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二甲醚的生产与发展前景 李继进 孙德乾 （山东久泰化工科技股份有限公司） 1 项目背景 我国能源结构是富煤、贫油、少气，近年来，随着石油资源供应的短缺和环境污染的日益严重，促 使人们开展对新型清洁能源的研究和开发，以有效地解决未来的能源危机、化工原料和化学品、环境等 问题。我国石油生产不能满足国内市场的需求，每年需大量进口原油和成品油，进口量已占消费量的三 分之一。液化石油气资源有限，天然气在我国一次能源的消费中所占比重很小。因此，寻找新的能源， 改善能源结构是摆在我们面前的一个迫切需要解决的问题，二甲醚含氧量 34.8%，是世界上公认的首选 能源、一种超清洁燃料。我国煤炭储量已探明为 9000 多亿 t ，还可以开采几百年，因此，利用我国丰富 的煤炭资源生产二甲醚有利于我国能源结构的调整。 二甲醚具有无色、无毒、易液化、制冷性好等特点，可替代氟利昂用作气雾剂、发泡剂和制冷剂等， 对大气臭氧层无的损害；同时二甲醚具有十六烷值高、动力性能好、燃烧充分等特点，可用于汽油车、 柴油车的车用燃料，尾气排放可达欧Ⅲ标准，对减轻城市污染，改善因车辆急剧增加而带来的汽车尾气 污染日益加重的问题具有十分重要的意义。二甲醚常温常压下，压力低于液化石油气，爆炸极限也低于 液化石油气，液化石油气的贮槽、罐和燃具均可直接利用，可直接作为罐装民用燃气，并可作为管道化 输送作为城市管道煤气，取代进口 LPG 。 二甲醚是一种重要的化学中间体，可与一氧化碳反应生成乙酸或乙酸甲酯，与二氧化碳反应生成碳 酸二甲酯，产业链很长，具有广泛的应用价值，可用于医药、染料等。因此，搞好二甲醚的研究开发、 推广应用具有良好的经济效益和社会效益，是我国能源技术赶超世界先进水平，实现跨越式发展的最有 前途的领域之一。 利用国内外现有的方法生产二甲醚，由于反应收率低、设备投资大、产品纯度低、能耗高，导致生 产成本偏高，无法和液化石油气、汽柴油等竞争。鉴于以上情况，我公司投入科研力量集中攻关，开发 出复合酸催化脱水生产二甲醚新工艺，实现了二甲醚高效、低耗、清洁生产。 2 二甲醚（DME ）生产技术现状 2.1 合成路线 合成 DME 的技术路线目前有三条：甲醇脱水、合成气一步法合成和二氧化碳加氢。二氧化碳加氢 目前还处于探索阶段。由合成气先合成甲醇，然后甲醇脱水制得DME （两步法）；和合成气一步法合成 技术是目前生产 DME 的技术路线。 2.2 合成气一步法 合成气一步制取 DME 的生产方法主要为浆态床法。合成气的主要组分是 CO+H2 ，气体经过净化后， 在甲醇合成和脱水的复合催化剂上进行反应。该法是由合成气在双功能催化剂作用下生成 DME，可以 使原料气中 CO 转化率提高，但由于在复合催化剂的研究还处于实验室研究阶段；反应过程中副反应过 多；产品纯度低，难以生产出高纯度的二甲醚，达到工业化生产还有一定的距离。 3 复合酸催化脱水生产二甲醚的技术 3.1 工艺过程 主要是由煤气化生成水煤气，经脱硫、脱碳等净化工序，合成气（主要成分 H2+CO ）催化合成粗 甲醇，再利用粗甲醇在液化复合酸催化剂条件下生成二甲醚。具体方案如下： （1）粗甲醇由泵连续加入甲醇分布器中均匀雾化，在液体复合酸条件下催化脱水，反应是液液接 152 触进行反应，由于复合酸的作用下，破坏了水和酸的共沸现象，使水分能够稳定均衡的蒸发出来，达到 连续生产二甲醚的目的。 （2）催化反应条件：反应温度 110~160 ℃，反应压力。0~0.1 MPa，一次反应收率大于 93%，总 反应收率大于 99.5%。 （3）催化反应生成的二甲醚气体、脱水生成的水蒸汽、未反应的甲醇气体经过换热器冷凝、干燥， 脱除水分和甲醇后，加压液化为 99.9%的液态二甲醚成品。 （4）反应脱水过程中产生的水蒸汽和部分未反应的甲醇，经冷凝后进入精馏塔，回收的甲醇返回反 应器继续反应，塔底排出含0.5%的甲醇送入煤气化炉焚烧，无废水排放，整个工艺过程实现清洁生产。 3.2 技术特点 （1）该技术利用低成本的复合酸作为催化剂，催化剂基本无消耗，反应在低温低压下进行，后处 理工艺简单，副反应少，收率高（总收率达99.5% ），因而生产成本仅为国内外其他方法成本的 50%~70%， 我公司现