第34卷第4期化學工業(yè)與工程技術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”，楊天華2(1.陜西延長石油(集團)有限責任公司,陜西西安710075 ;2.陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院,陜西西安710075)摘要:通過對甲醇汽油餾程、蒸汽壓、實際膠質、抗相分離性能等關鍵理化性質的進--步分析,提出了目前調制甲醇汽油所存在的主要技術問題。關鍵詞:甲醇汽油理化性能分析中圖分類號: 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 Juani2 , YANG Tianhua2(1. Shaanxi Yanchang Petroleum ( Group) Corp. Ltd. , Xian 710075, China;2. Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Corp. Lld. Research Institute, Xian 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-posed.Key words :Methanol gasoline; Physical and chemical properties; Analysis當前石油資源8益匱乏,甲醇作為來源充分、價積分數(shù)為10%,50%,90%時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,研究開程度的降低,其中50%點餾出溫度降低的幅度最發(fā)甲醇的摻燒技術對于緩解目前的石油供需矛盾具大,為42.6C;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已成為數(shù)據(jù)偏離基礎汽油越遠。甲醇汽油餾出體積分數(shù)目前國內研究的熱點。50%時餾出溫度降低,說明甲醇汽油的平均蒸發(fā)性能1甲醇汽油的理化性質變化分析汽油中加入甲醇后,其物理性質的變化主要集好,因而發(fā)動機的加速性能好,反應靈敏,運轉平穩(wěn)。中在餾程、蒸汽壓、實際膠質、抗相分離性能以及氧為了進一步評價甲醇汽油餾程特性的優(yōu)劣,將含量上?；A汽油、甲醇汽油及具有滿意駕駛特性的汽油餾1.1餾程的變化.程特性上、下限數(shù)據(jù)列于表1川。不同甲醇汽油與基礎汽油的餾程數(shù)據(jù)對比見由表1可見:基礎汽油與不同甲醇汽油的餾程圖1。數(shù)據(jù)均符合GB 17930- -2006《 車用無鉛汽油》對汽油餾程的技術要求;基礎汽油的餾程數(shù)據(jù)均在滿意50駕駛特性的汽油餾程溫度范圍內,但所列甲醇汽油200 t一含甲醇20%的甲醇汽油含甲醇30%的甲醇汽油的餾出體積分數(shù)50%時餾出溫度普遍低于滿意駕霜1駛特性的77 C餾溫下限，同時也低于64.5 C的甲e 100醇沸點。分析其原因,主要是由于甲醇與汽油形成了大量低沸點的共沸物,而且隨著甲醇含量的增大,105?0終餾點餾出體積分數(shù)，%收稿日期:2013-05-14。圖1甲醇汽油與基礎汽油的餾程數(shù)據(jù)對比曲線作者簡介:劉曉霞(1978- -) ,女,陜西延安人，碩士,工程師,現(xiàn)主要從事石油化工科技管理工作。由圖1可見:與基礎汽油相比,甲醇汽油餾出體Email:13363918323@ 163. com。.●54●化學工業(yè)與工程技術2013年第34卷第4期形成的低沸點共沸物增多。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,這說明甲醇汽油餾出體積分數(shù)90%時餾出溫度降低,終餾點則汽油中增加了一-些較難揮發(fā),且易形成膠質的物質。表1甲醇汽油 與基礎汽油的餾程特性比較餾出體積分數(shù),%殘留量體汽油類型50)0終餾點積分數(shù)，%車用汽油的技術要求(國標M )不高于70不高于 120不高于 190不高于 205不大于2EN228所界定餾溫下限37730165的滿意駕駛餾溫上限6(100175195 ./基礎汽油47. 297.4161.2193. 10.9甲醇質量分數(shù)為15%的甲醇汽油45.473. 9161.0198. C1.2甲醇質量分數(shù)為19%的甲醇汽油39. 959. 4157. 0194. 9.甲醇質量分數(shù)為20%的甲醇汽油41.564. 5155. 5189.01.5甲醇質量分數(shù)為27%的甲醇汽油38.8153. 8190. 7甲醇質量分數(shù)為29%的甲醇汽油40.755. 7149. 291.41.0表2列出了汽油餾出體積分數(shù)10%時餾出溫和日本汽車n=0.7計算所得)3-41見表4。度與開始產(chǎn)生氣阻溫度的關系(2]。表4不同甲醇汽油的氣阻指數(shù)表2餾程10% 的餾出溫度與開始產(chǎn)生氣阻溫度的關系甲醇質量分數(shù),%015192()272S餾出體積分數(shù)10%時餾出4050607080蒸汽壓/kPa66.3 70.4 74.0 73.8 72.5 73.5溫度/C氣阻指數(shù)86.4 104.0114.6 112.3 115.2 115. 5開始產(chǎn)生氣阻溫度/C-137274767可能發(fā)生氣阻的>40 33 2772625臨界溫度/C .由表1表2數(shù)據(jù)可見:基礎汽油開始產(chǎn)生氣阻的溫度約在5 C左右,但摻人甲醇后,開始產(chǎn)生氣阻由氣阻指數(shù)查圖得到發(fā)生氣阻的臨界溫度。由的溫度降至-13~5C之間?？梢娬{人甲醇后,甲醇表4可見:在使用車型不變的情況下,隨著甲醇質量汽油產(chǎn)生氣阻的傾向加大。分數(shù)的增加(小于30% ) ,汽車發(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。汽油中加人甲醇對汽油蒸汽壓的影響見表3。1.3實 際膠質的變化表3甲醇汽油與基礎汽油 的蒸汽壓比較實際膠質是判斷油品安定性的重要指標之--，甲醇質量分數(shù),% 0 15 1920 27 29常用來評定汽油或柴油在發(fā)動機中生成膠質的傾向,是判斷油品能否使用和繼續(xù)儲存的重要依據(jù)。調制甲醇汽油的實際膠質見表5。由表3可見:與基礎汽油相比,甲醇汽油的蒸汽表5不同甲醇汽油 的實際膠質數(shù)據(jù)壓均有不同程度的增大。甲醇的飽和蒸氣壓為甲醇質量分數(shù),%015192027 2931.0kPa,根據(jù)理論推算甲醇汽油的飽和蒸氣壓值實際膠質/[ mg .3.5 3.8 4.54.0 5.05.3應該介于31.0 kPa和基礎汽油蒸汽壓之間。但表3(100 mL)-"]數(shù)據(jù)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:所調制甲醇汽油的實際膠質相對成了沸點低、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)性過強的油品會產(chǎn)生如下問題:①使汽車的化學性質活潑,易發(fā)生氧化,產(chǎn)生膠質;另一方面,供油系統(tǒng)產(chǎn)生氣阻;②使汽油在保管和使用中的蒸為加人的添加劑所致。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)動機中的炭罐過載,影形成膠質的主要因素之一,同時含硫化合物,特別是響發(fā)動機排放污染物的治理。硫酚和硫醇,也能促進膠質的生成,在與空氣接觸中氣阻指數(shù)是評價車用汽油產(chǎn)生氣阻的重要指產(chǎn)生膠狀沉淀物。所以在甲醇汽油調制時,應充分標,不同甲醇含量的甲醇汽油的氣阻指數(shù)(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55●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問題均一穩(wěn)定是汽車對車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格的不斷是甲醇汽油的重要指標之- - 。調制甲醇汽油的含水上漲是促進甲醇汽油車用燃料和添加劑快速發(fā)展的量和相分離情況見表6。主要因素,進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t及抗相分離性能非常重要的意義。甲醇質量分數(shù),%01519202729甲醇是具有一定熱值的燃料,但是作為具有較含水質量分數(shù),%0.10 0.05 0.11 0.05 0. 05強極性的醇類物質,其性質有別于傳統(tǒng)的車用燃低溫抗相分離/無無無無料一汽油和柴油。 作為摻燒燃料,還需要對甲醇(-20 C ,48 h)的部分性能加以改進。遇水抗相分離(加水1.5%，振蕩5無有無無有2.1改進甲醇與汽油的 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:所調制的部分甲醇汽油產(chǎn)品遇水互溶性問題[5-7],而且所用的助溶劑種類也不盡相存在相分離現(xiàn)象,這說明其抗水性能還有待于進一同,加入的添加劑主要有芳烴、高碳酮、醚、醇等化合物。有專利報道,在甲醇汽油中加人6% ~ 7%的水步提高。相分離現(xiàn)象的存在直接影響甲醇汽油的貯存以也不會分層8?？梢娫诩状计偷难芯可舷喾蛛x及使用性能,甲醇在汽油中的溶解性見圖2。穩(wěn)定性已經(jīng)不是難題。由圖2可見: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,國內所進行的研究對氣阻的產(chǎn)生討論相醇占汽油的體積分數(shù)50%左右時,其互溶性最差,對較多,但很少有有效解決此類問題的報道,解決措施中所用的蒸汽壓調節(jié)劑主要用于實驗室研究,所同時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(jié)作30 「溶區(qū)用也不明顯,所以不利于工業(yè)化應用。而國外主要不含水20個是通過改進汽車發(fā)動機來解決這- -問題。2.3解決 甲醇汽油對油箱和發(fā)動機內材料的腐蝕0t非溶區(qū)和溶脹作用-10通過加入防腐添加劑就可以有效解決甲醇汽油:202(400的腐蝕問題[9-10。目前主要通過加入苯并三氮唑甲醇體積分數(shù)，%類、二聚亞油酸抗腐蝕劑、酚類抗氧劑、馬來酸酐伯圖2甲醇與汽油的互溶 曲線胺和一些含氨雜環(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0「還得通過更換汽車的部分材料來加以緩解川。? 30,10%此外,甲醇汽油膠質含量增高的原因,還要從膠5% ,30%質的生成原理以及添加劑對甲醇汽油的影響上進行35%1深人研究。3結論-1與基礎汽油相比,調制甲醇汽油餾程的10%，-20) 0.10.20.30.40.50.60.70.850% ,90%餾出溫度均有不同程度的降低,其中含水體積分數(shù)，%50%點降低的幅度最大,且不具有滿意駕駛特性;但圖3 不同甲醇汽油中水體積分數(shù)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,隨著汽油中甲醇含量的增加,水體玉明顯增大,高溫下產(chǎn)生氣阻的傾向增大。甲醇與積分數(shù)對甲醇汽油分層溫度的影響減小。綜合圖汽油形成了低沸點的共沸物。甲醇汽油的組成及含2、圖3可見，甲醇汽油的貯存、運輸和使用條件較水量、環(huán)境溫度和甲醇的吸水性使得甲醇汽油的貯苛刻。存、運輸和使用條件苛刻。.第34卷第4期化學工業(yè)與工程技術Vol. 34 No.42013年8月Journal of Chemical Industry & EngineeringAug., 2013低溫LNG管道熱力安全泄壓閥泄放過程研究張立寧,姚云,商 麗娟(中海油山東化學工程有限責任公司,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程進行了熱力學分析,論述了整個泄放過程中熱力安全泄壓閥進出口相態(tài)變化和泄放量變化情況,并結合實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。關鍵詞:液化天然氣熱力安全泄壓閥 熱力學分析低溫管道HYSYS中圖分類號: TQ055.8,TU996.7文獻標識碼:A 文章編 號:1006-7906(2013)04- 0056-03Research on relieving process of thermal safety relief valve in LNGcryogenic pipelineZHANG Lining, YAO Yun, SHANG Lijuan(CN0OC Shandong Chemical Engineering Co. , Itd. , Jinan 250013, China)Abstract:Thermodynamics analysis for discharge process of thermal safety relief valve of LNC cryogenic pipeline is made usingHYSYS process simulation software. Phase changes at inlet and outlet of thermal safety relief valve and relieving requirement are dis-cussed for the whole discharge process. The design conditions of thermal safety relief valve are quatitaively analyzed with the combi-nation of example. The rssearch would provide an integrated procedure and method for the design and choice of thermnal safety reliefvalve.Key words:Liquid natural gas; Thermal safety relief valve; Thermodynamics analysis; Cryogenic pipelie; HYSYS液化天然氣(LNG)已經(jīng)成為我國乃至世界供LNG的儲運溫度一般在- 160 ~-140 C,為低應增長速度最快的能源,具有清潔、高效、優(yōu)質的特溫液化氣體,受熱易汽化,且密度受溫度影響較大。點。為了滿足對清潔能源的需求,我國近年來建設收稿日期:2013-03-28。了大量LNG接收站、LNG衛(wèi)星站天然氣液化工廠作者簡介:張立寧(1983- -),男,河北涿州人，碩士研究生,工藝工程師,現(xiàn)從事石油化工工程設計工作。等生產(chǎn)儲運LNG的設施。Emai:zInbaby@ 163. com。在能源短缺的背景下,雖然甲醇作為替代能源[5]王蕓志。 車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安大學,2006.方面。解決好摻燒甲醇所帶來的各種問題,才能使[6] 華洪基.甲醇汽油的研制與應用[D].成都:西南石油學院,2003.甲醇汽油的應用發(fā)揮出最大的作用。[7]奚強,李傳廠 ,徐福亮,等.甲醇汽油相穩(wěn)定劑的研究參考文獻:[J].化工時刊,2007 ,21(8) :10-12.[1] 劉彥成,張吉國.汽車使用[ M].北京:北京大學出版[8]占小玲.一種甲醇汽油溶水劑:中國200910164611[P]. 2010-01-06.社,2009 :9-17.[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究[J].內燃機,2008 ,14(2):52-54.出版社,2009:41-43.[3] 孫鳳英. 汽車運行材料[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.[J]. 化學工業(yè)與工程技術,2007 ,28(6):33-34.4] 許世海,劉曉,秦敏.甲醇汽油的蒸發(fā)性與氣阻傾向[11]王殿虎,夏曉,張第。車用甲醇汽油的溶脹性研究研究[J].車用發(fā)動機,2008(3):90-92.[J].化學工業(yè),2009 ,27(1):31-33.