新燃料——二甲醚(DME
出处：论文网
时间：2006-09-04
由天然气经由甲醇合成DME的反应式如下：
改质反应
CH4十H20←→CO十3H2-206．3kJ／mo1
C0十H20←→CO2十H2十41.0kJ／mol
甲醇合成反应
C0十2H2←→CH30H十90．4kJ／mol
CO十3H2←→CH30H十49．4kJ／mol
脱水反应(DME合成反应)
2CH30H←→CH30CH3+H20+23．4kJ／mol
直接法，就是在上述反应中甲醇合成和脱水反应在一个反应器里进行的方法。
2．1．2设备的开发要点
上述的工程中，改质反应是采用了在一般的设备里有催化剂存在下水蒸气改质法制造甲醇和城市煤气等的方法。从已有的技术来看，要与LPG和燃料油竞争必须要规模大、设备大型及提高效率以达到低成本生产。
例如，水蒸气改质法，改质在反应管内进行，从热传递和强度来看，以前的方法有尺寸的限制，故有规模特点的问题。
但与在合成甲醇时所需的比例相比，用水蒸气改质法得到的混合气中H2含量是过剩的，这将降低能效。为了改善这些问题，开发了部分氧化法(用氧的改质法)、水蒸气改质法与部分氧化法组合系统或热交换器型改质炉和用陶瓷薄膜的改质炉。
在合成甲醇中，采用了在大型装置里使用淬冷型(用于冷却的合成气淬冷反应器)，为了放大，提出了回收反应热和提高能效的课题。
最近又开发了除去反应热，一次转化率高的液相法。DME直接合成法也有同样的情况，反应器的构造成了问题。
在各阶段里，共同的课题中长寿、高效的催化剂都是不可缺少。目前从天然气制造DME还处于50kg／d一5t/d的试验规模。
2．2煤作原料生产DME
在亚洲、太平洋地区有丰富的煤，但大量用作燃料有如下缺点：
1)煤是固体，难以用管道输送，为弥补这一点，采用煤、油(COM)和煤、水混合物
(CWM)，在输送、贮藏方面的问题颇多，而且在成本上与石油、LPG、LNG无法竞争。
2)煤中灰分多，会增加运输成本，且在燃烧后还有灰的处理问题；
3)燃烧时要产生SOx、NOx，且有煤尘产生，必须要投资很大的防止大气污染设备；
4)低热值的褐煤、次烟煤等不能很好的利用。
若能以煤作为原料制成DME，则上述缺点全都克服了。而且炭层甲烷(CMG)也可使用，它的需要量将大大地扩大。
由煤生产DME的过程如下：
煤层甲烷
↓ |-DME
煤→ 气化→ 精制-调整→ 反映器|-C02
|-水、甲醇
2．3以减少C02排放量为目的的DME生产1997年防止地球温室化的京都会议的目标是2010年先进国家的C02等温室化气体要比1990年削减5％以上。在成本方面，目前还未考虑以工业大规模生产，唯一在进行试验的是C02的接触加氢生产DME。
C02接触加氢是在催化剂存在的情况下，C02与氢反应生成乙醇及各种烃类的方法。
氢在地球上大量存在，用便宜的制造方法由水即可制得。现在进行的接触式加氢都是反应条件的开发、研究等课题。
3 DME的用途
作为能源，考虑DME有如下用途：
1)代替柴油作运输用燃料，由于DME的十六烷值高，完全能替代柴油。又由于在成分中含氧，因排放气造成的环境污染少。而且已经对其进行了作为柴油替代物的燃料规格、安全性、环境影响的考察。
2)作火力发电的燃料，在用液化天然气的场合下是不需要大规模设备的，在这方面使用在煤与中小气田制造的DME，将来是大有希望。在大发电厂可以考虑将DME用来作为调峰时发电用燃料。
3)作民用燃料，因其具有与LPG相类似的特性，用作民用燃料的用途相当广。目前在中国已有小规模使用DME作民用燃料的例子。
4 DME的输送与储藏
DME与LPG持有相似的物性，国内法规中的高压气体安全法规仍适用。输送与储藏系统也与LPG相同。对金属无腐蚀，对运输船只、管材、储槽等与LPG的无太大差别。
大容量储槽是采用在约-25℃的低温贮槽储存。用低温储槽，只需要一般的BOG(气化气)的再液化设备，但所要求的压力可以比IPG的略低。DME的蒸发潜热与丙烷的基本相同，这将有利于降低DME的运行成本。
5 结论
自80年代就开始将DME用作燃料的开发研究，一部分企业和研究机关的试验已进入实验室规模的验证阶段。要真正替代LPG、LNG以及石油燃料，必须要考虑制造成本。在最近的一段时间里应格外考虑与LPG的竞争。
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