Високите анти-ударни својства на метанол, во комбинација со можноста за негово производство од суровини без нафта, овозможуваат да се разгледа овој производ како ветувачка високооктанска компонента на моторни бензини. Оптималното додавање на метанол е од 5 до 20%; при такви концентрации, мешавината на бензин-алкохол се карактеризира со задоволителни оперативни својства и дава забележителен економски ефект. Додавањето на метанол ја намалува топлината на согорување на горивото и стехиометрискиот коефициент со незначителни промени во топлината на согорување на смесата.

Поради промената на стехиометриските карактеристики, употребата на додаток на метанол од 15% (мешавина М15) во стандардниот систем за напојување доведува до исцрпување на мешавината воздух-гориво за околу 7%. Во исто време, воведувањето на метанол го зголемува октанскиот број на горивото (во просек за 3-8 единици за додаток од 15%), што овозможува да се компензира влошувањето на енергетските перформанси со зголемување на односот на компресија. Во исто време, метанолот го подобрува процесот на согорување на горивото поради формирање на радикали кои ги активираат синџирните реакции на оксидација. Истражувањата за согорување на мешавини на бензин-метанол во мотори со еден цилиндар со стандардни и системи за формирање мешавина од слој по слој покажаа дека додавањето на метанол го намалува периодот на одложување на палењето и времетраењето на согорувањето на горивото. Во овој случај, отстранувањето на топлината од зоната на реакција се намалува, а границата на исцрпување на смесата се проширува и станува максимална за чист метанол.

Карактеристиките на оперативните својства на метанолот се манифестираат и кога се користи во мешавина со бензин. На пример, ефективната ефикасност на моторот и неговата моќност се зголемуваат, но ефикасноста на горивото е влошена. Според податоците добиени за едноцилиндрична постројка, при е = 8,6 и n = 2000 мин-1 за мешавина од М20 (20% метанол) во регионот на k = 1,0-1,3, ефективната ефикасност се зголемува за околу 3 %, моќноста-за 3-4%, а потрошувачката на гориво се зголемува за 8-10%.

За ладно стартување на моторот со висока содржина на метанол во мешавината на гориво или ниски температури, електрично загревање на воздухот или мешавина на воздух-гориво, делумно кружење на топли издувни гасови, адитиви на горивото на испарливи компоненти и други мерки.

Додавањето метанол во бензинот генерално ја подобрува токсичноста на возилото. На пример, во студии спроведени на група од 14 автомобили со километража од 5.000 до 120.000 километри, додавањето на 10% метанол ги промени емисиите на јаглеводороди и нагоре за 41% и надолу за 26%, што во просек изнесува 1% се зголеми. Во исто време, емисиите на CO и NOx се намалија во просек за 38 и 8%, соодветно, за целата група возила.

Еден од најсериозните проблеми што ја попречуваат употребата на адитиви за метанол е ниската стабилност на мешавините на бензин-метанол и нивната особено чувствителност кон вода. Разликата во густината на бензинот и метанолот и високата растворливост на второто во вода доведуваат до фактот дека навлегувањето на дури и мали количини на вода во смесата доведува до негова непосредна стратификација и таложење на фазата вода-метанол. Тенденцијата за раслојување се зголемува со намалување на температурата, зголемување на концентрацијата на вода и намалување на содржината на ароматични супстанции во бензинот. На пример, со содржина од 0,2 до 1,0% (вол.) Вода во смесата за гориво, температурата на раслојување се зголемува од -20 до + 10 ° С, односно таквата мешавина е практично несоодветна за работа. Подолу се ограничени концентрации на вода Ccr во разни мешавини на бензин-метанол:

За да се стабилизираат мешавините на бензин -метанол, се користат адитиви - пропанол, изопропанол, изобутанол и други алкохоли. При содржина на вода од 600 ppm, заматеноста на конвенционалната мешавина M15 започнува веќе на -9 ° C, на -17 ° C, смесата се раслојува, а на -20 ° C се случува речиси целосна дестабилизација. Додавањето на 1% изопропанол ја намалува температурата на сепарација за речиси 10 ° C, додека додавањето на 25% ја одржува стабилноста на мешавините М15 дури и со ниска содржина на ароматични соединенија во бензинот до речиси -40 ° С во широк опсег на содржина на вода.

Поради високата цена и ограниченото производство на стабилизатори за мешавини на бензин-метанол, беше предложено да се користи мешавина од алкохоли, главно изобутанол, пропанол и етанол. Таков стабилизирачки додаток може да се добие во еден технолошки циклус на заедничко производство на метанол и повисоки алкохоли. Додавањето дури и мали количини на метанол го менува фракциониот состав на горивото. Како резултат на тоа, се зголемува тенденцијата за формирање на приклучоци за пареа во линиите за снабдување со гориво, иако со чист метанол ова е практично исклучено поради неговата висока топлина на испарување. Според пресметките, за 10% мешавина на метанол со бензин, формирањето на приклучоци за пареа е можно на температури на околината за 8-11 ° C пониско отколку за основното гориво. Корекцијата на фракциониот состав на основното гориво е можна со намалување на содржината на лесни компоненти, земајќи го предвид последователното додавање на метанол.

Корозивната активност на мешавините на бензин-метанол е многу помала од онаа на чистиот метанол, но во некои случаи е значајна и силно зависи од присуството на вода. На пример, во мешавини што содржат 10-15% метанол, челик, месинг и бакар не кородираат, додека алуминиумот полека кородира со промена на бојата.

Во странство, во мотори со карбуратор, во пракса се користат мешавини од 10-20% етанол со нафтени бензини, наречени „газохол“. Според стандардот ASTM, развиен од американската Национална комисија за гориво за алкохол, гасохолот со 10% етанол се карактеризира со следните параметри: густина 730-760 kg / m3, опсег на температура на вриење 25-210 ° C, топлина на согорување 41,9 MJ / kg, топлина на испарување 465 kJ / kg, заситен притисок на пареа (38 ° C) 55-110 kPa, вискозитет (-40 ° C) 0,6 mm2 / s, стехиометриски коефициент 14. Така, според повеќето параметри, гасохолот одговара на моторни бензини На

Кога се користи напоен етанол во услови на ниски температури на околината, за да се спречи раслојување, неопходно е да се воведат стабилизатори во смесата, како што се пропанол, сек-пропанол, изобутанол, итн. Така, со додавање на 2,5-3,0% изобутанол се обезбедува стабилност на мешавината на етанол, која содржи 5% вода, со бензин на температури до -20 ° С.

Најголемата дистрибуција на гас е во Бразил, каде што од 1975 година се спроведува владина програма за користење обновливи извори на растителни суровини за производство на етанол и негова употреба како гориво за возила. Бројот на автомобили што работеа на етанол и гасохол во оваа земја беше во 1980 година. 2411 и 775 илјади парчиња. соодветно. До 2000 година, од проектираната флота на патнички автомобили во Бразил, 19-24 милиони единици. на алкохолни горива треба да се управува од 11 до 14 милиони.Во Соединетите држави, 1000 диспензери во 20 држави, автомобилите се полни со гасохол што содржат 10-20% етанол.

Во европските земји со ограничен капацитет за производство на етанол и неговата висока цена, се покажува поголем интерес за употреба на адитиви за метанол. Најголемата употреба на метанол како моторно гориво и неговите компоненти е добиена во Сојузна Република Германија. Како дел од тригодишната федерална програма за истражување на алтернативни извори на енергија во периодот 1979-1982 година. во Сојузна Република Германија, повеќе од 1000 возила работеа на алтернативни горива, главно мешавини метанол и бензин-метанол. За да работат на мешавината М15, 850 автомобили беа повторно опремени, на мешавините М100-120 и 100 автомобили на дизел гориво со додавање на метанол. Мешавината М100 е 95% метанол, останатите 5% вклучуваат лесни бензински фракции (обично изопентан), кои се неопходни за да се олесни стартувањето на моторот. За зимско работење, содржината на фракции на бензин се зголемува на 8-9%, додека содржината на вода во смесата е дозволена не повеќе од 1%.

Мешавина од М15 од 85% од фракциите на бензинот содржи најмалку 45% од ароматични јаглеводороди; содржината на тетраетил олово во смесата не надминува 0,15 g / kg, а содржината на вода е во рамките на 0,10% (практично 0,05-0,06%). Мешавината М15 содржи и антикорозивни адитиви.

Во голем број земји, метил терц-бутил етер (MTBE) се користи како додаток за проширување на ресурсите на бензините со висок октан. Неговата антиконконтна ефикасност е 3-4 пати поголема од онаа на алкил бензинот, поради што е можно да се добие широк спектар на безоловни бензини со висок октан со помош на етер. Метил терц -бутил етер се карактеризира со следниве индикатори: густина 740 - 750 kg / m3, точка на вриење 48 - 55 ° С, заситен притисок на пареа (25 ° С) 32,2 kPa, топлина на согорување 35,2 MJ / kg, октански број 95 -110 (моторен метод) и 115-135 (метод на истражување). Етерот покажува најголема антиконтролна ефикасност во составот на бензините со праволиниско управување и каталитичко реформирање на вообичаениот режим.

Домашните бензини А-76 и Ај-92 со додатоци од 8 и 11% метил терц-бутил етер, соодветно, ги исполнуваат барањата на ГОСТ 2084-77 во сите погледи и покажаа најдобри перформанси во однос на сет на методи за проценка на квалификации. Бензините со адитиви за етер се карактеризираат со добри стартни квалитети и при помали брзини на моторот имаат повисоки реални броеви на октани во споредба со комерцијалните бензини.

Ефикасноста на горивото и индикаторите за моќност на моторот кога работат на бензин со етер се на ниво на комерцијален бензин. Во исто време, токсичноста на издувните гасови е донекаде намалена, главно поради намалувањето на емисиите на јаглерод моноксид. Не се забележуваат промени и неправилности во состојбата и работата на моторните системи при употреба на бензин со етер.

Метил алкохолот може да стане еколошки тип моторно гориво. Веќе има преседани во оваа област.

Значи, во раните 90 -ти години. беше спроведен експеримент во Стокхолм за тестирање на овој тип на гориво во јавниот превоз. Главната цена на метанолот е помала од онаа на бензинот и бара минимално прилагодување на бензинските мотори (се произведува со каталитички метод од природен гас). Овој вид моторно гориво може да се смета од економска гледна точка како многу ветувачки. Треба да се разјасни еколошкиот ефект од неговата примена, иако за време на експериментот во Стокхолм, намалувањето на бруто емисијата на штетни материи беше забележано за речиси 5 пати.

Значајна пречка за широката употреба на метанол во Русија е високата хигроскопност на метанолот и тешкотиите при стартување на моторот во студената сезона. Критичарите на метанолот тврдат дека претворањето на природниот гас во метанол ослободува исто количество јаглерод диоксид како и согорувањето на бензинот.

Технологијата на автомобилски погонски системи со метанол е добро позната и докажана. Првото распространето гориво за метанол е бензинот М85 (мешавина од 85% метанол и 15% бензин). Чистиот метанол е проблематичен при стартување на моторот ладно, така што се додава 15% бензин за да се зголеми нестабилноста на горивото и леснотијата на стартување. Горивото М-85 има октански број 100 (за бензин-87-95). Повисокиот октански рејтинг обезбедува непречено согорување со поголем сооднос на компресија отколку кај моторите со карбурирани плочи (бази за тропање). Повисокиот сооднос на компресија резултира со ефикасен дизајн на моторот во кој потрошувачката на енергија може да се оптимизира. Не е случајно што веќе неколку години, чист метанол со октански број -PO се користи во тркачки автомобили. Метанолот, исто така, обезбедува поголема брзина на предниот пламен од бензинот, што ги зголемува вртежите во минута и ја подобрува ефикасноста на моторот.

Покрај тоа, имајќи повисока температура на испарување, метанолот му овозможува на моторот да се излади побрзо, така што конвенционалниот радијатор со течно ладење може да се замени со радијатор со воздушно ладење, што заштедува тежина.

Адитиви што содржат кислород во бензинот може да се сметаат како средна алка во решавањето на прашањето за замена на горивото. Иако донекаде ја намалуваат калориската вредност на горивото, тоа се компензира со зголемување на бројот на октани и намалување на емисијата на штетни материи во животната средина. Овие адитиви вклучуваат метанол (метил алкохол CH3OH) и метил терц -бутил етер (MTBE - CH3OS (CH3) 3). Поради воведувањето на адитиви со кислород во САД, продажбата на оловен бензин се намали од 45% во 1983 година на 5% во 1990 година.

Во секој модерен автомобил, можете да користите мешавина од 90% бензин и 10% метил алкохол без никакви промени-таканаречениот гасохол, кој не е инфериорен во однос на висококвалитетниот оловен бензин, со помали емисии на загадувачки материи.

Етанол. Гориво добиено со ферментација на разни култури. Поради релативно високата цена и предностите на другите алтернативни горива, етанолот најверојатно нема да биде широко користен во иднина.

Како и метанолот, етанолот има висок октански број и може да се користи за подобрување на перформансите на моторот.
Етанолот е широко користен во Соединетите држави во последните 10 години и се користи како додаток на бензин од 10%. Бразил користи етанол произведен од шеќерна трска. Познат е како Б-100 и има потреба од некои додатоци на бензин кога се користи во постудени клими од Бразил.

Во иднина, етанолот најверојатно ќе се произведува од вода доколку технологијата е прифатлива.

Кога се користи метанол како гориво, треба да се забележи дека волуметриската и масовната потрошувачка на енергија (топлина на согорување) на метанол (специфична топлина на согорување = 22,7 МЈ / кг) е 40-50% помала од онаа на бензинот, но на истовремено излезот на топлина на мешавините алкохол-воздух и бензин гориво-воздух за време на нивното согорување во моторот, тој малку се разликува поради фактот што високата вредност на топлината на испарување на метанол го подобрува полнењето на цилиндрите на моторот и го намалува неговото густина на топлина, што доведува до зголемување на комплетноста на согорувањето на мешавината алкохол-воздух. Како резултат на тоа, моќноста на моторот е зголемена за 7-9%, а вртежниот момент за 10-15%. Моторите на тркачки возила кои работат на метанол со повисок октански оцен од бензинот имаат сооднос на компресија поголема од 15: 1 [ изворот не е наведен 380 дена], додека во конвенционален ICE за палење со искра, соодносот на компресија за безоловен бензин обично е помал од 11,5: 1. Метанолот може да се користи и во класични мотори со внатрешно согорување и во специјални горивни ќелии за производство на електрична енергија.

Одделно, треба да се забележи зголемување на ефикасноста на индикаторот кога класичен ICE работи на метанол во споредба со неговата работа на бензин. Таквото зголемување е предизвикано од намалување на загубите на топлина и може да достигне неколку проценти

недостатоци

Метанол алуминиум кој наликува на метан. Проблематична е употребата на алуминиумски карбуратори и системи за вбризгување на гориво за мотори со внатрешно согорување. Ова главно се однесува на суров метанол, кој содржи значителни количини на нечистотии на мравја киселина и формалдехид. Технички чистиот метанол што содржи вода почнува да реагира со алуминиум на температури над 50 ° C, но воопшто не реагира со обичен јаглероден челик.

Хидрофилност. Метанолот влече вода, што предизвикува стратификација на мешавините на гориво од бензин-метанол.

Метанолот, како и етанолот, ја зголемува пластичната пропустливост на пареа на некои пластики (на пример, HDPE). Оваа карактеристика на метанол го зголемува ризикот од зголемување на емисијата на испарливи органски супстанции, што може да доведе до намалување на концентрацијата на зоната и зголемување на сончевото зрачење.

Намалена нестабилност во студено време: моторите што работат на чист метанол може да имаат проблеми при стартување на температури под + 10 ° C и зголемена потрошувачка на гориво пред да достигнат работна температура. Сепак, овој проблем може лесно да се реши со додавање на 10-25% бензин во метанол.

Ниското ниво на нечистотии од метанол може да се користи во постојните горива за возила со употреба на соодветни инхибитори на корозија. Т. н. Европската директива за квалитет на гориво овозможува употреба до 3% метанол со еднаква количина адитиви во бензинот што се продава во Европа. Кина денес користи над 1.000 милиони галони метанол годишно како гориво за транспорт во мешавини на ниско ниво што се користат во постојните возила, како и мешавини на високо ниво во возила дизајнирани да користат метанол како гориво.

Во прилог на употребата на метанол како алтернатива на бензинот, постои технологија за користење на метанол за да се создаде врз основа на јаглен суспензија, која во САД комерцијално е наречена „метакол“. Ова гориво се нуди како алтернатива на мазутот, кој е широко користен за греење на згради (мазут). Таквата суспензија, за разлика од горивото со вода-јаглерод, не бара посебни котли и има поголема потрошувачка на енергија. Од гледна точка на животната средина, таквите горива имаат помал јаглероден отпечаток од традиционалните синтетички горива добиени од јаглен користејќи процеси каде што дел од јагленот се согорува за време на производството на течни горива.

Споредба на физичко -хемиските својства на метанол и бензин

Метанолот како моторно гориво има висок октански број и мала опасност од пожар. Во моментов, овој тип на гориво е најшироко користен во Соединетите држави. Долги години, овде се произведува највообичаениот бренд М-85 (мешавина од 85% со бензин), како и М-100 (чист метанол).

Употребата на метанол како гориво во нашата земја доби зголемено внимание уште од деновите на Л.А. Кастандов, кој специјално за проучување на овој проблем создаде независен институт "GosNIImetanolproekt". Меѓутоа, кога се користи метанол како гориво, се појавуваат голем број технички проблеми поврзани со значителни разлики во својствата на метанолот и бензините.

Топлината на согорување на метанол е 2,24 пати помала од онаа на бензинот. Метанолот има повисока латентна топлина на испарување, низок притисок на пареа, ниска точка на вриење, зголемена хигроскопност и зголемена тенденција за формирање азеотропни мешавини со некои компоненти на бензин, како и зголемена тенденција за согорување.

Покрај тоа, метанолот е многу корозивен за метали и некои пластики. Пареата на метанол се поотровни од испарувањата на бензинот и предизвикуваат тешко труење кога се проголтани, слепило, па дури и смрт.

Така, употребата на чист метанол како гориво (гориво М-100) за мотори со внатрешно согорување бара значителна реконструкција на моторот на возилото и внимателно ракување.

Позитивните својства на метанолот ја вклучуваат неговата висока отпорност на детонација и повисоките стапки на согорување на мешавините воздух-гориво. Во исто време, ниската топлина на согорување не ги намалува индикаторите за моќност на моторот, бидејќи нивниот одлучувачки фактор не е топлината на согорување на горивото, туку топлината на согорување на единица маса на мешавината што формира гориво, што е 3-5% повисоко кај мешавините метанол-воздух отколку кај бензините. Треба да се каже дека ова бара 2,3 пати повеќе метанол.

Високата латентна топлина на испарување на метанол (3,66 пати повисока од онаа на бензинот) има квалитативен ефект врз процесот на формирање на смесата. Прво, овој факт е причината за најлошите стартни квалитети на ладен мотор при ниски температури. Од друга страна, ова својство на метанол доведува до намалување на термичкиот стрес на деловите на моторот и зголемување на тежината на цилиндрите со свежо полнење, што придонесува за зголемување на моќноста на моторот.

Меѓу другото, при употреба на метанол, загадувањето на атмосферата е значително помало, формирањето на јаглерод на работните површини на комората за согорување и помалото коксирање на деловите од цилиндар-клипната група се пониски.

Нивото на емисии на штетни материи при употреба на бензин како гориво, М-85 и М-100

Емисии, мг / км	Петрол	М85	М100
Yd Јаглеводороди (THC)	161,59	111,87	124,30
CO	733,37	683,65	870,11
NOx	490,99	379,12	285,89
Бензен	7,79	4,38	0,32
Толуен	33,66	8,66	2,11
1-3 бутадиен	0,19-0,50	0,44	2,05
Формалдехид	4,78	13,87	21,76
Ацеталдехид	0,94	10,02	0,27

За метанолот да се користи како гориво, неговите цени мора да бидат прифатливи. Во моментов, домашниот и светскиот пазар доживуваат екстремно високи цени за метанол. Ова не придонесува за неговата широка употреба во оваа област.

5. Да се ​​биде во природа
6. Здравствена заштита
7.

Кога се користи метанол како гориво, треба да се забележи дека волуметриската и масовната содржина на метанол е 40-50% помала од онаа на бензинот, но во исто време, топлинската енергија на мешавините воздух-алкохол и бензин воздух-гориво за време на нивното согорување во моторот малку се разликува поради фактот што високата вредност на топлината на испарувањето метанол го подобрува полнењето на цилиндрите на моторот и ја намалува неговата густина на топлина, што доведува до зголемување на комплетноста на согорувањето на алкохол-воздух мешавина. Како резултат на тоа, зголемувањето на моќноста на моторот се зголемува за 10-15%. Моторите на тркачки возила кои работат на метанол со повисок октански оцен од бензинот имаат сооднос на компресија поголема од 15: 1, додека конвенционалните ICE со палење со искра обично имаат сооднос на компресија од 11,5: 1 за безоловен бензин. Метанолможе да се користи и во класични мотори со внатрешно согорување и во специјални ќелии за гориво за производство на електрична енергија.

Недостатоци:

• метанолгравира алуминиум. Проблемот е употребата на алуминиумски карбуратори и системи за вбризгување за снабдување со гориво на моторот со внатрешно согорување.
• хидрофилност Метанолвлече вода, што предизвикува затнување на системите за снабдување со гориво во форма на токсични наслаги слични на желе.
• метанолКако и етанолот, го зголемува пластичниот капацитет за пренос на пареа кај некои пластики. Оваа карактеристика на метанол го зголемува ризикот од зголемени емисии на VOC, што може да доведе до намалување на концентрацијата на озон и зголемување на сончевото зрачење.
• намалена нестабилност во студено време: Метанолните мотори може да имаат проблеми со стартување и да трошат повеќе гориво пред да достигнат работна температура.

Ниското ниво на нечистотии од метанол може да се користи во постојните горива за возила со употреба на соодветни инхибитори на корозија. Т. н. Европската директива за квалитетот на горивото овозможува употреба до 3% метанол со еднаква количина адитиви во бензинот што се продава во Европа. Кина денес користи над 1000 милиони галони метанол годишно како гориво за возила во мешавини на ниско ниво што се користат во постојните возила, како и мешавини на високо ниво во возила дизајнирани да користат метанол како гориво. Во прилог на употребата на метанол како алтернатива на бензинот, постои технологија за користење на метанол за да се создаде суспензија на јаглен врз основа на тоа, што во САД го има комерцијалното име „метакол“. Ова гориво се нуди како алтернатива на мазутот, кој е широко користен за греење на згради. Таквата суспензија, за разлика од горивото со вода-јаглерод, не бара посебни котли и има поголема потрошувачка на енергија. Од гледна точка на животната средина, таквите горива имаат помал јаглероден отпечаток од традиционалните синтетички горива добиени од јаглен користејќи процеси каде дел од јагленот се согорува за време на производството на течни горива.