二甲醚,為易燃?xì)怏w。與空氣混合能形成爆炸性混合物。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在爆炸危險(xiǎn)性的過氧化物,密度比空氣大,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇火源會(huì)著火回燃。若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險(xiǎn)。主要作為甲基化劑用于生產(chǎn)硫酸二甲酯,還可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、醋酐、亞乙基二甲酯和乙烯等;也可用作烷基化劑、冷凍劑、發(fā)泡劑、溶劑、浸出劑、萃取劑、麻醉藥、燃料、民用復(fù)合乙醇及氟里昂氣溶膠的代用品。用于護(hù)發(fā)、護(hù)膚、藥品和涂料中,作為各類氣霧推進(jìn)劑。在國(guó)外推廣的燃料添加劑在制藥、染料、農(nóng)藥工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途。
簡(jiǎn)介
二甲醚的性質(zhì):二甲醚是一種無色、具有輕微醚香味的氣體,具有
甲醚溶解在重油
甲醚溶解在重油
惰性、無致癌性但有神經(jīng)毒性。還具有優(yōu)良的混溶性,能同大多數(shù)極性和非極性有機(jī)溶劑混溶。在100ml水中可溶解3.700ml二甲醚氣體,且二甲醚易溶于汽油、 四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多種有機(jī)溶劑,加入少量助劑后就可與水以任意比互溶。其燃燒時(shí)火焰略帶亮光。
二甲醚在常溫、常壓下為無色、無味、無臭氣體,在壓力下為液體,性能與液化石油氣(LPG)相似,不同溫度下的蒸汽壓見下表。
編號(hào)系統(tǒng)
CAS號(hào):115-10-6
MDL號(hào):MFCD00008494
EINECS號(hào):204-065-8
RTECS號(hào):PM4780000
BRN號(hào):1730743 [1]
物性數(shù)據(jù)
1.性狀:無色氣體,有醚類特有的氣味。
2.熔點(diǎn)(℃):-141.5
3.沸點(diǎn)(℃):-24.8
4.相對(duì)密度(水=1):0.61
5.相對(duì)蒸氣密度(空氣=1):1.6
6.飽和蒸氣壓(kPa):533.2(20℃)
7.燃燒熱(kJ/mol):-1453
8.臨界溫度(℃):127
9.臨界壓力(MPa):5.33
10.辛醇/水分配系數(shù):0.10
11.閃點(diǎn)(℃):-41(CC)
12.引燃溫度(℃):350
13.爆炸上限(%):27
14.爆炸下限(%):3.4
15.溶解性:溶于水、乙醇、乙醚。
16.折射率(20oC):1.3018s
17.氣體黏度(mPa·s,20oC):85.1
18.蒸發(fā)熱(KJ/mol,-24.8oC):467.4
19.熔融熱(KJ/kg):107.3
20.生成熱(KJ/mol,氣態(tài)):-185.5
21.臨界密度(g·cm-3):0.275
22.臨界體積(cm3·mol-1):168
23.臨界壓縮因子:0.270
24.偏心因子:0.204
25.溶度參數(shù)(J·cm-3)0.5:17.572
26.van der Waals面積(cm2·mol-1):4.840×1010
27.van der Waals體積(cm3·mol-1):31.040
28.氣相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol-1):-1460.5
29.氣相標(biāo)準(zhǔn)聲稱熱(焓)( kJ·mol-1) :-184.1
30.氣相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol-1·K-1) :267.34
31.氣相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol-1):-112.9
32.氣相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol-1·K-1):65.57 [1]
毒理學(xué)數(shù)據(jù)
1、急性毒性:大鼠吸入LD5O:308gm/m3;
2、其他多劑量毒性:大鼠吸入TDLO:2pph/6H/30W-I;
3、吸入對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用。吸入后可引起麻醉、窒息作用,麻醉作用比乙醚弱。對(duì)皮膚有刺激性。與空氣混合能形成爆炸性混合物,在空氣中允許濃度為400mg/kg。
4.急性毒性
LC50:308000mg/m3(大鼠吸入)
5.亞急性與慢性毒性 大鼠,吸入2%甲醚,每天6h,每周5d,30周,體重增加,血、尿及組織病理學(xué)檢查均未見明顯異常,但血清丙氨酸和天門冬氨酸和天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶增高,示有肝毒性。 [1]
生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)
非生物降解性 空氣中,當(dāng)羥基自由基濃度為5.00×105個(gè)/cm3時(shí),降解半衰期為5.4d(理論)。
分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)
1、摩爾折射率:13.15
2、摩爾體積(cm3/mol):67.9
3、等張比容(90.2K):131.3
4、表面張力(dyne/cm):14.0
5、極化率(10-24cm3):5.17 [1]
計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)
1.疏水參數(shù)計(jì)算參考值(XlogP):0.1
2.氫鍵供體數(shù)量:0
3.氫鍵受體數(shù)量:1
4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0
5.互變異構(gòu)體數(shù)量:無
6.拓?fù)浞肿訕O性表面積9.2
7.重原子數(shù)量:3
8.表面電荷:0
9.復(fù)雜度:2.8
10.同位素原子數(shù)量:0
11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
15.共價(jià)鍵單元數(shù)量:1 [1]
性質(zhì)與穩(wěn)定性
1.甲醚具有甲基化反應(yīng)性能。與一氧化碳反應(yīng)生成乙酸或乙酸甲酯;與二氧化碳反應(yīng)生成甲氧基乙酸;與氰化氫反應(yīng)生成乙腈??陕然筛鞣N氯化衍生物。與空氣混合能形成爆炸性混合物。
2.穩(wěn)定性 穩(wěn)定。
3.禁配物 強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸、鹵素、硫、硫化物。
4.避免接觸的條件 接觸空氣、光照。
5.聚合危害 不聚合。 [1]
貯存方法
儲(chǔ)存注意事項(xiàng) 儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的易燃?xì)怏w專用庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過30℃。應(yīng)與氧化劑、酸類、鹵素分開存放,切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
安全信息
危險(xiǎn)運(yùn)輸編碼:UN 1033 2.1
危險(xiǎn)品標(biāo)志:很易燃
安全標(biāo)識(shí):S9S16S23S33
危險(xiǎn)標(biāo)識(shí):R12
安全風(fēng)險(xiǎn)
健康危害
甲醚復(fù)合燃料
甲醚復(fù)合燃料
侵入途徑:吸入
健康危害:對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用,麻醉作用弱。吸入后可引起麻醉、窒息感。對(duì)皮膚有刺激性。
毒理學(xué)資料及環(huán)境行為毒性:二甲醚的毒性很低,氣體有刺激及麻醉作用的特性,通過吸入或皮膚吸收過量的此物品,會(huì)引起麻醉,失去知覺和呼吸器官損傷。 [1]
泄漏處理
迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處,并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入。切斷火源。
建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護(hù)服。盡可能切斷泄漏源。用工業(yè)覆蓋層或吸附/吸收劑蓋住泄漏點(diǎn)附近的下水道等地方,防止氣體進(jìn)入。
合理通風(fēng),加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理,修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。 [1]
防護(hù)措施
呼吸系統(tǒng)防護(hù):一般不需要特殊防
甲醚作為燃料
護(hù),高濃度接觸時(shí)可佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩)。
眼睛防護(hù):一般不需要特殊防護(hù),但建議特殊情況下,戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。
身體防護(hù):穿防靜電工作服。手防護(hù):戴一般作業(yè)防護(hù)手套。
其它:工作現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙。進(jìn)入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè),須有人監(jiān)護(hù)。
急救措施
吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
滅火方法
滅火方法:切斷氣源。若不能立即切斷氣源,則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。
滅火劑:霧狀水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
包裝貯存
二甲醚(DME)與LPG持有相似的物性,國(guó)內(nèi)法規(guī)中的高壓氣體安全法規(guī)仍適用。輸送與儲(chǔ)藏系統(tǒng)也與LPG相同。對(duì)金屬無腐蝕,對(duì)運(yùn)輸船只、管材、儲(chǔ)槽等與LPG的無太大差別。
大容量?jī)?chǔ)槽是采用在約-25℃的低溫貯槽儲(chǔ)存。用低溫儲(chǔ)槽,只需要一般的BOG(氣化氣)的再液化設(shè)備,但所要求的壓力可以比IPG的略低。DME的蒸發(fā)潛熱與丙烷的基本相同,這將有利于降低DME的運(yùn)行成本。
風(fēng)險(xiǎn)術(shù)語
S9保持容器置于良好通風(fēng)處。
S16遠(yuǎn)離火源。
S23切勿吸入蒸汽。
S33采取措施,預(yù)防靜電發(fā)生。
生產(chǎn)工藝
二甲醚的生產(chǎn)方法有一步法和二步法。一步法是指由原料氣一次合成二甲醚,二步法是由合成氣合成甲醇,然后再脫水制取二甲醚。
二甲醚生產(chǎn)線一步法
該法是由天然氣轉(zhuǎn)化或煤氣化生成合成氣后,合成氣進(jìn)入合成反應(yīng)器內(nèi),在反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)完成甲醇合成與甲醇脫水兩個(gè)反應(yīng)過程和變換反應(yīng),產(chǎn)物為甲醇與二甲醚的混合物,混合物經(jīng)蒸餾裝置分離得二甲醚,未反應(yīng)的甲醇返回合成反應(yīng)器。
一步法多采用雙功能催化劑,該催化劑一般由2類催化劑物理混合而成,其中一類為合成甲醇催化劑,如Cu-Zn-Al(O)基催化劑,BASFS3-85和ICI-512等;另一類為甲醇脫水催化劑,如氧化鋁、多孔SiO?-Al?O?、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、絲光沸石等。 [2]
二甲醚生產(chǎn)二步法
該法是分兩步進(jìn)行的,即先由合成氣合成甲醇,甲醇在固體催化劑下脫水制二甲醚。國(guó)內(nèi)外多采用含γ-Al?O?/SiO?制成的ZSM-5分子篩作為脫水催化劑。反應(yīng)溫度控制在280~340℃,壓力為0.5~0.8MPa。甲醇的單程轉(zhuǎn)化率在70~85%之間,二甲醚的選擇性大于98%。
一步法合成二甲醚沒有甲醇合成的中間過程,與兩步法相比,其工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少、投資小、操作費(fèi)用低,從而使二甲醚生產(chǎn)成本得到降低,經(jīng)濟(jì)效益得到提高。因此,一步法合成二甲醚是國(guó)內(nèi)外開發(fā)的熱點(diǎn)。國(guó)外開發(fā)的有代表性的一步法工藝有:丹麥Topsφe工藝、美國(guó)Air Products工藝和日本NKK工藝。
21世紀(jì),一步法二甲醚生產(chǎn)工藝還不太成熟,所以21世紀(jì)國(guó)內(nèi)還沒有產(chǎn)業(yè)化的一步法二甲醚生產(chǎn)企業(yè)。
二步法二甲醚生產(chǎn)工藝已經(jīng)十分成熟,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
二步法合成二甲醚是21世紀(jì)國(guó)內(nèi)外二甲醚生產(chǎn)的主要工藝,該法以精甲醇為原料,脫水反應(yīng)副產(chǎn)物少,二甲醚純度達(dá)99.9%,工藝成熟,裝置適應(yīng)性廣,后處理簡(jiǎn)單,可直接建在甲醇生產(chǎn)廠,也可建在其它公用設(shè)施好的非甲醇生產(chǎn)廠。但該法要經(jīng)過甲醇合成、甲醇精餾、甲醇脫水和二甲醚精餾等工藝,流程較長(zhǎng),因而設(shè)備投資較大。但21世紀(jì)國(guó)外公布的大型二甲醚建設(shè)項(xiàng)目絕大多數(shù)采用兩步法工藝技術(shù),說明兩步法有較強(qiáng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。但21世紀(jì)國(guó)內(nèi)外二甲醚生產(chǎn)的二步法合成工藝能耗均太高,且行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。而只有將噸醚蒸汽消耗降至0.4噸以下,二甲醚純燒才能與液化石油氣抗衡。 [2]
國(guó)外技術(shù)
Topsoe工藝
Topsoe的合成氣一步法工藝是專門針對(duì)天然氣原料開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。該工藝造氣部分選用的是自熱式轉(zhuǎn)化器(ATR)。自熱式轉(zhuǎn)化器由加有耐火襯里的高壓反應(yīng)器、燃燒室和催化劑床層三部分組成。
二甲醚合成采用內(nèi)置級(jí)間冷卻的多級(jí)絕熱反應(yīng)器以獲得高的CO和CO?轉(zhuǎn)化率。催化劑用甲醇合成和脫水制二甲醚的混合雙功能催化劑。
二甲醚的合成采用球形反應(yīng)器,單套產(chǎn)能可達(dá)到7200噸/天二甲醚。Topsφe工藝選擇的操作條件為4.2MPa和240~290℃。
21世紀(jì),該工藝還未建商業(yè)裝置。1995年,Topsoe在丹麥哥本哈根建了一套50kg/d的中試裝置,用于對(duì)工藝性能進(jìn)行測(cè)試。
LPDMETM新工藝
在美國(guó)能源部的資助下,作為潔凈煤和替代燃料技術(shù)開發(fā)計(jì)劃的一部分,Air products公司開發(fā)成功了液相二甲醚新工藝,簡(jiǎn)記作LPDMETM。
甲醚
LPDMETM工藝的主要優(yōu)勢(shì)是放棄了傳統(tǒng)的氣相固定床反應(yīng)器而使用了漿液鼓泡塔 反應(yīng)器。催化劑顆粒呈細(xì)粉狀,用惰性礦物油與其形成漿液。高壓合成氣原料從塔底噴入、鼓泡,固體催化劑顆粒與氣體進(jìn)料達(dá)到充分混合。使用礦物油使混合更充分、等溫操作、易于溫度控制。二甲醚合成反應(yīng)器采用內(nèi)置式冷卻管取熱,同時(shí)生產(chǎn)蒸汽。漿相反應(yīng)器催化劑裝卸容易,無須停工進(jìn)行。而且,由于是等溫操作,反應(yīng)器不存在熱點(diǎn)問題,催化劑失活速率大大降低了。
典型的反應(yīng)器操作參數(shù)為:壓力2.76~10.34MPa,推薦5.17MPa;溫度200~350℃,推薦250℃。催化劑量為礦物油質(zhì)量的5%~60%,最好在5%~25%之間。該工藝用富CO的煤基合成氣比天然氣合成氣更具優(yōu)勢(shì)。但以天然氣為原料也可獲得較高收率。Air products公司已在15噸/天的中試工廠對(duì)該工藝進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果令人滿意,但還沒有建設(shè)商業(yè)化規(guī)模的大型裝置。 [2]
液相一步
除Air products公司外,日本NKK公司也開發(fā)了用漿相反應(yīng)器由合成氣一步合成二甲醚的新工藝。
原料可選用天然氣、煤、LPG等。工藝的第一步首先是造氣,合成氣經(jīng)冷卻、壓縮到5~7MPa,進(jìn)入CO?吸收塔脫除CO?。脫碳后的原料合成氣用活性炭吸附塔脫除硫化物后換熱至200℃進(jìn)入反應(yīng)器底部。合成氣在反應(yīng)器內(nèi)的催化劑與礦物油組成的淤漿中鼓泡,生成二甲醚、甲醇和CO?。出反應(yīng)器產(chǎn)物冷卻、分餾,將其分割為二甲醚、甲醇和水。未反應(yīng)的合成氣循環(huán)回反應(yīng)器。經(jīng)分餾,從塔頂可得到高度純凈的二甲醚產(chǎn)品(95%~99%),從塔底則可得到甲醇、二甲醚和水組成的粗產(chǎn)品。采用NKK技術(shù)已在新潟建成1萬噸/年合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚的半工業(yè)化裝置。 [2]
應(yīng)用領(lǐng)域
主要用作有機(jī)合成的原料,也用作溶劑、氣霧劑、制冷劑和麻醉劑等,民用復(fù)合乙醇及氟里昂氣溶膠的代用品。在國(guó)外推廣的燃料添加劑在制藥、染料、農(nóng)藥工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途。二甲醚作為一種基本化工原料,由于其良好的易壓縮、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途。如高純度的二甲醚可代替氟里昂用作氣溶膠噴射劑和致冷劑,減少對(duì)大氣環(huán)境的污染和臭氧層的破壞。由于其良好的水溶性、油溶性,使得其應(yīng)用范圍大大優(yōu)于丙烷、丁烷等石油化學(xué)品。代替甲醇用作甲醛生產(chǎn)的新原料,可以明顯降低甲醛生產(chǎn)成本,在大型甲醛裝置中更顯示出其優(yōu)越性。作為民用燃料氣其儲(chǔ)運(yùn)、燃燒安全性,預(yù)混氣熱值和理論燃燒溫度等性能指標(biāo)均優(yōu)于石油液化氣,可作為城市管道煤氣的調(diào)峰氣、液化氣摻混氣。也是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的理想燃料,與甲醇燃料汽車相比,不存在汽車?yán)鋯?dòng)問題。它還是未來制取低碳烯烴的主要原料之一。
由于石油資源短缺 、煤炭資源豐富及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),二甲醚作為從煤轉(zhuǎn)化成的清潔燃料而日益受到重視,成為2010年來國(guó)內(nèi)外競(jìng)相開發(fā)的性能優(yōu)越的碳一化工產(chǎn)品。作為L(zhǎng)PG和石油類的替代燃料,二甲醚是具有與LPG的物理性質(zhì)相類似的化學(xué)品,在燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生破壞環(huán)境的氣體,能便宜而大量地生產(chǎn)。與甲烷一樣,被期望成為21世紀(jì)的能源之一。
燃料應(yīng)用
DME具有燃料的主要性質(zhì),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。以前主要由于其成本較高、生產(chǎn)及應(yīng)用研究深度以及替代積極性等問題限制了在燃料領(lǐng)域的應(yīng)用。 [3]
民用
二甲醚是一種無色、有神經(jīng)性毒,無致癌性、腐蝕性小的產(chǎn)品,并且燃燒性能好,熱效率高,燃燒過程中無殘?jiān)?、無黑煙,CO、NO排量低,二甲醚還可摻入石油液化氣、煤氣或天然氣混燒并能提高熱量,≥95%二甲醚可直接作為替代液化氣的燃料使用。所以,它將可能是取代液化氣的一種理想的清潔燃料。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(chǔ)存運(yùn)輸比液化石油氣更安全,若二甲醚單獨(dú)用作燃料,其壓力等級(jí)符合液化氣要求,可用現(xiàn)有的液化氣罐集中統(tǒng)一罐裝,灶具也可與液化氣灶具通用。二甲醚還可以以一定比例摻入到城市煤氣或天然氣中作為調(diào)峰之用,并可改善煤氣質(zhì)量,提高熱值。同等溫度下,二甲醚飽和蒸氣壓低于液化石油氣,因而其貯存、運(yùn)輸比液化石油氣更安全;二甲醚在空氣中爆炸下限比液化石油氣高一倍,因此在使用過程中,也比液化石油氣安全;雖然二甲醚熱值比液化氣低,但由于二甲醚自身含氧,在燃燒過程中所需空氣遠(yuǎn)低于液化氣,因此二甲醚預(yù)混氣熱值及理論燃燒溫度均高于液化石油氣。除單獨(dú)使用外,將二甲醚、甲醇、水(不外加,來自原料甲醇及甲醇制二甲醚反應(yīng))及其他組分混合可配成穩(wěn)定燃料——醇醚燃料。二甲醚對(duì)LPG使用的橡膠密封材料有嚴(yán)重的腐蝕性。必須解決這個(gè)問題才可能得到安全推廣應(yīng)用。國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局為此下令禁止在LPG摻混二甲醚銷售,必須使用專用的容器。
中國(guó)自1990年開始大量進(jìn)口液化石油氣,伴隨著南方沿海地區(qū)需求迅速膨脹,年進(jìn)口量從1990年的11.7萬噸增加到2000年的482萬噸,年均增長(zhǎng)率高達(dá)45%。由于中國(guó)陸上大型液化石油氣冷凍庫(kù)陸續(xù)建設(shè)投產(chǎn),預(yù)計(jì)未來一段時(shí)間內(nèi)液化石油氣進(jìn)口量將持續(xù)大幅增長(zhǎng)。以今后液化石油氣年進(jìn)口增長(zhǎng)率7%計(jì)算,如果二甲醚價(jià)格合適,僅取代進(jìn)口液化石油氣一項(xiàng),2005年就需燃料級(jí)二甲醚約680萬噸,2010年需950萬噸。即使二甲醚只能取代其中一部分,其需求量也相當(dāng)可觀。 [3]
燃油替代
由于石油資源不可再生,世界范圍內(nèi)都在研究開發(fā)未來汽車代用燃料。未來DME應(yīng)用的最大的潛在市場(chǎng)是作為柴油代用燃料。相比而言,常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料如液化石油氣、天然氣、甲醇等的十六烷值都小于10,只適合于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。十六烷值含量是柴油燃燒性能的重要指標(biāo),二甲醚的十六烷值高于柴油,具有優(yōu)良的壓縮性,非常適合壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī),二甲醚替代柴油可降低氮氧化物排放,實(shí)現(xiàn)無煙燃燒,是理想的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)潔凈燃料。使用二甲醚,尾氣無需催化轉(zhuǎn)化處理,氮氧化物及黑煙微粒排放就能滿足美國(guó)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(dòng)機(jī)噪音。研究表明,現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)只需略加改造就能使用二甲醚燃料。二甲醚成本雖高于柴油,但成本和污染都低于液態(tài)丙烷等低污染替代燃料。
使用二甲醚為燃料,僅需對(duì)原柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)稍作改進(jìn)。在保持原柴油機(jī)效率、同樣的輸出功率、扭矩及燃油經(jīng)濟(jì)性的前提下,不用任何廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和廢氣處理裝置,氮氧化物就能大幅度降低,達(dá)到2.5g/(kW·h)以下,同時(shí),控制氮氧化物和微粒排放的矛盾不復(fù)存在,碳煙排放為零,沒有任何加速煙度,微粒排放也大幅降低。
據(jù)日本鋼管公司用二甲醚在柴油車上的試驗(yàn)(僅改造燃料噴射系統(tǒng)),發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排氣指標(biāo)均低于或等同于柴油。國(guó)內(nèi)西安交通大學(xué)也在進(jìn)行二甲醚作柴油代用燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)研究,并與一汽合作開發(fā)了中國(guó)第一輛改用二甲醚的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車,并進(jìn)行了試驗(yàn)。實(shí)施表明,使用二甲醚后可使發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高10%~15%,熱效率提高2%~3%,噪音降低10%~15%。與柴油機(jī)相比,燃用DME后,發(fā)動(dòng)機(jī)完全消除了碳煙排放,氮氧化物排放降低50%~70%,未燃碳?xì)渑欧沤档?0%,CO排放降低20%,排放指標(biāo)不僅滿足歐洲Ⅱ和Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),而且接近歐洲將于2005年實(shí)施排放標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)加州超低排放標(biāo)準(zhǔn)。
該公司已與西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、吉林大學(xué)、山東中通飛燕汽車有限公司為“十五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃“清潔汽車產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目中《二甲醚汽車的應(yīng)用研究》課題分別簽訂了合作協(xié)議及攻關(guān)項(xiàng)目。
中國(guó)已成為汽車大國(guó),汽車保有量增長(zhǎng)也刺激了國(guó)內(nèi)車用柴油需求的快速增長(zhǎng),2000年柴油消費(fèi)量為6627萬噸,預(yù)計(jì)2005年消費(fèi)量將達(dá)到8290萬噸左右。由于國(guó)內(nèi)柴油供需矛盾突出,中國(guó)每年都要大量進(jìn)口柴油。用二甲醚取代柴油,如果按取代率5%計(jì)算,2005年約替代柴油415萬噸,2010年約替代500萬噸,可見二甲醚作為汽車燃料的市場(chǎng)前景廣闊。不久的將來,二甲醚做車用燃料的市場(chǎng)將會(huì)超過民用市場(chǎng)規(guī)模。
美國(guó)能源部耗時(shí)三年、耗資1900萬美金研究論證:二甲醚作為汽油中易揮發(fā)組分完全可行,該項(xiàng)目被列入美國(guó)1990~2000年待用燃料發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目之一。醚基汽油就是利用二甲醚這一特性研發(fā)制成,是繼甲醇汽油、乙醇汽油后一種更為優(yōu)越的車用替代燃料。 [3]
發(fā)電
DME也可以用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的燃料。發(fā)電系統(tǒng)一般采用合成氣做燃料。在發(fā)電低負(fù)荷的時(shí)候,可以將合成氣轉(zhuǎn)化為DME產(chǎn)品,這樣就可以方便地貯存以便高負(fù)荷時(shí)再用或外銷出去。其效果類似于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電用甲醇做燃料。據(jù)資料報(bào)道,英國(guó)BP公司與印度石油公司、天然氣局印度公司決定在中東地區(qū)合資建設(shè)世界第一套大型燃料型DME工廠,產(chǎn)品用做電廠燃料,規(guī)模為1800kt/a,總投資約5億美元。21世紀(jì),日本、韓國(guó)、中國(guó)的臺(tái)灣等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)均需進(jìn)口液化天然氣用于發(fā)電,用二甲醚代替液化天然氣用于出口將是二甲醚的又一個(gè)巨大市場(chǎng)。
汽油
二甲醚(DME)還可作為車用汽油的優(yōu)質(zhì)替代能源。液態(tài)二甲醚經(jīng)過科技的配方,在蒸氣壓、辛烷值等指標(biāo)可以達(dá)到汽車的要求,中國(guó)2010年汽油的總消耗量約為1.2億噸,需要大量的進(jìn)口石油原油,二甲醚取代汽油如果按照20%計(jì)算,2010年可以節(jié)約替代汽油2400萬噸。據(jù)資料顯示,中國(guó)自行研發(fā)的醚基汽油通過二甲醚轉(zhuǎn)換成汽油燃料,未來作為車用燃料市場(chǎng)將會(huì)有巨大的運(yùn)用和戰(zhàn)略意義。21世紀(jì)唯一具備二甲醚轉(zhuǎn)合成汽油的北京蘭凱博已經(jīng)建設(shè)成年產(chǎn)量40萬噸的醚基汽油生產(chǎn)基地,不久的將來將會(huì)快速成長(zhǎng)產(chǎn)能,可以為中國(guó)能源緊張局面助一臂之力。 [3]
儲(chǔ)存運(yùn)輸編輯
儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的易燃?xì)怏w專用庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過30℃。應(yīng)與氧化劑、酸類、鹵素分開存放,切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
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