二甲醚

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二甲醚也叫甲醚(CH30CH3)，是最简单的脂肪醚，也是重要的甲醇下游产品，用
途非常广泛，主要用作燃料、冷冻剂、气雾剂、溶剂、萃取剂等。二甲醚作为燃料，可代
替液化气作民用燃料，也可用作车用燃料、发电厂发电燃料等。因此，二甲醚也称为“21
世纪清洁能源”。另外，二甲醚也是重要的有机精细化工原料，羰基化可制醋酸甲酯、醋
酐，也可用于生产甲基化试剂用于制药、农药与染料工业。


一、二甲醚性质



二甲醚分子式为C2H6O，结构简式为CH-O-CH3，二甲醚在常温下为无色并有
轻微醚香的气体，能溶于水和醇、乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂。无毒、无腐蚀性，在空
气中不会形成过氧化物，燃烧时火焰略带光亮，燃烧热(气态)为1455 KJ／mol。

二甲醚含有甲基和甲氧基基团，在一定条件下，可发生化学反应，利用这些性质，可
制取一系列高附加值的精细化工产品。如用二甲醚甲基化反应生产硫酸二甲酯、与氨生产
甲胺混合物；二甲醚与一氧化碳发生羰基化反应生产乙酸甲酯、醋酐、醋酸；二甲醚脱水
生产低级烯烃；不完全氧化生产甲醛等。


二、二甲醚制备工艺


二甲醚制备方法有甲醇液相脱水法(硫酸法)、甲醇气相转化法和煤基合成气一步
法等。

1．甲醇液相脱水法生产二甲醚

该方法采用硫酸作脱水剂反应在液相中进行。两分子甲醇在浓硫酸作用下脱去一分子
水生成一分子二甲醚，反应如下：


CH30H+H2S04 CH3HSO4+H20
CH3HS04+CH3OH
CH3OCH3+H2SO4

该工艺过程具有反应温度低，转化率大于80％，选择性为99等优点；但使用浓硫
酸造成设备腐蚀严重，催化剂毒性大，操作条件恶劣，釜内残液及废水严重污染环境等缺
点，现已逐渐被甲醇气相转化法和煤基合成气一步法取代。目前国外已废除此工艺。国内
只有江苏吴县合成化学厂、武汉硫酸厂采用此工艺。

2．甲醇气相转化法(也称二步法)

甲醇脱水生成二甲醚的反应式为：

2CH3OH CH30CH3+H20
-23.4kJ／mol

气相甲醇脱水法是从传统的浓硫酸甲醇脱水法基础上发展起来的，其基本原理是将甲
醇蒸汽通过固体酸催化剂，发生非均相催化反应脱水生成二甲醚。

气相甲醇脱水法工艺以精甲醇为原料，脱水反应副产物少，生产工艺成熟简单，甲醇
转化率高，二甲醚选择性好，制得产品二甲醚纯度可达99.9％。可大规模地生产，且操
作易控制，对设备材质无特殊要求，基本无三废及设备腐蚀性问题，后处理简单，它是一
种操作简便、可连续生产的工艺方法。该工艺的关键是催化剂的研制。甲醇脱水催化剂有
沸石、氧化铝、SiO2／Al2O3、阳离子交换树脂等，催化剂呈酸性。国内外多采用美国
Mobil公司开发的ZSM-5分子筛催化剂，利用该催化剂脱水反应时条件较温和，在常压、
200℃左右甲醇转化率达75％～85％，选择性大于98％。另外西南化工研究院开发的CM
3-1甲醇脱水催化剂于1994年已用于广东中山精细化工厂2．5kt／a二甲醚的生产，产品纯度达99．99％；上海石油化工研究院开发的D4型AI2O3催化剂于1995年用于2kt／a二
甲醚生产，甲醇转化率大于60％，选择性大于99％，催化剂使用寿命超过6个月，产品
规格达到气雾剂级高纯度二甲醚，其产品质量指标如表8-l所示，其工艺流程如图8-10
所示。


原料甲醇由进料泵加压到0．9MPa左右，经预热器2预热到沸点，进入气化器3被加
热气化，再进换热器4用反应出料气体加热至反应温度，然后进入反应器5中，在反应器
5的催化剂床层内进行气相催化脱水反应，再通过二甲醚精馏塔6、脱烃塔7进行分离得
二甲醚成品；精馏塔6底部出来液体进入二甲醚回收塔9回收二甲醚，回收后顶部得粗二
甲醚，再精馏可得精二甲醚。9塔底部采出进入甲醇回收塔10，回收甲醇从10塔顶部返
回原料缓冲罐1中。

甲醇脱水生成二甲醚是放热反应，为了避免反应区域温度急剧升高，加剧副反应发
生，反应器5采用列管式固定床反应器，固体颗粒状催化剂装填人管内，空速为O.8～
1.0／h，管间用载热油强制循环移走反应热。反应初期温度控制在28℃左右，反应压力
为0.8MPa，该反应转化率可达60％～70％，选择性大于99％；然后逐新升高温度，反
应末期温度可升高到330℃，这样可维持稳定转化率。

从总体看，气相甲醇脱水法生产工艺．要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水、二甲
醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资大，生产成本较高