二甲醚
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二甲醚理化性质及用途
二甲醚(化学式:CH3OCH3),又称甲基甲醚,是一种无色透明液体,具有特殊的理化性质和广泛的应用。
以下将详细介绍二甲醚的理化性质和
用途。
1.理化性质:
(2)化学性质:二甲醚具有较高的化学稳定性。
它不易被氧化,不
与强酸、碱反应,也不与金属发生反应。
在高温和光照下可能发生自由基
反应,并释放出有毒的甲基自由基。
2.用途:
(1)工业用途:由于二甲醚具有较低的沸点和易燃的特性,它可以
作为溶剂和萃取剂用于化工领域。
二甲醚广泛应用于有机合成、涂料、塑料、橡胶、油漆、胶水等行业,作为溶剂用于溶解颜料、树脂等物质。
(2)医药用途:在医药领域,二甲醚被广泛应用于麻醉手术。
由于
其具有较好的麻醉效果和快速的代谢速度,能够迅速脱离体内,减少麻醉
后的不适感,被用作常见的全麻和部分麻醉药物。
此外,二甲醚还可以用
于制备一些药物的中间体和原料药。
(3)燃料用途:由于二甲醚燃烧时几乎不产生污染物和二氧化碳,
而且可以与空气形成易燃气体,使得它成为一种可能的可再生清洁燃料。
由于较低的沸点和易挥发性,二甲醚可用作汽车引擎的喷射燃料,用以替
代传统的石油燃料。
(4)实验室用途:二甲醚是实验室中常见的溶剂之一,用于溶解无
水溶液,洗涤和提取物质。
它也被用于制备和修饰金属表面的镀膜。
总结起来,二甲醚作为一种重要的有机溶剂和萃取剂,在工业、医药、燃料和实验室等领域有着广泛的应用。
然而,由于其易燃、挥发性高和对
人体呼吸系统的刺激性,使用时需要注意安全,合理使用该物质。
新燃料——二甲醚(DME)一、引言二甲醚(DME)是一种新型的燃料,被广泛认为是未来的替代能源。
它由甲醇通过催化剂转化而来,具有高能量密度、低排放和可再生等优点。
随着全球能源危机的逐渐加剧,对于寻找替代传统化石燃料的燃料源的需求日益迫切。
二甲醚作为一种可持续发展的替代能源,在环保和经济效益方面具有巨大潜力。
本文将对二甲醚的特性、生产工艺及应用领域进行详细介绍。
二、二甲醚的特性1. 高能量密度二甲醚的能量密度较高,与传统燃料相当。
它的单位体积能输出更多的能量,使其在燃料领域具有广泛的应用前景。
2. 低排放与传统燃料相比,二甲醚的低排放是其最大的优势之一。
燃烧二甲醚产生的废气几乎不含硫、苯等有害物质,大大减少了对环境的污染。
3. 可再生二甲醚是一种可再生能源,它能够通过再生甲醇和二氧化碳等原料进行生产。
与化石燃料相比,二甲醚的生产对环境的影响更小,有助于减少温室气体的排放。
三、二甲醚的生产工艺二甲醚的生产通常需要经过以下几个步骤:1. 甲醇合成甲醇合成是二甲醚生产的关键步骤之一。
通常使用合成气(一氧化碳和氢气的混合物)通过催化剂的作用,在适当的温度和压力条件下进行反应,生成甲醇。
2. 甲醇脱水甲醇脱水是将甲醇转化为二甲醚的重要步骤。
一般采用固体酸催化剂,在适当的温度和压力条件下进行反应,甲醇分子之间的水分子被去除,生成二甲醚。
3. 产品净化二甲醚生产后,还需要进行净化处理。
主要包括蒸馏、过滤和吸附等步骤,以去除其中的杂质和不纯物质,提高产品的纯度和质量。
四、二甲醚的应用领域1. 汽车燃料二甲醚作为一种可替代传统燃料的燃料源,已经在某些国家和地区开始用于汽车燃料。
相比传统汽油和柴油,使用二甲醚作为燃料可以减少尾气排放,降低空气污染。
2. 工业燃料二甲醚还可以作为工业燃料使用。
由于其高能量密度和低排放特性,二甲醚在一些工业领域,如焊接、热处理等方面有着广泛的应用。
3. 化工原料二甲醚可以作为化工原料,用于生产一些化学产品,如气体、液体和固体化学品等。
二甲醚的化学式
二甲醚,学名硝基甲烷,分子式C2H6O,是一种常见的化学物质,也是最常
用的溶剂之一。
它是一种有机硝酸盐,是由一个羟基,一个氢原子和一个氧原子组成的分子。
二甲醚的熔点只有-24℃,沸点为34.6℃,具有良好的溶剂性,可溶解
烃类,醇,酸,碱及类似物质。
二甲醚具有许多有用的化学性质,它也是许多临床实验室常用的溶剂。
它被广泛用于化学反应,降低反应温度和抑制反应,有助于去除含水物质,抑制各种有
机物质的氧化,它具有弱氧化性和良好的化学稳定性。
除溶剂用外,还与醇类和有机化合物结合,可以形成调和溶液,可以提高润湿性,减少有机化合物的排放。
此外,二甲醚具有多种应用,包括油田化学品,清洁剂,颜料和染料,农药,药物,香精,缝纫机里润滑油,手工工具,成型用塑料,化妆品,光谱调节润滑剂,彩色发胶,固体润滑剂和胶粘剂等。
此外,二甲醚在制药工业中也得到了广泛应用,用作溶剂,抑制剂,表面活性剂,发泡剂,稀释剂和聚合剂,可以保护固体血液细胞,维持囊泡液的清洁以及提高药物质量。
二甲醚也具有许多不利的作用,它易与氧形成空气污染物二氧化硫,具有潜在的致癌潜力,其放射物也可能对健康有害。
目前,为减少二甲醚对环境和健康的危害,国家对使用二甲醚进行了管理,严格控制这种化学物质的排放,且将禁止用以制造某些产品以及其他应用。
总之,二甲醚在化学工业领域广泛应用,具有重要作用,但也存在一些有害的环境影响,必须加以重视和控制,以保证其正确使用。
二甲醚知识二甲醚的性质1、二甲醚又称甲醚,简称DME。
其英文名称为dimethyl ether,分子式为CH3-O-CH3,相对蒸气密度(空气为1)1.62,爆炸范围:3.4—27.0%(V/V),引燃温度:350℃,二甲醚易溶于水,醇和乙醚中。
二甲醚具有惰性、无腐蚀性、无致癌性、几乎无毒。
二甲醚在空气中长期曝露不会形成过氧化物。
在常压下是一种无色气体,有醚类特有气味。
二甲醚作为氟里昂的替代物,在气雾剂和制冷剂行业的使用量迅速增加。
二甲醚含氧原子,热效率高、燃烧完全,尾气洁净无黑烟,是环保燃料。
随着石油连年涨价和车用、民用燃料环保问题的提出,二甲醚作为洁净环保燃料,日益引起各界关注。
不久的将来,二甲醚可能成为一种重要的燃料。
石油制品连年涨价,而煤基二甲醚成本低。
二甲醚将全面替代液化石油气,部分替代柴油。
2、二甲醚的燃料特性:(1)二甲醚是环境友好的非污染物,溶于水,可降解。
二甲醚分子溶于水,在大气对流层可降解溶于水:雨雪可将二甲醚从大气中吸收下来,不会一直留存在大气层。
降解:在大气中大分子变小分子、长碳链变短碳链,最终分解为二氧化碳和水。
(2)二甲醚燃烧效率高,需氧量少。
二甲醚分子中含有氧原子,燃烧需要的空气量少:CH3OCH3+3O2=3H20+2CO2,每kg二甲醚燃烧需氧量1.46Nm3液化气:C3H8+5O2=4H20+3CO2,每kg液化气燃烧需氧量2.55Nm3(3)二甲醚是洁净燃料—洁净、无黑烟。
二甲醚燃料中成分简单,且含有氧原子,空气混合要求低,燃烧完全,洁净无黑烟。
(4)二甲醚掺烧经济效益最明显—掺烧替代比1:1。
与液化气掺烧时,比例不超过25%时,与液化气的替代比为1:1。
原因:需氧量少、热效率高,燃烧完全单独做燃料时,与液化气的替代比约为1.3:1。
(5)目前二甲醚掺烧更合理—燃烧器选择。
与液化气掺烧时,如二甲醚比例不超过25%,可沿用液化气燃烧器;单独做燃料时,可用天然气燃烧器;最好使用专用燃烧器。
《甲醇的衍生物》谢克昌、李忠编摘录:二甲醚(dimethyl ether,DME)简称甲醚,是最简单的脂肪醚,重要的甲醇下游产品。
二甲醚是一种用途广泛的产品。
主要作为冷冻剂、溶剂、萃取剂、气雾剂的抛射剂和燃料等。
二甲醚是一种重要的精细化工产品,用途十分广泛,除前述的主要用途之外,此外还可用作杀虫剂、喷漆、涂模、抛光剂、防锈剂、烷基化试剂以及用作聚合物的催化剂和稳定剂等。
二甲醚作为燃料、氯氟烃的替代品以及化工原料等有很大的潜力。
(1)氯氟烃的替代品二甲醚作为氯氟烃的替代物在气雾剂制品中显示出其良好性能,如不污染环境,与各种树脂和溶剂有良好的相溶性,毒性很微弱,可用水或氟制剂作阻燃剂等。
一般气雾剂用二甲醚纯度要求为99.9%,杂质水分小于500mg/L,甲醇成分小于200mg/L。
二甲醚还具有喷雾产品不易受潮的特点,加之生产成本低、建设投资少、制造技术不太复杂,被认为是新一代理想气雾剂用推进剂。
而且二甲醚对金属无腐蚀、易液化,特别是水溶性和醇溶性较好,作为气雾剂具有双重功能,即推进剂和溶剂。
二甲醚在常温下是一种无色气体,具有轻微的醚香味。
无腐蚀性,无毒,在空气中长期暴露不会形成过氧化物,燃烧时火焰略带光亮。
气相甲醇脱水法的基本原理是将甲醇蒸汽通过固体催化剂,发生非均相反应脱水生成二甲醚。
它是一种操作简便、可连续生产的工艺方法,其关键是催化剂的研制。
甲醇脱水催化剂有沸石、氧化铝、二氧化硅/氧化铝、阳离子交换树脂等。
催化剂的基本特征是呈酸性。
对主反应选择性高,副反应少,并具有避免二甲醚深度脱水生成烯烃或析碳。
甲醇脱水生成二甲醚是放热反应。
若不及时移去反应热,将导致反应区域温度急剧升高,加剧副反应发生。
该工艺采管式固定床反应器,管内装填粒状固体催化剂,空速为0.8~1.0h-1,管间充满强制循环流动的载热油以移走反应热。
该工艺选择初期反应温度280℃左右,转化率即可达60~70%。
通过逐步提高到330℃左右,甲醇转化率仍能保持60~70%,二甲醚选择性可达99%以上,实验表明,维持较低反应温度,还有利于延长催化剂的寿命,考虑到以后二甲醚的精馏分离等因素,该工艺选择的反应压力为0.8Mpa。
二甲醚又称甲醚,简称DME,在常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。
相对密度(20℃)0.666,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5MPa,与石油液化气(LPG)相似。
溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。
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,不易自动氧化,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。
二甲醚是醚的同系物,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;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
二甲醚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,使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。
如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。
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。
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。
由统计确认的矿物燃料埋藏量的可开采年份是:(至1997年,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。
在二甲醚大量生产时主要考虑用煤作燃料。
由于石油资源短缺、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强,二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视,成为近年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。
二甲醚理化性质及用途二甲醚(CH3OCH3),是一种无色、易挥发的液体,具有甜味,是醚类化合物中最简单的一种。
下面将详细介绍二甲醚的理化性质及其常见的用途。
1.理化性质:1.1.外观:二甲醚是一种无色透明液体,具有特殊的气味,类似于乙醚。
1.2.熔点和沸点:二甲醚的熔点为-138.6°C,沸点为-23°C。
1.3. 密度:二甲醚的密度为0.79 g/cm³。
1.4.溶解性:二甲醚在水中的溶解度较低,可溶于乙醇、醚、苯等有机溶剂。
1.5.燃烧性:二甲醚是易燃液体,其燃烧产生的火焰呈蓝色,剧烈燃烧时容易爆炸。
1.6.化学性质:二甲醚的化学属性较为稳定,不与空气中的氧气发生反应,但可以被氧化剂如酸性高锰酸钾氧化。
2.用途:2.1.麻醉剂:二甲醚可以作为麻醉剂使用,其麻醉作用较强,使人体迅速陷入无痛无感的状态。
然而,由于其易燃性和低爆炸限制浓度,二甲醚已很少被用作麻醉剂,而被更安全的醚类和氟化碳类替代。
2.2.燃料组分:二甲醚是一种优良的燃料组分,可以与汽油混合使用,以提高汽油的辛烷值,增加燃烧效率。
目前,二甲醚作为清洁能源的替代品,被广泛应用于汽油和柴油发动机中,以减少有害废气的排放,并改善空气质量。
2.3.化工原料:二甲醚是许多化工合成的重要原料。
它可作为溶剂、反应介质以及一些有机合成的催化剂。
例如,二甲醚可用于制备酯类、醚类化合物、胺类化合物等,广泛应用于有机合成工业中。
2.4.医药领域:二甲醚也被用作一些药物的溶剂或质量控制试剂,同时也有一些药物是以二甲醚为主要成分制成的。
例如,一些药物的口服液、喷雾剂等制剂中含有二甲醚。
2.5.实验室用途:二甲醚是常见的实验室溶剂之一,可用于溶解或洗涤溶解性高分子化合物,在有机合成实验中常用作反应溶剂。
此外,二甲醚还可以用作提取剂、浸渍剂等。
总结:二甲醚具有许多重要的理化性质和广泛的应用领域。
它是一种无色、易挥发的液体,在麻醉剂、燃料组分、化工原料、医药领域和实验室等方面都有着重要的用途。
二甲醚化学式二甲醚,又称甲氧基甲烷,化学式为 CH3OCH3,是一种无色、无味的无机化合物。
它的分子结构中,一个甲基基团(CH3)与一个甲氧基团(OCH3)通过单键连接在一起。
这个分子中,氧原子和两个碳原子的键长是相同的,都是 1.42 Å。
二甲醚的分子质量为30.07 g/mol,密度为0.66 g/cm³。
二甲醚作为一种常见的工业用品,在化学工业中有着广泛的应用。
它通常用于有机合成反应中的溶剂(例如裂解矿物油,合成醋酸丙酮和三氯乙酸等),或者作为提取剂/萃取剂(例如提取脂肪、蛋白质、橡胶等)。
二甲醚的制备方法主要分为合成气法、蒸汽重整法和喷氨法。
1. 合成气法合成气法是二甲醚的主要生产方法之一。
该方法首先需要将煤/天然气等碳基原料与蒸汽混合生成合成气。
然后,在催化剂霍拉ND-100的作用下,将合成气中的一部分二氧化碳还原为一氧化碳,然后将还原后的一氧化碳与甲醇混合,通过催化剂ZnO/Al2O3/Mn等的作用下反应生成二甲醚。
化学反应方程式为:2 CH3OH + CO → CH3OCH3 + H2O2. 蒸汽重整法蒸汽重整法也是制备二甲醚的一种方法。
该方法首先需要将甲烷、一氧化碳、氢气和水蒸气混合,然后通过高温高压条件下的蒸汽重整反应,将混合气体中的甲烷和一氧化碳转化为一氧化碳和氢气的混合物。
然后,在合适的催化剂(如催化剂H-ZSM-55)的存在下,将甲醇与一氧化碳和氢气混合反应生成二甲醚。
化学反应方程式为:CH4 + H2O + CO → 3H2 + CO2CO + 2H2 → CH3OH2CH3OH + CO → CH3OCH3 + H2O3. 喷氨法喷氨法是制备二甲醚的工业化方法之一。
该方法使用铜、铜镍及其合金等催化剂,将甲醇和氨混合喷入催化剂层中反应,生成二甲醚。
利用喷氨法制备二甲醚可以不用先制备一氧化碳或者二氧化碳等物质,直接利用甲醇和氨的反应生成产品,加工流程简单。
二甲醚1. 二甲醚的性质与用途二甲醚(DME)是一种无色气体,具有轻微的醚香味,室温下的蒸气压力约为0.5 MPa,它与液化石油气的物理性质很相似。
二甲醚具有惰性、无腐蚀性、无致癌性、几乎无毒。
与二乙醚不同,二甲醚在空气中长期曝露不会形成过氧化物。
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,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。
此外,二甲醚还可用做化工原料,主要用于制造喷雾油漆、杀虫剂、空气清香剂、发胶、防锈剂和润滑剂等。
2.国内外二甲醚研发进展二甲醚的生产方法最早是由高压甲醇生产中的副产品精馏后制得,随着低压合成甲醇技术的广泛应用,副反应大大减少,二甲醚的工业生产技术很快发展到甲醇脱水或合成气直接合成工艺。
甲醇脱水法包括液相甲醇法和气相甲醇法,前者的反应在液相中进行,甲醇经浓硫酸脱水而制得,但因该法存在装置规模小、设备易腐蚀、环境污染、操作条件恶劣等问题,逐步被淘汰。
近年来,二甲醚的需求量增长较大,各国又相继开发投资省、操作条件好、无污染的新工艺,主要包括二步法和一步法。
二步法先由合成气制取甲醇,然后将甲醇在催化剂下脱水制取二甲醚。
以前主要采用硫酸作催化剂,现在大多采用由γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作催化剂,性能优良,选择性好,故能制备出高纯的二甲醚,还能避免污染。
一步法由合成气直接制取二甲醚,包括合成气进入反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应和水-煤气变换反应,产物为甲醇与二甲醚的混合物,混合物经蒸馏分离得二甲醚,未反应的甲醇返回反应器。
一步法多采用双功能催化剂,一般由两类催化剂混合而成,其中一类为合成甲醇催化剂,另一类为甲醇脱水催化剂。
合成甲醇催化剂包括Cu-Zn-Al(O)基催化剂,如BASF、S3-85和I-CI-512等。
二甲醚(甲醚)甲醚为易燃气体。
与空气混合能形成爆炸性混合物。
接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。
接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。
气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。
若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
1基本信息编辑二甲醚别名:甲醚三维结构英文名称:methyl ether;dimethyl ether;DMECAS编号:115-10-6EINECS号:204-065-8分子式:CH3OCH3结构式:CH3—O—CH3二甲醚又称甲醚,简称DME。
二甲醚在常温常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。
相对密度(20℃)0.666,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5MPa,与石油液化气(LPG)相似。
溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。
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,不易自动氧化,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。
二甲醚是醚的同系物,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;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
二甲醚作为一种基本化工原料,由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。
如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。
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。
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。
二甲醚(DME)俗称为甲醚(CH3OCH3),是最简单的脂肪醚,也是重要的甲醇下游产品。
二甲醚作为一种清洁化学品在制药、燃料、农药、化学品的合成方面有许多独特的用途,是重要的化工原料,可以用作气雾剂的抛射剂、制冷剂、发泡剂;高浓度的二甲醚可用做麻醉剂;还可替代LPG及柴油成为新型燃料。
二甲醚目前的主要用途是作为气雾剂的抛射剂。
国外许多国家正在开发二甲醚代替氟氯烃作制冷剂和发泡剂;开发利用二甲醚作为聚乙烯、聚氨基甲酸乙酯、热塑性聚酯泡沫的发泡剂。
二甲醚与甲醇按一定比例的混合物是一种理想的液体燃料,可作为城市煤气和液化气的代用品。
二甲醚还可作为汽油添加剂来生产无铅汽油。
因此,对二甲醚生产方法及应用领域的研究,成为了国内外极为重视的开发课题。
二甲醚原料来源也十分广泛,可以由石油、天然气、煤和生物物质(如稻草,高梁秆及米糠等有机物质)制得。
在国外,东洋工程公司(TEC)继采用MRF-Z反应器设计,成功开发出10000t/d大型甲醇工艺之后,又围绕单独的甲醇生产和脱水工艺装置,提出大规模二甲醚工艺。
此外,托普索工艺属联合型,甲醇反应器和二甲醚反应器串联在同一合成回路中,采用的技术和工艺部件与甲醇工艺相似,都经过实践证明。
在国内,长期以来,我国二甲醚大部分依靠进口,中国对二甲醚的潜在需求量为240-300万t/a。
由于二甲醚的用途正在日益扩展,市场潜在容量较大,国内已有一些厂家投产二甲醚。
,生产规模较大的有广东中山精细化工实业公司,生产能力2500t/a;义乌市光阳化工公司,生产能力2500t/a。
安徽省蒙城县化肥厂建成了2500t/a高纯度二甲醚生产装置。
上海石油化工研究院建成800t/a装置,并在江苏昆山建成1000t/a二甲醚工业示范装置。
此外,武汉硫酸厂也建有二甲醚生产装置。
如今二甲醚制备方法主要有甲醇液相脱水法(硫酸法)、甲醇气相转化法和合成气一步法等等。
目前,合成气一步法制二甲醚的科研和工程化进展十分活跃。
二甲醚介绍二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有替代石油和天然气产品的潜力。
二甲醚的饱和蒸气压力低于液化石油气,储存运输更安全,并且燃烧性能好,热效率高,燃烧过程中无残渣、无黑烟,CO、NO排放量低。
它清洁、高效、具有优良的环保性能。
一、特性:二甲醚,又叫甲醚,英文名dimethyl ether,即DME,分子式C2H6O,结构式CH3-O-CH3。
二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。
相对密度(20℃)0.666,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5MPa,与石油液化气(LPG)相似。
溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。
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,不易自动氧化,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。
二甲醚是醚的同系物,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;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
由于二甲醚能从煤、煤层气、焦炉气、天然气、生物废弃物等多种资源中制取,多来源、多用途,作为一种新型清洁二次能源,二甲醚具有很大的发展潜力和市场前景。
二、生产工艺:目前国内外二甲醚生产方法主要有合成气一步法和甲醇法(两步法)。
甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。
合成气一步法的工业化技术尚未成熟,理由是: ①现有的技术未经装置检验; ②即使按现有技术,其生产成本也高于甲醇气相法。
一步法:合成气一步法以合成气(CO + H2 )为原料,合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成,同时伴随CO的变换反应。
其反应式如下:2CO+4H2 = 2CH3OH CO+H2O =CO2 +H22CH3OH =CH3OCH3 +H2O总反应: 3CO + 3H2 =H3COCH3 +CO2合成气一步法的主要特点在于反应的优势,合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成。
二甲醚分子式二甲醚分子式二甲醚是一种有机化合物,其分子式为C2H6O。
它是一种无色、易挥发的液体,具有较强的麻醉作用。
在医学和工业上广泛应用。
一、二甲醚的基本性质1. 物理性质二甲醚是一种无色、易挥发的液体,具有特殊的气味,密度为0.73 g/cm³,沸点为-23.8℃。
2. 化学性质二甲醚在空气中容易燃烧,并且能够与氧气形成爆炸性混合物。
它可以被氧化成为甲酸和乙酸等化合物。
此外,它还可以和水反应生成甲醇和乙醇。
二、二甲醚的制备方法1. 从天然气中提取通过高压蒸馏从天然气中提取出乙烷和丙烷,再将其加工成为丙烯和异丁烯。
最后通过催化剂作用将这两种化合物转化成为二甲基双叔丁基醇(DMC)。
2. 从甲苯中提取将甲苯加热至高温,使其分解成为甲烷和苯。
然后将甲烷和一定量的氧气反应得到甲醛,再通过催化剂作用将甲醛转化成为二甲醚。
三、二甲醚的应用领域1. 医学领域二甲醚是一种常见的麻醉药物,在外科手术和其他医学操作中广泛使用。
它可以通过吸入或注射等方式给予患者。
2. 工业领域二甲醚在工业上也有广泛的应用,主要是作为溶剂和反应介质。
它可以用于制造塑料、纤维、树脂等化合物。
3. 其他领域除了医学和工业领域之外,二甲醚还可以用于汽车油漆、清洗剂等方面。
四、二甲醚的安全性与危害性1. 安全性二甲醚具有较强的挥发性,易于在空气中扩散。
因此,在使用过程中需要注意通风,并避免长时间暴露在其浓度较高的环境中。
此外,二甲醚还具有一定的毒性,因此需要在专业人员指导下正确使用。
2. 危害性长时间暴露在高浓度的二甲醚环境中会引起头痛、头晕、恶心等不适症状。
同时,它还具有一定的致癌性和致畸性,因此需要注意避免接触。
二甲醚(英文名称Dimethyl ether,缩写DME)作为一种化工原料、气雾剂、制冷剂、代用燃料等,其用途非常广泛。
二甲醚燃烧特性与LPG相似,完全可替代LPG作为民用燃料,也可作为工业燃料。
二甲醚作为民用燃料在贮存、运输和使用方面比液化气更安全。
特别是近来愈演愈烈的石油危机,愈发促成清洁、有效的代用燃料产业的发展。
二甲醚作为燃料替代品,具有如下特点:①DME 可燃性好,本身是含氧燃料添加剂,其燃烧充分,燃烧热效率高,无碳析出,废气无毒;②DME 液化压力低于LPG,在室温下即可液化,可用LPG贮罐罐装,能确保运输安全,同时DME 和LPG一样,在常温下减压后就可以汽化,无须预热,随开随用,燃烧器不必作太大改动便可通用;③DME作为燃料比LPG更安全,其爆炸限比LPG高一倍,爆炸隐患大大减小;④由于DME本身含氧34.8%,所以其燃烧过程理论空气量远低于LPG,而混合气的理论热值和燃烧温度均高于LPG。
二甲醚生产主要有甲醇液相脱水法,甲醇气相脱水法和技术经济指标最好的合成气一步法合成二甲醚。
甲醇液相脱水法是加热的硫酸与甲醇的混合使甲醇脱水而生成二甲醚,其反应过程为甲醇在硫酸存在下通过生成硫酸氢甲酯,再生成二甲醚,其反应式如下:H2SO4 +CH3OH → CH3HSO4 +H2OCH3HSO4 +CH3OH → CH3OCH3 +H2SO4该法反应温度低,转化率较高,但由于硫酸对设备材质的腐蚀性大,残液与废水量大,残液处理方法不配套地,环境的污染严重。
甲醇气相法是将甲醇汽化后,甲醇以蒸气的形式通过分子筛或氧化铝固体酸催化剂,在催化剂的作用下使得甲醇脱水生成二甲醚。
国内外的大多数二甲醚厂使用该法。
其反应方程式如下:2CH3OH → CH3OCH3 +H2O合成气一步法合成二甲醚是将合成气通过既有合成甲醇功能又有脱水功能的双功能催化剂,在催化剂的协同作用下合成二甲醚。
其反应式如下:CO +2H2 →CH3OH2CH3OH → CH3OCH3 +H2O副反应:CO +H2O→ CO2 +H2。
原料甲醇的性质:甲醇另名甲基醇、木醇、木精、分子式:CH3OH,分子量32.04,有类似乙醇气味的无色透明、易燃易挥发的液体,比重:0.7915.熔点-97.80℃,沸点:64.7℃,20℃时蒸汽压96.3㎜㎏,表面张力为:0.0226N/m,粘度:0.5945厘斯,闪点(闭点)12.2℃(开口)16℃,自然点385℃,燃烧热:22688J/㎏,在空气中的爆炸极限为6.0-36.5%。
甲醇为有毒化工物品,有显著的麻醉作用,对神经影响很大,严重时可引起失明。
甲醇是最常用的有机溶剂之一,与水互溶且体积较小,能与甲醇、乙酸等多种有机溶剂互溶。
二甲醚性质:二甲醚简称甲醚,分子式:CH3OCH3。
分子量:46.07,常温下无色气体或压缩液体,类似氯仿臭味,密度(20℃)66㎏/m3,凝固点为:-141.5℃,沸点为:-24.9℃,表面张力为(-10℃)16mN/m,0℃时合体粘度为:82.5pa.S,蒸汽压为:(20℃)0.5MPa,闪点为:-41.4℃,着火点为:-27℃,自然点:350℃,燃烧热:31583J/KG,比热:2.24KG/KG.K,在空气中的爆炸极限为:3.45-26.7%(体积)(24℃)20℃时约0.49MPa下,二甲醚在水中的溶解度为:35.3%wt,水在二甲醚中的溶解度为:7%wt能溶于四氯化碳丙酮、氯仿、乙酸甲酯等。
二甲醚为弱麻醉剂,对呼吸道有轻微的刺激作用,长期接触使皮肤发红、水肿。
皮肤接触二甲醚易冻伤。
生产原理甲醇制二甲醚生产工艺过程可分为反应和分馏两大工序。
一、反应工序反应工序包括甲醇气化甲醇脱水反应和粗甲醚收集。
原料甲醇在气化塔内被气化成甲醇蒸汽,甲醇蒸汽浴反应器流出的高温气体进行热交换后升温到240-280℃进入脱水反应器。
甲醇在催化剂和一定温度条件下进行分子间的脱水反应,反应方程式为:主反应:2CH3OH=CH3OCH3+H2O(1)副反应:CH3OCH3=C2H4+H2O(2)CH3OH=CO+2H2(3)CH3OCH3=CH4+H2+CO(4)CO+H2O=CO2+H2(5)甲醇单程转化率大于75%,二甲醚的选择性大于98%。
由于反应为强放热反应,放热是反映其自身温度和催化剂床层温度升高,为控制催化剂床层反应温度,采用在反应器中不部喷淋冷激甲醇气,即用反应热气流中喷入低温的甲醇蒸汽和方法来调节,使反映在一定温度范围内进行。
反应流程设置换热网络充分考虑了对反应热的回收利用。
在操作条件下,甲醇未完全转化,又伴有副反应发生,反应器出口的粗反应物中除二甲醚、甲醇、水外,还有少量的不宁性气体(即CH4、CO、H2、C2H4等)。
不凝气体经换热降温、用精馏釜液在洗涤塔中洗涤后,回收其中的甲醇后,送出系统。
精馏工序二甲醚、甲醇、水的分离可以利用物质之间相挥发度的差异进行,三种物质沸点差异较大且无共沸物存在,本装置工艺采用精馏精制的方法获得二甲醚产品的。
粗产品在精馏塔中精馏,塔顶得到二甲醚产品,塔釜含甲醇和少量的二甲醚的废水送入汽化塔进行提镏,塔顶汽化甲醇进入反应系统参与反应,塔釜含微量的甲醇废水送至闪蒸汽提塔,回收甲醇从塔顶采出返回至甲醇中间罐,釜液经降温送至界外。
为确保排出的废水符合国家环保标准并充分利用系统热量,本装置工艺特设闪蒸汽提塔回收废水中的微量甲醇。
排出废水可作为系统循环水的补充水源。
工艺流程叙述生产装置来自原料罐区甲醇经计量进入循环甲醇中间罐,经甲醇进料泵,甲醇预热器预热进入汽化塔汽化,汽化甲醇经气体换热器换热后分两股进入反应器,第一股甲醇气过热到反应温度从反应器顶部进入,第二股低温甲醇蒸汽从气体换热器中部经计量后作为冷激气进入反应器中部冷激进料口,从反应器出来的含二甲醚的高温反应物经气体换热器、甲醇预热器换热、粗甲醚预热器降温、粗甲醚冷凝器冷却后进入粗甲醚贮罐进行气液分离。
液相为粗甲醚,气相为氢、一氧化碳、甲烷、二氧化碳等不凝性气体和饱和的二甲醚、甲醇蒸汽。
气相物料进入气体冷却器部分冷凝后气相进入洗涤塔,与从洗涤塔顶部喷淋而下的精馏塔釜液逆流按时吸收其中的二甲醚、甲醇,洗涤液和气体冷却器中的冷却水返回粗甲醚贮罐,吸收尾气自洗涤塔顶则经减压后于高处放空或引出外界。
从粗甲醚贮罐出来的粗甲醚用精馏塔进料泵加压、计量后经粗甲醚预热器预热后进入精馏塔,从精馏塔冷凝器得到二甲醚产品并靠自然位差进入甲醚回流罐后,用甲醚回流泵部分强制回流进入塔内继续精馏,另一部分送入产品贮罐。
精馏塔釜液(含甲醇和水)排入精馏塔釜液缓冲罐缓冲,经釜液输送泵后分两股分别进入汽化塔和经洗涤液冷却器冷却后进入洗涤塔回收不凝气中的甲醇和二甲醚。
工艺废水从汽化塔塔釜排出,在闪蒸汽提塔闪蒸回收甲醇后,工艺废水自塔釜排出经废水冷却器冷却后送到循环水池回收使用。
闪蒸汽提塔回收的甲醇自汽提塔冷却器送回去甲醇中间罐。
操作条件及各项指标一、催化剂预热、活化1、催化剂装填量:6.75t2、活化温度:250-300℃3、时间:6-10小时二、开工电炉出口温度:≥260-300℃三、汽化塔1、进料原料甲醇流量:-8530kg/h塔循环液-4850kg/h2、出塔蒸汽温度:25-132℃3、塔釜温度:≤170℃4、操作压力:0.6-0.8mpa四、脱水反应1、反应器进口温度:260-300℃出口温度:350-390℃2、反应压力:0.6-0.8mpa3、进反应器甲醇蒸汽流量:-4000kg/h进反应器冷激甲醇流量:3000-4500kg/h五、洗涤塔1、放空尾气中二甲醚的含量:≤0.2%(wt)甲醇含量:≤0.2%(wt)2、温度:塔顶出口温度:常温甲醇温度:常温3、压力:0.6-0.8mpa4、洗涤液流量:-1323kg/h六、精馏塔1、物料量:①进料量:-11500kg/h②产品量:-6250kg/h③回流量:-6000kg/h④回流比:1:12、温度①塔顶:-40℃②塔釜:135-145℃③回流液温度:-40℃3、压力:0.9mpa4、产品纯度:≥99%(wt)精馏塔釜液中二甲醚量:≤0.2%(wt)七、闪蒸汽提塔1、物料量:①进闪蒸汽提塔水甲醇量:-2440kg/h②回流液:-200kg/h③甲醇采出量:-120kg/h2、温度:①塔顶:65℃②塔釜:102℃3、压力:①塔顶:常压②塔釜:0.02mpa3、其他①进工段冷却水压力:0.45mp②稳压后蒸汽压力:1.3mpa③仪表空气:无油、无杂质。
压力:0.5±0.05mpa装置开工第一节准备工作一、装置开工前全面大检查的内容1、塔器①逐层检查塔内件、部件是否安装合格,杂物是否清除干净。
内件填料高度尺寸确认符合设计要求,确认内件清洁无破损,活动自如;筛板筛孔无堵塞。
所有塔内紧固件正确安装,能够起到良好的紧固作用所有分布器安装定位正确,分布孔畅通②检查各人孔、法兰、螺丝、热电是否符合安装要求。
③检查各附件(安全阀,压力表、液面计、放空阀等)是否齐全好用。
④检查各平台梯子是否牢固2、换热设备①检查所属的温度计、压力表是否齐全好用,放液试压堵头有无装或上紧。
②工艺连接及配件安装是否符合要求、③检查刷漆、保温质量是否符合要求。
3、机泵①检查及泵附件(压力表、对轮防护罩、电流表)等是否齐全好用,地脚螺丝是否紧固。
②检查联轴器安装,轴封渗漏等是否符合要求。
③检查冷却、封油系统是否畅通,润滑油加到油标规定刻度即可。
④盘车是否灵活,电机旋转方向是否正确,电机接地是否良好,机泵卫生是否良好。
⑤工艺连接及配件安装是否符合要求,所属阀门的安装是否方便操作和检修。
4、工艺管线①检查管线,管件和阀门安装是否符合工艺要求,是否方便操作和维修、保温、拌热等是否完好。
②检查各单向阀、球心阀、疏水器等的安装是否正确。
③所有管线部分的热电偶、温度计、压力表等是否齐全完好,是否方便检查和维修。
④检查固定支架和活动支架是否牢固、适用,管架基础有无倾斜、下降,之承是否牢固,坡度是否合适。
⑤与外装置联系的有关管线是否安装完毕。
5、安全措施①所有消防、灭火器器材均配到位。
②消防水系统正常运行,所有消防栓或消防炮工况良好。
③所有安全阀处于投用状态。
④葛洪安全设备、氧气呼吸器,防毒面具,急救设备完好待用。
⑤装置现场开工保运设备外,其他所有杂物清理干净。
⑥设置必需的警告标志和障碍物。
6、仪表①所有调节阀经过调试,全程动作灵活,动作方向正确。
②热电偶经过校检检查,测量偏差在规定范围内,流量、压力和液位测量单元检测正常。
③所有一次表正常投用,正确显示。
④DCS控制系统运行正常。
7、公用工程①新鲜水、循环水、蒸汽引进装置,蒸汽管线排净冷凝水,管线上的疏水阀正常运行。
②软水、净化风、氮气引进装置。
③所有机泵已经处于带电状态。
8、盲板盲板用于管线设备间的相互隔离。
装置施工或检修结束后,各系统,设备检查工作已经完成,可以按照工作程序制定盲板清单,根据工作步骤拆装盲板。
9、蒸汽吹扫贯通(1)吹扫贯通的目的:①清除设备、管线内的铁锈。
焊渣等杂物,防止卡坏阀门,堵塞孔板、管线以及设备和机泵。
②检查管线、设备、阀门、法兰、焊缝有无泄漏,保证管线、设备畅通。
③检查工艺、管线、设备、在热状态下的变化情况。
④使操作人员进一步熟悉、掌握流程。
(2)蒸汽吹扫方案吹扫注意事项:①蒸汽引入要缓慢。
各排凝阀见汽后关闭。
②逐步管线按次序吹扫,防止各管线阀件串气影响吹扫效果。
③塔底排凝阀排水见汽后关闭,塔保持一定压力④磁浮子流量计调节阀拆除防空后走副线。
所有有液位计,v型椎体流量计,压力变送器根部阀关闭。
⑤本装置内部分换热器设计温度低,蒸汽不能通过其换热器尽量从两头向本换热器吹,换热器进出口拆开并加白铁皮放空。
⑥蒸汽通过部分设计温度高的换热器管程时,管程处排凝放空阀打开防止憋压。
⑦蒸汽进入各塔器,罐类,换热器前需放空,无杂质方可进入设备。
⑧拒绝吹扫时蒸汽走泵体,必须走跨线。
⑨蒸汽吹扫式安全阀隔离。
(3)水冲洗1)水冲洗的目的进一步把塔、容器、冷换设备、管线内的铁锈、焊渣及其他杂物彻底清除干净,防止损坏机泵,堵塞调节阀、流量计,使管线流程畅通无阻,为水联运做准备。
2)具备条件①装置吹扫工作完毕,设备管道,仪表达到生产要求。
②装置排水系统畅通,水、电、汽、风全部不入装置。
③应拆的孔板、流量计、调节阀、仪表等均已拆完,应加盲板均已加好。
④有放空阀的全部打开,没有放空阀的系统在要拆的法兰、阀门的位置先挂好牌以便临时拆开排水。
⑤所有仪表引线阀关闭,机泵单机试运完毕。
3)水冲洗原则①凡是容器、塔、机泵、冷换设备入口签发必须拆开,不能拆开时先走副线,冲干净后走正线。
②冲洗要间断和分段进行,待前段冲洗干净后再接上法兰向后端冲洗。
③所有管线按流程分清主次,逐个系统逐条冲洗,并联设备交换冲洗。
④液面计、压力表、短管、取样管、放空管等应同时冲洗干净。