1 概述
至目前为止,探明全世界石油储量大约为1800亿吨,截至到2006年底,年开采石油量约为45亿吨,照此计算,全世界石油仅供开采40年时间。寻找替代能源是当今世界能源领域的发展方向,其中发展乙醇汽油是一项重要途径。特别是我国,探明石油储量约为40亿吨,石油储藏量仅占世界总量的2.3%,可开采年限只有20.6年,大大低于世界平均年限42.8年,由于我国经济发展势头强劲,石油需求量增加,产出和消费间的缺口越来越大。去年,我国石油缺口达42%,随着我国经济的发展,缺口将会越来越大。另一方面,我国是农业大国,农作物产量较大,剩余粮食较多,陈粮积聚比例逐年增加,这些粮食完全可以生产燃料乙醇。经过几年的试验、论证,生产乙醇汽油是可行的。
所谓车用乙醇汽油是指在汽油组份油中按体积混合比加入10%的变性乙醇后做为汽油车燃料的汽油。从专业角度上说,所谓乙醇汽油指在不添加含氧化合物的液体烃中加入一定量的变性燃料乙醇后用做点燃式内燃机的燃料,乙醇汽油之所以在全世界得到推广,主要是因为生产乙醇的原料为植物及其秸秆,这些植物及其秸秆是可再生的。
乙醇汽油的特性是由乙醇和组份汽油的性质决定的,乙醇、普通汽油和乙醇汽油的基本性质见表1:

通过表1可以得出以下结论:
汽油中加入乙醇后,其抗爆性能明显提高,乙醇的加入量越高,汽油抗爆性能越好(辛烷值RON越高)。其性能特征见图1。

图1
2 乙醇汽油对蒸气压的影响
当加入乙醇后,汽油蒸气压均升高,在乙醇加入量为5.7%(V/V)时,达到最大值,而再继续加入乙醇后,乙醇的蒸气压逐渐降低,但仍比普通汽油高3KPa左右。按通常理论,乙醇的蒸气压较汽油明显降低,因此加入汽油后,其混合物的蒸气压理应降低。但实际上,乙醇掺入汽油后,会使汽油的蒸气压明显升高。一方面是因为乙醇的分子量较小,掺入汽油后,使汽油的轻质成份增加,饱合蒸气压升高。另一方面,乙醇分子和汽油分子虽有一定的相容性,但经均匀调和后,乙醇分子均匀的分布在汽油分子之间,使汽油分子之间、汽油和乙醇分子之间以及乙醇本身的分子之间的亲和力降低,从而使这些混合物的蒸气压升高。
3 对粘度的影响
汽油的分子量比乙醇的分子量大,加入乙醇后,形成的混合物平均分子量降低,分子间亲和力降低,其运动粘度相应降低。
4 车用乙醇汽油对金属的影响
经过试验论证,车用乙醇汽油对金属有一定影响,如对铜、铸铁、45#钢、锌等有轻微腐蚀,特别是铜片腐蚀试验有明显降低。
5 乙醇汽油对橡胶适应性的影响
氯丁胶、顺丁胶、丁苯胶、丁腈胶、和硅橡胶容胀性较好,耐乙醇性能较好,但氰化丁腈胶、氯化聚醚和丁基橡胶的耐油性和抗乙醇性能较差。针对乙醇汽油以上特性,可以分析其对计量性能的影响。
目前,流量计装置主要是加油机和油库发货用流量计,在此,仅对加油机进行分析。加油机计量准确度主要是由流量计、电脑装置、及附件如电磁阀的性能决定,而这其中,流量计的示值准确性是至关重要的。
5.1 蒸发性能对计量准确度的影响
乙醇汽油和饱和蒸气压较普通车用汽油大,因此其蒸发性能较强,表现在对加油机的计量准确度的影响上主要是其蒸发损失。目前,加油机的计量检定主要采用容积式标准装置进行,加油机付出油品的多少以标准计量装置示值为依据,而在加油机向标准装置注轴时,因乙醇汽油的高蒸发性引起大量油蒸气从标准罐排出,从而使标出的加油机精度要比实际值低,如一台加油机标出的示值基本误差为0.2%,而实际上这台加油机的示值基本误差应该是0.19%,因为加油机流出的油品要比标准器反映的多,多出的部分即为蒸发损失。这一偏差将随乙醇汽油的蒸发性的提高而增加。因此,乙醇汽油的计量偏差较普通汽油高。经过理论计算和实际标定试验,其偏差达到0.01%。
5.2 运动粘度对计量准确度的影响
由于普通汽油加入乙醇后,其运动粘度降低,引起流量计内渗漏量增加,结果使加油机的实际付出要比示值多,从而降低了流量计的计量准确度。这是因为流量计的计量室为一组活塞装置,活塞和钢套之间存在一定间隙,油品从这些间隙中窜过,绕过计量室,因此这部分油品不能被计量。这一损失的多少,主要是由间隙大小和被计量介质的粘度决定的,在间隙大小变化不大的情况下,计量介质的粘度起决定作用,介质的粘度越小,其内泄漏损失越大。
5.3 车用乙醇汽油金属腐蚀性对计量准确度的影响
汽油中加入乙醇后,乙醇和汽油的活性因子如水离子、金属离子结合产生活性碱,致使乙醇汽油的腐蚀性增加,尽管这种腐蚀性较小,但因组份油的成份,储存条件不同而引起的腐蚀性变化量也不同,但对金属的腐蚀性不断增强是不可否认的事实。特别是对含有多种金属元素的活塞组件,受到的腐蚀危害更大。这直接导致活塞组件间隙增大,油品内渗漏增强。特别是使用硬活塞式流量计的加油机,加油机付油量越来越大,直至通过调整流量计调量活塞而不能消除计量误差,不得不更换新流量计甚至新加油机。加油机检定结果也证明了这一点。乙醇汽油销售量越多,更换、调整流量计的频率越高。
5.4 车用乙醇汽油橡胶腐蚀性对加油机计量准确度的影响
加油机密封件大密封为橡胶件,而这些橡胶件抗乙醇腐蚀的性能较差,造成渗漏损失。其中对于软活塞式流量计来说,影响较大,这是因为软活塞式塞量计的活塞和分配阀为橡胶件,其抗乙醇性能的好坏直接影响着加油机的计量准确度。如果活塞和分配组件使用了耐乙醇性能较差的橡胶材料,如氰化丁腈胶、氯化聚醚和丁基橡胶等,其活塞间隙增大,内渗漏损失增加。从而影响了计量准确度、示值稳定性,甚至加油机的使用寿命。另一方面,加油机的电磁阀的膜片为橡胶材料,从而影响主副阀的正常启闭,也会对加油机的计量准确度产生影响。
综上所述,乙醇汽油的特性对加油机的计量准确度确有影响,只要我们掌握了它的规律,针对这些不同特点引起的计量偏差,采取相应的措施,这些误差还是可以克服的。




