《二甲醚生产方法浅析》

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1、四川天一科技股份有限公司二甲醚的生产方法浅析汤洪李淑芳孙炳杨先忠（四川天一科技股份有限公司四川成都邮编610225）摘要：本文介绍目前国内外可使用的若干种二甲醚的生产方法，包括合成气一步法、甲醇法（液相法和气相法），对这些生产方法各方面进行定性分析，并对各种方法的优劣做定量比较。关键词：二甲醚生产方法甲醇脱水气相法合成气1前言二甲醚是一种含氧化合物，溶于水、在大气对流层中可降解，是环境友好介质。二甲醚可用于气雾剂、制冷剂、化工原料。二甲醚可做燃料，具有与液化气相类似的性质，而且燃烧完全、热效率高、无黑烟。近年来，由于石油制品的连

2、年涨价，作为洁净环保燃料的二甲醚引起了社会各界的重视。特别是煤基二甲醚生产成本低，与液化石油气有较大差价，使得二甲醚全面替代液化石油气做为民用、工业用燃料成为可能。国内外多家研究机构也正在进行以二甲醚为燃料的汽车发动机研究乃至行车试验。二甲醚做燃料的市场前景十分广阔，同时，生产二甲醚也是当甲醇市场供大于求时甲醇生产企业的一条产业出路。二甲醚的生产方法有合成气一步法、甲醇法两种；而甲醇法又分为甲醇气相催化脱水法和液相催化脱水法。因此，目前二甲醚的生产方法哪种最具工业价值，成为业内人士关注的一个焦点。本文介绍目前国内外可使用的几种二

3、甲醚生产方法，并对这些生产方法的优劣进行各方面的分析比较，为拟投资建设二甲醚生产装置的企业提供决策参考。2合成气一步法以合成气（CO+H2）为原料，合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成，同时伴随CO的变换反应。其反应式为•2CO+4H2==2CH3OH•CO+H2O==CO2+H2•2CH3OH==CH3OCH3+H2O总反应：3CO+3H2===H3COCH3+CO2典型的合成气一步法生产流程如下：H2/CO=1煤煤气化净化、调H2/CO合成二甲醚循环气H2、CO二甲醚、CO2、甲醇、水、H2、COCO2冷媒产品二甲醚

4、二甲醚精馏吸收脱除CO2水、甲醇水、甲醇副产品甲醇甲醇精馏图1合成气一步流程框图新鲜合成气中的CO和H2的比例配成约1：1左右（配气手段：变换、脱碳等），与循环气混合后进入二甲醚合成反应器进行反应。反应压力2.0-10.0MPa,温度230-280℃。反应产物经冷却、吸收分离，未反应的CO和H2气体返回合成反应器加压循环返回做反应原料。吸收液经脱除二氧化碳、精馏得到产品二甲醚。而反应产物中的甲醇则经精馏提纯后做为副产品。甲醇产量为二甲醚产量的1-10%。合成合成气一步法的主要特点在于反应的优势，合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反

5、应器中完成。反应平反应衡常数大，合成气单程转化率高，达40.0%-75.0%。国外开发合成气一步法有代表性的公司有：丹麦Topsφe（气相法）、美国APCI（浆态床）和日本NKK公司（浆态床），但都只是作了中试，未见工业化生产的报道。我国的山西煤化所、西南化工研究设计院、大连化物所、清华大学、浙江大学、华东理工大学等也正在进行合成气一步法的研究和探索。笔者认为，合成气一步法工业化技术尚未成熟。浙江大学研制的一步法合成DME催化剂技术，在湖北田力公司建成了年产1500t/aDME的工业化装置，装置运行不稳定。清华大学在重庆英力建了

6、1套3000t/a的工业试验装置，已生产出二甲醚产品，但由于诸多原因未能连续运行。而曾经炒得沸沸扬扬的、采用美国APCI2技术的宁夏宁煤集团830kt/a合成气一步法生产二甲醚的装置，由于生产技术不过关而在可行性研究阶段终止实施。因此，所谓工业化技术尚未成熟，并不是说工艺流程无法实现，而是指关键技术未能有突破性进展，技术经济不过关。而按现有技术生产二甲醚，投资高，生产成本高。实际上，美国APCI和丹麦Topsφe分别在2003年底提出“整体法”和“整体一步法”的概念（即以粗甲醇直接做气相脱水反应的原料，两个反应之间不设甲醇精馏分

7、离装置），并暂时放弃了合成气一步法合成二甲醚的工业化探索。合成气一步法的主要问题有：1）产品单一，只能生产二甲醚，甲醇产量为二甲醚产量的1-10%，不能调节甲醇和二甲醚两种产品的比例。2）原料利用率低在反应产物中二甲醚与CO2的比例为1：1（分子比），如原料中有水或CO2，则反应产物中反应产物中CO2的浓度（摩尔浓度）将超过二甲醚的浓度（摩尔浓度），而二氧化碳利用价值是很低的。因此，以目标产品二甲醚计，合成气一步法的原料利用率很低，故其生产成本也相应较高。3CO+3H2==CH3OCH3+CO2分子量46.0744.01原料利用

8、率51%对比甲醇脱水法：合成甲醇2CO+4H2===2CH3OH原料利用率接近100%甲醇脱水2CH3OH==H3COCH3+H2O分子量46.0718.015原料利用率：72.0%3）合成甲醇、CO变换、甲醇脱水均为放热反应，总反应热效应很大（58.8kcal