《“新型液体燃料”—二甲醚在国内外的开发概况论文》-毕业设计论文（学术).docVIP

l l 中国石油大学（北京）现代远程教育 毕 业 设 计（论文） “新型液体燃料”——二甲醚在国内外的开发概况 姓 名： 学 号：903954 性 别：男 专 业: 化学工程与工艺 批 次：0809  “新型液体燃料”—二甲醚在国内外的开发概况 摘 要 将二甲醚用作替代能源，是我国抑制高油价影响的重要措施之一。制取二甲醚的工艺主要有二步法和一步法，其中，对煤深加工并采用二步法制取DME 是我国较为现实、合理的工艺路线。二甲醚因为本身含氧的缘故，具有燃烧效率高的特点，通过对其燃烧机理进行研究分析发现，同等热量条件下，与天然气、液化石油气等其它燃气相比较，二甲醚燃烧效率提高3.0～5.0％左右，而由于其十六烷值较高，特性与柴油相近的原因，可作为理想的柴油发动机洁净燃料，排放性能优越，因此，推广应用前景十分广阔。而需要注意的是，由于二甲醚具有富氧燃烧特性，燃烧温度较高，必须关注其氮氧化物的排放情况。 关键词：二甲醚；燃烧机理；富氧燃烧；二步法工艺；一步法；替代；低排放；氮氧化物；能源  目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc223141214 第一章 引 言 1 HYPERLINK \l _Toc223141215 1.1研究概况 1 HYPERLINK \l _Toc223141217 第二章 二甲醚的发展及国内外开发概况 6 HYPERLINK \l _Toc223141218 2.1二甲醚的特性 HYPERLINK \l _Toc223141219 2.2 二甲醚的制取与生产物耗 2.3二甲醚燃烧机理分析 2.3.1 DME燃烧效率分析 2.3.2 DME排放性能分析 2.4二甲醚应用前途 2.5二甲醚国内外发展的调研 2.6二甲醚燃料与橡胶密封件的相容性研究 HYPERLINK \l _Toc223141220 第三章 总 结 3 HYPERLINK \l _Toc223141221 参考文献 4 l 第一章 引 言 1.1研究概况 实施替代能源战略是我国抑制高油价影响的重要国策。二甲醚作为一种优质、现实的替代能源，产业发展前景十分广阔，从战略的高度，全面、系统、深入地研究二甲醚生产及其利用技术，符合我国能源发展方向，对于我国经济发展、环境保护与生态平衡具有重要意义。 第二章 二甲醚发展及国内开发概况 2.1 二甲醚的特性 二甲醚分子式为C2H6O，分子量46.07，常压下是一种无色气体，具有与液化石油气（LPG）相似的特性，二甲醚与其它燃料特性比较如下表1。 表1：二甲醚与其它燃料特性比较 理化性质 二甲醚(DME) 进口液化石油气 （C3∶C4＝40％∶60％） 进口液化天然气 （澳大利亚LNG） 分子量 62.07 52 18.3 液相低位热值 MJ/kg（kcal/kg） 28.8 45.97 50.06 气相低位热值 MJ/m3（kcal/m3） 46.07 109.24 40.22 液体密度 kg/m3 668 520 465 气体密度 kg/m3 2.06 2.38 0.82 十六烷值 55 10 10 理论空气量 m3/m3 14.28 27.68 10.64 爆炸极限 （体积分数％） 3.5～17.0 1.7～8.9 4.5～14.5 沸点 ℃ -25 -35 -162 理论燃烧温度 ℃ 2250 2060 2045 氧含量 ％ 34.8 - - 20℃时的蒸气压MPa 0.50 0.80 超临界状态 2.2 二甲醚的制取与生产物耗 二甲醚（DME）可以用天然气和煤作为原料来生产。中国煤炭储藏量十分丰富,通过对煤深加工办法得到DME是合理途径。目前国内外DME的生产工艺主要有三种。 （1）二步法 以煤炭为原料，先制甲醇，再由甲醇脱水得到DME，该工艺在国内外均已十分成熟。按目前的工艺条件，一般是2.5吨煤炭（劣质煤）可以合成1吨DME。 a)先由煤氧吹气化以后得到合成气，其主要组分是CO + H2 ； b)CO + 2H2→CH3OH （甲醇生产） c)CO2 + 3H2→CH3OH+ H2O （甲醇生产） d)CO + H2O→CO2 + H2 e)2CH3OH→CH3OCH3 + H2O （二甲醚生产） (2)一步法 据报道，一步法工艺已在美国、日本、丹麦等国开发成功，并进入中试阶段，预期不久将可建设工业化装置。目前，该工艺正在趋于成熟，通过相应的催化剂，在浆态床反应器中直接由合成气转换成二甲醚。 一步法的关键点在于催化剂的特性，目前多采用双功能催化剂，这种催化剂一般由2类催化剂物理混合而成，其中一类为合成甲醇催化剂，另一类为甲醇脱水催化剂。一步法制DME的反应可分为以下几个步