二甲醚:有機化合物-中文百科頻道

簡介

二甲醚又稱甲醚，簡稱DME，結構簡式為CH3OCH3，分子量為46.07。甲醚在常壓下是種無色氣體或壓縮液體，具有輕微醚香味。熔點-141℃，沸點-29.5℃。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多種有機溶劑。易燃，在燃燒時火焰略帶光亮。常溫下DME具有惰性，不易自動氧化，無腐蝕、無緻癌性，但在輻射或加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。

編号系統

MDL号：MFCD00008494

RTECS号：PM4780000

BRN号：1730743

理化性質

外觀：無色氣體，有醚類特有的氣味。

熔點：-141℃

沸點：-29.5℃

密度（液體）：0.666g/cm3

密度（氣體）：1.97kg/m3

飽和蒸氣壓：533.2kPa（20℃）

燃燒熱：-1453kJ/mol

臨界溫度：127℃

臨界壓力：5.33MPa

辛醇/水分配系數：0.10

閃點：-89.5℃

引燃溫度：350℃

爆炸上限（V/V）：27%

爆炸下限（V/V）：3.4%

溶解性：溶于水、乙醇、乙醚。

折射率（20ºC）：1.3018

氣體黏度（20ºC）：85.1mPa·s

熔融熱：107.3kJ/kg

生成熱（氣态）：-185.5kJ/mol

臨界壓縮因子：0.270

偏心因子：0.204

溶度參數：17.572(J·cm-3)0.5

氣相标準燃燒熱（焓）：-1460.5kJ·mol-1

氣相标準聲稱熱（焓）：-184.1kJ·mol-1

氣相标準熵：267.34J·mol-1·K-1

氣相标準生成自由能：-112.9kJ·mol-1

氣相标準熱熔：65.57J·mol-1·K-1

分子結構數據

摩爾折射率：13.15

摩爾體積（cm3/mol）：67.9

等張比容（90.2K）：131.3

表面張力（dyne/cm）：14.0

極化率（10-24cm3）：5.17

計算化學數據

疏水參數計算參考值（XlogP）：0.1

氫鍵供體數量：0

氫鍵受體數量：1

可旋轉化學鍵數量：0

互變異構體數量：0

拓撲分子極性表面積：9.2

重原子數量：3

表面電荷：0

複雜度：2.8

同位素原子數量：0

确定原子立構中心數量：0

不确定原子立構中心數量：0

确定化學鍵立構中心數量：0

不确定化學鍵立構中心數量：0

共價鍵單元數量：1

毒理學數據

1、急性毒性：大鼠吸入LD50：308mg/m3。

2、其他多劑量毒性：大鼠吸入TDLo：2pph/6h/30W-I；

3、吸入對中樞神經系統有抑制作用。吸入後可引起麻醉、窒息作用，麻醉作用比乙醚弱。對皮膚有刺激性。與空氣混合能形成爆炸性混合物，在空氣中允許濃度為400mg/kg。

4、亞急性與慢性毒性：大鼠，吸入2%甲醚，每天6h，每周5d，30周，體重增加，血、尿及組織病理學檢查均未見明顯異常，但血清丙氨酸和天門冬氨酸和天門冬氨酸轉氨酶增高，示有肝毒性。

國外技術

TopsΦe工藝

TopsΦe的合成氣一步法工藝是專門針對天然氣原料開發的一項新技術。該工藝造氣部分選用的是自熱式轉化器（ATR）。自熱式轉化器由加有耐火襯裡的高壓反應器、燃燒室和催化劑床層三部分組成。

二甲醚合成采用内置級間冷卻的多級絕熱反應器以獲得高的CO和CO2轉化率。催化劑用甲醇合成和脫水制二甲醚的混合雙功能催化劑。二甲醚的合成采用球形反應器，單套産能可達到7200噸/天二甲醚。TopsΦe工藝選擇的操作條件為4.2MPa和240-290℃。

LPDMETM新工藝

在美國能源部的資助下，作為潔淨煤和替代燃料技術開發計劃的一部分，Air products公司開發成功了液相二甲醚新工藝，簡記作LPDMETM。

LPDMETM工藝的主要優勢是放棄了傳統的氣相固定床反應器而使用了漿液鼓泡塔反應器。催化劑顆粒呈細粉狀，用惰性礦物油與其形成漿液。高壓合成氣原料從塔底噴入、鼓泡，固體催化劑顆粒與氣體進料達到充分混合。使用礦物油使混合更充分、等溫操作、易于溫度控制。

二甲醚合成反應器采用内置式冷卻管取熱，同時生産蒸汽。漿相反應器催化劑裝卸容易，無須停工進行。而且，由于是等溫操作，反應器不存在熱點問題，催化劑失活速率大大降低了。

典型的反應器操作參數為：壓力2.76-10.34MPa，推薦5.17MPa；溫度200-350℃，推薦250℃。催化劑量為礦物油質量的5%-60%，最好在5%-25%之間。該工藝用富CO的煤基合成氣比天然氣合成氣更具優勢。但以天然氣為原料也可獲得較高收率。Air products公司已在15噸/天的中試工廠對該工藝進行了測試，結果令人滿意，但還沒有建設商業化規模的大型裝置。

日本NKK工藝

除Air products公司外，日本NKK公司也開發了用漿相反應器由合成氣一步合成二甲醚的新工藝。

原料可選用天然氣、煤、LPG等。工藝的第一步首先是造氣，合成氣經冷卻、壓縮到5-7MPa，進入CO2吸收塔脫除CO2。脫碳後的原料合成氣用活性炭吸附塔脫除硫化物後換熱至200℃進入反應器底部。合成氣在反應器内的催化劑與礦物油組成的淤漿中鼓泡，生成二甲醚、甲醇和CO2。出反應器産物冷卻、分餾，将其分割為二甲醚、甲醇和水。未反應的合成氣循環回反應器。經分餾，從塔頂可得到高度純淨的二甲醚産品（95%-99%），從塔底則可得到甲醇、二甲醚和水組成的粗産品。

應用領域

由于石油資源短缺，煤炭資源豐富及人們環保意識的增強，從煤轉化成清潔燃料的二甲醚日益受到重視,成為國内外近年來競相開發的性能優越的碳一化工産品。作為LPG和石油類的替代燃料，二甲醚是具有與LPG物理性質相類似的化學品，在燃燒時不會産生破壞環境的氣體，能便宜而大量地生産。

二甲醚作為一種新興的基本有機化工原料，由于其具有良好的易壓縮、冷凝、氣化特性，使得二甲醚在制藥、燃料、農藥等化學工業中有許多獨特的用途。如高純度的二甲醚可代替氟利昂用作氣溶膠噴射劑和制冷劑，減少對大氣環境的污染和臭氧層的破壞。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其應用範圍大大優于丙烷、丁烷等石油化學品。代替甲醇用作甲醛生産的新原料，可以明顯降低甲醛生産成本，在大型甲醛裝置中更顯示出其優越性。作為民用燃料氣，其儲運、燃燒安全性、預混氣熱值和理論燃燒溫度等性能指标均優于石油液化氣，可作為城市管道煤氣的調峰氣、液化氣摻混氣。也是柴油發動機的理想燃料，與甲醇燃料汽車相比，不存在汽車冷啟動問題。二甲醚還是未來制取低碳烯烴的主要原料之一。

1、車用燃料

作為汽車燃料替代柴油，是目前二甲醚工業應用的主要領域。通常，柴油機熱效率比汽油機高7%-9%，但現有柴油機因污染大而逐漸被淘汰。用二甲醚作燃料的柴油機，以高效、環保等優點，正在逐漸替代原有的柴油機。

二甲醚發動機的功率高于柴油機，可降低噪聲，實現無煙燃燒，符合環保要求，是理想的柴油代用燃料。二甲醚氧化偶聯後可合成十六烷值60-100的燃料添加劑。該添加劑常溫下，可以與柴油以任何比例相溶，可以配成十六烷值41-57的燃料。

使用二甲醚的汽車，在不改變原車結構和使用性能的基礎上，隻需加裝-套供氣轉換裝置，就可成為既能燒油又能燒氣的雙燃料汽車。供氣系統加裝方便易行，其加裝費和建造加氣站等費用均低于LPG和CNG燃料汽車。

2、民用燃料

由于二甲醚有與液化氣相似的物理性質，同時又具有完全燃燒及污染物少等因素，二甲醚作為新型民用潔淨燃料，具有巨大的市場。它可以在沒有使用LPG和CNG資源短缺的大中城市，作為民用燃料。燃料級二甲醚的純度一般為 98%，其餘為甲醇、C3-C4烴、水，可保證瓶裝二甲醚在通常室溫下燒盡。二甲醚作為民用燃料具有以下優點。

（1）二甲醚在室溫下可以液化，氣瓶壓力符合現有液化石油氣要求，可以用現有液化石油氣罐盛裝。

（2）二甲醚與LPG一樣，同屬氣體類燃料，使用方便，不用預熱，随用随開。

（3）二甲醚組成穩定，無殘液，可确保用戶有效使用。

（4）二甲醚比LPG具有更好的燃燒特性，在燃燒時不會産生危險的氣體。

（5）燃料級二甲醚（DME>98%）可用于民用，在運輸、儲存和使用期間不會影響其性能，安全可靠。

（6）同品級的DME竈與LPG竈價格相同，若需用LPG舊竈改裝，每個爐子隻需花費很少的費用。

3、氣霧推進劑

從二甲醚消費領域看，氣霧推進劑是二甲醚的主要用途之一。20世紀60年代以來，氣霧劑産品以其特有的包裝特性，深受消費者歡迎。以前氣霧劑産品大量使用氟氯烷做推進劑，由于使用時氟氯烷全部釋放到大氣中，對大氣臭氧層造成嚴重破壞，從而影響人類健康，動植物生長和地球生态環境。因此，世界各國都在緻力幹尋找爾包信的替代品，我國自1988年起，禁止氣霧劑中使用氟氯烷（醫療用品除外）作為推進劑，氟氯烷的替代品現在有LPG、DME、壓縮氣（CO2、N2、N2O）、氫氯氟碳、氫氟碳等物質。DME 在氣霧劑工業中正以其良好的性能，逐步替代其他氣霧劑，成為第四代推進劑的主體。它還可用作空氣清新劑、殺蟲劑、泡沫填縫劑、彩帶等。

4、環保型制冷劑和發泡劑

二甲醚易液化的特性也引起人們的重視。利用DME的低污染、制冷效果好等特點，許多國家正開發以DME代替氫氟烴作制冷劑或發泡劑。二甲醚作為發泡劑，能使泡沫塑料等産品孔洞大小均勻，柔韌性、耐壓性增強，并具有良好的抗裂性。國外已相繼開發出利用DME作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、熱塑性聚酯泡沫等的發泡劑。

5、化工原料

二甲醚是一種重要的化工原料，可用來合成許多種化工産品或參與化工産品的合成。二甲醛最主要的應用是用作生産硫酸二甲酯的原料。國外硫酸二甲酷消費二甲醚的量約占DME總量的35%，而中國硫酸二甲酯兒中全部采用甲醉硫酸法。此法。此法的中間産物硫酸氫甲酯毒性較大，生産過程腐蝕嚴重，産品質量較差。随着環保要求不斷提高，以及DME産量不斷增加，采用二甲醚合成硫酸二甲酯代替傳統的甲醇硫酸法勢在必行。

二甲醚也可以羰基化制乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酐、醋酸乙烯；可作甲基化劑制烷基鹵化物以及二甲基硫醚等，用于制藥、農藥與燃料工業；可作偶聯劑，用于合成有機矽化物：DME可與氫氰酸反應生成乙腈，與環氧乙烷反應生成乙二醇二甲醚等：DME脫水可生産低碳烯烴，同時DME還是一種優良的有機溶劑。

6、切割燃料

二甲醚代替乙炔作為切割燃料，與以乙炔為燃料的切割設備完全相同，并且切割性能好，切割面光滑，不需要進行抛光打磨，可節省大量人力。與使用乙炔燃料相比較，能節省成本60%以上:用二甲醚大量替代乙炔進行切割可減少高污染、高耗能的電石生産，有利于節能和環保。

7、二甲醚發電

二甲醚是一種清潔燃料，可用于發電。由于我國大量的低價煤用于電廠的發電，目前還未優先考慮二甲醚。但是，如果我國計劃利用天然氣發電，就應該進行分析，确定二甲醚在發電市場與天然氣的競争力。

8、供暖、洗浴

二甲醚作為燃料，在不具備集中供暖條件的地區進行家庭供暖、洗浴等。其特點為加熱時間短，一般隻需8-15s，并可根據需要調節水溫，能快速提供熱水，使用時間長，價格低廉，具有節能、環保、高效、安全等優點。

安全風險

健康危害

侵入途徑：吸入

健康危害：對中樞神經系統有抑制作用，麻醉作用弱。吸入後可引起麻醉、窒息感。對皮膚有刺激性。

毒理學資料及環境行為毒性：二甲醚的毒性很低，氣體有刺激及麻醉作用的特性，通過吸入或皮膚吸收過量的此物品，會引起麻醉，失去知覺和呼吸器官損傷。

洩漏處理

迅速撤離洩漏污染區人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。

建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護服。盡可能切斷洩漏源。用工業覆蓋層或吸附/吸收劑蓋住洩漏點附近的下水道等地方，防止氣體進入。

合理通風，加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容産生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理，修複、檢驗後再用。

防護措施

呼吸系統防護：一般不需要特殊防護，高濃度接觸時可佩戴自吸過濾式防毒面具（半面罩）。

眼睛防護：一般不需要特殊防護，但建議特殊情況下，戴化學安全防護眼鏡。

身體防護：穿防靜電工作服。

手防護：戴一般作業防護手套。

其他：工作現場嚴禁吸煙。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業，須有人監護。

急救措施

吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。

滅火方法

滅火方法：切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話将容器從火場移至空曠處。

滅火劑：霧狀水、抗溶性泡沫、幹粉、二氧化碳、砂土。

儲存運輸

儲存

儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與氧化劑、酸類、鹵素分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易産生火花的機械設備和工具。儲區應備有洩漏應急處理設備。

運輸

采用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超過車輛的防護欄闆，并用三角木墊卡牢，防止滾動。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置，禁止使用易産生火花的機械設備和工具裝卸。嚴禁與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸，防止日光曝曬。中途停留時應遠離火種、熱源。公路運輸時要按規定路線行駛，禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。