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1、煤化工概论化工工程系 高晓荣甲醇羰基化生产乙酸工艺3炼炼 焦1乙酸的性质及用途 1乙酸生产方法246上节提纲2二甲醚的生产方法3炼炼 焦1二甲醚的性质 1二甲醚的用途246本节提纲3一、二甲醚的物理、化学性质一、二甲醚的物理、化学性质 概述二甲醚在常温、常压下为无色、无味气体，由于其自身含氧，组分单一，因此燃烧性能好，热效率高，燃烧过程中无残留物、无黑烟，被誉为“21世纪的清洁燃料”。二甲醚的来源：二甲醚是由两个甲醇分子脱水得到。 目前国家鼓励依靠煤的气化和液化，目前国家鼓励依靠煤的气化和液化，发展清洁燃料，也是我国经济高速发发展清洁燃料，也是我国经济高速发展面临的现实问题。展面临的现实问题。
2、 甲醇的生产可由煤的气化和炼焦的副甲醇的生产可由煤的气化和炼焦的副产品焦炉煤气制取。产品焦炉煤气制取。 目前，我国是全世界的最大焦化基地目前，我国是全世界的最大焦化基地，煤化工对环境的污染还是非常严重，煤化工对环境的污染还是非常严重的。的。 二甲醚也可以由原煤经过一系列化学反应二甲醚也可以由原煤经过一系列化学反应直接制取。直接制取。 二甲醚由于其良好的产品性能及优越的环二甲醚由于其良好的产品性能及优越的环保性能，越来越为人们所接受，其应用范保性能，越来越为人们所接受，其应用范围和前景围和前景 也越来越广阔。也越来越广阔。二甲醚的性质二甲醚的性质 二甲醚的物理性质与液化石油气相似，可替代液化石油
3、气作为民用燃料。 其特点：一是可燃性好，其燃烧充分、完全，无碳析出，几乎无残留物，废气无毒，符合卫生标准；二是液化压力低，常温下二甲醚蒸汽压力约为0.5MPa，低于液化气，在室温下就可压缩成液体，可用液化气储罐灌装，能确保运输安全，同时因其常温下为气体，不需预热，随用随开，快捷方便； 三、是无毒性，二甲醚对人体呼吸道、皮肤有轻微刺激作用，但对人体无毒性反应； 四、是安全可以控制，爆炸极限3.417； 五、是燃烧值高，为31.59MJ/kg，为LPG的70左右 六、是可以用作汽车燃料。表1、二甲醚的性质参数表序号序号项目项目参数参数序号序号项目项目参数参数1化学分子式CH3OCH38最大燃速（c
4、m/s)502分子量46.19着火能（10-6J）453沸点（C）-25.110着火温度（C）3504液密度（g/cm320C）0.6711爆炸范围（%）3.4-175气体比重（比空气）1.5912低位发热量（kcal/Nm3)142006气体潜热（ kcal/kg)111.713高位发热量（kcal/Nm3)152497饱和气压（atm.25C)6.114低位发热量（kcal/kg)6903二甲醚的应用方法 使用钢瓶供应直接使用，使用方法同瓶装液化石油气。 管道供应 供应纯二甲醚，优点：管道管径细，节省投资；缺点：冬天可能产生冷凝液。 二甲醚混空气，优点：冬天不产生冷凝液，供应距离远；缺点：
5、混空气后热值降低，管道变粗，系统复杂，投资大，运行成本高，空气中的氧对管道有腐蚀作用。 与液化石油气掺混使用，优化石油气中掺混一定比例的二甲醚不影响燃烧； 目前二甲醚主要是通过掺混到LPG中使用；目前每年有近100万吨二甲醚掺混到液化石油气中去。 主要是广东、重庆、四川、山东等地区二、二甲醚的用途二、二甲醚的用途n 二甲醚作抛射剂的气雾剂 二甲醚燃气灶 二甲醚采暖洗浴炉 二甲醚气割二甲醚燃料汽车二甲醚的用途有哪些呢？1车用燃料 2民用燃料 3气雾推进剂 4环保型制冷剂和发泡剂 5化工原料 6二甲醚发电 DME具有燃料的主要性质，其热值约为64.686MJ/m3，且其本身含氧量为34.8%，能够
6、充分燃烧，不析碳、无残液，是一种理想的清洁燃料。 二甲醚是一种可燃性物质，其可燃性属于中等。但其燃烧值和火焰长度比烃类化合物低，试验证实，当相同量的DME与LPG燃烧时，DME的火焰高度比丙烷的低，DME燃烧火焰生成的灰比丙烷丁烷燃烧生成的灰少得多，因而产生的辐射热也低，温升也小。从净卡路里热值(Net Caloritie Value)来说，DME为28840KJ/kg、正丁烷为45720KJ/kg，DME的值约占丙烷和正丁烷的60%。二甲醚用于燃料二甲醚用于燃料 A、二甲醚用作民用燃料 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
7、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，灶具只需要做简单改动即可。二甲醚作为民用燃料时，燃烧充分，无残液，不析碳，和丙烷相比燃烧每公斤丙烷需消耗氧气3.6kg，而燃烧每公斤二甲醚仅耗氧2.08kg，少耗7m3空气，避免了大量空气中氮气被加热到高温排放，因此燃烧效率高。B、二甲醚用作车用燃料 作为汽车燃料时，汽车尾气排放量低，可应用在城市公交车、出租车、家庭用车上，其动力性能与93汽油相当，有优良的性价比，燃料成本可降低10。由于其十六烷值比柴油高，发动机爆发力大，机械性能好，还可替代柴油作为柴油汽车燃料，这是其他
8、同类替代燃料不具备的优势。使用二甲醚，尾气无需催化转化处理，氮氧化物及黑烟微粒排放就能满足美国加利福尼亚燃料汽车超低排放尾气的要求，并可降低发动机噪音。 研究表明，现有汽车发动机只需略加改造就能使用二甲醚燃料。现二甲醚生产成本低于柴油，污染都也远低于液态丙烷等低污染替代燃料。实验表明，使用二甲醚后可使发动机功率提高10%15%，热效率提高2%3%，噪音降低10%15%。与柴油机相比，燃用DME后，发动机完全消除了碳烟排放，氮氧化物排放降低50%70%，未燃碳氢排放降低30%，CO排放降低20%，排放指标不仅满足欧洲和标准，而且接近欧洲于2005年实施排放标准和美国加州超低排放标准。 理想的致冷
9、剂应该具有优良的热力性质。无毒、不燃、在制冷系统内绝对稳定，另外对环境友好，与润滑油和材料兼容以及低廉的生产成本并且易于检漏。还应具有好的热物性和迁移特性。这些性质直接影响到制冷效果。具体说就是要求致冷剂有低的标准沸点、高的临界温度、低的临界压力、高的汽化潜热、高的导热系数、低的粘度和低的液体比热、高的汽相比热。二甲醚性质除了作为清洁燃料外，它还具有良好的制冷性能。用作致冷剂具有汽化潜热大，标准沸点低，临界温度高的特点。因此可用于制冷空调领域。 2、二甲醚用作致冷剂二甲醚用作致冷剂 由于二甲醚燃烧性能良好，并且其理论火焰温度可高达2250，完全可以达到气焊、气割所需的温度，同时其热效率高，燃烧
10、过程无残液、无黑烟，是一种优良的清洁燃料。优点如下： 安全性：乙炔气在空气中的爆炸极限为2.677，二甲醚为3.417，明显表明二甲醚的安全性能极高； 使用方便：方便性：用二甲醚时，使用工业燃气钢瓶，冲装量较大，避免频繁更换钢瓶，减轻操作人员的劳动工作量，同时冬天室外作业时阀门不用加热，特别是在偏远、无电、交通不太方便的野外作业时就更具有巨大的优越性；3、二甲醚用作切割气 耗氧量：乙炔与氧气耗用关系为1kg乙炔耗氧3.08kg；而二甲醚与氧耗用关系为1kg二甲醚耗氧2.09kg，石油液化气与氧气耗用关系为1kg石油液化气耗用3.74kg氧气 切割质量：采用二甲醚时，火焰温度约为2900，切口平
11、整光洁，上缘无熔陷，下沿无挂渣，并且氧化面易除去，焊割时没有黑烟，燃烧清洁无污染 环境保护：乙炔由于是用电石生产的，所以其燃烧过程中必然产生H2S有毒气体，对工人的身体健康和环境带来不良影响，电石产生乙炔后得残渣处理不当，对环境的污染也不可轻视；而二甲醚气割气主要成份是二甲醚，燃烧时产生CO2和H2O，没有对人和环境不理的物质生成，完全符合国家环保要求。 20世纪60年代以后，气溶胶工业得到了迅速发展，在气雾剂产品中的气雾剂（抛射剂）主要采用氯氟烷（FCS）。二甲醚可作为气雾推进剂、发泡剂等，并可替代氟利昂作为致冷剂。目前，世界上已开始禁用氟氯烷以防止对大气臭氧层造成严重破坏。研究表明，DME
12、毒性极低，化学性质稳定，可长期储存而不分解或转化。DME在大气层中的寿命很短，约10天左右，在大气层中被降解为二氧化碳和水，ODP值（消耗臭氧层潜能值）为零，因而不会造成环境污染和影响臭氧层。4、做气雾剂和发泡剂、做气雾剂和发泡剂 氢气是唯一在燃料电池中应用的燃料，但氢源只能从其它能源如天然气、液化石油气、汽油、柴油、煤、生物质及醇类中通过各种途径生产出来，所以寻求能源替代氢气直接用于燃料电池的其它燃料，从而降低燃料电池系统的体积和造价，是燃料电池研究的重点。研究表明，二甲醚、甲醇是目前较为理想的替代燃料。因为甲醇、二甲醚燃料只能生成水和二氧化碳，它们是最简单的液体有机化合物，贮存安全，携带方
13、便。5、DME用于燃料电池用于燃料电池6、二甲醚用于化工领域 二甲醚作为一种重要的化工原料，它可以提供CH3、CH3O、CH3OCH2等自由基进行化学反应，合成多种化学品，开发高附加值的下游产品有着诱人的前景，如可与SO3、H2S、CO、NH3、HCL、P2O5、O2、烷烃、烯烃、芳烃、活性硅等合成各类化合物 。 利用二甲醚作为中间原料，可大力开发下游产品，如碳酸二甲脂、聚碳酸脂等高附加值产品。碳酸二甲脂（DMC）常温下为液态，沸点是65，是一种优良的溶剂和超低排放燃料和甲基化剂，目前国内和国际上产量很小，只用于替代剧毒的硫酸二甲脂作甲基化剂。碳酸二甲脂仅仅作为汽车燃料改良剂以15%添加到油品中，年需求量非常大，具有非常好的市场前景和经济效益。碳酸二甲脂还可以合成聚碳酸脂 。三、二甲醚的生产方法1二步法（合成气先得甲醇，再由甲醇脱水来制取）2CO+ 4H22CO+ 4H2 2CH3OH 2CH3OH 2CH3OH 2CH3OH CH3OCH3 +H2O CH3OCH3 +H2O 总反应： 3CO+3H23CO+3H2H3COCH3+CO2 H3COCH3+CO2 2合成气一步法 （技术尚未成熟）一、工艺流程图图5-3 5-3 二甲醚生产工艺流程图二甲醚生产工艺流程图我公司甲醚生产公司简介 鲁明公司山东公司山东公司甲醚储存