1 二甲醚
1.1概况
DME的化学式是CH30CH3,是醚的同系物,但与用作麻醉剂的乙醚不一样,毒性极低;能溶解各种化学物质;由于加压时容易液化,可以用作喷雾剂、致冷剂及特殊燃料。
现在DME是由甲醇在催化剂存在下脱水合成;也可以将甲醇合成时产生的气体分离精制制造。目前全世界二甲醚的产量不超过10×104t/y。
1.2 DME的物理性质与特性
表1列出了DME及其它燃料的性质。
表1DME与其它燃料的性质比较表
项目二甲醚丙烷 丁烷 甲醇轻油(2号)
化学式CH30CH3C3H8C4H10CH30H-
分子量46.0744.0658.0832.04-
沸点℃-24.9-42.1-0.564.5190-350
液比重(沸点)0.750.580.60--
(20℃)0.670.490.570.790.8-0.88
蒸发潜热kJ/kg467126386--
蒸汽压MPa,20℃0.5100.8330.207--
爆炸极限%3.4-272.2-9.51.9-8.56.2-36-
十六烷值155--545>
低位发热量MJ/kg 28.946.545.821.142.5
注1 十六烷值,表示柴油着火性的指数,该值高表示着火性好。
DME与LPG一样是无色物质,常温常压下是气体。
沸点约-25℃,比C3H8高、比C4H10低。常压下冷到-25℃或在常温下加压到0.5-0.6MPa,容易液化。
在沸点时液体比重比C3H8、C4H10大。
从表1可以知道其特性:
1)液态时的低发热量比C3H8、C4H10低,比CH30H高;
2)十六烷值与轻油近似,具有作柴油引擎燃料的优良特性;
3)爆炸极限比C3H8、C4H10范围宽,但窄于CH30H。
因此说,DME可以作为燃料被广泛应用。
2 DME的开发
自然界里DME并不存在,必须由原料来制成,天然气和煤是目前较好的原料。当然在考虑原料问题时,对矿物燃料的资源量必须同时考虑。
由最近的统计确认的矿物燃料埋藏量的可开采年份是:(至1996年底,BP统计)石油:42年;天然气:62年:煤:224年。其中,石油资源在21世纪迎来生产颠峰后生产量将逐渐减少。
天然气可开采年分比石油长20年,还在进行开发,估计将来的埋藏量可达现在3倍,不用担心资源的枯竭:煤可开采年份300年。在DME大量生产时主要考虑用天然气作燃料。
2.1天然气为原料的DME生产
2.1.1合成工艺
由天然气生产DME的流程如下:
天然气→合成气→甲醇→DME
CH4 CO/H2 CH30H CH30CH3
|---直接法---↑
首先,天然气净化后用改质催化剂合成以CO、H2比为主要成分的合成气;这合成气在铜系催化剂下合成甲醇,再由甲醇脱水生产DME。最近为简化工程,降低建设成本,研究了直接制造DME的工艺(直接法)。
进入21世纪,环境与发展问题受到国际社会的普遍关注,石油资源的日益短缺以及燃烧油品对环境造成的污染已成为许多国家调整能源政策的出发点,不少国家将液化石油气作为未来汽车的代用燃料。以清洁汽车燃料棗LPG为背景,系统分析了其应用可能性,并对其进行了建设加气站和汽车改造的投资回收分析。建议加大LPG开发力度,加快LPG应用推广进程。
关键词:液化石油气 技术经济 清洁燃料 汽车尾气
液化石油气(Liquefied Petroleum Gas ,简称LPG)是以三个或四个碳原子的烃类(如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯)为主的混合物,常温常压下是无毒、无色、无味的气体,具有辛烷值高、抗爆性能好、热值高、储运压力低等优点,是一种性能优良的汽车代用燃料。
1 LPG应用可能性分析
表1列出了LPG与天然气、汽油的一些物理性质的比较情况。
表1 LPG与天然气、汽油的物理性质比较
|
性 质 |
液化石油气 |
天然气(甲烷) |
汽油(90#) | |
|
丙烷 |
丁烷 | |||
|
H/C原子比 |
2.67 |
2.50 |
4 |
2~2.30 |
| 沸点/℃ | -42.1 | -0.5 | -161.5 | 30~90 |
|
热值/MJ·kg-1 5
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