二甲醚开题报告

1、课题来源我国是一个多煤少油贫气，能源分布不均的国家。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。我国是一个多煤少油贫气，能源分布不均的国家。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。以其优良的理化性质。符合能源结构多元化发展思路和节能减排要求的清洁能源二甲醚成为研究的重要课题。2、研究目的和意义二甲醚又称甲醚，简称二甲醚又称甲醚，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，被期望成为21世纪的能源之一。3、国内外研究现状和发展趋势及综述美国空气产品化工公司最早于美国空气产品化工公司最早于1986年进行以浆态床合成甲醇的小试，1991年建成4t／d中试装置联产甲醇和二甲醚，尔后又完成15t／d工试。1998年提出向我陕西厂出售10万t／d二甲醚合成装置(联产甲醇-2万t／d)。丹麦的托普索公司则采取多级反应塔以重整后的天然气为原料合成甲醇和二甲醚。为解决温度控制问题，并于1993年建成50kg／d中试装置，但装置较为复杂。日NKK从1989年即开始用高炉煤气合成二甲醚的小试，作为合成汽油的中间产品，后发现我国陕西厂以二甲醚供民用及汽车用效果良好，乃改以开发二甲醚为最终日标，1995年改用煤矿抽提瓦斯和煤制气建成50kg/d中试装置。反应器Φ90mmx2m高浆态床，一次反应率达60％以上，二甲醚选择率达90％以上；并以产品进行了柴油卡车走行试验效果良好。接着在通产省的补助下，作为“降低环境负荷的燃料转换技术开发”项目，在煤炭综合利用中心领导下，和太平洋煤矿、住友金属(负责催化剂）在钏路煤矿于1992年始建5t／d工试装置，从1999年正式试验用该矿的抽提瓦斯合成二甲醚，初步效果良好。

特别是经过一连串的对比试验，并参照国际试验结果，证明二甲醚比甲醇有以下优点：

1、以煤制气为原料时，其H2/CO为0.5-1，用以合成甲醇时需重整H2/CO为2；而合成二甲醚时H2／CO为1即可。从而重整幅度小、生产成本低。以天然气为原料时，合成甲醇时的C02含量只允许15％；而合成二甲醚时则可扩大到45％，有利于利用劣质天然气和其它类似的燃料气。

2、从反应平衡看，合成甲醇的压力为100—150atm，且末反应气返还比高；合成二甲醚的压力为50atm，且反应气返还比低，有利降低成本。

在使用阶段，甲醇气有弱毒性，并对金属腐蚀，火焰透明、爆炸范围广，需注意防爆；二甲醚则无毒，不腐蚀金属，火焰青色，爆炸范围小，更利于做燃料。供锅炉燃料时，燃烧生成的水分易影响锅炉热效率，而单位发热量生成的水分二甲醚仅为甲醇的1／2，有利于提高锅炉热效率。日本通产省于2000年6月组织有关单位成立“二甲醚发展战略研讨会”进行认真研究后决定了分两阶段发展的方针：第一步由NKK在政府补助下投资200亿日元在钏路煤矿建设100t／d实用化试验装置，2003年投运后进行包括生产工艺、贮运、供汽车、电力应用的全面试验，以为大发展打下坚实的基础。第二步于2005年在亚洲、澳洲的煤矿或不便液化的劣质天然气田建设2500t／a商用装置并大力推广，到2010年拟扩大到年产700万t，大部返供日本。

看好二甲醚发展前景的日本企业界亦不甘落后。三菱煤气化学、日挥石油、三菱重工业和伊腾忠商事于看好二甲醚发展前景的日本企业界亦不甘落后。三菱煤气化学、日挥石油、三菱重工业和伊腾忠商事于2001年6月5日宣布，将于6月21日合资成立“日本二甲醚公司”开展以下工作：

1．投资3亿日元，花1年时间进行二甲醚的市场调查和事业化的可行性研究。

2.若结果可行，吸收日本和澳洲当地企业成立“二甲醚生产销售公司”，在西澳的登皮阿投资5—6亿美元建设140—240万t／a二甲醚生产厂。

3．充分发挥合作4方在煤化工生产、设备制造和流通领域的优势，力争生产厂于2006年建成，首先返销日本，以代替LPG和柴油机燃料，年销售额约1.5亿—2亿美元。为了发挥可再生能源的作用，日本京都大学能源工学研究所正研究利用沼气制二甲醚的技术。日本能源界还展望将来利用发达后的光电电解水的生产廉价氢，加上燃烧二甲醚等清洁燃料产生的烟气中的C02，合成甲醇和二甲醚，以形成燃料的循环利用。二甲醚作为清洁的代油燃料有广阔的发展前景，生产和应用技术基本成熟，多方在竞相开发，对于我国这样富有煤层气和煤而少油的大国理应优先。建议如下：

1.把二甲醚的开发作为贯彻可持续发展方针的有效措施纳入“十五”科技开发计划，并因地制宜抓好不同原料的示范装置的建设。

2.为加速发展除充分发挥国产技术外，亦可积极引进美、日先进技术、装备和资金，以便尽快国产化和规模化；亦可考虑和日合作开发建厂产品大部返销。4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案本课题主要的研究内容是年产本课题主要的研究内容是年产6万吨二甲醚的生产工艺设计。其中生产工艺设计包括工艺计算、机械设备设计和环保处理等。本课题采用汽相气相甲醇脱水法制DME。主要的技术路线：原料库来的新鲜甲醇经往复泵升压和未完全反应的甲醇循环物流相混合进入甲醇预热器，低压蒸汽加热后再换热，控制温度进行绝热反应，对反应产物进行分离，得到高纯度的二甲醚。回收的甲醇可以继续循环使用。工艺流程图如下：原料循环原料甲醇DME水分离系统反应系统原料预热汽化分离系统反应系统原料预热汽化5、研究基础本课题研究的是工业二甲醚的生产工艺本课题研究的是工业二甲醚的生产工艺，主要实证研究的资料来源是通过上网收集，在校电子阅览室和图书馆进行查询等。首先通过对所搜集材料的阅读，了解了二甲醚的物化性质、生产应用、工艺流程、国内外发展趋势等。然后结合大学四年对化工原理、化学反应工程、化工设备机械基础、化工热力学等专业课程的掌握，在老师的指导下完成最终设计。预期达成目标：3月上旬完成开题报告，收集与季戊四醇生产工艺相关的资料。掌握季戊四醇的生产原理以并选出最合适的生产工艺路线。预期达成目标：3月上旬完成开题报告，收集与季戊四醇生产工艺相关的资料。掌握季戊四醇的生产原理以并选出最合适的生产工艺路线。3月中旬完成毕业设计的概述部分。3月下旬到4月中旬完成工艺及设备计算。4月下旬完成所有的设计，开始对论文进行修改，完善论文1.2008年12月—2009年1月确定毕业设计题目。2.2009年1月—2009年2月中旬根据自己选定的课题查找相关资料。3.2009年2月下旬—2009年3月上旬根据对课题相关资料的阅读及对课题的思考，完成开题报告。4.2009年3月中旬进行毕业设计的概述及基本原理整理。5.2009年3月下旬—2009年4月上旬进行毕业设计的具体工艺计算部分。6.2009年4月中旬进行毕业设计的机械设计及环保安全部分。7.2009年4月下旬对毕业设计进行必要的修改，并准备进行毕业答辩。7、阅读的主要文献、资料[1][1]杨立新、徐红燕，二甲醚生产技术及应用前景，《化工进展》2003，22（2），204[2]梁诚，二甲醚的生产与发展，《四川化工与腐蚀控制》第4卷，2001，4，38[3]朱赛芬、程小红、严招春，二甲醚生产技术进展及其市场情况分析，《应用化工》2001，30（3