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。本文对二甲醚生产和应用前途展开探讨分析，以供参考。中文
关键词：二甲醚；生产；应用；中毒；安全措施
一、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。
1.1 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。
二、二甲醚用途
2.1.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，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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二甲醚“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燃烧温度。
三、二甲醚应用前景
3.1无可比拟的综合优势
二甲醚被称为“21世纪的燃料”，在常压下是一种无色气体，与石油液化气的物理性质相似，无毒，具有优良的燃烧性能，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。现在，80%的二甲醚应用在燃料领域，替代石油液化气；另外20%应用于工业生产，比如杀虫剂、空气清香剂等产品的制造中。
中国醇醚专业委员会秘书长马良介绍说：近几年，二甲醚主要是作为石油液化气的替代燃料使用的。国内的石油液化气消耗量的比例出现下降，由2003年的31.6%降到现在的20%左右，连进口石油液化气的比重都越来越小，其中二甲醚发挥了重要作用。很多企业已经使用二甲醚来替代石油产品了。
二甲醚作为车用燃料，有天然气、甲醇、乙醇、氢气不可比拟的综合优势。据悉，丹麦topsoe公司从环保的角度进行了二甲醚燃料在中型汽车运行时的尾气排放试验，结果显示：一氧化碳、碳氢化物、氮氧化物含量与美国加利福尼亚州颁布的中小汽车尾气排放标准相比，分别低55%、83%、4%。
这足以说明，使用二甲醚作汽车燃料，废气污染将明显低于目前的优质汽油。此外，相对其他产品，二甲醚做为替代能源的条件较好，生产技术较成熟，进入门槛不高。
3.2生产技术处于国际领先
值得一提的是，我国二甲醚工艺技术，具有完全自主知识产权，已达到国际先进水平。
2005年4月，在国家科技攻关项目支持下，上海交大与上海汽车公司、上海柴油机股份有限公司、上海华谊集团合作，成功开发了具有完全自主知识产权的D6114二甲醚燃料发动机和我国第一台二甲醚城市客车。
2006年，国家发改委召开二甲醚产业发展座谈会，并制定了相关产业政策。
2007年5月10日，世界第一座商业运营的车用二甲醚加注站在上海正式投入试运营。同年12月，国内企业与埃及石油化工总公司、加拿大马森公司签署合作协议，合资建设埃及第一个年产20万吨二甲醚项目，实现了我国清洁能源自主知识产权的专利技术出口。
在二甲醚生产上，目前我国已经具备建设百万吨级两步法生产二甲醚装置的能力，两步法生产二甲醚的全套技术拥有完全自主知识产权。中国科学院大连化学物理研究所的最新研究成果向业界展示出一大亮点。他们成功开发出了二步法甲醇脱水制备二甲醚的升级换代技术――催化蒸馏制备二甲醚技术。该技术克服了现有技术存在的流程长、能耗高、投资大等问题，是二甲醚生产技术的重大进展，比如甲醇接近全部转化，甲醇单耗低。催化蒸馏技术装置的投资约为气相法技术的60%～70%，能耗仅为气相法技术的40%，二甲醚生产成本大大降低，目前已经完成中试，并具备了实现工业化的条件。
在二甲醚发动机与汽车研发上，上海交通大学内燃机研究所的研究工作始终与国际同步。经检测，上海交大研制的二甲醚发动机整机动力性、经济性、排放和噪声均优于原柴油机。在众多的车用替代燃料中，超清洁的燃料特性和生产技术的国际领先性，都使二甲醚的研发与应用前景更值得期待。
结束语
综上所述，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。
参考文献：
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[3]李继进，孙德乾.二甲醚的生产与发展前景[C]// 氨、甲醇生产用催化剂应用技术交流会.2004.
论文作者:祝卿
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/4
标签：二甲醚论文; 甲醇论文; 步法论文; 燃料论文; 液化气论文; 热值论文; 液化石油气论文; 《基层建设》2017年第24期论文;