1、什麼是甲醇?
答:甲醇,是一種無色、透明、略帶酒精氣味且具有水溶性易揮發的液體,其十六烷值低、自燃溫度高、難於壓燃。
2、甲醇的分子式?
答:其分子式為CH3OH,是結構最為簡單的飽和一元醇。從分子式結構看來,甲醇不含C-C鍵,且含氧量達50%;甲醇的C/H值交柴油的小,在產生同樣熱量的情況下,甲醇生成的CO2(溫室氣體)量要少很多。
3、甲醇的別名?
答:木精;木醇;木酒精;精甲醇;無水甲醇;甲基醇。
4、甲醇的分子量?
答:甲醇的分子量為32.04.
5、甲醇常溫常壓的狀態?
答:甲醇在常溫常壓下為易流動、易揮發的可燃液體。
6、甲醇的自燃溫度?
答:甲醇的自燃溫度為436℃,其自燃溫度高於汽油和柴油。
7、問:甲醇燃料的著火極限?
答:甲醇燃料在空氣中的著火極限是6%-36.5%(體積分數),甲醇蒸氣在空氣中的體積分數達到6%可達到著火條件。其中汽油的著火極限是1.4%-7.6%。從數據上可以看出甲醇蒸氣在空氣中的濃度必須四倍於汽油才能著火,這樣看來甲醇作為燃料比汽油更安全。
8、甲醇的密度?
答:密度是燃料物理性質參數中最重要的參數之一,燃油的大部分物理化學性質與密度之間都存在某種內在關係,它通常可以提供一下關於燃油組分、點火質量、功率輸出、排放煙度等的信息。燃油密度越大,燃油裡的碳原子數目越多,意味著輸出功率越大,同時產生碳煙微粒的可能性也增加。在25℃時,甲醇的密度為0.7918g/mL,其密度低於柴油(0.82~0.86 g/mL)。
9、甲醇的熱值?
答:熱值是表示燃料質量的一種重要指標。單位質量(或體積)的燃料完全燃燒時所放出的熱量。甲醇的熱值為19.6MJ/kg,其熱值要比石油燃料的熱值低,甲醇低熱值約是柴油低熱值的46%,是汽油低熱值的47%,所以汽油摻混甲醇或者純甲醇燃燒時,其動力性能有所下降。
10、甲醇的辛烷值?
答:辛烷值是表徵燃料抗爆性的重要指標。甲醇的辛烷值超過106,遠高於汽油和柴油,抗爆性很好,使用甲醇後可以增加發動機的壓縮比,進而提高熱效率。
11、甲醇的溶解性?
答:甲醇與水可以任意比例互溶,可混溶於汽油、醇類、乙醚等有機物,但是不與石油醚混溶。甲醇溶解性能優於乙醇,能溶解多種無機鹽類,如碘化鈉、氯化鈣、硝酸銨、硫酸銅、硝酸銀、氯化銨和氯化鈉等。
12、甲醇的腐蝕性?
答:甲醇腐蝕與甲醇純度和溫度有關,無水的甲醇在周圍環境溫度下對大多數金屬都無腐蝕作用,但鉛、鎳、銅鎳合金、鑄鐵和高矽鑄鐵除外。溫度越高,腐蝕速率越快。另外,甲醇對橡膠、塑料件等材料具有溶脹作用。
13、甲醇的燃燒特性?
答:甲醇燃燒時無煙,火焰呈藍色,甲醇完全燃燒最終CO2和H2O。
14、甲醇化學性質?
答:甲醇的化學性質較活潑,其由甲基和羥基組成的,具有醇所具有的化學性質,能發生氧化、酯化、羰基化等化學反應。在遇到氧化劑時,連有羥基的碳原子上的三個氫原子均可被一一氧化,或脫氫生成甲醛,再氧化成甲酸,甲酸氧化的最終產物是二氧化碳和水。
15、最早生產甲醇採用的方式?
答:甲醇最早通過木材的熱解蒸餾過程得到,故又稱「木醇」或「木精」。
16、現代工藝生產甲醇的最主要的方式?
答:目前全球幾乎所有的甲醇都是採用合成氣製備的,其中合成氣指CO和H2混合物。1905年,法國化學家保羅•薩巴蒂爾首先提出了由CO和H2反應產生甲醇的觀點;1913年,巴蒂爾•艾尼林和蘇達•法布裡克提出了從煤炭的合成氣中合成甲醇,開啟了煤制甲醇的歷史;1923-1926年,德國化學家F.費舍爾和H.託羅普舍提出了用合成氣生產甲醇的方法(即費-託合成氣法),構成了甲醇正式進入大規模工業生產的基礎。
17、甲醇生產的新技術?
答:(1)甲烷直接氧化生產甲醇;(2)生物質製取甲醇;(3)用CO2生產甲醇。
18、生物質製取甲醇面臨的最大問題?
答:把生物質轉換成甲醇的技術與用煤生產甲醇的技術相似,先把生物質轉換成合成氣後,用基於化石燃料的工廠的同種工藝來合成甲醇。如果大量的甲醇由生物質製取,須有一個規模足夠大而且穩定的生物質原料來源,避免種植能源作物所需的土地與糧食生產用地產生競爭,水葫蘆、香蒲和藻類被看作是能源生產的好原料。
19、用CO2生產甲醇的限制因素及優勢?
答:用CO2和H2生產甲醇工業裝置的基本投資與常規的天然氣制甲醇裝置大體相當,該工藝大規模應用限制因素是CO2和H2等原料及所需能源的供應保證和價格,此生產工藝用於工業生產對減少溫室氣體排放和提高能源生產具有重要意義。
20、問:第一次分離出甲醇的時間和參與人員?
答:在1661年,英國著名化學家羅伯特波義耳(Robert Boyle)首先分離獲得了甲醇。
21、問:甲醇第一次通過何種方式獲得?
答:當時是通過蒸餾木屑獲得,當時也被稱為「盒子的精髓」。
22、問:什麼時候人們開始了解甲醇的分子式的?
答:在1834年,法國化學家杜馬(Jean –Baptiste Dumas)和皮裡哥(Eugene Peligot)才描述了其化學組成為CH3OH。
23、問:甲醇與汽油摻燒是誰先提出的?
答:1973年美國麻省理工大學Tomas Reed教授在《Science》上撰文,提出將甲醇摻到汽油中燃燒,比例為3%,可以改善當時化油器式發動機的怠速和小負荷的排放。開啟了甲醇摻混到汽油中的先河。
24、問:提出靈活燃料汽車的概念國家?
答:荷蘭在世界上首先提出了靈活燃料汽車(Flexible Fuel Vehicle, FFV)的概念,並研製了醇類燃料組合傳感器。
25、問:較早研究開發醇類燃料的國家?
答:瑞典是較早確定研究開發醇類燃料的國家,並成立了甲醇類燃料開發公司及乙醇類燃料基金會。並後續投入了1000輛汽車進行使用M15燃料的試驗研究。
26、問:輕型靈活燃料汽車國際性的示範工程情況?
答:20世界80年代初期美國加州能源委員會組織實施了輕型靈活燃料汽車國際性的示範工程,美國福特汽車公司首先參加了該示範工程。
27、問:我國進行甲醇發動機試驗研究情況?
答:我國煤炭資源相對豐富,煤制甲醇產能富餘。因此,早在「七五」期間我國原國家科委就組織了以中國科學院工程熱物理研究所為首的甲醇發動機技術攻關協調組,將國產492汽油機改為M90甲醇發動機,進行大規模的實驗研究工作。此外,國內的多所高等院校,如天津大學、華中科技大學等都先後開展相應的研究工作。
國家科技部在「十.五」期間的「清潔汽車計劃」中便開始支持甲醇替代燃料的研究工作。「十二.五」期間又在「863」計劃中給予支持。
目前,在我國部分甲醇產能較大的地區,如山西、陝西等地已經具備產業化的條件,主要應用方式是與汽油摻混使用,如摻混15%甲醇的M15等。我國於2009年頒布了M85的甲醇類燃料標準,目前每年實際應用於摻混的甲醇類燃超過300萬噸。
2012年2月工業和信息化部針對甲醇汽車特點和產業發展狀況,頒布了《關於開展甲醇汽車試點工作的通知》。時隔一年,國務院辦公廳於2013年2月頒發的《關於加強內燃機節能減排的意見》(國辦[2013]12號文件)中也要求積極開展汽油/甲醇而原燃料點燃式內燃機、柴油/甲醇二元燃料壓燃式內燃機的應用試點工作。目前已有多款重型柴油整車被列入工信部的汽車公告,參加工信部組織的甲醇車試點工作。
28、問:煤制甲醇與煤制油能效比較?
答:據中國石油和化學工業聯合會煤化工專委會提供資料,經國家能源局委託專家組現場考核標定,山東兗礦多聯產項目煤制甲醇能效為57%,內蒙古伊泰煤間接制油項目能效為42%。從數據上可以看出煤制甲醇的能效要高於煤制油。
29、問:甲醇用於車用燃料方式及問題?
答:(1)、在點燃式發動機上,採用低比例甲醇摻燒汽油的方式,主要在現有汽車上燃用。使用原則是燃料適應車輛,其優勢易於推廣使用。使用的關鍵技術為添加劑,主要解決甲醇汽油低溫及遇水分層、氣阻、腐蝕溶脹等問題。主要產品為M15甲醇汽油。甲醇汽油與乙醇汽油應用方式相同,需要解決的技術問題和方式也相同。
(2)、在點燃式發動機上,採用高比例甲醇燃料在專用車上燃用。使用原則車輛適應燃料,優勢替代量大,排放更清潔、燃料更經濟、燃料與車輛適應性更強。關鍵技術問題包括發動機燃燒控制、排放控制、耐醇部件、潤滑油等。主要產品為M85和M100甲醇燃料。
(3)、在壓燃式發動機上,直接採用甲醇的方式,主要使用助燃法和直接壓燃法等方式實現甲醇在壓燃式發動機上的應用。
(4)、在壓燃式發動機上,採用柴油引燃的方式,通過柴油摻混甲醇的乳化法和二元燃料法通過柴油引燃的方式解決柴油與甲醇不互溶的問題。乳化法主要解決柴油甲醇的分層和乳化劑選擇等問題;組合燃料法主要解決甲醇控制策略、燃燒控制、排放控制、耐醇部件、潤滑油等
30、問:甲醇汽油和甲醇燃料基礎設施
答:甲醇與汽柴油同為液體,理化性質相近。現有成品油的儲存、運輸和加注等基礎設施經稍加改造後即可作為甲醇汽油和甲醇燃料的基礎設施,基本不需要增加或更換價格較高的相關設施設備。新建加注站與新建成品油加油站投資基本相同。
甲醇汽油和甲醇燃料加注站建設技術要求基本相同,在原汽車加油加氣站改造和增加甲醇汽油和甲醇燃料功能時,需要針對的設施設備及技術方法也基本相同,主要包括控制水份進入系統、更換部分設施設備個別不耐醇部件及管道密封件、增配部分防護裝備和標識標誌、提高燃油濾清能力、更換非抗溶性泡沫滅火器為抗溶性泡沫滅火器、對原燃料儲罐及管道進行清洗等。新建、改建甲醇汽油和甲醇燃料加注站以及增加其加注功能與乙醇汽油相比,需要解決的技術問題、方法和投資基本相同。
31、甲醇其他的應用?
答:甲醇用途廣泛,除作為燃料外,還是是基礎的有機化工原料和優質燃料。主要應用於精細化工,塑料等領域,用來製造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機產品,也是農藥、醫藥的重要原料之一。
32、甲醇燃料的毒性如何?
答:甲醇屬於低毒毒性。根據《職業性接觸毒物危害程度分級》(GBZ230-2010)計算出甲醇的毒物危害指數(數值越高,危害越大)為20,汽油的28,均為輕度危害。根據《全球化學品統一分類和標籤制度(全球統一制度)》(GHS)中急性毒性的危害分類標準判斷甲醇和汽油均屬於第5類(最低危害)。且甲醇燃料屬中等毒性,甲醇不被認為是致癌物或有機體突變的物質,而汽油中含有少量苯、甲苯、二甲苯等致癌物和致畸變物。
因此,只要嚴格遵守操作流程,儘量減少甲醇的洩露,避免直接進入消化系統,甲醇是不會對人體造成傷害的。
編輯:王嘉