?摘要:變性燃料乙醇以其再生性、環(huán)保性等特點被人們譽為和汽油等“黑色能源”相對的“綠色能源”。其具體用途之一——車用乙醇汽油在許多國家和地區(qū)被廣泛應(yīng)用,我國也正在推廣。因此,車用乙醇汽油加油站的火災預防工作將是消防工作的又一課題。本文從對乙醇汽油理化性質(zhì)的研究入手,分析了在新建、改建和擴建車用乙醇汽油加油站過程中及加油站日常運營中存在的潛在火災因素,提出了火災預防的對策。
關(guān)鍵詞:變性燃料乙醇、乙醇汽油、致災因素、火災預防
??? 1、乙醇汽油的發(fā)展概論
??? 早在20世紀30年代,乙醇汽油就在美國布拉斯加州面市,但直到70年代,美國國會才為了減少對進口原油的依賴,從替代能源的角度出發(fā),建立了聯(lián)邦政府的“乙醇發(fā)展計劃”,大力推廣使用含10%(v/v)*乙醇的混合燃料。之后,由于對汽油對地下水的污染,美國加州立法禁止使用甲基叔丁基醚(MTBE)作為新配方汽油(RFG)的含氧化合物,其它州也相繼效仿,促進了車用乙醇汽油的發(fā)展。目前,車用乙醇汽油在美國、巴西、歐盟、印度和東南亞等國家和地區(qū)已經(jīng)得到廣泛使用,巴西成為世界上唯一不使用純汽油的國家。在亞洲,印度、泰國等國也啟動了燃料乙醇計劃。我國于2001年在河南、吉林等地展開了車用乙醇汽油使用試點工作,并取得了成功,隨之制定了《車用乙醇汽油推廣方案》和《車用乙醇汽油推廣工作實施細則》及《車用乙醇汽油擴大試點工作實施細則》,將推廣試點范圍,擴大到黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省及湖北襄樊等27個地市,要求到2005年底,試點省、市轄區(qū)范圍內(nèi)要基本做到車用乙醇汽油替代其它汽油(軍隊特需、國家和特種儲備用油除外)。并將乙醇汽油項目發(fā)展列入國家“十五”發(fā)展計劃。
??? 2、乙醇汽油的制作工藝及性質(zhì)、性能
??? 2.1 變性燃料乙醇、乙醇汽油和車用乙醇汽油
??? 2.1.1 變性燃料乙醇是指在99.2%的無水乙醇中加入2%一5%(v/v)*的變性劑(即車用無鉛汽油)后,使其成為與食用酒精相區(qū)別而不能飲用的燃料乙醇。
??? 2.1.2 乙醇汽油是指在不添加含氧化合物的液體烴類中,加入一定量變性燃料乙醇后用作點燃式內(nèi)燃機的燃料。
??? 2.1.3 車用乙醇汽油是指在不含MTBE含氧添加劑的專用汽油組分油中,按體積比加入一定比例(比例為10%—15%,我國目前暫定為10%)的變性燃料乙醇,通過特定工藝混配而成的新一代清潔環(huán)保型車用燃料。
??? 2.2 車用乙醇汽油制作工藝及標準
??? 車用乙醇汽油之所以得到廣泛推廣,是因為其組分之一——變性燃料乙醇能夠促使汽油充分燃燒,降低汽車尾氣中HC、CO等氣體的排放量,改善大氣環(huán)境質(zhì)量。同時,乙醇可用農(nóng)作物制得,屬于光合再造能源,能夠再生,可以解決能源短缺的問題。在我國,生產(chǎn)乙醇消耗大量的糧食,可解決糧食相對過剩的問題。
??? 生產(chǎn)工藝是:玉米、小麥等淀粉類(首先經(jīng)過粉碎、拌漿、蒸煮、糖化等處理)及甘蔗、甜菜等含糖類原料,經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制得乙醇,脫水(特定脫水工藝,制得99.2%的無水乙醇)后再添加變性劑 (即車用無鉛汽油)變性,得到變性燃料乙醇。將其按一定量加入組分油(不添加含氧化合物的液體烴)中,輔以改善使用性能的添加劑,制成車用乙醇汽油。
??? 其中:變性燃料乙醇應(yīng)符合國標《變性燃料乙醇》(GB18650-2001)的有關(guān)規(guī)定;調(diào)合組分油應(yīng)符合中石化企業(yè)標準《車用乙醇汽油調(diào)合組分油》(Q/SHR010-2004)的有關(guān)規(guī)定;調(diào)合好的乙醇汽油應(yīng)符合國標《車用乙醇汽油》(GB18351-2004)的有關(guān)規(guī)定。
??? 2.3 車用乙醇汽油性質(zhì)
??? 2.3.1 車用乙醇汽油的物理、化學特性
??? 乙醇的閃點為12.78℃,爆炸極限為3.3%—18%(體積分數(shù));汽油的閃點-50℃—-20℃,爆炸極限為1.7%—7.2%(體積分數(shù))。因此,車用乙醇汽油其閃點小于-4℃,爆炸極限至少為3.3%—7.2%(體積分數(shù))。
??? 2.3.2 車用乙醇汽油與普通汽油的性能對比
??? ○1辛烷值*提高 汽油的辛烷值為90-97,乙醇的辛烷值為106-110。從國家汽車研究中心所做的發(fā)動機臺架試驗和行車試驗結(jié)果研究表明:乙醇按10%(V)*的比例混配入汽油中,可使氧含量達到3.5%(質(zhì)量分數(shù)),93號汽油辛烷值提高0.1—2.2(研究法)、0—15(馬達法),使汽油得到充分燃燒,提高燃燒熱值。
??? ○2親水特性 車用乙醇汽油中由于混配有一定量的變性燃料乙醇,乙醇是親水性液體,易與水互溶,不同于汽油,遇水分離。因此,10%(V)乙醇的汽油比普通汽油吸水性強,如密封不夠好,則48h后含水量會增加一倍。
??? ○3腐蝕性 車用乙醇汽油中的乙醇是一種性能優(yōu)良的有機溶劑。試驗表明,因乙醇汽油中的有機酸和其他雜質(zhì)引起紫銅明顯腐蝕,對金屬Cu、Mg、AL、Zn、Pb及Fe都有微腐蝕。使氯化丁睛橡膠、氯化苯醚、丁基橡膠、聚氨酯橡膠、聚氨酯等橡膠、塑料件有溶脹裂紋現(xiàn)象,產(chǎn)生龜裂。會將鐵銹、膠質(zhì)顆粒等軟化溶解。其腐蝕性大于汽油。
??? ○4空燃比* 普通汽油的理論空燃比是15∶1(14.3—15.1),乙醇的理論空燃比是9∶1,車用乙醇汽油中加入10%的乙醇,從理論上推算,其空燃比是14∶1(13.5—14.4)。從燃燒理論上講其燃燒速度較汽油滯后。
??? ○5蒸汽壓 乙醇蒸汽壓在20℃、40℃時分別為5.66kPa及18kPa,常溫下車用汽油的蒸汽壓約為42kPa,當汽油中摻入2%~7%(V)的乙醇時,蒸汽壓可達78kPa,如摻入量再增多,乙醇汽油蒸汽壓反而下降,例如:乙醇摻入量為15%時僅比不加乙醇時的蒸汽壓高3kPa。因此,車用乙醇汽油的蒸汽壓比汽油要高。
??? ○6貯存周期 乙醇汽油如過多與水接觸,則乙醇易被分離出來,罐底成為含水20%、乙醇70%、烴10%的混合物,所以產(chǎn)品貯存不宜超過7天,車用乙醇汽油在加油站儲存期限最多不要超過2周。