[00035617]安全清潔新型燃油

項目簡介：發展“煤代油”,以 “煤基”、“生物基”、太陽能、風能產生的一氧化碳、二氧化 碳和氫氣等為基本原料開發能夠突破互溶性、使用安全性、經濟性制約,可大比例 添加或完全替代汽油、柴油和民用燃油的含氧燃油，提高燃燒效率，減少對石油 的依賴和污染物排放，是我國燃油的根本發展方向。 項目團隊發明了可與汽油和柴油在一定溫度下完全混溶的草酸甲乙酯為代 表的燃油新體系；發現了溶液團簇分散規律。新燃油可以以煤和生物質為原料通 過合成氣及現有生產平臺低成本、大規模生產，擺脫對石油的依賴。應用評價結 果顯示作為汽、柴油添加劑及民用燃油在提高燃燒效率，大幅減排方面效果顯著。 草酸甲乙酯系列產品是最具開發潛力的理想燃油，是最安全經濟的線下能源載體。 已申請化合物及體系保護。 項目組發現草酸混合酯與燃油的混溶體系溶質是以多分子團蔟形式存在的 新規律,開創了有效改善含氧燃料在燃油中互溶性的新途徑。本項目基于多年研 發基礎,發明了具有多原料渠道和現成產業平臺、低成本、高效率、安全清潔的草 酸混合酯燃油新體系,很好彌補現有燃油及醇醚燃料的不足。并且提出了優于現 有燃油的新標準（與汽油、柴油互溶性好，可以較大比例添加，長期放置時不會 發生分層；常溫常壓下呈液態，沸點及閃點滿足汽油或柴油要求；抗震性及自燃 性好,其辛烷值或十六烷值比汽柴油更高；耗氧量少,熱效率高，能量損失少,污染 物排放低；能量密度和儲能效率高；生產成本低，原料有保障）。新燃油體系可 以破解現有醇醚燃油及添加劑成本高、儲運和使用過程中安全性差,尾氣污染等 影響開發及推廣的難題。利用草酸混合酯體系與燃油的良好互溶性，可以生產任 何比例的混合燃油，可作為汽油、柴油、液化石油氣及天然氣的很好替代品或者 大比例添加劑,特別是其促進柴油清潔燃燒的功能和替代柴油的開發潛力巨大。

項目核心創新點：項目團隊發明了可與汽油和柴油在一定溫度下完全混溶的草酸甲乙酯為代 表的燃油新體系；發現了溶液團簇分散規律。新燃油可以以煤和生物質為原料通 過合成氣及現有生產平臺低成本、大規模生產，擺脫對石油的依賴。應用評價結 果顯示作為汽、柴油添加劑及民用燃油在提高燃燒效率，大幅減排方面效果顯著。 草酸甲乙酯系列產品是最具開發潛力的理想燃油，是最安全經濟的線下能源載體。 已申請化合物及體系保護。

項目詳細用途：本項目以煤炭資源的清潔高效利用和清潔非石油基的燃油體系的開發為應 用重點。希望通過全面系統的添加和替代的綜合評價，發展燃油新體系；建設側 線中試裝置滿足試驗和批量應用評價需求，開展各種路況和車、船等不同發動機 和交通工具的試驗評價和集成優化。正在重點試驗、論證、比較和展現新產品在 經濟性、動力性、安全性、環保性、清潔性等方面的優異性能；希望全面系統地 開展產品性能測試、臺架及車輛行駛試驗，大量清晰和客觀地展現其應用效果。 力圖在柴油清潔燃燒添加劑及高比例添加或完全替代方面實現突破。目前，正準 備單獨或添加到試驗和評價柴油中進行柴油轎車、重型柴油貨車、靈活燃料柴油 車、船舶、施工機械（包括盾構機）、軍用坦克、柴油發動機等交通或作業工具 中的動力效果及污染物減排情況，同時開展汽油、航空燃油、民用燃油的添加或 替代效果評價。完成燃油定型，制定企業標準、地區標準和國家標準，完成報批, 爭取政府職能部門的生產及銷售許可，盡早獲得市場準入資格和用戶認可。 與汽油、柴油互溶性好，可以較大比例添加，長期放置時不會發生分層。草 酸甲乙酯或其它低碳混合醇草酸酯粘度適當可與汽油或柴油混溶,溶解膠質和潤 滑性能更好，可有效避免堵塞噴油嘴和腐蝕金屬管路,在水中溶解度很小，是理想 的燃油添加劑。耗氧量少,熱效率高，能量損失少,污染物排放低。特別適合作為 高原地區燃油和航空汽油,在 30%以下的添加量情況下,不用改造汽油機或柴油機 系統。

預期效益說明：生產草酸甲乙酯至少比對應的甲乙醇少用一半的氫氣,可減少或省去水煤氣 變換投資,減少二氧化碳排放；生產草酸甲乙酯的理論碳單耗為 0.5 噸,甲醇為 0.75 噸,乙醇為 0.78 噸,甲烷為 1.7 噸，可以大量利用鋼鐵廠“三爐氣”及其它合成氣 為原料?？梢姡菟峒滓阴ピ舷牡偷膬瀯菝黠@; 草酸酯生產中的酯化和加成 耦聯的反應溫度和壓力比甲醇低,單程轉化率高達 90%,生產能耗比甲醇更低；在 同樣生產規模情況下,草酸酯的投資和生產成本比對應的醇更低,且更適合利用煤 基或生物基碳氫比低的原料，具有大規模、低成本、多原料渠道和現有生產平臺 及成熟的生產技術儲備，可迅速實現產業化，優化能源結構的潛力巨大。 如果同時采用廈門大學開發的以合成氣直接催化合成甲醇和乙醇或 C1—C8 低碳混合醇的新型高效催化劑直接混合醇原料及獨創的具有過程強化效果的模 擬"龍卷風"技術開發的旋環流漿態床及氣霧床,還可以大幅提高甲醇及低碳混合 醇的單程轉化率,進一步降低體系壓力和充分利用反應熱,顯著提升裝置產能,大 幅降低投資成本。因此草酸混合酯的生產成本有望接近甲醇成本,可能僅有發酵 法或甲醇法合成乙醇成本的一半,也低于原油為原料的燃油加工成本?？梢姡铣?和分離過程簡單，能耗、物耗低，過程能量損失及碳排放量少，合成成本低是草 酸混合酯的最大優勢。借助新型催化劑、高效節能裝備及草酸酯原料碳和氫氣消 耗少可更多利用一氧化碳的多重優勢,通過持續的集成工藝包研發,還可進一步減 少生產過程的能量損失和二氧化碳排放，擴大綜合性價比優勢。 可以利用多種現有的生產平臺及原料渠道:發電廠、城市煤氣廠的水煤氣，合 成氨廠、甲醇廠、乙二醇廠等煤化工企業的合成氣資源及鋼鐵、冶金行業大量的 焦煤氣、高爐氣、轉爐氣、黃磷尾氣、電石尾氣等廢氣資源，生物質氣化原料氣 及核能、太陽能、風能的電解氫及回收二氧化碳等?？梢劳醒邪l、產品應用、實 施轉化、工業化及團隊等已有資源,進一步針對具體產品的集成創新降低投資及 產品成本,提升裝置產能，進行產業鏈優化，增強綜合競爭力。原油加工生產汽、 柴油的噸成本在 2000 元左右（扣除原油和副產物成本),汽、柴油的噸銷售價格至 少在 5000 元以上。草酸混合酯具有比汽、柴油更豐富的原料來源和可持續原料 保障，以合成氣為原料的草酸甲乙酯生產成本接近甲醇,投資和生產成本降低潛 力還很大。 項目總投資計劃 20000 萬元人民幣。分二期進行投資。第一期投資 3000 萬 元人民幣。主要用于產品評價、中試側線等研發平臺建設、催化劑現場掛線評價 裝置、高效節能裝備試驗示范及以合成氣為原料的全套千噸/年中試平臺建設;重 點新型催化劑和反應器評價,產品生產和定型,配方優化和產品全面評價。委托臺 架及行車測試,購買及租用試驗用各種車輛費用;設備添置、安裝調試、原料購買、 中試基地水電費,聘用司機和研發配合人員的勞務費用;配方研發、產品定型，應 用拓展、全套工業包開發、各方協作和對外委托測試費用等。第二期投資 17000 萬元人民幣。在獲得地區銷售許可的前提下,規劃和實施以現有的甲醇生產線為 改造基礎,配套建設 20 萬噸/年草酸混合酯及定型燃油產品生產裝置。本項目開 發有助于保障國家能源安全，適合中國國情，符合可持續發展要求,有助于建立高 效清潔利用煤和生物質等可再生資源的燃油新體系，發展和壯大萬億級能源產業 群,滿足巨大的產品市場。本項目將通過技術創新和成果轉化帶動體制和機制創 新，爭取列入地區和國家新產品推廣計劃和政府采購計劃，助力“碧水藍天”工 程。