二甲醚生产及前途
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摘 要：二甲醚被人们认为是一种很有发展前途的物质，其本身不仅具有广大市场需求，又有着节能和环保两方面的优势。另一方面，我国煤炭、石油等资源分布利用现状的国情特点决定了二甲醚发展的优势性。目前在我国能源市场中，矿物能源存在着价格、资源限制以及环境污染等诸多方面问题，这使得甲醇、二甲醚的应用有着更为广阔的前景和战略意义。但是二甲醚易燃易爆，吸入一定的二甲醚吸入后可引起麻醉、窒息感，引起中毒，所以二甲醚的安全及处理措施很重要。
关键词：二甲醚 生产 应用 中毒 安全措施
一、二甲醚简介
二甲醚又称甲醚，英文名称：methyl ether；dimethyl ether；简称DME，分 子 式：CH3OCH3 ，结 构 式：CH3-O-CH3 ，三维结构，二甲醚是一种无色、具有轻微醚香味的气体，具有惰性、无腐蚀性、无致癌性。还具有优良的混溶性，能同大多数极性和非极性有机溶剂混溶。在100ml水中可溶解3.700ml二甲醚气体，且二甲醚易溶于汽油、 四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂，加入少量助剂后就可与水以任意比互溶。其燃烧时火焰略带亮光。在常压下是一种无色气体或压缩液体。相对密度（20℃）0.666，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二、二甲醚的生产
二甲醚生产分为一步法和两步法生产。一步法是指由原料气一次合成二甲醚。二步法是先由合成气合成甲醇，然后再脱水制取二甲醚。我国90年代前后开始气相甲醇法（两步法）生产二甲醚工艺技术及催化剂的开发，很快建立起了工业生产装置。近年来，随着二甲醚建设热潮的兴起，我国两步法二甲醚工艺技术有了进一步的发展，工艺技术已接近或达到国外先进水平。该工艺先将合成气（CO和H2）转化为甲醇，采用的催化剂为铜基催化剂，分离提纯后的甲醇再在酸催化剂的作用下脱水生成二甲醚。近年来提出和开发的一步法工艺是指将上述两步反应集中在一个反应器中进行，此时，第一步反应生成的甲醇等产物不经过分离，直接原位转化为二甲醚。与两步法相比，一步法工艺流程简单，运行成本低，但缺点是初次投入高，且会产生大量的CO2废气，因此工业应用受到限制。目前二甲醚的工业生产绝大部分采用传统的两步法。
甲醇气相脱水生产二甲醚
甲醇蒸汽在催化剂和一定温度、压力条件下进行分子间的脱水反应，主要反应方程式为：2CH3OH-CH3OCH3+H2O
上述反应为放热反应，在反应条件下还会伴随一些副反应：
CH3OH-CO+2H2
CH3OCH3-CH4+H2+CO
CO+H2O-CO2+H2
该工艺生产技术成熟，工艺流程相对简单，具有规模大、操控容易、无腐蚀的优点，是我国使用最多的二甲醚成产技术。该生产可以用精醇也可以用粗醇作为加工原料；反应器温度控制适当，副反应少，易于大型化生产，转化率在80%以上。二甲醚产品纯度达99.9%，但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资较大。但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术，说明两步法有较强的综合竞争力。
三、二甲醚用途
1.作为液化石油气的替代物
二甲醚单独作民用燃料使用具有下述优点： 二甲醚是一种无色、无毒、无致癌性、腐蚀性小的产品，并且燃烧性能好，热效率高，燃烧过程中无残渣、无黑烟，CO、NO排量低，二甲醚还可掺入石油液化气、煤气或天然气混烧并能提高热量，≥95%二甲醚可直接作为替代液化气的燃料使用。所以，它将可能是取代液化气的一种理想的清洁燃料。二甲醚可替代煤气、液化石油气用于民用燃料。二甲醚常温下蒸气压力为0.5MPa，同等温度下，二甲醚的饱和蒸气压低于液化气，储存运输比液化石油气更安全，若二甲醚单独用作燃料，其压力等级符合液化气要求，可用现有的液化气罐集中统一罐装，灶具也可与液化气灶具通用。二甲醚热值为64686kJ/Nm3，如将一定比例的二甲醚加入到热值为15907 kJ/Nm3的城市煤气或热值为37674 kJ/Nm3的天然气中，作为调峰之用，并可改善煤气质量，提高热值。同等温度下，二甲醚饱和蒸气压低于液化石油气，因而其贮存、运输比液化石油气更安全；二甲醚在空气中爆炸下限比液化石油气高一倍，因此在使用过程中，也比液化石油气安全；虽然二甲醚热值比液化气低，但由于自身含氧（其本身含氧量为34.8%），碳链短，燃烧充分安全，燃烧过程不析碳，不会产生黑烟，无残液，燃烧尾气符合国家标准。因此二甲醚预混气热值及理论燃烧温度均高于液化石油气。除单独使用外，将二甲醚、甲醇、水(不外加，来自原料甲醇及甲醇制二甲醚反应)及其他组分混合可配成稳定燃料——醇醚燃料。
二甲醚热值大家比较关心,其实二甲醚热值是不能和液化石油气热值简单类比的.搞二甲醚的同行知道,二甲醚是自身含氧的,是一种封闭性燃烧气体;而液化石油气是自身不含氧的,是一种开放性燃烧气体,古不能类比。二甲醚“热值”仅为LPG的0.63，但是燃烧时所需空气仅为液化石油气的0.615，二甲醚的预混气热值还高于液化石油气（1.079：1）理论燃烧温度比液化石油气高。
2.醇醚燃料
由于二甲醚具有优良的燃料性能，方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即为液体易贮存，作为车用柴油的替代燃料，有液化汽、天然气、甲醇、乙醇等不可比拟的综合优势。醇醚燃料是燃料甲醇与二甲醚按一定比例调配的混合物，由于粗醚中含有甲醇脱水过程生成的水，二甲醚与甲醇及水完全互溶。此外由于二甲醚可产生一定分压以及减压后二甲醚变为气态，因而醇醚燃料克服单一醇燃料需空气充压或自充压和外预热的特点，从而改善了燃烧性能，使其具有清洁、燃烧完全和使用方便的特点。醇醚燃料为我国特有的民用燃料，可弥补液化石油气和城市煤气供应不能满足的需求。
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