天然气制二甲醚产业链

第32例　天然气制二甲醚产业链

一、天然气制二甲醚发展现状

二甲醚又称木醚、甲醚、氧二甲，简称DME。二甲醚是20世纪80年代以来国内外竞相开发，应用性能优越的安全雾化促进剂，也是20世纪90年代初禁用氟利昂后的理想代用品，还是21世纪的清洁燃料。二甲醚不仅是从合成气经甲醇制汽油、低碳烯烃的重要中间体，而且是多种化工产品的重要原料。

2002年以前，国内只有广州中山精细化工厂等几家企业生产二甲醚，总产能约为每年3。2万吨，年产量2万吨。2006年，生产企业达到30多家。主要有山东久泰年产15万吨、山东玉皇年产5万吨、内蒙古伊高年产2万吨、四川泸天化年产11万吨等，总产能达到30万吨。2007年新增产能超过200万吨，产量超过100万吨，2008年再新增200万吨产能，2012年总产能大约在1000万吨左右，增速较快，但仍不能满足市场需求。

二、天然气制二甲醚发展趋势

二甲醚作为日用化工原料及化工中间体，利润高经济效益好。随着我国经济的发展，石油消耗等资源消耗的增大，如何利用天然气资源发展清洁能源将显得十分重要。利用丰富的天然气资源将其转化为洁净燃料，以替代石油产品，具有重要战略意义。除在化工原料市场应加大下游产品的开发力度外，二甲醚工业的发展应主要立足广阔的燃料市场。

三、产业链构建

天然气经由合成气生产二甲醚主要生产工艺有两步法和一步法两种。两步法工艺是先由合成气生产甲醇，由甲醇再脱水生产二甲醚。该技术工艺比较成熟，目前工业上主要采用此类技术。两步法又有气相法和液相法两类。一步法是在甲醇合成及甲醇脱水的复合催化剂作用下直接合成二甲醚。但根据我国2012年出台的《天然气利用政策》，新建或扩建以天然气为原料生产甲醇及甲醇生产下游产品装置，以天然气代煤制甲醇项目被列为禁止类，因此二步法在未来一断时期内将被禁止使用。

根据现阶段天然气二甲醚的产业发展现状，以及生产的技术和工艺情况，其主要发展方向有车用替代燃料、民用或商用燃料和化工应用。

（一）车用替代燃料

由于石油资源的不可再生性，世界范围内都在研究开发未来汽车代用燃料。相比而言，常规发动机代用燃料如LPG、甲醇等的十六烷值都小于10，只适合于点燃式发动机。DME具有较高的十六烷值（55-60），具有优良的压缩性，适合压燃式发动机，是柴油发动机的理想的替代燃料。使用DME燃料，尾气无需催化转化处理，氮氧化物及黑烟微粒排放就能满足美国加利福尼亚燃料汽车超低排放尾气的要求，并可降低发动机噪声。研究表明，现有的汽车发动机只需略加改造就能使用DME燃料。另外，DME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。国内西安交通大学能源与动力工程学院汽车工程系采用DME代替柴油，进行柴油发动机试验研究，并与一汽合作开发了我国第一辆改用DME的柴油发动机汽车，实验表明，使用二甲醚后可使发动机功率提高10%～15%。

（二）民用或商用燃料

DME具有易压缩、易储存的特点，可替代煤气、LPG用作民用燃料。若DME单独用作燃料，其压力等级符合液化气的要求，可用现有的液化气罐集中统一罐装，灶具也可与液化气灶具通用。DME本身含氧，燃烧充分，不析炭，无残液，燃烧尾气安全符合国家卫生标准，是一种理想的清洁燃料。DME还可以以一定比例掺入到城市煤气或天然气中，并可改善煤气质量，提高热值。同等温度下，DME饱和蒸汽压低于LPG，因而其储存、运输比LPG更安全；DME在空气中爆炸下限比LPG高1倍，因此在使用过程中，DME也比LPG安全。虽然DME的热值比液化气低，但由于DME自身含氧，在燃烧过程中所需空气量远低于液化气，因此，DME的预混气热值及理论燃烧温度均高于LPG。除单独使用外，将DME、甲醇、水及其他组分混合可配成稳定燃料的醇醚燃料。DME能溶于甲醇及水，同时还能在钢瓶中产生供料所需压力，因此醇醚燃料可以避免醇基燃料难以解决的空气充压及外预热的缺点，而且燃料热值可通过调整各组分比例加以调节。醇醚燃料热值比甲醇燃料高，县价格适中，易于推广。

（三）化工应用

技术的发展为进一步发展DME下游应用领域提供了可能。DME作为一种重要的化工原料，可合成多种化学品及参与多种化学反应：与三氧化硫反应可制得硫酸二甲酯，与盐酸反应可合成烷基卤化物，与苯胺反应可合成N，N-二甲基苯胺，与一氧化碳反应可羰基合成乙酸甲酯、乙酐，水解后生成乙酸，与合成气在催化剂存在下反应生成乙酸乙烯，氧化羰化制碳酸二甲酯；与硫化氢反应制备二甲基硫醚。此外，利用DME还可以合成低烯烃、甲醛和有机硅化合物。

我国生产硫酸二甲酯一般是以甲醇和硫酸为原料，DME作为中间产物出现于生产过程中。该工艺过程是先将气化后的甲醇与硫酸反应生成硫酸氢甲酯，后都在一定温度下继续和甲醇作用，生成DME气体，DME再与三氧化硫在溶媒中反应，最后经真空蒸馏得到成品硫酸二甲酯。