Останнім часом все більшу увагу виробники палива і паливних сумішей звертають на можливості застосування в сумішах метанолу замість етанолу

Якщо раніше кількість природних ресурсів для виробництва метанолу було досить обмеженим, то з моменту успішного освоєння технологій видобутку сланцевого газу, ситуація докорінно змінилася

З'явилося досить дешеву сировину і, як часто буває в таких випадках з'явилася технологія виробництва метанолу з сланцевого газу

Тепер має сенс розглянути властивості метанолу, як компонента паливної суміші

Спочатку загальновідомі властивості метилового спирту – метанолу

Метиловий спирт, метанол, СН3ОН, найпростіший із спиртів жирного ряду. Безбарвна прозора отруйна рідина зі слабким запахом, уд. вага ВЦ - 0,79648 з температурою кипіння 64,7 ° і температурою плавлення - 95 °. Змішується з водою в усіх відношеннях. Питома вага водних розчинів метилового спирту вивчали Классон і Норлін, Дорошевский і Різдвяний. Їх таблицями користуються для визначення вмісту метилового спирту у водних розчинах за питомою вагою.

Метиловий спирт утворює з кислотами складні ефіри, при окисленні дає мурашиний альдегід (формальдегід), мурашину кислоту і вуглекислоту; із рядом металів утворює сполуки-алкоголяти, що розкладаються водою на спирт і підстава. Утворює також подвійні сполуки з деякими неорганічними солями: CaCI2, LiCl та ін Горить бледносінім полум'ям (теплотворна здатність 5.365 кал / кг). У природі зустрічається в невеликих кількостях в рослинах або у вільному стані, або, частіше, у вигляді складних ефірів.

Недоліки
• Метанол труїть алюміній. Проблемним є використання алюмінієвих карбюраторів і інжекторних систем подачі палива в ДВЗ. Це відноситься в основному до метанолу-сирцю, що містить значні кількості домішок мурашиної кислоти і формальдегіду. Технічно чистий метанол, що містить воду, починає реагувати з алюмінієм при температурі вище 50 ° C, а зі звичайною вуглецевою сталлю не реагує зовсім.
• Гідрофільність. Метанол втягує воду, що є причиною розшарування паливних сумішей бензин-метанол.
• Метанол, як і етанол, підвищує пропускну спроможність пластмасових випарів для деяких пластмас (наприклад, щільного поліетилену). Ця особливість метанолу підвищує ризик збільшення емісії летючих органічних речовин, що може призвести до зменшення концентрації озону і посиленню сонячної радіації.
• Зменшена летючість при холодній погоді: мотори, що працюють на чистому метанолі, можуть мати проблеми із запуском при температурі нижче +10 ° C і відрізнятися підвищеною витратою палива до досягнення робочої температури.

Дана проблема проте, легко вирішується додаванням в метанол 10-25% бензину.
Низький рівень домішок метанолу може бути використаний в паливі існуючих транспортних засобів з використанням належних інгібіторів корозії. Т. н. європейська директива якості палива (European Fuel Quality Directive) дозволяє використовувати до 3% метанолу з рівною кількістю присадок в бензині, продаваемoм в Європі.

Сьогодні в Китаї використовується більше 1000 млн галонів метанолу на рік в якості транспортного палива в сумішах низького рівня, використовуваних у існуючих транспортних засобів, а також високорівневі суміші в транспортних засобах, призначених для використання метанолу в якості палива.

При застосуванні метанолу в якості палива слід зазначити, що об'ємна та масова енергоємність (теплота згоряння) метанолу на 40-50% менше, ніж бензину, однак при цьому теплопродуктивність спіртовоздушних і бензинових паливноповітряних сумішей при їх згоранні в двигуні розрізняється незначно з тієї причини, що високе значення теплоти випаровування метанолу сприяє поліпшенню наповнення циліндрів двигуна і зниження його теплонапруженості, що призводить до підвищення повноти згоряння спіртовоздушной суміші
.
В результаті цього зростання потужності двигуна підвищується на 10-15%. Двигуни гоночних автомобілів працюють на метанолі з вищим октановим числом ніж бензин мають ступінь стиснення, що перевищує 15:1, в той час як в звичайному ДВС з іскровим запалюванням ступінь стиснення для неетильованого бензину як правило, не перевищує 11,5:1.

Метанол може використовуватися як в класичних двигунах внутрішнього згоряння, так і в спеціальних паливних елементах для отримання електрики.
Метанол 16 МДж / л 6,4 3,1 МДж / кг повітря 1,2 МДж / кг 156 92

Важлива якість метанолу полягає в тому, що у відпрацьованих газах в 2-3 рази менше токсичних компонентів, ніж при використанні бензину. Однак зазначені вище недоліки і малі ресурси метанолу практично не дозволяють використовувати його сьогодні як самостійне паливо.

Тому його застосовують як добавки до бензину. В експериментах використовувалися суміші з вмістом метанолу від 5 до30%. При цьому концентрація окису вуглецю у відпрацьованих газах знижується на 14-72%. Суміш метанол-бензин трохи знижує потужності характеристики двигунів.

Але слід мати на увазі, що добавка метанолу, наприклад, в кількості 15% підвищує октанове число суміші з 88 до 95,8. При відповідній переробці двигуна з метою підвищення на ньому ступені стиснення можна отримати навіть економію на витраті палива.

В якості недоліків суміші як палива відзначають схильність її до розшарування, особливо при попаданні в суміш води і при пониженні температури.
І ось тут необхідно розглянути можливість застосування попередньої гомогенізації паливних сумішей, що містять метанол (про це буде сказано далі по тексту)

Метанол отруйний.

Виробництво метанолу в даний час невелика. Але є припущення, що в найближчій перспективі виробництво його збільшиться з 1-2% по відношенню до випуску бензину до 15%.

Особливо великі надії на метанол покладаються в країнах, що мають великі ресурси рослинної біомаси і як зазначалося вище, мають великі ресурси сланцевого газу.

Так, в Бразилії вже тепер всі автомобілі працюють на сумішах з вмістом метанолу в колічестве2-10%. Існують припущення, що питома вага метанолу в автомобільному паливі Бразилії буде безперервно зростати і вже найближчим часом у цій країні досягне в середньому 20%, а до 2020 г.автомобільное паливо на 75% буде складатися з метанолу.

Удосконалення технології і масовість виробництва повинні істотно знизити вартість метанолу, і очікують, що він стане дешевше бензину.

Динамічна гомогенізація рідких вуглеводневих паливних сумішей, базовим компонентом яких є дизельне паливо або бензин, змішані з метанолом

Приготування паливних сумішей з бензину (у меншій мірі) або дизельного палива і метанолу вкрай утруднено через велику різницю в в'язкості цих матеріалів

Система динамічної гомогенізації паливних сумішей може приготувати високоякісну і однорідну суміш з дизельного палива чи бензину та метанолу в плині часток секунди, безпосередньо в трубопроводі і в будь необхідній пропорції
Система динамічної гомогенізації в дизельних двигунах, що використовують як паливо суміш з дизельного палива та метанолу, монтується між паливним насосом і насосом високого тиску дизельного двигуна

Під час проходу паливної суміші в якій вода відокремилася від бензину чи від дизельного палива через систему динамічної гомогенізації відбувається гомогенізація в потоці за рівнем турбулентності, після чого в насосі високого тиску відбувається завершення процесу динамічної гомогенізації в обсязі та в розмірному факторі в тривимірній системі координат

В процесі гомогенізації вода у вигляді мікро-крапель однорідно розподіляється в об'ємі вуглеводневої суміші палива і після цього зазначена суміш трансформується в мікро або нано-емульсію

У відповідності з результатами випробувань емульсії, отриманої за допомогою системи динамічної гомогенізації, концентрація сажі у вихлопних газах знижується на 97% і рівень і швидкість реалізації тепла збільшуються на як мінімум 35%
Для монтажу системи динамічної гомогенізації на дизельному двигуні не потрібно ніяких оригінальних додаткових елементів і в самому двигуні не потрібно робити ніяких конструктивних змін

Динамічна комплексна гомогенізація рідких вуглеводневих паливних сумішей, базовим компонентом яких є важке дизельне паливо

Приготування паливних сумішей з важкого дизельного палива і метанолу вкрай утруднено через велику різницю в в'язкості цих матеріалів

Система динамічної гомогенізації паливних сумішей може приготувати високоякісну і однорідну суміш з важкого дизельного палива і метанолу в плині часток секунди, безпосередньо в трубопроводі і в будь необхідній пропорції
Система динамічної гомогенізації у важких дизельних двигунах, що використовують як паливо суміш з важкого дизельного палива і метанолу, монтується між паливним насосом і насосом високого тиску двигуна (якщо такий є);

Якщо насос високого тиску не входить до складу двигуна, то система динамічної гомогенізації встановлюється на паливному трубопроводі після паливного насоса

Під час проходу паливної суміші в якій або вода відокремилася від важкого дизельного палива або утворилися згустки важкого дизельного палива через систему динамічної гомогенізації відбувається гомогенізація в потоці за рівнем турбулентності, після чого в насосі високого тиску або в форсунках відбувається завершення процесу динамічної гомогенізації в обсязі та в розмірному факторі в тривимірній системі координат

В процесі гомогенізації вода у вигляді мікро-крапель однорідно розподіляється в об'ємі вуглеводневої суміші палива і після цього зазначена суміш трансформується в мікро або нано-емульсію

У відповідності з результатами випробувань емульсії, отриманої за допомогою системи динамічної гомогенізації, концентрація сажі у вихлопних газах знижується на 97% і рівень і швидкість реалізації тепла збільшуються на як мінімум 35%

Для монтажу системи динамічної гомогенізації на двигуні, що використовує в якості палива важке дизельне паливо, не потрібно ніяких оригінальних додаткових елементів і в самому двигуні не потрібно робити ніяких конструктивних змін

Динамічна гомогенізація вуглеводневих паливних сумішей базовим компонентом яких є мазут

Приготування паливних сумішей з мазуту та метанолу вкрай утруднено через велику різницю в в'язкості цих матеріалів і через неоднорідність мазуту
Система динамічної гомогенізації паливних сумішей може приготувати високоякісну і однорідну суміш з мазуту та метанолу в плині часток секунди, безпосередньо в трубопроводі і в будь необхідній пропорції
У випадку особливо високого рівня неоднорідності мазуту, конструктивна простота системи, дозволяє її поетапне використання з формуванням поступової (покрокової) послідовної схеми приготування паливної суміші на базі мазуту
Система динамічної гомогенізації у великих двигунах, що використовують як паливо суміш з мазуту та метанолу, монтується між паливним насосом і подальшим елементом паливної системи двигуна
Під час проходу паливної суміші в якій вода відокремилася від мазуту або в якій в потоці мазуту утворилися згустки і грудки, через систему динамічної гомогенізації відбувається гомогенізація в потоці за рівнем турбулентності, після чого в соплах або в інжекторі відбувається завершення процесу динамічної гомогенізації в обсязі та в розмірному факторі в тривимірній системі координат
В процесі гомогенізації вода у вигляді мікро-крапель однорідно розподіляється в об'ємі вуглеводневої суміші палива і після цього зазначена суміш трансформується в мікро або нано-емульсію
У відповідності з результатами випробувань емульсії, отриманої за допомогою системи динамічної гомогенізації, концентрація сажі у вихлопних газах знижується на 97% і рівень і швидкість реалізації тепла збільшуються на як мінімум 35%
Для монтажу системи динамічної гомогенізації на зазначеному двигуні не потрібно ніяких оригінальних додаткових елементів і в самому двигуні не потрібно робити ніяких конструктивних змін
Підготовка вуглеводневих паливних сумішей та емульсій на спеціалізованих нафтопереробних підприємствах

На нафтопереробних підприємствах система для динамічної гомогенізації вуглеводневих рідин повинна включати насос високого тиску, що працює за принципом насоса високого тиску дизельного двигуна
Зазначена інтегрована система може використовуватися в якості змішуючого компоненти паливної суміші насоса або в якості системи забезпечує рециркуляцію паливної суміші в ємностях для її зберігання
Монтаж таких систем може бути здійснений на использующееся обладнання без його переробки або модернізації, але в цьому випадку в систему повинні входити насоси для подачі компонентів суміші в систему
Одним з варіантів застосування системи динамічної гомогенізації на нафтопереробних підприємствах є варіант формування паливної суміші при подачі компонентів паливної суміші в транспортну цистерну;
Так як час приготування паливної суміші в системі складає долі секунди, приготування суміші при подачі в транспортну цистерну, дозволяє не мати на підприємстві спеціальних ємностей для зберігання паливної суміші

Підготовка вуглеводневих паливних сумішей на автозаправних станціях

На автозаправних станціях система для динамічної гомогенізації вуглеводневих рідин повинна включати насос високого тиску, що працює за принципом насоса високого тиску дизельного двигуна
Зазначена інтегрована система може використовуватися в якості змішуючого компоненти паливної суміші насоса або в якості системи забезпечує рециркуляцію паливної суміші в ємностях для її зберігання
Монтаж таких систем може бути здійснений на использующееся обладнання без його переробки або модернізації, але в цьому випадку в систему повинні входити насоси для подачі компонентів суміші в систему
Одним з варіантів застосування системи динамічної гомогенізації на автозаправних станціях є варіант формування паливної суміші при подачі компонентів паливної суміші безпосередньо в паливний бак автомобіля або іншого транспортного засобу;
Так як час приготування паливної суміші в системі складає долі секунди, приготування суміші при подачі в бак транспортного засобу, дозволяє не мати на підприємстві спеціальних ємностей для зберігання паливної суміші

Підготовка вуглеводневих паливних сумішей в системі динамічної гомогенізації, змонтованої безпосередньо в двигуні внутрішнього згоряння

У разі, якщо на транспортному засобі може бути встановлений додатковий бак для другого компонента паливної суміші, підготовку паливної суміші може вести система динамічної гомогенізації безпосередньо в паливному трубопроводі
Можливість такого варіанту випробувана на серійному дизельному двигуні і в результаті такого випробування (вироблялася паливна емульсія типу вода в масло, тобто дизельне паливо емульгованих простий водопровідною водою)
В результаті такого використання емульсії концентрація сажі у вихлопних газах знизилася на 97% (пропорції змішування в емульсії, - 20% води на 80% дизельного палива)

Монтаж системи динамічної гомогенізації на двигуні внутрішнього згоряння при його виготовленні на спеціалізованому підприємстві

Для монтажу системи динамічної гомогенізації на знов виготовляється двигуні внутрішнього згоряння не потрібно ніяких нових елементів в конструкції двигуна
В паливний трубопровід після паливного насоса вводиться система, висновок з якої приєднується до введення в насос високого тиску або в разі його відсутності до введення в конструктивний елемент, наступний за паливним насосом

Монтаж системи динамічної гомогенізації вуглеводневих паливних сумішей та рідкого вуглеводневого палива на двигуні внутрішнього згоряння, який знаходиться в експлуатації

Для монтажу системи динамічної гомогенізації на ремонтованій або модифікуються двигуні внутрішнього згоряння не потрібно ніяких нових елементів в конструкції двигуна