二甲醚的生產(chǎn)方法比較及市場預(yù)測

二甲醚的生產(chǎn)方法比較及市場預(yù)測能源、環(huán)境和人口是當(dāng)今全球發(fā)展戰(zhàn)略的三大問題。能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)資源和重要戰(zhàn)略物質(zhì)。石油產(chǎn)品是國民經(jīng)濟(jì)的“血液”。根據(jù)已探明的能源儲(chǔ)量預(yù)測：全球石油可再維持30~50年。與許多國家相比，我國的石油貯藏量并不多，因此受石油危機(jī)的影響也更大。面對石油的短缺，能源的不可再生性，以及國際上對環(huán)境的要求日高，國外早已提出代用燃料和燃料清潔化的開發(fā)方向。我國政府也已意識(shí)這個(gè)問題的嚴(yán)峻性，近期又反復(fù)強(qiáng)調(diào)抓緊開展這項(xiàng)工作。因此，近年來二甲醚的開發(fā)受到了越來越多的關(guān)注。

二甲醚是碳一化學(xué)中的一個(gè)拳頭新產(chǎn)品，一般通過甲醇脫水獲得。二甲醚亦稱甲醚（CH3）2O，縮寫DME，無色無毒氣體或壓縮液體，沸點(diǎn)-24℃，凝固點(diǎn)-140℃。其用途廣泛，它不僅是一種重要的化工原料（可用于許多精細(xì)化學(xué)品的合成），而且也是一種清潔燃料和燃料添加劑；還可作為汽油和烯烴的中間體；在制藥，農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途；可以替代氯氟烴類（即CFC物質(zhì)）用作溶膠噴射和制冷劑；高純度的二甲醚可用作麻醉劑；此外，二甲醚還可以成為城市煤氣和液化氣的代用品，也可作為汽車燃料。

2、二甲醚的生產(chǎn)方法比較

2.1生產(chǎn)方法

工業(yè)上制取二甲醚的生產(chǎn)方法主要有以下四種：（1）甲醇脫水法；（2）在生產(chǎn)甲醇時(shí)作為副產(chǎn)物經(jīng)分離，精制而得到；（3）合成氣直接合成二甲醚（發(fā)展方向，目前正進(jìn)行工業(yè)裝置的中試階段）；（4）甲酸甲酯催化分解；

現(xiàn)階段大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)都采用甲醇脫水法，該法有如下技術(shù)路線：A、以濃硫酸脫水反應(yīng)B、添加磷酸鋁高溫反應(yīng)

C、催化反應(yīng)

在以上三種技術(shù)中，濃硫酸脫水反應(yīng)的方法，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，操作條件差；磷酸鋁高溫反應(yīng)的方法，甲醇轉(zhuǎn)化率及二甲醚的選擇性均較低。而改性固體酸催化的方法，雖然溫度和壓力條件要求較低，生產(chǎn)控制比較容易，便于連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)，但甲醇蒸汽與固體催化劑表面接觸面積有限，存在轉(zhuǎn)化率低，二甲醚氣體與反應(yīng)氣不易分離等缺點(diǎn)。針對以上情況，陽離子型液體催化反應(yīng)法是近幾年成功開發(fā)的一項(xiàng)專利技術(shù)，它采用“液-液-氣”工藝路線，甲醇分子與催化劑分子接觸充分，因而轉(zhuǎn)化率高，二甲醚氣體極易脫離液相。而且投資少，能耗低，收率高、成本低，且具較強(qiáng)的市場競爭力。2.2反應(yīng)特點(diǎn)

該方法的特點(diǎn)為：

（1）催化劑的再生與反應(yīng)過程是同步的，即在產(chǎn)氣的同時(shí)就完成了催化劑的再生。

（2）液體甲醇在較低溫度（＜130℃），較低壓力（＜0.1MPa）條件下脫水。

（3）反應(yīng)平和穩(wěn)定，能耗少，易控制。

（4）無污染、無腐蝕。

由于采用了陽離子型液體催化劑，因而和其它工藝路線相比，投資省，工藝簡便易行，無需增加再生工序和裝備，而且能大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。

現(xiàn)有技術(shù)是采用“氣-固-氣”工藝路線，甲醇?xì)怏w與固體催化表面接觸有限，因而轉(zhuǎn)化率低，而且二甲醚氣體與反應(yīng)氣（合成氣）不易分離，而液-液-氣工藝路線，甲醇分子與催化劑分子接觸充分，因而轉(zhuǎn)化率高，而且二甲醚氣體極易脫離液相，因而易于分離提純。2.3工藝指標(biāo)

陽離子型液體催化劑甲醇液相脫水制二甲醚的工藝指標(biāo)如下：甲醇單程轉(zhuǎn)化率

＞85%

二甲醚選擇性

≥99.5%

反應(yīng)溫度

120℃～130℃

反應(yīng)壓力

0.1MPa（表）

原料消耗

＜1.42t甲醇/t二甲醚二甲醚含量

≥99.5%2．4工藝流程簡述：（1）在反應(yīng)器內(nèi)先裝入陽離子型液化催化劑，然后按照理論配比將原料甲醇通過水加壓輸入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，將其物料加熱到120℃～130℃，反應(yīng)器壓力升到0.1Mpa,完成酯化、脫水反應(yīng)。（2）將原料甲醇繼續(xù)以慢速流量加入反應(yīng)器內(nèi)，使反應(yīng)器溫度維持到125℃左右，釜內(nèi)壓力升到0.2MPa時(shí)一部分水蒸汽和未反應(yīng)的甲醇隨產(chǎn)生的二甲醚氣體一起進(jìn)入冷凝器冷卻。（3）在冷凝器內(nèi)，將二甲醚氣體從反應(yīng)器帶來的水蒸氣和部分未反應(yīng)的甲醇蒸汽冷凝后進(jìn)入回收釜內(nèi)。（4）未反應(yīng)的甲醇和冷凝水，進(jìn)入回收釜內(nèi)加熱，使其溫度保持在70℃～95℃之間，維持一定的真空度，此時(shí)甲醇?xì)怏w攜帶回收釜內(nèi)的少量蒸氣到冷凝器，使甲醇蒸汽冷凝成粗甲醇送到反應(yīng)槽?；厥崭獌?nèi)留下的物質(zhì)就是廢水溶液，再將這部分廢水送入廢水處理池處理，達(dá)標(biāo)后排放。（5）二甲醚氣體進(jìn)入洗滌塔Ⅰ除去多余雜質(zhì)，再進(jìn)入洗滌塔Ⅱ，通過塔板上的填料層進(jìn)一步出去水份后進(jìn)入干燥塔，通過干燥塔進(jìn)一步除去水份，將此二甲醚氣體壓縮至0.4MPa～

0.6MPa（表壓），經(jīng)過油氣分凝器以除去雜質(zhì)，冷卻到常溫即得二甲醚液體。將此二甲醚液體送入提純塔提純，經(jīng)壓縮冷卻后得到精二甲醚產(chǎn)品。

3、二甲醚的市場預(yù)測

以二甲醚為原料的主導(dǎo)產(chǎn)品其三個(gè)系列——燃?xì)?、燃油和制冷劑的?yīng)用取得突破性進(jìn)展，它們的生產(chǎn)路線構(gòu)思新穎、技術(shù)獨(dú)特。

以科學(xué)的配比和適當(dāng)方式將二甲醚與C4、C5完全混溶。即成優(yōu)質(zhì)的可燃性液化氣，該液化氣無毒、無煙、不積炭、“殘液”量少，熱值高（約10000大卡/kg），比同等重量13kg裝置的普通液化氣連續(xù)燃燒時(shí)間可長4小時(shí)左右。經(jīng)有關(guān)部門檢測，符合《國家液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)》，受到廣大用戶的青睞。被列為國家科委重點(diǎn)推廣項(xiàng)目之一。由于二甲醚液化燃?xì)獾陌踩?、清潔方面已越來越受到青睞。據(jù)報(bào)道，日本對管道煤氣的安全性反而有點(diǎn)不放心，卻對鋼瓶液化氣情有獨(dú)鐘，在我國液化氣已十分普及而二甲醚液化氣及性質(zhì)比石油液化氣優(yōu)越，成本不比液化石油氣高，而石油液化氣2002年我國就進(jìn)口4000萬噸，因此二甲醚液化氣市場十分廣闊。

將二甲醚加進(jìn)汽（柴）油中，可提高油品的辛烷值（十六烷值），具有明顯的燃燒經(jīng)濟(jì)性，不僅改善車輛的冷啟動(dòng)性和加速性能，而且降低尾氣排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅北京市就有100多萬輛汽車，全國擁有量不少于3000萬輛，按每輛每年燒油兩噸計(jì)，就得6000萬噸汽（柴）油，而我2002年進(jìn)口石油達(dá)7000萬噸，因此二甲醚作為能源替代品已迫在眉捷。

以二甲醚為基礎(chǔ)原料配制的環(huán)保制冷劑，具有無毒無害、安全可靠、化學(xué)性能穩(wěn)定，單位容積制冷量大，流動(dòng)阻力小，在常溫和低溫范圍內(nèi)壓力適中，熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有前景的氟利昂長期性替代物。幾乎與此同時(shí)，環(huán)保型“綠色制冷劑”的市場需求量越來越大，尤其是汽車空調(diào)制冷劑（俗稱“雪種”），是汽車空調(diào)的重要冷源。隨著我國加入WTO，“安全、可靠、舒適”是汽車工業(yè)發(fā)展的方向，而汽車空調(diào)是提高汽車檔次和市場競爭力的不可缺少的一部分。目前汽車空調(diào)制冷劑市場還沒有規(guī)范的管理體系，處于逐步完善階段，正朝著環(huán)保節(jié)能型方向發(fā)展。我國政府已宣布加入修改后的“蒙特利爾議定書”，向國際社會(huì)作出承諾，至2005年停止生產(chǎn)CFC類氟利昂。因此必須加快“綠色制冷劑的研究和生產(chǎn)”。據(jù)制冷協(xié)會(huì)的不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年制劑（還不包括各種氣霧劑、發(fā)泡劑、滅火劑等在內(nèi)）的消耗量約50萬噸，總值約280億元，僅汽車空調(diào)制冷劑的消耗量占整個(gè)市場的40%，而且今后還在不斷增加，巨大的市場潛力和新技術(shù)的交叉滲透為二甲醚開辟了廣闊的發(fā)展空間。4、結(jié)論

將資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合，大力發(fā)展我國碳一化學(xué)，二甲醚作為清潔燃料系列產(chǎn)品，作為能源的替代品，具有非常廣闊的前景，二甲醚先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)成功，將煤化工、石油化工、天燃?xì)饣び袡C(jī)結(jié)合，融為一體、相輔相成，它將產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益，對開辟節(jié)能新領(lǐng)域，具有十分現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)意義。國內(nèi)外二甲醚市場和生產(chǎn)工藝分析目前二甲醚（DME）的主要用途是用作拋射劑、制冷劑和發(fā)泡劑。其次是用作化工原料，生產(chǎn)多種有機(jī)化學(xué)品。如硫酸二甲酯、烷基鹵化物、N，N－二甲基苯胺、乙酸甲酯、醋酐、碳酸二甲酯、二甲基硫醚、乙二醇二甲醚系列醚化物等。

二甲醚易壓縮、易貯存、燃燒效率高、污染低，可替代煤氣、LPG作民用燃料。同時(shí)，二甲醚具有較高的十六烷值，可直接用作汽車燃料替代柴油。二甲醚作為清潔燃料方面的發(fā)展前景潛力巨大，已經(jīng)得到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。1

國內(nèi)外市場分析1.1國外市場分析

目前世界上二甲醚的生產(chǎn)主要集中在美、德、荷蘭和日本等國，2002年世界（不包括中國，下同）總生產(chǎn)能力為20.8萬噸/年，產(chǎn)量為15萬噸，開工率為72%。國外二甲醚的主要生產(chǎn)廠家有美國Dopnt公司、荷蘭AKZO公司、德國DEA公司和UnitedRhineLigniteFuel公司等，其中德國DEA公司的生產(chǎn)能力最大，生產(chǎn)能力為6.5萬噸／年。世界二甲醚的主要生產(chǎn)廠家。序號(hào)廠家名稱生產(chǎn)能力（萬噸／年）1Dopnt(美國)3.02DEA（德國）6.53UnitedRhineLigniteFuel(德國)3.04AKZO（荷蘭）3.05Sumitomo(日本)1.06DEA（澳大利亞）1.07Mitsuitoatsu(日本)0.58KangSheng(日本)1.89NKK（日本）1.0

合計(jì)20.8

由于二甲醚的市場需求潛力十分巨大，在世界范圍內(nèi)，二甲醚的建設(shè)已經(jīng)成為熱點(diǎn)，一些大型二甲醚裝置已在籌建之中。

二甲醚開發(fā)公司（由道達(dá)爾菲納埃爾夫公司和日本8家公司組成的財(cái)團(tuán)）計(jì)劃建設(shè)能力為2500噸/天的商業(yè)化二甲醚裝置。日本東洋工程公司完成了在中東建設(shè)單系列250萬噸/年二甲醚裝置的可行性驗(yàn)證，預(yù)計(jì)該裝置可望于2005-2006年建成。BP公司、印度天然氣管理局、印度石油公司將投資6億美元建設(shè)180萬噸/年商業(yè)化二甲醚生產(chǎn)廠，用以替代石腦油、柴油和LPG，建設(shè)工作已于2002年開始，定于2004年投產(chǎn)。日本財(cái)團(tuán)(三菱瓦斯化學(xué)公司、日揮公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)組成的合資公司將在澳大利亞建設(shè)140-240萬噸/年的大規(guī)模二甲醚裝置，定于2006年投產(chǎn)。

目前二甲醚的主要消費(fèi)領(lǐng)域是作溶劑和氣霧劑的推動(dòng)劑，其它方面的消費(fèi)不多。2002年全世界二甲醚的消費(fèi)量為15萬噸/年，預(yù)計(jì)到2005年需求量在20萬噸/年左右。二甲醚是一種性能優(yōu)良、安全清潔的化工產(chǎn)品，發(fā)展前景被普遍看好。更為重要的是，作為一種新型、清潔的民用和車用燃料，被看作是柴油或LPG／CNG的優(yōu)秀替代品，其作為燃料的市場需求增長將會(huì)是非常驚人的。

2000年全世界有400萬輛LPG汽車、400萬輛乙醇汽車、1百萬輛CNG汽車，還有部分甲醇汽車。以美國為例，2000年美國使用替代燃料的汽車為42萬輛，預(yù)計(jì)，到2005年美國使用代用燃料（LPG和CNG）的汽車將達(dá)到110萬輛，2010年為330萬輛，2015年達(dá)到550萬輛。

目前美國替代燃料的消費(fèi)量折合為當(dāng)量汽油的話大約為100萬噸（352×106加侖當(dāng)量汽油），約占當(dāng)年全部燃料消費(fèi)量的0.2%。如果美國代用燃料的比例提高到5%的話，其需求量將達(dá)到2500萬噸，可見代用燃料的市場前景是相當(dāng)可觀的。

亞洲地區(qū)是世界上柴油消費(fèi)增長最快的地區(qū)，據(jù)國外研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，二甲醚作為替代燃料，2005年亞洲地區(qū)的年需求量達(dá)3000萬噸?？梢?，由于二甲醚具有其它代用燃料不可比擬的優(yōu)勢，將會(huì)成為柴油的主要替代燃料，具有難以估量的市場前景。1.2國內(nèi)市場分析

近年來，我國二甲醚的生產(chǎn)發(fā)展迅速，目前共有十幾家生產(chǎn)企業(yè)，2002年總生產(chǎn)能力為3.18萬噸/年，產(chǎn)量約為2萬噸左右，開工率較低，約為63%。我國二甲醚主要生產(chǎn)廠家及能力（單位：噸/年）序號(hào)廠家名稱生產(chǎn)能力1江蘇吳縣合成化工廠20002廣東中山凱達(dá)精細(xì)化工有限公司50003成都華陽威遠(yuǎn)天然氣化工廠20004上海石油化工研究院8005江蘇昆山10006陜西新型燃料燃具公司50007安徽省蒙城縣化肥廠25008浙江諸暨新亞化工公司10009廣東江門氮肥廠250010浙江義烏光陽化工實(shí)業(yè)有限公司250011上海申威氣霧公司100012山東久泰化工科技股份有限公司500013湖北田力實(shí)業(yè)股份有限公司1500

合計(jì)31800

近年來國內(nèi)二甲醚的建設(shè)已經(jīng)形成熱潮，有數(shù)家公司擬通過合資合作等方式引進(jìn)技術(shù)建設(shè)大型二甲醚生產(chǎn)裝置。主要在建或擬建項(xiàng)目如下：

2001年4月份陜西新型燃料燃具有限公司與美國兆運(yùn)資源有限公司簽訂聯(lián)合開發(fā)“煤基一步法合成20萬噸/年二甲醚超潔凈燃料”工程協(xié)議書，工程總投資20.3億元，美方投資90%。

寧夏83萬噸/年煤基二甲醚項(xiàng)目，計(jì)劃投資47.8億元，計(jì)劃利用國外資金，已與加拿大麥耐特聯(lián)合公司簽訂了合作協(xié)議書，并依托美國空氣動(dòng)力公司的技術(shù)。

四川瀘州天然氣股份有限公司采用兩步法工藝已經(jīng)建成1萬噸/年二甲醚裝置，第二套10萬噸/年二甲醚裝置，也已經(jīng)開工建設(shè)。

山東臨沂魯明化工有限公司正在建設(shè)3萬噸/年二甲醚裝置，采用自主開發(fā)的液相兩步法工藝技術(shù)。

山東華星集團(tuán)年產(chǎn)3萬噸/年二甲醚項(xiàng)目于2004年8月開始動(dòng)工，該裝置采用兩步法工藝。

山東兗州礦業(yè)集團(tuán)公司計(jì)劃建設(shè)60萬噸二甲醚裝置，擬引進(jìn)國外一步法二甲醚工藝技術(shù)。

另外，國內(nèi)還有很多地方提出建設(shè)二甲醚裝置，如：西南石油天然氣管理局、新疆、黑龍江雙鴨山、大慶油田、陜西、蘭州、安徽等。

國內(nèi)二甲醚的主要用途是作為氣溶膠、氣霧劑和噴霧涂料的推動(dòng)劑，每年消耗二甲醚1.8萬噸。由于我國氣霧劑行業(yè)的發(fā)展較快，預(yù)計(jì)到2005年需二甲醚約3萬噸，2010年為4萬噸左右。另外我國二甲醚用于合成硫酸二甲酯等多種化工產(chǎn)品的消費(fèi)量約為1.1萬噸。

由于二甲醚的性質(zhì)與液化氣相近，易貯存、易壓縮，因而可替代天然氣、煤氣、LPG作民用燃料。2002年我國LPG的表觀消費(fèi)量為1620萬噸，同時(shí)中國自1990年開始大量進(jìn)口LPG，2002年LPG進(jìn)口量為626萬噸。如果二甲醚的價(jià)格合適，假設(shè)二甲醚替代進(jìn)口的LPG，以目前的進(jìn)口量計(jì)算，需要燃料級二甲醚約1000萬噸。隨著人民生活水平的不斷提高，對民用燃料的需求量將會(huì)有較大的增長，特別是對天然氣、二甲醚、LPG等清潔能源的需求一定會(huì)有很大的增長，因此，二甲醚作為民用燃料的發(fā)展前景十分光明。

由于二甲醚具有優(yōu)良的燃料性能，方便、清潔、十六烷值高、動(dòng)力性能好、污染少、稍加壓即為液體易貯存，作為車用柴油的替代燃料，有液化汽、天然氣、甲醇、乙醇等不可比擬的綜合優(yōu)勢。

2002年我國柴油的消費(fèi)量為7662萬噸，柴油消費(fèi)的增長很快，預(yù)計(jì)2005年消費(fèi)量將達(dá)到8290萬噸左右，2010年將達(dá)約10100萬噸。二甲醚作為良好的柴油替代燃料，按其對柴油的替代率為5%計(jì)算，2005年約需二甲醚約553萬噸左右，2010年需674萬噸左右。

綜上所述，預(yù)計(jì)2005年我國二甲醚作為氣霧劑和化工等方面的需求量將達(dá)到的需求量約為5-6萬噸。二甲醚作為代用燃料方面的消費(fèi)主要取決于二甲醚的供應(yīng)，如果二甲醚的價(jià)格降到能與柴油或LPG相競爭的水平，相信二甲醚作為燃料的消費(fèi)增長速度會(huì)很快，市場規(guī)模也是相當(dāng)驚人的。2

工藝技術(shù)分析

二甲醚的生產(chǎn)方法有一步法和二步法。一步法是指由原料氣一次合成二甲醚，二步法是由合成氣合成甲醇，然后再脫水制取二甲醚?！褚徊椒?/p>

該法是由天然氣轉(zhuǎn)化或煤氣化生成合成氣后，合成氣進(jìn)入合成反應(yīng)器內(nèi)，在反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)完成甲醇合成與甲醇脫水兩個(gè)反應(yīng)過程和變換反應(yīng)，產(chǎn)物為甲醇與二甲醚的混合物，混合物經(jīng)蒸餾裝置分離得二甲醚，未反應(yīng)的甲醇返回合成反應(yīng)器。

一步法多采用雙功能催化劑，該催化劑一般由2類催化劑物理混合而成，其中一類為合成甲醇催化劑，如Cu-Zn-Al(O)基催化劑，BASFS3-85和ICI-512等；另一類為甲醇脫水催化劑，如氧化鋁、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、絲光沸石等?！穸椒?/p>

該法是分兩步進(jìn)行的，即先由合成氣合成甲醇，甲醇在固體催化劑下脫水制二甲醚。國內(nèi)外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子篩作為脫水催化劑。反應(yīng)溫度控制在280~340℃，壓力為0.5-0.8MPa。甲醇的單程轉(zhuǎn)化率在70-85%之間，二甲醚的選擇性大于98%。

一步法合成二甲醚沒有甲醇合成的中間過程，與兩步法相比，其工藝流程簡單、設(shè)備少、投資小、操作費(fèi)用低，從而使二甲醚生產(chǎn)成本得到降低，經(jīng)濟(jì)效益得到提高。因此，一步法合成二甲醚是國內(nèi)外開發(fā)的熱點(diǎn)。國外開發(fā)的有代表性的一步法工藝有：丹麥Topsφe工藝、美國AirProducts工藝和日本NKK工藝。

二步法合成二甲醚是目前國內(nèi)外二甲醚生產(chǎn)的主要工藝，該法以精甲醇為原料，脫水反應(yīng)副產(chǎn)物少，二甲醚純度達(dá)99.9%，工藝成熟，裝置適應(yīng)性廣，后處理簡單，可直接建在甲醇生產(chǎn)廠，也可建在其它公用設(shè)施好的非甲醇生產(chǎn)廠。但該法要經(jīng)過甲醇合成、甲醇精餾、甲醇脫水和二甲醚精餾等工藝，流程較長，因而設(shè)備投資較大。但目前國外公布的大型二甲醚建設(shè)項(xiàng)目絕大多數(shù)采用兩步法工藝技術(shù)，說明兩步法有較強(qiáng)的綜合競爭力。2.1國外主要工藝技術(shù)（1）Topsφe工藝

Topsφe的合成氣一步法工藝是專門針對天然氣原料開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。該工藝造氣部分選用的是自熱式轉(zhuǎn)化器(ATR)。自熱式轉(zhuǎn)化器由加有耐火襯里的高壓反應(yīng)器、燃燒室和催化劑床層三部分組成。

二甲醚合成采用內(nèi)置級間冷卻的多級絕熱反應(yīng)器以獲得高的CO和CO2轉(zhuǎn)化率。催化劑用甲醇合成和脫水制二甲醚的混合雙功能催化劑。

二甲醚的合成采用球形反應(yīng)器，單套產(chǎn)能可達(dá)到7200噸/天二甲醚。Topsφe工藝選擇的操作條件為4.2MPa和240～290℃。

目前，該工藝還未建商業(yè)裝置。1995年，Topsφe在丹麥哥本哈根建了一套50kg/d的中試裝置，用于對工藝性能進(jìn)行測試。（2）Airproducts的液相二甲醚(LPDMETM)新工藝

在美國能源部的資助下，作為潔凈煤和替代燃料技術(shù)開發(fā)計(jì)劃的一部分，Airproducts公司開發(fā)成功了液相二甲醚新工藝，簡記作LPDMETM。

LPDMETM工藝的主要優(yōu)勢是放棄了傳統(tǒng)的氣相固定床反應(yīng)器而使用了漿液鼓泡塔反應(yīng)器。催化劑顆粒呈細(xì)粉狀，用惰性礦物油與其形成漿液。高壓合成氣原料從塔底噴入、鼓泡，固體催化劑顆粒與氣體進(jìn)料達(dá)到充分混合。使用礦物油使混合更充分、等溫操作、易于溫度控制。

二甲醚合成反應(yīng)器采用內(nèi)置式冷卻管取熱，同時(shí)生產(chǎn)蒸汽。漿相反應(yīng)器催化劑裝卸容易，無須停工進(jìn)行。而且，由于是等溫操作，反應(yīng)器不存在熱點(diǎn)問題，催化劑失活速率大大降低了。

典型的反應(yīng)器操作參數(shù)為：壓力2.76～10.34MPa，推薦5.17MPa；溫度200～350℃，推薦250℃。催化劑量為礦物油質(zhì)量的5%～60%，最好在5%～25%之間。該工藝用富CO的煤基合成氣比天然氣合成氣更具優(yōu)勢。但以天然氣為原料也可獲得較高收率。Airproducts公司已在15噸/天的中試工廠對該工藝進(jìn)行了測試，結(jié)果令人滿意，但還沒有建設(shè)商業(yè)化規(guī)模的大型裝置。（3）日本NKK公司的液相一步法新工藝

除Airproducts公司外，日本NKK公司也開發(fā)了用漿相反應(yīng)器由合成氣一步合成二甲醚的新工藝。

原料可選用天然氣、煤、LPG等。工藝的第一步首先是造氣，合成氣經(jīng)冷卻、壓縮到5～7MPa，進(jìn)入CO2吸收塔脫除CO2。脫碳后的原料合成氣用活性炭吸附塔脫除硫化物后換熱至200℃進(jìn)入反應(yīng)器底部。合成氣在反應(yīng)器內(nèi)的催化劑與礦物油組成的淤漿中鼓泡，生成二甲醚、甲醇和CO2。出反應(yīng)器產(chǎn)物冷卻、分餾，將其分割為二甲醚、甲醇和水。未反應(yīng)的合成氣循環(huán)回反應(yīng)器。經(jīng)分餾，從塔頂可得到高度純凈的二甲醚產(chǎn)品(95%～99%)，從塔底則可得到甲醇、二甲醚和水組成的粗產(chǎn)品。

采用NKK技術(shù)已在新瀉建成1萬噸/年合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚的半工業(yè)化裝置。2.2國內(nèi)工藝技術(shù)及科研情況

我國90年代前后開始?xì)庀嗉状挤ǎ▋刹椒ǎ┥a(chǎn)二甲醚工藝技術(shù)及催化劑的開發(fā)，很快建立起了工業(yè)生產(chǎn)裝置。近年來，隨著二甲醚建設(shè)熱潮的興起，我國兩步法二甲醚工藝技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展，工藝技術(shù)已接近或達(dá)到國外先進(jìn)水平。

山東久泰化工科技股份有限公司（原臨沂魯明化工有限公司）開發(fā)成功了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液相法復(fù)合酸脫水催化生產(chǎn)二甲醚工藝，已經(jīng)建成了5000噸/年生產(chǎn)裝置，經(jīng)一年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該技術(shù)成熟可靠。該公司的第二套3萬噸/年裝置也將投產(chǎn)。

山東久泰二甲醚工藝技術(shù)已經(jīng)通過了山東省科技廳組織的鑒定，被認(rèn)定為已達(dá)國際水平。特別是液相法復(fù)合酸脫水催化劑的研制和冷凝分離技術(shù)，針對性地克服了一步法合成和氣相脫水中提純成本高、投資大的缺點(diǎn)，使反應(yīng)和脫水能夠連續(xù)進(jìn)行，減少了設(shè)備腐蝕和設(shè)備投資，總回收率達(dá)到99.5％以上，產(chǎn)品純度不小于99.9％，生產(chǎn)成本也較氣相法有較大的降低。

2003年8月由瀘天化與日本東洋工程公司合作開發(fā)的兩步法二甲醚萬噸級生產(chǎn)裝置試車成功。該裝置工藝流程合理，操作條件優(yōu)化，具有產(chǎn)品純度高、物耗低、能耗低的特點(diǎn)，在工藝水平、產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備硬件自動(dòng)化操作等方面均處于國內(nèi)先進(jìn)水平。

近年來，我國在合成氣一步法制二甲醚方面的技術(shù)開發(fā)也很積極，而且一些科研院所和大學(xué)都取得了較大進(jìn)展。

蘭化研究院、蘭化化肥廠與蘭州化物所共同開展了合成氣法制二甲醚的5mL小試研究，重點(diǎn)進(jìn)行工藝過程研究、催化劑制備及其活性、壽命的考察。試驗(yàn)取得良好結(jié)果：CO轉(zhuǎn)化率>85%；選擇性>99%。兩次長周期(500h、1000h)試驗(yàn)表明：研制的催化劑在工業(yè)原料合成氣中有良好的穩(wěn)定性；二甲醚對有機(jī)物的選擇性>97%；CO轉(zhuǎn)化率>75%；二甲醚產(chǎn)品純度>99.5%；二甲醚總收率為98.45%。