甲醇汽油的理化性能研究

第34卷第4期化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)Vol 34 No 42013年8月Journal of Chemical Industry EngineeringAug,2013甲醇汽油的理化性能研究劉曉霞',張娟利2,楊天華2(1.陜西延長(cháng)石油(集團)有限責任公司,陜西西安710075;2.陜西延長(cháng)石油(集團)有限責任公司研究院,陜西西安710075)摘要:通過(guò)對甲醇汽油餾程、蒸汽壓、實(shí)際膠質(zhì)、抗相分離性能等關(guān)鍵理化性質(zhì)的進(jìn)一步分析,提出了目前調制甲醇汽油所存在的主要技術(shù)問(wèn)題。關(guān)鍵詞:甲醇汽油理化性能分析中圖分類(lèi)號:TE626文獻標識碼:A文章編號:1006-7906(2013)04-0053-04Study on the physical and chemical properties of methanol gasolineLIU XiAoxia, ZHANG Juanli, YANG Tianhua(1. Shaanxi Yanchang Petroleum( Group)Corp. Ltd, Xi'an 710075, Chin2. Shaanxi Yanchang Petroleum( Group)Corp. Ltd. Research Institute, Xi'an 710075, China)Abstract: The key physical and chemical properties of the methanol gasoline including boiling range, vapour pressure, existentgum, anti-phase separation and so on are analyzed, the main problem existed in the modulating process of the methanol gasoline is pro-Key words: Methanol gasoline; Physical and chemical properties; Analysis當前石油資源日益匱乏,甲醇作為來(lái)源充分、價(jià)積分數為10%,50%,90%時(shí)的餾出溫度均有不同格低廉的可代用燃料具有良好的發(fā)展前景,研究開(kāi)程度的降低,其中50%點(diǎn)餾出溫度降低的幅度最發(fā)甲醇的摻燒技術(shù)對于緩解目前的石油供需矛盾具大,為42.6℃;甲醇汽油中的甲醇含量越高,其餾程有十分重要的意義,而甲醇汽油的調配技術(shù)已成為數據偏離基礎汽油越遠。甲醇汽油餾出體積分數目前國內研究的熱點(diǎn)。1甲醇汽油的理化性質(zhì)變化分析50%時(shí)餾出溫度降低,說(shuō)明甲醇汽油的平均蒸發(fā)性能汽油中加入甲醇后,其物理性質(zhì)的變化主要集好因而發(fā)動(dòng)機的加速性能好,反應靈敏,運轉平穩。中在餾程、蒸汽壓、實(shí)際膠質(zhì)、抗相分離性能以及氧為了進(jìn)一步評價(jià)甲醇汽油餾程特性的優(yōu)劣,將含量上?；A汽油、甲醇汽油及具有滿(mǎn)意駕駛特性的汽油餾1.1餾程的變化程特性上、下限數據列于表11。不同甲醇汽油與基礎汽油的餾程數據對比見(jiàn)由表1可見(jiàn):基礎汽油與不同甲醇汽油的餾程數據均符合GB17930-2006《車(chē)用無(wú)鉛汽油》對汽基礎汽油油餾程的技術(shù)要求;基礎汽油的餾程數據均在滿(mǎn)意0%的甲醇汽油含甲醇20%的甲醇汽油駕駛特性的汽油餾程溫度范圍內,但所列甲醇汽油含甲醇27%的甲醇汽油如目150含甲醇30%的甲醇汽的餾出體積分數50%時(shí)餾出溫度普遍低于滿(mǎn)意駕駛特性的77℃餾溫下限,同時(shí)也低于64.5℃的甲醇沸點(diǎn)。分析其原因,主要是由于甲醇與汽油形成了大量低沸點(diǎn)的共沸物,而且隨著(zhù)甲醇含量的增大,終餾點(diǎn)餾出體積分數,%收稿日期:201圖1甲醇汽油與基礎汽油的餾程數據對比曲線(xiàn)作者簡(jiǎn)介:劉中國煤化工士,工程師,現主要從事石油化工THECNMHG由圖1可見(jiàn):與基礎汽油相比,甲醇汽油餾出體 Email:135391832化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)2013年第34卷第4期形成的低沸點(diǎn)共沸物增多。與基礎汽油相比,甲醇有升有降,變化不大,但殘留量普遍增大,這說(shuō)明甲醇汽油餾出體積分數90%時(shí)餾出溫度降低,終餾點(diǎn)則汽油中增加了一些較難揮發(fā),且易形成膠質(zhì)的物質(zhì)。表1甲醇汽油與基礎汽油的餾程特性比較餾出體積分數,%殘留量體汽油類(lèi)型終餾點(diǎn)積分數車(chē)用汽油的技術(shù)要求(國標Ⅲ)不高于70不高于120不高于190不高于205不大于2EN28所界定餾溫下限的滿(mǎn)意駕駛餾溫上限基礎汽油47.297.4161.2甲醇質(zhì)量分數為15%的甲醇汽油45.473.9161.0198.0甲醇質(zhì)量分數為19%的甲醇汽油39.959.4157.0194.9甲醇質(zhì)量分數為20%的甲醇汽油155.5189.0甲醇質(zhì)量分數為27%的甲醇汽油153.8甲醇質(zhì)量分數為29%的甲醇汽油407557140219141.0表2列出了汽油餾出體積分數10%時(shí)餾出溫和日本汽車(chē)n=0.7計算所得)34見(jiàn)表4度與開(kāi)始產(chǎn)生氣阻溫度的關(guān)系2表4不同甲醇汽油的氣阻指數表2餾程10%的餾出溫度與開(kāi)始產(chǎn)生氣阻溫度的關(guān)系甲醇質(zhì)量分數,%01519202729餾出體積分數10%時(shí)餾出4050607080蒸汽壓/kPa66.370.474.073.872.573.5溫度/℃氣阻指數86.4104.0114.6112.3115.2115.5開(kāi)始產(chǎn)生氣阻溫度/℃137274767可能發(fā)生氣阻的403327272625臨界溫度/℃由表1、表2數據可見(jiàn):基礎汽油開(kāi)始產(chǎn)生氣阻的溫度約在5℃左右,但摻入甲醇后,開(kāi)始產(chǎn)生氣阻由氣阻指數查圖得到發(fā)生氣阻的臨界溫度。由的溫度降至-13~5℃之間?？梢?jiàn)調入甲醇后,甲醇表4可見(jiàn):在使用車(chē)型不變的情況下,隨著(zhù)甲醇質(zhì)量汽油產(chǎn)生氣阻的傾向加大。分數的增加(小于30%),汽車(chē)發(fā)生氣阻的臨界溫度1.2蒸汽壓的變化降低,即發(fā)生氣阻的可能性增大。汽油中加入甲醇對汽油蒸汽壓的影響見(jiàn)表3。1.3實(shí)際膠質(zhì)的變化表3甲醇汽油與基礎汽油的蒸汽壓比較實(shí)際膠質(zhì)是判斷油品安定性的重要指標之甲醇質(zhì)量分數,%01519202729常用來(lái)評定汽油或柴油在發(fā)動(dòng)機中生成膠質(zhì)的傾蒸汽壓/kPa66.370.474.073.872.573.5向,是判斷油品能否使用和繼續儲存的重要依據調制甲醇汽油的實(shí)際膠質(zhì)見(jiàn)表5。由表3可見(jiàn):與基礎汽油相比,甲醇汽油的蒸汽表5不同甲醇汽油的實(shí)際膠質(zhì)數據壓均有不同程度的增大。甲醇的飽和蒸氣壓為甲醇質(zhì)量分數,%0151920272931.0kPa,根據理論推算甲醇汽油的飽和蒸氣壓值實(shí)際膠質(zhì)/[mg3.53.84.54.05.05.3應該介于31.0kPa和基礎汽油蒸汽壓之間。但表3(100mL)-]數據表明:甲醇汽油的飽和蒸氣壓比甲醇和基礎汽油的都高得多。其原因是甲醇和汽油中的輕組分形由表5可見(jiàn):所調制甲醇汽油的實(shí)際膠質(zhì)相對成了沸點(diǎn)低飽和蒸氣壓大的共沸物。飽和蒸汽壓于基礎汽油均有所增加。分析其原因:一方面,甲醇增大,揮發(fā)性過(guò)強的油品會(huì )產(chǎn)生如下問(wèn)題:①使汽車(chē)的化學(xué)性質(zhì)活潑,易發(fā)生氧化,產(chǎn)生膠質(zhì);另一方面供油系統產(chǎn)生氣阻;②使汽油在保管和使用中的蒸為加入的添加劑所致。油品中的含氮化合物是油品發(fā)損失增加;③容易使噴射發(fā)動(dòng)機中的炭罐過(guò)載影形成膠質(zhì)的主要因素之一,同時(shí)含硫化合物,特別是響發(fā)動(dòng)機排放污染物的治理。硫酚和硫凵中國煤化工在與空氣接觸中氣阻指數是評價(jià)車(chē)用汽油產(chǎn)生氣阻的重要指產(chǎn)生膠狀CNMHG調制時(shí),應充分標,不同甲醇含量的甲醇汽油的氣阻指數(以歐洲考慮添加劑的負面影響,合理選擇添加劑。劉曉霞等甲醇汽油的理化性能研究1.4抗相分離性能的變化2調制甲醇汽油需要解決的技術(shù)問(wèn)題均一、穩定是汽車(chē)對車(chē)用燃料最基本的要求,也目前,石油資源的日漸短缺和石油價(jià)格的不斷是甲醇汽油的重要指標之一。調制甲醇汽油的含水上漲是促進(jìn)甲醇汽油車(chē)用燃料和添加劑快速發(fā)展的量和相分離情況見(jiàn)表6。主要因素,進(jìn)行甲醇汽油及其添加劑的研究也具有表6不同甲醇汽油的含水量及抗相分離性能非常重要的意義。甲醇質(zhì)量分數,%01519202729甲醇是具有一定熱值的燃料,但是作為具有較含水質(zhì)量分數,%/0.100.050.110.050.05強極性的醇類(lèi)物質(zhì),其性質(zhì)有別于傳統的車(chē)用燃低溫抗相分離無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)料——汽油和柴油。作為摻燒燃料,還需要對甲醇遇水抗相分離(加的部分性能加以改進(jìn)。水1.5%,振蕩5無(wú)有無(wú)無(wú)有無(wú)2.1改進(jìn)甲醇與汽油的互溶性min目前,所有研究基本上都解決了甲醇與汽油的由表6可見(jiàn):所調制的部分甲醇汽油產(chǎn)品遇水互溶性問(wèn)題,而且所用的助溶劑種類(lèi)也不盡相存在相分離現象,這說(shuō)明其抗水性能還有待于進(jìn)同,加人的添加劑主要有芳烴、高碳酮醚、醇等化合步提高。物。有專(zhuān)利報道,在甲醇汽油中加入6%~7%的水相分離現象的存在直接影響甲醇汽油的貯存以也不會(huì )分層?？梢?jiàn)在甲醇汽油的研究上相分離及使用性能,甲醇在汽油中的溶解性見(jiàn)圖2。穩定性已經(jīng)不是難題。由圖2可見(jiàn):甲醇與汽油的互溶性受環(huán)境溫度2.2解決甲醇汽油產(chǎn)生氣阻的問(wèn)題甲醇與汽油的調合比例以及含水量的影響,其中甲目前,國內所進(jìn)行的研究對氣阻的產(chǎn)生討論相醇占汽油的體積分數50%左右時(shí),其互溶性最差,對較多,但很少有有效解決此類(lèi)問(wèn)題的報道,解決措同時(shí)受含水量的影響也最大。推薦的組分油也較復雜,且兩者對蒸汽壓的調節作溶區不含水含水用也不明顯,所以不利于工業(yè)化應用。而國外主要是通過(guò)改進(jìn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機來(lái)解決這一問(wèn)題。2.3解決甲醇汽油對油箱和發(fā)動(dòng)機內材料的腐蝕和溶脹作用通過(guò)加入防腐添加劑就可以有效解決甲醇汽油的腐蝕問(wèn)題0。目前主要通過(guò)加入苯并三氮唑甲醇體積分數,%類(lèi)、二聚亞油酸抗腐蝕劑酚類(lèi)抗氧劑、馬來(lái)酸酐、伯圖2甲醇與汽油的互溶曲線(xiàn)胺和一些含氮雜環(huán)化合物等制得的腐蝕抑制劑。但圖3是不同甲醇汽油中含水量對分層溫度的是由于甲醇和汽油中的烴類(lèi)對不同橡膠、塑料的溶影響。脹性不一致,所以甲醇汽油對橡膠塑料的溶脹作用還得通過(guò)更換汽車(chē)的部分材料來(lái)加以緩解。爾此外,甲醇汽油膠質(zhì)含量增高的原因,還要從膠25%30%質(zhì)的生成原理以及添加劑對甲醇汽油的影響上進(jìn)行深人研究3結論與基礎汽油相比,調制甲醇汽油餾程的10%,0.10.20304050.6070850%,90%餾出溫度均有不同程度的降低,其中含水體積分數,%50%點(diǎn)降低的幅度最大,且不具有滿(mǎn)意駕駛特性;但圖3不同甲醇汽油中水體積分數對互溶性的影響殘留量均有不同程度的增加。甲醇汽油的飽和蒸氣由圖3可見(jiàn),隨著(zhù)汽油中甲醇含量的增加,水體壓明顯增大,高溫下產(chǎn)生氣阻的傾向增大。甲醇與積分數對甲醇汽油分層溫度的影響減小。綜合圖汽油形成了低中國煤化工的組成及含2、圖3可見(jiàn),甲醇汽油的貯存、運輸和使用條件較水量、環(huán)境溫CNMHG醇汽油的貯苛刻。存、運輸和使用條件苛刻第34卷第4期化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)013年8月Journal of chemical industry Engineeringug,2013A低溫LNG管道熱力安全泄壓閥泄放過(guò)程研究張立寧,姚云,商麗娟(中海油山東化學(xué)工程有限責任公司,山東濟南250013)摘要:利用 HYSYS流程模擬軟件對低溫LNG管道熱力安全泄壓閥泄放過(guò)程進(jìn)行了熱力學(xué)分析,論述了整個(gè)泄放過(guò)程中熱力安全泄壓閥進(jìn)出口相態(tài)變化和泄放量變化情況,并結合實(shí)例定量分析了熱力安全泄壓閥的設計工況,旨在為工程上熱力安全泄壓閥的準確選型提供一種較為完整的程序和方法。關(guān)鍵詞:液化天然氣熱力安全泄壓閥熱力學(xué)分析低溫管道 HYSYS中圖分類(lèi)號:TQ05.8,TU996.7文獻標識碼:A文章編號:1006-7906(2013)04-006-03Research on relieving process of thermal safety relief valve in LNGcryogenic pipelineZHANG Lining, YAO Yun, SHANG LijuanCNOOC Shandong Chemical Engineering Co, Ltd., Jinan 250013, ChinaAbstract: Thermodynamics analysis for discharge process of thermal safety relief valve of LNG cryogenic pipeline is made usingHYSYS process simulation software. Phase changes at inlet and outlet of thermal safety relief valve and relieving requirement are dis-sed for the whole discharge process. The design conditions of thermal safety relief valve are quantitatively analyzed with the combi-nation of example. The research would provide an integrated procedure and method for the design and choice of thermal safety reliefKey words: Liquid natural gas; Thermal safety relief valve; Thermodynamics analysis; Cryogenic pipeline; HYSYS液化天然氣(ING)已經(jīng)成為我國乃至世界供LNG的儲運溫度一般在-160~-140℃,為低應增長(cháng)速度最快的能源具有清潔高效優(yōu)質(zhì)的特溫液化氣體,受熱易汽化,且密度受溫度影響較大點(diǎn)。為了滿(mǎn)足對清潔能源的需求,我國近年來(lái)建設收稿日期2013-03-28。了大量LNG接收站、LNG衛星站、天然氣液化工廠(chǎng)作者簡(jiǎn)介:張立寧(1983—),男,河北涿州人,碩土研究生,工藝工程師,現從事石油化工工程設計工作。等生產(chǎn)儲運LNG的設施。Emai:zlnbaby@163.como在能源短缺的背景下,雖然甲醇作為替代能源5]王蕓志.車(chē)用甲醇汽油的理化性能研究(D].西安:有其自身的優(yōu)勢,但要認識到甲醇作為燃料的不利長(cháng)安大學(xué),2006方面。解決好摻燒甲醇所帶來(lái)的各種問(wèn)題,才能使6]華洪基.甲醇汽油的研制與應用D]成都:西南石甲醇汽油的應用發(fā)揮出最大的作用。油學(xué)院,2003[7]奚強,李傳廠(chǎng),徐福亮,等.甲醇汽油相穩定劑的研究參考文獻:[J].化工時(shí)刊,2007,21(8):10-12[1]劉彥成,張吉國.汽車(chē)使用[M].北京:北京大學(xué)出版[8]占小玲.一種甲醇汽油溶水劑:中國,200910164611[P].2010-01-06[2]徐春明,楊朝合,石油煉制工程[M].北京:石油工業(yè)9]吳耀曲郭四虎.甲醇汽油金屬腐蝕抑制劑的應用研出版社,2009:41-43究[玎].內燃機,2008,14(2):52-54.[3]孫鳳英.汽車(chē)運行材料M]北京人民交通出版社,[10李圣勇李圣濤,甲醇汽油的腐蝕性和溶脹性研究2007:8-10.中國煤化工(6):33344]許世海,劉曉秦敏.甲醇汽油的蒸發(fā)性與氣阻傾向[]王殿CNMHG油的溶脹性研究研究[J].車(chē)用發(fā)動(dòng)機,2008(3):90-9[J].化學(xué)工業(yè),2009,27(1):31-33