扬州工业职业技术学院扬州工业职业技术学院20 07 20 08 学年第 2 学期毕业设计（论文）（课程设计）课题名称： 二 甲 醚 的 生 产 工 艺 设计时间： 2008年4月20日 系 部： 化 学 工 程 系 班 级： 0301精细化工 姓 名： 花 苗 指导教师： 王 升 文 答辩情况答辩教师： 年 月 日评语成绩评定 指导教师： 年 月 日目录一 、引言1、 概述5二、 二甲醚的物理性质1、二甲醚的理化性质52、二甲醚及其它燃料的性质对比63、二甲醚的用途7三、 二甲醚的市场分析1、二甲醚的国外市场分析72、二甲醚的国内市场分析 103、二甲醚代替柴油的经济分析12四、 二甲醚的生产工艺1、二甲醚生产方法总述142、甲醇脱水催化的二步法153、原料气一次合成二甲醚的一步法174、两种方法的比较205、其它的新型生产工艺206、国内外主要工艺技术21五、结论与展望24参考文献 27致谢 27二甲醚的生产工艺花 苗0301精细化工摘要 作为世界上人口最多的发展中国家，我国能源的开发利用面临着经济发展和环境保护的巨大压力，能源已经成为我国可持续发展的关键。鉴于我国煤炭资源丰富，油气资源有限，天然气资源分布较为分散、距用能中心较远，管网系统很不发达，可再生资源在总体能源平衡中不可能占较大份额等国情，如何合理利用我国的能源资源尤其是煤炭资源，寻找新型的清洁能源载体已经迫在眉睫。二甲醚作为一种新兴的能源有着非常优秀的表现。有着取代天然的不可再生能源的强劲势头。关键词二甲醚 新能源 环保Crafts of Producing Dimethyl EtherHua Miao0301 Fine ChemicalsAbstract：In the achievement world population most developing nations, our country energy development use was facing the economical development and the environmental protection huge pressure, the energy already becomes the our country sustainable development the key. In view of the fact that our country coal resources rich, oil gas resources limited, the natural gas resources distribution more dispersible, the distance be farther with can the center, the pipe network system is not very developed. The renewable resources is impossible in the overall energy balance to occupy national condition and so on bigger share, how reasonably uses our country the energy resources in particular coal resources, sought the new clean energy carrier already to be imminent. The dimethyl ether took one kind of emerging energy has the extremely outstanding performance. There is the strong tendency of substitution natural non-renewable energy being replaced by it.Key word: Dimethyl ether, New energy, Environmental protection 一、概述最近的统计确认的矿物燃料埋藏量的可开采年份是：(至2000年底，BP统计)石油：38年；天然气：58年：煤：218年。其中，石油资源在21世纪迎来生产巅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。二甲醚是一种性能优良、安全清洁的化工产品，发展前景被普遍看好。更为重要的是，作为一种新型、清洁的民用和车用燃料，被看作是柴油或LPGCNG的优秀替代品，其作为燃料的市场需求增长将会是非常惊人的。 作为一种新兴的基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。高纯度的二甲醚可用作麻醉剂；此外，二甲醚还可以成为城市煤气和液化气的代用品，也可作为汽车燃料。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生产成本，在大型甲醛装置中更显示出其优越性。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，作为民用燃料气其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。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、二甲醚的物理性质1、二甲醚的理化性质 二甲醚是一种最简单的脂肪醚，又称木醚、甲醚，缩写DME，无色无毒气体或压缩液体。具有轻微的醚香味，DME的化学式是CH30CH3。是醚的同系物，它与液化石油气（LPG）的物理性质很相似。常温常压下是气体。沸点约-25，凝固点-140，相对密度（20）0.666，常压下冷到-25或在常温下加压到0.5-0.6MPa，变成液态。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，在空气中长期曝露不会形成过氧化物。无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。但又与用作麻醉剂的乙醚不一样，毒性极低，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，能溶解各种化学物质，是一种清洁燃料和燃料添加剂。 2、二甲醚及其它燃料的性质对比表1列出了DME及其它燃料的性质。 表1 DME与其它燃料的性质比较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-液比重(20)0.670.490.570.790.8-0.88蒸发潜热kJ/kg467126386-蒸汽压MPa,200.5100.8330.207-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/kg28.946.545.821.142.5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。 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。 3、二甲醚的用途 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。将二甲醚加进汽（柴）油中，可提高油品的辛烷值（十六烷值），具有明显的燃烧经济性，不仅改善车辆的冷启动性和加速性能，而且降低尾气排放。 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) 以科学的配比和适当方式将二甲醚与C4、C5完全混溶。即成优质的可燃性液化气，该液化气无毒、无烟、不积炭、“残液”量少，热值高（约10000大卡/kg），比同等重量13 kg装置的普通液化气连续燃烧时间可长4小时左右。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) 以二甲醚为基础原料配制的环保制冷剂，具有无毒无害、安全可靠、化学性能稳定，单位容积制冷量大，流动阻力小，在常温和低温范围内压力适中，热效率高等优点，是一种很有前景的氟利昂长期性替代物。几乎与此同时，环保型“绿色制冷剂”的市场需求量越来越大，尤其是汽车空调制冷剂（俗称“雪种”），是汽车空调的重要冷源。5) 二甲醚做溶剂、化工原料DME还可以来生产如硫酸二甲酯、烷基卤化物、N，N二甲基苯胺、乙酸甲酯、醋酐、碳酸二甲酯、二甲基硫醚、乙二醇二甲醚系列醚化物等。化工产品。6) 二甲醚还可作为泡沫塑料产品的发泡剂。气雾剂是目前DME的主要消费领域，2006年美国