Метанол в бензине польза и вред
доброе время суток, всем автолюбителям. Все, так или иначе в поиске различных присадок в топливо своих железных коней, или по автоспорту, или от старшего поколения слышали, сталкивались с разными присадками в двигатель, повышающими октановое число!
От старожилов, лично я, много раз слышал, как они в годы своей бурной молодости повышали октановое число, путем использования измельченных нафталиновых шариков в бензине.
Что из этого правда, а что нет, было не понятно. Да и как тут проверить, когда жалко такими экспериментами портить сердце своего железного любимца!
Во избежании нынешними и будущими автовладельцами приключений на свою голову и на свою машину, я постараюсь вкратце рассказать, что, есть что и чем можно пользоваться, а чем не желательно!
Лично на моей машине, стоит водометанольная система впрыска перед дроссельной заслонкой, при достижении наддува в 1 бар.
Начнем с самого обыденного и по возрастающей!
Бензин
Бензин – горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения, в зависимости от примесей от 33 до 205 °C. Плотность бензина около 0,71 г/см³. Теплота сгорания примерно 10 200 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания −71 градус цельсия с применением присадок. Основной характеристикой бензинового топлива является его антидетонационная стойкость и в случае использования в ДВС, стехиометрическим соотношением. Стехиометрическое соотношение, это показатель количества частей воздуха, к частям топлива, при котором наблюдается наиболее оптимальное и эффективное горение топлива. У бензина этот показатель составляет 14.7 к 1 в массовых долях. 14.7 килограмм воздуха может сжечь 1 кг бензина.
Всем известное октановое число, характеризует способность топлива сопротивляться детонации; аномальному сгоранию топлива с образованием ударных волн высокой скорости, способных нанести значительный вред ДВС. Явление детонации образуется в следствии слишком высокой степени сжатия ДВС, для данного вида топлива, а так же ряда других причин, связанных с неправильной настройкой двигателя, либо возникновением определенного рода неисправностей.
Нерекомендуемые присадки в топливо на основе бензина
Тетраэтилсвинец («этил»)
“+” Снижает дымность, шумность, повышает мощность. Способен подавить детонацию в двигателе и даже повысить детонационную стойкость керосина (из него иногда и делают бодяжный бензин).
“-” Сильнейший яд для человека: в двигателе переходит в парообразное состояние и через верхние дыхательные пути проникает в организм (способен просачиваться и через неповрежденную кожу). Поражает нервную систему, вызывая отравления, вплоть до инвалидности и смерти.
Нафталин
“+” Добавление 500 г нафталина на 10 л бензина приводит к увеличению октанового числа бензина на 3-4 единицы – 92-й бензин «превращается» в 95-й.
“-” Попав в бензин, нафталин оставляет после себя существенное количество нагара, увеличивает число вредных выхлопных газов. Вдобавок он, кристаллизуясь, забивает систему подачи топлива: от бензонасоса и шлангов до форсунок.
Спирт
“+” При добавлении 5-20% спирта в бензин октановое число растет на 3-8 единиц (из А-95 делают А-98), при этом улучшается процесс сгорания, возрастают мощность и КПД двигателя.
“-” Оказывает серьезное разъедающее действие на прокладки в двигателе. При передозировке компоненты топлива не смешиваются в цилиндре и октановое число падает: возникает детонация, стук клапанов.
Ацетон (метилбутиловый эфир)
“+” В небольших количествах допустим для повышения октанового числа.
“-” Его часто добавляют прямо на заводах. Если добавить еще «флакончик» в бак, получается многократное превышение допустимых норм – образуются вредные вещества. Также быстро понижается октановое число.
Марганец
“+” Увеличивает октановое число на 3-6 единиц.
“-” Выводит из строя нейтрализаторы и свечи: падает мощность, из выхлопной трубы идет сизый дым.
Ферроцен
“+” Повышает октановое число на 4-5 единиц.
“-” При использовании ферроцена на свечах и в цилиндрах образуется красный нагар: срок службы двигателя сильно снижается.
Бензол, толулол
“+” Повышает октановое число на 10%.
“-” Является сильным растворителем, который уничтожает практически все эластичные детали мотора и приводит к активной коррозии.
ВНИМАНИЕ! Некачественный бензин с добавленными присадками, в отличие от заводского, может проводить электричество. Топливный насос в баке и явление электропроводности топлива, вещи несовместимые!
УСЛОВНО РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПРИСАДКИ
Метилтретбутиловый эфир (МТБЭ)
“+” Благодаря высокому собственному октановому числу (выше 110 единиц) полезен для двигателя: содержащийся в нем кислород обеспечивает полноту сгорания и тем самым снижает выбросы СО и СН.
“-” Повышенное содержание МТБЭ (больше 15%) ведет к падению мощности и росту выбросов окислов азота (NOx). Кроме того, бензин с повышенной концентрацией МТБЭ агрессивен к уплотнениям топливной системы и ускоряет процесс коррозии.
Монометиланилин (ММА)
“+” В малой концентрации (до 1,3%) безвреден для мотора, снижает детонацию.
“-” При превышении содержания в двигателе образовывается нагар, что может привести даже к «зависанию» клапанов. К тому же ММА относится к категории ядов: при вдыхании паров человеку грозит серьезное отравление.
Как видно, список рекомендуемых присадок значительно меньше, чем чем вредящий тем или иным образом здоровью двигателя или людей. Связано это прежде всего с тем, что полезные присадки помимо своей прямой функции (увеличивать мощность и октановое число) должны соблюдать условия по безопасной эксплуатации техники и не вредить экологии. Вредные же присадки могут соответствовать лишь одной функции, повышению мощности не смотря ни на что. Так что если вы задумали повысить мощность, отнеситесь со всей серьезностью к качеству присадки которую будите использовать, ведь от нее зависит не только здоровье мотора но и ваше то-же.
Помимо присадок есть еще некоторое количество видов топлива которые применяются в промышленности и автоспорте.
Метиловый спирт, метанол CH3OH
Метанол является очень ядовитым веществом но все таки используется в ряде спортивных автомобилей, в случае если регламентом разрешено использование этого вида топлива. Мощность двигателя при использовании метанола будет выше на 7-9 %. без каких либо переделок кроме добавления топлива, до достижения стехиометрического состояния смеси. Стехиометрическая смесь метанола с воздухом составляет 6.4 к 1 что более чем в два раза меньше чем при использовании бензина 14.7 к 1.
Октановое число метанола – 111 по исследовательскому методу ! Метиловый спирт обладает большим чем любой из бензинов октановым числом, что позволяет уверенно использовать степени сжатия превышающие 15:1 в то время как средний бензиновый мотор имеет степень сжатия около 11.5:1 Индикаторный КПД за счет уменьшенных тепловых потерь выше на несколько процентов. Учитывая возможность повышенной степени сжатия и улучшенный КПД суммарная мощность двигателя может быть выше на 20 – 30 % по сравнению с бензиновым двигателем.
Нитрометан CH3NO2
Нитрометан CH3NO2 – температура горения 4000 С. Так как в его составе имеется кислород, то при использовании его в двигателе внутреннего сгорания требуется гораздо меньше поступающего кислорода из воздуха, чтоб получить ту же самую мощность чем от бензина. На практике это выглядит так: Чтоб сжечь килограмм бензина нужно 14.7 килограмм воздуха, чтоб сжечь килограмм нитрометана нужно всего лишь 1.7 килограмма воздуха. То есть нирометана в цилиндре одного и того-же объема можно сжечь в 8.7 раза больше чем бензина. Но нитрометан имеет меньшую плотность энергии 11,3 МДж/кг вместо 42-44 МДж/кг у бензина. В итоге всех этих расчетов получается, что не нитрометане двигатель будет иметь мощность в 2.3 раза выше чем на бензине.
Может показаться что нет ничего проще, заправил в бак нитрометана и вместо 200 лошадей получилось 460 ! Да лошадей много, но температура горения 4000 градусов сначала расплавит свечи, потом раскалит клапана и двигатель перейдет на калильное зажигание, пока не прогорят клапана или поршни. Но мощность будет адская + 230% если конечно соответственно настроить двигатель, ведь нитрометана подавать нужно в 8.7 раза больше чем бензина.
В связи с этим, нитрометан применяют лишь в соревнованиях самых мощных драгстеров, Top Fuel Dragster, где время работы двигателя на максимуме ограничивается 5 секундами. Также данный вид топлива используют в моделизме, как присадка, для микродвигателей использующих калильное зажигание.
закись азота
Веселящий газ, нитрос, Для полного сжигания топлива в цилиндрах двигателя важен лишь чистый кислород, которого в воздухе не так уж и много, всего 21 %. Добавление к топливовоздушной смеси закиси азота, позволяет значительно увеличить его концентрацию. Концентрация связанного кислорода в газообразной закиси азота 36% плюс плотность ее в парообразном состоянии выше в 1.5 раза. Таким образом появляется возможность наполнить цилиндры в 2.5 раза большим количеством кислорода, что в свою очередь аналогично подымет максимальную мощность, если добавить и топливо.
Закись азота до недавнего времени являлась основным средством наркоза. Вызывая позывы смеха, приобрела шуточное название “веселящий газ” В автоспорте применяют ее для краткосрочного поднятия мощности в драгрейсинге или в уличных светофорных гонках, что по сути тоже является любительским драгрейсингом. Закись запирают в баллоне с давлением около 50 атмосфер и при необходимости подают в двигатель. системы значительно поднимающие мощность довольно сложны, так как являясь по сути дополнительной системой питания, снабжены собственным контроллером, отслеживающим все процессы в двигателе и осуществляющим подачу закиси с дополнительным количеством топлива.
Амилнитрит
Жёлтая летучая жидкость с фруктовым запахом, tкип 99 °C, плотность 872 кг/м3; плохо растворима в воде, хорошо – в органических растворителях; медленно разлагается при хранении на свету. Используется в авиамоделизме как 3 % присадка к топливу компрессионных авиамодельных двигателей (основные компоненты топлива: керосин, диэтиловый эфир и касторовое масло примерно в равных частях). Повышает мощность двигателя на 10-20% с соответствующим уменьшением ресурса двигателя.
Загорелся собственно говоря экспериментами, а именно рассмотреть возможность “приготовления” спиртобензиновой смеси,
а именно : метанол + бензин.
А вопрос дорогие мои форумчане заключается в следующим!
При смешивании происходит расслаивание смеси, а именно – спирт вниз, бензин вверх!
Это происходит при любом соотношении спирта и бензина!
Что метанол крайне гигроскопичен, я в курсе !
Интересны подсказки знающих людей кто в “теме” что может служить в качестве эмульгатора и более – менее стабилизировать смесь ( про изобутанол в курсе, ещё не экспериментировал ) марганец поможет? или сделает хуже?
Прошу дельные советы!
Тема использования метанола в бензине исследована еще несколько десятков лет тому назад,
поэтому даже удивительно, что она все еще возникает – на все вопросы уже давно получены
все ответы.
В сети масса информации на эту тему – ее нужно только найти.
Вот небольшая подборка:
“Одной из наиболее серьезных проблем, затрудняющих применение добавок метанола,
является низкая стабильность бензино-метанольных смесей и особенно чувствительность их к
воде. Различие плотности бензина и метанола и высокая растворимость последнего в воде
приводят к тому, что попадание даже небольших количеств воды в смесь ведет к ее
немедленному расслаиванию.
Безводный метанол при обычных температурах хорошо смешивается с бензином в любых
соотношениях. Но даже малейшее попадание воды вызывает расслаивание смеси. Так, смесь
метанола (15%) с бензином расслаивается при 0 С при содержании воды более 0,06%, а при
20°С – более 0,18%.
Введение в смесь метанола с бензином небольшого количества изобутанола и бензилового
спирта несколько повышает стабильность смеси, но не решает проблему полностью.
С увеличением содержания ароматических углеводородов, в бензинах стабильность их смесей
с метанолом повышалась.
Высокие антидетонационные свойства метанола в сочетании с возможностью его
производства из ненефтяного сырья позволяют рассматривать этот продукт в качестве
перспективного высокооктанового компонента автомобильных бензинов, получивших
название бензино-метанольных смесей.
Оптимальная добавка метанола-от 5 до 20% при таких концентрациях бензино-спиртовая
смесь характеризуется удовлетворительными эксплуатационными свойствами и дает заметный экономический эффект.
Добавка метанола к бензину снижает теплоту сгорания топлива и стехиометрический
коэффициент при незначительных изменениях теплоты сгорания топливовоздушной смеси.
Вследствие изменения стехиометрических характеристик использование 15%-й добавки
метанола (смесь М15) в стандартной системе питания ведет к обеднению топливовоздушной смеси примерно на 7%. В то же время при введении метанола повышается октановое число топлива (в среднем на 3-8 единиц для 15%-й добавки), что позволяет компенсировать ухудшение энергетических показателей за счет повышения степени сжатия. Одновременно метанол улучшает процесс сгорания топлива благодаря образованию радикалов, активизирующих цепные реакции окисления.
Исследования горения бензино-метанольных смесей в одноцилиндровых двигателях со
стандартной и послойной системами смесеобразования показали, что добавка метанола
сокращает период задержки воспламенения и продолжительность сгорания топлива.
В ПНР С 1975 по 1976 г. проведены испытания бензино-ме-танольных смесей на
автомобильном транспорте. Зимняя смесь содержала (в % масс.) 82% бензина, 15 % метанола,
3% 2-ме-тилпропанола-1, а летняя – 80% бензина и 20% метанола. Показано, что при
использовании таких смесей мощность двигателя повышается на 8%, содержание оксида
углерода в выхлопных газах снижается на 65% и коррозии деталей двигателя не обнаружено.”
Российский топливный рынок готовится к метанольному буму. По мнению экспертов, этот вид горючего может потеснить традиционные бензин и дизель.
По данным деловой газеты “Взгляд”, производство метилового спирта станет в ближайшие годы одним из главных драйверов роста российской экономики и особенно российского экспорта. В настоящее время отечественный бизнес уже приступил к созданию группы предприятий по производству метилового спирта. Этот альтернативный вид горючего может не просто сильно изменить топливный рынок, но и принести стране гигантскую прибыль. Осуществление программы ведётся при поддержке правительства.
Согласно отчёту аналитиков компании “Восток Капитал”, на мнение которых ссылается источник, в настоящее время Россия выпускает порядка 5% от мирового объёма метанола. До 2030 года планируется существенно укрепить позиции. Метанол всё активнее применяется в качестве замены традиционным видам моторного топлива из-за своей дешевизны. Кроме того, при сгорании он наносит значительно меньший вред экологии, чем бензин, керосин и дизельное топливо.
Метанол производится из природного газа, угля и других источников. Уже сейчас существуют технологии, позволяющие получать его непосредственно из вредных выбросов в атмосферу. Наиболее активно данный вид топлива используется судоходными компаниями, однако морскими перевозками дело не ограничивается. Двигатели автомобилей также легко адаптируются под метанол.
Помимо России в число крупнейших производителей метанола входят сегодня Китай, Саудовская Аравия, Тринидад и Тобаго, а также Иран. В стратегии развития химического и нефтехимического комплекса РФ до 2030 года метиловому спирту отведено особое место. В этот период должно быть запущено не менее 15 производств с общим объёмом продукции более 19 млн тонн. Данный показатель в пять раз превышает текущие производственные объёмы.
В число наиболее крупных проектов входит “Портово-индустриальный парк ОТЭКО” на Таманском полуострове. Завод должен быть запущен в конце 2021 года. Крупное предприятие мощностью 1,7 млн тонн в год появится в городе Усть-Луга Ленинградской области. Ввод завода в эксплуатацию намечен на 2023 год. Производство мощностью более 1 млн тонн метанола в год появится в Волгограде в том же году. В 2025 году завод мощностью 1,6 млн тонн будет открыт в городе Пикалёво Ленинградской области.
Этими предприятиями дело не ограничится. К реализации близок проект по созданию целой флотилии плавучих заводов по производству метанола. Она будет взаимодействовать непосредственно с газодобывающими структурами, в том числе ОАО “Газпром”. Плавучие заводы должны заработать уже летом текущего года. Полная производственная мощность флотилии – порядка 10 млн тонн метанола. Производимый метанол будет направляться в Европу и Юго-Восточную Азию.
Не стоит исключать, что часть производимого в РФ метанола будет использоваться в качестве топлива внутри страны. В смеси с бензином метанол повышает мощность двигателей и снижает объём вредных выбросов. На данный момент, согласно отечественному законодательству, концентрация метанола в российском бензине может доходить лишь до 1%, однако эта цифра может быть пересмотрена. Перспективный объём заявленных мощностей российского рынка оценивается в 4,3 млрд долларов.
Человек каждый день сталкивается с вещами, сделанными с использованием метанола. Он нужен везде – от лекарств до мебели и автопрома. Самый крупный производитель метанола в России – ПАО «Метафракс». Его бенефициарный владелец Сейфеддин Рустамов (Seyfeddin Roustamov) объясняет, как производят это вещество и почему метанол так важен.
Чем так важен метанол?
Метанол (он же – метиловый спирт, или CH₃OH) – это прозрачная жидкость со спиртовым запахом. Она используется в автопроме – из производных метанола делают синтетический каучук для автомобильных шин, пластики для интерьера и экстерьера автомобилей. В смеси с бензином метанол может использоваться как топливо. При сгорании такая смесь выделяет меньше вредных веществ, чем обычный бензин. Метанол , поэтому топливо спортивных автомобилей делается на его основе. Для обычных машин производят топливо с присадками на основе метанола – они повышают октановое число и снижают вредные выбросы. По законодательству концентрация метанола в российском бензине может доходить до 1% (в США и Европе – до 3%, в Китае – до 15%). В последнее время все чаще применяют метанол в качестве топлива для морских судов. Это более экологично: если случается авария и метанол попадет в воду, он растворяется в больших объемах воды, а его остатки уничтожают морские микроорганизмы.
Что еще делают из метанола?
Антисептики и консерванты. Из метанола делается формалин – водный раствор формальдегида. Он вызывает свертываемость белков, поэтому его используют как антисептик и консервант. Формальдегид необходим при бальзамировании, производстве кинофотопленки и выделке кожи.
Краски, лаки и эмали. Без формальдегида, который производят из метанола, не получится сделать пентаэритрит – белый кристаллический порошок, который нужен при производстве смол, лаков и эмалей, смазочных масел и, например, пенопласта.
Реагенты для дорог. Формиат натрия – побочный продукт производства пентаэритрита. Этот порошок используют при изготовлении противогололедных материалов и средств против коррозии, его добавляют зимой в бетон и цементный раствор при строительстве.
Сухое горючее. Метанол нужен для производства уротропина (сухого спирта) – белого порошка, который отлично горит в любых условиях. Из него делают таблетки для розжига, взрывчатые вещества, а также используют в фармацевтике.
Фанера и ДСП. Важное сырье в деревообработке – карбамидоформальдегидный концентрат – тоже делается из метанола. Из него делают карбамидные смолы для фанеры, ДСП и других материалов, которые используются в строительстве и производстве мебели.
Метанол ядовитый?
При попадании метанола в организм человека он превращается в формальдегид. Это токсичное вещество вызывает серьезные нарушения обмена веществ, слепоту, постоянную неврологическую дисфункцию. Поэтому смертельная доза метанола – 40 миллилитров. Получить ее в быту можно только выпив метанол: несмотря на запрет использования этого вещества в ликеро-водочной промышленности, метанол употребляют, путая его с винным спиртом (этанолом).
В любом случае нужно соблюдать правила безопасности в обращении с этим веществом, и тогда оно не принесет никакого вреда.
Как и из чего делают метанол?
Раньше метанол получали в результате сухой перегонки древесины, поэтому его еще называют древесным спиртом. Сейчас используют более современный способ. Сначала природный газ очищают от примесей (особенно серы), смешивают с водяным паром и конвертируют при температуре 860 °C в синтез-газ (смесь водорода (H₂) с угарным газом (CO). Выработка метанола происходит при температуре 200-300 °C и высоком давлении (в 4-15 мегапаскалей). Ускоряет эту химическую реакцию медный катализатор.
Производить метанол дорого?
Основное сырье для синтеза метанола – это природный газ. Затраты на него составляют половину от себестоимости метанола. Плюс – стоимость оборудования. Так, строительство одного небольшого завода по выпуску метанола обходится в 500-600 миллионов долларов. На более крупные проекты уходит еще больше средств. Например, сейчас «Метафракс» строит комплекс стоимостью почти 1 миллиард евро в Губахе – это город в Пермском крае, в 219 км от Перми.
Сколько в России производят метанола?
Всего в прошлом году в России выпустили 4,1 миллиона тонн метанола. Причем четверть приходится на «Метафракс»: за год он произвел 1,11 миллиона тонн. Кроме метанола компания производит формалин, уротропин, полиамид и пентаэритрит.
Как появилась компания «Метафракс»?
В разгар войны в 1942 году в город Губаха, где сейчас расположена штаб-квартира «Метафракса», было эвакуировано оборудование Сталиногорского завода по производству азотно-туковых удобрений. А уже после войны в Губаху завезли трофейное немецкое оборудование.
В окрестностях Губахи добывали много каменного угля, из которого на местном заводе получали кокс. В процессе его производства выделялся побочный продукт – коксовый газ, из которого в 1959 году на Губахинском химическом заводе получили метанол. Тогда этот метод считался самым передовым. С развитием технологий и прокладкой газопровода до Губахи метанол стали производить из природного газа, что проще и экологичнее.
В 1984 году в Губахе построен на тот момент крупнейший в мире агрегат синтеза метанола, мощность выросла почти в семь раз – до 750 тысяч тонн в год. В тяжелые 1990-е годы предприятие было сохранено и продолжало работать. В начале 2000-х акционерное общество «Метафракс» принимает новую стратегию развития – предприятие было решено реконструировать и модернизировать.
В 2014 году бенефициаром губахинского комбината «Метафракс» стал . А к 2018 году группа «Метафракс» включала в себя уже , работающих в России и за рубежом, например в Австрии и Швейцарии. Предприятия группы выпускают не только метанол и его производные, но и синтетические смолы. Причем группа «Метафракс» – крупнейший производитель смол в России и третий в Европе. Годовая выручка группы достигает 50 миллиардов рублей.
Кто покупает российский метанол?
Порядка 40% произведенного метанола и его производных «Метафракс» экспортирует за границу, в десятки стран мира. В основном – в Европу, где производить этот спирт нерентабельно из-за высоких цен на газ и рабочую силу. Возить метанол в Азию, например в Китай, пока довольно дорого. Но недавно вместе с южнокорейскими партнерами «Метафракс» создал трейдинговую структуру Samyang, которая поможет нарастить продажи уротропина и пентаэритрита в Южной Корее.
Одно из дочерних предприятий «Метафракс» – «Метадинеа», ведущий производитель синтетических смол в Европе. У компании также есть активы в Австрии, с научно-исследовательским центром для разработки новых химических рецептур.
«Метафракс» проводит ребрендинг. Зачем?
Сейчас каждое предприятие, входящее в группу компаний «Метафракс», – это отдельный актив, и у каждого из них – своя собственная вывеска. Но со следующего года их объединит один бренд. По мнению Сейфеддина Рустамова (Seyfeddin Roustamov), такой ребрендинг должен повысить доверие партнеров и клиентов к «Метафраксу», а также выстроить единую визуально-смысловую коммуникацию как внутри группы, так и на внешние аудитории. Как будет выглядеть новый бренд, пока неизвестно – он в процессе разработки. Но в любом случае результат будет отображать основные черты группы компаний: развитие, бережное отношение к экологии, высокие стандарты безопасности и производства. Обновленный бренд представят широкой публике осенью 2019 года.