甲醇重油乳化技术的研究与展望.pdfVIP

化工催化荆及甲醇技术 2Ol1年第 1期 l6 甲醇重油乳化技术的研 究与展望 丁同梅 田恒水 何国锋 王旭涛 陆文龙 魏永梅 (华东理T人学化工学院 上海 200237) 摘要 针对石油资源紧缺、环境污染严重的问题，甲醇代用燃料已成为有效的解决途径之一。考虑 将 甲醇添加到重油中，制备均一稳定的乳化燃料油体系，-．j-~j,节约重油的使用量，提高重油燃烧效率， 减少有害物的生成，具有深远的社会经济意义 关键词 甲醇 重油 乳化技术 0 前言 国内甲醇市场严重供人于求。据预测，2010年底 ，我国甲醇产能至少将达到 29534kt，但是今年甲 醇的需求量极有可能会低手21000kt。然而，在 甲醇下游其他需求量增长缓慢的情况下，醇醚燃料的应 用一旦打开，甲醇过剩就不会这么严重。而 目前，甲醇作为石油代用燃料 己得到了业界的认可，相关国 家标准已经出台：2009年 11月 1目国家标准化管理委员会公布的 《车用燃料 甲醇》国家标准正式开始 实施 ， 《车用 甲醇汽油 (M85)》国家标准于2009年 12月 1曰开始实施 。 甲醇燃料的经济性好，比石油燃料的成本低 ，当前中国市场 甲醇的销售价格大约在 2200元／t，而 重油的价格约是其 2倍。虽然甲醇的热值不高，但是可以实现完全燃烧，而且碳烟、NO化合物、SO 化合物的排放量明显减少，因此对环境有利。 1 甲醇作为燃料的特点 中国作为一个 “缺油、少气、煤炭资源丰富”的国家，煤制 甲醇是现代煤化工近期较具活力的领域 之一，技术较为成熟，闪此，发展 甲醇代用燃料前景广阔。 结合 甲醇 自身的特点，作为燃料有 以下几个方面的优点： (1)甲醇的沸点较低 ，分子量小、分子结构简单，着火界限宽，含氧量 占5O％。而这些特性有利 燃空比的控制 以及产生 “微爆 ”效应，混合气形成较快，且 比较均匀，有利于完全燃烧，从而改善排 放性能，特别有利丁：降低碳烟排放。 (2)甲醇的汽化潜热大 ，是汽油的3．1倍、柴油的3．7倍。 (3)甲醇的热值和理论空燃 比偏低，不到汽油和柴油的50％。但是，考虑到 甲醇的理论空燃比， 单位量的甲醇／空气混合气热值与燃油混合气的热值相当。 甲醇用作替代燃料存在的主要问题包括 ： (1)甲醇是极性很强的物质，对金属有一定的腐蚀性，对塑料和橡胶有溶涨作用，因此会对与甲 醇接触的部件如喷油泵、供油管道、气门和气门座、塑料橡胶件等造成不利影响。 (2)甲醇／混合燃料的互溶及分层问题。考虑到甲醇的物化特性，燃用纯 甲醇不是最佳办法，混合 燃料法是最便捷的方法，但是存在甲醇与燃油的互溶度及稳定性问题，因此需要在助溶剂及其乳化工艺 上加强研究。 2 重油掺水乳化技术的研究进展 乳化重油是指在不同标号的重油中，加入 10％~25％的水、微量乳化剂和微量的助剂，在适当温度 条件下经过乳化合成，将水以微小颗粒均匀分散于重油之中，形成油包水稳定状态的新型燃料油。乳化 燃料与未乳化的燃料相比燃烧更充分、更完全，有较好的节能效果，且污染物排放少，是一类洁净燃料， 可 以解决低质燃料油 (重油、渣油)燃烧中存在的燃烧不完全、喷嘴积炭、结垢、腐蚀等问题。 国内外学者选用不同乳化剂、助剂，借助乳化设备制备出乳化燃料油，并对燃料油的各项性能进行 了研究： 冯永香配置的乳化燃料油组成：重油 80％，水 20％，添加剂 0．2％，存放温度为 80℃，其稳定性 化工催化荆及 甲醇技术 2011年第 1期 l7 为 1个月以上。应用在锅炉上发现 ，乳化前 的锅炉热效率为 80．5％，乳化燃烧后则为 88．78％；乳化前 的吨汽耗油为 78．5 ，乳化燃烧后 Ⅱ屯汽耗油降到 68．615kg，全年节油 (年运行 8000h)为 1545．12t， 每吨油价按 153元计算 ，计节省 23．64万元。 唐文武等在轧钢加热炉中添加乳化剂 0．3％～0．6％，水 5％～8％。结果表 明：这种方法能有效地减 少烟气排放物中烟炱的浓度 ，烟 囱排烟林格曼黑度 由4级下降到 2级 ，烟气中co浓度为零 ，SOx的浓 度筹减少了8．3％，而 NOx