二甲醚

《甲醇的衍生物》谢克昌、李忠编

摘录：

二甲醚（dimethyl ether，DME）简称甲醚，是最简单的脂肪醚，重要的甲醇下游产品。二甲醚是一种用途广泛的产品。主要作为冷冻剂、溶剂、萃取剂、气雾剂的抛射剂和燃料等。二甲醚是一种重要的精细化工产品，用途十分广泛，除前述的主要用途之外，此外还可用作杀虫剂、喷漆、涂模、抛光剂、防锈剂、烷基化试剂以及用作聚合物的催化剂和稳定剂等。二甲醚作为燃料、氯氟烃的替代品以及化工原料等有很大的潜力。

（1）氯氟烃的替代品

二甲醚作为氯氟烃的替代物在气雾剂制品中显示出其良好性能，如不污染环境，与各种树脂和溶剂有良好的相溶性，毒性很微弱，可用水或氟制剂作阻燃剂等。一般气雾剂用二甲醚纯度要求为99.9%，杂质水分小于500mg/L，甲醇成分小于200mg/L。二甲醚还具有喷雾产品不易受潮的特点，加之生产成本低、建设投资少、制造技术不太复杂，被认为是新一代理想气雾剂用推进剂。而且二甲醚对金属无腐蚀、易液化，特别是水溶性和醇溶性较好，作为气雾剂具有双重功能，即推进剂和溶剂。

二甲醚在常温下是一种无色气体，具有轻微的醚香味。无腐蚀性，无毒，在空气中长期暴露不会形成过氧化物，燃

烧时火焰略带光亮。

气相甲醇脱水法的基本原理是将甲醇蒸汽通过固体催化剂，发生非均相反应脱水生成二甲醚。它是一种操作简便、可连续生产的工艺方法，其关键是催化剂的研制。甲醇脱水催化剂有沸石、氧化铝、二氧化硅/氧化铝、阳离子交换树脂等。催化剂的基本特征是呈酸性。对主反应选择性高，副反应少，并具有避免二甲醚深度脱水生成烯烃或析碳。

甲醇脱水生成二甲醚是放热反应。若不及时移去反应热，将导致反应区域温度急剧升高，加剧副反应发生。该工艺采管式固定床反应器，管内装填粒状固体催化剂，空速为0.8~1.0h-1，管间充满强制循环流动的载热油以移走反应热。该工艺选择初期反应温度280℃左右，转化率即可达60~70%。通过逐步提高到330℃左右，甲醇转化率仍能保持60~70%，二甲醚选择性可达99%以上，实验表明，维持较低反应温度，还有利于延长催化剂的寿命，考虑到以后二甲醚的精馏分离等因素，该工艺选择的反应压力为0.8Mpa。这样为后续加压精馏二甲醚提供了足够的压力。

采用加压精馏的的方法可除去粗二甲醚产品中轻重组分杂质。同时获得纯度不小于99.99%的二甲醚产品。

原料不需预热直接由泵送入精馏塔，再沸器由低压蒸汽供热，轻组分杂质——不凝性气体（H2，N2，CH4，CO，CO2，C2H4）在塔顶富集到一定浓度后可排放去醇洗，重组分杂质

——甲醇、水由塔釜排到甲醇回收；纯度≥99.99%的DME 产品在塔上部适当位置输出，经产品冷却器进入产品贮罐。

精馏工序主要设备为精馏塔，塔径φ400mm，塔高20m，内装4.5~50型不锈钢压延孔板波纹填料，全塔理论塔板数为50块，其中提馏段15块，精馏段30块，富集不凝性气体5块。产品自侧线输出，输出口设在精馏段与富集段之间，并在塔顶设回流分布器。精馏高纯二甲醚适宜的操作条件为：压力0.6~0.8Mpa，塔釜温度130~140，塔釜与提留段温差70左右，输出口与塔顶温差小于1.5，回流比R=3~4。在此条件下，能长期稳定获得99.99%的高纯二甲醚。