淺談輕烴油的應用

摘要：介紹了輕烴的特征，及它作為汽車燃料與其它各種車用替代燃料如天然氣、乙醇汽油等進行了比較。說明它具有一系列優點，是一種有發展前景的車用替代燃料。同時還介紹了一種新型的燃油添加劑——油公核磁共振傳遞劑與它的特征、機理以及在輕烴汽車和其它車輛中的應用效果，特別是節能、環保效果。

關鍵詞：輕烴；輕烴油；

1.輕烴

天然氣及各種石油制品都是以烴為主的燃料，但各自的碳鏈長度不同。天然氣的主要成份為C₁，含少量C₂，液化石油氣(LPG)主要成份為C₃和C₄，常溫常壓呈氣態，所以又稱氣態輕烴；含C5和C6的燃料常溫常壓下呈液態，被稱為液態輕烴，尚稱輕烴；碳鏈更長的石油制品分別為汽油、柴油等。

輕烴的來源十分廣泛，油田、氣田、天然氣凈化廠等生產流程中的伴生氣凝析油，煉油廠的拔頭油、輕石腦油、溶劑油廠石油醚副產品等都是輕烴原料來源。目前我國年產輕烴近1000萬噸，相當于全國汽車汽油耗量的1/6。

輕烴與天然氣一樣都是清潔燃料，除了熱值高、燃燒排放清潔外，與天然氣和LPG相比，它在常溫下呈液體，運輸、貯存、分銷和攜帶更為方便安全。但是由于種種原因，過去對輕烴的綜合利用缺乏研究，以致絕大部分輕烴作為生產廢料在煙囪白白燒掉，不僅浪費了寶貴資源還污染了環境。隨著我國可持續發展戰略的實施以及人們對資源和環境的關注和技術進步，充分利用這種寶貴資源已被提到議事日程，并成為我國政府積極鼓勵的重大項目之一，目前正在積極開發和推廣，把輕烴作為汽車燃料就是其中之一。

2.各種車用替代燃料特點

目前主要的替代燃料有天然氣、LPG、乙醇汽油、甲醇汽油和電力等。這些替代燃料具有各自的優點，也存在一系列缺點有待解決。輕烴作為燃料用于汽車開發較遲，但表現出的一系列優點，表明有很好的前景。

2.1天然氣和LPG

天然氣和LPG作為主流的汽車替代燃料目前已在世界部分國家推廣。采用天然氣和LPG作為燃料，由于其本身為氣體，不需要精密的噴油設備或霧化裝置，可使發動機構造相對簡單，且各缸分配均勻、工作平穩，排廢也少。但是按目前的技術，采用氣態燃料往往造成進入汽缸的新鮮空氣減少，導致了發動機功率下降(一般達10％以上，高的達20～30％)。另外天然氣中微量的H2S準于消除，會對發動機造成腐蝕，縮短其壽命。LPG在使用中還可能堵塞蒸發器或過濾器、并存在低溫啟動差等缺點。由于受加氣設施的制約，目前的天然氣汽車往往是具有雙燃料功能，把現有的汽、柴油發動機改造成既適合液體燃料又適合氣體燃料的雙燃料兼容發動機，技術難度大，改造不好會使燃氣不能充分燃燒，效率和功率下降，排放不能達到預期效果，甚至帶來安全上的隱患。廣東某市就曾發生過2000多輛改裝失敗的雙燃料車因匹配不好無法行駛，一些地區還出現改裝不良或操作不當的雙燃料車起火燒毀的嚴重事故。

另一方面，天然氣和LPG氣體燃料不能利用現有的汽、柴油加油設施，必須建立獨立的儲配分銷體系，據估計每個天然氣加氣站投資不少于200萬元，以致我國目前合格的加氣站僅70余個，天然氣和LPG汽車加氣不便，制約了它的發展速度。目前世界上燃氣汽車超過1000輛的國家只有24個。

2.2乙醇汽油

乙醇作為一種可再生能源可不斷從植物發酵制得，作為汽車替代能源上分有利于可持續發展戰略，在一些谷物生產能力過剩的國家和地區得到一定的發展。我國也已把乙醇汽油的開發研究列入發展計劃，并開始試點。月前作為替代燃料的普通做法是把變性燃料乙醇和汽油以一定比例混配制成乙醇汽油用于汽油發動機。由于乙醇的熱值較低，發動機的油耗會增加，資料表明，使用含10％乙醇的乙醇汽油發動機的油耗約增加5％。乙醇汽油不易起動，汽車驅動性能也有所下降。采用乙醇汽油，汽車的CO和HC排放明顯降低，但NOx稍有上升。目前生產成本較高，另外乙醇和汽油的混合需要特殊工藝，而且不穩定性貯存稍久即可能吸水分層而影響使用效果。

2.3甲醇汽油

甲醇和乙醇一樣也是一種可再生能源資源，利用甲醇汽油可以提高發動機效率，作為汽車燃料也可以減少CO、HC排放，但甲醇汽油對發動機的密封橡膠的防溶漲要求非常高，使用甲醇汽油除要求提高發動機壓縮比外，還需對發動機、化油器結構或材質進行改造，或者使用緩蝕劑，即使這樣，目前的技術和材料也還不能很好解決甲醇汽油的腐蝕問題。另外甲醇本身有很強的毒性，具有顯著的麻醉作用，燃燒后尾氣中甲醛含量增加，因此甲醇汽油作為車用燃料問題太多。

2.4車用輕烴油與輕烴油汽車

輕烴作為汽車燃料可以避免上述各種替代燃料所存在的缺點和問題，而且見效快，經濟上更合理。輕烴熱值遠比天然氣、比液化石油氣高。以前曾有人把輕烴直接摻入汽油中使用，但摻入輕烴后的汽油動力性下降很明顯，且很易產生氣阻。由于輕烴辛烷值極低、動力性小，沒有經過特殊加工不適合車用。目前一種成熟的技術是添加深圳市日研科技有限公司生產的油公核磁共振傳遞劑使之完全適合車用。對于重組分較多的輕烴，則添加油公后，輕烴可以直接供車用；對于中等組分為主的則添加油公后摻入汽油中使用；對于輕組分較多的輕烴，則在汽車上另外安裝一套從液體轉化成氣體進入發動機汽缸作功的轉化系統，其核心附件為水循環預熱氣化器(又稱蒸發器)，自動轉換開關，阻回火混合器等。針對某些特殊車輛還可能增加一些裝置，如怠速穩定裝置、自動切換裝置、高速摔制裝置、燃氣安全平穩輸送裝置等。

現結合我們的研究開發成功的輕烴汽車技術闡述如下：

(1)作為一種液體燃料，可以充分利用現有的汽、柴油加油設施，貯運分銷十分便利，這恰為目前作為主流替代燃料的天然氣和LPG所缺乏的，據估計，現有的加油站兼加輕烴油，僅需投資20余萬元，為LPG加氣站的1/10，輕烴的飽和蒸汽壓遠小于天然氣和LPG，所以遠比天然氣和LPG安全，油箱不需要壓力容器也可，但由于輕烴易揮發，為了不出意外而順利推廣，目前改裝汽車上使用普通壓力容器，這樣運行中更不易泄漏，即使泄漏蔓延也小。利用普通壓力容器即使在高溫暴曬下最高壓力也不超過2個大氣壓。在測試中，把充滿輕烴油的普通壓力容器放人大火中燒40分鐘，也未發生裂開爆炸，因此，即使火災發生，在這40分鐘內有足夠的時間排除險情。輕烴的閃點為40℃，(汽油為-36℃)，輕烴的自燃點為475℃，沸點36℃。因此利用壓力容器安裝后的輕烴油，在某種程度上比使用普通油箱的汽油、柴油還更安全。

(2)輕烴替代汽油，對現有車輛的改造簡單，采用本技術，可在保留原有汽油車結構的情況下，加裝一套輕烴油供給系統即成為輕烴——汽油兩用燃料車。駕駛員在駕駛室內通過電磁閥方便地切換燃料供應系統。改造費小車約4500元，大巴、中巴每輛約4800元，對已改裝成LPG的車輛，在原有基礎上只要再投入每輛數百元費用的裝置就能應用輕烴，電噴車系統同樣適合改裝輕烴。而同樣的汽車要改裝天然氣、液化石油氣改裝費需6000多元。

(3)輕烴作為汽車燃料清潔高效，可使尾氣中CO、HC的排放減少90％以上，現有在用車改造排放即可達到歐Ⅱ、歐Ⅲ標準，且可以避免了天然氣、LPG汽車動力性能下降、加速性能差的缺點。

(4)輕烴油價格低于汽油、柴油。90號車用核磁共振輕烴油深圳售價比90號車用汽油低0.50元/升。以一輛普通桑塔納轎車為例，日行400公里耗汽油40L油費達108元，改用輕烴只需34L，一天能省33元。

采用本技術的輕烴油汽車經浙江省機電設計研究院和浙江省環境監測中心測試，其動力性、經濟性、低速行駛穩定性、加速性、尾氣排放指標等性能全部優于汽油車。而且在經濟上也合理可行，因此已被列為2000年浙江省技術創新項目。2002年5月23日，上海市政府有關部門對已經改裝半年以上的輕烴油汽車進行了驗收鑒定總結推廣，鑒定認為輕烴汽車適合大規模向社會推廣。