甲醇汽油共沸现象的研究.docVIP

  甲醇汽油共沸现象的研究# 魏衍举，王坤，李东华，刘圣华* （西安交通大学能源与动力工程学院，西安 710049） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：甲醇是汽油的理想替代燃料，能够与汽油进行掺烧。甲醇和汽油混合会改变二者的性 质，发生共沸现象。本文利用气相色谱-质谱联用仪(GC–MS)，定性定量的研究了不同温度 下共沸时汽油和甲醇/汽油混合燃料的馏分。C4-C8 的烷烃、烯烃和苯是两种燃料馏分的主 要成分，其中，汽油中添加剂二甲醚叔丁醚（MTBE）是质量百分数最大的成分。甲醇和汽油 的共沸现象使馏分中各成分的质量百分数发生了变化，与纯汽油馏分相比，甲醇/汽油馏分 中戊烷、2-甲基-2-丁烯和甲苯三种质量百分数变化最大，超过 4%。 关键词：甲醇；汽油；馏分；共沸 中图分类号：TK646 The Study of Methanol/Gasoline Azeotropic Phenomenon WEI Yanju, WANG Kun, LI Donghua, LIU Shenghua (School of Energy and Power Engineering, Xian Jiaotong University, Xian 710049) Abstract: When methanol is mixed with gasoline, the physicochemical properties of the mixtures are changed different from the properties of both methanol and pure gasoline to some extent. In this paper, compositions of the distillates were identified and quantitated by a gas chromatography-mass spectrometry (GC–MS) under various Td. C4–C8 alkanes, olefins and benzenes were the main components in distillates of gasoline and its methanol mixture. However, the additive with hetero atom of oxygen, methyl tertiary butyl ether (MTBE) was the leading component with the largest mass percentage in all the distillates, while methanol were another leading component in methanol mixture distillates. Methanol co–boiled with the gasoline components, pentane, 2–methyl–2–butene and toluene were the three leading azeotropes with the change ratio of over 4% in mass percentage. Key words: methanol; gasoline; distillate;azeotropic behavior 0 前言 甲醇是一种理想的点燃式发动机燃料或汽油的添加剂，在世界各国已得到广泛的应用。 甲醇较易从天然气、煤，甚至生物质制得，价格较汽油要低[1-3]。甲醇的燃料特性能够使发 动机获得更好的排放性能和动力性能[4-9]，如：1）甲醇辛烷值高，能用作抗爆震添加剂；2） 比汽油更快的火焰传播速度，有利于提高发动机内的燃烧；3）含氧 50%，耐 EGR 能力较 强，特别在低负荷工况下；4）沸点低和共沸特性，有利于混合气形成。 甲醇的实际使用中也存在一些问题，如冷启动困难、加速性能差以及甲醛等非法规排放 较高等，这些问题可以通过研究甲醇/汽油混合燃料的共沸特性得到答案。目前，国内外甲 醇汽油蒸发性的研究主要为蒸发性能的预测和测定，而对甲醇汽油蒸发特性的变化机理和深 层原因研究相对较少。Smith B.L.等[10]对共沸现象有深入研究，该团队不仅研究了 91AKI （Anti-Knock Index）汽油及其与甲醇混合燃料（10%和 15%VOL）的蒸馏曲线，还分析了馏 分的组成和化学性质。但他们采用的基础燃料是 91AKI 汽油，其与广泛使用的市售 93#在组 成和特性上都有较大区别。 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（201002