控制、消防管理都更 安全。查化学物安全技术说明书：甲醇爆炸极限为5.544.0%， 汽油爆炸极限为1.36.0%，也比较容易控制，相对安全。2008年6月，上海焦化报请上海市消防协会进行“M100甲 醇燃料加注站消防安全技术咨询评估”后，上海市消防局准予 上海焦化在执行石油化工企业设计防火规范、城镇燃气 设计规范、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范等前 提下，建设M100
14、甲醇燃料加注站。* * * * *Slide Slide 2121* * * * *Slide Slide 2222* * * * *Slide Slide 2323* * * * *Slide Slide 2424甲醇燃料产业化应用挑战 二、关于甲醇的毒性甲醇有毒。人们对十年前的假酒案记忆犹新， 对使用甲醇存有疑虑，更有媒体不自觉地夸张宣传 把甲醇说成“剧毒”。但是看毒理性试验数据LD50 值、LC50值，甲醇和乙醇相比毒性并不高出很多。 乙醇延伸的酒文化大家都接受，而甲醇用于燃料却 疑虑重重这是不科学的。上海焦化在编制车用甲醇 燃料企业产品标准时已经添加了标示颜色，如果一 定需要甚至还可以
15、添加特殊气味，杜绝误将甲醇用 于配酒，但更关键是应该让大众能够科学正确地了 解甲醇的毒性和正确地把甲醇用于燃料。 * * * * *Slide Slide 2525职业性接触毒物危害程度分级 GB5044-1985 分 级极度危害（） 高度危害（） 中度危害（） 轻度危害（）急性 毒性吸入LC50mg/m3 经皮LD50,mg/kg 经口LD50,mg/kg 20000 2500 5000 急性中毒发病状况 生产中易发生 中毒，后果严 重 生产中可发生 中毒，预后良 好 偶可发生中毒 迄今未见急性 中毒，但有急 性影响 慢性病中毒患病状 况 患病率（5% ） 患病率较高（ 10 * * * *
16、 *Slide Slide 2626甲醇、乙醇、汽油毒理性数据注：LD50是毒理学实验数据，表明50%实验动物（鼠、兔）致死摄入量；LC50表明50%实验动物致死的环境浓度。本表数据摘自国际通用的化学物安全技术说明书（MSDS）。甲醇乙醇汽油LD50（mg/kg）5628（大鼠经口 ） 15800（兔经皮）7060（兔经口） 7430（兔经皮）67000 （小鼠经皮）LC50（mg/m3）837774小时（大鼠吸入）3762010小时（大鼠吸入）1030002小时（小鼠吸入）* * * * *Slide Slide 2727国标分类的依据是以急性毒性、急性中毒发病状况 、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容 许浓度等六项项指标为基础的。 甲醇和汽油一样，在国家标准的行业举例中明确分 类在“中度危害”一类。我们需要正确科学地认识
