Trước tiên, chúng ta thử tìm hiểu về quá trình pha methanol và các chất phụ gia vào xăng dầu và quá trình phát triển nhiên li൲ệu sinh học trên thế giới để có tầm ꦗnhìn rộng hơn.
Quá trình pha methanol (CH3OH) vào xăng
Thật ra, methanol được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt xăng từ đầu thập niên 60, nhưng với số lượng hạn chế. Có lẽ là do chỉ số octan của methanol (114) cao so với xăng nên khó nổ máy và độ bốc cháy kém. Lúc đầu, methanol nguyên chất được dùng ch🍬o động cơ của những xe đua, chỉ vì methanol cháy mà không có khói như xăng dầu.
Người ta nghĩ rằng nếu hỏa hoạn có xảy ra trên đường đua thì cũng không làm giảm tầm nhìn của các tay đua đang điều khiển xe với tốc độ rất cao. Tuy nhiên, một vụ cháy nổ có sức tàn phá tại cuộc đua Indianapolis vào năm 1964 đã làm chết hai tay đua Sachs và Dave Mac Donald, khiến nước Mỹ phải quyết định loại meth♉anol ra khỏi nhiên liệu dành c🐻ho các xe đua.
Mãi đến năm 1970 xăng methanol mới được phát triển bởi công ty Mobil dùng làm nhiên liệu cho xe. Một nhà máy đã được xây dựng ở Tân Tây Lan vào những năm 1980. Nhất là trong cuộc khủng hoảng dầu mỏ của OPEC năm 1973, Read và♚ Lerner mới đề xuất dùng methanol làmꦐ nhiên liệu thay thế xăng dầu.
Năm 2006, IRL (Indy Racing League, tên cũ của Indycar), sử dụng một hỗn hợp gồm 10% ethanol và 90% met🍒hanol làm nhiên liệu cho xe. Bắt đầu từ 2007, IRL chuyển sang dùng ethanol tình khiết, E100 làm nhiên liệu do một số khuyết điểm và độc tính của methanol.
Các khuyết điểm và độc tính của methanol
Một trong những hạn chế của methanol làm nhiên liệu là ăn mòn một số kim loại, đặc biệt là nhôm: 6CH3OH + 2AL(OCH3)3à2AL +3H2
Các muối methoxid hòa tan trong methanol sôi trên bề mặt nhôm, có thể dễ dàng bị oxy hóa bởi oxy hòa tan (Trong trường hợp này, methanol có thể đóng vai trò là một chất oxy hóa khá mạnh). Do dó, methanol có thể bào mòn các chi tiết máy. Ngoài ra, methanol (do tính hòa tan cao su) có thể bào mòn hoặc làm giãn nở các joints, “phốt”, ống cao su gây ra sự rò rỉ nhiên liệu. Muốn tránh được , ta phải thay thế bằng cao su silicone.
Một khuyết điểm khác là methanol khó cháy hơn xăng (chỉ số octan = 114, cao hơn xăng). Vì thế, ta phải thêm vào một chất gọi là OR (Octan Reductor) để hạ chỉ số octan xuống. Đây là một chất có nhiệt độ bắt lửa rất thấp để bù lại tính chất khó bắt lửa của methanol.
Mặc dù methanol rẻ hơn xăng nhưng mức tiêu tốn nhiên liệu lại cao hơn xăng. Sử dụng methanol nhiên liệu có thể làm 🐽giảm khí thải độc của xăng dầu như benzen và 1-3-butadien, làm giảm hiệu ứng nhà kính. Nhưng methanol có thể hấp thụ qua da và hơi methanol qua phổi ảnh hưởng rất nhiều đến thần kinh thị giác (có thể g👍ây mù).
Giả thiết về sự cháy nổ do pha methanol vào xăng
Ở Việt Nam, methaꦆnol rẻ hơn xăng A92 và ethanol nhiều. Giá 1 kg methanol khoảng 11.000 đồ𒁃ng. Ethanol 96% khoảng 17.000 đồng/kg. Vì vậy có khả năng xăng bị pha methanol.
Nghi án ở Indycar năm 1964 cho thấy là không thể pha trực tiếp methanol vào xăng mà không qua sự chế biến (trong các nhà máy) để trở thành một loại nhiên liệu mới - nhiên liệu methanol. Có thể đưa ra những giả thiết cho sự cháy nổ xe do 🍌xăng bị pha methanol nh🌃ư sau:
Giả thiết 1: Xăng bị pha methanol không nhiều
Nếu dùng xăng pha methanol lâu ngày, sự suy thoái động cơ và bộ chế hòa khí (do sự ăn mòn kim loại) và sự bào mòn, giãn nở các joints, “phốt” cao su, có thể gây ra sự rò rỉ nhiên liệu đưa đến sự cháy xe. Thêm vào đó là sự nóng lên của động cơ do kẹt xe càng kích hoạ꧋t cho sự cháy. Khi xăng rò rỉ hoặc khí hidro thoát ra từ phản ứng ăn mòn 🐈kim loại (có thể gây cháy, nổ).
Giả thiết 2: Xăng bị pha methanol nhiều
Để bù lại tín﷽h khó nổ của methanol, có thể 🌳người ta pha thêm một chất dễ bắt cháy là acetone vào. Hơi acetone nặng hơn không khí. Khi bị rò rỉ nhiên liệu, hơi acetone lan tỏa trên mặt đất khá xa. Nếu gặp nguồn lửa (như tàn thuốc), có thể gây cháy. Điều này giải thích tại sao xe đậu trong nhà xe lâu rồi mà vẫn cháy.
T♛rong quá trình đi tìm nguồn nhiên liệ🌳u sinh học để thay thế cho xăng dầu (vốn đang cạn dần và gây ô nhiễm nặng nề môi trường), đầu tiên người ta sử dụng methanol làm nhiên liệu.
Nhưng những tai nạn do nhiên liệu methanol như vụ Indycar (1964) khiến mọi người phải nghĩ đến vꦍiệc chế biến methanol thành methanol nhiên liệu bằng cách thêm v🌞ào chất OR (Octan Reductor) để làm hạ chỉ số octan cho gần bằng với xăng A92, A95.
Một số chất trung hòa những acid sinh ra để chống ăn mòn các chi tiết máy vì methanol hút ẩm và hấp thụ các halogenur, sẽ làm tăng tính ăn mòn kim loওại và tính oxy hóa.
Tuy nhiên, một số bất ổn vẫn đeo bám methanol nhiên liệu, khiến các nhà sản xuất nhiên liệu chuyển dần qua ethanol nhiên liệu.
ThS. Lê Tấn Lam Anh