二甲醚
二甲醚理化性质及用途
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
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。
二甲醚的性质及合成技术
• 两步法合成技术
– 甲醇液相脱水法－－－液相两步法 甲醇液相脱水法－－－ －－－液相两步法 – 甲醇气相脱水法－－－气相两步法 甲醇气相脱水法－－－ －－－气相两步法
两步法合成二甲醚技术
液相两步法
• 液相两步法是甲醇液体在浓硫酸的存在下,加热脱水生成二 液相两步法是甲醇液体在浓硫酸的存在下, 甲醚,同时有CO CO、 及少量烷烃等副产物。 甲醚,同时有CO、CO2 及少量烷烃等副产物。 • 该工艺优点： 该工艺优点： –反应温度低( < 100 ℃) 、转化率高( > 80 %) 、选择性 反应温度低( 转化率高( 反应温度低 )等 高( >99 % )等； • 该工艺缺点： 该工艺缺点： –采用浓硫酸作催化剂存在设备腐蚀严重、污染严重、操作 采用浓硫酸作催化剂存在设备腐蚀严重、 采用浓硫酸作催化剂存在设备腐蚀严重 污染严重、 条件恶劣等缺点 • 工业化典型厂家： 工业化典型厂家： –硫酸厂等少数厂家采用此工艺； 硫酸厂等少数厂家采用此工艺； 硫酸厂等少数厂家采用此工艺 –作为液相两步法的一种改进工艺,山东临沂久泰化工有限 作为液相两步法的一种改进工艺, 作为液相两步法的一种改进工艺 公司开发了液体复合酸脱水催化剂 液体复合酸脱水催化剂。 公司开发了液体复合酸脱水催化剂。该催化剂改变了单一 酸脱水催化的共沸现象,使水分能够稳定均衡脱出, 酸脱水催化的共沸现象,使水分能够稳定均衡脱出,生产能 够连续进行,所产生的污染较小,已建立万吨级生产装置. 够连续进行,所产生的污染较小,已建立万吨级生产装置.
一步法合成二甲醚(P58) 一步法合合成气通过复合催化 剂层,直接生成二甲醚的工艺。 –一步法又有气相一步法(两相法,固定床)； –液相一步法(三相法,浆态床) 。
一步法催化剂（P59)
二甲醚知识
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。
二甲醚
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％。
二甲醚又称甲醚
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
甲醇脱水法
生 产 方 法
甲醇气相脱水法
合成气直接合 成二甲醚 CO₂直接加H₂合成 二甲醚
甲醇液相法脱水法
甲醇脱水制DME最早采 用硫酸作催化剂，反应在液 相中进行，因此叫做液相甲 醇脱水法，也称硫酸法工艺。 该工艺生产纯度99. 6%的 DME产品 。
液相法的特点
催化剂的成本低。采用液相脱水催化剂，催化剂价格低廉、 成本低。 催化剂的消耗低。没有排放。 反应转化率高。由于催化剂对甲醇转化率可达到92%，二甲 醚的选择性大于99%。 反应能耗低。甲醇不需气化，直接与液体催化剂进行反应， 由于反应温度低，蒸汽消耗量低，副反应较少，产品易于分离， 生产过程所需要循环水量也整个反应过程在低压下进行。 由于反应转化率高，也大大降低甲醇回收的能耗。 反应连续性强。整个反应过程为连续化封闭清洁生产，催 化剂的脱水反应和再生是同步进行的，生产中产生的废水送入 甲醇装置造气蒸汽回收再循环使用或进入循环水使用，无释放 气体。 装置投资低。该技术采用低温、低压反应，气体中无腐蚀 性成分，大部分设备材质均为碳钢，设备投资小。相对较低。
二氧化碳合成二甲醚缺陷
1).合成气的单程转化率低。 2).反应器中反应物甲醇浓度很低，反应 速度也很慢。 3).二甲醚反应器的效率极低。 4).二甲醚反应器中组分复杂，副反应较 多且很难控制。 5).精馏难度大 ，能耗增加。
循环气
合成气
H2 CO2 甲醇 合成
二甲 醚合 成
吸收 分离
甲 醇
甲醇 精馏
上游
二甲醚的上下游产业链
1.合成碳酸二甲酯 2.合成硫酸二甲酯 3.合成乙烯 4.合成二甲基硫醚 5.合成烷基卤化物 6.合成N,N-二甲基苯胺 7.合成醋酸和醋酐
下游
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《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。
这样为后续加压精馏二甲醚提供了足够的压力。
采用加压精馏的的方法可除去粗二甲醚产品中轻重组分杂质。
同时获得纯度不小于99.99%的二甲醚产品。
原料不需预热直接由泵送入精馏塔，再沸器由低压蒸汽供热，轻组分杂质——不凝性气体（H2，N2，CH4，CO，CO2，C2H4）在塔顶富集到一定浓度后可排放去醇洗，重组分杂质
——甲醇、水由塔釜排到甲醇回收；纯度≥99.99%的DME 产品在塔上部适当位置输出，经产品冷却器进入产品贮罐。
精馏工序主要设备为精馏塔，塔径φ400mm，塔高20m，内装4.5~50型不锈钢压延孔板波纹填料，全塔理论塔板数为50块，其中提馏段15块，精馏段30块，富集不凝性气体5块。
产品自侧线输出，输出口设在精馏段与富集段之间，并在塔顶设回流分布器。
精馏高纯二甲醚适宜的操作条件为：压力0.6~0.8Mpa，塔釜温度130~140，塔釜与提留段温差70左右，输出口与塔顶温差小于1.5，回流比R=3~4。
在此条件下，能长期稳定获得99.99%的高纯二甲醚。