合成气一步法制二甲醚技术

天然气一步法制二甲醚技术进展

５６　精细石油化工进展　

ＡＤＶＡＮＣＥＳ　ＩＮ　【ＮＥ　ＰＥ　ｎ　ＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ　第８卷第３期　

务，包括已内酰胺。　

环己烷或苯酚是生产己内酰胺的主要原料。包括巴　

斯夫、帝斯曼和罗地亚公司在内的一些生产商已开发了　

替代路线，包括丁二烯转化路线。现绝大多数装置仍采　

用环己烷氧化法。住友化学公司在日本爱嫒的生产装置　

采用了新的技术，不产生硫酸铵副产物。由日本东北大　

学和Ｅｌ本钢铁化学公司开发的新工艺，采用在硫酸存在　

条件下的正甲基咪唑啉盐离子液体为催化剂，不会产生　

任何副产物。　

表１截至２００７年３月世界各地区己内酰胺生产能力　

生产企业　生产地点　能力／　ｋｔ・ａ。’　

美国　巴斯夫　得克萨斯州自由港（Ｆｒｅｅｐｏｒｔ）　５５０　霍尼韦尔　弗吉尼亚州Ｈｏｐｅ，ｗｅｌｌ　３６４　帝斯曼　乔治亚州Ａｕｇｕｓｔａ　２２５　墨西哥　Ｕｎｉｖｅｘ　Ｓａｌａｍａｎｃａ　８５　巴西　Ｂｒａｓｋｅｍ　Ｃａｍａ　ａｒｉ　６２　哥伦比亚　委内瑞拉ｌＶｉｍｏｎｅｍＢ　Ｃｏｌｏｍｂｏ　Ｂａｒｒａｎｑｕｉｌｌａ　３０　比利时　巴斯夫　朗盛　德国　巴斯夫　Ｄｏｍｏ　Ｃａｐｒｏｌｅｕｎａ　荷兰　帝斯曼　西班牙　字部化学欧洲　白俄罗斯　捷克　波兰　俄罗斯　乌克兰　乌兹别克斯坦　中国　中国石化集团　

帝斯曼南京化学　巨化集团　印度　日本　住友化学　宇部工业　

东丽工业　三菱化学　ＥＭＳ一宇部。　韩国　Ｃａｐｒｏ　中国台湾　中石化发展　安特卫普（Ａｎｔｗｅｒｐ）　３００　安特卫普　１６０　

路德维希港（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ）　１６５　Ｌｅｕｎａ　１００　

赫伦（Ｇｅｌｅｅｎ）　２５０　

Ｅｌ　Ｇｍｏ　８５　１２０　４４　ｌ５ｌ　１９５　７５　８ｏ　

湖南　１４０　河北　１６０　江苏　１５０　浙江　ｌ０　ｌ２ｏ　

爱嫒　１８０　大阪　９ｏ　山口　９ｏ　爱知　１００　福冈　６５　山口　ｌ７　

蔚山　２６５　

孝康　１７５　头份　８５　泰国　泰国已内酰胺　马培府　１ｏｏ　

二甲醚合成机理的研究进展

作者/来源：吴文炳1，陈棵2，翁文1 (1.漳州师范学院化学系，福建漳州 363000；2.昆明理工大学一碳日期：2007-10-10

常温常压下，二甲醚(DME)是一种无色低毒的可燃性气体，性能与液化石油气相似，燃烧时不析碳，无残液，燃烧废气无毒，是一种理想的清洁燃料。DME还是一种新型的、理想的、可替代车用燃料的“21世纪的绿色燃料”。随着环境污染的日益严重及石油资源的日益匮乏，对DME的需求量迅速增加，因此，DME的合成研究已成为各国科技人员的研究焦点。

合成气一步法制二甲醚，将甲醇合成、甲醇脱水和水气变换3个反应过程耦合为一，打破了合成甲醇反应的热力学平衡限制，大大提高了原料气转化率和产品收率。目前，由合成气制二甲醚主要在双功能催化剂上进行，包括在甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂上的反应过程。对二甲醚的合成机理探讨主要针对单个过程的反应，即甲醇合成机理和甲醇脱水机理。

1 甲醇合成机理

甲醇合成的碳源问题一直是学者们的热门话题，主要存在3种观点，即CO、CO2和CO+CO2 3种碳源机理。

1.1 CO为碳源

自Boomer和Morris首次提出CO是甲醇合成的直接碳源后，人们普遍认为CO是甲醇中碳的唯一来源，Klier等支持氧化态铜(Cu+)为活性中心，认为CO2的存在仅仅是稳定晶格(Cu+)的作用，以保证铜离子不被过度还原成金属铜(Cu0)。但在关键活性位和反应中间体上仍存在着不同的观点。第1种是基于化学吸附的CO连续加氢；第2种是生成甲酰中间物；第3种是生成甲酸盐中间物，3种机理如下：

其中，第1种机理在当时被广泛接受，第2、3种机理在20世纪80年代后得到了较大的发展。Takoudis等也将甲酰物作为中间物种，但与催化剂成键的原子有所不同，该机理如下：

1.2 CO2作为碳源

前苏联学者在4.4～5.5MPa及453K和493K下，利用放射性同位素对铜基催化剂上合成甲醇反应进行研究，结果发现，CO2不须经中间CO的形成而直接参加甲醇的合成。1985年，Vedage等利用放射性同位素18O，14C和D跟踪甲醇合成反应，研究表明，甲醇分子中的碳来源于CO2。对于CO的作用，Dybkjaer指出，CO主要是清除CO2加氢中所产生的吸附氧。1987年，Chinchen等利用示踪剂14CO和14CO2加入到反应物CO2/CO/H2中表明，CO具有再生可以活化CO2的Cu表面活性位的作用。Denise认为，二氧化碳加氢的反应机理过程如下：

合成气一步法制二甲醚三相床反应器的数学模型

ＶｏＩ＿２８Ｎｏ．５　２００２—１０　华东理工大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　４７７　文章编号：１００６—３０８０（２００２）０５—０４７７—０５　合成气一步法制二甲醚三相床反应器的数学模型　张海涛，　刘殿华，　徐　江，　房鼎业　（华东理工大学化学工程系，上海２００２３７）　摘要：应用实验所得动力学数据，以Ｃ０和Ｃ０。加氢合成甲醇、甲醇脱水制二甲醚为独立反应，　以Ｃ０、Ｃ０。和ＤＭＥ为关键组分建立三相床淤浆反应器的数学模型。通过计算典型工况下年产３　万吨二甲醚反应器，得到了反应器的工艺与设备设计参数，讨论了操作条件对床层颗粒轴向分布、　反应器高度、二甲醚反应结果的影响。　关键词：二甲醚；三相床；模拟　中图分类号：ＴＱ２３３．１２；ＴＱ０５２．５　文献标识码：Ａ　Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｄｉｍｅｔｈｙｌ　Ｅｔｈｅｒ　Ｄｉｒｅｃｔｌｙ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｆｒｏｍ　Ｓｙｎｇａｓ　ｉｎ　Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　Ｓｌｕｒｒｙ　Ｒｅａｃｔｏｒ　ＺＨＡＮＧ　Ｈａｉ—ｔａｏ，ＬＩＵ　Ｄｉａｎ—ｈｕａ，　Ｘ　Ｊｉａｎｇ，　ＦＡＮＧ　Ｄｉｎ—ｙｅ。　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＥＣＵＳＴ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２３７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ，ｔｈｅ　ｏｎｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｍａｔｈｅｍｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｓｌｕｒｒｙ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｏｆ　３０　Ｏ００ｔ／ａ　ｄｉｍｅｔｈｙｌ　ｅｔｈｅｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｉｎｓｔａｎｃｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂｙ　ｔａｋｉｎｇ　ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＣＯ，ＣＯ２　ａｎｄ　ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔｈａｎｏｌ　ａｓ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｒｅａｃｔｉｏｎ，ａｎｄ　ＣＯ　ａｎｄ　ＣＯ２　ａｓ　ｋｅｙ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｏｒ　ａｂｏｕｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｏｂ—　ｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｎ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ａｘｉａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｒｅａｃｔｏｒ　ｈｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｄｉｍｅｔｈｙｌ　ｅｔｈｅｒ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｍｅｔｈｙｌ　ｅｔｈｅｒ；ｓｌｕｒｒｙ　ｒｅａｃｔｏｒ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　近年来，随着三相淤浆床反应器中合成气直接　制二甲醚工艺路线的开发，三相反应器的数学模拟　日益受到重视［１ｑ］。由于三相反应器涉及气、液、固　三相，流体力学性质和传质过程复杂，工程数据少，　至今未见到国内外对三相鼓泡淤浆床应用于二甲醚　合成过程的模拟计算。本文得到的简化的数学模型　对三相床二甲醚合成过程进一步的工程开发具有指　导作用。　基金项目：中国石化股份有限公司科技研究开发项目（２００００２）　Ｅ－ｉｌ：ｄｙｆａｎｇ＠ｅｃｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ　段蔫日期：２００２—０３—３０　作者筒介：张海涛（１９７０一），男，江苏高邮人，讲师，硕士，从事化学反　应工程的教学与科研工作。　１　数学模型　合成气制二甲醚是一个复杂的反应体系，包含　Ｈ２、Ｃ０、Ｃ０２、Ｈ２Ｏ、ＣＨ３ＯＨ、（ＣＨ３）２０、Ｎ２、ＣＨ　等组　分，其中Ｎ。、ＣＨ　是惰性气体，不参与合成二甲醚的　反应过程。合成气制二甲醚主要反应如下：　Ｃ０＋２Ｈ２一ＣＨ３ＯＨ　（１）　Ｃ０２＋３Ｈ２＝ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ　（２）　２ＣＨ３０Ｈ一（ＣＨ３）２０＋Ｈ２Ｏ　（３）　３Ｃ０＋３Ｈ２一（ＣＨ３）２０＋ＣＯ２　（４）　２ＣＯ＋４Ｈ２一（ＣＨ３）２Ｏ＋Ｈ２Ｏ　（５）　Ｃ０＋Ｈ２Ｏ＝ＣＯ２＋Ｈ２　（６）

二甲醚合成方程式

说起二甲醚这玩意儿，可真是个好东西，被誉为“21世纪的清洁燃料”。我虽然是个写小说的，但对这些化学方程式也颇感兴趣，今儿个咱就来聊聊这二甲醚的合成方程式。

记得那天，我在书房里翻阅资料，偶然间瞥见了一个方程式：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1。嘿，这不就是二甲醚的合成方程式嘛！甲醇脱水，就这么简单明了。

我琢磨着，这二甲醚的合成方法可不止这一种。听说还有通过合成气反应的，什么2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ΔH2，CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH3，3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH4。这一连串的方程式看得我眼花缭乱，不过咱也不怕，咱有盖斯定律，ΔH1不就是ΔH4减去两倍的ΔH3再加上两倍的ΔH2嘛，这有啥难的。

说到这合成方法，我还听说过两步法，就是先合成甲醇，然后再脱水生成二甲醚。这方法又分为液相法和气相法。液相法嘛，早期用浓硫酸做脱水剂，那味道，可真够刺激的，而且对设备腐蚀性极强，中间产物还剧毒，排放还有污染，真是让人头疼。后来改用混合酸催化剂，情况就好多了。

气相法呢，就相对环保多了。在氧化铝或分子筛催化剂的作用下，甲醇在气固相催化反应器中脱水生成二甲醚，这工艺成熟简单，对设备材质也没啥特殊要求，基本上无三废及腐蚀问题，装置还易于大型化，真是不错。

我还听说，这气相法的反应器采用多段激冷式固定床，既避免了绝热式固定床反应器温升太高造成副反应增加、甲醇单程转化率偏低的缺点，又克服了换热式固定床和等温管式固定床反应器尺寸大、催化剂装填容量小的不足，真是让人佩服。

不过话说回来，这二甲醚的合成虽然看似简单，但实际操作起来可就不那么容易了。温度、压力、催化剂的种类和用量，都得严格控制，稍有疏忽，就可能影响产量和质量。这不，我听说有个工厂就是因为催化剂吸附水分子的量受压强影响，导致催化效率降低，结果产量就上不去了。

二甲醚生产工艺及设备介绍

Ⅰ 气相甲醇脱水法制DME

1.应用案例

年产10万吨二甲醚工程项目应用于广东绿源化工有限公司。

1.1 采用的工艺

生产过程中二甲醚在催化剂作用下主要发生的主副反应为：

主反应：2CH3OH=CH3OCH3+H2O

副反应：CH3OH=CO+2H2

2CH3OH=CH4+2H2O+C

CH3OH=CH4+H2+CO

CO+H2O=CO2+H2

C+CO2=CO

作为纯粹的 DME 生产装置而言，表 5.3-2 中列出3种不同生产工艺的技术经济指标。由表1可以看出，由合成气一步法制 DME 的生产成本远较硫酸法和甲醇脱水法为低，因而具有明显的竞争性。但相对其它两类方法，目前该方法正处于工业放大阶段，规模比较小，另外，它对催化剂、反应压力要求高，产品的分离纯度低，二甲醚选择性低，这都是需要研究解决的问题。

本设计采用汽相气相甲醇脱水法制DME，相对液相法，气相法具有操作简单,

自动化程度较高, 少量废水废气排放, 排放物低于国家规定的排放标准，DME选择性和产品质量高等优点。同时该法也是目前国内外生产DME的主要方法。

方法硫酸法气相转化法一步合成法

催化剂硫酸固体酸催剂多功能催化剂

反应温度℃ 130-160 200-400 250-300

反应压力/Mpa 常压 0.1-1.5 3.5-6.0

转化率/% ~90 75-85 90

二甲醚选择性/% >99 >99 >65 1000t/a投资

/万元 280-320 400-500 700-800

车间成本（元/吨） 3000-3500 3000-3500 3600-3800

二甲醚纯度/% 小于等于99.6 小于等于99.9 ~99

表1二甲醚各种生产方法技术经济比较

1.2 原料及产品规格

原料：工业级甲醇

二甲醚的生产与技术进展

二甲　－　医菊化工　

醚的生产与技术进展　

孙思渺　

二甲醚（ＤＭＥ）作为一种清洁化学品在制药、燃　

料、农药、化学品的合成方面有许多独特的用途，是重　

要的化工原料，可以用作气雾剂的抛射剂、制冷剂、发　

泡剂；高浓度的二甲醚可用做麻醉剂；还可替代ＩＪＰＧ　

及柴油成为新型燃料。二甲醚目前的主要用途是作为　

气雾剂的抛射剂。国外许多国家正在开发二甲醚代替　

氟氯烃作制冷剂和发泡剂；开发利用二甲醚作为聚乙　烯、聚氨基甲酸乙酯、热塑性聚酯泡沫的发泡剂。二甲　

醚与甲醇按一定比例的混合物是一种理想的液体燃　料，可作为城市煤气和液化气的代用品。二甲醚还可　

作为汽油添加剂来生产无铅汽油。因此，对二甲醚生　

产方法及应用领域的研究，成为了国内外极为重视的　开发课题。　二甲醚原料来源也十分广泛，可以由石油、天然　

气、煤和生物物质（如稻草，高梁秆及米糠等有机物　

质）制得。　

１二甲醚的生产方法及技术进展田　

二甲醚最早由高压甲醇生产中的副产物精馏后　

制得。随着甲醇合成技术的进步，甲醇脱水和合成气　

合成二甲醚工业生产技术很快发展起来。根据反应器　

的不同，合成气合成二甲醚又分为固定床反应器和淤　浆床反应器两种形式。　１．１甲醇液相膜冻法　传统的二甲醚生产方法是以甲醇为原料，在浓硫　

酸的催化作用下，生成硫酸氢甲酯，硫酸氢甲酯再与　

甲醇反应生成二甲醚。甲醇脱水制二甲醚最早采用浓　

硫酸做催化剂，反应在液相中进行，同时生成ＣＯ、　

ＣＯ２、Ｈ２、ＣＨ２、Ｃ２Ｈ　等副产物。　

上海石油化工研究院在传统的甲醇液相脱水装　置的基础上，将反应与分离操作合成一体，有效地抑　

制了有机物的碳化；同时硫酸无损耗地被封闭在反应　器中供长期使用（首次使用时间达６年多），大大降低　蝴耳６　

了成本，减少了污染。　

亦有专利报道，甲醇在液体混和酸【硫酸（９３％－　

９８％）和磷酸（８５％）】中进行脱水催化反应，会改变单　

一硫酸脱水催化的共沸现象，使水分能够均衡脱出，　

生产能够连续进行，从而解决反应生成水难以脱除、　

浆态床合成气一步法制二甲醚反应器研究进展

２０１１年３９卷第２４期　广州化工　

浆态床合成气一步法制二甲醚反应器研究进展　

颜蜀传　，潘强　，刘殿华　

（１神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司，宁夏灵武７５０４１１；　

２华东理工大学工业反应器工程教育部工程研究中心，上海２００２３７）　

摘　要：综述了合成气一步法合成二甲醚反应器的发展近况；围绕浆态床合成气制二甲醚技术开发中关键问题进行专项研究，　

开发了一种新型浆态床反应器，有效解决了现有技术中换热器内置造成的结构复杂、反应器有效体积少等技术问题，进一步推动浆态　

床反应器的工业化进程。　

关键词：合成气；　步法；二甲醚；浆态床　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｌｕｒｒｙ　Ｂｅｄ　Ｒｅａｃｔｏｒ　ｏｆ　Ｏｎｅ—ｓｔｅｐ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ＤＭＥ　ｆｒｏｍ　Ｓｙｎｇａｓ　

ＹＡＮ　Ｓｈｕ—ｊｕｎ　，ＰＡＮ　Ｑｉａｎｇ　，　Ｄｉａｎ—ｈｕａ　

（１　Ｓｈｅｎｈｕａ　Ｎｉｎｇｘｉａ　Ｃｏａｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｃｏ．，Ｎｉｎｇｘｉａ　Ｌｉｎｇｗｕ　７５０４１　１；２　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　

ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｒｅａｃｔｏｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２３７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｅｃｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｎ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｆｏｒ　ｏｎｅ—ｓｔｅｐ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇ　ｄｉｍｅｔｈｙｌ　ｅｔｈｅｒ（ＤＭＥ）ｆｒｏｍ　ｓｙｎ—　

ｔｈｅｓｉｓ　ｇａｓ　ｗａｓ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ａ　ｎｅｗ　ｓｌｕｒｒｙ　ｂｅｄ　ｒｅａｃｔｏｒ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｒｅｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　

二甲醚生产与发展趋势

1 二甲醚生产与发展趋势

张国伟

（辽宁石油化工大学抚顺 113001）

摘要：本文介绍了二甲醚国内外的生产工艺及市场情况。指出二甲醚是一种性能优良、很有发展前途的清洁能源，并对二甲醚作为替代能源在国内的发展前景提出看法和建议。

关键词：二甲醚；生产工艺；市场前景

Production Techniques and Development Prospect of Dimethyl Ether

Zhang guowei

（Liaoning petrochemical industry university fushun 113001）

Abstract：The production techniques of DME，market demand and supply at home and abroad are

introduced．Dimethyl ether is an excellent，promising clean energy．The views and the suggestions

of development prospect to the dimethyl ether as an alternative fuel in the domestic are proposed．

Key words：dimethyl ether ；production technique ；market prospect

2

1 概述

能源是发展农业、工业、国防和改善人民生活的重要物质基础，是一切生产技术变革的前提。尽管我国有丰富的资源，但存在一些不利方面，主要表现在：人均占有量少，地理分布不均，单位产值耗能高。另外，随着经济发展，汽车工业产销量大增，其直接后果是汽车尾气污染，造成环境问题日益严重，这不仅造成经济上的重大损失，对人体健康也有极大危害。因此清洁能源开发也为世界各国所重视。我国是一个多煤少油贫气，能源分布不均的国家。自从1993年成为石油净进口国以后，能源安全一直困扰中国，2008年原油进口1.789亿t，进口依存度达到48.53％[1]。2008年，席卷中国大部分省市的油荒问题令许多人记忆犹新。居高不下的油价，日益枯竭的石油资源，使人们急于寻找一种新的替代能源。二甲醚以其优良的理化性质，让人们看到了希望。

二甲醚生产工艺及流程操作

第一节流程简述

粗甲醇由原料槽经原料泵打入粗甲醇储槽 V107，再经甲醇中间泵P106 打入

甲醇塔C103 中部（如原料是精甲醇，则直接进入精甲醇储槽V101）。在甲醇塔

分离出水，>95%的甲醇由塔顶经E106 甲醇冷凝器后，进入甲醇回流槽V103，

部分甲醇回流入塔C103，部分进入精甲醇储槽V101，甲醇塔尾气排空。

V101 槽的甲醇由P101 精甲醇泵经E103 冷甲醇加热器进入E101 甲醇蒸发

器，蒸发的甲醇蒸气经E102 甲醇气加热器与反应后气体再加热至200℃，进入

C101 合成塔下部，在经中央管加热至270℃，从合成塔上部进入催化剂床层，

合成反应为放热反应，合成塔温度由导热油冷却控制。开车时由导热油加热至反

应温度。

反应后的混合气在E102、E103 中与入塔的冷甲醇换热后，进入经合成气冷

凝器冷凝后进入C102 二甲醚分离塔中部，从塔顶得到99%的二甲醚，它经E105

二甲醚冷凝器冷凝后进入二甲醚塔回流槽V102，部分回流入塔，部分进入V106

精二甲醚冷凝储槽再进入产口储槽。

在C101 及C102 塔中，操作压力为0.4～1.0Mpa，C102 塔底的甲醇水经减压

后进入C103 塔中部，塔底水分析合格后排放。

第二章合成塔操作

二甲醚由甲醇在催化剂作用下脱水来合成，反应为放热反应，方程式为：

2CH3OH—CH3OCH3+H2O+5.5Kcal

为严格控制反应温度应及时移走反应热，二甲醚合成设计为列管式，催化剂

装于管内，管外用导热油强制换热。导热油自下部加热合成塔壳程，上部引出至

导热油加热炉，经导热油泵打循环。

为防止不凝气体在合成器壳程上部积聚影响传热效果，设有一导热油膨胀

罐，导热油膨胀罐的主要作用是吸收导热油的热膨胀及排放不凝气体。

在开工阶段，导热油的升温由加热炉来完成，加热炉采用燃油炉形式。通过

改变导热油入合成塔壳程的温度来调节催化剂床层温度。

二甲醚合成技术进展及应用开发

第６期（总第１０３期）然化工２００２年１２月Ｃｏａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ＩｎｄｕｓｔＮｏ．　６　（ＴｏｔａｌＤｅｃ．Ｎｏ．　１０３）２００２

二甲醚合成技术进展及应用开发

乔建芬

（山西省轻工业学校，０３００１３）

摘要综述了甲醉脱水制二甲醚、合成气一步法合成二甲醚的技术进展‘分析了二甲醚在民用沽净嫌料、替代柴油嫩料等领域的应用前景关．词二甲醚合成技术应用

ｋ＊幼号，１００５－９５９８（２００２）０６－００１１－０４中圈分类号：ＴＱ２１文献标识码：Ａ

衰１二甲砚主要物理性质引言

我国石油资源日趋紧缺，２０００年净进口原油超过６　０００万ｔ。因此寻找对环境友好、技术成熟、经济

上可接受的代用燃料显得非常迫切。二甲醚具有与柴油相近的十六烷值，且燃烧过程可实现低ＮＯｘ和无硫排放，因此可作为柴油的理想替代燃料；二甲醚

在低压下可压缩为液体，性质与液化石油气相近，因此还可作为民用燃料。二甲醚作为环境友好的燃料

虽然只是最近几年才提出的，但却很快得到了全世

界能源界的广泛关注。我国缺油少气，但煤炭资源丰富。近２。年来，煤化工和Ｃ，化学的技术进步，为二甲醚的发展打下了

良好的基础。尤其是合成气一步法制二甲醚取得的一些技术突破更使得二甲醚的发展前景颇具魅力。气体相对密度（空气为ｌｌ液体密度／９・．Ｌ－＇沸点／℃凝固点／℃闪点／℃

１．　６１７０．　６６１一２４．　５｝－１３８．５一４１临界温度／Ｃ临界压力／Ｐａ折光率蒸汽压／Ｐａ嫩烧热值／ｋ１．ｍｏｔ－＇１２６．　９一｝５．４４Ｘ　１０，一｝１．３４１一｝５．３１Ｘ１０＇｝一；５９．　９２

的结构特征，还能与许多极性或非极性溶剂相溶，例如二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、甲醇、乙醉、丙酮、

氯苯等，因而是一种性能优良的溶剂。ＤＭＥ毒性低，无致癌性。日本大气环保标准规

定二甲醚在空气中的允许浓度为３０Ｏ　Ｘ　１０－６，

２国内外二甲酿装置建设情况

二甲酿性质

二甲醚学名甲氧基甲烷，俗称木醚、甲醚、氧二甲。英文名称Ｄｉｍｅｔｈｙｌ　Ｅｔｈｅｒ，简称ＤＭＥ。分子结构