二甲醚的开发与应用.docx

1、二甲醚的开发与应用表2 二甲醚的物理性质沸点(101.3kPa)()-24.9燃烧热（气态）（kJ/mol)1 455熔点()-141.5生成热（气态）（kJ/mol)-185.5闪点(开杯法)()-41.4熔融热（kJ/kg）107.320密度(g/ml)0.661-24.8蒸气热(kJ/mol)467.4临界压力（MPa)5.32生成自由能/(kJ/mol)-114.3临界温度（)128.825熵J/(molK)266.8临界密度（g/ml)0.2174蒸气密度(298.16K)1.91836自燃温度（）350101.3kgPa) /(kg/m3)1.91753空气中爆炸极限（体积%）3.

2、4526.720蒸气压（MPa)0.5325介电常数/（F/m)5.02蒸汽压/MPa(60)平均热值kJ/kg爆炸下限%理论空气量m/kg预混气热值kJ/m理论燃烧温度LPG1.92457601.711.3239092055DME1.35314503.56.9642192250二甲醚(DME)的开发与应用作者：陈卫国胡 来源：全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会 更新时间：2007-9-26 12:43:591液化石油气(LPG)供需矛盾突出 LPG目前作为城市燃气三大气源之一,正在全国广泛使用，但其产量有限，每年需大量进口。 我国自1990年开始大量进口LPG,伴随着南方沿海地区需求迅速膨

3、胀，年进口量从1990年的11.7万t增加到2005年上半年297万t。由于中国陆上大型LPG冷冻库陆续建设投产，预计未来一段时间内LPG进口量将持续大幅增长。 目前进口量已占到消费量的32%-40%,表1给出了我国近年LPG的进口量。 在华东、华南等地，进口LPG已超过60%，广东占到80%以上。由于LPG进口比例逐年增大，而近年来国际原油价格飙升，导致进口LPG价格大幅上扬，给国内LPG市场供应带来直接影响。 2006年1月份国际LPG进口到岸成本价已达6300元/t至6500元/t；而国内LPG定价仍比照成品油的定价机制，形成价格倒挂严重，国内LPG生产和销售企业特别是民营生产销售商失去

4、积极性，由此导致市场供求吃紧。 2005年12月以来，广东、海南、广西、福建、上海、江苏、山东、河南、辽宁、陕西、重庆、西藏等全国12个省市区出现LPG供应紧张。 从2005年下半年开始，安徽各地LPG出厂价上涨，LPG经营企业成本大幅增加，LPG经营企业成本大幅增加，LPG零售价格也迅速上调，屡创纪录。 据安徽物价部门的监测显示，去年5至11月份，该省15kg一罐的LPG均价由69.2元上升到85元，累计涨幅为22.8%。仅以2005年10月份1个月为例，安徽各地LPG价格平均上级涨6.2%。 2005年8月份以来，海南省物价部门已连续7次调整了LPG一级气站的备案指导价。海南省物价局备案指

5、导的一级气站最高批发限价2005年8月是每吨4500元，目前已提高到每吨6500元。受其影响，海南省各市县15kg装LPG的零售价格全部突破了每瓶100元人民币大关。2006年1月12日，广西南宁市瓶装LPG价格在短短半年时间内经历了12次提价之后，以106元/罐的价格再次刷新了历史纪录。随着瓶装LPG价格的不断上涨，从2005年7月份开始，南宁市的“黑燃气”非法经营点抬头。仅2005年12月20日和21日，在南宁市组织的燃气安全大检查中，就查扣黑气瓶超过400个。 表1 近年我国LPG进口量年份1990199819992000200120052010进口量104 t11.7477554482

6、489929*1 460* 消费量104 t142.812001 363 1 4591 552 2 220* 2 970* *预测值 据了解，在目前全国LPG市场供应总体构成中，有1/3来自中国石油、中国海洋石油和社会炼厂，另有1/3依靠进口。然而，与成品油供应不同的是，LPG和润滑油一样，作为我国较早放开的石油石化产品，其供应主体已经实现市场化，LPG终端市场主要由民营经销商掌控，而保障市场供应的主要责任也因此不像成品油那样由国有大企业承担。 2005年以来国际原油价格在高价位波动，而国内成品油价格不能同步上涨，使炼油企业利润下降，甚至出现亏损现象。 目前国际原油与国内成品油每吨价格相差10

7、00元左右。为了保证供应，金陵石化2005年加工原油1070万t，稳定了江浙市场，但企业亏损达到12亿元。2006年1月，加工原油10万t，亏损达2亿元。2二甲醚是替代LPG的有效途径 二甲醚可替代煤气、LPG用于民用。20世纪70年代，国外有人提出用甲醇制得的二甲醚加入城市煤气，或将二甲醚代替LPG作为民用燃料。可使甲醇催化脱水制得的二甲醚代替甲醇燃料，使用更为安全和方便。二甲醚在常温常压下为无色、无味、无臭气体，在压力下为液体，燃烧性能好，热效率高，燃烧过程中无残渣、无黑烟，C0、NO排量低。2.1二甲醚的特性 二甲醚分子式为C2H6O，结构式是CH3OCH3，相对分子质量46.07。二甲

8、醚在常温下是一种无色气体，具有轻微的醚香味。二甲醚无腐蚀性、无毒，在空气中长期暴露不会形成过氧化物，燃烧时火焰略带光亮。二甲醚的一些基本特性见表2、表3、表4。 二甲醚易压缩为液体，贮存于LPG钢瓶中压力为1.35MPa，小于LPG压力1.92MPa。二甲醚燃烧过程中无残液、无黑烟、不析炭，燃烧尾气完全符合国家卫生标准，是一种优质、清洁的燃料；另一方面，二甲醚与LPG一样，在减压后均为气体，其压力等级符合LPG要求。二甲醚可以按一定比例掺混入LPG中和LPG一起燃烧，因此燃烧器具不必做多少改动便可通用。二甲醚的掺入可使LPG燃烧更加完全、降低析炭量，并降低尾气中的一氧化碳和碳氢化合物含量；二甲

9、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LPG，储存、运输比LPG安全。 另外二甲醚还可掺入城市煤气或天然气管道系统中怍为民用燃料燃烧，不仅可解决城市煤气高峰时气量不足的问题，而且还可能改善煤气质量，提高热值。由于中国陆上大型LPG冷冻库陆续建成投产，预计未来一段时间内LPG进口量将持续大幅增长。以今后LPG年进口增长率7计算，如果二甲醚价格合适，仅取代进口LPG一项，2005年就需燃料级二甲醚约680万t，2010年需950万t。即使二甲醚只能取代其中一部分，其需求量也相当可观。表2 二甲醚的物理性质 沸点(101.3kPa)()-24.9燃烧热（气态）（kJ/mo

10、l)1 455 熔点()-141.5生成热（气态）（kJ/mol)-185.5闪点(开杯法)()-41.4 熔融热（kJ/kg）107.320密度(g/ml)0.661-24.8蒸气热(kJ/mol)467.4临界压力（MPa)5.32生成自由能/(kJ/mol)-114.3临界温度（)128.825熵J/(molK)266.8临界密度（g/ml)0.2174蒸气密度(298.16K)1.91836自燃温度（）350101.3kgPa) /(kg/m3)1.91753空气中爆炸极限（体积%）3.4526.720蒸气压（MPa)0.5325介电常数/（F/m)5.02 表3 二甲醚的溶解度溶剂溶

11、解度（质量%）溶剂溶解度（质量%）水（24）35.3四氯化碳(25)16.33汽油丙酮(25)11.83-4064苯(25)15.29019氯苯(106kPa,25)18.56257乙酸二酯(93.86kPa,25)11.1 表4 LPG与二甲醚(DME)性质对比燃料相对分子质量60时蒸汽压(MPa)平均热值(kJ/kg)爆炸下限(%)理论空气量(m3/kg)理论烟气量预混气热值(kg/m3)理论燃烧温度()37.8时的蒸汽压(kPa)LPG56.61.92457601.711.3212.023909 2055 1200 DME46.01.35314503.56.967.464219 2250

12、 832 若2005年和2010年进口LPG部分用国内生产的二甲醚取代，替代比按1.32计则分别需要二甲醚1230万t和1920万t，也有人认为2010年LPG需求为2000万t2400万t，即使原油加工量达3.2亿t，LPG仍缺口870万t1200万t。可见其市场容量相当可观。二甲醚单独作民用燃料使用还具有下述优点：2.2 二甲醚燃烧后烟气分析 在不同季节门窗全开状态下用二甲醚LPG灶燃烧后对有害物残留量的卫生防疫检测结果如表5所示，开门窗或抽油烟机影响则见表6。 检测结果表明二甲醚燃料及灶具在正常情况下对人体不会造成伤害，对室内空气也不会造成污染，室内空气中有害物浓度符合国家居住区大气卫生

13、标准和居室空气质量标准。二甲醚灶具亦符合GJ483的燃气灶具标准要求，可参见表7。 表5 二甲醚灶燃烧后有达物残留量(mg/m3) 有害组分夏季冬季卫生标准(日均)早餐点火30s 早餐后30s 早餐点火30s 早餐后30s 午餐点火30s 午餐后30s 甲醇02.9 0.060.650.330.350.161.0甲醛0.0260.0200.0290.0210.0260.0200.050CO1.050.562.211.273.212.4910表6 二甲醚灶燃烧后环境卫生检测有害物浓度增值(mg/m3)开门窗双灶点火关门窗开抽烟机双灶关门窗不开抽油烟机双灶开门窗未点火时测量的基础值点火期燃烧期点火

14、期燃烧期点火期燃烧期二甲醚9.41.48.20.812.32.2-甲醇0.0220.0100.0200.0160.420.34-CO3.552.62.71.35.84.71.4NOx0.1630.1560.1530.1420.3910.3820.032表7 二甲醚灶具燃料检测结果项目GJ4-83标准要求实测结果着火率启动10次着火不少于8次100%点火性能0.5和1.5倍压力下能正常点燃正常传火性点燃一孔后4s内传遍所有孔1s火焰状态均匀、清析、稳定均匀热负荷不低于2.9kw(2 500kcal/h) 3.64kw及3.81kw热效率额定负荷下热效率55%59.5%及60.1%烟气组成CO额定

15、负荷下烟气CO909890 99工业装置规模(kt/a) 151065 表11 国内甲醇气相脱水工艺开发应用情况单位西南化工研究设计院上海石化研究院浙江化工研究院中科院山西煤化所南化公司研究院华东理工大学上海昊泾化工公司开发年份1995年1991年1996年 催化剂CM-3-1型ZSM-5D-4型V-Al2O3 Al2O3ZSM-5硅铝酸盐粉状结晶压力(MPa)0.1-1.00.80.85 0.10.1温度（）250380280330300 210240130200液空速(h-1)1.02.00.81.0 2.04.0 转化率(%)758560707085 8580100选择性(%)99999

16、9 99100100工业装置(t/a) 2 500 1 000 1 000 5001 500 无无所在公司中 山昆山化工厂吴县合成化工厂陕西新型燃料燃具公司 表12 一步法固定床工艺开发情况 开发单位丹麦ToPspe日本三菱重工浙江大学清华大学中科院大连物化所中科院兰州化物所中科院山西煤化所工艺名称TIGASAMSTG 规模（kg/d)50（中试）120（中试）5 000（化工业）小试立升级扩试小试小试H2/Comol/mol2-1.52222压力(MPa)785.06.03.03.54.54.02.0温度（）210290250300240250235285275气空速(h-1)-1 2001 500 1 000 1 000 1 000 CO转化率(%)6070906083-7574.088.57679DME选择性(%)7080-95-10097.598.87984时空收率(kg/m3h）-280272.3-催化剂Cu-Zn-AlV-Al2O3Cu-Zn