甲醇汽油项目调研与开发建议.doc

1、甲醇汽油项目调研与开发建议甲醇是无色、无味、易流动，易挥发的可燃性液体，并且带有类似乙醇的气味。甲醇易溶于水、乙醇、乙酸乙酯，但在脂肪族烃类中的溶解度较小。易吸收水汽，二氧化碳和其它物质。世界甲醇生产主要集中在天然气资源比较丰富的地区，其中亚太地区的生产能力为 1410 万吨/年，约占世界总生产能力的 30%。我国甲醇生产原料以煤为主，生产主要集中在华南、华东和华北地区，所占比例分别为 27.11%、23.79%和 16.63%。2010 年，世界甲醇生产能力预计将达到约 6400 万吨，2015 年达到约 7200 万吨，供应能力大于市场需求，竞争将会加剧。目前中国甲醇生产企业大约有200

2、家， 但是整个甲醇生产格局呈现出规模小、分散化的分布特点。“十一五”期间，我国将至少新增甲醇产能 1200 万 t/年，若 7 个拟建项目(甲醇产能 670 万 t/年)能够顺利投产，则 2010 年我国甲醇产能将达到 3212 万 t 吨，占到世界产能的 1/2。我国甲醇消费结构与国外类似，最大消费领域是甲醛生产，消费比例约为 40%；其次是 MTBE 和醋酸，所占比例分别为 6%和 7%。考虑到中国及中东地区兴建的甲醇项目的陆续投产，预计全球甲醇短时会由于供求失衡将导致价格低迷。随着当今世界石油资源的日益减少和甲醇市场价格的降低，用甲醇作为新的石化原料来源已经成为一种趋势，同时也会促进整个

3、甲醇工业的发展。近年来甲醇燃料方面的消费量发展较快，尽管国家尚未出台相关政策法规和标准，但甲醇燃料消费已经成为驱动甲醇需求的主要动力之一。目前我国甲醇消费的主要地区是华东和华南地区，上述地区也是我国甲醛、MTBE、丙烯酸酯和醋酸等下游产品生产的集中地。对于甲醇燃料，消费地区主要集中在山西、河南等地。甲醇燃料是现今唯一可以用煤及天然气等作原料的大规模生产的经济液体燃料，生产工艺成熟，储存使用方便。诺贝尔化学奖得主乔治 A.奥拉面对日益减少的油气储备，甚至提出了跨越油气时代的“甲醇经济” 。甲醇燃料抗爆性好，辛烷值高于普通车用汽油，而且不易在汽缸内产生积炭。从甲醇掺烧汽油排放气体成分分析表明，排放

4、气中 CO、HC 、NOx 比汽油车排放气含量低燃烧后废气含氮氧化物很少，对环境污染大大减少。醇醚燃料新型能源已列入国家中长期科学和技术发展规划,成为人们研究开发的热点。1. 甲醇汽油的发展与推广应用1.1 国内外甲醇汽油的发展简况甲醇作为代用燃料始于 20 世纪 20 年代，二次世界大战期间，甲醇汽油成功应用于德国；20 世纪 70 年代以后受二次石油危机的影响，加上世界甲醇生产能力的过剩和人们对环境质量要求越来越高等，美国、日本、德国和瑞典等国先后投入人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发。美国对甲醇燃料和甲醇汽车进行开发和应用，重点开发燃烧 M85(含甲醇 85%)、 M10

5、0(含甲醇 100%)专用甲醇燃料汽车。1987 年美国福特汽车公司及美洲银行，改装 500 辆福特车，试用 M85 甲醇燃油，总行程 3380 万千米，时间长达 3 年，取得甲醇汽车改装生产的经验。1995 年美国 DOE 能源研究中心投入 12700 辆甲醇车试用 M85。美国福特公司还开发了可使用甲醇与汽油以任意比例混合的灵活燃料汽车( FFV) , 目前 FFV 汽车在美国已经能大规模商业生产。日本对甲醇燃料的研究始于 20 世纪 80 年代后期, 进入 20 世纪 90 年代初期已有 300 多辆甲醇燃料汽车投入运行, 他们主要将高比例的甲醇燃料用于轻型货车(由柴油机改造) 。日本汽

6、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。1994 年，日本奥托甲醇型汽车，用 7 年时间进行道路试验。1996 年，日本本田技研工业株式会社，试用汽油、甲醇自由混合双燃料车，已完成确保与汽油大致相同耐久、可靠的灵活燃料车，得出的结论是成本降低，有利于批量生产。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

7、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。目前，瑞典、新西兰已推广使用 M15 汽油，意大利计划用含甲醇 80%的混合醇代替汽油，另有许多国家计划使用、正在推广或成批使用 M15 汽油。我国对甲醇燃料的研究起步于 20 世纪 70 年代初期, “六五”期间,国家科委就组织交通部负责将 M15 甲醇汽油研究列入国家重点攻关项目，并在山西省组织实施, 在山西省进行了 M15-M25 甲醇燃料的研究实验, 共有 480 辆货车参与了

8、试验及示范工作；“七五”期间,由国家科委组织, 中国科学院牵头并由大专院校、汽车、环境、卫生等 6 部门组成攻关组, 重点对 492 发动机的扭距、热效率和尾气排放等技术进行了较为系统的研究, 并且有 3 辆车参与了路试, 各项试验指标均取得了较满意的效果；“八五”期间, 由国家科委组织有关大专院校、石油、化工、煤炭、汽车、环境、卫生等 8 个单位, 与德国大众汽车公司合作, 进行中德 M100 甲醇燃料科技合作项目，进行了高比例甲醇发动机和汽车的试验研究，先后共有 14 辆桑塔纳轿车参与了路试, 其中有 8 辆车在北京累计行驶约 150 万 km, 并建成甲醇燃料加注站 1 个, 目前仍有

9、3 辆甲醇汽车在运行, 单车行驶最长里程超过了 22 万 km, 运行车辆性能良好。同期国家把低比例 M3、M15甲醇汽油应用列入攻关计划，在江苏、山西、河南、重庆有数百辆汽车投入运营试验。近几年的甲醇汽油研究更是突飞猛进，不但有关技术难题得以突破，其实际应用更是迅猛发展。2007 年 6 月，国家标准发布2007 年第二批国家标准制修订计划 ，包括了 3 个甲醇燃料标准；6-9 月，醇醚专委会标准工作部组织长安大学、上海内燃机研究所等单位组成标准编制核心工作组，先后 4 次召开甲醇燃料国家标准征求意见座谈会，就国标的编制广泛征求意见； 2007 年底完成高比例车用甲醇汽油标准编制工作并上报国

10、家发改委。2008 年 6 月底完成变性燃料甲醇和M15 车用甲醇汽油两个标准编制。2009 年 5 月 20 日，由国家发展和改革委员会工业司主管的标准网公布， 车用燃料甲醇已获国家质量监督检验检疫总局批准，标准编号：GB/T 23510-2009，该标准将从 2009 年 11 月1 日起实施。发展醇醚燃料以缓解石油供需矛盾是我国近期替代能源工作的重点。有关部门在甲醇标准制定方面所做的工作，将为甲醇汽油顺利进入市场扫清最后障碍。 高比例车用甲醇汽油 、 变性燃料甲醇和M15 车用甲醇汽油三个甲醇汽油标准的及时颁布将大幅度提高国内燃料市场对甲醇的需求量。目前大比例甲醇燃烧技术攻克了甲醇热值低

11、动力不足、冷起动难、热气阻、遇水分层、稳定性差、腐蚀溶胀、高温润滑等七大难题，车用甲醇燃料的开发也从第一代的直接掺混甲醇汽油、第二代的添加助溶剂甲醇汽油发展到以黑龙江省能源环境研究院、南京巨澜等大比例甲醇催化燃烧技术为代表的第三代催化燃烧甲醇燃料，使我国甲醇燃料技术水平达到世界前列。就在国内进行甲醇汽油研究、示范的同时，国外各研究机构却纷纷停止了脚步。一方面，国际燃油标准将甲醇的含量进行了限制；另一方面，世界各大汽车厂商也开始抵制使用甲醇燃料。甲醇汽油在国外瞬间就被否定，这主要有以下几方面原因：1、世界石油价格回落：上世纪 70 年代两次石油危机之后，世界石油供求关系得以全面调整，原油供需平衡

12、，使全球寻找替代能源的热情大大降低。2、甲醇生产成本高：美国的甲醇生产基本是以天然气作原料，生产成本很高，这样甲醇替代汽油经济性不好，因此企业积极性不高。3、石油财团不配合：油价暴涨，美国石油财团可获暴利，因此不愿投资建设甲醇燃料的储备库和加注站。4、汽车制造厂没有坚持：上世纪90 年代末，汽车制造厂商的主攻方向转为混合动力车和燃料电池汽车，对甲醇灵活燃料汽车没有继续发展。5、基础设施没有跟上：在美国，2/3 以上的石油及油品是通过管道输送的，且负荷已满，输送大量替代燃料需花费巨额投资增建管线。表 1 国内甲醇燃料开发与使用情况研制单位(省、市)内容 技术指标 使用情况 备注漯河石化集团公司“

13、圣火”牌 M50甲醇汽油加入甲醇50% 65%, 这种甲醇汽油辛烷值超过 100无需更改汽车发动机等装置就可直接使用，已通过各种车辆近10104km 行车试验。各项指标达到和超过国际同类产品，已申报了国家专利，并通过实质审查。国际上一些机构也对此项技术表现出浓厚兴趣，该集团还计划与各地有合成氨和甲醇装置的化肥、已开始批量生产,化工企业和石化公司合作, 在全国布点生产销售此产品。西安市泾河工业园区含醇清洁汽油产业化项目达到了国家新施行的 90 号无铅汽油标准月产 300t 的生产能力。该项目声称解决了甲醇汽油与市售成品汽油的互溶分层难题，并可与成品汽油任意混合使用, 其燃烧后废气中的 CO、HC

14、 含量比目前无铅汽油中的还要低。获得了陕西省环保局颁发的环境保护认可产品证书四川江油川西北远大实业有限责任公司车用甲醇汽油 M30可降低尾气排放中约 80%的CO、 HC 等有毒、有害化合物的污染, 使大中城市车流密集区的大气污染大大减轻, 并可节省燃油费 20%左右通过了四川省科技厅专家组的成果鉴定中国辽宁海外学子工程网一家公司车用甲醇汽油生产技术达到9097 号国标汽油的性能和指标。由 10% 25% 的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的不含任何汽油的新型车用燃料，环保、清洁性突出, 使用方便, 无需改动装置, 成本低、原料易购、来源广泛, 生产不受季节和规模限制; 无需加温、加压、无水状态

15、中生产;质量可靠。产品经沈阳市质量辽宁省石油公司、公安部天津消防科研所、国家石油质量检验中心检测合技术监督局能源标准检验所检验, 其专利申请已授权格北京腾飞时代能源科技开发有限公司M19 环保复合燃料添加剂技术各项性能指标均能达到普通90 号和 93号汽油的要求用甲醇、芳烃、轻烃和添加剂等石化原料复配而成，现有的加油站和汽车不需任何改造就能直接使用。清华大学、浙江大学的发动机台架试验表明,其动力、扭矩性能略高于普通汽油, 二氧化碳等尾气排放大大低于普通汽油。通过了由北京市科委组织的成果鉴定。山西华顿商贸有限公司“华顿甲醇汽油”“添加剂与配制技术”各项指标达到或超过同标号国标无铅汽油, 环保与节

16、能功效突出经 23 辆汽车试验运行 5 个月效果良好。不仅每吨售价国标号汽油低, 而且二氧化碳等尾气排放平均降低了 30%以上。环保与节能功效突出, 达到国内领先水平, 已为社会经营机构和车辆驾驶员认可, 太原石油公司已经草拟方案, 建议推广2002 年 3月 15 日,通过由山西省科技厅组织的检测与认定武汉市江北化工甲醇汽油添加剂目前已在河南、新疆等地油田开始应用。使用该新型油料, 无需改动汽车机体结构, 可直接加入,也可与无铅汽油混合使用;使用该油料后的汽车其动力性能、启动性能、尾气排放等指标均达到国家标准山西大同汽车制造厂全甲醇清洁燃料燃烧装置在普通燃油发动机上安装该装置后, 可 100

17、%燃烧甲醇, 不用汽油。该装置已在夏利、捷达、6490越野车和 6600 中巴车上试用成功。普通汽车安装该装置燃烧100%甲醇后, 除明显的环保优势外, 汽车的加速性、速度与普通汽油车相当, 而运行成本比燃汽油车成本低了许多2002 年试制成功并申报国家专利黑龙江省建业燃料有限责任公司AX 型车用甲醇清洁燃料。达到世界燃油规范二类无铅汽油质量标准，部分指标超过世界最先进的三、四类汽油标准。尾M15M85 甲醇汽油，醇加入量低于 40%时添加剂 51%，醇加入量在 40%70%时添加剂2%2.5%，醇加入量高于 70%时 3%。M85 以下汽油发动机无须改动，即可正常使用。可与90#以上混合或交

18、叉使用；燃烧充分，能有效预防和消除火花塞、燃烧室、气门、排气管、消声器等部位积炭的形成，从而避免积2003 年通过了黑龙江省环保产业协会的环保认证。项目已在20 个省市落户，产量最大气排放的有害物质仅为国家汽油排放标准的1%。炭引起的故障；能有效的消除油箱、油路系统中杂质的沉淀和凝结，具有良好的油路疏通作用；抗爆性好，可有效的消除发动机工况燃烧不良所引起的爆裂现象，减少工况噪音；能耗率低：动力性基本不变，特别是在高压缩比发动机上，在热值相同条件下，耗油比汽油节约 38%，高速运行下，油耗下降明显，爬坡性能强。产品中专用添加剂中含有抗水分离成分，可有效降低遇水分层的情况；有添加剂具有抗腐蚀、抗溶胀等综合作用。的是湖南省长株潭国际物流有限公司年产 200万吨清洁燃料的生产厂。上海赛孚燃油发展有限公司M50 车用甲醇汽油尾气中 CO和 HC 的排放优于市标准DB31234-1999。经上海环保产品质量监督检验总站在汽车发动机台架上做特性试验，其动力性能与 93#车用汽油相当。2004 年7 月通过上海科学技术委员会主持科技成果鉴定南京巨 M58 M 高能活性催化添加剂，显著提高