二甲醚操作规程

第一章产品概述

一、产品名称、化学结构、理化性质

目前国内商品二甲醚没有统一的产品标准，但据了解国家现在已经开始着手进行标准的制定，产品可分为燃料级二甲醚和精甲醚，本装置生产的是燃料级二甲醚。

㈠名称：二甲醚，简称甲醚，英文缩写为DME。

㈡结构式：

H H

H—C—O—C—H

H H

㈢分子式及分子量：C

2H

6

O，CH

3

OCH

3

，46.07。

㈣性状：常温下为无色气体或压缩液体，有类似氯仿臭味。

㈤理化性质：密度(液相)：661kg/m3,（气相）：1.617kg/m3（20℃，空气=1）熔点：－141.5℃

沸点：－24.9℃

闪点（闭口）：－41℃

表面张力： 16达因/厘米（－10℃）

气体粘度： 82.5μP（0℃）

蒸发热： 111.64卡/克（－24.8℃）

燃烧热： 7545卡/克

比热： 0.5351卡/克·℃

临界压力： 5.37MPa

临界温度： 126.9℃

液态二甲醚发热量： 6903×4.1868J/kg

气态二甲醚发热量： 14200×4.1868J/kg

在空气中的爆炸极限： 3.45～26.7%（V%）。

表1-1 二甲醚不同温度下的饱和蒸汽压

20℃时，约0.49MPa下，二甲醚在水中的溶解度为35.3%（wt），甲醚在汽油中的溶解度（25℃）7.0%（wt），能溶于四氯化碳、丙酮、氯仿、乙酸甲酯等。二甲醚为弱麻醉剂，对呼吸道有轻微的刺激作用，长期接触使皮肤发红、水肿、生疱。浓度为7.5%（体积）时，经23分钟引起运动共济失调及麻醉，经26分钟失去知觉，皮肤接触甲醚时易冻伤。

二甲醚对金属材料无腐蚀作用。对许多塑料和橡胶均有溶胀作用，接触二甲醚的密封材料应选用聚四氟乙烯等含氟塑料和特殊橡胶制品。

二、二甲醚产品规格

燃料级二甲醚产品：

二甲醚≥99.0%（wt%）

H2O≤0.50%（wt%）

甲醇≤0.50%（wt%）

三、二甲醚用途

二甲醚具有广泛的用途，精甲醚可用做日用化妆品、药剂、油漆等气雾剂的推进剂；生产硫酸二甲酯、低碳烯烃的原料；替代氯氟烃做制冷剂。

由于二甲醚分子中含有氧原子，燃烧完全，而且燃烧需要的空气量少：每公斤二甲醚燃烧需氧量1.46Nm3,每公斤液化气燃烧需氧量2.55 Nm3，故其热效率高。在二甲醚产品中的主要杂质为甲醇、水和甲烷，没有不饱和烃或多碳烃，又由于二甲醚本身含氧，与空气混合要求低，故二甲醚燃烧尾气不会由于析碳而冒“黑烟”。所以可以替代液化石油气作燃料，替代柴油做汽车燃料，替代乙炔做金属切割、焊接燃料。

第二章原料性质及要求

一原料甲醇性质

本品应符合中华人民共和国国家标准GB338-2004各项规定。

化学名称：甲醇，别名：甲基醇、木醇、木精，英文缩写ME。为有类似乙醇气味的无色透明，易挥发性液体。无异臭味，无色透明，无可见杂质。

分子式：CH

OH

3

分子量：32.04

密度：0.7913克/毫升（20℃）

熔点：－97.8℃

沸点：64.65℃

折射率(n)： 1.3290

表面张力：22.6达因/厘

粘度：0.5945厘泊（20℃）

蒸汽压： 96.3mmHg

闪点： 11.11℃(闭口)，16℃（开口）

自然点：455℃

燃烧热：5420卡/克

汽化热：263卡/克

比热：0.599卡/克·℃（20℃）

在空气中甲醇蒸汽的爆炸极限：6.0～36.5%（V%）

甲醇是最常用的有机溶剂之一。与水互溶且体积缩小，能与乙醇、乙酸等多种有机溶剂互溶。

甲醇为有毒化工产品。有显著的麻醉作用，对视神经危害最为严重，吸入浓的甲醇蒸汽时会出现沉醉、头痛、恶心、呕吐、流泪、视力模糊和眼痛等，需要数日才能恢复，空气中允许浓度为0.05mg/l，极限允许浓度在空气中为2000ppm。

二对原料甲醇的要求

本装置采用粗甲醇作原料，甲醇含量～85%或92%，来自外购。

由于个别厂家提供的甲醇具有一定酸值，本装置生产操作时要求配制碱液进行中和，控制粗甲醇PH值在7～8之间。

第三章化学反应过程

甲醇蒸汽在催化剂和一定的温度条件下进行分子间的脱水反应。2CH3OH →CH3OCH3+H2O （1）

上述反应是放热反应，在反应条件下还会伴随发生一列副反应：CH3OH →CO+2H2（2）

2CH3OH→C2H4+2H2O （3）

2CH3OH→CH4+2H2O+C （4）

CH3OCH3→CH4+H2+CO （5）

CO+H2O →CO2+H2 (6)

因此洗涤塔操作工序之后的排空不凝性气体组成为CO、C

2H

4

、CH4

、、CO2、H2，

本装置排空气处理方式为直接30米高空排放。

第四章工艺流程概要说明

甲醇制二甲醚生产工艺过程可分为反应、精馏和气提三大工序，细分为甲醇预热、甲醇汽化、甲醇脱水反应、精馏、洗涤、汽提六个小工序。

原料甲醇经预热后在汽化塔中被汽化成甲醇蒸汽，甲醇蒸汽与反应气进行热交换升温后进入反应器（开车时用到开工加热器进行供热），同时气体换热器还提供甲醇冷激蒸汽。

因为反应为放热反应，其放热使反应器自身温度和催化剂床层温度升高，故第二段催化剂床层需喷入温度较低的甲醇蒸汽来调节热气流的温度，使反应在一定合适的温度范围内进行。

在操作条件下，甲醇不能完全转化，伴有少量副反应产生，因此反应器出来的产品除二甲醚、甲醇、水外，还有少量的不凝性气体，经三步换热回收反应热量，冷却后进入粗甲醚贮罐，粗甲醚贮罐中的不凝性气体（其中含50~60%的二甲醚），经冷却后进入洗涤塔，经洗涤液吸收二甲醚后，不凝性气体30米高空排放。

二甲醚、甲醇、水的沸点分别为-24℃、64.7℃、100℃，差距较大且无共沸物存在。反应出来的粗甲醚（含甲醇、二甲醚、水）用泵送入精馏塔，塔顶得到的二甲醚冷凝液部分回流，部分经分析合格后作为产品采出至产品球罐。精馏塔