我国二甲醚应用开发取得新进展

    近年来，在积极研究开发二甲醚生产工艺技术的同时，国内科研院所联合企业也不断开展二甲醚产品应用开发工作，目前主要集中在替代部分液化石油气、柴油以及金属切割等方面。先后有西安交通大学、长安大学、上海交通大学、太原理工大学等院校及科研单位在二甲醚灶具、柴油发动机以及二甲醚储运设施等方面与企业进行合作研发。

　　首先在二甲醚掺混液化石油气方面得到突破，在山东、江苏、浙江、广东、四川及上海等省市已有批量产品进入市场。

　　目前，由一汽集团大连柴油机厂、西安交通大学和无锡油泵油嘴研究所共同承担的“十五”清洁汽车关键技术研究开发及示范应用项目任务已经完成，成功开发出满足国Ⅲ排放标准的二甲醚汽车样车，并已进行行车试验。

　　同时，由上海交通大学、上海柴油机股份有限公司、上海汽车工业(集团)总公司等单位组成的产学研团队，已完成10辆二甲醚公交车的批量改造工作，并即将投入上海147路公交车队的试验运营和示范，同时建设1座车用二甲醚加注站。

　　二甲醚工业技术研发驶上快车道

　　由于国际原油价格不断上涨，目前国际液化石油气(LPG)价格与国内LPG价格形成一定的价格差，近期进口量减少，但今后我国LPG需求仍呈上升趋势，缺口较大，预计2010年全国LPG需求量为2620万吨，缺口将达730万吨。

　　在这一情况下，二甲醚作为民用LPG燃气的良好替代产品，正面临发展机遇。二甲醚工业技术在国内外都取得较快进展。

　　国外生产工艺多样化

　　目前国外二甲醚生产主要集中在德国、美国、日本、澳大利亚，主要生产厂家有杜邦、阿克苏·诺贝尔、德国联合莱茵褐煤公司、汉堡DEA公司、日本住友等。国外企业多采用甲醇气相脱水工艺。其中，德国汉堡DEA公司的生产能力最大，达6.5万吨/年，美国杜邦和荷兰阿克苏·诺贝尔的生产能力各为3万吨/年。2006年国外二甲醚的产能约为30万吨/年，主要用作抛射剂，少量用于化工原料。

　　在20世纪80年代，丹麦托普索、德国鲁奇一直在进行二甲醚有关技术、催化剂、应用和市场的开发。在此期间，丹麦托普索主要关注二甲醚用做化工中间体和醋酸等潜在原料的开发。此后，发现二甲醚是一种优良的柴油替代燃料，进一步激发了企业深入研究开发的积极性。在此基础上，托普索成功开发二甲醚新工艺及催化剂技术，并正用于伊朗的扎格罗斯厂80万吨/年二甲醚项目。

　　研究开发较为深入的还有日本东洋工程公司(TEC)和日本钢铁控股工程公司(JFE)。TEC公司甲醇脱水生产二甲醚的技术已经用于我国10万吨/年工业化装置。同时，国外开展气相一步法工艺技术开发的主要有JFE公司、丹麦托普索和美国空气化学品公司。不同的是丹麦托普索是将合成气通过两个反应塔完成二甲醚合成反应，而JFE公司和美国空气化学品是采用双功能催化剂将合成气通过一个合成塔直接合成二甲醚，目前JFE公司已经完成工业试验。

　　日本正在研究开发利用二氧化碳和氢气直接合成二甲醚的新技术，目前已经完成小试研究，二氧化碳转化率达90%，二甲醚选择性达到45%。国外还有研究者正在进行天然气一步法生产二甲醚的研发工作，该技术的主要特点是以甲烷为原料进行选择性氧化，直接合成二甲醚产品。

　　随着国际原油价格的持续攀升，国外许多企业参与二甲醚项目的开发建设。其中已列入建设大型工业化二甲醚装置计划的投资商主要以日本企业居多。TEC公司已经完成建设单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性研究，拟采用中东低价天然气为原料通过生产甲醇再转化成二甲醚的二步法路线；日本财团成立的合资公司将在澳大利亚建设180万吨/年二甲醚装置；JFE公司与几家公司组成联合体，拟将从包括煤气和天然气在内的不同烃类来源，通过合成气一步法直接生产二甲醚的工艺推向工业化，该工艺使用廉价的烃类且无需甲醇合成步骤，生产费用将低于其他方法，拟建装置规模为80万～150万吨/年；日本8家公司会同道达尔公司组建的燃料生产公司，将在日本建设二甲醚装置，2007年开始实施，初期能力为8万吨/年，预计2008年内建成投产，最终产能将扩大至10万吨/年；BP、印度天然气管理局、印度石油公司共同投资6亿美元，以天然气为原料，采用托普索公司二甲醚合成技术，拟建设180万吨/年生产厂，主要用以替代石脑油、柴油、LPG。

　　目前，国外对二甲醚替代工业燃料方面研究开发较深入，尤其针对交通燃料和发电燃料方面进行了广泛试验。其中在交通燃料方面的开发步伐更快，日本已经开发成功15吨、25吨大型二甲醚燃料货用车。

　　国内气相两步法合成工艺成熟

　　我国西南化工研究院于上世纪80年代中期开始二甲醚的研究开发工作，并于90年代初建成小型工业生产装置。

　　随着国内消费市场的不断扩大，二甲醚的生产技术也得到较大发展，在装置规模扩大的同时，工艺技术水平也有较大提高。进入90年代中后期，大连化物所等研究单位开发成功不同催化技术的气相法甲醇脱水合成二甲醚工艺。近年来，这些技术均发展较快并已用于万吨或10万吨级大型工业化生产装置的建设中。

　　截至2007年底，我国共有30家二甲醚生产企业，合计生产能力约210万吨/年。其中，2006年二甲醚装置新增产能超过20万吨/年，2007年装置竣工能力超过170万吨/年，大多通过两步法甲醇脱水工艺技术生产。

　　目前气相两步法工艺逐步成熟。国内气相两步法合成二甲醚的工艺技术较为成熟，并已进入世界二甲醚生产先进行列；经过改进的液相两步法合成二甲醚工艺技术也已用于建设较大规模的工业化生产装置。

　　此外，一步法合成技术研究火热。国内由合成气一步法直接合成二甲醚技术分为固定床和浆态床两种工艺，目前尚无工业化生产装置。参与研究开发的单位主要有清华大学、浙江大学、大连化物所、山西煤化所等。其中清华大学和浙江大学分别在四川省、浙江省当地企业的配合下进行了千吨级工业性试验，并取得较好效果。

　　河北省化肥公司利用联醇装置改造开发成功“间接”一步法合成二甲醚工艺技术，通过对原有装置的改造取得节能降耗效果。

　　中科院广州能源研究所开发出生物质气化直接合成二甲醚工艺技术。近期，也有国内单位在进行天然气一步法生产二甲醚产品的研究开发工作。