论文总字数：13987字

摘 要

本文简要介绍二甲醚的物理，化学性质,作为21世纪的新兴燃料，在社会发展和工业中生产中的重要应用、生产现状和未来发展前景，目前生产的二甲醚基本上是由甲醇脱水制得的，甲醇脱水合成二甲醚由两种方法，第一种是液相法，第二种是气相法，本设计采用气相法制备二甲醚，加热甲醇，使甲醇蒸汽通过γ-AL₂O₃催化剂的床层，气相甲醇脱水制得二甲醚，并对二甲醚的生产工艺进行简单的分析设计与厂址选择、污染排放与治理等。

关键词：二甲醚；国内外发展现状；发展前景；生产方法；危废排放与治理

Feasibility Study Of Dimethyl ether Technology With Annual Output Of 100,000 tons

Abstract

This article briefly introduces the physical and chemical properties of dimethyl ether. As an emerging fuel in the 21st century, it is an important application in social development and industrial production, production status and future development prospects. The current production of dimethyl ether is basically. It is produced by methanol dehydration. There are two methods for methanol dehydration to synthesize dimethyl ether. The first is the liquid phase method, and the second is the gas phase method. This design uses the gas phase method to prepare dimethyl ether, heats the methanol, and passes the methanol vapor γ-AL₂O_3， In the catalyst bed, gas phase methanol dehydration produces dimethyl ether , and simple analysis and design of the production process of dimethyl ether, site selection, pollution discharge and treatment, etc.

Keywords: Dimethyl Ether; Development Status at Home and Abroad; Development Prospect; Production Method; Hazardous waste discharge and Treatment.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1二甲醚的概述 1

1.1.1二甲醚 1

1.1.2二甲醚的应用领域和形式 2

1.2二甲醚的国内市场分析 2

1.3二甲醚的国外市场分析 4

1.4二甲醚的需求和发展前景 4

第二章 二甲醚的生产方案以及产品规格要求 6

2.1 生产方法介绍 6

2.2工艺设计产品规格及要求 7

第三章 工艺流程介绍 8

3.1本工艺设计思路 8

3.2生产方法简述 8

3.3工艺流程设计 8

3.4主要的生产工艺指标 9

第四章 设计过程中的环境问题及解决方案 10

4.1厂址的环境需求和标准 10

4.2污染排放标准 10

4.3生产装置中的主要危险物料 10

4.3.1一氧化碳 10

4.3.2甲醇 10

4.3.3二甲醚 10

4.4本设计的主要污染物、排放形式和对环境的影响 11

4.4.1废水的处理 11

4.4.2废气的处理 11

4.4.3废渣的处理 11

4.4.4噪音的影响处理 11

4.4.5厂区生活垃圾的处理 11

第五章 项目产品设计的基本情况 12

5.1项目的基本情况 12

5.2项目的资源及公用设施情况 12

5.3厂区的条件 13

5.3.1地理位置及环境 13

5.3.2项目建设地的气象条件 13

第六章 厂区的人员定额以及资金预算 14

6.1厂区的人员岗位分配以及工资设定 14

6.2资金的花费估计 14

6.3设备的购买 14

6.4费用总计 15

6.5原料的成本及消耗 15

6.6收益计算 15

6.7总结 15

致 谢 17

参考文献 18

第一章 文献综述

1.1二甲醚的概述

1.1.1二甲醚

二甲醚别名又叫木醚氧、甲醚、氧代双甲烷，英文名：Methoxy methane，简称DME是一种有机物，化学式可写为C₂H₆O，在标准状态下是无色气体，容易燃烧，有气味，醚香味会有一点点，爆炸性的混合物在于空气混合后极易形成，爆炸就很容易发生在有明火或有火星的地方，具有爆炸性危险的过氧化物也非常容易在光照下生成，其在较低的地方就能够扩散得很远是因为其密度比空气还要大，流动性很强。

在化工中，二甲醚用于生产硫酸二甲酯的方式是主要作为甲基化剂，N，N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、醋酐、亚乙基二甲酯和乙烯等也能够合成二甲醚；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^[1]。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^[2],熔沸点低，能溶于水，也能溶解于乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂，性质与石油液化气相似，常温下呈惰性，难氧化，无致癌、腐蚀风险，研究表明二甲醚对中枢神经系统还有抑制的作用，假如不慎吸入人体中，就会引起麻醉、甚至有窒息的危险，对皮肤还有刺激性^[3]，不仅如此二甲醚还是一种重要的化工原料，能源燃料，在未来新能源的领域中，有着重要的地位，前景也十分广阔。

表1.1 二甲醚的主要物理化学性质

1.1.2二甲醚的应用领域和形式

二甲醚最开始主要用作溶剂和化学中间体，也可以作为化学溶剂、气雾剂、麻醉剂和制冷剂等等。现在，二甲醚主要用在化学中间品，燃料，气雾剂等方面，在农业药业工业中也有广泛的用途，作为新兴的清洁能源，二甲醚在代替石油液化气等燃料方面具有很大的潜力和发展前景。

1.2二甲醚的国内市场分析

20世纪90年代初，我国开始自主研发生产二甲醚，很快，我国的二甲醚生产技术处于国际领先地位，近几年我国化工开始大力发展，二甲醚的生产也快速增长，短短几年，我国就成为世界上第一大二甲醚生产国，据相关部门统计，在2001年，此时的中国已经建成一些产能为2000-5000吨每年的二甲醚装置；到了2002年，中国拥有的二甲醚的产能可达到3.2万吨^[5]，2005年，受到国际油价的持续大幅度上涨^[6]，液化气的价格也是疯狂飙升，人们开始寻找液化石油气的替代燃料，而二甲醚的物理化学性质与液化石油气非常相似，人们开始关注二甲醚，各地投资建设二甲醚的热情蓬勃进发，年产量达到了12万吨每年；建设生产二甲醚的热潮依然随着年份的增长不断增加，二甲醚迎来了产能的春天。

2011年的上半年，全国大概有60家产能829万吨的企业，开工率也特别的低为42%左右，甚至都未超过50%，这些数据来源于网上一些资讯数据的统计。二甲醚的行业生存依然困难，市场需求跟不上产能的快速增长，导致产能过剩，引发市场竞争，还有的原因有，二甲醚市场过于混乱，产品混杂，经常出现质量问题，人们对二甲醚的认知有限，二甲醚的下游产业发展很缓慢，既没有强大的企业带动市场发展，各个工厂之间又没有沟通机制，使得二甲醚在大众范围内火不起来。2019年，我国二甲醚的产能比2018年降低了700000吨左右，总的产量仍然有大幅度的下降趋势，也许二甲醚的产能会跌破千万吨，可参考下图分析图表，我国二甲醚的生产主要集中在华中一带，尤其在河南最多，随着市场不断的变化和环境保护，可持续发展观念的深入人心，人们开始关注二甲醚的应用，2011年6月国家随批准了《车用燃料用二甲醚》，二甲醚有望在我国进军车用燃料市场。2020年，二甲醚生产达到了产业发展以来的最高峰，国内的总产能每年能达到1289万吨左右，但由于市场的政策引导作用不强以及市场的混乱，使得二甲醚的产能过剩问题尤为凸显，导致二甲醚的开工率极低，截止到2020年上半年，我国二甲醚产能将达到1091万吨每年，达到世界二甲醚生产的总产能的95%以上，根据有关行业分析，二甲醚的产能利用大约94%左右的都用在了液化气掺混中，其应用技术的研究相对弱势，在燃料电池，化学原料，柴油替代等方面的应用研究还不成熟，都处于试探发掘的阶段。现阶段二甲醚开发和利用都处于开发阶段，甲醇制备二甲醚的生产工艺和催化剂的应用相对于国外来说较为弱势，其最大的差距在于生产的成本，我国生产规模较小，成本较高，间接导致二甲醚的应用，那我们要怎样克服这个困难，走出这个境地呢，下面有几个建议可以参考一下：（1）据相关的数据统计，我国在气雾剂的工业发展方面还比较有潜力，所以我认为我们可以提高气雾级二甲醚的装置设备和生产工艺流程，尽量降低生产的成本，以此来提高市场的竞争力。（2）加大力度和速度对化学品中间体的研究，二甲醚的特性发挥得淋漓尽致。（3）大力开发和宣传二甲醚作为清洁燃料的应用，我国是世界上的资源最为丰富的国家之一，在我国能源结构中，煤炭比例很高，石油资源比较少，而二甲醚可以通过煤制得，这对于资源的开发，保护开辟了一条可行之路，加大对中小型企业的结构调整以及产品的结构调整^[7].对于二甲醚来说，以后还有很长的路要走，假如厂家的开工率持续走低，二甲醚市场的回暖性就不大，在未来两年内，二甲醚的产量几乎不会有太大的提升，行业现状也不太乐观，产能分布见下图。

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