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成都天成碳一化工有限公司
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甲醇气相脱水法制二甲醚技术
详细描述
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二甲醚(英文名称Dimethyl ether,缩写DME)作为一种化工原料、气雾剂、制冷剂、代用燃料等,其用途非常广泛。   
    二甲醚燃烧特性与LPG相似,完全可替代LPG作为民用燃料,也可作为工业燃料。二甲醚作为民用燃料在贮存、运输和使用方面比液化气更安全。特别是近来愈演愈烈的石油危机,愈发促成清洁、有效的代用燃料产业的发展。二甲醚作为燃料替代品,具有如下特点:
     ①DME可燃性好,本身是含氧燃料添加剂,其燃烧充分,燃烧热效率高,无碳析出,废气无毒;
     ②DME液化压力低于LPG,在室温下即可液化,可用LPG贮罐罐装,能确保运输安全,同时DME和LPG一样,在常温下减压后就可以汽化,无须预热,随开随用,燃烧器不必作太大改动便可通用;
     ③DME作为燃料比LPG更安全,其爆炸限比LPG高一倍,爆炸隐患大大减小;
     ④由于DME本身含氧34.8%,所以其燃烧过程理论空气量远低于LPG,而混合气的理论热值和燃烧温度均高于LPG。 
     二甲醚生产主要有:
     甲醇液相脱水法,甲醇气相脱水法和技术经济指标最好的合成气一步法合成二甲醚。 甲醇液相脱水法是加热的硫酸与甲醇的混合使甲醇脱水而生成二甲醚,其反应过程为甲醇在硫酸存在下通过生成硫酸氢甲酯,再生成二甲醚,其反应式如下:
                        H2SO4 + CH3OH → CH3HSO4 + H2O
                       CH3HSO4 + CH3OH → CH3OCH3 + H2SO4
     该法反应温度低,转化率较高,但由于硫酸对设备材质的腐蚀性大,残液与废水量大,残液处理方法不配套地,环境的污染严重。
    甲醇气相法是将甲醇汽化后,甲醇以蒸气的形式通过分子筛或氧化铝固体酸催化剂,在催化剂的作用下使得甲醇脱水生成二甲醚。国内外的大多数二甲醚厂使用该法。其反应方程式如下:
                   2CH3OH → CH3OCH3 + H2O
     合成气一步法合成二甲醚是将合成气通过既有合成甲醇功能又有脱水功能的双功能催化剂,在催化剂的协同作用下合成二甲醚。其反应式如下:
                CO + 2H2 → CH3OH                   
                  2CH3OH → CH3OCH3 + H2O        
     副反应: CO + H2O → CO2 + H2              
     但该法目前还处于工业性试验阶段,尚无大规模工业装置投入运行。
     甲醇气相脱水制二甲醚是目前工业上最为成熟的工艺路线,具有原料来源广泛;流程短;操作条件温和;无设备腐蚀;“三废”排放低;甲醇转化率、选择性高;能耗低;产品质量高。
     本公司开发的甲醇气相脱水生产二甲醚工艺采用反应--分离一体化新工艺,无需将反应气体全部冷凝后再送入精馏塔分离,反应气体经换热回收热量后,直接进入精馏塔进行分离,节省了物料在塔内再次汽化的能量。该工艺具有明显节能效果。甲醇汽化塔的合理设计,无需作任何调整可直接使用精甲醇或粗甲醇作生产原料。所研制的催化剂转化率、选择性高,使用寿命长。
     反应器采用本公司开发的逆流换热式反应器,冷热气体在反应器内逆向流动换热,可以充分利用反应热在反应器内预热原料,自身升温;同时又降低了反应器内热点温度,减小了反应内的温差,既有利于热量回收,又有利于延长了催化剂寿命,并可提高反应选择性。且操作中不易出现“熄火”或“飞温”现象,使操作更为简单、易控,开停车更为方便,该反应器已获得国家专利(专利号为:(ZL200620034316.3)。
     甲醇脱水制二甲醚液化气技术经本公司多名研究人员经多年工业化实践和不断改进完善,工艺技术在投资、运行费用特别是低物料消耗和低能量消耗方面已处于国内领先水平。可提供1~100kT/a不同规模的甲醇脱水制二甲醚液化气装置的技术转让、工程设计、部分硬件或工程总承包。
                           原料及公用工程消耗(以50kt/a规模计)

序号

名 称

规 格

单位

消耗

备注

1

甲醇

符合GB336-92一级品

t

1.405

 

2

催化剂

专用

kg

0.07

一次性装填

3

380/220V,50HZ

kwh

10 

 

4

水蒸气

≥1.0MPa

t

1.3

 

5

仪表空气

0.4~0.6mPa,≤32℃

Nm3

10 

 

6

循环冷却水

≥0.3mPa,≤32℃

t

110 

 

     我国煤炭资源丰富,二甲醚生产技术已经成熟,自身拥有煤炭资源的企业发展二甲醚项目在煤炭供应、原料价格方面具有优势。
     我国一向重视清洁能源的开发利用,2007年9月初建设部发布了《城镇燃气用二甲醚》标准,该标准的实施表明,二甲醚作为液化气的替代燃料已具合法身份,可以正式进入城镇作为替代燃料推广,为我国二甲醚企业产品的推广提供了保障。除了在政策上给予支持,政府还在二甲醚技术的开发上也加大了财政扶持资金的投入。此外,政府还直接推动中央企业参与二甲醚生产。
     承上所述,我国的二甲醚企业在立足于自己固有优势的同时,也在积极通过商业手段来提升其他方面的竞争力,例如通过在煤炭资源丰富的地区建设装置的方式来获取资源优势。总的来说,在能源价格处于高位的今天,主要以煤为原料的二甲醚行业利润丰厚。我国的二甲醚生产企业具有渠道成熟、技术领先、资源丰富和政策扶持等多方面的优势,同其他替代能源相比具有强大的竞争力。
技术咨询:13708099017;028-85361077 
相关装置见 http://www.cdtcc.cn/content.asp?id=48&lmname=技术成果&pid=1
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