新燃料——二甲醚(DME

 
摘 要

    作为LPG和石油类的替代燃料，目前二甲醚倍受注目，文章介绍了二甲醚的性质、制法及其用途。

    作为LPG和石油类的替代燃料，目前二甲醚(DME)倍受注目。DME是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。

    1 二甲醚

    1．1概况

    DME的化学式是CH30CH3，是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，毒性极低；能溶解各种化学物质；由于加压时容易液化，可以用作喷雾剂、致冷剂及特殊燃料。

    现在DME是由甲醇在催化剂存在下脱水合成；也可以将甲醇合成时产生的气体分离精制制造。目前全世界二甲醚的产量不超过10×104t/y。

    1．2 DME的物理性质与特性

表1列出了DME及其它燃料的性质。

表1DME与其它燃料的性质比较表
项目二甲醚丙烷 丁烷 甲醇轻油(2号)
化学式CH30CH3C3H8C4H10CH30H-
分子量46.0744.0658.0832.04-
沸点℃-24.9-42.1-0.564.5190-350
液比重(沸点)0.750.580.60--
(20℃)0.670.490.570.790.8-0.88
蒸发潜热kJ/kg467126386--
蒸汽压MPa,20℃0.5100.8330.207--
爆炸极限％3.4-272.2-9.51.9-8.56.2-36-
十六烷值155--545>
低位发热量MJ/kg 28.946.545.821.142.5


注1 十六烷值，表示柴油着火性的指数，该值高表示着火性好。

    DME与LPG一样是无色物质，常温常压下是气体。

    沸点约-25℃，比C3H8高、比C4H10低。常压下冷到-25℃或在常温下加压到0.5-0.6MPa，容易液化。

    在沸点时液体比重比C3H8、C4H10大。

    从表1可以知道其特性：

    1)液态时的低发热量比C3H8、C4H10低，比CH30H高；

    2)十六烷值与轻油近似，具有作柴油引擎燃料的优良特性；

    3)爆炸极限比C3H8、C4H10范围宽，但窄于CH30H。

    因此说，DME可以作为燃料被广泛应用。

    2 DME的开发

    自然界里DME并不存在，必须由原料来制成，天然气和煤是目前较好的原料。当然在考虑原料问题时，对矿物燃料的资源量必须同时考虑。

    由最近的统计确认的矿物燃料埋藏量的可开采年份是：(至1996年底，BP统计)石油：42年；天然气：62年：煤：224年。其中，石油资源在21世纪迎来生产颠峰后生产量将逐渐减少。

    天然气可开采年分比石油长20年，还在进行开发，估计将来的埋藏量可达现在3倍，不用担心资源的枯竭：煤可开采年份300年。在DME大量生产时主要考虑用天然气作燃料。

    2．1天然气为原料的DME生产

    2．1．1合成工艺

    由天然气生产DME的流程如下：

    天然气→合成气→甲醇→DME
    CH4     CO/H2   CH30H  CH30CH3
              |---直接法---↑

    首先，天然气净化后用改质催化剂合成以CO、H2比为主要成分的合成气；这合成气在铜系催化剂下合成甲醇，再由甲醇脱水生产DME。最近为简化工程，降低建设成本，研究了直接制造DME的工艺(直接法)。

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