变性燃料乙醇的快速分析

乙醇燃料的特点及使用性能分析技术与研究乙醇燃料的特点及使用性能分析李永平内容提要:乙醇汽油作为清洁替代燃料近几年来得到快速的发展,但是在推广应用的过程中遇到了一些问题,本文通过介绍乙醇汽油作为燃料时的物理化学特点,与普通汽油,柴油的理化特性进行对比,得到乙醇汽油的一些优点和缺点.在此基础上,针对车用乙醇汽油在使用过程中常见的一些问题,分析了问题出现的原因,提出了具体的解决方法.只要认识到车用乙醇汽油在使用中常出现的问题,并掌握一定的解决方法,乙醇汽油就能够更广泛的得到推广和应用.关键词:乙醇汽油辛烷值动力性能近年来,我国汽车工业迅速发展,汽车保有量逐年增加.目前汽车的燃料主要以石油为主,而世界石油资源日益减少,发动机燃料的供应将越来越紧张.因此,使用替代燃料是解决我国石油资源短缺的重要措施.另外,车用汽油,柴油造成的环境污染也日益严重.使用清洁替代燃料是减少汽车排放污染的有效途径.在众多清洁替代燃料中,乙醇燃料由于具有来源广泛,丰富,抗爆性好,与石油燃料的理化性能相近,因而受到更多的重视.但是在车用乙醇燃料的推广使用中,遇到一些问题,影响了乙醇燃料的发展,但通过采取有效的措施,可以解决大部分的困难.1乙醇燃料与汽油,柴油物理化学特性的比较乙醇是一种无色透明,易挥发,易燃的液体.内燃机燃用的石油燃料(汽油,柴油等)是烃类燃料,而醇类是烃基和羟基组成的化合物. 这就从化学性质上决定了醇类可以作为内燃机的代用燃料.从分子组成上来看,乙醇的分子式为CHCH,OH,含有2个碳原子,6个氢原子和1个氧原子;而汽油,柴油则是碳原子为5～12或10～2l的液态烃类混合物,不含氧元素. 乙醇和汽油,柴油在自身的物理化学性质上,有相似的地方,也有不同的地方.乙醇与汽油,柴油的理化性质差异主要表现见表1.(1)从分子结构上看,汽油中不含氧,而乙醇中含氧,更有利于促进燃料的燃烧完全,节省燃料. (2)乙醇含氧量高,使燃料燃烧更加充分,大大改善了尾气排放性能,CO和CH化合物平均减少了30%以上.(3)从密度上看,它们的差别不大,混合燃料的密度相近,(乙醇0.79,汽油在0.72～0.78,柴油在0.83～0.86),混合后分离的倾向小.(4)从沸点看,乙醇沸点(78.4℃)比汽油(40～210~C)低,因此在能使汽油沸腾的条件下,乙醇也能沸腾,这对汽化有利.但它是单一组分,缺少高挥发性的组分,对发动机的起动不利.(5)从凝固点来看,两者都较低,在低温环境温度下都能正常使用.(6)闪点是在试验室状态下测量的燃料接触火源时能够着火的温度,它影响到燃料的运输和存放,使表1乙醇与汽油,柴油的理化性质比较理化性质乙醇汽油柴油分子式CHjCH2OHc5烃类cl._21烃类分子量46含氧量/%54.75OO密度(20℃)/kg?m0.78950.72～0.780.85～0.86 沸点/℃78.440～21O18O～570凝点/℃一II7.5—6O～一56—55～1O闪点(闭)/℃15～14—45～一5865～88粘度(20℃)/mPa?S1.200.28——0.595.0～8.0汽化热/kJ,kg0.8540.51～0.540.25～0.50低热值/MJ?kg..26.77845.9～44.442.5～428着火温度/℃454550～468270～550火焰传播速度/m?s..0.58～0.58着火界限/%5.5～18.01.5～7.6理论空燃化/kg,k8.45I4.7～15.0I4.5～14.6理论混合气热值/MJ?kg2670278O～2786272～279 十六烷值cN85～2545～65辛烷值RON～1108O～98～2O2007-7域弓4硒55技术与研究用过程的安全性,乙醇的闪点远低于柴油的闪点.(7)从汽化潜热看,远大于汽油的汽化热,燃料乙醇的汽化潜热为0.854kJ/kg,汽油为0.31～0.34kJ/kg,燃料乙醇的汽化潜热约是汽油的2.7倍,燃料乙醇汽化时吸收的热量比汽油大得多,这会引起发动机进气温度降低,增加了汽车发动机冷起动的困难.(8)从低热值看,乙醇比汽油约低40%,(乙醇26.778MJ/kg,汽油43.9～44.4MJ/kg)因此,做同样的功,用乙醇汽油耗量要比普通汽油要多.(9)从着火温度看,燃料乙醇约为434*(2,汽油为250～468℃,可见通常情况下乙醇要比汽油更难以点燃,这也增加了使用含醇汽油发动机起动的难度.(10)从理论空燃比看,乙醇比汽油小,(汽油14.7～15:1,柴油14.3～14.6:1,乙醇8.45:1).(11)从抗爆性看,乙醇辛烷值高,(乙醇ll0,汽油最高98),抗爆性强,可采用高压缩比,提高发动机功率,降低耗油量,可抵消因热值低耗油量大的不足.(12)从十六烷值看,乙醇十六烷值低,着火性能差,在柴油机中燃用时比较困难.2汽车使用乙醇燃料的优缺点通过以上对比可以看出燃料乙醇和普通燃料相比各有利弊,但利弊相抵,相比起来还是乙醇的利大于弊.乙醇汽油完全可以在汽车发动机上正常使用.2.1汽车使用乙醇燃料的优点(1)资源丰富.我国生产乙醇的主要原料有含糖作物,含淀粉作物以及纤维类原料,这些都是可再生资源且来源丰富,因而使用乙醇燃料可减少车辆对石油资源的依赖, 56域●粕2007-7有利于我国的能源安全.(2)排放性能好.车用乙醇汽油含氧量达35%,使燃料燃烧更加充分,据国家汽车研究中心所作的发动机台架试验和行车试验结果表明,使用车用乙醇汽油,在不进行发动机改造的前提下,动力性能基本不变,尾气排放的CO和CH化合物平均减少30%以上,有效地降低和减少了有害尾气的排放.(3)动力性能好.乙醇辛烷值高,可采用高压缩比提高发动机的热效率和动力性.加上其蒸发潜热大,可提高发动机的进气量,从而提高发动机的动力性.(4)积炭减少.因车用乙醇汽油的燃烧特l生能有效地消除火花塞, 燃烧室,气门,排气管消声器部位积炭的形成,所以避免了因积炭形成而引起的故障,延长部件使用寿命.(5)使用方便.乙醇常温下为液体,操作容易,储运使用方便.与传统的发动机技术有继承性,特别是使用乙醇汽油混合燃料时,发动机结构变化不大.2.2汽车使用乙醇燃料的缺点(1)经济性差.燃料乙醇生产企业需要降低成本,当汽油价格高于乙醇价格时,车用乙醇汽油的销售困难不大,但是,如果乙醇价格高于汽油价格,推广就很困难.国内乙醇的价格长期高于汽油,现在是靠国家扶持,政府补贴,才使车用乙醇汽油的价格维持不变.因此,燃料乙醇生产企业提高副产品的综合利用水平,降低生产成本,是其健康发展的关键.(2)蒸发潜热大.乙醇的蒸发潜热是汽油的2倍多,蒸发潜热大会使乙醇燃料低温启动和低温运行性能恶化,如果发动机不加装进气预热系统,燃烧全醇燃料时汽车难以启动.但在汽油中混合低比例的醇,由燃烧室壁供给液体醇以蒸发热,蒸发潜热大这一特点可成为提高发动机热效率和冷却发动机的有利因素.(3)热值低.乙醇的热值只有汽油的61%,要行驶同样里程,所需燃料容积要大.乙醇尽管热值较汽油小得多,但由于含氧量较高,其理论混合气热值与汽油接近.因此,乙醇可以作为汽油机燃料使用,而且其动力性可以接近使用汽油的发动机.(4)易产生气阻.乙醇的沸点只有78~C,在发动机正常工作温度下,很容易产生气阻,使燃料供给量降低甚至中断供油.(5)腐蚀金属.乙醇在燃烧过程中,会产生乙酸,对汽车金属特别是铜有腐蚀作用.有关试验表明, 在汽油中乙醇含量在10%以下时, 对金属基本没有腐蚀,但乙醇含量超过15%时,则必须添加有效的腐蚀抑制剂.(6)与材料的适应性差.乙醇是一种优良的溶剂,易对汽车密封橡胶及其他合成非金属材料产生一定的轻微腐蚀,溶涨,软化或龟裂作用.(7)易分层.燃料乙醇易于吸水,车用乙醇汽油的含水量超过标准指标后,容易发生液相分离,影响使用.车用乙醇汽油的储运周期只有4～5天,因此必须改造,建设专供车用乙醇汽油的储罐,槽车,调和与加油设施.3使用乙醇燃料的常见问题及解决方案3.1油耗增加31.1原因(1)乙醇沸点低,挥发性强,在环境温度高时,车用乙醇汽油的挥发量要比车用无铅汽油的挥发量大.(2)由于驾驶员对乙醇燃料的特性不太了解,措施要点掌握不够, 如点火时间调整得不合适,混合气偏稀等.(3)随着行驶里程数的增加,车用乙醇汽油比普通汽油更易在进气阀门表面及周围形成积炭,且沉积物的生成会随着行驶里程数的增加而增加,如果不及时清洗,会影响进气阀关闭的严密性,导致燃烧不完全,油耗上升.3.1.2解决办法(1)清洁油箱,油路.(2)适当调整点火时间,混合气浓度等.(3)使用清洗型乙醇汽油清洁剂.3.2易产生气阻(主要在天热的情况下)3.2.1原因尽管乙醇燃料在38~C时的饱和蒸气压比汽油低得多(汽油为74～88kPa,乙醇为17kPa),但乙醇燃料的沸点低,在超过其沸点温度的高温下,蒸气压会迅速增大,因此夏季行车时,在长时间,大功率,大负荷高速行驶和在市区内长时间的低速开空调行驶的情况下,都会引起发动机温度偏高,产生气阻现象.3.2.2解决办法(1)降低乙醇汽油组分油的蒸气压数值.(2)检查油箱附件之一蒸汽阀的工作状况,必要时予以疏通维护或更换.3.3起步发顿和加速不良3.3.1原因(1)一般都与油路不畅有关,致使供油不足,因为在使用乙醇燃料后,将原来粘在油箱壁上的胶质颗粒等杂质冲洗掉,堵塞了汽油滤清器或燃油喷嘴.(2)混合气偏稀.3.3.2解决方法(1)检查清理油路,排除故障.(2)调整点火时间.3.4使用中分层现象3.4.1原因乙醇与汽油可以互溶,但抗水性较差,乙醇汽油一旦遇水就会发生相分离,造成油箱上,中,下各部乙醇与汽油的比例不同,使车用乙醇汽油不能正常燃烧,影响使用效果.3.4.2解决方法GB18351-2004车用乙醇汽油》对水分含量有严格的限制,规定车用乙醇汽油水分含量不大于0.20%.因此,只要是正规加油站出售的车用乙醇汽油就不会出现因含水产生分层而带来的麻烦.3.5金属腐蚀现象3.51原因乙醇在燃烧过程中,会产生乙酸,对汽车燃料系统的许多金属都有腐蚀性,可以腐蚀铜,铁,铝,铅, 镁,锌及它们的许多合金,且乙醇含量越高,腐蚀性越大.3.5.2解决方法(1)改变发动机金属材料,使用耐腐蚀的金属制造发动机.(2)在燃料中加防腐蚀添加剂.3.6橡胶材料出现溶胀裂纹现象3.6.1原因乙醇汽油对供油系统的橡胶部件(如油泵的油封,垫圈等)有一定的溶胀作用,可导致后者产生溶胀,软化,龟裂进而失效,对塑料件也有类似的作用.3.62解决方法(1)选择合适的橡胶或塑料材料作为燃料系统部件,如采用氟橡胶,氟硅橡胶,聚硫橡胶,氯丁橡胶等耐乙醇汽油混合燃料的材料代替丁晴橡胶,聚脂树脂等材料. (2)在燃料中加入某些添加剂也可以减轻乙醇汽油对橡胶和塑料材料的溶胀.3.7发动机磨损技术与研究3.71原因(1)乙醇汽油能将气缸和活塞环等部位的润滑油膜洗掉,加重磨损.(2)乙醇汽油燃烧时生成乙酸,能直接腐蚀金属,造成腐蚀磨损,且乙酸还能与润滑油中的抗氧防腐剂(如二烷基二硫代磷酸锌)发生反应而使其失效,从而增大各摩擦部位的腐蚀与磨损.37.2解决方法(1)改变发动机材料(如活塞环镀铬).(2)使用专用的乙醇燃料发动机润滑油(碱度较高,可中和乙醇燃料燃烧产生的乙酸).4结束语车用乙醇汽油在实际使用过程中能显着降低汽车尾气中HC和CO 的排放量,有利于改善环境.虽然也存在一些油耗增加,经济性差等问题.但是在推广使用中,通过采取一定的措施能够解决这些问题,而且推广使用车用乙醇汽油是国家的一项战略性举措,对缓解我国石油资源短缺,减少对进口石油的依赖性,改善大气环境,促进农业生产和消费的良性循环及可持续发展,具有积极意义.i璺岛jj,一嘲……………●¨'●■…¨'●■------_●_●_ 2007-7域弓4锅57。

燃料乙醇工艺的化学工程分析
乙醇的原料可以选择包括糖类、纤维素、淀粉等可再生生物质。

化学工程分析需要考虑原料的可获得性、成本以及对环境的影响等因素，选择最合适的原料。

乙醇的生产工艺可以分为生化法和化学合成法两类。

生化法是通过微生物催化糖类发酵生成乙醇，而化学合成法是利用化学反应将原料转化为乙醇。

化学工程分析需要考虑工艺的能耗、反应速率、催化剂的选择以及副产物的处理等因素，选择最经济高效的生产工艺。

通过工艺优化可以提高乙醇的产率和纯度。

化学工程分析可以通过动力学模型、热力学计算和流程模拟等方法，优化生产工艺。

可以通过控制催化剂的浓度和温度，改变反应动力学，提高乙醇的产率。

可以通过蒸馏、吸附、活性碳处理等方法，提高乙醇的纯度。

燃料乙醇工艺的化学工程分析，需要综合考虑原料选择、工艺选择以及工艺优化等方面的因素，实现经济高效的乙醇生产。

油品质量快速检测方法本办法适用于销售运输单位承运的汽油、乙醇汽油和甲醇汽油的质量检验，各单位要积极协调地区销售公司在加油站配备3-5套检测器具，在油品到站后必须提取油样，测量油品密度，检测油品是否超标，确保油品质量符合标准。

一、器具型号具塞量筒100ml 单价：18.70元塑料洗瓶500ml 单价：5.00元环标刻度吸管10ml 单价：3.80元洗耳球30ml 单价：3.30元图示：1. 吸管2. 塑料洗瓶3. 量杯二、检测操作方法油罐车罐内上分别取样测试：1. 取油罐车罐体内上部油品100毫升，加入到量杯后，并静止十分钟，待油品沉淀后，用吸管吸取10毫升水加入量杯中，并将量杯盖盖住后经过摇晃，充分溶解后，再静止十分钟后观察油品与水分解层，若量杯中出现混合层且数据在15-17.5毫升以内为正常超过18毫升为不正常，具体数据依各地区销售公司数据核对表为准。

2. 取油罐车罐体内中部油品100毫升，加入到量杯后，并静止十分钟，待油品沉淀后，用吸管吸取10毫升水加入量杯中，并将量杯盖盖住后经过摇晃，充分溶解后，再静止十分钟后观察油品与水分解层，若量杯中出现混合层且数据在15-17.5毫升以内为正常，超过18毫升为不正常，具体数据依各地区销售公司数据核对表为准。

3. 取油罐车卸油管部分油品100毫升，加入到量杯后，并静止十分钟，待油品沉淀后，用吸管吸取10毫升水加入量杯中，并将量杯盖盖住后经过摇晃，充分溶解后，再静止十分钟后观察油品与水分解层，若量杯中出现混合层且数据在15-17.5毫升以内为正常超过18毫升为不正常，具体数据依各地区销售公司数据核对表为准。

以上三步骤需要30分钟，操作完毕后，根据三组数据的综合数值，分析含水层总体在15-17.5之间为正常值，若超过18毫升，并低于14毫升均存在问题。

三、车用乙醇汽油中变性燃料乙醇含量测定法（现场快速法）1．范围本标准规定了在现场快速测定车用乙醇汽油中变性乙醇含量的方法。

探索变性燃料乙醇的检测及优化作者：杨凯霖来源：《当代旅游》2018年第08期摘要：随着时代的发展，传统的能源已渐渐枯竭，比如石油资源总有用完的一天。

如今人们的环境保护意识逐渐增强，导致石油资源的使用面临着很大的挑战。

为解决新时代的发展需求，新型能源的诞生成为了解决矛盾的关键。

乙醇作为一种可再生的清洁能源，已渐渐的发展成为替代传统能源的一种趋势。

随着乙醇应用的多样化，与之相对应的检测方法已经受到越来越广泛的关注。

关键词：变性乙醇；检测；优化引言：乙醇是一种新型的可再生的清洁能源，很大部分有效的替代了传统的石油能源。

无论是站在保护环境的角度还是站在节约资源的角度，或者是站在推动粮食经济发展的角度来看，促进乙醇资源的发展都有着极为重要的意义。

乙醇的检测方法会大大的影响到乙醇的质量，因此优化乙醇的检测方法一直以来受到了广大科研工作者的关注。

但是在当前的乙醇检测方法中还存在着各种各样的问题，只有分析了现有的乙醇检测方法才能发现其中的不足，才能进一步对其进行优化，本文接下来就乙醇检测方法的优化进行说明。

一、当前变性乙醇的检测方法（一）变性燃料乙醇的用途目前变性燃料乙醇主要被用作汽车燃料，另外也逐渐被应用为其他类型的燃料，比如重型机械。

在汽车燃料应用中，将变性燃料乙醇加入到未添加含氧化合物的液体烃类中就成为了乙醇汽油。

国家相关文件明确了乙醇燃料的成分以及相关性质。

为了准确的检测乙醇燃料是否符合国家的相关标准，需要借助对应的检测仪器来对变性燃料乙醇燃料进行分析。

一般变性燃料乙醇的检测标准包括如下几个方面：抗爆性、馏程、苯、烯烃、金属等等。

因此需要借助于以下方法来进行检测：（1）气相色谱法相关文献指出，能够分析乙醇等物质的具有套住切换以及反吹系统的气相色谱系统均可以被用作测量分析变性燃料乙醇。

具体的步骤为：在样品中添加适当的内标物后，将其放置到具有两根柱以及柱切换阀的气相色谱仪中。

后通过放空、流出、反吹、等步骤对其成分进行重组。

燃料酒精的发展现状和研究趋势 燃料乙醇包括变性无水乙醇和含水乙醇。

所谓变性无水乙醇是指对体积分数为 95%左右的乙醇进一步脱水，再加上体积分数为 5% 的变性剂(一般为无铅汽油或无铅的烃类)，使之成为水分含量小于 0.8%、且不可食用的变性 无水乙醇，它与汽油按一定比例混合，可作为车用燃料；而含水乙醇是纯度为 93.2%±0.6%的 乙醇，能直接作为车用燃料。

目前，乙醇已不单是一种优良燃料，它已经成为一种优良的燃油品质改善剂被广泛使用， 作为一种新型的、可再生的清洁能源而越来越受到世人的重视。

燃料乙醇既是一种清洁能源，又是一种良好的汽油增氧剂和辛烷值调和组分，用以代替四 乙基铅、甲基叔丁基醚(mtbe)和乙基叔丁基醚(etbe)。

将乙醇调入汽油中，对降低汽车尾气中的一氧化碳和烃基类化合物的含量很有效，可以起 到净化空气的效果；同时，燃料乙醇是一种生物转化的太阳能，燃烧后本质上不会增加空气中 二氧化碳的含量，不会增加温室效应，是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源。

在汽油中加入一定比例的乙醇作燃料，能节约石油、净化空气，转化多余的粮食，为人类 社会的可持续发展提供一条简单有效的途径。

一、国外燃料乙醇销售和使用情况 1、美国玉米生产燃料乙醇产业链成熟美国燃料乙醇开 发和使用时间较早，早在 1930 年，美国在加州首次销售乙醇汽油。

1973 年的世界石油危机中，巴西、美国率先推行“汽油醇计划，自此美国燃料乙醇产业 加速发展。

年产量突破 10 亿加仑用了 10 年时间（1984-1993 年），突破 20 亿加仑也用了 10 年时间 （1993-2002 年），而由 20 亿至 30 亿加仑仅仅用了 2 年时间（2002-2004 年）。

根据美国能源部的计划，到 2025 年可再生物质生产的生物燃料将代替从中东进口的石油 的 75%， 到 2030 年将用生物燃料代替现在汽油使用量的 30%， 届时将需要燃料乙醇 600 亿加仑， 即约 1.8 亿吨。

燃料酒精的发展现状和研究趋势燃料酒精作为一种可再生能源，具有许多优点，如低碳排放、可降低对环境的影响、能够减少对传统化石燃料的依赖等。

因此，燃料酒精的研究和发展一直备受关注。

本文将讨论燃料酒精的发展现状和研究趋势。

首先，从发展现状来看，燃料酒精主要包括乙醇和甲醇两种类型。

乙醇燃料是最常见的燃料酒精，主要由粮食作物（如玉米、小麦）、纤维作物（如甘蔗、甜菜）和木质纤维素等生物质中的糖分发酵得到。

与传统化石燃料相比，乙醇燃料具有更高的氧含量，燃烧效率更高，能够有效减少有害物质排放。

甲醇燃料则主要由甲醇制备而成，甲醇可以通过天然气重整、合成气转化、生物质气化等方法得到。

甲醇燃料具有较高的能量密度，能够作为燃料电池的燃料或直接用于发动机燃烧。

在发展方面，全球范围内对燃料酒精的需求不断增长。

尤其是在环保和能源安全意识的提高下，燃料酒精已成为替代传统燃料的重要选择。

许多国家和地区已经出台相关政策，支持燃料酒精的研发和应用。

例如，美国实施了生物质税收奖励制度，鼓励农民生产乙醇原料；巴西则推动了大规模生产乙醇燃料的发展，取得了显著的成果。

此外，欧盟、中国、印度等国家也纷纷加大对燃料酒精产业的扶持力度。

在研究方面，燃料酒精的研究重点主要集中在以下几个方面。

首先是生物质转化技术的改进。

生物质转化是燃料酒精生产的关键环节，提高生物质转化的效率和经济性是当前的研究热点。

目前，利用遗传改良和微生物代谢工程等技术手段，已经成功提高了乙醇和甲醇的产率和纯度。

其次是原料的多样化利用。

除了传统的粮食作物和纤维作物，研究人员还在探索利用废弃物和非食用植物等可再生资源，扩大燃料酒精原料的供给范围。

第三是生产工艺的革新。

传统的生产工艺往往存在能耗高、成本昂贵等问题，因此研究人员正在寻找更加高效、环保的生产工艺，包括发展新型催化剂和优化反应条件等。

此外，燃料酒精的应用也日趋广泛。

除了传统的交通运输领域，燃料酒精还在航空航天、热能和电力等领域得到应用。