精馏法分离氯乙烷中微量氯甲烷的研究(3)

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2 二甲醚

2.1 二甲醚性质

二甲醚是一种具有轻微醚香的无色气体，混溶性良好，能同大多数极性与非极性有机溶剂相混溶。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，添加少许助剂后便可与水以任意比互溶。二甲基醚在空气中很稳定，无腐蚀性，无毒，无致癌性，有刺激及麻醉功能，通过吸入或皮肤吸收过多的此物品，会引起麻醉，失去知觉及呼吸器官损伤。

同样二甲醚还是一种重要的化学中间体，二甲醚同苯在催化剂存在下发生烷基化反应。同一氧化碳反应可以得到乙酸甲酯，同系化反应生成乙酸乙酯、乙酸酐，与二氧化碳反应得到甲氧基乙酸，与发烟硫酸或三氧化硫反应得到硫酸二甲酯等。

2.2 二甲醚应用

二甲醚作为一种新型的基本化工原料[4]，凭借其良好的易压缩、冷凝与汽化特性，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学领域中有许多独特的用处。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。凭借其良好的水溶性和油溶性，其应用范围远远大于丙烷、丁烷等石油化学品。二甲醚还可以代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以大大降低甲醛的生产成本。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。也是柴油发动机燃料的理想选择，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一[3]。

近年来，石油资源紧缺，丰富的煤炭资源及人们对于环保的重视，二甲醚作为煤转化而成的清洁燃料而被日益关注，成为近年来国内外竞相开发的化工产品。作为LPG和石油类的替代燃料[6]，二甲醚作为制冷设备的制冷剂时，具有使用方便，效率高，环境污染小，价格便宜等优点。二甲醚特有的理化性能确保其在国际、国内市场上的基础产业地位，可广泛应用于农业、工业、医疗、日常生活等领域。二甲醚未来主要用于替代石油液化气、汽车燃油、城市煤气等，市场前景非常广阔，二甲醚在物理性质方面与LPG相类似，在燃烧时不会产生污染环境的气体。同甲烷一样，被视为21世纪的新能源之一。

2.3 二甲醚合成

二甲醚的合成主要有以下两种方法：

（1）甲醇法制二甲醚

首先甲醇在脱水为二甲醚的过程当中与有活性的催化剂反应，生成含二甲醚和二氧化碳的混合产物[5]，然后将混合物在洗涤区中用富含聚亚烷基二醇二烷基醚的液体溶剂进行洗涤，从而使二氧化碳和二甲醚共同溶解在该液体溶剂中，从洗涤区中流出的液体溶剂在分离区中进行连续处理，最终实现对所溶解的二氧化碳的脱附，并回收高纯度的二甲醚产物及低纯度的液体溶剂，并将其循环至洗涤区。

该方法工艺是当前国内外二甲醚生产的主要工艺，产品纯度高，工艺方法成熟，装置适应范围广，综合竞争力强，但也有设备投资较大，流程较长等的弱点。

（2）原料气直接合成制取二甲醚[2]

首先在催化剂存在下将原料气进行合成反应，然后收集产物中的二甲醚，原料气中，氢与一氧化碳的摩尔比为0.7~1.2，在反应压力为2~8MPa，反应温度为200~300℃,催化剂使用经过SO₄2⁻改性的γ-Al203与铜、锌基甲醇合成组分复合而成的双功能催化剂，此催化剂寿命可达15个月，选择性较高，合成气中二甲醚重量浓度高达96%以上，水含量低于0.1%，其余组分为醇、醚类物质，可直接作为液体燃料二甲醚。