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新燃料二甲醚摘——dme要作为和石油类的替代燃料,目前二甲醚倍受注目,文章介绍了二甲醚的性质、制法及其用途lpg作为和石油类的替代燃料,目前二甲醚()倍受注目是具有与的物理性质相类似的化学品,在燃烧时不会产生破坏环境的气体,能便宜而大量地lpg dmedme lpg生产与甲烷一样,被期望成为世纪的能源之一21二甲醚1概况的化学式是,是醚的同系物,但与用作麻醉剂的乙醚不一样,毒性
1.1极低;能溶解各种化学物质;由于加压时容易液化,可以用作喷雾剂、致冷剂及特dme ch30ch3殊燃料现在是由甲醇在催化剂存在下脱水合成;也可以将甲醇合成时产生的气体分离精制制造目前全世界二甲醚的产量不超过dme10×104t/y的物理性质与特性
1.2表列出了及其它燃料的性质dme表与其它燃料的性质比较表1dme项目二甲醚丙烷1dme丁烷甲醇轻油(号)化学式2分子量ch30ch3c3h8c4h10ch30h-沸点
46.
0744.
0658.
0832.04-液比重(沸点)℃-
24.9-
42.1-
0.
564.5190-350()
0.
750.
580.60--20℃
0.
670.
490.
570.
790.8-
0.88蒸发潜热蒸汽压,kj/kg467126386--爆炸极限%mpa20℃
0.
5100.
8330.207--十六烷值
3.4-
272.2-
9.
51.9-
8.
56.2-36-低位发热量155--545mj/kg注
28.
946.
545.
821.
142.5十六烷值,表示柴油着火性的指数,该值高表示着火性好1与一样是无色物质,常温常压下是气体沸点约,比高、比低常压下冷到或在常温下加压到dme lpg,容易液化-25℃c3h8c4h10-25℃
0.5-在沸点时液体比重比、大
0.6mpa从表可以知道其特性c3h8c4h10)液态时的低发热量比、低,比高;1)十六烷值与轻油近似,具有作柴油引擎燃料的优良特性;1c3h8c4h10ch30h)爆炸极限比、范围宽,但窄于2因此说,可以作为燃料被广泛应用3c3h8c4h10ch30hdme的开发2自然界里并不存在,必须由原料来制成,天然气和煤是目前较好的原料当dme然在考虑原料问题时,对矿物燃料的资源量必须同时考虑dme由最近的统计确认的矿物燃料埋藏量的可开采年份是(至年底,统计)石油年;天然气年煤年其中,石油资源在世纪迎来1996bp生产颠峰后生产量将逐渐减少426222421天然气可开采年分比石油长年,还在进行开发,估计将来的埋藏量可达现在倍,不用担心资源的枯竭煤可开采年份年在大量生产时主要考虑用203天然气作燃料300dme天然气为原料的生产合成工艺
2.1dme
2.
1.1由天然气生产的流程如下天然气合成气甲醇dme→→→dmech4co/h2ch30h直接法ch30ch3首先,天然气净化后用改质催化剂合成以、比为主要成分的合成气;这合成|------↑气在铜系催化剂下合成甲醇,再由甲醇脱水生产最近为简化工程,降低建co h2设成本,研究了直接制造的工艺(直接法)dme由天然气经由甲醇合成的反应式如下dme改质反应dme十十/十十十/ch4h20←→co3h2-
206.3kj mo1甲醇合成反应c0h20←→co2h
241.0kj mol十十/十十/c02h2←→ch30h
90.4kj mol脱水反应(合成反应)co3h2←→ch30h
49.4kj mol/dme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2ch30h←→ch30ch3+h20+
23.4kj mol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
2.
1.2造甲醇和城市煤气等的方法从已有的技术来看,要与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lpg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)、h2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直接合成法也有同样的情况,反应器的构造成了问题dme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还处于/一的试验规模煤作原料生产dme50kg d5t/d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
2.2dme)煤是固体,难以用管道输送,为弥补这一点,采用煤、油()和煤、水混合物1com(),在输送、贮藏方面的问题颇多,而且在成本上与石油、、无法竞争cwm lpglng)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;)燃烧时要产生、,且有煤尘产生,必须要投资很大的防止大气污染设2备;3sox nox)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,则上述缺点全都克服了而且炭层甲烷()也可4使用,它的需要量将大大地扩大dme cmg由煤生产的过程如下煤层甲烷dme↓煤|-dme气化→精制调整→反映器-→水、甲醇|-c02以减少排放量为目的的生产年防止地球温室化的京都会议的目|-标是年先进国家的等温室化气体要比年削减%以上在成本方
2.3c02dme19972010c0219905面,目前还未考虑以工业大规模生产,唯一在进行试验的是的接触加氢生产c02接触加氢是在催化剂存在的情况下,与氢反应生成乙醇及各种烃类的方dme法c02c02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、研究等课题的用途3作为能源,考虑有如下用途dme)代替柴油作运输用燃料,由于的十六烷值高,完全能替代柴油又由于在dme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1dme燃料规格、安全性、环境影响的考察)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,将来是大有希望在大发电厂可以考虑将2用来作为调峰时发电用燃料dme)作民用燃料,因其具有与相类似的特性,用作民用燃料的用途相当广目dme前在中国已有小规模使用作民用燃料的例子3lpgdme的输送与储藏4与持有相似的物性,国内法规中的高压气体安全法规仍适用输送与储藏dme系统也与相同对金属无腐蚀,对运输船只、管材、储槽等与的无太大差dme lpg别lpg lpg大容量储槽是采用在约的低温贮槽储存用低温储槽,只需要一般的(气化气)的再液化设备,但所要求的压力可以比的略低的蒸发潜热与-25℃bog丙烷的基本相同,这将有利于降低的运行成本ipg dmedme结论5自年代就开始将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、以及石油燃料,必须要考虑制造80dme成本在最近的一段时间里应格外考虑与的竞争lpg lnglpg。