本科毕业论文外文翻译外文译文题目 ：醇类代用燃料概述学 院:汽车与交通工程学院专 业:车辆工程学 号:200923179047学生姓名:宋文鹏指导教师:张光德日 期:（二○一三年六月）1 Alcohols as alternative fuels: An overviewVenkateswara Rao Surisetty, Ajay Kumar Dalaia, Janusz KozinskibScience Direct,2011,1(11):2～6醇类代用燃料概述维卡特斯瓦拉·饶·萨瑟提,阿加·库马尔·德拉雅简阿兹·科因斯科科学指导，2011,1(11):2～61 引言 在过去十年中，政府和相关行业付出了相当大的努力来提供更清洁的汽油起初，是通过向汽油中添加铅来增加它的辛烷值，向每加仑汽油中添加一克铅，它的辛烷值就会出现十倍甚至更多倍的增长发动机燃油需要一定数量水平的辛烷值从而保证发动机平稳运转和提高它的抗爆性考虑到含铅汽油的排放问题，环境保护局要求减少汽油中铅的添加量当无铅汽油成为一种标准时，炼油厂寻找其他的添加剂来使汽油的辛烷值达到含铅汽油的水平芳香烃和醇类被当做最好的选择。
芳香烃，比如说苯和甲苯，有比较高的辛烷值水平，但是这些化合物的存在会产生更多的烟雾，而且，苯也是一种致癌化合物环境保护局已经批准了几种可用于无铅汽油中醇和醚，乙醇和甲基叔丁基醚是两种最受欢迎的添加剂甲基叔丁基醚并没有乙醇使用广泛，但是炼油商将它作为添加剂，原因是它没有像其他添加剂一样对水非常敏感并且它没有增加燃料挥发性的趋势汽油本身的燃油特性和它所包含的其他物质对环境有一个直接的冲击表一对汽油的性质、它们对发动机的有利影响和对环境的有害影响做了一个简介低分子量醇如乙醇已经取代了其他添加剂成为汽车燃料中的辛烷助推器，在交通运输中，醇类可以被推广成为代用燃料或代用燃料组成部分，原因如下：a、 降低温室气体排放b、 降低有毒废气排放c、 全面提高能源效率d、 降低燃油费用e、 社会原因（比如说增加农业部门的就业） 和汽油柴油不同的是，醇类含有氧元素由于氧的存在，向汽油产品中增加醇类可以使燃料燃烧得更加完全，这也增加了燃料的燃烧效率并且减少了空气污染使用添加有10%乙醇的汽油可以很好地降低温室气体的排放使乙醇成为燃料扩展物或燃料替代品变得引人注目的另外一个因素是它是一种可再生能源表二将醇类的性质如沸点、潜伏热值、水溶性与辛烷和十六烷做了一个比较。
和传统燃料相比，醇类的燃烧热更少然而，最低的化学当量空燃比可以使醇类燃料在发动机内部燃烧时产生更多的热量表三介绍了汽油混合物含氧燃料的有效混合值研究法辛烷值是测试发动机在相对较低的转速（600rpm)通过频繁加速来模拟城市行驶速度的方法来测定的马达法辛烷值是在一个模拟高速行驶的更高速度（900rmp)下测量的对绝大多数的燃油成分而言，研究法比马达法更好，他们之间的差值被用来衡量燃油的质量这被称为燃油的敏感度和汽油指定的最大值，这个值在一般情况下应该小于十虽然甲醇的含氧百分比最高，但是和乙醇比它的敏感度值是30，乙醇的敏感度值是15并且它的瑞德蒸汽压比甲得多实质上，和其他燃料相比，在含氧百分比、敏感度和瑞德蒸汽压上乙醇都是更有利的表1 汽油性质简介 汽油性质 可取之处 对环境的影响辛烷值蒸汽压波动硫含量烯烃芳香烃稳定性添加剂抗爆性，增加可燃混合气压缩比和发动机做功，提高燃烧效率使可燃混合气充分汽化蒸发使发动机冷启动更容易最好没有对辛烷值有利对辛烷值有利减少气门积碳辛烷值高的化合物对环境不利：- 铅是有毒的污染物和有毒的催化妆化器催化剂 - 苯是致癌物- 芳香烃产生更多的烟雾 - 烯烃会使发动机产生积垢和烟雾- 轻量组分会导致碳氢化合物排放从而污染环境 -重量组分会使燃烧室和火花塞积碳从而排放未完全燃烧的碳氢化合物污染环境 - 硫有腐蚀性，刺激性气味，会增加三氧化硫的排放- 降低催化转换器的效率- 对点火正时不利从而降低发动机的效率- 导致积碳和粘着物的形成，增加臭氧、碳氢化合物和有毒化合物的排放-增加发动机积碳和尾气的排放，包括二氧化碳的排放-排放物中含有致癌物苯影响化油器的工作从而增加碳氢化合物和一氧化碳的排放表2 化学纯燃料的特点燃料化学重量(lb/mol)特定重力沸点(◦C)潜伏热(Btu/lb)燃烧热(Btu/lb)压力100F(psig)水中溶解度化学计量空燃比甲醇320.7965503102604.2任意比互溶6.5乙醇46.10.7978396131602.2任意比互溶9丁醇74.10.81117186157700.3911.2甲烷1140.70210155207501.72不溶15.2十六烷2400.79287—203203.46不溶15表3 有效燃料混合值燃料密度(kg/l)含氧百分比(wt%)研究法辛烷值马达法辛烷值雷德蒸汽压(kPa)甲醇0.79649.9130100250乙醇0.79434.7115100130异丙醇0.78926.611710070硫代巴比妥酸0.79121.61009065甲基叔丁基醚0.74418.211010055乙基叔丁基醚0.77015.7112100282 酒精燃料的副作用 燃料中存在的乙醇会腐蚀金属的燃油系统组件，这是因为燃油中增加了水分，另一部分原因是工业含氧化合物中产生了有机酸。
醇类燃料的另一个缺点是由于高压和低沸点形成的蒸汽锁醇类和汽油的主要差别是醇类有更强的水溶性和对发动机的金属部件有更强的腐蚀性和其他更高醇类相比甲醇有更强的腐蚀性由于微量水的存在，甲醇和汽油的有限互溶会产生相位分离和甲醇相比，乙醇有更低的蒸汽压，和烃也有更好的溶解性，耐水性更好也有更好的热值其他的一些性质比如说汽化潜热、挥发性和抗暴值使乙醇，这些性质都使乙醇更优于甲醇做混合燃料在乙醇混合燃料中，当醇和水混合在一起的时候会发生相位分离当醇和水从酒精中分离出来时，剩下的混合物就沉在水槽的底部并且是有腐蚀性的醇类腐蚀有三种类型：一般腐蚀，干腐蚀和湿法腐蚀一般腐蚀是由于离子杂质如氯离子和乙酸造成的干腐蚀是由于乙醇分子的极性造成的乙醇共沸物的形成和水是造成湿法腐蚀的原因中性乙醇几乎是没有什么腐蚀性的如果乙醇/汽油混合物在油箱内存放足够长的时间，乙醇就会吸收空气中的水分从而对燃油喷射系统产生腐蚀作用非金属部件如燃料喷射系统中的密封件和O型密封圈会由于醇燃料的存在而膨胀和变硬3 对酒精燃料最佳使用的改善方法 有两种选择可以使醇类燃料得到最佳的使用：重新设计发动机从而充分利用醇类燃料的特点或者是向甲醇或乙醇中添加一种或几种添加剂来改良它的特性。
3.1 对车辆的改造 下面是几种典型的将传统车辆改造成运用高级醇混合燃料车辆的方法1、 在不锈钢油箱里面安装不锈钢阻火器并且通过外部能量来防止尾气管点火2、 甲醇阻隔浮球电位计和腐蚀保护电路3、 高流量的甲醇喷射器和喷油泵来处理高流量4、 带有聚四氟乙烯燃料软管的不锈钢燃油管路5、 铝阳极氧化的燃料喷射轨道和压力修正调节器3.2 提高醇类燃料性能所需要的添加剂 通过添加某些添加剂可以改善醇类燃料的性能，从而使醇类燃料能成为有效的交通运输液体燃料这些添加剂的物理性能和化学性能必须和基本的醇类相兼容添加剂必须不容易从燃料中析出，不会显著地增加排放和不会产生积垢他们不应有太多的约束条件同时也应该相对廉价一点 乙醇和甲醇与水是能够完全互溶的，但是和含水汽油的溶解性却很差所以，当有水存在时，汽油与甲醇或乙醇的混合会产生相位分离的问题添加剂如高级醇如异丙醇，正丁醇，正癸醇，各种工业非离子表面活性剂和各种阴离子脂肪酸表面活性剂可有效地控制以防止相分离问题对他们分离的预防对整体性和预防对水敏感的部件如铝水的腐蚀有一定的好处 由于醇类燃料的粘度比较低，所以传统的燃油喷射系统会遇到润滑的问题而导致发动机某些部件的磨损。
较高的添加剂可以提供会更好的润滑性能从而降低发动机部件的磨损在燃烧的过程中，醇类混合燃料会产生酸，而这些酸会促使发动机部件的磨损向润滑油中添加一些中和剂如锌和磺酸钙可以中和这些酸从而改善润滑性缩短润滑油的使用周期可以降低腐蚀和磨损的影响4 工业乙醇的生产乙醇可以通过以下几种方法制取：1、 籽粒淀粉（小麦和玉米）中糖分的发酵，甜菜，做微生物用的糖类作物2、 利用剩余的酒中的乙醇；无糖木质纤维（草和树）的发酵3、 合成，通过乙烯（从石油中炼得）的直接水和作用4、 运用菲舍尔–特罗普希法将合成气高温催化转化成液体从而产生混合醇发酵是生产酒精饮料和许多工业酒精最基本的方法发酵使用的一些原料包括玉米作物，捣烂的马铃薯，果汁，甜菜和蔗糖，蜜糖，作物和牧草中的无糖纤维馏分酶比如说微观酵母菌在无氧的条件下将糖类转换成乙醇，在酵母菌存在的条件下，糖类转化成乙醇的方程式如下：C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6 C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2制取乙醇另外的一个方法是乙烯与水反应，用固体二氧化硅涂层和磷酸作为反应的催化剂，该反应是一个可逆反应CH2 =CH2 +H2O ↔ CH3CH2OH; H=−45 MJ/kg mol 在反应器中每次只有百分之五的乙烯转化成乙醇，通过从生成物中提取乙醇并回收乙烷，可以实现将百分之九十五的乙烯转变成乙醇。
和发酵法相比，这是一个连续的流程，并且它更简单也更高效，也会制取高纯度乙醇这个过程主要的缺点是它需要有高能量输入，因为该反应是在高温高压下进行，并且它用的原料是基于原油上的有限资源从合成气中合成醇是化工上制取燃料和原材料的一种经济的有吸引力的方法合成气可以从改善天然气，煤的气化和生物质汽化中获得从煤和天然气中制得的合成气中含有像硫化氢这样的含硫化合物，然而，从生物质中制得的合成气却几乎不含硫化氢，合成气中存在的少量硫化氢会使催化剂失效并且降低气液转化过程的效率从生物质中制取合成气另外一大优势是它灵活的原材料，根据汽化的水平原材料可以是很多种生物甚至是农作物残留物和其他方法流程相比，合成气催化转化的优越性在于它可以用过剩的林木或农作物和家居废物做原材料而不占用人类生存的谷物或有限的其他资源合成气催化转化成乙醇是一个连续的过程，它能产生甲醇混合物，乙醇和其他高级醇，因此也有较好的收益率5 从合成气中合成高级醇通过直接催化从合成气中合成高级醇是由Frans Fischer 和 Hans Tropsch 在1923验证提出的他们指出：一氧化碳和氢气在10到14兆帕的气压、400至500摄氏度的温度下，以碱性氧化铁作催化剂反应会生成醇类混。