二甲醚理化性質及用途-課件

二甲醚性質用途及生產工藝教程

一、二甲醚的物理、化學性質

二甲醚理化性質及用途二甲醚在常溫常壓下為氣態(tài)，常溫時可在5個大氣壓下液化，具有與液化氣相似的性質。從表3數據可以看出，在同等溫度下，二甲醚的飽和蒸汽壓低于液化石油氣。因此，儲存、運輸時比液化石油氣安全。二甲醚在空氣中的爆炸極限比液化石油氣高1倍，使用中作為燃料也比液化石油氣安全，同時，它的爆炸極限（如表2），比丙烷氣丁烷氣也高，蒸汽危險指數比丙、丁烷都小(指數越小越安全)，所以安全性優(yōu)于丙烷、丁烷。雖然二甲醚的熱值比液化石油氣低。但由于二甲醚中含氧，在燃燒過程中所需的理論空氣量遠低于液化氣，從而使得二甲醚混合熱值與理論燃燒溫度高于液化石油氣。此外二甲醚組分單一，碳鏈短，所以燃燒性能良好，熱效率高，燃燒過程無殘液、無黑煙，是一種優(yōu)良的清潔燃料。二甲醚和一些燃料的性質二甲醚理化性質及用途二甲醚與汽油性質比較二甲醚理化性質及用途二甲醚C－O－C的鍵角為110度，氫原子與兩個烷基相連，分子的極性較小，而它的親水性能極強。相對來講，它的化學性質比較穩(wěn)定，在常溫下不會與金屬鈉發(fā)生反應，對堿、氧化劑及還原劑都十分穩(wěn)定。通常它會發(fā)生如下反應：在常溫下能溶于強酸（H2SO4，HCl等)生成鹽，生成的鹽不穩(wěn)定，遇水后很快分解成為原來的醚。醚可與三氟化硼、溴化鎂或格利雅試劑等化合物中的價電子層缺電子化合物生成絡合物。它與稀硫酸在加熱加壓下可生成相應的醇。二甲醚理化性質及用途二甲醚與其他醚化合物不同，即使將它長期存放，也不會生成過氧化物，不論是將它單獨使用，還是將它與其它壓縮氣體混合使用，當壓力加到0.571Mpa(75psig)時，也不會產生過氧化物。另據資料報道，經過歷時長達5年的專門試驗及工業(yè)應用，其結果表明DME在整個試驗及使用過程中均未發(fā)現有過氧化物產生，也沒發(fā)生過有關的安全事故。在國外，自1984年以來，在生產、使用、灌裝及運輸中從未發(fā)生過二甲醚形成過氧化物而致爆炸的報告。DME的穩(wěn)定性還表現在它在較大的pH值變化范圍內也十分穩(wěn)定，不產生水解。DME的穩(wěn)定性使它能承受350℃的高溫而不分解。二、二甲醚的用途二甲醚作拋射劑的氣霧劑二甲醚燃氣灶二甲醚采暖洗浴爐二甲醚氣割二甲醚燃料汽車

DME具有燃料的主要性質，其熱值約為64.686MJ/m3，且其本身含氧量為34.8%，能夠充分燃燒，不析碳、無殘液，是一種理想的清潔燃料。。二甲醚是一種可燃性物質，其可燃性屬于中等。但其燃燒值和火焰長度比烴類化合物低，試驗證實，當相同量的DME與LPG燃燒時，DME的火焰高度比丙烷的低，DME燃燒火焰生成的灰比丙烷丁烷燃燒生成的灰少得多，因而產生的輻射熱也低，溫升也小。從凈卡路里熱值(NetCaloritieValue)來說，DME為28840KJ/kg、正丁烷為45720KJ/kg，DME的值約占丙烷和正丁烷的60%。1、二甲醚用于燃料

A、二甲醚用作民用燃料

二甲醚可替代煤氣、液化石油氣用于民用燃料。二甲醚常溫下蒸氣壓力為0.5MPa，同等溫度下，二甲醚的飽和蒸氣壓低于液化氣，儲存運輸比液化石油氣更安全，若二甲醚單獨用作燃料，其壓力等級符合液化氣要求，可用現有的液化氣罐集中統一罐裝，灶具只需要做簡單改動即可。二甲醚作為民用燃料時，燃燒充分，無殘液，不析碳，和丙烷相比燃燒每公斤丙烷需消耗氧氣3.6kg，而燃燒每公斤二甲醚僅耗氧2.08kg，少耗7m3空氣，避免了大量空氣中氮氣被加熱到高溫排放，因此燃燒效率高。B、二甲醚用作車用燃料

作為汽車燃料時，汽車尾氣排放量低，可應用在城市公交車、出租車、家庭用車上，其動力性能與93＃汽油相當，有優(yōu)良的性價比，燃料成本可降低10％。由于其十六烷值比柴油高，發(fā)動機爆發(fā)力大，機械性能好，還可替代柴油作為柴油汽車燃料，這是其他同類替代燃料不具備的優(yōu)勢。使用二甲醚，尾氣無需催化轉化處理，氮氧化物及黑煙微粒排放就能滿足美國加利福尼亞燃料汽車超低排放尾氣的要求，并可降低發(fā)動機噪音。

研究表明，現有汽車發(fā)動機只需略加改造就能使用二甲醚燃料?，F二甲醚生產成本低于柴油，污染都也遠低于液態(tài)丙烷等低污染替代燃料。實驗表明，使用二甲醚后可使發(fā)動機功率提高10%－15%，熱效率提高2%－3%，噪音降低10%－15%。與柴油機相比，燃用DME后，發(fā)動機完全消除了碳煙排放，氮氧化物排放降低50%～70%，未燃碳氫排放降低30%，CO排放降低20%，排放指標不僅滿足歐洲Ⅱ和Ⅲ標準，而且接近歐洲于2005年實施排放標準和美國加州超低排放標準。

理想的致冷劑應該具有優(yōu)良的熱力性質。無毒、不燃、在制冷系統內絕對穩(wěn)定，另外對環(huán)境友好，與潤滑油和材料兼容以及低廉的生產成本并且易于檢漏。還應具有好的熱物性和遷移特性。這些性質直接影響到制冷效果。具體說就是要求致冷劑有低的標準沸點、高的臨界溫度、低的臨界壓力、高的汽化潛熱、高的導熱系數、低的粘度和低的液體比熱、高的汽相比熱。二甲醚性質除了作為清潔燃料外，它還具有良好的制冷性能。用作致冷劑具有汽化潛熱大，標準沸點低，臨界溫度高的特點。因此可用于制冷空調領域。

2、二甲醚用作致冷劑

由于二甲醚燃燒性能良好，并且其理論火焰溫度可高達2250℃，完全可以達到氣焊、氣割所需的溫度，同時其熱效率高，燃燒過程無殘液、無黑煙，是一種優(yōu)良的清潔燃料。優(yōu)點如下：

安全性：乙炔氣在空氣中的爆炸極限為2.6～77％，二甲醚為3.4～17％，明顯表明二甲醚的安全性能極高；使用方便：方便性：用二甲醚時，使用工業(yè)燃氣鋼瓶，沖裝量較大，避免頻繁更換鋼瓶，減輕操作人員的勞動工作量，同時冬天室外作業(yè)時閥門不用加熱，特別是在偏遠、無電、交通不太方便的野外作業(yè)時就更具有巨大的優(yōu)越性；3、二甲醚用作切割氣

耗氧量：乙炔與氧氣耗用關系為1kg乙炔耗氧3.08kg；而二甲醚與氧耗用關系為1kg二甲醚耗氧2.09kg，石油液化氣與氧氣耗用關系為1kg石油液化氣耗用3.74kg氧氣

切割質量：采用二甲醚時，火焰溫度約為2900℃，切口平整光潔，上緣無熔陷，下沿無掛渣，并且氧化面易除去，焊割時沒有黑煙，燃燒清潔無污染環(huán)境保護：乙炔由于是用電石生產的，所以其燃燒過程中必然產生H2S、PH3等有毒氣體，對工人的身體健康和環(huán)境帶來不良影響，電石產生乙炔后得殘渣處理不當，對環(huán)境的污染也不可輕視；而二甲醚氣割氣主要成份是二甲醚，燃燒時產生CO2和H2O，沒有對人和環(huán)境不理的物質生成，完全符合國家環(huán)保要求。

20世紀60年代以后，氣溶膠工業(yè)得到了迅速發(fā)展，在氣霧劑產品中的氣霧劑（拋射劑）主要采用氯氟烷（FCS）。二甲醚可作為氣霧推進劑、發(fā)泡劑等，并可替代氟利昂作為致冷劑。目前，世界上已開始禁用氟氯烷以防止對大氣臭氧層造成嚴重破壞。研究表明，DME毒性極低，化學性質穩(wěn)定，可長期儲存而不分解或轉化。DME在大氣層中的壽命很短，約10天左右，在大氣層中被降解為二氧化碳和水，ODP值（消耗臭氧層潛能值）為零，因而不會造成環(huán)境污染和影響臭氧層。4、做氣霧劑和發(fā)泡劑

氫氣是唯一在燃料電池中應用的燃料，但氫源只能從其它能源如天然氣、液化石油氣、汽油、柴油、煤、生物質及醇類中通過各種途徑生產出來，所以尋求能源替代氫氣直接用于燃料電池的其它燃料，從而降低燃料電池系統的體積和造價，是燃料電池研究的重點。研究表明，二甲醚、甲醇是目前較為理想的替代燃料。因為甲醇、二甲醚燃料只能生成水和二氧化碳，它們是最簡單的液體有機化合物，貯存安全，攜帶方便。5、DME用于燃料電池二甲醚理化性質及用途

二甲醚作為一種重要的化工原料，它可以提供CH3·、CH3O·、CH3OCH2·等自由基進行化學反應，合成多種化學品，開發(fā)高附加值的下游產品有著誘人的前景，如可與SO3、H2S、CO、NH3、HCL、P2O5、O2、烷烴、烯烴、芳烴、活性硅等合成各類化合物。利用二甲醚作為中間原料，可大力開發(fā)下游產品，如碳酸二甲脂、聚碳酸脂等高附加值產品。碳酸二甲脂（DMC）常溫下為液態(tài)，沸點是65℃，是一種優(yōu)良的溶劑和超低排放燃料和甲基化劑，目前國內和國際上產量很小，只用于替代劇毒的硫酸二甲脂作甲基化劑。碳酸二甲脂僅僅作為汽車燃料改良劑以15%添加到油品中，年需求量非常大，具有非常好的市場前景和經濟效益。碳酸二甲脂還可以合成聚碳酸脂。我公司甲醚生產公司簡介

魯明公司山東公司山東公司廣州公司張家港公司二甲醚理化性質及用途二甲醚理化性質及用途1、反應工段工藝流程圖2、反應方程式3、反應工藝參數4、在甲醚生產工藝中堿的消耗該如何控制，為什么？5、壓縮工藝參數6、壓縮機的操作規(guī)程7、甲醚儲存甲醇灌區(qū)甲醇中間槽加料計量泵反應預熱器反應釜石墨冷卻器凈化槽甲醇冷凝器分離槽塔前甲醇泵塔前預熱器精餾塔塔頂冷凝器液封槽回流泵甲醇冷卻器廢水槽廢水泵污水處理站循環(huán)酸泵反應加熱器壓縮工段氣相液相甲醇殘液二甲醚理化性質及用途來自甲醇罐區(qū)的甲醇經甲醇輸送泵送至甲醇中間槽貯存，由甲醇計量泵計量后經反應預熱器預熱，由反應釜底部均勻進入液相催化劑中，在催化劑的作用下快速脫水生成二甲醚氣體。該反應為微放熱反應，為保證反應的連續(xù)進行，需用加熱泵循環(huán)使混酸在釜外的反應加熱器中與低壓蒸汽間接換熱獲得熱量。從反應釜頂部出來的氣體為二甲醚、水蒸汽、酸氣和少部分甲醇混合氣，氣體經過冷卻器降溫后進入凈化槽進行中和?！?/p>

氣相二甲醚經過甲醇冷凝器進一步冷凝，其中含有的甲醇，進入分離槽再次進行氣液分離，凈化槽中的甲醇、二甲醚水溶液(二甲醚溶解其中)同時也溢流至分離槽。在分離槽中氣相二甲醚送往二甲醚壓縮工段，液相的甲醇水溶液則由塔前甲醇泵經塔前預熱器預熱送往精餾塔.二甲醚理化性質及用途精餾塔再沸器液封槽塔頂冷凝器1塔頂冷凝器2甲醇冷凝器冷卻器中間槽廢水槽冷卻器塔前預熱器塔前甲醇泵蒸汽灌裝氣相甲醚分離槽甲醇殘液回流泵二甲醚理化性質及用途在塔釜再沸器中，甲醇、二甲醚水溶液在低壓蒸汽的加熱下變?yōu)闅庀噙M入精餾塔中，經過逐段分離，甲醇、二甲醚氣體由塔頂進入塔頂冷凝器中，甲醇冷凝為液體進入液封槽，二甲醚氣體則由液封槽頂部并入二甲醚管道送往壓縮工段。甲醇液體由回流泵加壓后一部分經計量后送到塔頂作回流液，其余部分合格甲醇由甲醇冷卻器冷卻至約40℃送至甲醇中間槽繼續(xù)反應。塔釜的殘液通過液位調節(jié)排至廢水槽，由廢水泵通過冷卻器進一步冷卻送至污水處理站處理。反應方程式CH3OH+H2SO4→CH3HSO4+H2OCH3OH+CH3HSO4→CH3OCH3+H2SO4CH3OH+H3PO4→CH3H2PO4+H2OCH3OH+CH3H2PO4→CH3OCH3+H3PO4二甲醚理化性質及用途分解：CH3OH+H2SO4--CH3HSO4+H2O叫磺化反應；就是濃硫酸和醇在熱的條件下反應，是許多有機合成反映的中間過程，就這個反應來說，產物叫硫酸甲酯。

在有機反應中，各物質的結構如下：

CH3-OH+H-HSO4---CH3-O-HSO4+H-OH

加上CH3OH+CH3HSO4--CH3OCH3+H2SO4反應后H2SO4不損失；這是正確的；在工業(yè)生產中控制濃硫酸用量，就這樣可以得到二甲醚，工藝原理如下：

用濃硫酸使甲醇脫水，于135～145℃下反應，生成甲醚(反應機理是生成硫酸甲酯，與甲醇相作用生成甲醚)，再經中和、分餾而得。反應機理上硫酸沒有損失，但是在實際工業(yè)生產中，為了得到目的產品，必須用堿把硫酸中和后進行分餾。

CH3OH+H2SO4→CH3HSO4+H2O

CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4二甲醚理化性質及用途CH3OH+CH3H2PO4→CH3OCH3+H3PO4分解：CH3H2PO4為甲基化學劑（磷酸甲酯），在溫度130℃-160℃甲醇的單程轉化率高（＞90℅）可間歇也可連續(xù)生產。

特點：（液相法）該技術成熟簡單，對設備材質無特殊要求，后處理簡單。另外裝置適應性廣，催化劑(復合酸）在整體反應過程中消耗很少，可以連續(xù)使用。二甲醚理化性質及用途反應預熱器溫度60～80℃釜內壓力45～80KPa、液位2.5～4.5m﹑溫度135～145℃(136～138℃)精鎦塔塔底溫度：100～115℃，塔頂溫度：65～75℃最佳溫度點72℃，塔低液位：0.8-1.2米，A點溫度與塔底溫度之差小于3℃凈化槽PH：7.0～8.0溶液密度：≥0.933g/mL精餾廢水COD:≦500mg/L堿的消耗如何控制，為什么？PH試紙控制到7-8PH試紙測凈化槽取樣口看PH試紙是否在7-8之間（30S)如果PH試紙值小于7，則開啟堿泵加堿，如果PH值大于8就停堿泵，PH值檢測量每小時一次。如果PH值過高的情況那堿的消耗增大，造成輔料浪費；我們的主要工藝設備為碳鋼品如果PH值低于7那么凈化槽分離槽內的液二甲醚理化性質及用途二甲醚理化性質及用途液體氣化要吸收熱量，氣體冷凝要放出熱量，精餾過程把氣體冷凝時放出的熱量供給液體氣化時使用，也就是使氣液兩相直接接觸，在傳熱的同時進行傳質，實踐中，這種多次部分氣化伴隨多次部分冷凝的過程是在逆流作用的塔式設備中進行的。在塔釜中的混合液，借間接加熱使其揮發(fā)組分氣化，氣化后的蒸氣從塔釜進入精餾塔中并沿塔上升，從塔頂出來后進入冷凝器，使其中絕大部分蒸氣冷凝為液態(tài)進入液封槽，一小部分難凝氣體通過管線回至反應部分。液封槽的液體一部分通過回流泵送至塔頂部做回流液，一部分做為合格的精餾產品送至儲罐。塔釜殘液連續(xù)排至廢液槽二甲醚理化性質及用途單螺桿泵是一種內嚙合的密閉式螺桿泵，屬轉子式容積泵。主要工作部件由具有雙頭螺旋空腔的定子和與其嚙合的單頭螺旋螺桿——轉子組成。當輸入軸通過萬向節(jié)驅動轉子繞定子做行星回轉時，定子——轉子付就連續(xù)地嚙合形成密閉腔，這些密閉腔容積不變地作勻速軸向運動，把輸送介質從吸入端經流過定子——轉子付輸送至壓出端，吸入密閉腔內的介質流過定子而不被攪動和破壞。因此，可以輸送含有堅硬磨損性雜質及固體顆粒的介質和粘稠的液體。二甲醚理化性質及用途□氣相二甲醚甲醚冷卻器制冷壓縮機氣液分離器壓縮機制冷甲醚冷凝器制冷甲醚冷凝器甲醚冷卻器甲醚冷卻器球罐二甲醚理化性質及用途壓縮機由異步電機通過剛性聯軸節(jié)驅動，電機轉子直接帶動壓縮機的曲軸旋轉，然后由連桿和十字頭將曲軸的旋轉運動變成活塞的往復直線運動，使氣缸內交替發(fā)生氣體的膨脹吸入和壓縮排出過程，從而獲得連續(xù)脈動的壓縮氣源。當工藝上要求較高的壓力時，多級壓縮分成幾個階段進行，第一級將氣體壓縮到中間某壓力后，把氣體導入冷卻器后再進入第二級壓縮，依次推下去直到滿足工藝要求為止。單級壓縮機需要得到高壓的氣體，其壓縮比必然增大，壓縮比增大后，將會產生以下缺點：壓縮氣體溫度上漲，使冷卻困難。壓縮氣體溫度上漲，引起潤滑困難，增加了摩擦表面的磨損。使活塞力加重，同時增大活塞桿構件尺寸與承受負荷，制造困難變大。使余隙中的氣體膨脹所占容積增大，使容積效率降低，因而減少了壓縮機的打氣量，降低生產能力。二甲醚理化性質及用途螺桿式制冷壓縮機是回轉式容積型壓縮機，依靠氣體進入機器后體積縮小使氣體密度急劇增加而使氣態(tài)制冷劑壓力升高。螺桿式制冷壓縮機體內裝有兩只互相嚙合的平行轉子——陽轉子和陰轉子。當兩轉子轉動時，兩轉子的齒部相互插入到對方的齒槽內，隨著轉子的旋轉，插入的長度越來越大，容納氣體槽的容積越來越小從而達到壓縮氣體制冷劑的目的。二甲醚理化性質及用途（1）檢查儀表、油位是否正常，同時通知調度協調電氣儀表自控設備人員檢查設備，保證具備開車條件。（2）打開壓縮系統冷卻水出口、進口閥門及壓縮機進口閥