车用轻烃油与油公核磁共振传递剂
堀尾忠正 堀尾知代
（深圳市日研科技有限公司，深圳市日研油公汽车技术开发有限公司）
堀尾忠正等.车用轻烃油与油公核磁共振传递剂
摘要： 轻烃通过添加油公核磁共振传递剂万分之二，即可适合车用，但轻烃的密度不同，使用方法也有区别：对于密度在0.67—0.68kg/m3以上的轻烃，通过添加油公万分之二后可直接供汽油车使用；对于密度在0.64—0.65kg/m3左右的轻烃，添加油公万分之二后按轻烃30%、汽油70%比例混合使用；对于密度为0.62—0.63kg/m3左右的轻烃，则要在汽油车上另外加装一套由液态轻烃转化成气态轻烃进入发动机作功的转化系统。车用轻烃油与汽油相比：动力不下降，与汽油相当，单耗比汽油下降3—5%，尾气下降90%以上，排放达欧Ⅱ、欧Ⅲ标准。成品车用轻烃油零售价比汽油便宜0.50元/升以上,与车用液化气价格相当。具有优异的经济效益和环保效益，并使石油资源得以充分利用。油公核磁共振传递剂是一种新型的物理性燃油、燃气添加剂，添加后能提高热值、降低尾气排放、增大动力、改善油品质量，适用于一切液体和气体燃料。
关键词：
轻烃 车用轻烃油 油公核磁共振传递剂 燃油添加剂 燃气添加剂
Lighter Hydrocarbons and Yougong Nuclear Magnetic Resonance Transmitter
Kuwei Zhongzheng
（Shenzhen Riyan Science and Technology Co., Ltd. ,
Shenzhen
Riyan Yougong Automotive Technology
Development Co., Ltd. ,）
人们在经过石化生产加工企业时，大都会看到许多熊熊燃烧的“火炬”，这火炬燃烧掉的实际上是石化工业的副产品——轻烃，以前由于技术上的原因难于深加工，只能日夜不停地燃烧掉，这样既污染环境又浪费宝贵的能源。
什么是轻烃？ “烃”就是碳、氢两种元素以不同的比例化合而成的一系列物质，其中较轻的部分，就叫做轻烃。天然气的主要成份是C1，含少量的C2，液化石油气（LPG）的主要成份是C3
、C4，它们在常温常压下是气态，就叫气态轻烃。C5、C6的烃在常温常压下是液态，我们就叫它液态轻烃。密度再大一点的部分就是汽油、煤油和柴油。本文所述车用轻烃油是以C5为主的轻烃作为原料加工而成。
轻烃的原料来源十分广泛，主要来源于油田、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、溶剂油厂、石油化工厂、乙烯工厂的副产品，如炼油厂生产的拔头油、轻石脑油、溶剂油厂生产的石油醚，油（气）田生产的稳定轻烃、天然气净化厂生产的“塔底油”等，上述原料都能作为轻烃原料。
中国目前每年生产液态轻烃近1000万吨，以前由于没有找到有效的利用办法，这些宝贵资源白白浪费掉了。
与其他燃料相比，轻烃具有较高热值，比液化石油气热值要高出许多，对人体没有毒害，对环境几乎达到零污染。
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。其核心技术是在原液态轻烃中微量添加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。
对于密度在0.67—0.68kg/m3以上的轻烃，通过添加油公万分之二后可直接供车用，目前新疆、山东使用较多的就是此类；对于密度在0.64—0.65kg/m3左右的轻烃，添加油公万分之二后按轻烃30%、汽油70%比例混合使用；对于密度为0.62—0.63kg/m3左右的轻烃，由于汽化性高，易形成气阻，则要在仍保留汽油车结构的情况下，加装一套液态轻烃
转化成气态轻烃进入发动机作功的转化系统，驾驶员在驾驶室内只需转换一下开关就可通过电磁阀自动切换两套燃料系统，目前上海、浙江、江苏等地使用的车用轻烃油就是此类。使用液态轻烃燃料与使用天然气、液化石油气相比，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一氧化碳、碳氢化合物等有害物质下降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，加速性能差两大缺陷
，同时又克服了普通汽油、柴油污染物排放高的缺点。中国目前每年作为副产品“废液”液态轻烃产量达近1000万吨，而中国现拥有汽车1000多万辆，每年汽油的消费量为3000万吨，副产品“废液”液态轻烃可以替代车用汽油三分之一供应量。如果专门生产，还可以有更多的液态轻烃产量，具备推广所需的丰富资源。
经测试，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。
车用轻烃油与轻烃油汽车
轻烃作为汽车燃料人们做了很多尝试，以前曾有人把轻烃直接掺入汽油中使用，但掺入轻烃后的汽油动力性下降很明显，且很易产生气阻，最后均以失败而告终。
由于轻烃辛烷值极低、动力性小，没有经过特殊加工不适合车用。
深圳市日研科技有限公司经过多年探索，通过添加其生产的油公核磁共振传递剂成功把各种密度轻烃均可利用供车使用。对于密度在0.67—0.68kg/m3以上的轻烃，通过添加油公万分之二后可直接供车用；对于密度在0.64—0.65kg/m3左右的轻烃，添加油公万分之二后按轻烃30%、汽油70%比例混合后加入普通油箱内即可使用，添加汽油的目的是降低汽化性；对于密度为0.62—0.63kg/m3左右的轻烃，由于汽化性高，易形成气阻，添加油公万分之二后
还要在仍保留汽油车结构的情况下，加装一套液态轻烃燃料供给系统，油箱采用能耐0.2MPa以上的钢瓶，其核心附件为水循环预热气化器（又称蒸发器），自动转换开关，阻回火混合器等，针对某些特殊车辆还可能增加一些装置，如怠速稳定装置、自动切换装置、高速控制装置、燃气安全平稳输送装置等。现结合我们的研究开发成功的车用轻烃油与轻烃汽车技术阐述如下：
（1）由于轻烃的辛烷值很低、动力小，没有经过加工车无法使用。
由于油公能把辛烷值提高一部分，最主要的是油公能降低发动机对辛烷值的要求，因此添加油公后能适合车用。但由于汽车设计时，是按汽油作为燃料时设计的，不是按轻烃作为燃料设计的，因此汽车点火时间等要稍作调整。如果作为车用轻烃油销售，则按照自己的车用轻烃油企业标准添加油公后就可以上市销售。如果作为汽油来销售，则成分要尽量接近汽油，因为在汽油加工过程中添加了抗爆剂、清净剂等，因此在轻烃中添加油公后，再添加一些抗爆剂、清净剂等。
因为轻烃是液体燃料，可以充分利用现有的汽、柴油加油设施，贮运分销十分便利，这恰为目前作为主流替代燃料的天然气和LPG所缺乏的，密度0.64kg/m3以上的，加工后可直接利用现有加油设施加油。
（2）对密度0.63kg/m3以下车用轻烃油易汽化，要用独立的轻烃加油系统，现有的加油站兼加轻烃油，仅需投资20余万元，费用为LPG加气站的1/10，轻烃的饱和蒸汽压远小于天然气和LPG，所以远比天然气和LPG安全，目前改装汽车上使用普通压力容器，这样运行中更不易泄漏，即使泄漏蔓延也小。利用普通压力容器即使在高温暴晒下最高压力也不超过0.16MPa。在测试中，把充满轻烃油的普通压力容器放入大火中烧40分钟，也未发生裂开爆炸，因此，即使火灾发生，在这40分钟内有足够的时间排除险情。因此利用压力容器安装后的轻烃油，在某种程度上比使用普通油箱的汽油、柴油还更安全。轻烃替代汽油，对现有车辆的改造简单，采用本技术，可在保留原有汽油车结构的情况下，加装一套轻烃油供给系统即成为轻烃——汽油两用燃料车。驾驶员在驾驶室内通过电磁阀方便地切换燃料供应系统。改造费小车约4500元，大巴、中巴每辆约4800元，对已改装成LPG的车辆，在原有基础上只要再投入每辆数百元费用的装置就能应用轻烃，电喷车系统同样适合改装轻烃。而同样的汽车要改装天然气、液化石油气改装费需6000多元。
⑶轻烃作为汽车燃料清洁高效，可使尾气中CO、HC的排放减少90%以上，现有在用车改造排放即可达到欧Ⅱ、欧Ⅲ标准，见表1、表2，且可以避免了天然气、LPG汽车动力性能下降、加速性能差的缺点，动力性能、油耗见表3。
表1 汽油、轻烃双燃料汽车燃用轻烃时排气污染物排放
|
项目 |
|
|||
|
1 |
2 |
3 |
||
|
CO
HC+NOx |
2.17 0.48 |
— |
— |
|
|
— |
— |
|||
摘自国家轿车质检中心报告：WT-02-0212-02P0201（2002.3.12），试样轻烃-汽油双燃料汽车系统改造的神龙富康988ES型轿车。
表2 汽油、轻烃双燃料汽车燃用轻烃时怠速排放
|
项目 |
转速，r/min |
CO，% |
HC，mg/L | |||
|
标准 |
实测 |
标准 |
实测 |
标准 |
实测 | |
|
怠速排放
高怠速排放 |
850±50
2500±50 |
850 |
0.3 |
＜0.05 |
80 |
＜10 |
|
2500 |
0.2 |
＜0.05 |
60 |
＜10 | ||
摘自国家轿车质检中心报告：WT-02-0212-02P0202（2002.3.12），试样轻烃-汽油双燃料汽车系统改造的神龙富康988ES型轿车。
表3 轿车燃用汽油和轻烃的动力性能、油耗比较
|
项目 |
汽油 |
轻烃 | |
|
最低稳定车速，km/h 最高车速，km/h |
22.73 414.41 |
21.81 140.88 | |
|
从25km/h加速到100km/h |
距离，m |
474.93 |
466.46 |
|
时间，s |
26.96 |
27.36 | |
|
起步后连续换档加速到110km/h |
距离，m |
533.2 |
532.17 |
|
时间，s |
31.94 |
29.89 | |
|
启动性能
过量空气系数，λ 油耗，L/100km |
正常 1.04 8.68 |
正常 1.05 7.66 | |
摘自江苏省汽车质检中心报告：61-CZ01-001（2001.4.20）试样：轻烃-汽油双燃料汽车系统改造的桑塔纳330K8LLOLTE2型轿车。
⑷车用轻烃油与汽油相比：动力不下降，与汽油相当，单耗比汽油下降3—5%，尾气下降90%以上，排放达欧Ⅱ、欧Ⅲ标准。成品车用轻烃油零售价比汽油便宜0.50元/升以上,与车用液化气价格相当。具有优异的经济效益和环保效益，并使石油资源得以充分利用。 轻烃油与油公核磁共振传递剂
在轻烃中添加万分之二油公核磁共振传递剂后，能使轻烃成为一种核磁共振车用轻烃油供汽车使用，轻烃的动力增大20%以上，油耗下降18%以上，尾气下降90%，已达欧Ⅱ、欧Ⅲ标准，热值提高30%，把低能态轻烃转化成高能态。
油公核磁共振传递剂的作用机理
核磁共振传递剂实际上是一种共振“母液”，选择一种合适的液体燃料（一般为短链烷烃）作为基质，使之进入特殊的核磁共振发生装置中使之获取核磁共振特性而成为“母液”，这种“母液”具有记忆特性和传递共振特性，使用时把母液加入到油箱中即可将共振特性不断传递给周围燃油，使整个油箱的燃料和“母液”一样具有核磁共振特性。获得这一共振特性的燃油在发动机内高温高压的工况下同步爆发，使燃烧更充分，从而增强发动机动力、减少尾气排放，另外共振波如同医疗领域的超声波可以无损伤粉碎、排出人体内结石一样，共振波可以无损伤强力排出发动机内陈旧积碳，且能阻止发动机内新积碳形成，净化、保护发动机，延长发动机寿命。
这种传递剂可以用于一切液体燃料的动力设备和机械，如汽油、柴油、煤油、重油、轻烃、醚类、醇类等。由于它所具有的传递性，使用中只要不把加有传递剂的燃油全部用完，剩下的燃料可以把自己的共振特性再次传递给新加入的燃料，只要使用得当，非常经济，也非常简便。而且这样的传递剂完全无毒。
实际上此油公核磁共振传递剂也适合于气体燃料，同样可以把母液的共振特性传递给气体（天然气、液化气、乙炔等）。但所不同的是，气体燃料一般需压缩，压缩后的气体作为个人使用者无法把油公核磁共振传递剂往压力容器中添加，所以不被人们所认识。实际上气体燃料生产厂家在生产过程中首先加入油公，然后加入气体，能达到同样的获取核磁共振特性的效果，或者使用深圳市日研科技有限公司研制的高压液体灌注机很容易把油公核磁共振传递剂注入高压容器内使气体燃料获得核磁共振特性。目前许多城市的液化气汽车中添加油公核磁共振传递剂后动力明显提高，克服了液化气汽车动力下降的缺点。在家用液化气中添加油公后，热值提高，燃烧后温度明显升高，能替代乙炔用于气割、焊接。
共振特性的传递实际上很复杂，是量子信息的传递，是一种物理作用，而非分子传递，也非化学反应。
油公核磁共振传递剂在汽、柴油车中的应用实例
山东省济南市公安局车管所为年检尾气排放不合格的车辆清洗发动机，由于技术落后清洗发动机后达标率仅50%，洗缸费收不回。1998年采用这种油公核磁共振传递剂，添加量为0.1%，结果达标率为100%。山东省环境监测中心站检测报告表明：采用油公核磁共振传递剂后CO、HC净化率为44.9%—93.7%（见表4）。
表4：
汽油车使用油公后CO、HC排放的净化效果
|
项
目 |
加油公前 |
加油公后 |
净化率% | |||
|
数
据 |
CO(%) |
HC(ppm) |
CO(%) |
HC(ppm) |
CO |
HC |
|
向阳牌客货两用车 |
5.43 |
640 |
0.34 |
60 |
93.7 |
90.6 |
|
松花江面包 |
1.27 |
258 |
0.70 |
101 |
44.9 |
60.9 |
注：报告编号为：（山东）省环（监）字1998第13号（1998年2月23日）
在90#汽油中添加油公万分之二实车道路行驶动态检测，可以得到动态数据，见表5。
表5： 汽油车使用油公后路面行驶动态测试报告
|
转速(r/min) |
CO
(%) |
HC
(ppm) |
NOx
(ppm) |
CO2
(%) |
O2
(%) |
λ |
|
850
1500 2000 2500 3000 |
0
0.01 0.01 0.10 0.06 |
9
10 26 5 8 |
0
0 0 0 0 |
14.7
14.7 14.7 14.8 14.5 |
0.40
0.14 0.17 0.14 0.12 |
1.019
1.006 1.008 1.008 1.004 |
重庆原田动力机械有限公司生产的助动车，20%的助动车HC超标，50%的助动车
CO超标，1998年3月开始采用核磁共振传递剂，经重庆市产品质量监督检验所检测，随机测试了原不合格的26台车辆，添加后测试结果全部合格，其中HC下降了1000—1200ppm，CO从以前的4.0%左右下降到2.2%左右。为此该公司把必须使用油公核磁共振传递剂写入企业标准及产品说明书中。
上海劲马农用车制造公司生产的农用车因北京地区提高汽车排放标准而失去北京市场，后添加油公核磁共振传递剂，结果发动机没做变动，即达到新的北京标准，重新夺回了北京市场。
表6 柳州铁路局玉林机务段8、9月份运量及柴油单耗
|
运行分类 |
月份 |
总行走（千米） |
万吨千米 |
耗油量（千克） |
单耗（千克） |
|
全段 |
8 |
934750 |
175280 |
3382065 |
19.30 |
|
9 |
955979 |
172653 |
3361894 |
19.47 | |
|
添“机乐” |
8 |
167077 |
38569 |
718988 |
18.64 |
|
9 |
157997 |
35750 |
666425 |
18.64 | |
|
添“油公” |
8 |
154523 |
34810 |
644649 |
18.52 |
|
9 |
151877 |
35243 |
649815 |
18.44 |
表7 “油公”和“机乐”的节能经济效果分析
|
|
单耗 |
节约 |
节能率 |
少用油 |
价值 |
加剂量 |
价值 |
投入产出比 |
|
（千克） |
（千克） |
（%） |
（千克） |
（元） |
|
（元） | ||
|
机乐 |
18.64 |
0.68 |
3.65 |
24310 |
69770 |
666.4千克 |
26656 |
1：2.62 |
|
油公 |
18.44 |
0.88 |
4.77 |
31014 |
89010 |
130.8升 |
30346 |
1：2.93 |
注：以机务段9月份运行数据为基础计算，全段平均单耗19.32kg。
另外，由于火车必须按时刻表行驶，添加油公传递剂后动力增大但不能提前到达，所以动力性增大没有充分体现出来，因此节油效果低于汽车，但还是体现了很好的节油效果。
天津市产品质量监督检验所1998年曾对送来的添加油公核磁共振传递剂的93#汽油和0#柴油及对照组进行了油品检验，检验结果表明，添加了0.02%传递剂的93#汽油和0#柴油，辛烷值明显提高，实际胶质下降，93#汽油的蒸发温度和0#柴油的凝点温度也明显下降，两种燃油添加传递剂后性能都有提高，见表8、表9。
表8：93#
|
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 |
不大于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 |
无 |
合格 |
注：报告编号：ZY-607-98（1998年10月20日）。
表9：
0#
|
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 |
|
闪点(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 |
注：报告编号：ZY-608-98（1998年10月20日）。油公添加浓度0.02%。
东北某地发现在70#汽油中添加传递剂后，虽然辛烷值没有达到90#、93#，但燃油的综合性能指标（动力性、经济性、排放性）优于90#、93#汽油，表明油公核磁共振传递剂降低了发动机对辛烷值的要求，用它替代后者既节省了用户的燃油费，又为积压多年的老汽油找到了出路，经济效益明显。
研究表明，添加油公核磁共振传递剂的油品，在高温下高压下辛烷值明显高于常温常压时的辛烷值，因此通过添加油公，更适合发动机高温高压下使用。
香港理工大学对添加传递剂后发动机进行检测，添加传递剂后NOx下降50%,SO2下降70%,可以大大改善油品质量。
青岛东旭化工标示有限公司利用58——62号石脑油通过添加油公传递剂，经齐鲁石化炼油技术研究所检测，辛烷值达到92.2。
油公添加于液化气、天然气、乙炔等也起相类似的效果，热值提高30%，使液化气汽车、天然气汽车动力增大。在家用液化气钢瓶中添加油公后，可以替代乙炔作为气割、焊接使用，既经济又环保。
鸣谢：笔者对本研究中给予长期资助的土本津那枝（日本岐阜土岐市）、大泽惠子（爱知濑户市）、山口代代子（爱知名古屋市）等表示衷心的感谢。
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堀尾忠正等.
车用轻烃油与油公核磁共振传递剂
车用轻烃油的生产方法已发表在《天然气工业》2003年5月第3期上，需要者请向杂志社订阅：
《天然气工业》系“全国中文核心期刊”。被世界三大著名检索系统之一的美国工程索引(EI)、德国电子数据库Mediathek、美国石油文摘(PA)等大量收录，并免费进入了世界著名的乌里希(Ulrich)国际期刊名录。
主管：中国石油天然气集团公司，
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610051 四川成都府青路一段3号《天然气工业杂志社》
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