【正文】 中國科學院大連化物所、清華大學等對此也進行了一定的研究，前者制備了 CO 轉(zhuǎn)化率達到 90%， DME在有機產(chǎn)物中選擇性大于 90%催化劑，后者就制備方法及反應(yīng)條件進行了研究。 h)、 H2/CO= CO2=l%一 2%的條件下，合成氣中 CO轉(zhuǎn)化率可達 75%， DME選擇性 84%。清華大學進行的是三相淤漿床一步法合成反應(yīng)器的研究，己完成小試，正籌備中試。日本 NKK 公司的淤漿床反應(yīng)器方法，于 1999 年建成一套 5 噸 /天的中試裝置。國外自 80 年代后對此研究較多，較為典型的是丹麥托普索公司 TIGAS 工藝、日本三菱重工和 COSMO石油公司聯(lián)合開發(fā)的 AMSTG 工藝 。即甲醇的合成與甲醇脫水。甲醇單程轉(zhuǎn)化率可達 85%，選擇性幾乎 100%，使用周 期大于 1000h。我國化工部西南化工研究院也曾進行過甲醇脫水制二甲醚的研究，考察了 13x分子篩、氧化鋁及 ZSM 一 5 催化劑的性能，當采用 ZSM一 5 在 200℃時，甲醇的轉(zhuǎn)化率可達 75%一 85%，選擇性大于 98%。 1965 年， 美國 Mobil 公司與意大 利 ESSO 公司都曾利用結(jié)晶硅酸鹽催化劑進行氣相脫水制備DME，其中 Mobil公司使用了硅酸鋁比較高的 ZSM一 5 型分子篩，而 ESSO公司則使用了 的含金屬的硅酸鋁催化劑，其甲醇轉(zhuǎn)化率為 70%， DME 選擇性 90%。 （一） 甲醇脫水制二甲醚 二甲醚可由甲醇脫水制得。 根據(jù) 湖南、湖北、江西、廣東等 地區(qū)的消費情況，以及二甲醚技術(shù)的研 發(fā)情況，當前二甲醚作為資源尚處于推廣應(yīng)用階段， 設(shè)計定為 10 萬噸 /年，隨著市場的進一步培育和開拓，屆時 可 再建更大規(guī)模的二甲醚裝置。如果以二甲醚的熱值和目前廣泛使用的液化 石油氣相比較，二甲醚的成本不能超過 3000 元。 C、二甲醚含量的測定 ①、在 a 條相同條件下，以絕對標準曲線法使用色譜數(shù)據(jù) Q/OCLX0022020 處理機得到 N CH CO C2H C2H C3H6組份的體積百 分含量（ %） ②、在 b 條相同條件下，以絕對標準曲線法使用色譜數(shù)據(jù)處理機得到 H2O、 CH3OH 組份的體積極百分含量（ %） ③、二甲醚體積百分（ VDME）含量按下式計算： VDME(%)=100％ (N2%+CH4%+CO2%+C2H4%+C2H6%+C3H6%+H2O%+CH3OH%) ④、把體積百分含量換算成質(zhì)量百分含量 X(%)=N2% 28+ CH4% 16+ CO2% 44+ C2H4% 28+ C2H6% 30+ C3H6% 42+ H2O %18+ CH3OH % 32+DME% 46 ⑤ 、 二甲醚（ WDME）質(zhì)量百分含量按下式計算： WDME（ %） =(VDME% 46)/X% 水（ W H2O）質(zhì)量百分含量按下式計算： M H2O（ %） =（ V H2O % 18） /X% 甲醇（ W CH3OH）質(zhì)量百分含量按下式計算： M CH3OH（ %） =（ V CH3OH % 32） /X% 2 DME 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品品種、規(guī)格、質(zhì)量指標及擬建規(guī)模 產(chǎn)品品種 ： 二甲醚 擬建規(guī)模 ： 10 萬噸 /年 年操作日 ： 300 天 產(chǎn) 品規(guī)格、質(zhì)量指標 氣霧級 (工業(yè)級 )二甲醚、燃料級二甲醚 (1)氣霧級二甲醚質(zhì)量標準 (企業(yè)標準 ) 由于目前國內(nèi)尚無氣霧級二甲醚產(chǎn)品的國標，參照國內(nèi)行業(yè)的技術(shù)標準，氣霧級二甲醚產(chǎn)品應(yīng)符合下述質(zhì)量標準 (企業(yè)標準 ) %100))/(( ( % )201 ???? 甲醇甲醇 甲醇 AVVVf石河子大學 畢業(yè)設(shè)計論文 12 項目 期望值 二甲醚 wt%≥ 甲醇 wt% ≤ 水份 wt%≤ (2)燃料級二甲醚質(zhì)量標準 (企業(yè)標準 ) 對燃料級二甲醚產(chǎn)品，目前也沒有相應(yīng)的國標，參照國內(nèi)行業(yè)的技術(shù)標準，燃料級二甲醚產(chǎn)品應(yīng)符合下述質(zhì)量標準 (企業(yè)標準 ) 項目 期望值 二甲醚 wt%≥ 93 甲醇 Wt% ≤ 3 水份 wt%≤ 1 產(chǎn)品方案分析及生產(chǎn)規(guī)模分析 二甲醚是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品，主要用作冷凍劑、溶劑、萃取劑、氣霧劑和燃料等。 m2 H2O、 CH3OH 標準樣中蒸餾水的質(zhì)量 ， g； m3H2O、 CH3OH 標準樣中無水甲醇的質(zhì)量 ， g； 46— 乙醇的分子量； 18— 水的分子量； 32— 甲醇的分子量。 裝置 ： 氣相色譜儀（帶熱導池檢測器，氣體進樣器及色譜數(shù)據(jù)處理機） 微量注射器： 5ml 鋼瓶取樣器：可用 25mm 內(nèi)徑的不銹鋼管與截止閥，球閥焊制而成 色譜柱 項目 指 標 A 級 B1 級 B2 級 感觀 二甲醚含量 m/m %≥ 水份 m/m 106 ≤ 甲醇 m/m 106 ≤ 其它雜質(zhì) m/m ％≤ 無色、無異味，常溫下為壓縮液體，略呈醇香 95 2020000 2020000 200 100 100 50 石河子大學 畢業(yè)設(shè)計論文 10 用 25%PEG1500 涂于 Porapak Q+GDX502=1+1 裝填在Ф 3mm，長 4m 的不銹鋼鋼柱中，要求緊密均勻。 石河子大學 畢業(yè)設(shè)計論文 9 表 6 A級、 B1級、 B2級二甲醚氣體產(chǎn)品符合下表規(guī)定的技術(shù)要求 試驗方法 （ 1） 抽樣 ： Q/OCLX0022020， 抽樣以一罐裝容器為一批（或以一中間計量貯藏罐為一批） 抽樣方法 將鋼瓶取樣器稱重，打開采樣閥門，沖洗管線及接頭，立即將取樣器的截止閥與采樣點緊密連接，依次打開采樣點的閥門，取樣器截止閥和球閥，讓試樣沖洗取樣器， 30 秒后依次關(guān)閉取樣球閥，截止閥和采樣點閥門，從連接管線上取下鋼瓶，采樣工作結(jié)束。 小鼠吸入 貓 吸入 人 吸入 30min 輕度麻醉 人 吸入 、有窒息感 二甲醚的主要技術(shù)指標 技術(shù)要求 高純度二甲醚的生產(chǎn)以甲醇為主要原材料，經(jīng)過催化轉(zhuǎn)化制成燃料級二甲醚，再經(jīng)精餾分離后制得高純度二甲醚氣體產(chǎn)品。無致癌性、腐蝕性甚微。二甲醚與一氧化碳反應(yīng)可生成乙酸或乙酸甲脂；與二氧化碳反應(yīng)則生成甲氧基乙酸。甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等許多有機液體無限互容，但不能與脂肪烴類化合物相互溶，甲醇蒸汽和空氣混合能形成爆炸性混合物，爆炸極限為 %%（體積）。目前日本和印度都研究在中東建設(shè)大型二甲醚裝置，將二 甲醚 運回國內(nèi)作發(fā)電燃料的可行性，其它許多發(fā)達國家都在進行二 甲醚作為替 代 燃料的研究，解決全球能源緊張的局面。 從二甲醚及柴油的消耗結(jié)果表明，按能耗計，低功率下，二甲醚消耗高 于 柴油，但在較高功率時，石河子大學 畢業(yè)設(shè)計論文 7 二者是相近的。去年印度石油公司、煤氣權(quán)力公司和石油研究院已經(jīng)與阿莫科印度開發(fā)公司簽署了開發(fā)和銷售二甲醚作為多用途燃料的協(xié)議，使二甲醚商業(yè)化并提供技術(shù)，目前正著手可行性研究。隨著人們環(huán)保意識的增強，二甲醚在氣溶膠推進劑方面的用量逐年增加， 1990 年歐洲生產(chǎn)的 噸二甲醚，其中約有 ，其它用作中間體。該裝置將采用 JEE 工藝從合成 氣 間 接生產(chǎn) DME。 日本財團（三菱瓦斯化學公司、日揮公司、三菱重工公司和伊藤忠商事各持股 25%）成立的合資公司將在澳大利亞建設(shè)大規(guī)模 DME 裝置。 已 于 2020 年建成。意味著 DME 作為清潔燃料可與 LPG相競爭， DME與 LPG 相 似，易于貯存在現(xiàn)有的 LPG 終端和用船舶運輸。 由于二甲醚的市場需求潛力十分 巨大，在世界范圍內(nèi)，其建設(shè)已經(jīng)成為熱點項目，一些大型的二甲醚裝置已在積極籌建之中（見表 14），如果這些項目到 2020 都建成投產(chǎn)將新增二甲醚生產(chǎn)能力 793萬～ 893 萬噸。以美國為例， 2020 年美國使用替代燃料（ LPG 和 CNG）的汽車為 42 萬輛，預(yù)計 2020 年為 330 萬輛。 國外二甲醚市場簡況 現(xiàn)狀 目前世界上 DME 的生產(chǎn)主要集中在美國、德國、荷蘭和日本等國， 2020 年世界總生產(chǎn)能力預(yù)計 萬噸 /年，產(chǎn)量約 22 萬噸，開工率 75%。我國石油液化氣進口量近年迅速增加， 19%年進口量為 萬噸， 1998 年達 477 萬 噸，預(yù)計到 2020 年進口量達 929 萬噸， 2020 年將達 1460 萬噸。最近，安徽省蒙城縣化肥廠也建立了 2500 噸 /年高純度二甲醚生產(chǎn)裝置，產(chǎn)品純度達 %以上。上海石油化工研究院開發(fā)成功的二甲醚反應(yīng)蒸餾新技術(shù)，具有過程簡單、投資省、消耗低、操作控制容易，不產(chǎn)生廢酸、廢渣和含酸廢水等優(yōu)點，甲醇單程轉(zhuǎn)化率達 80%85%，選擇性大于 %。 DME 進入這一市場的特點是附加值高，因而利潤空間極大。 DME 作為超潔凈能源，與液化氣相比在性能上具有顯著的優(yōu)勢。尤其是我國環(huán)保能源特別是潔凈車用燃料一直十分緊缺，因此發(fā)展清潔車用燃料成為我國經(jīng)濟高速發(fā)展面臨的現(xiàn)實問題。國內(nèi)上述大部分企業(yè)生產(chǎn)的 DME 產(chǎn)品主要面向氣霧劑市場，到2020 年底為止，我國 DME 的 正常生產(chǎn)能力為 1520 萬噸 /年。寧夏煤炭資源豐富，但因為地處西部，且鄰省陜西、內(nèi)蒙古、甘肅等均為富煤省份，煤炭外運十分困難。寧夏石化集團公司、中煤四達礦業(yè)公司、西安交通大學、原化工部第二設(shè)計院、中國成達化學工程公司等參與合作。到 2020 年 ，發(fā)展到 30 多家生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)能力約 48 萬噸，產(chǎn)量約 32 萬噸，開工率 67%。此前，只有江蘇昆山化工廠有少量生產(chǎn)。由于 DME 的 分子結(jié)構(gòu)與烴類不同，只有 CH與 CO 鍵，沒有 CC 鍵，所以燃燒時無黑煙， CO 與 NOx 排放量很低，符合潔凈燃料的要求；而且石河子大學 畢業(yè)設(shè)計論文 2 燃燒性能良好，燃燒廢氣無毒，完全符合衛(wèi)生標準；單一組成，無殘液；在室溫下可壓縮成液體，用現(xiàn)有的液化石油氣罐盛裝，燃具與 LPG基本通用，是優(yōu)良的民用潔凈燃料。 DME 同發(fā)煙硫酸反應(yīng)可以生成硫酸二甲酯；同苯胺反應(yīng)生成高純 N， N二甲基苯胺，脫水成乙烯，羰基化可以制取醋酸甲酯；與硫化氫反應(yīng)生成二甲基硫醚，進而可生成二甲基亞砜。目前 DME 在世界噴射劑的用量中居第二位，僅次于碳氫化合物， 其次，由于 DME 容易液化的特性，許多國家正在開發(fā)以 DME代替氯氟烴做制冷劑的技術(shù) 。 目前，二甲醚發(fā)展的關(guān)鍵問題在于配套措施不完善 、 市場發(fā)展不成熟 、 二甲醚使用觀念有待更新。 二甲醚（ DME）常溫常壓下是一種無色低毒的可燃性氣體，性能與液化石油氣相似，燃燒時不析碳，無殘液，燃燒廢氣無毒，是一種理想的清潔燃料。說明書主要包括工藝流程的確定，物料衡算，熱量衡算，工藝設(shè)備的設(shè)計及選型，廠房平面布置 ， 還有進行 初步的 經(jīng)濟分析等 。工程總投資估算值 14300 萬元，項目的內(nèi)部收益率所得稅前為 %，高于基準收益率 12%。 二甲醚作為清潔燃料具備如下特征：（ 1）資源量豐富，來源廣；（ 2）環(huán)境友好，其排放物對環(huán)境的影響很??；（ 3）技術(shù)可行、成熟，可在大范圍內(nèi)使用；（ 4）經(jīng)濟可行，其成本有競爭力； （ 5）易于實現(xiàn)，其運行所需要的基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施基本相容，不需要另裝一套裝置。 process design. 石河子大學 畢業(yè)設(shè)計論文 1 目 錄 摘要 前言 1 文獻綜述 .................................................................................................................................... 1 二甲醚概述 ....................................................................................................................... 1 二甲醚的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................... 1 二甲醚的傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用及其拓展 ........................................................................... 1 國內(nèi)二甲醚市場簡況 .......................................................................................................... 2 現(xiàn)狀 ...................................................................................