Диссертация (1173021), страница 9
Текст из файла (страница 9)
В 1982 годукомпанией Ford были разработаны автомобили, способные работать на любыхсмесях бензина и метанола (Flexible fuel vehicle - FFV). В 1983 году былопостроено 582 таких автомобиля, которые использовались, в основном, для нуждправительства. В промежутке между 1987 и 1999 годах в Калифорнии былопродано более 17 тысяч FFVs и сотни автобусов, работающих на метиловомспирте. К 1993 году сеть из 60 государственных автозаправочных станций и 45частных станций продали около 45 миллионов литров метанола. Также в США вконце80-х–середине90-хиспользовалиметанолвкислородсодержащего компонента топлив в объеме до 4 млн м3 [119].качестве49Однако, в дальнейшем его распространение несколько затормозилось всвязи со снижением цены на нефть, отсутствием заинтересованности уавтомобилестроительных компаний, а также появлением МТБЭ. На данныймомент в США действует ASTM D5797 «Standard Specification for Methanol FuelBlends (M51–M85) for Methanol-Capable Automotive Spark-Ignition Engines» навысокометанольные смеси М51-М85 для автомобилей с гибкой топливнойсистемой, но широкого распространения высокометанольные топлива неполучили.В настоящее время одной из главных проблем внедрения метанольныхтоплив является отсутствие парка транспортных средств, оборудованных длявозможности потребления топлив с любым содержанием спиртов в их составе.
10октября 2012 года Подкомитет по энергетике Служб энергетики и торговлиБелогоДомаэнергетическаяСШАпровелинициатива:слушанияфокуснаподназваниемальтернативные«Американскаявидытоплива итранспортные средства, проблемы и возможности». Основной темой данногослушания стала инициатива, согласно которой производители автомобилейобязаны наращивать долю двигателей, способных работать на любой комбинацииметанола, этанола и бензина [120, 121]. Исходя из этого следует, чтоиспользование в том числе метанольных топлив признано эффективным инуждается во внедрении.Изучение высокометанольных топлив проводилось также в Европе.
В 1980х гг. в Штутгарте (Федеративная Республика Германия) проходил испытаниягородской автобус, силовая установка которого была переоборудована подиспользование чистого метанола с принудительным воспламенением спиртовоздушной смеси. В течение сравнительно короткого периода времени новыйдвигатель удалось довести до уровня, обеспечивающего надежный приводгородских автобусов. Особенно выгодными оказались низкие уровни шума ималаятоксичность.Водителиотмечалипрекрасныеходовыекачества50(эластичность2, приемистость3). Расход топлива составил от 90 до 105 л метанолана 100 км, что обнаруживает высокую близость к стандартам дизельногодвигателя с энергетической точки зрения [122].В Китае компания The China Luohe Petrochemical Company с 2003 годавыпускает марку М85 [7, 123]. Также выпускается топливо М50. Главным«метанольным» регионом по праву считается провинция Шаньси [30]: на конец2013 года суммарные продажи топлив М85-М100 составили 300 тыс.
т, аколичество транспортных средств, способных потреблять топливо с высокимсодержаниемспиртапревысило130тыс.единиц.Реализациювысокометанольных топлив осуществляли 39 заправочных станций [124].Отдельно от Шаньси тестирование транспортных средств на метанольномтопливе проводилось в Шанхае. С этой целью в течение 36-ти месяцевавтомобили такси эксплуатировались на метанольном топливе, всего былоиспользовано свыше 1,5 млн литров, а пройденная дистанция составила около 9,7млн км. Отмечается, что в ходе тестирования не выявлено никаких отрицательныхмоментов использования метанольного бензина [124].По некоторым сведениям, в Японии допущен к применению бензин М85[125].
В источниках [47, 126] указывается, что в Японии использовались машиныдля сбора мусора на метиловом спирте, при полной заправке бака (180 л) запасхода составлял 500 км. В Исландии используется топливо М50 [125]. Для этогобыла разработана специальная технология получения топливного метанола«Vulcanol» [127].Кроме того, использование высокометанольных топлив наблюдается вавтоспорте, где требуются максимальные степени сжатия и большая удельнаямощность двигателя, что можно обеспечить при работе на метанольном топливе.Эластичность двигателя представляет собой соотношение между числом оборотов коленчатого вала в минуту примаксимальной мощности и аналогичной величиной для максимального крутящего момента. Чем выше указанноесоотношение, тем в большем диапазоне скоростей автомобиль может осуществлять движение без измененияпередаточного отношения в КПП.3Время изменения режима работы двигателя в сторону заданного увеличения количества оборотов коленчатоговала в минуту251Применение подобного горючего на гражданских автомобилях нецелесообразноввиду слишком высокой детонационной стойкости.В то же время, использование метилового спирта для производствасреднеметанольных топлив позволяет в максимальной степени использоватьоктаноповышающий потенциал метанола и, таким образом, вовлекать в составтоплива дешевые низкооктановые фракции.На территории стран бывшего СССР исследования среднеметанольныхтоплив проводились во Всесоюзном научно-исследовательском институте попереработке нефти (ВНИИ НП).
Для получения топлива с октановыми числами 76и 93 использовались композиции с содержанием метанола 5 и 15% мас. (БМС-5 иБМС-15 соответственно). Причем топливо с содержанием 5% позиционировалоськак летнее, топливо с 15% - в качестве зимнего. В последнем варианте содержалсяизобутанол в количестве 7% мас. для улучшения фазовой стабильности. СмесьБМС-5 практически сразу была отвергнута ввиду неудовлетворительныхнизкотемпературных свойств [128].
Что касается смеси БМС-15, то все испытанияпрошли с положительными результатами, лишь некоторые из них были признанынеудовлетворительными из-за повышенных отложений во впускной системедвигателя, вызванных необходимостью увеличенного содержания ароматическихуглеводородов для достижения требуемых низкотемпературных свойств [129].Стерлитамакскийопытно-промышленныйнефтехимическийзаводсовместно с ВНИИ НП осуществлял разработку метанол-содержащего бензина. Вкачестве первоначальной композиции, представленной на исследования винститут, использовалось топливо следующего состава, % мас.
[130]:Изопентановая фракция – 20;Толуол – 30;Индановая фракция – 20;Метиловый спирт – 20;Изобутиловый спирт – 10.52Однако, данная композиция была признана неудовлетворительной вследствие высокого уровня отложений во впускной системе двигателя, а такжеповышенногосодержанияароматическихуглеводородов. Второйварианттопливной композиции содержал прямогонные бензиновые фракции и сниженноеколичество ароматических углеводородов, что позволило выдержать испытанияповсемтребованиямГОСТ2084-77инормамкомплексаметодовквалификационной оценки, утвержденного Госкомиссией по испытаниям топлив,масел, смазок и спецжидкостей при Госстандарте 28.10.1987 г.
Содержаниеметанола и изобутанола в данном образце 19,1 и 8,2 % об. соответственно.Температура помутнения достигала значения ниже -25◦С [131].В настоящее время направление среднеметанольных топлив активноразвивается в ряде стран, например, в Австралии, Италии, Исландии и Израиле[25]. В данном направлении лидером является Китай, где 12 провинций ужеимеют собственные региональные стандарты на среднеметанольные топлива(таблица 10), а также сети АЗС, реализующих данные виды топлив.Таблица 10 - Провинциальные стандарты на метанольное топливо в Китае [132]ПровинцияШаньсиСиньцзянВид топливаМ5, М15М5, М15Номер регионального стандарта на метанольное топливоDB14/T 92-2008DB65/T 2811-2007ЛяонинМ15DB21/T 1478-2006СычуаньМ10DB51/T448-2004ЧжэцзянМ15, М30DB33/T 756,1-2009 (M15), DB33/T 756,2-2009 (M30)ШэньсиМ15, М25DB61/T 352-2004 (M15), DB61/T 353-2004 (M25)ХэйлунцзянМ15DB23/T 988-2005ФуцзяньМ15DB35/T 919-2009ГаньсуМ15, М30DB62/T 1874-2009ГуйчжоуМ15DB52/T 618-2010ХэбэйМ15DB13/T 1303-201053Среднеметанольные топлива в Китае на практике применяются не только наспециальноадаптированныхтранспортныхсредствах.автомобиляхЭто(FFV),существенноноирасширяетнастандартныхпотенциалихиспользования, однако вызывает риски снижения эксплуатационного ресурсатранспортных средств, которые зависят как от качества самого топлива, так ихарактеристик автомобиля.Необходимо отметить, что среднесрочные перспективы метанольныхтоплив в Китае связывают, прежде всего, с его производством из угля,обеспеченность которым в этой стране наиболее высокая среди других видовэнергетическогосырьяисадаптированностьюихнаавтотранспорте,производимом в Китае.На рисунке 12 представлена карта КНР, на которой изображеныпровинциальные стандарты на использование метанола в смесях с бензином.
Пооценке Института Метанола, в 2014 году в Китае было реализовано 7 млн ттоплива М15 [133]. С целью распространения спиртовых топлив свыше 160 тыс.автомобилей (в основном такси) получили двигатели с гибкой топливнойсистемой.Провинции Шаньси досталась роль первопроходца в вопросе внедренияметанольных топлив. Первые испытания были проведены в конце февраля 2012года, когда Министерство промышленности и информационных технологийКитая объявило о начале пилотных проектов по освоению использованияметанольных бензинов. В тестировании участвовал 281 автомобиль (четырехмоделей) с гибкой топливной системой. Испытания проходили в городахЦзиньчжун, Чанчжи, Сиань, Баоцзи, Сиань, Юлин, Ханьчжун и Шанхай.В таблице 11 изложены требования к содержанию спирта и кислорода вкитайской провинции Шаньси, а также их сравнение с Национальным китайскимстандартом на бензины [72].За 2012 год суммарные продажи топлива М15 в провинции Шаньсисоставили 0,8 млн т, а уже в 2013 году эта цифра возросла до 2,8 млн т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
