学号:3510020031泰山医学院毕业设计（论文）题目：二甲醚的的合成及其应用前景院（部）系化工系所学专业应用化工技术年级、班级10级1班完成人姓名指导教师姓名专业技术职称年月日论文原创性保证书我保证所提交的论文都是自己独立完成，如有抄袭、剽窃、雷同等现象，愿承担相应后果，接受学校的处理。

专业：班级：签名：年月日摘要二甲醚是一种重要的精细化工产品，因其良好的理化性质在化工和医药行业中一直被广泛用作甲基化剂、气雾剂、致冷剂和各种有机合成原料。

近年来国内外的研究发现它还具有优良的燃烧性能，可直接用作发动机燃料和民用燃料，被誉为“21世纪的清洁燃料”。

本论文将介绍二甲醚的性质，二甲醚的制备方法，二甲醚的应用及市场发展前景，国内二甲醚的生产及研究现状。

关键字：二甲醚；燃料；化工产品；制备方法AbstracTwo ether is an important fine chemical product, because of its physical and chemical properties in the chemical and pharmaceutical industries has been widely used as a methylating agent, aerosol, refrigerant and various organic synthesis of raw materials. In recent years, the domestic and foreign research found that it also has excellent combustion properties, can be directly used as engine fuel and civilian fuel, known as "the twenty-first Century clean fuel". This paper will introduce the properties of two ether, preparation method of two ether, application and market prospect of the two ether, present situation of production and research of the two ether.Keywords: two ether; fuel; chemical products; preparation method目录第一章二甲醚的性质 (1)1.1二甲醚的物理性质 (1)1.2二甲醚的化学性质 (1)第二章二甲醚的制备方法 (3)2.1两步法 (3)2.1.1 甲醇液相脱水法 (3)2.1.2 甲醇气相脱水法 (4)2.2合成气一步法 (5)2.2.1 一氧化碳和氢气合成二甲醚 (5)2.2.2 二氧化碳和氢气合成二甲醚 (6)第三章二甲醚的应用及市场发展前景 (7)3.1化工原料 (7)3.2化工产品 (7)3.3用作燃料 (8)3.3.1 民用燃料 (8)3.3.2 车用燃料 (8)3.4二甲醚的市场发展前景 (9)第四章国内二甲醚生产工艺的发展及研究现状 (10)4.1国内二甲醚的生产工艺的发展 (10)4.2国内二甲醚生产工艺的研究现状 (11)4.3国内二甲醚的主要生产厂家及产能 (11)第五章结论 (13)参考文献 (14)致谢 (15)二甲醚的性质第一章二甲醚的性质1.1 二甲醚的物理性质二甲醚（Dimethyl Ether，缩写为DME），又称甲醚，氧化甲。

常温常压下是一种无色、具有轻微醚香味的气体，具有惰性、无腐蚀性、无致癌性。

二甲醚具有优良的混溶性，能同大多数极性和非极性有机溶剂混溶。

在100ml水中可溶解3700ml二甲醚气体，且二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂，加入少量助剂（如酒精）后就可与水以任意比互溶。

其燃烧时火焰略带亮光。

二甲醚是最简单的脂肪醚。

它是二分子甲醇脱水缩合的衍生物。

常温下蒸气压约为0.5MPa，易液化，具有与液化石油气(LPG)相似的物性。

具有较高的十六烷值，蒸汽有刺激和麻醉作用。

二甲醚对金属无腐蚀性，在温度和湿度高场所具有较好的稳定性，且不含氯氟烃，是氟里昂的理想替代品，对保护大气臭氧层有着积极的意义，是理想环保产品。

表1-1 二甲醚的物理性质1.2 二甲醚的化学性质作为一种重要的化学中间体，二甲醚在催化剂存在下与苯发生烷基化反应，化学反应方程式:CH3OCH3CH3CH3+H2O二甲醚与一氧化碳反应生成乙酸甲酯,同系化反应还可以生成乙酸酐。

化学反应方程式为：CH3OCH3+CO△CH3COOCH3二甲醚的性质CH3OCH3 + 2CO △(CH3CO)2O二甲醚与二氧化碳反应生成甲氧基乙酸，化学反应方程式：CH3OCH3+CO2△CH3COOOCH3与发烟硫酸或三氧化硫反应生成硫酸二甲酯,化学反应方程式：CH3OCH3+H2SO4(浓)(CH3)2SO4+H2OCH3OCH3+SO3(CH3)2SO4与氰化氢反应生成乙腈,化学反应方程式：CH3OCH3+HCN CH3CN+CH3OH第二章二甲醚的制备方法实验室中一般使用原甲酸三甲酯，以三氯化铁为催化剂制得。

或用碳酸甲酯钠在320℃热分解得到。

高纯度的二甲醚通过威廉逊合成法用碘甲烷和甲醇钠反应制备。

该反应条件苛刻，必须在无水条件下反应。

工业上，二甲醚最早是从合成甲醇的副产物中分离回收。

之后二甲醚的生产方法主要有两步法和一步法。

2.1 两步法两步法先由合成气制成甲醇，再在催化剂存在下，通过甲醇液相脱水或气相脱水生成二甲醚。

这种方法操作简单，产品纯度高。

2.1.1 甲醇液相脱水法甲醇脱水制二甲醚最早采用硫酸作催化剂，反应在液相中进行，因此叫做液相甲醇脱水法，也称硫酸法工艺。

该工艺生产纯度99. 6%的二甲醚产品。

甲醇液相脱水法甲醇液相脱水法的脱水剂为浓硫酸，化学反应方程式为：CH3OH+H2SO4→CH3HSO4+H2OCH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4甲醇图2-1 甲醇液相法工艺流程图该反应具有反应温度低，甲醇单程转化率高等优点，但由于中间产品硫酸氢甲酯毒性大且存在设备腐蚀，环境污染严重，产品后处理困难等缺点，该法已逐渐被淘汰。

1965年，Mobil和Esso公司成功开发出甲醇气相脱水技术。

其基本原理是在固定床催化反应器中将甲醇蒸汽通过固体酸性催化剂(氧化铝或结晶硅酸铝)，发生非均相反应，甲醇脱水生成二甲醚，脱水后的混合物再进行分离、提纯，便能得到燃料级或气雾剂级的二甲醚。

甲醇脱水反应化学方程式：2CH3OH→CH3OCH3+H2O主要副反应:CH3OH→CO+2H2CH3OCH3→CH4+H2+COCO+H2O→CO2+H2图2-2 甲醇气相脱水法工艺流程图该工艺的生产技术成熟，工艺流程相对也简单，具有规模大、操控容易、无腐蚀的优点，是目前我国使用最多的二甲醚工业生产技术。

但是如果从合成气开始制备，生产流程长，成本高，而且即使直接购买甲醇合成，也容易受到甲醇价格的影响。

合成气法制二甲醚是在合成甲醇技术的基础上发展起来的，由合成气经浆态床反应器一步合成二甲醚，采用具有甲醇合成和甲醇脱水组分的双功能催化剂。

该技术于1990年代以后逐渐成熟。

2.2.1 一氧化碳和氢气合成二甲醚合成气一步法直接制取二甲醚，包括合成气进入反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应，产物为甲醇与二甲醚的混合物，混合物经蒸馏分离得二甲醚，未反应的甲醇返回反应器。

合成气在催化剂上使生成的甲醇马上转化为二甲醚，破坏了甲醇合成反应的平衡，反应得以向生成甲醇的方向移动，提高了合成气的转化率，基本化学反应式如下：CO+2H2CH3OH-90.8KJ/mol2CH3OH CH3OCH3+H2O-23.4KJ/molCO+H2O CO2+H2-40.9KJ/mol总反应化学反应化学方程式: 3CO+3H2→CH3OCH3+CO2-245.9KJ/mol图2-3 一氧化碳加氢气合成二甲醚工艺流程图二甲醚的制备方法相比于两步法，这种方法放热量更大，对于反应器的设计有更高的要求。

一步法流程简单。

成本低，能耗低，可获得较高的单程转化率，适合大规模生产。

但是反应器结构和产物后处理过程比较复杂，催化剂使用寿命短，产品纯度比较低。

2.2.2 二氧化碳和氢气合成二甲醚二氧化碳是地球上最丰富的碳资源，以二氧化碳为原料加氢合成二甲醚是有效利用二氧化碳的途径，该法打破了二氧化碳加氢制甲醇的热力学平衡限制，提高了二氧化碳转化率。

目前许多国家正在开发二氧化碳加氢制二甲醚的催化剂和工艺研究。

图2-4 二氧化碳加氢气合成二甲醚工艺流程图该工艺具有流程简单，能耗低，一氧化碳转化率高等优点。

但该工艺的缺陷很多，如：反应器中反应物甲醇浓度很低，反应速度慢；二甲醚反应器的效率极低；合成气的单程转化率低；二甲醚反应器中组分复杂，副反应较多且很难控制等。

第三章二甲醚的应用及市场发展前景二甲醚因其良好的理化性质在化工和医药行业中一直被广泛用作甲基化剂、气雾剂、致冷剂和各种有机合成原料。

而二甲醚的另一个重要用途是直接用作车用燃料和民用燃料。

3.1 化工原料二甲醚作为一种基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，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。

如作为甲基化试剂用于医药、农药与燃料的合成。

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。

二甲醚还是一种有机中间体。

它可以羰基化制乙酸甲酯、乙酐，与发烟硫酸或三氧化硫反应生产硫酸二甲酯。

此外，二甲醚还是一种优良的有机溶剂。

二甲醚裂解生成乙烯，是天然气制乙烯三步法的主流工艺，属于费－托法合成燃料工艺路线。

因此，它是未来乙烯工业的优良原料。

3.2 化工产品二甲醚可用作氟氯烃的替代品，作为雾剂、制冷剂和发泡剂。

以前的气溶胶产品（如起雾杀虫剂、发胶、空气清香剂化妆品、喷塑涂料和粘胶剂）大量使用氟氯烃作为气雾剂，由于使用时气雾剂全部释放到大气，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。

二甲醚以易挥发、无毒、不致癌、无腐蚀、水溶性醇溶性好生产成本低、价格便宜等特点逐渐替代先用的压缩气（CO2、N2、N2O）、氟利昂及丙（丁）烷气，成为第四代气雾剂的主体。

近年来，许多国家根据二甲醚易压缩液化的特性都在开发以二甲醚替代氟氯烃作制冷剂的技术，用二甲醚（加入一定量的其他助剂）做制冷剂具有低污染、制冷效果好等特点。