轻烃燃料汽车与油公核磁共振燃油添加剂
堀尾忠正
最近几年,在浙江、上海、江苏等地出现了一种以轻烃作为燃料的汽车。目前国内这样的汽车已有数千辆,主要为公交车和出租车。进入2002年,推广使用这种车的势头十分迅猛。
轻烃——汽车燃料的后起之秀
轻烃的原料来源十分广泛,主要来自油田、气田、天然气净化厂等生产过程中的伴生气凝析液和炼油厂、乙烯工厂的副产品,常温下呈液态,密度比汽油、柴油小。 中国每年生产液态轻烃近1000万t。以前由于没有找到有效的利用办法,使这些宝贵资源竟白白浪费掉了。与其他燃料相比,轻烃具有较高的热值,比液化石油气热值高出许多,对人体没有毒害,对环境污染小的特点。
用化工副产品“轻烃”作为汽车绿色替代清洁能源技术已经开发成功。其核心技术是在原轻烃中微量添加了深圳市日研科技有限公司生产的称为油公核磁共振传递剂的燃油添加剂。对于重组分的轻烃,通过添加油公后直接掺入汽油使用,对于轻组分的轻烃,则在保留汽油车结构的情况下,加装一套轻烃燃料供给系统而成。驾驶员只需要转换一下开关就可自动切换2套燃料系统。
使用液态轻烃燃料与使用液化石油气、天然气相比,具有运输、贮存、加注和车载都方便、尾气排放污染物大幅度下降、价格便宜和轻烃加油站建站费用低等优点,是很好的汽车代用燃料。作为汽车的替代清洁燃料,不仅安全方便,而且能使汽车尾气中的CO、HC等有害物质下降90%以上。更重要的是它同时克服了目前普遍使用的液化石油气、天然气燃料汽车存在的动力性下降,加速性能差2大缺陷。从经济效益角度,以一辆普通桑塔纳轿车为例,日行400 km耗油40 L油费达108元,改用轻烃只需34 L,一天能节省33元,与液化气相比,轻烃更具推广价值。因为投资一座液化气加气站需200多万元,而轻烃的加油可以通过普通加油站的改造,投资仅需20余万元。普通车辆改造天然气、液化石油气改装费用需要6 000多元,而加装一套轻烃专用燃油供应系统只需要4500元。
经浙江省机电设计研究院和省环保监测中心测试,其动力性、经济性、低速行驶稳定性、加速性、尾气排放指标等性能全部优于汽油车。这项环保汽车新技术1999年5月通过了浙江省计经委的新产品鉴定后,9月份又获得了2项国家新型实用专利。2000年被列为浙江省技术创新项目。
1999北京国际环保汽车技术研讨会暨展销会上,轻烃、汽油双燃料环保汽车引起轰动。据国内外环保汽车专家讲,将轻烃作为汽车绿色替代能源是独一无二的创举,这项新技术的使用,为绿色环保车大行其道闯出了一条新路。轻烃是汽车燃料的后起之秀。
2002年5月23日,上海市城市交通管理局对已经改装半年以上的轻烃燃料汽车进行验收鉴定,上海出租车改装轻烃燃料汽车将全面展开。上海大众汽车有限公司的桑塔纳“99新秀”车型将全面加装轻烃燃料供油系统。
轻烃——挑战传统汽车燃料
天然气(CNG)和液化石油气(LPG)是目前使用较多的2种气体替代燃料。由于燃料本身为气体,不需要精密的喷油设备或雾化装置,可以使发动机结构相对简单,且各缸分配均匀、工作平稳,提高燃料经济性;但由于技术原因,机动车使用天然气,减少了新鲜空气进入气缸的量,导致发动机功率下降;此外,天然气含有微量的H2S,能对发动机造成腐蚀,使发动机寿命减短。液化石油气在使用过程中,存在蒸发器或过滤器堵塞、低温启动性差等问题,更重要的是:天然气、液化石油气续使里程短,不能充分利用现有的燃料储运、分配、销售系统,需要建立各自独立的储运、销售网络。尤其是天然气,需要建立长距离的输送管道,很大程度上限制了气体燃料的推广应用。
燃油车改装成LPG车后也没有达到低排放环保目的。由于燃油和燃气对发动机的要求不同,燃油改燃气时要求各方面参数如点火能量等需与发动机工作性能进行优化匹配,但目前技术力量尚达不到这种优化,因此,燃气不能充分燃烧,无法保证改装后的双燃料汽车的排放达到环保要求。 由于未形成规模,缺乏相应的规范管理制度,每个正规燃气加气站投资不少于200万元。目前全国有加气站仅70个,使LPG汽车加气非常不便;部分汽车改装厂家售后服务体系不健全,造成汽车改装后的调试、维修问题突出等等。尤其是双燃料汽车改造技术不成熟,改装后的LPG汽车的性能达不到要求,功率一般要下降5%~10%。深圳曾有2 000多辆改装的双燃料汽车由于匹配不好而无法行驶。
车用乙醇汽油,是把变性燃料乙醇和汽油以一定比例混配形成。由于乙醇的热值较低,使用乙醇汽油,发动机的油耗会增加。有关资料表明:使用含10%乙醇的混合汽油时,发动机的油耗约增加5%,而且,乙醇汽油起动性差,汽车驱动性能下降。在环保上,汽车的CO和HC排放明显降低,NOx略有上升。由于乙醇与汽油不能直接混合,按照传统工艺生产成本较高,且操作复杂,产品稳定性也很不理想。乙醇易吸水,吸水后乙醇与汽油分层,给乙醇汽油的生产、储运、使用均带来很大困难。
使用甲醇汽油可以有效提高发动机的热效率,减少汽车CO和HC的排放,但是,对发动机及汽车零部件金属材料的防腐橡胶材料防落涨要求非常高,除要求提高发动机压缩比外,还应对甲醇汽车的发动机和化油器进行改造或更换材质,没有经过专门改造的汽车或发动机不宜使用含甲醇的汽油。尽管国内外已开发成功各种腐蚀抑制剂,但还不能完全解决甲醇汽油的腐蚀问题,只能部分抑制或减缓腐蚀的发生。另外,甲醇为神经毒物,具有显著的麻醉作用。因此,甲醇不适宜作为汽车代用燃料。
电动汽车被称为理想的无污染汽车,但目前的主要问题是技术尚不成熟,行驶里程短、充电时间长,而且价格也比较贵。电池中含有金属铅,其生产、使用、回收过程中造成的污染也不容忽视。新型电池的价格非常昂贵,难于推广普及。
从以上资料可以看出,轻烃燃料汽车综合效果比汽油车、柴油车、液化石油气汽车、天然气汽车、乙醇汽油汽车、电动汽车好,并且价格低廉,资源丰富,生产、储存、运输均十分方便,加油站建设成本低,利于推广。
油公——再次建功立业
轻烃作为汽车燃料人们做了不少尝试,通常的方法为直接掺入汽油中,但由于其动力性小,添加入汽车后司机感觉汽车跑起来没劲,后来在重组分较多的轻烃中以万分之一至万分之二的比例添加了深圳市日研科技有限公司的称为油公核磁共振传递剂的燃油添加剂后,动力大增,就适合车用;对于中等组分较多的轻烃,添加油公后按适当比例掺入汽油中使用;对于轻组分比较多的轻烃,则在汽车上安装一套蒸发器,通过添加油公即能完全适合汽车使用。于是就把添加油公后的轻烃作为一种可靠燃料推广使用到汽车上,受到用户的大力欢迎,迅速推广开了。
应用在汽车上,在原轻烃中以万分之一至万分之二的比例添加油公核磁共振传递剂,可以使油耗下降18%以上,动力增大20%以上,尾气排放污染物大幅下降,而且把低能态轻烃转化成高能态,成为能供汽车使用的新型燃料,亦即成为核磁共振轻烃燃料。
油公在全国各地得到广泛使用 。1998年山东省济南市车辆年检尾气检测时,对加入油公后的车辆排气污染物进行了测试,结果表明:在怠速工况下,油公燃油添加剂对于汽油车HC的净化率最大为90.6%,CO的净化率最大为93.7%。重庆原田动力机械有限公司、上海劲马农用车制造公司等在使用油公燃油添加剂后排放都达到了国家标准。油公还可以改善油品质量,表1和表2是天津市产品质量监督检验所对加入油公后的汽油和柴油油品质量的检测报告。结果表明:以油公燃油添加剂万分之二比例添加,提高了汽油的辛烷值,降低了实际胶质;使柴油的凝点和实际胶质得到降低,改善了油品质量。
表 1 汽油质量检验报告
检验项目 |
单位 |
标准要求 |
加入油公前 |
结论 |
加入油公后 |
结论 |
|
辛烷值 |
|
不小于93 |
92.5 |
不合格 |
93.6 |
合格 |
|
实际胶质 |
Mg/100ml |
不小于5 |
12.5 |
不合格 |
3.2 |
合格 |
|
10%蒸发温度 |
℃ |
不高于70 |
57 |
合格 |
54 |
合格 |
|
50%蒸发温度 |
℃ |
不高于120 |
115 |
合格 |
94 |
合格 |
|
90%蒸发温度 |
℃ |
不高于190 |
187 |
合格 |
158 |
合格 |
|
终溜点 |
℃ |
不高于205 |
204 |
合格 |
196 |
合格 |
|
残留量 |
|
不大于2 |
2 |
合格 |
1 |
合格 |
|
硫醇硫含量 |
|
不大于0.001 |
无 |
合格 |
|
合格 |
|
表 2 柴油质量检验报告
检验项目 |
单位 |
标准要求 |
加入油公前 |
结论 |
加入油公后 |
结论 |
|
实际胶质 |
Mg/100ml |
不大于70 |
98 |
不合格 |
58 |
合格 |
|
闭点(闭口杯法) |
℃ |
不低于65 |
75 |
合格 |
73 |
合格 |
|
凝点 |
℃ |
不高于0 |
+1 |
不合格 |
—3 |
合格 |
|
油公,曾经为治理汽车尾气污染、改善油品质量发挥了极大作用。现在为轻烃燃料汽车的推广再次建功立业。现有的车用轻烃燃料中是必须添加油公核磁共振传递剂的,添加于汽油、柴油、煤油、重油、醇类、醚类等,均能起到相同的作用。
轻烃燃料应用于汽车的成功,使中国在开发车用环保新能源方面走在了世界前列,并将拉开中国汽车燃料市场竞争的序幕。