摘要：進行了二甲醚與LPG和天然氣的性質比較，探討了二甲醚作為城市燃氣的可行性。二甲醚可替代LPG作為城市燃氣，但管道輸送壓力不宜過高，供氣范圍不宜過大。

     

    目前，全球面臨著經濟、能源和環(huán)保協(xié)調發(fā)展的挑戰(zhàn)。據統(tǒng)計，全球的石油資源還可以用67 a，天然氣資源還可以用123 a_1 J。有關專家認為，我國可以開發(fā)利用煤炭資源，生產煤制甲醇和二甲醚作為石油替代品。近年來，二甲醚的生產和技術備受關注舊J，各地相繼建立了二甲醚生產基地，如寧夏靈武煤礦年產二甲醚83×10。t／a，山東兗礦集團年產二甲醚60×10。t／a，設備全部國產化。



    二甲醚簡稱DME(Dimethyl ether)，分子式為 C2H60 L引。二甲醚是一種用途廣泛的化工產品，廣泛用于燃料、農藥、醫(yī)藥、制冷和精細化工等領域，可用于生產冷凍劑、溶劑、萃取劑和氣霧劑，也可用于制造硫酸二甲醚、醋酸甲脂和乙烯等化工產品及作為車用燃料使用。二甲醚不污染環(huán)境，在水中溶解度大，毒性微弱。高濃度的二甲醚可作為麻醉劑。本文分析將二甲醚用于城市燃氣的技術可行性。1二甲醚與LPG和天然氣的比較二甲醚與LPG和天然氣的特性比較見表1。從表1可以看出，二甲醚與LPG的特性比較相近，可作為LPG的替代燃料。經有關測試，二甲醚的燃燒性質優(yōu)于LPG，見表2。二甲醚與 LPG的飽和蒸氣壓比較見表3。由表1—3可見， DME可以替代LPG作為城市燃氣。



表1 二甲醚與LPG和天然氣的特性比較  



項目 一甲醚 LPG 天然氣

相對分子質量 46 44—56 16



液態(tài)密度／(kg•m。) 667 501 445



沸點／~C 一24.9 —42.0 —162.0



自燃溫度／~C 235 470 650



低熱值／(1【J•m。) 64 686 91 960 34 750



氣化潛熱／(kJ•kg。) 468 426 510



動力黏度(20℃)／(MPa•s) 0.15 0.15  



飽和蒸氣壓(20℃)／MPa 0.511 O．370  



爆炸極限／％ 3.4～17．O 2.1～9.4 4.7～15.0



表2 DME與LP6的燃燒性質  

項目 理論空氣量／(m。•kg。) 理論煙氣量／(m。•kg一) 理論燃燒溫  度／~C

二甲醚     6.96     7.46     2 250

LPG       11.32     12.02    2 055



表3二甲醚與LPG在不同溫度下的飽和蒸氣壓   



溫度/ -40 -20 0 20 50 60

二甲醚 0.050 0.140 0.253 0.511 1.145 1.350

LPG 0.043 0.101 0.190 0.370 0.830 1.920



    2二甲醚作為城市燃氣的可行性

    2.1  燃燒性

    二甲醚含有c—H鍵，具有可燃性。其自燃溫度比LPG低，易著火，可作為燃料。另外，二甲醚的燃燒溫度高，并可實現(xiàn)無煙燃燒。



    2.2氣化性

    二甲醚沸點為一24．9℃，I臨界壓力為5．441 MPa，I臨界溫度為126．75℃。二甲醚在常溫常壓下是氣態(tài)，壓縮后可成為液體。二甲醚的氣化潛熱為468 kJ／kg，而LPG的氣化潛熱為426．0 kJ／kg，二甲醚與LPG一樣易氣化。另外，0℃時二甲醚的飽和蒸氣壓高于LPG，使其更利于氣化舊0。二甲醚在常溫常壓下是一種無色可燃氣體，具有輕微的醚香味，在空氣中長期暴露不會形成過氧化物。



    2.3儲運與輸配

    ①儲運性

    由于二甲醚的臨界溫度(126．75℃)較高，較易液化，液化后較易儲運。經分析，可用LPG槽車、儲罐和鋼瓶等儲運二甲醚。



     ②管道輸配

    二甲醚的沸點(一24．9℃)較低，容易氣化。在常溫常壓下為氣態(tài)，可采用管道輸送。二甲醚在管道輸送中應考慮溫度和壓力的影響，否則管道中的二甲醚會液化。如在一10℃下，管道中二甲醚的絕對壓力應控制在0．182 MPa以下。二甲醚管網的輸送壓力不能過高，供應區(qū)域范圍不能太大。



    ③安全性

    a．危險性。二甲醚爆炸下限比LPG的爆炸下限高，所以其危險性比LPG小。



    b．毒性。一般二甲醚的毒性很低，但達到一定濃度時，具有刺激性和麻醉性。人在30 min內吸入二甲醚質量濃度為154．24 g／m’的空氣，會被輕度麻醉。高濃度的二甲醚在醫(yī)學上可作為麻醉劑。



    c．腐蝕性。二甲醚能溶于水、甲醇和乙醇等溶劑，可作為制冷劑。有關資料顯示，二甲醚不會腐蝕金焉，司嘞傳統(tǒng)管耪儲運。



    3.3結論

    ①二甲醚替代LPG作為城市燃氣，在技術上是可行的。



    ②二甲醚在城市管道燃氣應用中，應考慮溫度和壓力的影響，供應的區(qū)域范圍受到一定限制。



    ③二甲醚燃燒物理化學機理及其燃燒產物的毒性程度還有待進一步研究。