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| 新型清潔燃料二甲醚 |
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二甲醚具有優(yōu)良的燃燒性能，清潔，十六烷值高，動(dòng)力性能好，污染少，稍加壓即為液體易于儲(chǔ)存，作為車用替代燃料，具有天然氣、甲醇、丙烷、丁烷、柴油等不可比擬的綜合優(yōu)勢。常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料如LPG、天然氣、甲醇等的十六烷值都小于10，只適用于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。二甲醚的十六烷值（55~60）甚至高于柴油（40~55），具有優(yōu)良的壓縮性，非常適合于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)理想的替代燃料。使用二甲醚燃料，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加州燃料汽車超低排放尾氣要求。丹麥托普索公司從環(huán)保角度進(jìn)行了二甲醚燃料在中型汽車運(yùn)行時(shí)的尾氣排放試驗(yàn)，結(jié)果一氧化碳、碳?xì)浠衔�、氮氧化物含量與美國加州頒布的中小汽車尾氣排放標(biāo)性相比，分別低55%、83%、4%。說明使用二甲醚作汽車燃料，廢氣污染明顯低于目前的優(yōu)質(zhì)汽油。日本采用3600毫升四缸DI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行的燃燒試驗(yàn)表明，煙炱排放為零，NOX極少。西安交通大學(xué)也進(jìn)行了二甲醚作柴油代用燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)研究，使用二甲醚可使發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高10%~15%，熱效率提高2%~3%，噪音降低10%~15%，可達(dá)到歐洲Ⅲ級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
二甲醚最早由高壓甲醇生產(chǎn)中的副產(chǎn)品精餾后制得。隨著低壓合成甲醇技術(shù)的廣泛應(yīng)用，副反應(yīng)大大減少，二甲醚工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)很快發(fā)展到甲醇脫水和合成氣直接合成二種工藝。甲醇脫水法包括液相甲醇法和氣相甲醇法。到目前為止，甲醇?xì)庀嗝撍ㄈ允嵌酌焉a(chǎn)的主要方法。但因其生產(chǎn)成本較高而制約了其應(yīng)用的拓展。
通過合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚技術(shù)進(jìn)展很快，一步法即將合成甲醇和甲醇脫水兩個(gè)反應(yīng)組合在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成，與甲醇脫水法相比，具有流程短、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，而且可得到較高的單程轉(zhuǎn)化率。開發(fā)合成氣一步法工藝典型的公司有丹麥托普索（Topsoe）公司、美國空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司及日本NKK公司。合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚目前雖處于中試階段，但不久可建設(shè)工業(yè)化裝置。由于通過天然氣或煤炭生產(chǎn)合成氣的技術(shù)已相當(dāng)成熟，而且規(guī)模達(dá)到5000噸/天以上，各公司普遍認(rèn)為建設(shè)大型二甲醚裝置在技術(shù)上己經(jīng)成熟。日本NKK公司己成功地完成中試。一次通過轉(zhuǎn)化率大于50%，DME選擇性大于90%。生成水很少，DME純度大于99.9%，水和甲醇含量小于100PPm�？傓D(zhuǎn)化率大于95%。產(chǎn)品DME組成為：99.5% DME 、0.2%甲醇 、0.3%水。日本新瀉現(xiàn)已建成1萬噸/年合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚的半工業(yè)化裝置。
我國西南化工研究設(shè)計(jì)院從20世紀(jì)80年代開始研究甲醇二步法合成二甲醚，并于90年代初實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。目前，山西煤化所、大連化物所、清華大學(xué)、華東理工大學(xué)，浙江大學(xué)和西南化工研究設(shè)計(jì)院均在進(jìn)行合成氣一步法制二甲醚的研究。湖北田力公司采用浙江大學(xué)技術(shù)建成1500噸/年裝置。
國外現(xiàn)己有建設(shè)大型工業(yè)化二甲醚裝置的計(jì)劃。日本東洋工程公司（TEC）完成建設(shè)單系列250萬噸/年 二甲醚裝置的可行性驗(yàn)證。采用天然氣生產(chǎn)甲醇再轉(zhuǎn)化成二甲醚的二步法路線，以中東低價(jià)天然氣為原料，生產(chǎn)二甲醚的成本為90~100美元/噸。意味著二甲醚作為清潔燃料可與LPG相競爭，二甲醚與LPG相似，易于貯存在現(xiàn)有的LPG終端和用船舶運(yùn)輸。TEC的流程組合MFR-Z甲醇工藝和采用專利鋁基催化劑的脫水新技術(shù)。裝置設(shè)計(jì)為10000噸/天甲醇設(shè)施，可提供7000~8000噸/天 二甲醚反應(yīng)器進(jìn)料。總費(fèi)用約6.6億美元�？赏�2005~2006年建成。BP公司、印度天然氣管理局、印度石油公司合作投資6億美元計(jì)劃建設(shè)商業(yè)規(guī)模的二甲醚生產(chǎn)廠，建設(shè)工作于2002年開始。擬采用托普索公司二甲醚合成技術(shù)，利用24億立方米/天 天然氣，年生產(chǎn)二甲醚180萬噸，用以替代石腦油、柴油和LPG。定于2004年投產(chǎn)，2005年向外供應(yīng)二甲醚。日本財(cái)團(tuán)（三菱瓦斯化學(xué)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)模二甲醚裝置。擬年生產(chǎn)二甲醚140-240萬噸，將于2006年投產(chǎn)。產(chǎn)品銷往日本和東南亞市場。日本NKK公司與幾家其他公司組成聯(lián)合體，擬將從不同烴類來源，包括煤氣和天然氣通過合成氣一步法直接生產(chǎn)二甲醚的工藝推向工業(yè)化，該工藝因使用低價(jià)的烴類和無需甲醇合成步驟，生產(chǎn)費(fèi)用將低于其他方法。該聯(lián)合體計(jì)劃將此工藝2006年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，規(guī)模為80萬~150萬噸/年。
近年來，我國二甲醚生產(chǎn)也有新的發(fā)展。2002年初，山東臨沂魯明化工公司投產(chǎn)了5000噸/年二甲醚裝置，生產(chǎn)工藝達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。在5000噸/年試驗(yàn)裝置運(yùn)行成功基礎(chǔ)上，山東華星集團(tuán)3萬噸/年二甲醚項(xiàng)目在臨沂開建。寧夏銀川正在籌劃年產(chǎn)83萬噸二甲醚項(xiàng)目，初步?jīng)Q定采用美國空氣產(chǎn)品與化學(xué)品公司技術(shù)。計(jì)劃投資47.8億元。寧夏石化集團(tuán)公司、中煤四達(dá)礦業(yè)公司、西安交通大學(xué)、原化工部第二設(shè)計(jì)院、中國成達(dá)化學(xué)工程公司等參與合作。
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