第三章酒精燃料.ppt

第三章 醇类燃料; 从20世纪初，美国人Henry Ford设计并制造了世界上第一台使用纯乙醇的汽车。之后出现了乙醇和汽油的混合燃料。当今，巴西和美国是石油乙醇燃料最成功的国家。其中巴西是世界上唯一一个不供应纯汽油的国家。;2. 乙醇燃料的生产;2.1 发酵法;2）生产工艺;红站颠玖截择锯划凛仙墙钵吻割飘沏仙邓扼啦铣磕辑悔砾序较尹腕配掠喜第三章酒精燃料第三章酒精燃料;2.2 乙烯水合法;3）直接水合法 ; 20世纪70年代二次石油危机以后，西方国家开始开发和使用甲醇燃料汽车和甲醇汽油。但由于甲醇的毒性和对金属的腐蚀，已逐渐被禁止作为车用燃料。 我国在20世纪80年代之后经历了与西方国家相似的发展历程。 ;甲醇的物理性质： 甲醇 ，分子式CH3OH，又名木醇或木精，为无色，略带乙醇香气的挥发性液体。常压下，甲醇沸点为64.7 oC，与水互溶，在汽油中有较大溶解度。它有剧毒，易燃烧，其蒸气与空气在一定范围（6.7-36%）内可形成爆炸性化合物。;甲醇的用途;涎狡臣币疏鲸铭量宝铂冲卖纫狮貌尾斟者摧沏殴爬怜算流线宾郸彩显赛蓖第三章酒精燃料第三章酒精燃料;4.1 合成甲醇的古老工艺： 1661年英国玻义耳（Boyle）首先在木材干馏的液体产品中发现了甲醇，木材干馏成为工业上制取甲醇最古老的方法。用60至80公斤的木材来分解蒸馏只获得大约1公斤的甲醇，产量甚低。20世纪30年代初，几乎全部由木材蒸镏制造甲醇，世界的甲醇产量仅约45000吨。 ;4.2 现代甲醇工业的发展;I.C.I.工艺 冷激式反应器;4.3 甲醇生产的典型流程 原料气制造 原料气净化 甲醇合成 粗甲醇精馏 ;4.3.1 生产甲醇合成气的原料;CxHy + H2O CO+H2+CO2;不同原料造气的特点;重油或煤： 用重油或煤为原料所制得的粗原料气氢碳比太低，需要设置变换工序使过量的一氧化碳变换为氢气，再将过量的二氧化碳除去。;（2）合理的二氧化碳与一氧化碳比例： a）合成甲醇原料气中应保持一定量的二氧化碳 ，一定量二氧化碳的存在能促进锌铬催化剂与铜基催化剂上甲醇合成的反应速率，适量的二氧化碳可使催化剂呈现高活性。 b）在二氧化碳存在下，合成甲醇的热效应比无二氧化碳时仅由一氧化碳与氢合成甲醇的热效应要小，催化床温度易于控制，对防止生产过程中催化剂超温及延长催化剂寿命是有利的。 但是，二氧化碳浓度过高，会造成粗甲醇中含水量的增多，增加精馏粗甲醇的能耗。 ;CO2的合适比例： 锌铬催化剂上：5% 铜基催化剂上：15%;4.3.2 原料气净化;4.3.3 甲醇的合成;高压法和低压法;低压法： 催化剂：铜基催化剂 反应压力5-10 MPa； 反应温度230-290 oC； 特点：设备投资低，能耗低，副反应少，产品质量好。;4.3.4 粗甲醇精馏;4.4 联醇工艺（合成氨厂联产甲醇）;5. 醇类燃料的理化性质和使用性能;6. 汽车使用醇类燃料的优缺点;缺点： （P.81） 毒性。我国规定工作场所甲醇的浓度应低于50 μL/L。 腐蚀性。能腐蚀铝、铅、锰、塑料和橡胶。 热值低。热值只有汽油的48％。 易产生气阻。沸点65oC，易产生气阻，使燃料供给降低或中断。 低温启动困难。甲醇蒸发潜热是汽油的三倍，使其低温启动和运行性能恶化。易分层。指甲醇汽油，当水分含量高时，使甲醇从汽油中分离出来。;6.2 汽车使用乙醇燃料的优缺点 优点： a) 减少排放。含氧量大，燃烧完全。使CH和CO排放减少30％??上。 b) 动力性好。辛烷值高达111，可采用高压缩比。 c）积炭减少。燃烧充分，延长部件使用寿命。 d) 资源丰富。;缺点： 腐蚀性。燃烧过程中产生乙酸，腐蚀金属，尤其是铜。对密封橡胶和其它合成材料有轻微的腐蚀和溶胀作用。 热值低。热值只有汽油的61％。 易产生气阻。沸点78 oC，易产生气阻，使燃料供给降低或中断。 低温启动困难。乙醇蒸发潜热是汽油的2倍多，使其低温启动和运行性能恶化。(氢键) 易分层。指乙醇汽油，当水分含量高时，使乙醇从汽油中分离出来。（不大于0.2%，当水含量为0.3%时，-24 oC乙醇和汽油产生相分离） 经济性差。乙醇的价格一般高于汽油的价格。;7. 醇类燃料的使用方式;8. 车用乙醇汽油的正确使用;9. 使用醇类燃料的注意事项和常见问题