摘要：進(jìn)行了二甲醚與LPG和天然氣的性質(zhì)比較，探討了二甲醚作為城市燃?xì)獾目尚行浴６�甲醚可替代LPG作為城市燃?xì)�，但管道輸送壓力不宜過高，供氣范圍不宜過大。

     

    目前，全球面臨著經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展的挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球的石油資源還可以用67 a，天然氣資源還可以用123 a_1 J。有關(guān)專家認(rèn)為，我國可以開發(fā)利用煤炭資源，生產(chǎn)煤制甲醇和二甲醚作為石油替代品。近年來，二甲醚的生產(chǎn)和技術(shù)備受關(guān)注舊J，各地相繼建立了二甲醚生產(chǎn)基地，如寧夏靈武煤礦年產(chǎn)二甲醚83×10。t／a，山東兗礦集團(tuán)年產(chǎn)二甲醚60×10。t／a，設(shè)備全部國產(chǎn)化。



    二甲醚簡稱DME(Dimethyl ether)，分子式為 C2H60 L引。二甲醚是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品，廣泛用于燃料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、制冷和精細(xì)化工等領(lǐng)域，可用于生產(chǎn)冷凍劑、溶劑、萃取劑和氣霧劑，也可用于制造硫酸二甲醚、醋酸甲脂和乙烯等化工產(chǎn)品及作為車用燃料使用。二甲醚不污染環(huán)境，在水中溶解度大，毒性微弱。高濃度的二甲醚可作為麻醉劑。本文分析將二甲醚用于城市燃?xì)獾募夹g(shù)可行性。1二甲醚與LPG和天然氣的比較二甲醚與LPG和天然氣的特性比較見表1。從表1可以看出，二甲醚與LPG的特性比較相近，可作為LPG的替代燃料。經(jīng)有關(guān)測試，二甲醚的燃燒性質(zhì)優(yōu)于LPG，見表2。二甲醚與 LPG的飽和蒸氣壓比較見表3。由表1—3可見， DME可以替代LPG作為城市燃?xì)狻?



表1 二甲醚與LPG和天然氣的特性比較  



項(xiàng)目 一甲醚 LPG 天然氣

相對分子質(zhì)量 46 44—56 16



液態(tài)密度／(kg•m。) 667 501 445



沸點(diǎn)／~C 一24.9 —42.0 —162.0



自燃溫度／~C 235 470 650



低熱值／(1【J•m。) 64 686 91 960 34 750



氣化潛熱／(kJ•kg。) 468 426 510



動力黏度(20℃)／(MPa•s) 0.15 0.15  



飽和蒸氣壓(20℃)／MPa 0.511 O．370  



爆炸極限／％ 3.4～17．O 2.1～9.4 4.7～15.0



表2 DME與LP6的燃燒性質(zhì)  

項(xiàng)目 理論空氣量／(m。•kg。) 理論煙氣量／(m。•kg一) 理論燃燒溫  度／~C

二甲醚     6.96     7.46     2 250

LPG       11.32     12.02    2 055



表3二甲醚與LPG在不同溫度下的飽和蒸氣壓   



溫度/ -40 -20 0 20 50 60

二甲醚 0.050 0.140 0.253 0.511 1.145 1.350

LPG 0.043 0.101 0.190 0.370 0.830 1.920



    2二甲醚作為城市燃?xì)獾目尚行?

    2.1  燃燒性

    二甲醚含有c—H鍵，具有可燃性。其自燃溫度比LPG低，易著火，可作為燃料。另外，二甲醚的燃燒溫度高，并可實(shí)現(xiàn)無煙燃燒。



    2.2氣化性

    二甲醚沸點(diǎn)為一24．9℃，I臨界壓力為5．441 MPa，I臨界溫度為126．75℃。二甲醚在常溫常壓下是氣態(tài)，壓縮后可成為液體。二甲醚的氣化潛熱為468 kJ／kg，而LPG的氣化潛熱為426．0 kJ／kg，二甲醚與LPG一樣易氣化。另外，0℃時二甲醚的飽和蒸氣壓高于LPG，使其更利于氣化舊0。二甲醚在常溫常壓下是一種無色可燃?xì)怏w，具有輕微的醚香味，在空氣中長期暴露不會形成過氧化物。



    2.3儲運(yùn)與輸配

    ①儲運(yùn)性

    由于二甲醚的臨界溫度(126．75℃)較高，較易液化，液化后較易儲運(yùn)。經(jīng)分析，可用LPG槽車、儲罐和鋼瓶等儲運(yùn)二甲醚。



     ②管道輸配

    二甲醚的沸點(diǎn)(一24．9℃)較低，容易氣化。在常溫常壓下為氣態(tài)，可采用管道輸送。二甲醚在管道輸送中應(yīng)考慮溫度和壓力的影響，否則管道中的二甲醚會液化。如在一10℃下，管道中二甲醚的絕對壓力應(yīng)控制在0．182 MPa以下。二甲醚管網(wǎng)的輸送壓力不能過高，供應(yīng)區(qū)域范圍不能太大。



    ③安全性

    a．危險(xiǎn)性。二甲醚爆炸下限比LPG的爆炸下限高，所以其危險(xiǎn)性比LPG小。



    b．毒性。一般二甲醚的毒性很低，但達(dá)到一定濃度時，具有刺激性和麻醉性。人在30 min內(nèi)吸入二甲醚質(zhì)量濃度為154．24 g／m’的空氣，會被輕度麻醉。高濃度的二甲醚在醫(yī)學(xué)上可作為麻醉劑。



    c．腐蝕性。二甲醚能溶于水、甲醇和乙醇等溶劑，可作為制冷劑。有關(guān)資料顯示，二甲醚不會腐蝕金焉，司嘞傳統(tǒng)管耪儲運(yùn)。



    3.3結(jié)論

    ①二甲醚替代LPG作為城市燃?xì)�，在技術(shù)上是可行的。



    ②二甲醚在城市管道燃?xì)鈶?yīng)用中，應(yīng)考慮溫度和壓力的影響，供應(yīng)的區(qū)域范圍受到一定限制。



    ③二甲醚燃燒物理化學(xué)機(jī)理及其燃燒產(chǎn)物的毒性程度還有待進(jìn)一步研究。