二甲醚等物理性质

《二甲醚等物理性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二甲醚等物理性质（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、二甲醚的基本概况 二甲醚别名：甲醚三维结构英文名称： methyl ether ； dimethyl ether ； DMECAS 编号：115-10-6分子式：C2H6O结构式：CH3OCH3二甲醚又称甲醚，简称DME。二甲醚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（20C）0.666，熔点-141.5C，沸点-24.9C，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

2、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。 代替业用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生

3、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。溶解的甲醚由于石油资源短缺、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。作为LPG和石油类的替代燃料，二甲醚是具有与 LPG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，能便宜而大量地生产。与甲烷一样，被期 望成

4、为21世纪的能源之一。总之，二甲醚特有的理化性能奠定了其在国际、国内市场上的基础产业地位， 可广泛应用于工业、农业、医疗、日常生活等领域。二甲醚未来主要用于替代汽车 燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔，是目前国际、国内优先发展 的产业。二甲醚物理化学性质二甲醚的性质：二甲醚是一种无色、具有轻微醚香味的气体，具有惰性、无腐 蚀性、无致癌性。还具有优良的混溶性，能同大多数极性和非极性有机溶剂混溶。 在100ml水中可溶解3.700ml二甲醚气体，且二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂，加入少量助剂后就可与水以任意比互溶。其 燃烧时火焰略带亮光。有关物化性质见表

5、1.1。表1.1二甲酹的物理化学性质分子式 C2H6O 分子量46.07摩尔质量46.07蒸气压（20C） 0.51Mpa熔点-138.5C气体燃烧热28.8MJ/Kg沸点-24.9C 蒸发热（-20C） 410KJ/Kg临界温度127C自燃温度235C液体密度（20C） 0.67Kg/L爆炸极限、空气317vol%蒸气密度1.61Kg/m3闪点-41C（空气密度1.2936Kg/m3 ）二甲醚在常温、常压下为无色、无味、无臭气体，在压力下为液体，性能与液 化石油气（LPG）相似，不同温度下的蒸汽压见表 1.2。表1.2不同温度下二甲醚蒸气压温度（C）-23.7 -10 0 10 20 30

6、40蒸气压（Mpa） 0.101 0.174 0.254 0.359 0.495 0.662 0.880Copyright6chem Inc二甲醚的毒性健康危害侵入途径：吸入健康危害：对中枢神经系统有抑制作用，麻醉作用弱。吸入后可引起麻醉、窒 息感。对皮肤有刺激性。3.2毒理学资料及环境行为毒性：二甲醚的毒性很低，气体有刺激及麻醉作用的特性，通过吸入或皮肤 吸收过量的此物品，会引起麻醉，失去知觉和呼吸器官损伤。表1.3二甲醚的毒性吸入对象吸入量不良反应小鼠吸入225.72g/ m3麻醉浓度猫吸入1658.85g/ m3深度麻醉人吸入154.24g/ m3X30min轻度麻醉人吸入940.50g

7、/ m3有极不愉快的感觉、有窒息感急性毒性：LC50308000mg/m3（大鼠吸入）；人吸入154.24g/m3X30分，轻度麻 醉。危险特性：易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰 或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧 化物。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。若遇 高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。二甲醚的安全及处理措施泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员全上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。 用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖住泄漏

8、点附近的下水道等地方，防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量 废水。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。防护措施呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面 具（半面罩）。眼睛防护：一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下，戴化学安全防护眼镜。身体防护：穿防静电工作服。手防护：戴一般作业防护手套其它：工作现场严禁吸烟。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人 监护。急救措施吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。 如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。灭火方法灭火方法：切断气源。若不能立即切断气源，

9、则不允许熄灭正在燃烧的气体。 喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、十粉、二氧化碳、砂土。二甲醚的包装、贮存及运输二甲醚（DME）与LPG持有相似的物性，国内法规中的高压气体安全法规仍适 用。输送与储藏系统也与LPG相同。对金属无腐蚀，对运输船只、管材、储槽等与 LPG的无太大差别。大容量储槽是采用在约-25C的低温贮槽储存。用低温储槽，只需要一般的 BOG（气化气）的再液化设备，但所要求的压力可以比IPG的略低。DME的蒸发潜热与 丙烷的基本相同，这将有利于降低 DME的运行成本。二甲醚生产工艺技术二甲醚的生产方法有一步法和二步法。一步法是指由原料气一次合

10、成二甲醚， 二步法是由合成气合成甲醇，然后再脱水制取二甲醚。甲酵生产线一步法该法是由天然气转化或煤气化生成合成气后，合成气进入合成反应器内，在反 应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应过程和变换反应，产物为甲醇与二甲 醚的混合物，混合物经蒸馏装置分离得二甲醚，未反应的甲醇返回合成反应器。一步法多采用双功能催化剂，该催化剂一般由 2类催化剂物理混合而成，其中 一类为合成甲醇催化剂，如Cu-Zn-Al(O)基催化剂，BASFS3-85和ICI-512等；另 一类为甲醇脱水催化剂，如氧化铝、多孔 SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、 丝光沸石等。二步法该法是分两步进行的，即先由合成

11、气合成甲醇，甲醇在固体催化剂下脱水制二 甲醚。国内外多采用含Y -Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。反应 温度控制在280340C，压力为0.5-0.8MPa。甲醇的单程转化率在70-85%之间，二 甲醚的选择性大于98%。一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程，与两步法相比，其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低，从而使二甲醚生产成本得到降低，经济效益得到提 高。因此，一步法合成二甲醚是国内外开发的热点。国外开发的有代表性的一步法 工艺有：丹麦Tops e工艺、美国Air Products工艺和日本NKK工艺。二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺，该法

12、以精甲醇为原 料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度达 99.9%，工艺成熟，装置适应性广，后处理 简单，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。但该法 要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备 投资较大。但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术， 说明两步法有较强的综合竞争力。国外主要二甲酵工艺技术(1) Tops (p e 工艺Tops? e的合成气一步法工艺是专门针对天然气原料开发的一项新技术。该工 艺造气部分选用的是自热式转化器(ATR)。自热式转化器由加有耐火衬里的高压反 应器、燃烧室和催化剂床层三部分组成。二甲醚合成

13、采用内置级间冷却的多级绝热反应器以获得高的CO和CO2转化率。催化剂用甲醇合成和脱水制二甲醚的混合双功能催化剂。二甲醚的合成采用球形反应器，单套产能可达到7200吨/天二甲醚。Tops e工艺选择的操作条件为4.2MPa和240290C。目前，该工艺还未建商业装置。1995年，Tops e在丹麦哥本哈根建了一套 50kg/d的中试装置，用于对工艺性能进行测试。(2) Air products的液相二甲醚(LPDMETM)新工艺在美国能源部的资助下，作为洁净煤和替代燃料技术开发计划的一部分，Airproducts公司开发成功了液相二甲醚新工艺，简记作 LPDMETM。LPDMETM工艺的主要优势

14、是放弃了传统的气相固定床反应器而使用了浆液鼓泡甲醚反应器。催化剂颗粒呈细粉状，用惰性矿物油与其形成浆液。高压合成气原料从塔 底喷入、鼓泡，固体催化剂颗粒与气体进料达到充分混合。使用矿物油使混合更充 分、等温操作、易于温度控制。二甲醚合成反应器采用内置式冷却管取热，同时生产蒸汽。浆相反应器催化剂 装卸容易，无须停工进行。而且，由于是等温操作，反应器不存在热点问题，催化 剂失活速率大大降低了。典型的反应器操作参数为：压力 2.7610.34MPa，推荐5.17MPa ；温度200 350C，推荐250C。催化剂量为矿物油质量的 5%60%，最好在5%25%之间。该 工艺用富CO的煤基合成气比天然气

15、合成气更具优势。但以天然气为原料也可获得 较高收率。Air products公司已在15吨/天的中试工厂对该工艺进行了测试，结 果令人满意，但还没有建设商业化规模的大型装置。(3) 日本NKK公司的液相一步法新工艺除Air products公司外，日本NKK公司也开发了用浆相反应器由合成气一步 合成二甲醚的新工艺。原料可选用天然气、煤、LPG等。工艺的第一步首先是造气，合成气经冷却、 压缩到57MPa，进入CO2吸收塔脱除CO2。脱碳后的原料合成气用活性炭吸附塔 脱除硫化物后换热至200C进入反应器底部。合成气在反应器内的催化剂与矿物油 组成的淤浆中鼓泡，生成二甲醚、甲醇和 CO2。出反应器产物冷却、分馏，将其分 割为二甲醚、甲醇和水。未反应的合成气循环回反应器。经分馏，从塔顶可得到高 度纯净的二甲醚产品(95%99%)，从塔底则可得到甲醇、二甲醚和水组成的粗产品。 采用NKK技术已在新潟建成1万吨/年合成气一步法生产二甲醚的半工业化装置。国内二甲醚工艺技术我国90年代前后开始气相甲醇法(两步法)生产二甲醚工艺技术及催化剂的 开发，很快建立起了工业生产装置。近年来，随着二甲醚建设热潮的兴起，我国两 步法二甲醚工艺技术有了进一步的发展，工艺技术已接近或达到国外先进水平。山东久泰化工科技股份有限公司(原临沂鲁明化工有限