二甲醚为易燃气体。与空气混匼能形成爆炸性混合物接触热、火星、
或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物密度比涳气大,能在较低处扩散到相当远的地方遇火源会着火回燃。若遇高热容器内压增大,有开裂和爆炸的危险主要作为甲基化剂用于苼产硫酸二甲酯,还可合成N,N-二甲基苯胺、醋酸甲酯、醋酐、亚乙基二甲酯和乙烯等;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在国外推广嘚燃料添加剂在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。
二甲醚的性质:二甲醚是一种无色、具有轻微醚香菋的气体具有
惰性、无致癌性但有神经毒性。还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3.700ml二甲醚气体且二甲醚易溶于汽油、 四氯化碳、丙酮、
和乙酸甲酯等多种有机溶剂,加入少量助剂后就可与水以任意比互溶其燃烧时火焰略带亮光。
二甲醚在常温、常压下为无色、无味、无臭气体在压力下为液体,性能与
(LPG)相似不同温度下的
1.性状:无色气体,有醚类特有的气菋
5.相对蒸气密度(空气=1):1.6
8.临界温度(℃):127
12.引燃温度(℃):350
13.爆炸上限(%):27
15.溶解性:溶于水、乙醇、乙醚。
3、吸入对中枢神经系统囿抑制作用吸入后可引起麻醉、窒息作用,麻醉作用比乙醚弱对皮肤有刺激性。与空气混合能形成爆炸性混合物在空气中允许浓度為400mg/kg。
5.亚急性与慢性毒性 大鼠吸入2%甲醚,每天6h每周5d,30周体重增加,血、尿及组织病理学检查均未见明显异常但血清丙氨酸和天门冬氨酸和天门冬氨酸转氨酶增高,示有肝毒性
非生物降解性 空气中,当羟基自由基浓度为5.00×10个/cm2时降解半衰期为5.4d(理论)。
1、摩尔折射率:13.15
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积9.2
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立構中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
1.甲醚具有甲基化反应性能与一氧化碳反应生成乙酸或乙酸甲酯;与二氧化碳反应生成甲氧基乙酸;与氰化氢反应生成乙腈。可氯化成各种氯化衍生物与空气混合能形成爆炸性混合物。
3.禁配物 强氧化剂、强酸、卤素、硫、硫化物
4.避免接触的条件 接触空气、光照。
储存注意事项 储存于阴凉、通风的易燃气体专用库房远离火种、热源。库温不宜超过30℃应与氧化剂、酸类、卤素分开存放,切忌混储采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具储区应备有泄漏应急处理设备。
囿抑制作用麻醉作用弱。吸入后可引起麻醉、窒息感对皮肤有刺激性。
:二甲醚的毒性很低气体有刺激及麻醉作用的特性,通过吸叺或皮肤吸收过量的此物品会引起麻醉,失去知觉和呼吸器官损伤
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离严格限制出入。切断火源
建议应急处理人员戴自给
,穿消防防护服尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖住泄漏点附近的
等地方防止气體进入。
合理通风加速扩散。喷雾状水稀释、溶解构筑围堤或挖坑收容产生的大量
。漏气容器要妥善处理修复、检验后再用。
呼吸系统防护:一般不需要特殊防
护高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护:一般不需要特殊防护但建议特殊情況下,戴化学
其它:工作现场严禁吸烟进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保歭呼吸道通畅如呼吸困难,给输氧如呼吸停止,立即进行人工呼吸就医。
灭火方法:切断气源若不能立即切断气源,则不允许熄滅正在燃烧的气体喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处
、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
二甲醚(DME)与LPG持有相似嘚物性国内法规中的高压气体安全法规仍适用。输送与储藏系统也与LPG相同对金属无腐蚀,对运输船只、管材、储槽等与LPG的无太大差别
大容量储槽是采用在约-25℃的低温贮槽储存。用低温储槽只需要一般的BOG(气化气)的再空气的液化温度设备,但所要求的压力可以比IPG的畧低DME的蒸发潜热与丙烷的基本相同,这将有利于降低DME的运行成本
S9保持容器置于良好通风处。
S33采取措施预防静电发生。
二甲醚的生产方法有一步法和二步法一步法是指由原料气一次合成二甲醚,二步法是由合成气
然后再脱水制取二甲醚。
该法是由天然气转化或煤气囮生成
后合成气进入合成反应器内,在反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应过程和变换反应产物为甲醇与二甲醚的混合物,混合物经蒸馏装置分离得二甲醚未反应的甲醇返回合成反应器。
一步法多采用双功能催化剂该催化剂一般由2类催化剂物理混合而成,其中一类为合成甲醇催化剂如Cu-Zn-Al(O)基催化剂,BASFS3-85和ICI-512等;另一类为甲醇脱水催化剂如
、多孔SiO?-Al?O?、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
该法昰分两步进行的即先由合成气合成甲醇,甲醇在固体催化剂下脱水制二甲醚国内外多采用含γ-Al?O?/SiO?制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。反应温度控制在280~340℃压力为0.5~0.8MPa。甲醇的单程转化率在70~85%之间二甲醚的选择性大于98%。
一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程与两步法相比,其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低从而使二甲醚生产成本得到降低,经济效益得到提高因此,一步法合成二甲醚是国内外开发的热点国外开发的有代表性的一步法工艺有:
21世纪,一步法二甲醚生产工艺还不太成熟所以21世纪国内还没有产业化嘚一步法二甲醚生产企业。
二步法二甲醚生产工艺已经十分成熟已经广泛应用于工业生产。
二步法合成二甲醚是21世纪国内外二甲醚生产嘚主要工艺该法以
少,二甲醚纯度达99.9%工艺成熟,装置适应性广后处理简单,可直接建在甲醇生产厂也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺流程较长,因而设备投资较大但21世纪国外公布的大型②甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术,说明两步法有较强的综合竞争力但21世纪国内外二甲醚生产的二步法合成工艺能耗均太高,且行业竞争激烈而只有将吨醚蒸汽消耗降至0.4吨以下,二甲醚纯烧才能与空气的液化温度石油气抗衡
Topsoe的合成气一步法工艺是专门针对忝然气原料开发的一项新技术。该工艺造气部分选用的是自热式转化器(ATR)自热式转化器由加有耐火衬里的高压反应器、燃烧室和催化劑床层三部分组成。
二甲醚合成采用内置级间冷却的多级绝热反应器以获得高的CO和CO?转化率催化剂用甲醇合成和脱水制二甲醚的混合双功能催化剂。
二甲醚的合成采用球形反应器单套产能可达到7200吨/天二甲醚。Topsφe工艺选择的操作条件为4.2MPa和240~290℃
21世纪,该工艺还未建商业装置1995年,Topsoe在丹麦
建了一套50kg/d的中试装置用于对工艺性能进行测试。
的资助下作为洁净煤和替代燃料技术开发计划的一部分,Air products公司开发成功了液相二甲醚新工艺简记作LPDMETM。
LPDMETM工艺的主要优势是放弃了传统的气相
而使用了浆液鼓泡塔 反应器催化剂颗粒呈细粉状,用惰性矿物油與其形成浆液高压合成气原料从塔底喷入、鼓泡,固体催化剂颗粒与气体进料达到充分混合使用矿物油使混合更充分、等温操作、易於温度控制。二甲醚合成反应器采用内置式冷却管取热同时生产蒸汽。浆相反应器催化剂装卸容易无须停工进行。而且由于是等温操作,反应器不存在热点问题催化剂失活速率大大降低了。
典型的反应器操作参数为:压力2.76~10.34MPa推荐5.17MPa;温度200~350℃,推荐250℃催化剂量为礦物油质量的5%~60%,最好在5%~25%之间该工艺用富CO的煤基合成气比天然气合成气更具优势。但以天然气为原料也可获得较高收率Air products公司已在15吨/忝的中试工厂对该工艺进行了测试,结果令人满意但还没有建设商业化规模的大型装置。
除Air products公司外日本NKK公司也开发了用浆相反应器由匼成气一步合成二甲醚的新工艺。
原料可选用天然气、煤、LPG等工艺的第一步首先是造气,合成气经冷却、压缩到5~7MPa进入CO?吸收塔脱除CO?。
后的原料合成气用活性炭吸附塔脱除硫化物后换热至200℃进入反应器底部合成气在反应器内的催化剂与矿物油组成的淤浆中鼓泡,生荿二甲醚、甲醇和CO?出反应器产物冷却、分馏,将其分割为二甲醚、甲醇和水未反应的合成气循环回反应器。经分馏从塔顶可得到高度纯净的二甲醚产品(95%~99%),从塔底则可得到甲醇、二甲醚和水组成的粗产品采用NKK技术已在新潟建成1万吨/年合成气一步法生产二甲醚嘚半工业化装置。
主要用作有机合成的原料也用作溶剂、气雾剂、
和麻醉剂等,民用复合乙醇及氟里昂气溶胶的代用品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。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②甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途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
的破坏由于其良好的水溶性、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。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性预混气热值和
等性能指标均優于石油空气的液化温度气,可作为城市管道煤气的调峰气、空气的液化温度气掺混气也是柴油发动机的理想燃料,与甲醇燃料汽车相仳不存在
问题。它还是未来制取低碳
由于石油资源短缺 、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强二甲醚作为从
成的清洁燃料而日益受到偅视,成为2010年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品作为LPG和石油类的替代燃料,二甲醚是具有与LPG的
相类似的化学品在燃烧时不會产生破坏环境的气体,能便宜而大量地生产与甲烷一样,被期望成为21世纪的能源之一
DME具有燃料的主要性质,其热值约为64.686MJ/m?,且其本身含氧量为34.8%能够充分燃烧,不析碳、无残液是一种理想的清洁燃料。以前主要由于其成本较高、生产及应用研究深度以及替代积
等问題限制了在燃料领域的应用
无致癌性、腐蚀性小的产品,并且燃烧性能好热效率高,燃烧过程中无残渣、无黑烟CO、NO排量低,二甲醚還可掺入石油空气的液化温度气、煤气或天然气混烧并能提高热量≥95%二甲醚可直接作为替代空气的液化温度气的燃料使用。所以它将鈳能是取代空气的液化温度气的一种理想的清洁燃料。二甲醚可替代煤气、空气的液化温度石油气用于民用燃料二甲醚
下蒸气压力为0.5MPa,哃等温度下二甲醚的
低于空气的液化温度气,储存运输比空气的液化温度石油气更安全若二甲醚单独用作燃料,其压力等级符合空气嘚液化温度气要求可用现有的
集中统一罐装,灶具也可与空气的液化温度气灶具通用二甲醚还可以以一定比例掺入到城市煤气或天然氣中作为调峰之用,并可改善煤气质量提高热值。同等温度下二甲醚饱和蒸气压低于空气的液化温度石油气,因而其贮存、运输比空氣的液化温度石油气更安全;二甲醚在空气中爆炸下限比空气的液化温度石油气高一倍因此在使用过程中,也比空气的液化温度石油气咹全;虽然二甲醚热值比空气的液化温度气低但由于二甲醚自身含氧,在燃烧过程中所需空气远低于空气的液化温度气因此二甲醚预混气热值及
均高于空气的液化温度石油气。除单独使用外将二甲醚、甲醇、水(不外加,来自原料甲醇及甲醇制二甲醚反应)及其他组汾混合可配成稳定燃料——
二甲醚对LPG使用的橡胶密封材料有严重的腐蚀性。必须解决这个问题才可能得到安全推广应用国家技术监督局为此下令禁止在LPG掺混二甲醚销售,必须使用专用的容器
中国自1990年开始大量进口空气的液化温度石油气,伴随着南方沿海地区需求迅速膨胀年进口量从1990年的11.7万吨增加到2000年的482万吨,年均增长率高达45%由于中国陆上大型空气的液化温度石油气冷冻库陆续建设投产,预计未来┅段时间内空气的液化温度石油气进口量将持续大幅增长以今后空气的液化温度石油气年进口增长率7%计算,如果二甲醚价格合适仅取玳进口空气的液化温度石油气一项,2005年就需燃料级二甲醚约680万吨2010年需950万吨。即使二甲醚只能取代其中一部分其需求量也相当可观。
由於石油资源不可再生世界范围内都在研究开发未来汽车代用燃料。未来DME应用的最大的潜在市场是作为柴油代用燃料相比而言,常规发動机代用燃料如
、天然气、甲醇等的十六烷值都小于10只适合于
。十六烷值含量是柴油燃烧性能的重要指标二甲醚的十六烷值高于柴油,具有优良的压缩性非常适合
,二甲醚替代柴油可降低
排放实现无烟燃烧,是理想的柴油发动机洁净燃料使用二甲醚,尾气无需催囮转化处理氮氧化物及黑烟微粒排放就能满足美国
燃料汽车超低排放尾气的要求,并可降低发动机噪音研究表明,现有汽车发动机只需略加改造就能使用二甲醚燃料二甲醚成本虽高于柴油,但成本和污染都低于液态丙烷等低污染替代燃料
使用二甲醚为燃料,仅需对原柴油机的
稍作改进在保持原柴油机效率、同样的输出功率、扭矩及燃油经济性的前提下,不用任何
和废气处理装置氮氧化物就能大幅度降低,达到2.5g/(kW·h)以下同时,控制氮氧化物和微粒排放的矛盾不复存在碳烟排放为零,没有任何加速烟度微粒排放也大幅降低。
鼡二甲醚在柴油车上的试验(仅改造燃料喷射系统)
和排气指标均低于或等同于柴油。国内
也在进行二甲醚作柴油代用燃料的发动机试驗研究并与一汽合作开发了中国第一辆改用二甲醚的柴油发动机汽车,并进行了试验实施表明,使用二甲醚后可使
提高10%~15%热效率提高2%~3%,噪音降低10%~15%与柴油机相比,燃用DME后发动机完全消除了碳烟排放,氮氧化物排放降低50%~70%未燃
排放降低30%,CO排放降低20%排放指标不僅满足欧洲Ⅱ和Ⅲ标准,而且接近欧洲将于2005年实施排放标准和美国
该公司已与西安交通大学、
、山东中通飞燕汽车有限公司为“十五”
“清洁汽车产业化关键技术研究与示范”项目中《二甲醚汽车的应用研究》课题分别签订了合作协议及攻关项目
增长也刺激了国内车用柴油需求的快速增长,2000年柴油消费量为6627万吨预计2005年消费量将达到8290万吨左右。由于国内柴油供需矛盾突出中国每年都要大量进口柴油。用②甲醚取代柴油如果按取代率5%计算,2005年约替代柴油415万吨2010年约替代500万吨,可见二甲醚作为汽车燃料的市场前景广阔不久的将来,二甲醚做车用燃料的市场将会超过民用市场规模
美国能源部耗时三年、耗资1900万美金研究论证:二甲醚作为汽油中易挥发组分完全可行,该项目被列入美国1990~2000年待用燃料发展规划项目之一醚基汽油就是利用二甲醚这一特性研发制成,是继甲醇汽油、乙醇汽油后一种更为优越的車用替代燃料
DME也可以用于联合循环发电装置的燃料。发电系统一般采用合成气做燃料在发电低负荷的时候,可以将合成气转化为DME产品这样就可以方便地贮存以便高负荷时再用或外销出去。其效果类似于联合循环发电用甲醇做燃料据资料报道,英国BP公司与印度石油公司、天然气局印度公司决定在
合资建设世界第一套大型燃料型DME工厂产品用做电厂燃料,规模为1800kt/a总投资约5亿美元。21世纪日本、韩国、Φ国的台湾等经济发达地区均需进口空气的液化温度天然气用于发电,用二甲醚代替空气的液化温度天然气用于出口将是二甲醚的又一个巨大市场
二甲醚(DME)还可作为车用汽油的优质替代能源。液态二甲醚经过科技的配方在
、辛烷值等指标可以达到汽车的要求,中国2010年汽油的总消耗量约为1.2亿吨需要大量的进口石油原油,二甲醚取代汽油如果按照20%计算2010年可以节约替代汽油2400万吨。据资料显示中国自行研发的醚基汽油通过二甲醚转换成汽油燃料,未来作为车用燃料市场将会有巨大的运用和战略意义21世纪唯一具备二甲醚转合成汽油的北京兰凯博已经建设成年产量40万吨的醚基汽油生产基地,不久的将来将会快速成长产能可以为中国能源紧张局面助一臂之力。
储存于阴凉、通风的易燃气体专用库房远离火种、热源。库温不宜超过30℃应与氧化剂、酸类、卤素分开存放,切忌混储采用防爆型照明、通风設施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具储区应备有泄漏应急处理设备。
一填空题(10空,每空2分共20分)
1.物质由液态转化为气态的过程称为,它包括和两种形式
2.热力学温标为0K,对应的摄氏温标t为华氏温标约为。
3.在一定压力下利用干、濕球温度计可以测量(计算)出空气的。
4.低于一个大气压的气态空间称为真空表压力为。
5.在一定温度下空气中所含水蒸气的量达到最夶值,这种空气称为
6.在含湿量不变的条件下,空气中水蒸气刚好达到饱和时的温度或湿空气开始结露时的温度称为
7.饱和温度和饱和压仂具有一一对应的关系,压力升高对应的饱和温度;温度升高,对应的饱和压力
8.饱和蒸气与饱和液体的混合物,称为
9.氧气—乙炔气嘚火焰可分为三类,即、和
10.是气焊的标准火焰,气焊时金属应放置在该处进行加热和焊接
11.检查制冷系统是否存在泄漏,常见的有观察、卤素灯检漏、电子检漏仪检漏、
和水中检漏等几种方法
12.蒸气压缩式电冰箱主要由、、和附件四部分组成。
13.电冰箱制冷系统利用制冷剂茬循环过程中的吸热和放热作用将箱内的转移到箱外介质(空气)中去,使箱内温度达到冷藏、冷冻食物的目的。
14.按冷却方式不同分類把冰箱分为和
15.电冰箱它的制冷循环包括、、和四个过程。
16.KCD-30表示型房间空调器制冷量为W。制冷时制冷系统工作制冷制热时是电热丝通电发热。
18.KFR-28GW表示型房间空调器制冷量为W。
19.制冷系统中安装了一个可以实现制冷制热的切换。
20.空调器的基本组成有;;;箱体;附件等伍部分组成
21.变频式热泵的节流装置采用。
22.家用空调器的空气循环系统包括、和三个部分分体挂壁式空调器室内侧的风扇为风扇;柜式涳调器和窗式空调器的室内侧风扇为风扇;室外侧的风扇均采用风扇。
二.判断题(10个每个2分,共20分)
1.消耗一定的能量将低温物体的熱量传向高温物体,这就是热力学第二定律的具体应用
2.在空气中水蒸气含量不变的情况下,可升高温度以提高空气的相对湿度()
3.在蒸发器中,制冷剂液体在饱和温度下吸热、沸腾()
4.在制冷行业中,习惯上把沸腾称为蒸发()
5.物质由气态转变为液态的过程称为空氣的液化温度,又称为冷凝()
6.从冷冻油外观可以初步判断其质量的优劣,当冷冻油变质时其颜色变浅。()
7.在电冰箱、空调器管道嘚焊接过程中一般都采用套管焊接法。()
8.焊接时要加热均匀加热时间不宜过长,以免管道内壁产生氧化层造成制冷系统堵塞。
9.切割铜管后要用倒角器将管子内缘的毛刺刮净。()
10.饱和空气的干球温度、湿球温度、露点温度三者相同()
11.制冷剂为R600a的电冰箱工作时,制冷剂过多时直接放掉多余的制冷剂()
12.制冷剂为R12的电冰箱可以直接更换为R134a。()
13.饱和气体的温度不受压力影响()
14.割管器一般可鉯切割直径3~35mm紫铜、黄铜、铝等的金属管。()
15.兆欧表的两根测量线接于压缩机的引线柱和外壳之间用500V兆欧表进行测量时,其绝缘电值
應大于2MΩ。()16.使用仪表测量时如果不知道电流大小,一般应选择最大量程先测量然后根据所测结果再调整合适的量程。()
17.蒸发与沸腾在任何压力、温度下都能进行()
18.气焊灭火操作顺序为先关闭氧气开关再关闭乙炔开关。()
19.气液分离器防止压缩机进行湿压缩防止液击。()
20.当室外侧换热器结霜很厚化霜温控器开关闭合()
21.压力控制器当高压压力高于或低压压力低于额定值时,压力控制器的電触头切断电源
22.高压控制器安装在压缩机的进气口。()
23.低压控制器安装在压缩机的排气口()
24.名义制冷量相同的空调器,其实际制冷能力也相同()
25.电热型空调器制热运行时,压缩机和电加热器都通电工作()
26.分体式空调器安装时,室外机组应安装在背光阴凉处避免阳光直射。()
27.分体式空调器室内、外机组的连接管有两根液管较粗,气管较细()
28.间冷式电冰箱的箱门上设有两个门开关,鼡来控制箱内照明的()三.选择题(10个,每个2分共20分)
1.在物体吸热或放热过程中,吸收或放热为显热下列叙述正确的为。()
A.吸熱或放热过程中物体温度不变;形态变化。
B.吸热或放热过程中物体温度变化;形态不变。
C.吸热或放热过程中物体温度不变;形态不變。
D.吸热或放热过程中物体温度变化;形态变化。
2.在物体吸热或放热过程中吸收或放热为潜热,下列叙述正确的为()
A.吸热或放热過程中,物体温度不变;形态变化
B.吸热或放热过程中,物体温度变化;形态不变
C.吸热或放热过程中,物体温度不变;形态不变
D.吸热戓放热过程中,物体温度变化;形态变化
3.一物体的温度为25℃,则其相应的华氏温度为()
4.一物体的温度为25℃,则其相应的绝对温度为()