Метанол в машину для чего

«Авто на метаноле позволяют сократить выбросы CO2»

Обозреватель “Ъ FM” Дмитрий Гронский рассказывает об испытаниях первого в мире гибридного автомобиля, работающего на метиловом спирте.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Китайская компания Geely отчиталась о завершении испытаний первого в мире гибридного седана, работающего на метаноле. Тесты проводились в провинции Хэйлунцзян. Это на северо-западе страны, рядом с Внутренней Монголией, где температура порой опускалась до -40 градусов. Седан оснащен двигателем внутреннего сгорания объемом 1,8 л и электромотором. В совокупности силовая установка выдает убедительные 264 л.с. и почти 500 Нм крутящего момента. До «сотни» такой автомобиль стартует за 8,8 секунды.

Литр метанола на китайских АЗС сегодня стоит около 3 юаней, это приблизительно 40 руб. по курсу. Расход в смешанном цикле — порядка 9 л. на 100 км пути. Это немало, но боролись, собственно, не за это. Дело в том, что машины Geely на метаноле позволяют на 70% сократить выбросы CO2 по сравнению с бензиновыми моделями. Предыдущие демонстрационные испытания негибридных метанольных седанов Geely Emgrand в Исландии позволили добиться среднего уровня выбросов ниже, чем у электромобилей, разумеется, с учетом экологических аспектов генерации электроэнергии.

В будущем автомобили Geely Holding на метаноле будут проходить сертификацию в ЕС и предлагаться на европейских рынках. Несмотря на то, что китайская марка осталась в числе тех автопроизводителей, что сохранили активность в России, ждать появления у нас гибридных седанов, работающих на метиловом спирте, едва ли стоит. Несмотря на то, что наша страна занимает четвертое место в мире по объему производства метанола, это опасное вещество применяется исключительно в газодобывающей отрасли, а также в химической промышленности.

Транспортируют метанол преимущественно железнодорожным транспортом под охраной на протяжении всего маршрута следования. А свободная реализация вещества в России запрещена, в том числе его нельзя использовать при производстве зимних жидкостей для стекол автомобилей. Причина этих строгостей простая: по органолептическим свойствам метанол неотличим от этилового спирта, пахнут они одинаково. Но при попадании его в организм шансов выжить практически нет.

Дмитрий Гронский подписаться отписаться

Автопилот с Дмитрием Гронским подписаться отписаться

Метанол как топливо для авто

Получаемая при помощи данного описания жидкость — метанол (метиловый спирт). Метанол в чистом виде применяется в качестве растворителя и как высокооктановая добавка к моторному топливу, а также как самый высокооктановый (октановое число равно 150) бензин. Это тот самый бензин, которым заправляют баки гоночных мотоциклов и автомобилей. Как показывают зарубежные исследования, двигатель, работающий на метаноле, служит во много раз дольше чем при использовании обычного автобензина, мощность его повышается на 20% (при неизменном рабочем объеме двигателя). Выхлоп двигателя, работающего на этом топливе, экологически чист и при проверке его на токсичность вредные вещества практически отсутствуют.

Малогабаритный аппарат для получения этого топлива прост в изготовлении, не требует особых знаний и дефицитных деталей, безотказен в работе. Его производительность зависит от различных причин, в том числе и от габаритов. Аппарат, схему и описание сборки которого предлагаем вашему вниманию, при Д=75мм дает три литра готового топлива в час, имеет вес около 20 кг, и габариты приблизительно: 20 см в высоту, 50 см в длину и 30 см в ширину.

Внимание: метанол является сильным ядом. Он представляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения 65оС, имеет запах, подобный запаху обычного питьевого спирта, и смешивается во всех отношениях с водой и многими органическими жидкостями. Помните о том, что 30 миллилитров выпитого метанола смертельны!

Принцип действия и работа аппарата:

Водопроводная вода подключается к «входу воды» (15) и, проходя далее, разделяется на два потока: один поток через краник (14) и отверстие (С) входит в смеситель (1), а другой поток через краник (4) и отверстие (Ж) идет в холодильник (3), проходя через который вода, охлаждая синтез-газ и конденсат бензина, выходит через отверстие (Ю).

Бытовой природный газ подключается к трубопроводу «Вход газа» (16). Далее газ входит в смеситель (1) через отверстие (Б), в котором, смешавшись с паром воды, нагревается на горелке (12) до температуры 100 — 120оС. Затем из смесителя (1) через отверстие (Д) нагретая смесь газа и водяного пара входит через отверстие (В) в реактор (2). Реактор (2) заполнен катализатором №1, состоящим из 25% никеля и 75% алюминия (в виде стружки или в зернах, промышленная марка ГИАЛ-16). В реакторе происходит образование синтез газа под воздействием температуры от 500оС и выше, получаемой за счет нагрева горелкой (13). Далее нагретый синтез-газ входит через отверстие (Е) в холодильник (З), где он должен охладиться до температуры 30-40оС или ниже. Затем охлажденный синтез-газ через отверстие (И) выходит из холодильника и через отверстие (М) входит в компрессор (5), в качестве которого можно использовать компрессор от любого бытового холодильника. Далее сжатый синтез-газ с давлением 5-50 через отверстие (Н) выходит из компрессора и через отверстие (О) поступает в реактор (6). Реактор (6) заполнен катализатором №2, состоящим из стружки 80% меди и 20% цинка (состав фирмы «ICI», марка в России СНМ-1). В этом реакторе, который является самым главным узлом аппарата, образуется пар синтез-бензина. Температура в реакторе не должна превышать 270оС, что можно проконтролировать градусником (7) и регулировать краником (4). Желательно поддерживать температуру в пределах 200-250оС, можно и ниже. Затем пары бензина и не прореагировавший синтез-газ через отверстие (П) выходят из реактора (6) и через отверстие (Л) входят в холодильник (З), где пары бензина конденсируют и через отверстие (К) выходят из холодильника. Далее конденсат и не прореагировавший синтез-газ входят через отверстие (У) в конденсатор (8), где накапливается готовый бензин, который выходит из конденсатора через отверстие (Р) и краник (9) в какую-либо емкость.

Отверстие (Т) в конденсаторе (8) служит для установки манометра (10), который необходим для контроля давления в конденсаторе. Оно поддерживается в пределах 5-10 атмосфер или больше в основном с помощью краника (11) и частично краника (9). Отверстие (Х) и краник (11) необходимы для выхода из конденсатора не прореагировавшего синтез газа, который идет на рециркуляцию обратно в смеситель (1) через отверстие (А). Краник (9) регулируют так, чтобы постоянно выходил чистый жидкий бензин без газа. Лучше будет, если уровень бензина в конденсаторе будет увеличиваться, чем уменьшаться. Но самый оптимальный случай, когда уровень бензина будет постоянным (что можно проконтролировать путем встроенного стекла или какого-либо другого способа). Краник (14) регулируют так, чтобы в бензине не было /воды/ и в смесителе пара образовывалось лучше меньше, чем больше.

Открывают доступ газа, вода (14) пока закрыта, горелки (12), (13) работают. Краник (4) полностью открыт, компрессор (5) включен, краник (9) закрыт, краник (11) полностью открыт.

Затем приоткрывают краник (14) доступа воды, а краником (11) регулируют нужное давление в конденсаторе, контролируя его манометром (10). Но не в коем случае не закрывайте краник (11) полностью. Далее, минут через пять, клапаном (14) доводят температуру в реакторе (6) до 200-250оС. Затем чуть-чуть приоткрывают краник (9), из которого должна пойти струя бензина. Если она будет идти постоянно — приоткройте краник больше, если будет идти бензин в смеси с газом — приоткройте краник (14). Вообще, чем на большую производительность настроите аппарат, тем лучше. Содержание воды в бензине (метаноле) вы можете проверить с помощью спиртометра. Плотность метанола равна 793 кг/м3.
Данный аппарат желательно изготавливать из нержавеющей стали или железа. Все детали изготовлены из труб, в качестве тонких соединительных труб можно использовать медные трубки. В холодильнике необходимо сохранить соотношение X:Y=4, то есть, например, если X+Y=300 мм, то X должно быть равно 240 мм, а Y, соответственно, 60 мм. 240/60=4. Чем больше витков уместится в холодильнике с той и с другой стороны, тем лучше. Все краники применены от газосварочных горелок. Вместо краников (9) и (11) можно использовать редукционные клапана от бытовых газовых баллонов или капиллярные трубки от бытовых холодильников. Смеситель (1) и реактор (2) нагреваются в горизонтальном положении (смотрите чертеж).

Горючее для автомобиля

Углекислота жидкая (СО2, двуокись углерода, диоксид углерода)

Углекислота жидкая — это, сжиженный углекислый газ под очень высоким давлением, которое обычно равно 70 атмосферам. Жидкость, как и газ, абсолютно бесцветна, имеет слегка кислый привкус.

Поставляется и хранится углекислота в:

40-литровых герметичных баллонах, которые защищены от коррозийных разрушений — срок хранения 2 года.
В транспортной бочке ЦЖУ-18 — срок хранения 6 месяцев.

Горючее для автомобиля — своими руками

Одним из перспективных видов автомобильного горючего, в настоящее время, является метиловый спирт.
Метиловый спирт (метанол) представляет собой бесцветную воспламеняющуюся жидкость со слабым спиртовым запахом, температура замерзания -98°С, кипения +65°С. Хорошо смешивается с водой. Как и все спирты он обладает высокой детонационной стойкостью, октановое число метанола составляет 114,4 единицы. Для сравнения, октановое число этанола (винный, этиловый спирт) — 111,4 ед.
Из всех антидетонационных компонентов бензина, метанол является наиболее эффективной добавкой в отношении снижения выбросов СО, СН и N0х. Может метанол использоваться и как самостоятельное автомобильное горючее, в этом случае метанол имеет определенные достоинства.
Метанол представляет собой «чисто» сгорающее топливо, обладает лучшими топливными характеристиками чем бензин, вследствие чего, при его применении повышается КПД двигателей внутреннего сгорания Современные бензиновые двигатели могут хорошо работать на метаноле, при этом технические характеристики двигателя улучшаются.
Это, в первую очередь: высокая детонационная стойкость, абсолютное отсутствие сернистой коррозии двигателя и выбросов серы и сажи в выхлопе, минимальное нагарообразование в двигателе, на 50% меньшая токсичность продуктов сгорания, повышается КПД, благодаря внутреннему охлаждению и повышению степени сжатия высокий коэффициент наполнения цилиндров горючей смесью (по сравнению с бензином выигрыш в мощности при работе на метаноле достигает 10%) и проч. Указанные достоинства метанола привели к тому, что он уже давно используется как топливо на гоночных автомобилях и авиамоделях, спортивных мотоциклах, где требуются компактные и вместе с тем мощные двигатели. Многие исследовательские институты считают его топливом будущего.
Вместе с тем метанол имеет и недостатки. Безводный метанол хорошо смешивается с бензином в любых соотношениях, но при попадании в топливный бак влаги, топливо расслаивается и в баке получаются две несмешиваемые жидкости, для ликвидации этой причины желательно дополнять бак фильтром–осушителем или устанавливать отдельный бак с топливопроводом.
Другим недостатком метанола является более низкая, чем у бензина, испаряемость, что вызывает затруднения при пуске двигателя на холоде. Для улучшения пуска на холоде, приходится выполнять подогрев пускового объема холодного топлива (чаще всего электрический) или производить запуск двигателя на бензине. Для горения метанола требуется в два раза меньше воздуха, чем для бензина, поэтому при работе на чистом метаноле необходима перерегулировка карбюратора бензинового двигателя.
Отрицательным свойством метанола является его ядовитость, хотя многие химики, авиамоделисты и гонщики, десятилетиями вплотную обращающиеся с ним (естественно, с соблюдением правил техники безопасности и санитарии) без каких либо последствий для собственного здоровья, не относят его к особо ядовитым веществам и подозревают, что его опасность специально раздута из-за склонности российского народа употреблять внутрь все, что пахнет спиртом и горит синим пламенем. Превосходят метанол по опасности многие применяемые в автомобиле вещества. По токсичности метанол уступает используемой в системе охлаждения жидкости (смертельная доза этиленгликоля около 100 мл) и аккумуляторному электролиту. Опаснее метанола, выбрасываемый в большом количестве бензиновым выхлопом тетраэтилсвинец, предельно допустимая концентрация (ПДК) которого в воздухе составляет 0,005 мг/м3, в то время как ПДК метанола — 5 мг/м3. В плохо проветриваемом помещении, при работающем автомобиле, человек может погибнуть от отравления выхлопными газами двигателя, содержащих смертельно опасные оксид углерода (СО, угарный газ, кровяной яд) и оксиды азота.
Санитарными правилами при работе с метанолом запрещается: изготовление политур на метаноле; выпуск продуктов (мастик, нитролаков, клеев и др.), применяемых в быту и выпускаемых в торговую сеть, в состав которых входит метанол; применение метанола для разжигания нагревательных приборов; применение метанола в качестве растворителя. Применение метанола для использования его в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания санитарными правилами не запрещается.
Однако в обращении с метанолом требуется осторожность. По классу опасности химических веществ метанол относится к умеренно опасным. Без своевременно оказанной медицинской помощи смертельная доза 100% метанола при приеме внутрь составляет 100-150 мл. При употреблении меньших доз метанола возможна слепота из-за поражения зрительного нерва.
В значительно меньшей степени указанные недостатки присутствуют в бензино-метанольных смесях.
В США сейчас находит применение топливо М-85, содержащее 85% метанола и 15% бензина и в меньших объемах чистый метанол.

Сейчас государственные метанольные программы существуют в Японии, Китае, Европе, США и некоторых других странах.

В России отсутствию государственной программы по широкому использованию метанола в качестве моторного топлива препятствует то обстоятельство, что для перевода автомобильного парка страны на метанол потребуется дополнительное строительство метанольных заводов, в то время как сейчас, Россия имеет большое количество действующих нефтеперерабатывающих предприятий и обладает значительными запасами нефти.
В тоже время, получение метанола возможно даже в кустарных условиях, по типу получения домашнего этилового спирта (самогона).
Производиться метанол может из углекислоты или любого органического вещества: уголь, древесина, сельскохозяйственные отходы и т.п., но наиболее простой метод заключается в получении метанола из природного (сетевого) газа. Одновременная подача углекислоты (или, что тоже самое, двуокиси углерода, ее формула СО2. Не путать СО2 с СО, окисью углерода. СО токсичный газ, а СО2 нетоксична, углекислотой питьевые напитки газируют) и природного газа снижает расход природного газа и повышает выход метанола. Возможно использование комбинированной метанольно-углекислотной установки, в этом случае эти два производства дополняют друг друга. На метанольную установку подается углекислота от производства СО2, а сбрасываемый на сжигание с метанольной установки отходящий некондиционный газ подается в углекислотную установку для получения углекислоты.
Основными действующими веществами в превращении природного газа в метанол являются катализаторы.
Упрощенно, технология получения метанола заключается в очистке природного газа от катализаторных ядов, затем в последовательном превращении очищенного природного газа, в результате каталитических реакций, в промежуточные продукты, а затем в необходимый вид готовой продукции.
Также как и при получении самогона необходимы вода, для охлаждения змеевика, и электросеть, для работы небольшого компрессора.
Какие-либо утечки газа, запахи и испарения при производстве метанола абсолютно исключаются и, поскольку процесс связан с получением горючей, токсичной жидкости, работу необходимо проводить в нежилом проветриваемом помещении, с соблюдением всех правил пожарной и санитарной безопасности.
Производительность аппарата (литр/час) зависит от массы подаваемого на переработку сырья и объема участвующих в процессе катализаторов. Выход метанола составляет 0,6-0,7 л из 1 м3 природного газа. При повышенных требованиях к чистоте метанола его очистку от влаги и примесей можно выполнять пропусканием продукта через дополнительный фильтр.
Размеры установки зависят от ее производительности, при получении метанола в количестве 1-2 канистр в сутки, установку вполне можно разместить на столе.
Установка не требует дефицитных деталей, материалов и каких-то особых знаний, изготовить ее можно в любом гараже.
Использование метанола собственного производства в качестве горючего, является недорогим вариантом заправки двигателей внутреннего сгорания.
С целью наибольшей оптимизации процесса сгорания топлива возможна установка дополнительных устройств в топливной системе ДВС (устройства смесеобразования и гомогенизации топливной смеси, газогенерация метанола и т.п.), но это уже на любителя.
В тех случаях, когда токсичность метанола вызывает озабоченность, возможно использование в качестве автомобильного горючего этанола (этилового спирта), получаемого также из природного газа. Этанол сохраняет преимущества метанола для двигателя, но стоимость получения этанола и оборудования для его производства в 2 раза выше, чем при производстве метанола.
Из органических веществ возможно получение синтетического бензина. Получаться бензин может также и из природного газа в результате каталитических реакций. Октановое число получаемого бензина до 95 единиц. При использовании синтетического бензина вносить какие-либо изменения в топливную систему автомобиля не требуется, качество работы двигателя не ухудшается, а износ двигателя не увеличивается, но процесс получения бензина и сама установка для получения бензина сложнее и дороже, чем при получении метанола. Выход бензина составляет 0,3 л из 1 м3 природного газа.
Выбор используемого вида горючего находится исключительно за владельцем автомобиля.
Возможно изготовление установок и катализаторов для получения горючего не только из природного газа, но и из древесных и растительных отходов, животного навоза и птичьего помета.
Другой возможностью кустарного изготовления моторного топлива является получение метана. В отличии от многих горючих газов, метан даже при высоких давлениях не сжижается и находится в баллонах или в газовой сети в газообразном состоянии.
Почти 100% метаном (с небольшим количеством недоочищенных примесей) является используемый на кухнях квартир природный газ. Как горючее для автомобилей, метан (не путать, с также широко применяемыми в качестве автомобильного топлива сжиженными баллонными газами пропаном и бутаном) давно уже имеет широкое распространение, как в России, так и за рубежом.
Метан является высококаллорийным топливом. По теплотворной способности 1 кг метана превышает 1 кг бензина в 1,2 раза, сжиженного газа в 1,6 раза. А если судить по объему, то теплотворная способность 1 м3 газообразного метана в 1,29 раза превышает 1 л бензина и почти в 1,8 раза 1 л сжиженного газа. Октановое число метана составляет 110, что позволяет использовать его в двигателях с высокой степенью сжатия. Метан не токсичен и не имеет запаха (для его обнаружения обонянием в него специально добавляют сильно пахнущий газ этилмеркаптан, имеющий сильный неприятный запах). В отличие от сжиженного газа (пропан-бутан) он не скапливается в салоне или багажнике автомобиля, так как легче воздуха в 1,8 раза. Выхлоп двигателя, работающего на метане, является экологически чистым, содержит только водяной пар и нетоксичный СО2. Пробег двигателя на метане до капремонта превышает пробег двигателя на бензине. При небольшом изменении ДВС, на метане может работать и дизельный двигатель. Заправка автомобиля метаном значительно дешевле его заправки бензином. Многие автомобили уже сейчас оснащены газобаллонным оборудованием (ГБО) для работы на сжиженном газе, добавление к ГБО баллона высокого давления с редуктором, дает возможность использовать этот автомобиль для его работы на метане.
Неудобство для заправки автомобиля метаном в основном заключается в том, что метановых АЗС пока что еще в России не много и находятся они в основном в крупных городах. За рубежом и странах СНГ уже допускается заправка автомобилей от домашней сети природного газа, но в России газовые службы на это пока разрешения не дают.
Для жителей небольших городов и сел, имеющих частные подворья, выходом из положения является использование небольших домашних биогазовых установок. В биогазовых установках можно производить биогаз из всех хозяйственно-бытовых отходов: навоз, птичий помет, ботва, листья, солома, стебли растений и других органических отходов индивидуального хозяйства. Биогаз представляет по химическому составу смесь газов, состоящий в основном из метана (до 75%) и углекислого газа. Простую биогазовую установку несложно изготовить самостоятельно, их описания в большом количестве приведены в интернете. Биогаз является горючим газом и может использоваться как топливо. Для повыщения его теплотворной способности биогазовую установку желательно дополнить углекислотной установкой, что позволит разделить биогаз на очищенные метан и СО2 и использовать полученные газы по их прямому назначению.
Для наполнения баллонов метаном или СО2 может применяться один и тот же компрессор высокого давления. В случае применения компрессора для заправки автомобиля метаном экономически выгоднее приобретать компрессор небольшой производительности, так он имеет значительно меньшую стоимость и предъявляет меньшие требования к домашней электрической сети. Компрессор производительностью 1-2 м3/час (что соответствует расходу природного газа в отопительном котле частного дома) включенный на постоянную работу обеспечивает наполнение метаном баллона, установленного в автомобиле. С целью ускорения заправки автомобиля газом, целесообразно подключить компрессор к батареи, состоящей из нескольких кислородных, углекислотных или метановых баллонов, из которых затем заправлять баллон в автомобиле.
Расход электроэнергии на наполнение баллона сжатым метаном зависит от конечного давления газа в баллоне. При давлении наполнения 200 атм. расход электроэнергии составляет приблизительно 0,5 квтч на 1 м3 закачанного газа.
Работающий компрессор должен находиться в помещении с вентиляцией, батарея баллонов должна быть под навесом.
С целью безопасности, баллоны, как заправочные, так и в автомобиле, должны периодически проходить испытание повышенным давлением. Для этой цели применяется гидравлическое испытание баллонов водой с подачей давления от устройства, состоящего из цилиндра с плунжером. Гидравлическое испытание для литых стальных баллонов проводится при давлении в 1,5 раза превышающим рабочее. Время выдержки под давлением не менее 10 мин. При испытании, внимательным осмотром проверяют баллон на появление мокрых мест в его корпусе. Отсутствие мокрых мест на баллоне, при его испытании повышенным давлением, означает что корпус баллона не имеет микротрещин и гарантирует владельца от случаев разрыва баллона при его дальнейшей эксплуатации.

Противопожарная техника и оборудование
Грузоподъемное оборудование
Сварочное оборудование
Справочники
Контакты

HiSoUR История культуры

Виртуальный тур, Выставка произведений искусства, История открытия, Глобальный культурный Интернет.

Метанольное топливо

Метанол — это альтернативное топливо для внутреннего сгорания и других двигателей, либо в сочетании с бензином, либо непосредственно («аккуратно»). Он используется в гоночных автомобилях во многих странах. В США метанольное топливо получает меньше внимания, чем топливо из этанола, в качестве альтернативы топливу на нефтяной основе. В общем, этанол менее токсичен и имеет более высокую плотность энергии, хотя метанол дешевле производить устойчиво и является менее дорогостоящим способом снижения углеродного следа. Однако для оптимизации работы двигателя, наличия топлива, токсичности и политических преимуществ смесь этанола, метанола и нефти, вероятно, будет предпочтительнее использования любого из этих отдельных веществ. Метанол может быть изготовлен из углеводородных или возобновляемых ресурсов, в частности природного газа и биомассы, соответственно. Он также может быть синтезирован из CO2 (углекислого газа) и водорода.

Метанол часто используется в качестве топлива, обычно смешивается с бензином, но из-за недостатков он не так популярен, как другие, как это может быть этанол. Наиболее выдающимся преимуществом, которое представляет, является его простое производство, начиная с метана или пиролизом органического вещества. Однако пиролиз не удобен, если вы не работаете на промышленном уровне, иначе это было бы неэкономично. Другим недостатком является высокая токсичность, поэтому вы должны уделять пристальное внимание и заботу при обращении с ним или использовании его. Метанол считается продуктохимическим основного типа, из которого получают различные вторичные продукты.

История и производство
Исторически метанол был впервые получен деструктивной дистилляцией (пиролизом) древесины, в результате чего было распространено английское название древесного спирта.

В настоящее время метанол обычно получают с использованием метана (главной составляющей природного газа) в качестве сырья. В Китае метанол производится для топлива из угля.

«Биометанол» может быть получен путем газификации органических материалов с синтез-газом с последующим традиционным синтезом метанола. Этот маршрут может обеспечить производство метанола из биомассы с эффективностью до 75%. Широко распространенное производство по этому маршруту имеет предлагаемый потенциал для предложения метанольного топлива по низкой цене и с выгодой для окружающей среды. Однако эти методы производства не подходят для мелкосерийного производства.

Недавно метанольное топливо было произведено с использованием возобновляемой энергии и углекислого газа в качестве исходного сырья. Компания Carbon Recycling International, исландско-американская компания, в 2011 году завершила производство первой в мире возобновляемой метанольной установки.

Основное использование топлива
Во время нефтяного кризиса ОПЕК 1973 Рид и Лернер (1973) предложили метанол из угля в качестве проверенного топлива с хорошо зарекомендовавшими себя технологиями производства и достаточными ресурсами для замены бензина. Хаген (1976) рассмотрел перспективы синтеза метанола из возобновляемых ресурсов и его использования в качестве топлива. Затем в 1986 году шведская Motor Motor Technology Co. (SBAD) широко рассмотрела использование спиртов и спиртовых смесей в качестве моторных топлив. В нем рассмотрены возможности производства метанола из природного газа, очень тяжелых масел, битуминозных сланцев, углей, торфа и биомассы. В 2005 году лауреат Нобелевской премии 2006 года Джордж А. Олах и его коллеги выступали за всю экономику метанола, основанную на хранении энергии в синтетическом метаноле. Институт метанола, организация по торговле метанолом, публикует доклады и презентации по метанолу. Директор Грегори Долан представил в 2008 году глобальную индустрию метанольного топлива в Китае.

26 января 2011 года Генеральный директорат Европейского союза по конкуренции одобрил награду Шведского энергетического агентства за 500 миллионов шведских крон (около 56 миллионов евро по состоянию на январь 2011 года) на строительство 3 миллиардов шведских крон (около 335 миллионов евро) производство биотоплива промышленного производства для производства биометанола и BioDME на биоресурсном комплексе Domsjö Fabriker в г. Орнскёльдсвик, Швеция, с использованием технологии газификации черного щелока Chemrec.

Топливо внутреннего сгорания
Оба метанола и этанола сгорают при более низких температурах, чем бензин, и оба они менее летучие, что затрудняет запуск двигателя в холодную погоду. Использование метанола в качестве топлива в двигателях с искровым зажиганием может обеспечить повышенный тепловой КПД и увеличенную мощность (по сравнению с бензином) из-за высокого уровня октанового числа (114) и высокой температуры испарения. Однако его низкое энергопотребление 19,7 МДж / кг и стехиометрическое соотношение воздух-топливо 6,42: 1 означают, что расход топлива (на объемных или массовых основаниях) будет выше, чем углеводородное топливо. Дополнительная получаемая вода также делает заряд довольно влажным (подобно двигателям с водородным и кислородным двигателем) и с образованием кислотных продуктов во время сгорания, износ клапанов, седла клапанов и цилиндра может быть выше, чем при сжигании углеводородов. Некоторые добавки могут добавляться в топливо для нейтрализации этих кислот.

Метанол, такой как этанол, содержит растворимые и нерастворимые примеси. Эти растворимые примеси, галогенидные ионы, такие как ионы хлорида, оказывают большое влияние на коррозионную активность спиртовых топлив. Ионы галидов усиливают коррозию двумя способами; они химически атакуют пассивирующие оксидные пленки на нескольких металлах, вызывающих коррозионную коррозию, и повышают проводимость топлива.Повышенная электропроводность способствует электрической, гальванической и обычной коррозии в топливной системе. Растворимые примеси, такие как гидроксид алюминия, сами по себе являются продуктом коррозии галогенидными ионами, засоряют топливную систему с течением времени.

Метанол (в автомобильных условиях) гигроскопичен, то есть он будет поглощать водяной пар непосредственно из атмосферы. Поскольку поглощенная вода разбавляет топливное значение метанола (хотя и подавляет стук двигателя), и может вызвать разделение фаз смеси метанол-бензин, контейнеры с метанольным топливом должны быть плотно закрыты.

По сравнению с бензином метанол более терпим к рециркуляции выхлопных газов (EGR), что повышает топливную эффективность двигателей внутреннего сгорания с использованием цикла Отто и искрового зажигания.

Кислота, хотя и слабый, метанол атакует оксидное покрытие, которое обычно защищает алюминий от коррозии:

6 CH ₃ OH + Al ₂ O ₃ → 2 Al (OCH ₃ ) ₃ + 3 H ₂ O
Полученные соли метоксидов растворимы в метаноле, что приводит к чистой поверхности алюминия, которая легко окисляется растворенным кислородом. Кроме того, метанол может действовать как окислитель:

6 CH ₃ OH + 2 Al → 2 Al (OCH ₃ ) ₃ + 3 H ₂
Этот обратный процесс эффективно подпитывает коррозию до тех пор, пока металл не будет съеден или концентрация CH3OH незначительна. К коррозионной активности метанола обращаются с материалами, совместимыми с метанолом, и топливными добавками, которые служат ингибиторами коррозии.

Органический метанол, полученный из древесины или других органических материалов (биоалкогольный), был предложен в качестве возобновляемой альтернативы углеводородам на нефтяной основе. Низкие уровни метанола могут использоваться в существующих транспортных средствах с добавлением сорастворителей и ингибиторов коррозии.

гоночный
Чистый метанол требуется по правилам для использования в шампанах, Monster Trucks, американских спринтерских машинах (а также в карманах, модификациях и т. Д.) И других сериях дорожек грязи, таких как World of Outlaws и Motorcycle Speedway, главным образом потому, что в в случае аварии метанол не создает непрозрачного облака дыма. Начиная с конца 1940-х годов, метанол также используется в качестве основного топливного компонента в силовых установках для радиоуправления, контрольной линии и самолета с бесплатной летной моделью (см. Ниже), автомобилей и грузовиков; такие двигатели используют платину накаливания платиновой нити, которая воспламеняет пары метанола в результате каталитической реакции. Драйверы, гонщики и тяжело модифицированные тракторные съемники также используют метанол в качестве основного источника топлива. Метанол требуется с двигателем с наддувом в Top Alcohol Dragster, и до конца сезона 2006 года все транспортные средства в Indianapolis 500 должны были работать на метаноле. В качестве топлива для грейдеров, метанол, смешанный с бензином и закисью азота, производит больше энергии, чем бензин и закись азота.

Начиная с 1965 года, чистый метанол был широко распространен в автомобильной конкуренции USAC Indy, которая в то время включала Indianapolis 500.

В результате аварии на семи автомобилях второго круга 1964 года в Индианаполисе в 500 году было принято решение USAC по поощрению и последующему применению метанола. Эдди Сакс и Дейв Макдональд умерли в результате аварии, когда их бензиновые автомобили взорвались. Сгоревший от бензина огонь создал опасное облако густого черного дыма, которое полностью заблокировало вид трека для встречных автомобилей. Джонни Резерфорд, один из других задействованных водителей, загнал машину с метанолом, которая также просочилась после аварии. Пока этот автомобиль горел от удара первого огненного шара, он образовывал гораздо меньший афер, чем бензиновые автомобили, и тот, который горел невидимо. Это свидетельство и давление со стороны писателя из Индианаполиса Джорджа Мура привели к переходу на алкогольное топливо в 1965 году.

Метанол использовался схемой CART в течение всей своей кампании (1979-2007). Он также используется многими организациями с короткой дорожкой, особенно карликовыми, спринтерскими автомобилями и велосипедами с быстрым ходом. Чистый метанол использовался IRL с 1996 по 2006 год.

В 2006 году в партнерстве с этанольной промышленностью IRL использовала смесь 10% этанола и 90% метанола в качестве топлива. Начиная с 2007 года, IRL переключился на «чистый» этанол, E100.

Метанольное топливо также широко используется в гонках с трещинами, главным образом в категории «Верхний алкоголь», в то время как от 10% до 20% метанола можно использовать в классах Top Fuel в дополнение к нитрометан.

Гонка Формулы-1 продолжает использовать бензин в качестве топлива, но в предвоенных Гран-при метанол часто использовался в топливе.

Метанол также используется в гонках Monster Truck.

Безопасность в автомобильном топливе
Чистый метанол использовался в автогонках с открытым колесом с середины 1960-х годов. В отличие от нефтяных пожаров, метанольные пожары могут быть погашены простой водой.Метанольный огонь горит невидимо, в отличие от бензина, который горит видимым пламенем.Если на дорожке происходит пожар, нет никакого пламени или дыма, чтобы препятствовать просмотру быстро приближающихся водителей, но это также может задержать визуальное обнаружение огня и инициирование подавления огня. Решение о постоянном переключении на метанол в американских гонках IndyCar было результатом разрушительного краха и взрыва на 1964 Indianapolis 500, в результате которого погибли водители Эдди Сакс и Дейв Макдональд.В 2007 году IndyCars переключились с метанола на этанол.

Топливо для модельных двигателей
Самые ранние модельные двигатели для самолета с самолетом, летящие до конца Второй мировой войны, использовали смесь белого и тяжелого моторного масла с белым газом и тяжелой вязкостью 3: 1 для двухтактных двигателей с искровым зажиганием, используемых для хобби в то время. К 1948 году новые двигатели модели зажигания с зажиганием начали захватывать рынок, требуя использования метанольного топлива для реакции в каталитической реакции с намотанной платиновой нитью в свече зажигания для запуска двигателя, обычно с использованием касторового масла содержащуюся в топливной смеси при соотношении 4: 1. Модель моторного двигателя с воспламенением от воспламенения, поскольку для него больше не требуется встроенная батарея, катушка зажигания, точки воспламенения и конденсатор, требуемые двигателем с искровым зажиганием, экономия ценного веса и позволяющая модельным самолетам улучшать летные характеристики. В своих традиционно популярных двухтактных и все более популярных четырехтактных формах в настоящее время выпускаемые одноцилиндровые бензиновые двигатели с метанолом являются обычным выбором для радиоуправляемых самолетов для рекреационного использования, для размеров двигателей, которые могут варьироваться от 0,8 см3 (0,049 куб. Дюймов .) до смещения от 25 до 32 см3 (1,5-2,0 куб. дюймов) и значительно больших смещений для двигателей с двойным и многоцилиндровым двигателями с противоположным цилиндром и радиальной конфигурацией, многие из которых имеют четырехтактную конфигурацию. Большинство модельных двигателей, работающих на метаноле, особенно из-за Северной Америки, можно легко запустить на так называемом метанольном топливе спецификации FAI. Такие топливные смеси могут потребоваться FAI для определенных событий в так называемом международном соревновании FAI «Class F», которые запрещают использование нитрометана в качестве компонента топлива для свечения двигателя.Напротив, фирмы в Северной Америке, которые производят двигатели модели, работающие на метаноле, или которые находятся за пределами этого континента и имеют большой рынок в Северной Америке для таких миниатюрных силовых установок, имеют тенденцию создавать двигатели, которые могут и часто лучше всего работать с определенным процентом нитрометана в топливе, который при использовании может составлять всего лишь 5-10% объема и может составлять от 25 до 30% от общего объема топлива.

токсичность
Метанол встречается естественным образом в организме человека и в некоторых плодах, но ядовито в высокой концентрации. Проглатывание 10 мл может вызвать слепоту и 60-100 мл может быть фатальным, если состояние не лечить. Как и многие летучие химические вещества, метанол не должен быть проглочен, чтобы быть опасным, поскольку жидкость может быть поглощена через кожу, а пары — через легкие. Метанольное топливо намного безопаснее при смешивании с этанолом даже при относительно низком содержании этанола.

Максимально допустимая экспозиция на воздухе (40 ч / неделю) США составляет 1900 мг / м³ для этанола, 900 мг / м³ для бензина и 1260 мг / м³ для метанола. Однако он намного менее летучий, чем бензин, и поэтому имеет более низкие выбросы в результате испарения, что создает более низкий риск воздействия эквивалентного разлива. В то время как метанол предлагает несколько разные пути воздействия токсичности, эффективная токсичность не хуже, чем у бензола или бензина, а отравление метанолом гораздо легче лечить успешно.Одна из существенных проблем заключается в том, что метанольное отравление обычно нужно лечить, пока оно все еще бессимптомно для полного выздоровления.

Ингаляционный риск смягчается характерным острым запахом. При концентрациях, превышающих 2000 ppm (0,2%), это, как правило, довольно заметно, однако более низкие концентрации могут оставаться необнаруженными, в то же время будучи потенциально токсичными при более длительных воздействиях и могут все еще представлять опасность пожара / взрыва. Опять же, это похоже на бензин и этанол; существуют стандартные протоколы безопасности для метанола и очень схожи с таковыми для бензина и этанола.

Использование метанольного топлива снижает выбросы выхлопных газов некоторых связанных с углеводородами токсинов, таких как бензол и 1,3-бутадиен, и значительно снижает долгосрочное загрязнение подземных вод, вызванное разливами топлива. В отличие от бензол-семейного топлива, метанол будет быстро и нетоксично разлагаться без длительного вреда для окружающей среды, если он достаточно разбавлен.

газ	Плотность энергии	Соотношение смешивания воздуха — Топливо	Удельная энергия	Теплота парообразование	RON	ПН
Бензин и биогазолин	32 МДж / л	14,6	2,9 МДж / кг воздуха	0,36 МДж / кг	91-99	81-89
бутанол	29,2 МДж / л	11,1	3,2 МДж / кг воздуха	0,43 МДж / кг	96	78
Этиловый спирт	19,6 МДж / л	9,0	3,0 МДж / кг воздуха	0,92 МДж / кг	107	89
метанол	16 МДж / л	6,4	3,1 MJ / кг воздуха	1,2 МДж / кг	106	92

биометанола
Метанол является альтернативным топливом для двигателей внутреннего сгорания и другими, либо в сочетании с бензином, либо непосредственно («чистым»). Он используется в гоночных автомобилях и в Китае. В США метанольное топливо получает меньше внимания, чем топливо из этанола, в качестве альтернативы топливу на нефтяной основе; поскольку в 2000-х годах, в частности, при поддержке этанола на основе кукурузы, он предлагал определенные политические преимущества. В общем, этанол менее токсичен и имеет более высокую плотность энергии, хотя метанол дешевле производить устойчиво и является менее дорогостоящим способом снижения углеродного следа. Однако для оптимизации производительности двигателя, наличия топлива, токсичности и политических преимуществ смесь этанола, метанола и нефти, вероятно, будет предпочтительнее использования любого из этих отдельных веществ. Метанол может быть изготовлен из ископаемых или возобновляемых ресурсов, в частности природного газа и биомассы, соответственно.

Пожарная безопасность
Метанол гораздо труднее воспламеняться, чем бензин, и горит примерно на 60% медленнее.Метанольный огонь высвобождает энергию примерно на 20% от скорости горения бензина, что приводит к значительно более пламенному пламени. Это приводит к значительно менее опасному огню, который легче содержать с надлежащими протоколами. В отличие от бензиновых пожаров, вода является приемлемой и даже предпочтительнее в качестве огнегасящего вещества для метанольных пожаров, поскольку это как охлаждает огонь, так и быстро разбавляет топливо ниже концентрации, где оно будет поддерживать самовоспламеняемость. Эти факты означают, что в качестве топлива для транспортных средств метанол обладает большими преимуществами безопасности перед бензином. Этанол разделяет многие из этих же преимуществ.

Поскольку пары метанола тяжелее воздуха, он будет задерживаться вблизи земли или в яме, если не будет хорошей вентиляции, и если концентрация метанола выше 6,7% на воздухе, то она может быть освещена искрами и взорвется выше 54 F / 62 C. Когда-то пылающий, неразбавленный метанольный огонь выделяет очень мало видимого света, что делает его очень трудно увидеть огонь или даже оценить его размер в яркий дневной свет, хотя в подавляющем большинстве случаев существующие загрязняющие вещества или воспламеняющиеся вещества в огонь (например, шины или асфальт) будет окрашивать и улучшать видимость огня. Этанол, природный газ, водород и другие существующие виды топлива предлагают аналогичные противопожарные проблемы, и для всех таких видов топлива существуют стандартные протоколы безопасности и пожаротушения.

Снижение последствий экологического ущерба после аварии облегчается тем фактом, что метанол с низкой концентрацией является биодеградируемым, с низкой токсичностью и неустойчивым в окружающей среде. Очистка после пожара часто просто требует больших дополнительных количеств воды для разбавления пролитого метанола с последующим вакуумированием или абсорбционной абсорбцией жидкости. Любой метанол, который неизбежно выходит в окружающую среду, будет иметь мало долгосрочного воздействия, и при достаточном разбавлении быстро биодеградирует с незначительным экологическим ущербом из-за токсичности. Разброс метанола, который сочетается с существующим разливом бензина, может привести к тому, что смешанный разлив метанола / бензина будет сохраняться на 30-35% дольше, чем только один бензин.

Соединенные Штаты
В штате Калифорния была проведена экспериментальная программа с 1980 по 1990 год, которая позволила любому конвертировать бензиновый автомобиль [сгусток] в 85% метанола с 15% -ными добавками. Более 500 автомобилей были преобразованы в высокое сжатие и выделенное использование метанола и этанола 85/15.

В 1982 году для крупных трех из них было выделено 5 000 000 долл. США на разработку и заключение контрактов на 5000 автомобилей, которые будут закуплены государством. Это было раннее использование автомобилей с низким сжатием гибкого топлива.

В 2005 году губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер прекратил использование метанола, чтобы присоединиться к расширению использования этанола, производимого производителями кукурузы. В 2007 году этанол стоил от 3 до 4 долларов за галлон (от 0,8 до 1,05 доллара за литр) на насосе, а метанол, произведенный из природного газа, оставался на уровне 47 центов на галлон (12,5 центов на литр) навалом, а не на насосе.

В настоящее время в Калифорнии нет действующих бензоколонков, поставляющих метанол в свои насосы. Член палаты представителей Элиот Энгель [D-NY17] ввел в Конгресс «Закон о стандарте открытого топлива»: «Требовать от производителей автомобилей обеспечить, чтобы каждый из этих изготовителей производил или продавал не менее 80 процентов автомобилей, произведенных или проданных в Соединенных Штатах Америки на топливные смеси, содержащие 85 процентов этанола, 85 процентов метанола или биодизеля ».

Европейский Союз
Измененная Директива по качеству топлива, принятая в 2009 году, допускает до 3% об. / Об. В метаноле в бензине.

Бразилия
Привод, чтобы добавить заметный процент метанола к бензину, очень приблизился к реализации в Бразилии после экспериментального испытания, проведенного группой ученых, включающих смешивание бензина с метанолом в период с 1989 по 1992 год. Более крупный экспериментальный эксперимент, который должен был быть проведенный в Сан-Паулу, был наложен вето в последнюю минуту мэром города из-за заботы о здоровье заправочных станций, которые не ожидали соблюдения мер предосторожности. По состоянию на 2006 год эта идея не появилась.

Индия
Нити Айог, Плановая комиссия Индии от 3 августа 2018 года объявила, что, если это возможно, пассажирские транспортные средства будут работать на 15% смешанном топливе метанола. В настоящее время транспортные средства в Индии используют до 10% топлива, смешанного с этанолом. Если он будет одобрен правительством, он сократит ежемесячные расходы на топливо на 10%. В Индии этанол стоит Rs 42 за литр, а цена метанола оценивается менее чем на 20 рупий за литр.