甲醇及下游 -- 二甲醚

二甲醚,为易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物,密度比空气大,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。主要作为甲基化剂用于生产硫酸二甲酯,还可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、醋酐、亚乙基二甲酯和乙烯等;也可用作烷基化剂、冷冻剂、发泡剂、溶剂、浸出剂、萃取剂、麻醉药、燃料、民用复合乙醇及氟里昂气溶胶的代用品。用于护发、护肤、药品和涂料中,作为各类气雾推进剂。在国外推广的燃料添加剂在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。

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二甲醚

中文名: 二甲醚

英文名: Methoxymethane

别 称: 氧代二甲烷,甲醚,氧代双甲烷,甲氧基甲烷

化学式: C2H6O

CAS登录号: 115-10-6

熔 点: −141.5℃

沸 点: −24.8℃

密 度: 0.666g/mL(20℃)

外 观: 无色有特殊气味的气体

闪 点: -41℃

缩 写: DME

分子量: 46.07

简介

二甲醚又称甲醚,简称DME。甲醚在常压下是种无色气体或压缩液体, 具有轻微醚香味。相对密度(20℃) 0.666, 熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5 MPa,与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃,在燃烧时火焰略带光亮,燃烧热(气态)为1455 kJ/mol。常温下DME具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀、无致癌性,但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。

编号系统

CAS号:115-10-6

MDL号:MFCD00008494

EINECS号:204-065-8

RTECS号:PM4780000

BRN号:1730743

物性数据 1.性状:无色气体,有醚类特有的气味。

2.熔点(℃):-141.5

3.沸点(℃):-24.8

4.相对密度(水=1):0.666

5.相对蒸气密度(空气=1):1.6

6.饱和蒸气压(kPa):533.2(20℃)

7.燃烧热(kJ/mol):-1453

8.临界温度(℃):127

9.临界压力(MPa):5.33

10.辛醇/水分配系数:0.10

11.闪点(℃):-41(CC)

12.引燃温度(℃):350

13.爆炸上限(%):27

14.爆炸下限(%):3.4

15.溶解性:溶于水、乙醇、乙醚。

16.折射率(20ºC):1.3018s

17.气体黏度(mPa·s,20ºC):85.1

18.蒸发热(KJ/mol,-24.8ºC):467.4

19.熔融热(KJ/kg):107.3

20.生成热(KJ/mol,气态):-185.5

21.临界密度(g·cm-3):0.275

22.临界体积(cm2·mol-1):168

23.临界压缩因子:0.270

24.偏心因子:0.204

25.溶度参数(J·cm-3)0.5:17.572

26.van der Waals面积(cm3·mol-1):4.840×10

27.van der Waals体积(cm2·mol-1):31.040

28.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1460.5

29.气相标准声称热(焓)(kJ·mol-1) :-184.1

30.气相标准熵(J·mol-1·K-1) :267.34

31.气相标准生成自由能(kJ·mol-1):-112.9

32.气相标准热熔(J·mol-1·K-1):65.57

分子结构数据 1、摩尔折射率:13.15

2、摩尔体积(cm2/mol):67.9

3、等张比容(90.2K):131.3

4、表面张力(dyne/cm):14.0

5、极化率(10-24cm2):5.17

计算化学数据 1.疏水参数计算参考值(XlogP):0.1

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:1

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积:9.2

7.重原子数量:3

8.表面电荷:0

9.复杂度:2.8

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

应用领域

由于石油资源短缺,煤炭资源丰富及人们环保意识的增强,从煤转化成清洁燃料的二甲醚日益受到重视,成为国内外近年来竞相开发的性能优越的碳一化工产品。作为LPG和石油类的替代燃料,二甲醚是具有与LPG物理性质相类似的化学品,在燃烧时不会产生破坏环境的气体,能便宜而大量地生产。

二甲醚作为一种新兴的基本有机化工原料,由于其具有良好的易压缩、冷凝、气化特性,使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟利昂用作气溶胶喷射剂和制冷剂,减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性,使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料,可以明显降低甲醛生产成本,在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气,其储运、燃烧安全性、预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气,可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料,与甲醇燃料汽车相比,不存在汽车冷启动问题。二甲醚还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。

1、车用燃料

作为汽车燃料替代柴油,是目前二甲醚工业应用的主要领域。通常,柴油机热效率比汽油机高7%-9%,但现有柴油机因污染大而逐渐被淘汰。用二甲醚作燃料的柴油机,以高效、环保等优点,正在逐渐替代原有的柴油机。

二甲醚发动机的功率高于柴油机,可降低噪声,实现无烟燃烧,符合环保要求,是理想的柴油代用燃料。二甲醚氧化偶联后可合成十六烷值60-100的燃料添加剂。该添加剂常温下,可以与柴油以任何比例相溶,可以配成十六烷值41-57的燃料。

使用二甲醚的汽车,在不改变原车结构和使用性能的基础上,只需加装-套供气转换装置,就可成为既能烧油又能烧气的双燃料汽车。供气系统加装方便易行,其加装费和建造加气站等费用均低于LPC和CNG燃料汽车。

2、民用燃料

由于二甲醚有与液化气相似的物理性质,同时又具有完全燃烧及污染物少等因素,二甲醚作为新型民用洁净燃料,具有巨大的市场。它可以在没有使用LPG和CNG资源短缺的大中城市,作为民用燃料。燃料级二甲醚的纯度一般为 98%,其余为甲醇、C3-C4烃、水,可保证瓶装二甲醚在通常室温下烧尽。二甲醚作为民用燃料具有以下优点。

(1)二甲醚在室温下可以液化,气瓶压力符合现有液化石油气要求,可以用现有液化石油气罐盛装。

(2)二甲醚与LPC一样,同属气体类燃料,使用方便,不用预热,随用随开。

(3)二甲醚组成稳定,无残液,可确保用户有效使用。

(4)二甲醚比LPG具有更好的燃烧特性,在燃烧时不会产生危险的气体。

(5)燃料级二甲醚(DME>98%)可用于民用,在运输、储存和使用期间不会影响其性能,安全可靠。

(6)同品级的DME灶与LPG灶价格相同,若需用LPG旧灶改装,每个炉子只需花费很少的费用。

3、气雾推进剂

从二甲醚消费领域看,气雾推进剂是二甲醚的主要用途之一。20世纪60年代以来,气雾剂产品以其特有的包装特性,深受消费者欢迎。以前气雾剂产品大量使用氟氯烷做推进剂,由于使用时氟氯烷全部释放到大气中,对大气臭氧层造成严重破坏,从而影响人类健康,动植物生长和地球生态环境。因此,世界各国都在致力干寻找尔包信的替代品,我国自1988年起,禁止气雾剂中使用氟氯烷(医疗用品除外)作为推进剂,氟氯烷的替代品现在有LPC、DME、压缩气(CO2、N2、 N2O)、氢氯氟碳(HCIFC)、 氢氟碳(HFC)等物质。DME 在气雾剂工业中正以其良好的性能,逐步替代其他气雾剂,成为第四代推进剂的主体。它还可用作空气清新剂、杀虫剂、泡沫填缝剂、彩带等。

4、环保型制冷剂和发泡剂

二甲醚易液化的特性也引起人们的重视。利用DME的低污染、制冷效果好等特点,许多国家正开发以DME代替氢氟烃作制冷剂或发泡剂。二甲醚作为发泡剂,能使泡沫塑料等产品孔洞大小均匀,柔韧性、耐压性增强,并具有良好的抗裂性。国外已相继开发出利用DME作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、热塑性聚酯泡沫等的发泡剂。

5、化工原料

二甲醚是一种重要的化工原料,可用来合成许多种化工产品或参与化工产品的合成。二甲醛最主要的应用是用作生产硫酸二甲酯的原料。国外硫酸二甲酷消费二甲醚的量约占DME总量的35%,而中国硫酸二甲酯儿中全部采用甲醉硫酸法。此法。此法的中间产物硫酸氢甲酯毒性较大,生产过程腐蚀严重,产品质量较差。随着环保要求不断提高,以及DME产量不断增加,采用二甲醚合成硫酸二甲酯代替传统的甲醇硫酸法势在必行。

二甲醚也可以羰基化制乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酐、醋酸乙烯;可作甲基化剂制烷基卤化物以及二甲基硫醚等,用于制药、农药与燃料工业;可作偶联剂,用于合成有机硅化物:DME可与氢氰酸反应生成乙腈,与环氧乙烷反应生成乙二醇二甲醚等:DME脱水可生产低碳烯烃,同时DME还是一种优良的有机溶剂。

6、切割燃料

二甲醚代替乙炔作为切割燃料,与以乙炔为燃料的切割设备完全相同,并且切割性能好,切割面光滑,不需要进行抛光打磨,可节省大量人力。与使用乙炔燃料相比较,能节省成本60%以上:用二甲醚大量替代乙炔进行切割可减少高污染、高耗能的电石生产,有利于节能和环保。

7、二甲醚发电

二甲醚是一种清洁燃料,可用于发电。由于我国大量的低价煤用于电厂的发电,目前还未优先考虑二甲醚。但是,如果我国计划利用天然气发电,就应该进行分析,确定二甲醚在发电市场与天然气的竞争力。

8、供暖、洗浴

二甲醚作为燃料,在不具备集中供暖条件的地区进行家庭供暖、洗浴等。其特点为加热时间短,一般只需8-15s,并可根据需要调节水温,能快速提供热水,使用时间长,价格低廉,具有节能、环保、高效、安全等优点。


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