廢水處理廠經(jīng)常進行的是什么性質(zhì)的商事活動?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-03-19分類:催化劑及助劑瀏覽:82
LZ好,甲醚 【中文名稱】甲醚;二甲醚;氧代雙甲烷 【英文名稱】dimethyl ether;methoxymethane 【CAS 登錄號】115-10-6 【結(jié)構(gòu)或分子式】 CH3-O-CH3 所有C、O原子均以sp3雜化軌道形成σ鍵。 【相對分子量或原子量】46.07 【分子式】C2H6O 【密度】相對密度1.617(空氣=1) 【熔點(℃)】-138.5 【沸點(℃)】-24.5 【閃點(℃)】-41.4 【蒸氣壓(Pa)】663(-101.53℃);8119(-70.7℃);21905(-55℃) 【性狀】 無色可燃性氣體或壓縮液體,有乙醚氣味。 【溶解情況】 溶于水和乙醇。 【用途】 用作溶劑、冷凍劑等。 【制備或來源】 由甲醇脫水而得,也可由原甲酸在三氯化鐵的催化下分解而得。 【其他】 臨界溫度128.8℃。臨界壓力5.32兆帕。凝固點-138.5℃。液體密度0.661 第三部分:危險性概述 - 危險性類別: 侵入途徑: 健康危害: 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用,麻醉作用弱。吸入后可引起麻醉、窒息感。對皮膚有刺激性。 環(huán)境危害: 燃爆危險: 本品易燃,具刺激性。 第四部分:急救措施 - 皮膚接觸: 眼睛接觸: 吸入: 迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫(yī)。 食入: 第五部分:消防措施 - 危險特性: 易燃氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在爆炸危險性的過氧化物。氣體比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險。 有害燃燒產(chǎn)物: 一氧化碳、二氧化碳。 滅火方法: 切斷氣源。若不能切斷氣源,則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。 第六部分:泄漏應(yīng)急處理 - 應(yīng)急處理: 迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處,并進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。用工業(yè)覆蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方,防止氣體進入。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗后再用。 第七部分:操作處置與儲存 - 操作注意事項: 密閉操作,全面通風。操作人員必須經(jīng)過專門培訓,嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩),戴化學安全防護眼鏡,穿防靜電工作服,戴防化學品手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統(tǒng)和設(shè)備。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類、鹵素接觸。在傳送過程中,鋼瓶和容器必須接地和跨接,防止產(chǎn)生靜電。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。 儲存注意事項: 儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應(yīng)與氧化劑、酸類、鹵素分開存放,切忌混儲。采用防爆型照明、通風設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。 第八部分:接觸控制/個體防護 - 職業(yè)接觸限值 中國MAC(mg/m3): 未制定標準 前蘇聯(lián)MAC(mg/m3): 未制定標準 TLVTN: 未制定標準 TLVWN: 未制定標準 監(jiān)測方法: 工程控制: 生產(chǎn)過程密閉,全面通風。 呼吸系統(tǒng)防護: 空氣中濃度超標時,建議佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩)。 眼睛防護: 戴化學安全防護眼鏡。 身體防護: 穿防靜電工作服。 手防護: 戴防化學品手套。 其他防護: 工作現(xiàn)場嚴禁吸煙。進入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè),須有人監(jiān)護。 第九部分:理化特性 - 主要成分: 純品 外觀與性狀: 無色氣體,有醚類特有的氣味。 pH: 熔點(℃): -141.5 沸點(℃): -23.7 相對密度(水=1): 0.66 相對蒸氣密度(空氣=1): 1.62 飽和蒸氣壓(kPa): 533.2(20℃) 燃燒熱(kJ/mol): 1453 臨界溫度(℃): 127 臨界壓力(MPa): 5.33 辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)值: 無資料 閃點(℃): 無意義 引燃溫度(℃): 350 爆炸上限%(V/V): 27.0 爆炸下限%(V/V): 3.4 溶解性: 溶于水、醇、乙醚。 主要用途: 用作致冷劑、溶劑、萃取劑、聚合物的催化劑和穩(wěn)定劑。 其它理化性質(zhì): 第十部分:穩(wěn)定性和反應(yīng)活性 - 穩(wěn)定性: 禁配物: 強氧化劑、強酸、鹵素。 避免接觸的條件: 聚合危害: 分解產(chǎn)物: 第十一部分:毒理學資料 - 急性毒性: LD50:無資料 LC50:308000 mg/m3(大鼠吸入) 亞急性和慢性毒性: 刺激性: 致敏性: 致突變性: 致畸性: 致癌性: 第十二部分:生態(tài)學資料 - 生態(tài)毒理毒性: 生物降解性: 非生物降解性: 生物富集或生物積累性: 其它有害作用: 無資料。 第十三部分:廢棄處置 - 廢棄物性質(zhì): 廢棄處置方法: 處置前應(yīng)參閱國家和地方有關(guān)法規(guī)。建議用焚燒法處置。 廢棄注意事項: 第十四部分:運輸信息 - 危險貨物編號: 21040 UN編號: 1033 包裝標志: 包裝類別: O52 包裝方法: 鋼質(zhì)氣瓶;磨砂口玻璃瓶或螺紋口玻璃瓶外普通木箱;安瓿瓶外普通木箱。 運輸注意事項: 采用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,并應(yīng)將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,并用三角木墊卡牢,防止?jié)L動。運輸時運輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具裝卸。嚴禁與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學品等混裝混運。夏季應(yīng)早晚運輸,防止日光曝曬。中途停留時應(yīng)遠離火種、熱源。公路運輸時要按規(guī)定路線行駛,禁止在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。鐵路運輸時要禁止溜放。 第十五部分:法規(guī)信息 - 法規(guī)信息 化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務(wù)院發(fā)布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發(fā)[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規(guī)定 ([1996]勞部發(fā)423號)等法規(guī),針對化學危險品的安全使用、生產(chǎn)、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應(yīng)規(guī)定;常用危險化學品的分類及標志 (GB 13690-92)將該物質(zhì)劃為第2.1 類易燃氣體。 第十六部分:其他信息 - 參考文獻: 填表部門: 數(shù)據(jù)審核單位: 修改說明: 其他信息: 【補充】 二甲醚又稱甲醚,簡稱DME,在常壓下是一種無色氣體或壓縮液體,具有輕微醚香味。相對密度(20℃)0.666,熔點-141.5℃,沸點-24.9℃,室溫下蒸氣壓約為0.5MPa,與石油液化氣(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多種有機溶劑。易燃,在燃燒時火焰略帶光亮,燃燒熱(氣態(tài))為1455kJ/mol。常溫下DME具有惰性,不易自動氧化,無腐蝕、無致癌性,但在輻射或加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。 二甲醚是醚的同系物,但與用作麻醉劑的乙醚不一樣,毒性極低;能溶解各種化學物質(zhì);由于其具有易壓縮、冷凝、氣化及與許多極性或非極性溶劑互溶特性,廣泛用于氣霧制品噴射劑、氟利昂替代制冷劑、溶劑等,另外也可用于化學品合成,用途比較廣泛。 二甲醚作為一種新興的基本化工原料,由于其良好的易壓縮、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學工業(yè)中有許多獨特的用途。如高純度的二甲醚可代替氟里昂用作氣溶膠噴射劑和致冷劑,減少對大氣環(huán)境的污染和臭氧層的破壞。由于其良好的水溶性、油溶性,使得其應(yīng)用范圍大大優(yōu)于丙烷、丁烷等石油化學品。代替甲醇用作甲醛生產(chǎn)的新原料,可以明顯降低甲醛生產(chǎn)成本,在大型甲醛裝置中更顯示出其優(yōu)越性。作為民用燃料氣其儲運、燃燒安全性,預混氣熱值和理論燃燒溫度等性能指標均優(yōu)于石油液化氣,可作為城市管道煤氣的調(diào)峰氣、液化氣摻混氣。也是柴油發(fā)動機的理想燃料,與甲醇燃料汽車相比,不存在汽車冷啟動問題。它還是未來制取低碳烯烴的主要原料之一。 二甲醚還可以替代柴油作為燃料,目前需要解決的問題主要有二甲醚對塑料物質(zhì)的腐蝕和柴油發(fā)動機油路的改裝。 目前二甲醚(DME)的主要用途是用作拋射劑、制冷劑和發(fā)泡劑。其次是用作化工原料,生產(chǎn)多種有機化學品。如硫酸二甲酯、烷基鹵化物、N,N-二甲基苯胺、乙酸甲酯、醋酐、碳酸二甲酯、二甲基硫醚、乙二醇二甲醚系列醚化物等。 二甲醚易壓縮、易貯存、燃燒效率高、污染低,可替代煤氣、LPG作民用燃料。同時,二甲醚具有較高的十六烷值,可直接用作汽車燃料替代柴油。二甲醚作為清潔燃料方面的發(fā)展前景潛力巨大,已經(jīng)得到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。 1 國內(nèi)外市場分析 1.1 國外市場分析 目前世界上二甲醚的生產(chǎn)主要集中在美、德、荷蘭和日本等國,2002年世界(不包括中國,下同)總生產(chǎn)能力為20.8萬噸/年,產(chǎn)量為15萬噸,開工率為72%。國外二甲醚的主要生產(chǎn)廠家有美國Dopnt公司、荷蘭AKZO公司、德國DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等,其中德國DEA公司的生產(chǎn)能力最大,生產(chǎn)能力為6.5萬噸/年。 世界二甲醚的主要生產(chǎn)廠家 序號 廠家名稱 生產(chǎn)能力(萬噸/年) 1 Dopnt (美國) 3.0 2 DEA (德國) 6.5 3 United Rhine Lignite Fuel (德國) 3.0 4 AKZO (荷蘭) 3.0 5 Sumitomo (日本) 1.0 6 DEA(澳大利亞) 1.0 7 Mitsui toatsu (日本) 0.5 8 Kang Sheng (日本) 1.8 9 NKK (日本) 1.0 合計 20.8 由于二甲醚的市場需求潛力十分巨大,在世界范圍內(nèi),二甲醚的建設(shè)已經(jīng)成為熱點,一些大型二甲醚裝置已在籌建之中。 二甲醚開發(fā)公司(由道達爾菲納埃爾夫公司和日本8家公司組成的財團)計劃建設(shè)能力為2500噸/天的商業(yè)化二甲醚裝置。日本東洋工程公司完成了在中東建設(shè)單系列250萬噸/年二甲醚裝置的可行性驗證,預計該裝置可望于2005-2006年建成。BP公司、印度天然氣管理局、印度石油公司將投資6億美元建設(shè)180萬噸/年商業(yè)化二甲醚生產(chǎn)廠,用以替代石腦油、柴油和LPG,建設(shè)工作已于2002年開始,定于2004年投產(chǎn)。日本財團(三菱瓦斯化學公司、日揮公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)組成的合資公司將在澳大利亞建設(shè)140-240萬噸/年的大規(guī)模二甲醚裝置,定于2006年投產(chǎn)。 目前二甲醚的主要消費領(lǐng)域是作溶劑和氣霧劑的推動劑,其它方面的消費不多。2002年全世界二甲醚的消費量為15萬噸/年,預計到2005年需求量在20萬噸/年左右。 二甲醚是一種性能優(yōu)良、安全清潔的化工產(chǎn)品,發(fā)展前景被普遍看好。更為重要的是,作為一種新型、清潔的民用和車用燃料,被看作是柴油或LPG/CNG的優(yōu)秀替代品,其作為燃料的市場需求增長將會是非常驚人的。 2000年全世界有400萬輛LPG汽車、400萬輛乙醇汽車、1百萬輛CNG汽車,還有部分甲醇汽車。以美國為例,2000年美國使用替代燃料的汽車為42萬輛,預計,到2005年美國使用代用燃料(LPG和CNG)的汽車將達到110萬輛,2010年為330萬輛,2015年達到550萬輛。 目前美國替代燃料的消費量折合為當量汽油的話大約為100萬噸(352×106加侖當量汽油),約占當年全部燃料消費量的0.2%。如果美國代用燃料的比例提高到5%的話,其需求量將達到2500萬噸,可見代用燃料的市場前景是相當可觀的。 亞洲地區(qū)是世界上柴油消費增長最快的地區(qū),據(jù)國外研究機構(gòu)預測,二甲醚作為替代燃料,2005年亞洲地區(qū)的年需求量達3000萬噸。可見,由于二甲醚具有其它代用燃料不可比擬的優(yōu)勢,將會成為柴油的主要替代燃料,具有難以估量的市場前景。 1.2 國內(nèi)市場分析 近年來,我國二甲醚的生產(chǎn)發(fā)展迅速,目前共有十幾家生產(chǎn)企業(yè),2002年總生產(chǎn)能力為3.18萬噸/年,產(chǎn)量約為2萬噸左右,開工率較低,約為63%。 我國二甲醚主要生產(chǎn)廠家及能力(單位:噸/年) 序號 廠家名稱 生產(chǎn)能力 1 江蘇吳縣合成化工廠 2000 2 廣東中山凱達精細化工有限公司 5000 3 成都華陽威遠天然氣化工廠 2000 4 上海石油化工研究院 800 5 江蘇昆山 1000 6 陜西新型燃料燃具公司 5000 7 安徽省蒙城縣化肥廠 2500 8 浙江諸暨新亞化工公司 1000 9 廣東江門氮肥廠 2500 10 浙江義烏光陽化工實業(yè)有限公司 2500 11 上海申威氣霧公司 1000 12 山東久泰化工科技股份有限公司 5000 13 湖北田力實業(yè)股份有限公司 1500 合計 31800 近年來國內(nèi)二甲醚的建設(shè)已經(jīng)形成熱潮,有數(shù)家公司擬通過合資合作等方式引進技術(shù)建設(shè)大型二甲醚生產(chǎn)裝置。 主要在建或擬建項目如下: 2001年4月份陜西新型燃料燃具有限公司與美國兆運資源有限公司簽訂聯(lián)合開發(fā)“煤基一步法合成20萬噸/年二甲醚超潔凈燃料”工程協(xié)議書,工程總投資20.3億元,美方投資90%。 寧夏83萬噸/年煤基二甲醚項目,計劃投資47.8億元,計劃利用國外資金,已與加拿大麥耐特聯(lián)合公司簽訂了合作協(xié)議書,并依托美國空氣動力公司的技術(shù)。 四川瀘州天然氣股份有限公司采用兩步法工藝已經(jīng)建成1萬噸/年二甲醚裝置,第二套10萬噸/年二甲醚裝置,也已經(jīng)開工建設(shè)。 山東臨沂魯明化工有限公司正在建設(shè)3萬噸/年二甲醚裝置,采用自主開發(fā)的液相兩步法工藝技術(shù)。 山東華星集團年產(chǎn)3萬噸/年二甲醚項目于2004年8月開始動工,該裝置采用兩步法工藝。 山東兗州礦業(yè)集團公司計劃建設(shè)60萬噸二甲醚裝置,擬引進國外一步法二甲醚工藝技術(shù)。 另外,國內(nèi)還有很多地方提出建設(shè)二甲醚裝置,如:西南石油天然氣管理局、新疆、黑龍江雙鴨山、大慶油田、陜西、蘭州、安徽等。 國內(nèi)二甲醚的主要用途是作為氣溶膠、氣霧劑和噴霧涂料的推動劑,每年消耗二甲醚 1.8萬噸。由于我國氣霧劑行業(yè)的發(fā)展較快,預計到2005年需二甲醚約3萬噸,2010年為4萬噸左右。另外我國二甲醚用于合成硫酸二甲酯等多種化工產(chǎn)品的消費量約為1.1萬噸。 由于二甲醚的性質(zhì)與液化氣相近,易貯存、易壓縮,因而可替代天然氣、煤氣、LPG作民用燃料。2002年我國LPG的表觀消費量為1620萬噸,同時中國自1990年開始大量進口LPG,2002年LPG進口量為626萬噸。如果二甲醚的價格合適,假設(shè)二甲醚替代進口的LPG,以目前的進口量計算,需要燃料級二甲醚約1000萬噸。隨著人民生活水平的不斷提高,對民用燃料的需求量將會有較大的增長,特別是對天然氣、二甲醚、LPG等清潔能源的需求一定會有很大的增長,因此,二甲醚作為民用燃料的發(fā)展前景十分光明。 由于二甲醚具有優(yōu)良的燃料性能,方便、清潔、十六烷值高、動力性能好、污染少、稍加壓即為液體易貯存,作為車用柴油的替代燃料,有液化汽、天然氣、甲醇、乙醇等不可比擬的綜合優(yōu)勢。 2002年我國柴油的消費量為7662萬噸,柴油消費的增長很快,預計2005年消費量將達到8290萬噸左右,2010年將達約10100萬噸。二甲醚作為良好的柴油替代燃料,按其對柴油的替代率為5%計算,2005年約需二甲醚約553萬噸左右,2010年需674萬噸左右。 綜上所述,預計2005年我國二甲醚作為氣霧劑和化工等方面的需求量將達到的需求量約為5-6萬噸。二甲醚作為代用燃料方面的消費主要取決于二甲醚的供應(yīng),如果二甲醚的價格降到能與柴油或LPG相競爭的水平,相信二甲醚作為燃料的消費增長速度會很快,市場規(guī)模也是相當驚人的。 2 工藝技術(shù)分析 二甲醚的生產(chǎn)方法有一步法和二步法。一步法是指由原料氣一次合成二甲醚,二步法是由合成氣合成甲醇,然后再脫水制取二甲醚。 ● 一步法 該法是由天然氣轉(zhuǎn)化或煤氣化生成合成氣后,合成氣進入合成反應(yīng)器內(nèi),在反應(yīng)器內(nèi)同時完成甲醇合成與甲醇脫水兩個反應(yīng)過程和變換反應(yīng),產(chǎn)物為甲醇與二甲醚的混合物,混合物經(jīng)蒸餾裝置分離得二甲醚,未反應(yīng)的甲醇返回合成反應(yīng)器。 一步法多采用雙功能催化劑,該催化劑一般由2類催化劑物理混合而成,其中一類為合成甲醇催化劑,如Cu-Zn-Al(O)基催化劑,BASFS3-85和ICI-512等;另一類為甲醇脫水催化劑,如氧化鋁、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、絲光沸石等。 ● 二步法 該法是分兩步進行的,即先由合成氣合成甲醇,甲醇在固體催化劑下脫水制二甲醚。國內(nèi)外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子篩作為脫水催化劑。反應(yīng)溫度控制在280~340℃,壓力為0.5-0.8MPa。甲醇的單程轉(zhuǎn)化率在70-85%之間,二甲醚的選擇性大于98%。 一步法合成二甲醚沒有甲醇合成的中間過程,與兩步法相比,其工藝流程簡單、設(shè)備少、投資小、操作費用低,從而使二甲醚生產(chǎn)成本得到降低,經(jīng)濟效益得到提高。因此,一步法合成二甲醚是國內(nèi)外開發(fā)的熱點。國外開發(fā)的有代表性的一步法工藝有:丹麥Topsφe工藝、美國Air Products工藝和日本NKK工藝。 二步法合成二甲醚是目前國內(nèi)外二甲醚生產(chǎn)的主要工藝,該法以精甲醇為原料,脫水反應(yīng)副產(chǎn)物少,二甲醚純度達99.9%,工藝成熟,裝置適應(yīng)性廣,后處理簡單,可直接建在甲醇生產(chǎn)廠,也可建在其它公用設(shè)施好的非甲醇生產(chǎn)廠。但該法要經(jīng)過甲醇合成、甲醇精餾、甲醇脫水和二甲醚精餾等工藝,流程較長,因而設(shè)備投資較大。但目前國外公布的大型二甲醚建設(shè)項目絕大多數(shù)采用兩步法工藝技術(shù),說明兩步法有較強的綜合競爭力。 2.1 國外主要工藝技術(shù) (1)Topsφe工藝 Topsφe的合成氣一步法工藝是專門針對天然氣原料開發(fā)的一項新技術(shù)。該工藝造氣部分選用的是自熱式轉(zhuǎn)化器(ATR)。自熱式轉(zhuǎn)化器由加有耐火襯里的高壓反應(yīng)器、燃燒室和催化劑床層三部分組成。 二甲醚合成采用內(nèi)置級間冷卻的多級絕熱反應(yīng)器以獲得高的CO和CO2轉(zhuǎn)化率。催化劑用甲醇合成和脫水制二甲醚的混合雙功能催化劑。 二甲醚的合成采用球形反應(yīng)器,單套產(chǎn)能可達到7200噸/天二甲醚。Topsφe工藝選擇的操作條件為4.2MPa和240~290℃。 目前,該工藝還未建商業(yè)裝置。1995年,Topsφe在丹麥哥本哈根建了一套50kg/d的中試裝置,用于對工藝性能進行測試。 (2)Air products的液相二甲醚(LPDMETM)新工藝 在美國能源部的資助下,作為潔凈煤和替代燃料技術(shù)開發(fā)計劃的一部分,Air products公司開發(fā)成功了液相二甲醚新工藝,簡記作LPDMETM。 LPDMETM工藝的主要優(yōu)勢是放棄了傳統(tǒng)的氣相固定床反應(yīng)器而使用了漿液鼓泡塔反應(yīng)器。催化劑顆粒呈細粉狀,用惰性礦物油與其形成漿液。高壓合成氣原料從塔底噴入、鼓泡,固體催化劑顆粒與氣體進料達到充分混合。使用礦物油使混合更充分、等溫操作、易于溫度控制。 二甲醚合成反應(yīng)器采用內(nèi)置式冷卻管取熱,同時生產(chǎn)蒸汽。漿相反應(yīng)器催化劑裝卸容易,無須停工進行。而且,由于是等溫操作,反應(yīng)器不存在熱點問題,催化劑失活速率大大降低了。 典型的反應(yīng)器操作參數(shù)為:壓力2.76~10.34MPa,推薦5.17MPa;溫度200~350℃,推薦250℃。催化劑量為礦物油質(zhì)量的5%~60%,最好在5%~25%之間。該工藝用富CO的煤基合成氣比天然氣合成氣更具優(yōu)勢。但以天然氣為原料也可獲得較高收率。 Air products公司已在15噸/天的中試工廠對該工藝進行了測試,結(jié)果令人滿意,但還沒有建設(shè)商業(yè)化規(guī)模的大型裝置。 (3)日本NKK公司的液相一步法新工藝 除Air products公司外,日本NKK公司也開發(fā)了用漿相反應(yīng)器由合成氣一步合成二甲醚的新工藝。 原料可選用天然氣、煤、LPG等。工藝的第一步首先是造氣,合成氣經(jīng)冷卻、壓縮到5~7MPa,進入CO2吸收塔脫除CO2。脫碳后的原料合成氣用活性炭吸附塔脫除硫化物后換熱至200℃進入反應(yīng)器底部。合成氣在反應(yīng)器內(nèi)的催化劑與礦物油組成的淤漿中鼓泡,生成二甲醚、甲醇和CO2。出反應(yīng)器產(chǎn)物冷卻、分餾,將其分割為二甲醚、甲醇和水。未反應(yīng)的合成氣循環(huán)回反應(yīng)器。經(jīng)分餾,從塔頂可得到高度純凈的二甲醚產(chǎn)品(95%~99%),從塔底則可得到甲醇、二甲醚和水組成的粗產(chǎn)品。采用NKK技術(shù)已在新潟建成1萬噸/年合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚的半工業(yè)化裝置。 2.2 國內(nèi)工藝技術(shù)及科研情況 我國90年代前后開始氣相甲醇法(兩步法)生產(chǎn)二甲醚工藝技術(shù)及催化劑的開發(fā),很快建立起了工業(yè)生產(chǎn)裝置。近年來,隨著二甲醚建設(shè)熱潮的興起,我國兩步法二甲醚工藝技術(shù)有了進一步的發(fā)展,工藝技術(shù)已接近或達到國外先進水平。 山東久泰化工科技股份有限公司(原臨沂魯明化工有限公司)開發(fā)成功了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的液相法復合酸脫水催化生產(chǎn)二甲醚工藝,已經(jīng)建成了5000噸/年生產(chǎn)裝置,經(jīng)一年多的生產(chǎn)實踐證明,該技術(shù)成熟可靠。該公司的第二套3萬噸/年裝置也將投產(chǎn)。 山東久泰二甲醚工藝技術(shù)已經(jīng)通過了山東省科技廳組織的鑒定,被認定為已達國際水平。特別是液相法復合酸脫水催化劑的研制和冷凝分離技術(shù),針對性地克服了一步法合成和氣相脫水中提純成本高、投資大的缺點,使反應(yīng)和脫水能夠連續(xù)進行,減少了設(shè)備腐蝕和設(shè)備投資,總回收率達到99.5%以上,產(chǎn)品純度不小于99.9%,生產(chǎn)成本也較氣相法有較大的降低。 2003年8月由瀘天化與日本東洋工程公司合作開發(fā)的兩步法二甲醚萬噸級生產(chǎn)裝置試車成功。該裝置工藝流程合理,操作條件優(yōu)化,具有產(chǎn)品純度高、物耗低、能耗低的特點,在工藝水平、產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備硬件自動化操作等方面均處于國內(nèi)先進水平。 近年來,我國在合成氣一步法制二甲醚方面的技術(shù)開發(fā)也很積極,而且一些科研院所和大學都取得了較大進展。 蘭化研究院、蘭化化肥廠與蘭州化物所共同開展了合成氣法制二甲醚的5mL小試研究,重點進行工藝過程研究、催化劑制備及其活性、壽命的考察。試驗取得良好結(jié)果:CO轉(zhuǎn)化率>85%;選擇性>99%。兩次長周期(500h、1000h)試驗表明:研制的催化劑在工業(yè)原料合成氣中有良好的穩(wěn)定性;二甲醚對有機物的選擇性>97%;CO轉(zhuǎn)化率>75%;二甲醚產(chǎn)品純度>99.5%;二甲醚總收率為98.45%。 中科院大連化物所采用復合催化劑體系對合成氣直接制二甲醚進行了系統(tǒng)研究,篩選出SD219-Ⅰ、SD219-Ⅱ及SD219-Ⅲ型催化劑,均表現(xiàn)出較佳的催化性能,CO轉(zhuǎn)化率達到90%,生成的二甲醚在含氧有機物中的選擇性接近100%。 清華大學也進行了一步法二甲醚研究,在漿態(tài)床反應(yīng)器上,采用LP+Al2O3雙功能催化劑,在260-290℃,4-6MPa的條件下,CO單程轉(zhuǎn)化率達到55%~65%,二甲醚的選擇性為90-94%。 目前,國內(nèi)的浙江大學、山西煤化所、西南化工研究院、華東理工大學等單位也都致力于合成氣一步法制二甲醚的研究工作。 杭州大學采用自制的二甲醚催化劑,利用合成氨廠現(xiàn)有的半水煤氣,在一定反應(yīng)溫度、壓力和空速下一步氣相合成二甲醚。CO單程轉(zhuǎn)化率達到60%~83%,選擇性達95%。該技術(shù)現(xiàn)巳在湖北田力公司建成了年產(chǎn)1500噸二甲醚的工業(yè)化裝置。該裝置既可生產(chǎn)醇醚燃料,又可生產(chǎn)99.9%以上的高純二甲醚,CO轉(zhuǎn)化率70%-80%。這是國內(nèi)第一套直接由合成氣一步法生產(chǎn)高純二甲醚的工業(yè)化生產(chǎn)裝置。 對于兩步法二甲醚工藝技術(shù),無論是氣相法還是液相法,國內(nèi)技術(shù)均已經(jīng)達到先進、成熟可靠的水平,完全有條件建設(shè)大型生產(chǎn)裝置。 由國內(nèi)開發(fā)的合成氣一步氣相法制二甲醚技術(shù)基本成熟,并已建成千噸級裝置。但對于建設(shè)大型二甲醚裝置,國內(nèi)技術(shù)尚需實踐驗證。 3 結(jié)論及建議 二甲醚作為清潔的替代燃料已經(jīng)得到國內(nèi)外廣泛的關(guān)注,特別是其替代煤氣、LPG和柴油方面所具有的巨大的市場潛力,對我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、環(huán)境保護等方面有著重要的現(xiàn)實意義。 二甲醚工藝技術(shù)是國內(nèi)外工藝技術(shù)開發(fā)的熱點之一,一步法工藝流程簡單、設(shè)備少、投資小、操作費用和生產(chǎn)成本較低,但由于合成反應(yīng)和分離過程復雜,目前尚未完全工業(yè)化。二步法工藝是目前國內(nèi)外二甲醚生產(chǎn)的主要工藝,產(chǎn)品純度高,工藝成熟,裝置適應(yīng)性廣,綜合競爭力強,但也有流程較長,設(shè)備投資較大的弱點。 目前推廣和應(yīng)用是二甲醚發(fā)展的關(guān)鍵,二甲醚作為清潔替代能源需要政府的大力扶持和幫助。建議國家應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃,在沒有油氣資源而煤炭資源豐富的地區(qū),建設(shè)大型二甲醚生產(chǎn)基地。以二甲醚替代煤氣、LPG作為市場推廣的先導,同時大力加強二甲醚替代柴油方面的研究,全面促進二甲醚的生產(chǎn)和使用,預計在不久的將來,二甲醚必將成為我國能源結(jié)構(gòu)中重要的組成部分. 25737希望對你有幫助!
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