二甲醚的生产方法有多种
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二甲醚(DME)的主要用途1.1.1替代氯氟烃作气雾剂随着世界各国的环保意识日益增强,以前作为气溶工业中气雾剂的氯氟烃正逐步被其他无害物质所代替。
1.1.2.用作制冷剂和发泡剂由于DME的沸点较低, 汽化热大,汽化效果好,其冷凝和蒸发特性接近氟氯烃,因此DME 作制冷剂非常有前途。
国内外正在积极开发它在冰箱、空调、食品保鲜剂等方面的应用,以替代氟里昂。
DME作为作发泡剂,国外已相继开发出利用DME 作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、热塑聚酯泡沫的发泡剂。
发泡后的产品,孔的大小均匀,柔韧性、耐压性、抗裂性等性能都有所增强。
1.1.3.DME用作燃料由于DME具有液化石油气相似的蒸气压,在低压下DME 变为液体,在常温、常压下为气态,易燃、毒性很低,并且DME的十六烷值(约55) 高,作为液化石油气和柴油在汽车燃料方面的代用品,条件已经成熟。
由于它是一种优良的清洁能源,已日益受到国内外的广泛重视。
在未来十年里,DME 作为燃料的应用将有难以估量的潜在市场,其应用前景十分乐观。
可广泛用于民用清洁燃料、汽车发动机燃料、醇醚燃料。
1.1.4.DME用作化工原料DME 作为一种重要的化工原料, 可合成多种化学品及参与多种化学反应:与SO3 反应可制得硫酸二甲酯;与HCl 反应可合成烷基卤化物;与苯胺反应可合成N , N - 二甲基苯胺;与CO 反应可羰基合成乙酸甲酯、醋酐,水解后生成乙酸;与合成气在催化剂存在下反应生成乙酸乙烯;氧化羰化制碳酸二甲酯;与H2S 反应制备二甲基硫醚。
此外,利用DME 还可以合成低烯烃、甲醛和有机硅化合物。
目前合成DME有以下几种方法:(1)液相甲醇脱水法(2)气相甲醇脱水法(3)合成气一步法(4)CO2 加氢直接合成。
(5)催化蒸馏法。
其中前二种方法比较成熟,后三种方法正处于研究和工业放大阶段。
本设计采用气相甲醇脱水法。
下面对这几种方法作以介绍。
DME合成主要方法1)液相甲醇脱水法制DME甲醇脱水制DME 最早采用硫酸作催化剂, 反应在液相中进行, 因此叫做液相甲醇脱水法, 也称硫酸法工艺。
乙二醇二甲醚乙二醇二甲醚是一种常见的有机化合物,化学式为CH3OCH2CH2OCH3,也被称为1,2-二甲氧基乙烷。
乙二醇二甲醚具有很多应用领域,且在很多化工产品中扮演非常重要的角色。
接下来,我们将探讨乙二醇二甲醚的性质、制取方法以及其应用领域。
乙二醇二甲醚是一种无色、可燃、有机液体。
该化合物具有低毒性、高沸点和较低的燃点,使其在实际生产中具有广泛的应用价值。
乙二醇二甲醚在常温下具有较低的挥发性,可以作为一种良好的溶剂,可溶于很多有机物并能与水混溶。
这些性质使其在化学反应、化工生产和溶剂萃取中被广泛使用。
乙二醇二甲醚的制备方法多种多样。
目前较为常用的方法是通过乙二醇和甲醇的缩合反应来制取。
该反应通常在一定的催化剂存在下进行,反应温度较高,可由过氧化氢或碱促进该反应。
乙二醇二甲醚的生成可以通过反应温度和催化剂种类的调控来达到较高的产率。
此外,也可以通过其他方式,如格氏试剂的还原反应、乙二醇与氯甲烷酸的酯化反应等来制取乙二醇二甲醚。
这些方法各有优缺点,选择合适的方法取决于目标产物的纯度、产率和成本等因素。
乙二醇二甲醚的应用领域广泛。
首先,在化学工业中,乙二醇二甲醚可用作湿度调节剂、粘合剂和防冻剂等。
其在石油工业中的应用主要体现在石油炼制和天然气加工中的分离和提纯过程中。
此外,乙二醇二甲醚还用于颜料、香料、染料、塑料和涂料等化工产品的制备过程中。
乙二醇二甲醚还常用于医药领域。
它是制备一些药物或作为药物的添加剂的重要原料之一。
乙二醇二甲醚具有低毒性、良好的化学稳定性和溶解性,这使得它成为一种理想的药物载体。
许多药物在乙二醇二甲醚中的溶解度较高,有助于提高药效和缓解药物的负作用。
此外,乙二醇二甲醚还被广泛应用于生物医学研究领域,用于细胞培养和体外实验等。
总之,乙二醇二甲醚作为一种重要的有机化合物,具有广泛的应用领域。
它的化学性质使其能够在各种化学反应和生产过程中发挥作用。
随着科学技术的不断发展和化工行业的不断创新,乙二醇二甲醚的应用前景将会更加广阔。
乙烯醚的加成方法是什么
乙烯醚(也称乙烯基乙醚或二甲醚)可以通过乙烯和乙醇在存在碱性催化剂的条件下反应制备。
具体的加成方法可以分为以下步骤:
1. 乙烯的制备:乙烯可以通过石油裂化等方法获得。
2. 乙醇的制备:乙醇可以通过葡萄糖、淀粉、纤维素等生物物质的发酵、水合乙烯或石化工艺等方法制备。
3. 碱性催化剂的选择:常用的碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等。
4. 反应过程:将乙烯和乙醇以适当的摩尔比加入反应容器中,并向其中加入适量的碱性催化剂。
加热反应混合物,通常在120-150摄氏度下进行反应。
反应方程式如下:
C2H4 + CH3CH2OH →CH3CH2OCH2CH3
5. 提取和纯化:反应结束后,通过蒸馏或其他分离技术将乙烯醚从反应混合物中提取出来,并对其进行纯化。
需要注意的是,乙烯醚是易燃易爆物质,操作时需采取相应的安全防护措施。
此
外,乙烯醚往往会与空气中的氧气形成爆炸性混合物,在储存和运输过程中要注意避免其接触到明火或高温的环境。
二甲醚化学位移二甲醚是一种有机化合物,其化学式为CH3OCH3。
它是一种无色、易挥发的液体,具有特殊的气味。
二甲醚在化学领域具有许多重要的应用,例如作为溶剂、反应中间体以及燃料添加剂等。
本文将对二甲醚的性质、制备方法和应用进行详细介绍。
一、性质1. 物理性质:二甲醚是一种无色透明的液体,具有低粘度和低表面张力。
其沸点为39.6°C,密度为0.792 g/cm³。
二甲醚具有良好的挥发性,易于蒸发。
2. 化学性质:二甲醚在常温下相对稳定,但在高温、阳光或与氧气接触下容易发生爆炸。
它可以与氧气形成爆炸性混合物。
此外,二甲醚还能与一些氧化剂如浓硝酸发生剧烈反应。
二、制备方法1. 间甲醇法:该方法是最常用的二甲醚制备方法之一。
首先将甲醇与催化剂反应生成甲醇水合物,然后通过脱水反应将甲醇水合物转化为二甲醚。
这种方法具有简单、高效、成本低廉的优点。
2. 甲醇/甲醚混合物法:该方法是另一种常用的制备二甲醚的方法。
首先将甲醇与甲醚按一定比例混合,然后通过加热蒸馏的方式分离得到二甲醚。
这种方法可以充分利用甲醇和甲醚之间的互溶性,提高产品的纯度。
三、应用领域1. 溶剂:由于二甲醚的良好溶解性和挥发性,它常被用作溶剂。
在化学实验室中,二甲醚常被用来溶解不溶于水的有机物,促进反应的进行。
此外,二甲醚还可用作某些工业生产中的溶剂,如涂料、油墨和胶水等。
2. 反应中间体:二甲醚是一种常用的反应中间体。
它可以参与酯化、烷基化和氧化反应等。
通过在反应中作为溶剂或催化剂的角色,二甲醚可以促进反应的进行,提高反应的效率。
3. 燃料添加剂:由于二甲醚具有良好的可燃性和低毒性,它常被用作燃料添加剂。
将二甲醚添加到汽油中可以提高汽油的辛烷值和燃烧效率,减少尾气排放。
因此,二甲醚被广泛应用于汽车工业和航空航天领域。
4. 麻醉剂:二甲醚在医学领域有一定的应用,可以用作麻醉剂。
然而,由于其易燃和爆炸的性质,目前已有更安全的麻醉剂替代了二甲醚。
乙二醇二甲醚制备方法
乙二醇二甲醚(也称为DIMETHYL ETHER)是一种有机化合物,其制备方法可以通过以下步骤进行:
首先,需要准备乙二醇(也称为ethylene glycol)和甲醇(也称为methanol)作为起始原料。
乙二醇可以通过乙烯气体与水反应得到,而甲醇可以通过甲烷气体与水反应得到。
然后,将乙二醇和甲醇按照一定的摩尔比(通常为1:2)混合在一起,形成一个反应混合物。
接下来,将反应混合物加热至适当的温度(通常为200-300摄氏度)下进行脱水反应。
在脱水反应中,乙二醇和甲醇中的部分水分子会被去除,从而生成乙二醇二甲醚。
脱水反应可以通过多种方式进行,常见的方法是采用催化剂。
例如,可以使用酸性催化剂(如硫酸)或碱性催化剂(如氢氧化钠)来促进反应的进行。
这些催化剂可以提高反应速度和产率。
在反应完成后,乙二醇二甲醚可以通过蒸馏和纯化步骤得到纯净的产物。
蒸馏是将反应混合物加热至不同沸点的组分分离的过程,从而得
到目标产物。
总结来说,乙二醇二甲醚的制备方法包括将乙二醇和甲醇混合后,在适当的温度下进行脱水反应,并通过蒸馏和纯化步骤得到纯净的乙二醇二甲醚产物。
二甲醚的生产方法有多种,工业装置以甲醇法为主。
甲醇法分为气相催化脱水法和液相催化脱水法。
其代表分别为西南院和山东久泰。
合成气一步法直接合成二甲醚的生产技术尚不完善。
最近有两套10万吨/年二甲醚装置刚刚投产,分别是湖北天茂和河北中捷石化,设计单位分别是西南院和东华工程公司(大连化物所技术),都是甲醇气相法。
总体来讲,甲醇气相脱水法是用的比较广的一项技术。
二甲醚的生产方法主要有硫酸法、甲醇气相催化脱水法、合成气一步法直接合成二甲醚法。
硫酸法虽然反应条件温和,甲醇单程转化率高(>85%),可间歇或连续生产,但设备腐蚀严重,残液及废水对环境污染严重,操作条件苛刻,产品难以脱除微量杂质,有异味,产品质量差,属淘汰工艺;而以合成气(H2+CO)直接法合成二甲醚的生产技术目前尚不成熟。
二甲醚国内外现有大型工业生产装置主要采用成熟的甲醇气相催化脱水法。
表4-6 二甲醚生产工艺技术比较对比项目甲醇气相催化脱水法合成气一步成法甲醇液相催化脱水法备注[wiki]催化剂[/wiki] 固体酸催化剂(γ-Al2O3) 多功能催化剂以硫酸为主的复合催化剂(含磷酸)原料精甲醇、粗甲醇富CO的合成气,理想合成气组份H2/CO=1 精甲醇气相法以粗甲醇为原料,成本大幅降低技术成熟程度成熟技术有待完善成熟流程长短流程略长,二甲醚的分离和精馏简单流程略短,二甲醚的分离和精馏较复杂流程长甲醇单程转化率 78~88% 88~95%反应温度,℃ 230~360 250~300 160~200反应压力,MPa 0.1~0.5 2.5~6.0 0.04~0.15反应系统材质碳钢或普通不锈钢石墨等耐酸腐蚀材料甲醇消耗 1.40~1.43/tDME 1.41~1.45/tDME电力消耗≤10kw.h≥100kw.h液相法电耗太高水蒸汽消耗 1.45t/tDME 1.44 t/tDME投资比较低,投资系数100%(基准) 软件费及专利设备费高,总体投资较高/105%(按现有资料估算)高,投资系数/30~300% 液相投资高产品质量≥99.9 ~99 ~99工程放大简单,反应系统单系列在缺乏足够试验数据情况下,建设大规模装置,工程风险很大难度大,反应器需多套并联毒性除甲醇外无其他有毒介质甲醇、一氧化碳等磷酸、磷酸盐毒性大、中间产物硫酸氢甲酯为极度危害介质废酸处理无废酸处理问题无废酸处理问题需处理硫酸、磷酸等废酸环境保护无“三废”有废水处理投资、能耗高现在生产DME的技术方法主要有二类:一类是由甲醇脱水制取,通常称为二步法技术(也有称甲醇法)。
二步法制DME又分液相法(甲醇在浓硫酸或液体复合酸脱水剂中液相脱水)、气相法(甲醇蒸气通过催化剂床层脱水)二种。
另一类是由合成气合成甲醇和甲醇脱水二个反应组合在一个反应器内完成而制取,通常称为一步法技术(也称为合成气法)。
一步法制DME又分为气固相法(也称气相法)和气液固三相床法(也称液相法或浆态床法)。
我国一步法技术主要研究单位有:大连物化所,山西煤化所,浙江大学,华东理工大学,清华大学等。
二步法技术主要研究单位有:西南化工研究院,山西煤化所,上海石化研究院,浙江工业大学等。
以上各位讲的很好,现在生产DME的技术方法确实主要有二类:一类是由甲醇脱水制取,通常称为二步法技术(也有称甲醇法)。
二步法制DME又分液相法(甲醇在浓硫酸或液体复合酸脱水剂中液相脱水)、气相法(甲醇蒸气通过催化剂床层脱水)二种。
另一类是由合成气合成甲醇和甲醇脱水二个反应组合在一个反应器内完成而制取,通常称为一步法技术(也称为合成气法)。
一步法制DME又分为气固相法(也称气相法)和气液固三相床法(也称液相法或浆态床法)。
我国一步法技术主要研究单位有:大连物化所,山西煤化所,浙江大学,华东理工大学,清华大学等。
二步法技术主要研究单位有:西南化工研究院,山西煤化所,上海石化研究院,浙江工业大学等。
但我认为二步气相法技术(甲醇蒸气通过催化剂床层脱水)这种技术最成熟可靠;一步法催化剂不能过关,一步法是未来世界的二甲醚工艺主攻方向工业上制取二甲醚的生产方法主要有以下四种:(1)甲醇脱水法;(2)在生产甲醇时作为副产物经分离,精制而得到;(3)合成气直接合成二甲醚(发展方向,目前正进行工业装置的中试阶段);(4)甲酸甲酯催化分解。
现阶段大多数工业生产都采用甲醇脱水法,该法有如下技术路线:A、以浓硫酸脱水反应B、添加磷酸铝高温反应C、催化反应在以上三种技术中,浓硫酸脱水反应的方法,设备腐蚀严重,操作条件差;磷酸铝高温反应的方法,甲醇转化率及二甲醚的选择性均较低。
而改性固体酸催化的方法,虽然温度和压力条件要求较低,生产控制比较容易,便于连续化工业生产,但甲醇蒸汽与固体催化剂表面接触面积有限,存在转化率低,二甲醚气体与反应气不易分离等缺点。
针对以上情况,阳离子型液体催化反应法是近几年成功开发的一项专利技术,它采用“液-液-气”工艺路线,甲醇分子与催化剂分子接触充分,因而转化率高,二甲醚气体极易脱离液相。
而且投资少,能耗低,收率高、成本低,且具较强的市场竞争力。
现有技术是采用“气-固-气”工艺路线,甲醇气体与固体催化表面接触有限,因而转化率低,而且二甲醚气体与反应气(合成气)不易分离,而液-液-气工艺路线,甲醇分子与催化剂分子接触充分,因而转化率高,而且二甲醚气体极易脱离液相,因而易于分离提纯。
发改委关于《加强煤[wiki]化工[/wiki]项目建设管理,促进产业健康发展的通知》指出,支持有条件的地区采用先进煤气化技术和二步法DME合成技术,建设大型甲醇和DME生产基地。
发改委二甲醚产业发展座谈会达成共识,认为DME是具有较好发展前景的替代能源产品,是适合于我国能源结构的替代燃料。
DME替代[wiki]石油[/wiki]主要体现在两个方面,一是在液化石油气(LPG)中掺烧,二是替代柴油。
DME具有与LPG相似的物理性能,如果掺烧比例在25[wiki]%[/wiki]以下,原有的LPG[wiki]设备[/wiki]无需改造,因此是现实可行的。
按照2005年我国LPG2154万吨的表观消费量算的话,25%约为700多万吨。
DME在汽车上的应用虽尚处于起步阶段,但却是最值得期待之处。
大规模推广DME替代柴油面临着发动机的改造的问题,但在政府引导下DME代替柴油会渐进发展。
日前上海市已决定在世博会期间推出一定数量的燃烧乙醇的公交车,预计3至5年后,DME替代柴油将首先在部分大中城市公交系统上应用。
从经济性的角度考虑,根据热值相等的条件下可计算不同的原油价格对应的二甲醚生产的保本成本,结果表明,在目前60[wiki]美元[/wiki]/桶的原油价格下,用于生产二甲醚的原料煤成本只须控制在450元/吨即可盈利。
若考虑新型的煤气化技术,即使国际油价跌至40美元,二甲醚对LPG和柴油的替代在经济上也是完全可行的。
国内二甲醚的消费除了作为气雾剂和化工等方面的需求外,二甲醚作为代用燃料方面的消费主要取决于二甲醚的供应,如果二甲醚的价格能与柴油或LPT相竞争,那么二甲醚作为燃料消费的增长速度会很快,潜在市场规模很大。
DME最适合公共交通使用,而公交公司在经济上无利益的前提下,是不会感兴趣采用新燃料的,至于清洁卫生、噪音小、柴油紧张等因素,作为基层企业是不太关心的,所以只有在经济上予以支持,在税收、车辆购置费等方面予以优惠,才有可能推广。
二甲醚的前景的确令人振奋。
但是相对较低的技术和投资门槛会易引起国内市场的饱和,再加上二甲醚的消费潜力是否能在不久的将来能变成现实,不仅是技术的原因。
再加上任何一个新兴产业一样,二甲醚的热潮之后,亦隐藏着风险。
目前二甲醚项目进展,到2010年,我国的二甲醚产量将至少猛增至400万吨。
随之而来的问题是:消费市场在哪里?有几点可能会制约二甲醚消费增长:1)二甲醚作为汽车燃油是否能长期经济、环保,真正成熟的二甲醚的汽车燃油市场能够到来?2)民用燃气市场推广是目前二甲醚主要的消费渠道,是否能持续增长,除了国家能源战略层面上的问题,还存在市场竞争的问题。
再说其它替代能源计划的发展也会给它带来不确定的因素。
二甲醚的未来要取决于以下多个方面的因素(1)市场因素。
未来二甲醚替代LPG和柴油的份额究竟能落实的有多少?(2)技术因素。
大规模成本低廉的二甲醚生产技术何时能够普及应用并推广?(3)成本因素。
取决于甲醇的生产成本甚至进一步是[wiki]煤炭[/wiki]资源的成本问题?(4)自身性质及客户认同问题。
二甲醚自身性质的差异导致其作为LPG替代品得到大家的认同需要一定的时间。
(5)关联品的未来价格问题。
二甲醚定位主要是一种替代能源。
若未来有更经济、更便捷的资源、能源能够得以利用则也是一个不小的风险我国天然气资源量为54.54万亿立方米,最终可采储量为14万亿立方米;我国煤炭探明储量1145亿吨,位居世界第三位。
以天然气和煤为原料生产洁净二甲醚(DME)燃料,作为石油资源的补充,对我国具有重要的战略意义,同时也具有广阔的市场前景。
截至2006年,全世界二甲醚总生产能力已超过60万吨,年产量在50万吨以上。
作为国内煤化工产业发展龙头产品之一的煤制二甲醚,近年来投资呈井喷之势。
2002年,全国二甲醚总产能仅3.18万吨,产量约2万吨;到2006年,产能超过48万吨,产量达32万吨,年均增长率分别达到97%和96%。
目前,国外大型工业化二甲醚装置的建设计划正在实施,投资商以日本公司居多。
日本东洋工程公司已完成单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性论证,以中东低价天然气为原料,采用二步法工艺,二甲醚的生产成本为90-100美元/吨,作为清洁燃料在生产成本方面可与液化石油气(LPG)相竞争。
该项目总投资约6.6亿美元,可望于2007年底至2008年初建成投产。
日本财团(三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事各持股25%)成立的合资公司将在澳大利亚建设二甲醚装置,计划年产二甲醚180万吨,将于2007年底投产,产品将销往日本和东南亚市场。
日本NKK公司与其他几家公司联合,拟将不同烃类原料包括煤气和天然气等通过合成气一步法直接生产二甲醚的工艺推向工业化,规划的生产规模为年产二甲醚80万-150万吨。
此外,BP公司、印度天然气管理局、印度石油公司合作投资6亿美元建设了商业规模的二甲醚生产厂,采用托普索公司二甲醚合成技术,年消耗24亿立方米天然气生产180万吨二甲醚,以替代石脑油、柴油和LPG。
该生产厂已于2006年投产。
纵观世界,目前中国和日本无论在二甲醚工艺开发和规模化装置建设方面,均走在世界前列。
在原料方面日本主要利用中东廉价的天然气资源,中国则主要利用国内较丰富的煤炭资源,此外也包括部分天然气资源。
目前我国已经具备建设百万吨级两步法工艺二甲醚装置的能力。