新燃料——二甲醚(DME
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)。
由天然气经由甲醇合成DME的反应式如下:
改质反应
CH4十H20←→CO十3H2-206.3kJ/mo1
C0十H20←→CO2十H2十41.0kJ/mol
甲醇合成反应
C0十2H2←→CH30H十90.4kJ/mol
CO十3H2←→CH30H十49.4kJ/mol
脱水反应(DME合成反应)
2CH30H←→CH30CH3+H20+23.4kJ/mol
直接法,就是在上述反应中甲醇合成和脱水反应在一个反应器里进行的方法。
2.1.2设备的开发要点
上述的工程中,改质反应是采用了在一般的设备里有催化剂存在下水蒸气改质法制造甲醇和城市煤气等的方法。从已有的技术来看,要与LPG和燃料油竞争必须要规模大、设备大型及提高效率以达到低成本生产。
例如,水蒸气改质法,改质在反应管内进行,从热传递和强度来看,以前的方法有尺寸的限制,故有规模特点的问题。
但与在合成甲醇时所需的比例相比,用水蒸气改质