清潔燃料在汽車上的應(yīng)用

蔡夢婷

摘 要 隨著環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，對汽車燃料的限制也越來越嚴(yán)格，主要體現(xiàn)在對燃料油中硫、烯烴、苯以及芳烴含量的限制，這就要求世界煉油業(yè)對現(xiàn)有的工藝不斷進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新并開發(fā)一些先進(jìn)技術(shù)來生產(chǎn)清潔燃料；因此，生產(chǎn)清潔燃料是目前乃至今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)煉油工業(yè)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞 清潔燃料 技術(shù)開發(fā) 發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：U473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

當(dāng)前，我國已成為世界前幾的汽車生產(chǎn)國，伴隨著汽車數(shù)量的增多，對能源的需求在不斷增加。國際石油資源的不斷減少?zèng)Q定了減少對石油的依賴是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然之路，一方面汽車發(fā)動(dòng)機(jī)需要消耗大量的燃料從而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題；另一方面，有限的石油資源卻日益枯竭，使傳統(tǒng)石油燃料的供需矛盾加劇。我國作為發(fā)展中國家在面臨清潔燃料規(guī)格和國際接軌的必然趨勢下，發(fā)展清潔運(yùn)輸燃料將有利于拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級和行業(yè)的整體競爭力；大力推廣應(yīng)用甲醇燃料這一新型能源將是保障國家石油安全與能源戰(zhàn)略的實(shí)施和堅(jiān)持走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路的優(yōu)先選擇。

作為清潔燃料的甲醇汽油，專家們普遍認(rèn)為，甲醇燃料的前景還是相當(dāng)光明的。這是由于甲醇分子式比煤炭、汽油、柴油的分子式單一，其燃燒排放非常清潔，沒有顆粒物（PM2.5、PM10）、臭氧、二氧化硫、CO、汞及其化合物。醇醚清潔燃料可以替代煤炭、汽柴油，可極大緩解困繞我國的大氣污染。尤其是貧油、少氣、多煤是我國現(xiàn)階段能源結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，因此，甲醇作為煤化工的重要衍生產(chǎn)品，是目前公認(rèn)的極具前途的替代燃料之一。甲醇汽油是指國標(biāo)汽油（93#、98#等）、甲醇、添加劑按一定的體積（質(zhì)量）比經(jīng)過嚴(yán)格的流程調(diào)配而成的一種新型環(huán)保燃料甲醇與汽油的混合物。甲醇汽油是一種集替代、節(jié)能、環(huán)保于一體的清潔運(yùn)輸燃料。

甲醇汽油作為一種清潔燃料應(yīng)用于汽車上主要體現(xiàn)在三方面的優(yōu)勢：

第一，是常規(guī)汽油的替代燃料。甲醇汽油兼有醇 / 醚類燃料自身可替代汽油的共性和與汽油調(diào)和催化燃燒的特性，是甲醇汽油在性能上替代常規(guī)汽油的關(guān)鍵所在。面對我國“缺油、少氣、富煤”的基本國情，發(fā)展替代能源，改變原料路線與工藝路線，已成為國家石油和化工重點(diǎn)工程建設(shè)的主流。

第二，甲醇汽油節(jié)能的特點(diǎn)是其推廣應(yīng)用的重要?jiǎng)恿?。“十一五”期間，隨著甲醇在替代石油燃料領(lǐng)域取得的較大進(jìn)展，我國甲醇產(chǎn)量有明顯增長，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和工藝裝置大型化發(fā)展趨勢，一些產(chǎn)能近百萬噸級的大型 / 超大型單套甲醇生產(chǎn)裝置正在建設(shè)中，煤液化聯(lián)醇二輪擴(kuò)能改造項(xiàng)目紛紛啟動(dòng)，都為甲醇這一主要的煤基含氧燃料的增產(chǎn)提供了有力的支撐。

第三，甲醇汽油是環(huán)保的清潔運(yùn)輸燃料。就常規(guī)汽油而言，我國目前執(zhí)行的車用無鉛汽油標(biāo)準(zhǔn)還無法與美國和歐盟清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)接軌，主要是汽油中的苯 / 硫 / 稠環(huán)芳烴 / 烯烴含量過高所致，這不僅加大了煉油企業(yè)生產(chǎn)清潔汽油的難度，增加成本壓力，還會(huì)造成有礙人體健康和大氣污染等特殊問題。甲醇（摻兌量 100%）與汽油相比，在常規(guī) /非常規(guī)排放量的各項(xiàng)參數(shù)均低于汽油數(shù)倍至數(shù)十倍，甲醇汽車燃料是環(huán)境友好的清潔運(yùn)輸燃料。甲醇汽油由于采用化學(xué)催化燃燒技術(shù)明顯提高了燃燒的傳質(zhì)效果，使機(jī)內(nèi)燃燒潔凈、機(jī)外排氣清潔，尾氣有害物排放量明顯減少，具有安全性能和環(huán)保性能突出的優(yōu)越性。

多年來，甲醇汽油的研發(fā)生產(chǎn)與推廣使用幾經(jīng)起伏，目前已呈快速上升趨勢。 相對于使用高比例甲醇而言，低比例甲醇的使用可以較好的滿足燃料通用性問題。從經(jīng)濟(jì)和推廣難度等因素考慮，應(yīng)將重點(diǎn)放在低比例甲醇汽油的推廣上。

一方面，生產(chǎn)清潔汽油特別是超清潔汽油，主要是降低含硫量、降低烯烴含量、降低苯/芳烴含量和尋求MTBE的替代組分。例如：美國Grace？Davison公司開發(fā)的能直接降低催化裂化汽油硫含量的GSR技術(shù)，采用了高基質(zhì)活性超穩(wěn)Y催化劑和循環(huán)提升管裝置。通過對USY分子篩的改性，得到第三代汽油脫硫催化劑GFS，能選擇性的裂化汽油中的硫化物，脫硫率為40%，該技術(shù)在歐洲已經(jīng)工業(yè)化。

此外，在柴油清潔技術(shù)方面，例如RTI（Research？Triongle？Institute）公司采用催化吸附劑脫除柴油和石腦油中硫的氣相法工藝。該工藝在循環(huán)流化床中使用可再生的金屬氧化物催化劑，催化劑通過再生器和吸附器連續(xù)循環(huán)，類似于流化催化裂化。在再生器中，被吸附的硫通過燃燒生成SO2，SO2送至克勞斯裝置回收元素硫。該工藝與煉油廠中常用的基于胺的硫回收系統(tǒng)和加氫處理相比，可一步脫除CS2，COS和H2S而投資和操作費(fèi)用僅為常規(guī)技術(shù)的一半。

毫無疑問，我國清潔燃料技術(shù)的發(fā)展，正面臨著世界技術(shù)進(jìn)步的巨大壓力，加快技術(shù)開發(fā)和工業(yè)化應(yīng)用是我國石油天然氣工業(yè)增強(qiáng)實(shí)力、與國際接軌的重大課題。與此同時(shí)，發(fā)展清潔運(yùn)輸燃料不僅有利于拉動(dòng)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級和行業(yè)的整體競爭力；還能夠保障國家石油安全，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，利國利民。

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