二甲醚汽车发展趋势-二甲醚上汽汽车标准

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  1. fuel汽车用的燃料其化学式是什么?燃料在车内燃烧的化学方程式又是怎样的?
  2. 新能源汽车和电动车是一个概念吗?

甲醚

中文名称甲醚;二甲醚;氧代双甲烷

英文名称dimethyl ether;methoxymethane

二甲醚汽车发展趋势-二甲醚上汽汽车标准
(图片来源网络,侵删)

CAS 登录号115-10-6

结构或分子式

CH3-O-CH3

所有C、O原子均以sp3杂化轨道形成σ键。

相对分子量或原子量46.07

分子式C2H6O

密度相对密度1.617(空气=1)

熔点(℃)-138.5

沸点(℃)-24.5

闪点(℃)-41.4

蒸气压(Pa)663(-101.53℃);8119(-70.7℃);21905(-55℃)

性状

无色可燃性气体或压缩液体,有气味。

溶解情况

溶于水和乙醇

用途

用作溶剂、冷冻剂等。

制备或来源

由甲醇脱水而得,也可由原甲酸在三氯化铁的催化下分解而得。

其他

临界温度128.8℃。临界压力5.32兆帕。凝固点-138.5℃。液体密度0.661

第三部分:危险性概述 -

危险性类别:

侵入途径:

健康危害: 对中枢神经系统有抑制作用,作用弱。吸入后可引起、窒息感。对皮肤有***性。

环境危害:

燃爆危险: 本品易燃,具***性。

第四部分:急救措施 -

皮肤接触:

眼睛接触:

吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:

第五部分:消防措施 -

危险特性: 易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰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。气体比空气重,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。

有害燃烧产物: 一氧化碳、二氧化碳

灭火方法: 切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

第六部分:泄漏应急处理 -

应急处理: 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正压式呼吸器,穿防静电工作服。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下水道等地方,防止气体进入。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废水。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。

第七部分:操作处置与储存 -

操作注意事项: 密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴防化学品手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。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。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。

第八部分:接触控制/个体防护 -

职业接触限值

中国MAC(mg/m3): 未制定标准

苏联MAC(mg/m3): 未制定标准

TLVTN: 未制定标准

TLVWN: 未制定标准

监测方法:

工程控制: 生产过程密闭,全面通风。

呼吸系统防护: 空气中浓度超标时,建议佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。

眼睛防护: 戴化学安全防护眼镜。

身体防护: 穿防静电工作服。

手防护: 戴防化学品手套。

其他防护: 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。

第九部分:理化特性 -

主要成分: 纯品

外观与性状: 无色气体,有醚类特有的气味。

pH:

熔点(℃): -141.5

沸点(℃): -23.7

相对密度(水=1): 0.66

相对蒸气密度(空气=1): 1.62

饱和蒸气压(kPa): 533.2(20℃)

燃烧热(kJ/mol): 1453

临界温度(℃): 127

临界压力(MPa): 5.33

辛醇/水分配系数的对数值: 无资料

闪点(℃): 无意义

引燃温度(℃): 350

爆炸上限%(V/V): 27.0

爆炸下限%(V/V): 3.4

溶解性: 溶于水、醇、。

主要用途: 用作致冷剂、溶剂、萃取剂、聚合物的催化剂和稳定剂。

其它理化性质:

第十部分:稳定性和反应活性 -

稳定性:

禁配物: 强氧化剂、强酸、卤素。

避免接触的条件:

聚合危害:

分解产物:

第十一部分:毒理学资料 -

急性毒性: LD50:无资料

LC50:308000 mg/m3(大鼠吸入)

亚急性和慢性毒性:

***性:

致敏性:

致突变性:

致畸性:

致癌性:

第十二部分:生态学资料 -

生态毒理毒性:

生物降解性:

非生物降解性:

生物富集或生物积累性:

其它有害作用: 无资料。

第十三部分:废弃处置 -

废弃物性质:

废弃处置方法: 处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。

废弃注意事项:

第十四部分:运输信息 -

危险货物编号: 21040

UN编号: 1033

包装标志:

包装类别: O52

包装方法: 钢质气瓶;磨砂口玻璃瓶或螺纹口玻璃瓶外普通木箱;安瓿瓶外普通木箱。

运输注意事项: 用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶,禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。

第十五部分:法规信息 -

法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.1 类易燃气体。

第十六部分:其他信息 -

参考文献:

填表部门:

数据审核单位:

修改说明:

其他信息:

补充

二甲醚又称甲醚,简称DME,在常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。相对密度(20℃)0.666,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5MPa,与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃,在燃烧时火焰略带光亮,燃烧热(气态)为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀、无致癌性,但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。

二甲醚是醚的同系物,但与用作剂的不一样,毒性极低;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。

二甲醚作为一种新兴的基本化工原料,由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制药、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臭氧层的破坏。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,预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气,可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料,与甲醇燃料汽车相比,不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。

二甲醚还可以替代柴油作为燃料,目前需要解决的问题主要有二甲醚对塑料物质的腐蚀和柴油发动机油路的改装。

目前二甲醚(DME)的主要用途是用作抛射剂、制冷剂和发泡剂。其次是用作化工原料,生产多种有机化学品。如硫酸二甲酯、烷基卤化物、N,N-二甲基苯胺、乙酸甲酯、醋酐、碳酸二甲酯、二甲基硫醚、乙二醇二甲醚系列醚化物等。

二甲醚易压缩、易贮存、燃烧效率高、污染低,可替代煤气、LPG作民用燃料。同时,二甲醚具有较高的十六烷值,可直接用作汽车燃料替代柴油。二甲醚作为清洁燃料方面的发展前景潜力巨大,已经得到了国内外的广泛关注。

1 国内外市场分析

1.1 国外市场分析

目前世界上二甲醚的生产主要集中在美、德、荷兰和日本等国,2002年世界(不包括中国,下同)总生产能力为20.8万吨/年,产量为15万吨,开工率为72%。国外二甲醚的主要生产厂家有美国Dopnt公司、荷兰AKZO公司、德国DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等,其中德国DEA公司的生产能力最大,生产能力为6.5万吨/年。

世界二甲醚的主要生产厂家

序号 厂家名称 生产能力(万吨/年)

1 Dopnt (美国) 3.0

2 DEA (德国) 6.5

3 United Rhine Lignite Fuel (德国) 3.0

4 AKZO (荷兰) 3.0

5 Sumitomo (日本) 1.0

6 DEA(澳大利亚) 1.0

7 Mitsui toatsu (日本) 0.5

8 Kang Sheng (日本) 1.8

9 NKK (日本) 1.0

合计 20.8

由于二甲醚的市场需求潜力十分巨大,在世界范围内,二甲醚的建设已经成为热点,一些大型二甲醚装置已在筹建之中。

二甲醚开发公司(由道达尔菲纳埃尔夫公司和日本8家公司组成的财团)建设能力为2500吨/天的商业化二甲醚装置。日本东洋工程公司完成了在中东建设单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性验证,预计该装置可望于2005-2006年建成。BP公司、印度天然气管理局、印度石油公司将投资6亿美元建设180万吨/年商业化二甲醚生产厂,用以替代石脑油、柴油和LPG,建设工作已于2002年开始,定于2004年投产。日本财团(三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)组成的合资公司将在澳大利亚建设140-240万吨/年的大规模二甲醚装置,定于2006年投产。

目前二甲醚的主要消费领域是作溶剂和气雾剂的推动剂,其它方面的消费不多。2002年全世界二甲醚的消费量为15万吨/年,预计到2005年需求量在20万吨/年左右。

二甲醚是一种性能优良、安全清洁的化工产品,发展前景被普遍看好。更为重要的是,作为一种新型、清洁的民用和车用燃料,被看作是柴油或LPG/CNG的优秀替代品,其作为燃料的市场需求增长将会是非常惊人的。

2000年全世界有400万辆LPG汽车、400万辆乙醇汽车、1百万辆CNG汽车,还有部分甲醇汽车。以美国为例,2000年美国使用替代燃料的汽车为42万辆,预计,到2005年美国使用代用燃料(LPG和CNG)的汽车将达到110万辆,2010年为330万辆,2015年达到550万辆。

目前美国替代燃料的消费量折合为当量汽油的话大约为100万吨(352×106加仑当量汽油),约占当年全部燃料消费量的0.2%。如果美国代用燃料的比例提高到5%的话,其需求量将达到2500万吨,可见代用燃料的市场前景是相当可观的。

亚洲地区是世界上柴油消费增长最快的地区,据国外研究机构预测,二甲醚作为替代燃料,2005年亚洲地区的年需求量达3000万吨。可见,由于二甲醚具有其它代用燃料不可比拟的优势,将会成为柴油的主要替代燃料,具有难以估量的市场前景。

1.2 国内市场分析

近年来,我国二甲醚的生产发展迅速,目前共有十几家生产企业,2002年总生产能力为3.18万吨/年,产量约为2万吨左右,开工率较低,约为63%。

我国二甲醚主要生产厂家及能力(单位:吨/年)

序号 厂家名称 生产能力

1 江苏吴县合成化工厂 2000

2 广东中山凯达精细化工有限公司 5000

3 成都华阳威远天然气化工厂 2000

4 上海石油化工研究院 800

5 江苏昆山 1000

6 陕西新型燃料燃具公司 5000

7 安徽省蒙城县化肥厂 2500

8 浙江诸暨新亚化工公司 1000

9 广东江门氮肥厂 2500

10 浙江义乌光阳化工实业有限公司 2500

11 上海申威气雾公司 1000

12

山东久泰化工科技股份有限公司 5000

13 湖北田力实业股份有限公司 1500

合计 31800

近年来国内二甲醚的建设已经形成热潮,有数家公司拟通过合资合作等方式引进技术建设大型二甲醚生产装置。

主要在建或拟建项目如下:

2001年4月份陕西新型燃料燃具有限公司与美国兆运有限公司签订联合开发“煤基一步法合成20万吨/年二甲醚超洁净燃料”工程协议书,工程总投资20.3亿元,美方投资90%。

宁夏83万吨/年煤基二甲醚项目,投资47.8亿元,利用国外资金,已与加拿大麦耐特联合公司签订了合作协议书,并依托美国空气动力公司的技术。

四川泸州天然气股份有限公司用两步法工艺已经建成1万吨/年二甲醚装置,第二套10万吨/年二甲醚装置,也已经开工建设。

山东临沂鲁明化工有限公司正在建设3万吨/年二甲醚装置,用自主开发的液相两步法工艺技术。

山东华星集团年产3万吨/年二甲醚项目于2004年8月开始动工,该装置用两步法工艺。

山东兖州矿业集团公司建设60万吨二甲醚装置,拟引进国外一步法二甲醚工艺技术。

另外,国内还有很多地方提出建设二甲醚装置,如:西南石油天然气管理局、新疆、黑龙江双鸭山、大庆油田、陕西、兰州、安徽等。

国内二甲醚的主要用途是作为气溶胶、气雾剂和喷雾涂料的推动剂,每年消耗二甲醚 1.8万吨。由于我国气雾剂行业的发展较快,预计到2005年需二甲醚约3万吨,2010年为4万吨左右。另外我国二甲醚用于合成硫酸二甲酯等多种化工产品的消费量约为1.1万吨。

由于二甲醚的性质与液化气相近,易贮存、易压缩,因而可替代天然气、煤气、LPG作民用燃料。2002年我国LPG的表观消费量为1620万吨,同时中国自1990年开始大量进口LPG,2002年LPG进口量为626万吨。如果二甲醚的价格合适,设二甲醚替代进口的LPG,以目前的进口量计算,需要燃料级二甲醚约1000万吨。随着人民生活水平的不断提高,对民用燃料的需求量将会有较大的增长,特别是对天然气、二甲醚、LPG等清洁能源的需求一定会有很大的增长,因此,二甲醚作为民用燃料的发展前景十分光明。

由于二甲醚具有优良的燃料性能,方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即为液体易贮存,作为车用柴油的替代燃料,有液化汽、天然气、甲醇、乙醇等不可比拟的综合优势。

2002年我国柴油的消费量为7662万吨,柴油消费的增长很快,预计2005年消费量将达到8290万吨左右,2010年将达约10100万吨。二甲醚作为良好的柴油替代燃料,按其对柴油的替代率为5%计算,2005年约需二甲醚约553万吨左右,2010年需674万吨左右。

综上所述,预计2005年我国二甲醚作为气雾剂和化工等方面的需求量将达到的需求量约为5-6万吨。二甲醚作为代用燃料方面的消费主要取决于二甲醚的供应,如果二甲醚的价格降到能与柴油或LPG相竞争的水平,相信二甲醚作为燃料的消费增长速度会很快,市场规模也是相当惊人的。

2 工艺技术分析

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,二步法是由合成气合成甲醇,然后再脱水制取二甲醚。

● 一步法

该法是由天然气转化或煤气化生成合成气后,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,BAS3-85和ICI-512等;另一类为甲醇脱水催化剂,如氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。

● 二步法

该法是分两步进行的,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。国内外多用含γ-Al2O3/SiO2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:丹麦Topsφe工艺、美国Air Products工艺和日本NKK工艺。

二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺,该法以精甲醇为原料,脱水反应副产物少,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。但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数用两步法工艺技术,说明两步法有较强的综合竞争力。

2.1 国外主要工艺技术

(1)Topsφe工艺

Topsφe的合成气一步法工艺是专门针对天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、燃烧室和催化剂床层三部分组成。

二甲醚合成用内置级间冷却的多级绝热反应器以获得高的CO和CO2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℃。

目前,该工艺还未建商业装置。1995年,Topsφe在丹麦哥本哈根建了一套50kg/d的中试装置,用于对工艺性能进行测试

(2)Air products的液相二甲醚(LPDMETM)新工艺

在美国能源部的资助下,作为洁净煤和替代燃料技术开发的一部分,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固定床反应器而使用了浆液鼓泡塔反应器。催化剂颗粒呈细粉状,用惰性矿物油与其形成浆液。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、易于温度控制。

二甲醚合成反应器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℃。催化剂量为矿物油质量的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/天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。

(3)日本NKK公司的液相一步法新工艺

除Air products公司外,日本NKK公司也开发了用浆相反应器由合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CO2吸收塔脱除CO2。脱碳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,生成二甲醚、甲醇和CO2。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。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的半工业化装置。

2.2 国内工艺技术及科研情况

我国90年代前后开始气相甲醇法(两步法)生产二甲醚工艺技术及催化剂的开发,很快建立起了工业生产装置。近年来,随着二甲醚建设热潮的兴起,我国两步法二甲醚工艺技术有了进一步的发展,工艺技术已接近或达到国外先进水平。

山东久泰化工科技股份有限公司(原临沂鲁明化工有限公司)开发成功了具有自主知识产权的液相法复合酸脱水催化生产二甲醚工艺,已经建成了5000吨/年生产装置,经一年多的生产实践证明,该技术成熟可靠。该公司的第二套3万吨/年装置也将投产。

山东久泰二甲醚工艺技术已经通过了山东省科技厅组织的鉴定,被认定为已达国际水平。特别是液相法复合酸脱水催化剂的研制和冷凝分离技术,针对性地克服了一步法合成和气相脱水中提纯成本高、投资大的缺点,使反应和脱水能够连续进行,减少了设备腐蚀和设备投资,总回收率达到99.5%以上,产品纯度不小于99.9%,生产成本也较气相法有较大的降低。

2003年8月由泸天化与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万吨级生产装置试车成功。该装置工艺流程合理,操作条件优化,具有产品纯度高、物耗低、能耗低的特点,在工艺水平、产品质量和设备硬件自动化操作等方面均处于国内先进水平。

近年来,我国在合成气一步法制二甲醚方面的技术开发也很积极,而且一些科研院所和大学都取得了较大进展。

兰化研究院、兰化化肥厂与兰州化物所共同开展了合成气法制二甲醚的5mL小试研究,重点进行工艺过程研究、催化剂制备及其活性、寿命的考察。试验取得良好结果:CO转化率>85%;选择性>99%。两次长周期(500h、1000h)试验表明:研制的催化剂在工业原料合成气中有良好的稳定性;二甲醚对有机物的选择性>%;CO转化率>75%;二甲醚产品纯度>99.5%;二甲醚总收率为98.45%。

中科院大连化物所用复合催化剂体系对合成气直接制二甲醚进行了系统研究,筛选出SD219-Ⅰ、SD219-Ⅱ及SD219-Ⅲ型催化剂,均表现出较佳的催化性能,CO转化率达到90%,生成的二甲醚在含氧有机物中的选择性接近100%。

清华大学也进行了一步法二甲醚研究,在浆态床反应器上,用LP+Al2O3双功能催化剂,在260-290℃,4-6MPa的条件下,CO单程转化率达到55%~65%,二甲醚的选择性为90-94%。

目前,国内的浙江大学、山西煤化所、西南化工研究院、华东理工大学等单位也都致力于合成气一步法制二甲醚的研究工作。

杭州大学用自制的二甲醚催化剂,利用合成氨厂现有的半水煤气,在一定反应温度、压力和空速下一步气相合成二甲醚。CO单程转化率达到60%~83%,选择性达95%。该技术现巳在湖北田力公司建成了年产1500吨二甲醚的工业化装置。该装置既可生产醇醚燃料,又可生产99.9%以上的高纯二甲醚,CO转化率70%-80%。这是国内第一套直接由合成气一步法生产高纯二甲醚的工业化生产装置。

对于两步法二甲醚工艺技术,无论是气相法还是液相法,国内技术均已经达到先进、成熟可靠的水平,完全有条件建设大型生产装置。

由国内开发的合成气一步气相法制二甲醚技术基本成熟,并已建成千吨级装置。但对于建设大型二甲醚装置,国内技术尚需实践验证。

3 结论及建议

二甲醚作为清洁的替代燃料已经得到国内外广泛的关注,特别是其替代煤气、LPG和柴油方面所具有的巨大的市场潜力,对我国能源结构的调整、环境保护等方面有着重要的现实意义。

二甲醚工艺技术是国内外工艺技术开发的热点之一,一步法工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用和生产成本较低,但由于合成反应和分离过程复杂,目前尚未完全工业化。二步法工艺是目前国内外二甲醚生产的主要工艺,产品纯度高,工艺成熟,装置适应性广,综合竞争力强,但也有流程较长,设备投资较大的弱点。

目前推广和应用是二甲醚发展的关键,二甲醚作为清洁替代能源需要的大力扶持和帮助。建议国家应统筹规划,在没有油气而煤炭丰富的地区,建设大型二甲醚生产基地。以二甲醚替代煤气、LPG作为市场推广的先导,同时大力加强二甲醚替代柴油方面的研究,全面促进二甲醚的生产和使用,预计在不久的将来,二甲醚必将成为我国能源结构中重要的组成部分.

fuel汽车用的燃料其化学式是什么?燃料在车内燃烧的化学方程式又是怎样的?

二甲醚是一种新兴的基本化工原料,由于其具有良好的易压缩、易冷凝、易汽化特性,在气雾剂、制药、农药、制冷及有机合成等领域有许多独特的用途。随着石油的紧缺及价格上涨,清洁环保理念的深入,作为替代能源的清洁燃料——二甲醚得到大力推广,并逐渐进入了民用燃料、汽车燃料、切割气等市场。

1、城镇燃气和液化石油气的掺混气:

作为民用燃料气,其储运、燃烧安全性,预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气,在贮存、运输、使用等方面比液化气更安全,可作为城镇燃气、液化气掺混气、城市管道煤气的调峰气使用。

2、车用发动机燃料

二甲醚液化后可以直接作为汽车燃料替代柴油,其动力性能、安全性能、环保性能比甲醇更好。目前由我公司及上海交通大学等机构联合改造的二甲醚发动机正在试运营并且各事项指标良好。实践证明,二甲醚液化后可直接作为汽车燃料使用。二甲醚燃烧具有较高的十六烷值,比甲醇燃料具有更好的燃烧效果,并且没有甲醇的低温启动性和加速性能差的缺点。因此,二甲醚替代柴油,作为未来的汽车燃料前景十分广阔。

3、切割气

二甲醚作为切割气燃烧只产生二氧化碳和水蒸汽,几乎不含有硫化氢和磷化氢有害气体,符合国家标准,不会污染环境,对操作人员没有身体伤害;二甲醚切割气爆炸极限窄,且爆炸下限要比丙烷、液化石油气高,不产生回火现象;在具体工作环境下,使用二甲醚切割气进行切割,其切割速度、预热时间、切割割缝都能达到丙烷相当水平,切割面光滑平整,挂渣少且易清理。由于二甲醚切割气耗氧量少,且价格相对较低,故二甲醚切割气的综合使用成本比乙炔降低30%以上;与增效丙烷相比,二甲醚切割气的综合使用成本比增效丙烷降低10%-15%。

4、气雾剂、抛射剂

二甲醚目前最大的市场是用于气溶胶产品。由于二甲醚是一种优良的气溶胶喷雾剂载体,可单独或作为主要成分,用于制造空气清新剂、杀虫剂、发泡剂、胶粘剂、化妆品、日用化学品等。此外,二甲醚对金属无腐蚀、易液化,特别是水溶性和醇溶性能较好,作为气雾剂具有推进剂和溶剂的双重功能,同时可降低气雾剂中乙醇等有机挥发溶剂的含量,减少对环境的污染。

5、环保型制冷剂

由于二甲醚的沸点较低、汽化热大、汽化效果好,其冷凝和蒸发特性接近氟里昂,而销售价格只有氟里昂F12的一半左右。因此二甲醚作为制冷剂已有不少专利报道,在不久的将来,将是制冷剂的主要品种之一。

6、化工原料

二甲醚可作为烷基化剂,可用于合成N,N——二甲基苯胺、硫酸二甲酯、烷基卤以及二甲基硫醚等。作为偶联剂,二甲醚可用于合成有机硅化合物、制造高纯度氮化铝——氧化铝——氧化硅陶瓷材料。二甲醚和水、一氧化碳在适合的条件下反应,可生成乙酸,羧基化后,可制得乙酸甲酯,同系化后,可生成乙酸酯,另外,还可用于醋酐的合成。二甲醚和氧气反应,可合成氢氰酸、甲醛等重要化工产品。与环氧乙烷反应,以卤素金属化合物和H2BO3为催化剂,在50—55℃时生成乙二醇二甲醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚的混合物,其主要产物乙二醇二甲醚是重要的有机溶剂和有机合成中间体。

新能源汽车和电动车是一个概念吗?

应该主要是CH4吧,也有含N物质

CH4+3O2=2CO2+2H20

CH4不充分燃烧也可以生成CO

2CO+O2=2CO2

2CO+2NO=N2+2CO2

CH2+3nNO=nN2+nCO2+nH2O

2NO+2H2=N2+2H2O

附一篇有关尾气的文章,可能有帮助:

编辑: 汽车尾气污染的问题受到了广泛的重视,国家正在执行越来越严格的尾气排放标准。以乙醇、甲基叔丁基醚为主的醇、醚等含氧化合物正在被越来越多的添加到汽油、柴油中,实践表明,含氧燃料的使用能够明显降低汽车尾气中一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物、颗粒污染物的排放量。

随着全球经济的发展,汽车保有量逐年增加,正面临汽车能源需求与环境保护的双重巨大压力,另一方面汽车尾气对环境的污染也日益加重,已成为空气污染的主要来源之一。我国同样面临着相似的问题,据统计,近年来上海城区内机动车排放的CO、HC和NOx已分别占总排污负荷的86%、90%和56%,北京在非暖期,城区内机动车排放的CO、HC和NOx已分别占总排污负荷的60%、86.8%和54.7%,城市机动车排放污染日趋严重[1]。以乙醇、MTBE为主的含氧化合物正在被越来越多的添加到汽油、柴油中,用于减少对石油的严重依靠,并减轻对环境的污染。

1. 汽车尾气污染物分析

近年城市机动车数量激增,大量的尾气排放是一氧化碳和二氧化氮持续偏高的主要原因,二氧化氮在强光照下光解引起臭氧浓度升高,这是形成光化学烟雾的基本原因;颗粒物的组成复杂,其中的细颗粒是人为活动的产物,如燃料未完全燃烧形成的炭粒等;汽车起步、怠速时排放的挥发性碳氢化合物同样是汽车尾气的主要污染物。

1.1 一氧化碳(CO)

一氧化碳即通常说的“煤气”,是无色、无味、无臭的有毒气体,化学性质较稳定,是大气中排放量最大的大气污染物。一氧化碳是由于含碳物质不完全燃烧产生的,城市大气环境中的一氧化碳主要来源于机动车排气和燃煤,CO能很快和血红素蛋白(Hb)结合形成碳氧血红素蛋白(CO-Hb),使血液的输氧能力大大降低,引起头晕、恶心、头痛等症状,严重时会使心血管工作困难,直至死亡

1.2 碳氢化合物(HC)

碳氢化合物(也称烃类)包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物,如苯、醛、烯烃和多环芳香族碳氢化合物等200多种复杂成分。应当引起注意的是带多环的多芳香烃,是强烈致癌物质,烃类成分还是引起光化学烟雾的重要物质。

1.3 氮氧化物(NOx)

氮氧化物是燃烧过程中形成的多种氮氧化物,如NO、NO2、N2O3、N2O5等,总称NOx,以汽油、柴油为燃料的汽车,尾气中氮氧化物的浓度相当高,氮氧化物最终会转化成硝酸和硝酸盐,随着降水和降尘从空气中去除,硝酸是酸雨的原因之一。在内燃机中主要是NO,约占95%,其次是NO2,占5%。NO是无色无味气体,只有轻度***性,毒性不大,高浓度时会造成中枢神经系统轻度障碍,NO可以被氧化成NO2。NO2是一种棕红色强烈***性的有毒气体,对心、肝、肾都会有影响。

1.4 光化学烟雾

环境空气中的臭氧、过乙酰硝酸酯(PAN)、醛类等混合形成的淡兰色烟雾,具有很强的氧化性和***性,不是由污染源直接排放的污染物,它们是石油燃料燃烧排放大量的氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物在紫外光照射下,发生化学反应生成的二次污染物,是光化学烟雾污染的主要污染物,具有很强的氧化性和***性,它降低能见度,对人体的眼、喉、鼻,对动物、植物、各种材料都由很大的危害。下列方程式为臭氧(O3)形成的方式之一,其中hv代表紫外光,M代表自由基[2]。防止光化学烟雾主要是控制汽车尾气排放,安装尾气净化装置,此外控制工业过程中一次污染物也很重要。

NO2 + hv → NO + O (1),

O + O2 + M → O3 + M (2)

1.5 微粒污染物(PM)

微粒(也称颗粒)对人体的健康的危害程度和颗粒的大小及组成有关。微粒越小,悬浮在空气中的时间越长,它们进入人体肺部后停滞在肺部及支气管中的比例越大,危害越大。微粒除了对人体的呼吸系统有害外,由于微粒存在孔隙能粘附SO2、未燃HC、NO2等有毒物质或苯丙芘等致癌物质,因而对人体的健康造成更大的危害。由于柴油机的微粒直径大多小于0.3微米,而且数量比汽油机高出30-60倍,成分更复杂,因而柴油机的微粒排放相对更大。

2. 国家排放标准的进展

2000年我国开始全面实现汽油无铅化,2003年1月1日,全国范围内的所有销售部门必须销售高标准的清洁汽油,而且北京申办2008年奥运会时,承诺届时达到欧洲Ⅲ号排放标准,因此对于汽油、柴油的供应商,和汽车生产厂家来说,必须仔细考虑油品的组成和规定的排放标准等问题。

2.1 车用汽油、柴油标准

2.2 对排放的要求

我国在售的汽车车型以欧洲车型为主,同时国家制定的汽车排放标准也主要依靠欧洲的排放标准要求。表3数据仅列出对轻型商务车的要求,轻型商务车是指总重量小于1305Kg。

3. 含氧化合物对排放的影响分析

3.1 含氧化合物的类型及性质

含氧化合物主要使用类型包括醇类,甲醇、乙醇、叔丁醇,醚类化合物:甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)、乙基叔丁基醚(ETBE)、二甲醚(DME)、二异丙醚(DIPE),碳酸二甲酯(DMC),抗爆剂四乙基铅等类型,四乙基铅这类含铅金属化合物已经被禁止使用。这类含氧化合物燃料具有辛烷值高、汽化潜热大和雷氏蒸汽压低等优点。表4列出这些在使用的主要类型含氧化合物的性质。

3.2 含氧燃料对汽车尾气排放的影响的实践

越来越多的实验室和组织在进行各种各样的含氧燃料对汽车尾气排放的影响的试验,下面列举几个具有代表性的试验结果。

3.2.1 MTBE能够明显的减少尾气污染物的排放。Kisenyi等人[3]对六辆欧洲车型的汽油车实践结果表明,使用加入15%的MTBE的燃料后,CO的排放量减少10-15%,NOx的排放量减少1.0-1.7%,HC排放量减少10-20%,同时增加了燃油的经济性,但是试验发现,MTBE能够溶于地下水,很难降解,正在被某些地区禁止使用。

3.2.2 乙醇是一种正在被大量使用的生物质含氧化合物,巴西,美国,我国的河南、吉林等省都已经大量使用或正在大力推广燃料乙醇。清华大学何邦全领导的小组[4]研究了多点电喷汽油机(EFI)燃用不同掺混比的乙醇-汽油混合燃料时的排放及催化器的转化性能。研究结果表明:在汽油机参数未做任何调整的情况下,随着乙醇-汽油混合燃料中乙醇含量的增加,对改善电喷汽油机怠速时催化器前的THC,CO和NOx排放特别明显,使用含30%(V)乙醇的汽油相对于未添加乙醇的纯汽油试验结果表明,CO、HC、NOx的排放量分别减少35.7%、53.4%、33%,这说明燃料具有较高的含氧量能够提高燃烧性。

3.2.3 碳酸二甲酯(DMC)具有高含氧量以及和柴油的良好互溶性,被用来改善柴油发动机的动力性和经济性以及碳烟颗粒排放的影响,西安交通大学周龙保领导的小组[5]在Ford76PSNA 4冲程4缸非增压轻型直喷柴油机上的实验表明,当DMC的质量分数为10-15%时,碳烟颗粒度下降40-50%,热效率从35%提高到38%。同时随着柴油含氧量的增加,颗粒排放量呈线性下降的趋势。

3.2.4 乙醇与柴油的互溶性不是很好,加入一种叫做Puranol的添加剂,能够使两者很好的相溶,Irahad Ahmed等人[6]在美国西南研究院(SwRI)进行的试验表明,由15%乙醇、3%Puranol和82%的2号柴油组成的含氧柴油(氧原子的质量百分比为5.7%)在12.7L 底特律DDC 60系列压燃柴油机上的尾气排放试验,相对于2号柴油的尾气排放试验,颗粒碳烟排放量减少41%,NOx排放量减少5%,CO排放量减少27%。

3.2.5 美国MathPro公司[7]依据加利福尼亚州调整汽油第三阶段(RFG 3)标准,进行的测试表明,当用乙醇代替具有争议的MTBE,氧含量达到2.7wt%时,相对于未加乙醇的第二阶段(RFG 2)汽油的试验,挥发性碳氢化合物排放量减少3.66%,NOx减少3.91%,添加含氧化合物的燃料能够减少空气中温室气体的浓度。

3.3 含氧燃料对汽车尾气排放的原因分析

3.3.1 燃料组成变化(包括减少汽油中烯烃、芳烃含量,柴油中的硫、重烃含量,降低蒸汽压)能够减少汽车尾气排放物,车用汽油中加MTBE、乙醇等含氧化合物,本身辛烷值较高,雷氏蒸汽压(RVP)比较低,自身易于完全燃烧,增加燃料中的含氧量可以帮助汽、柴油中烃类燃烧,可以减少汽、柴油中的CO、NOx、HC和其它有害物质如臭氧、苯、丁二烯的排放等污染物的排放,同时可减少油路及燃烧系统生炭量和沉积物。

3.3.2 乙醇、TAME、DMC等含氧化合物添加到汽柴油中,一旦着火燃烧,着火速度快,燃烧后污染程度较轻,其中所含氧原子也可参与燃烧,改善燃烧过程,降低未燃烧HC排放量。

3.3.3 DMC、乙醇等含氧燃料添加到柴油中,由于含氧量高,与柴油混合后进入汽缸燃烧时,提高了柴油和氧的接触机会,降低了浓混合气区由于缺氧而导致的碳烟颗粒生成量,其次含氧化合物的分子结构中,C-C键没有或比例较低,减少了柴油中C-C键的断裂而产生碳烟颗粒的生成源。

3.3.4 可靠的试验数据表明,改变燃料的组成(例如改变芳烃、烯烃的体积分数,使用废气再循环系统-EGR等)能够取得减少NOx排放的效果,含氧化合物辛烷值较高的特性相对于芳烃化合物能够显著的降低燃料的着火温度,因此能够减少NOx的形成。

4. 结束语

使用含氧化合物,是调整现有汽油、柴油组成的有效方法,能够充分利用各种满足对燃油的巨大消费量,同时由于氧原子的引入,能够使燃料充分燃烧,明显改善尾气的排放量,减少一氧化碳、氮氧化合物、挥发性碳氢化合物、碳烟颗粒污染物的排放量,改善大气环境,因此目前包括美国、日本在内多数国家都在倡导并使用含氧燃料,多数规定燃油中的氧含量质量百分比在2.0-3.5%。但是使用含氧燃料时,也应考虑组分互溶性、燃料的腐蚀性、成本及运输、发动机的改造等

提起新能源汽车大家应该都知道是什么?很多消费者甚至会认为新能源就是电动汽车,或者是纯电动车,其实新能源汽车与电动汽车有很大区别,并且新能源汽车也是一个包含范围很广的一个概念,今天重点给大家介绍新能源和电动汽车的区别。如果还有不懂的问题你可以去“优能工程师”里面找一下答案,这个公众号时专门针对新能源汽车维修的,里面都是关于新能源汽车维修的知识,还有具体的汽车维修步骤解答。

新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车.包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。

新能源汽车是据不完全统计,全世界现有超过400万辆液化石油气汽车,100多万辆天然气汽车。目前中国市场上在售的新能源汽车多是混合动力汽车和纯电动汽车。新能源汽车是指用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。

纯电动汽车(Battery Electric Vehicle ,简称BEV),它是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源的汽车。虽然它已有134年的悠久历史,但一直仅限于某些特定范围内应用,市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池,普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。

新能源汽车与纯电动汽车区别:

新能源汽车是国家大力推广,符合国家新能源汽车标准(双100),有生产许可证,生产资质并且在工信部取得公告,获得国家认可的汽车。(包括纯电动,插电式,増程式的乘用车,商用车,特殊用车)

低速电动车严格来说都是一些持有特种车辆许可证的厂家生产的观光车,这种严格来说只能在景区、厂区内使用,不能上路行驶。低速电动车是行业内自己给自己安的名字,在工信部是没有道路交通工具的相关公告的,还没有得到国家认可,不过这种车销量不错,倒逼国家承认,估计标准也就这一年内会有消息。

1,电池:新能源汽车都是用的锂电池,低速车普遍使用的是铅酸。新能源汽车大多支持快充,低速车我还没过哪个车支持快充的。

2,工艺:新能源汽车是按照汽车的生产工艺来生产的,低速车虽然都按汽车工艺,但比起汽车差太远了

3,原材料及配件:低速车也比汽车差,比如车身门板,基本大多数汽车,新能源车,低速车用钢板厚度都是1.5mm,但汽车用的上差板,低速车用的下差板.

4,动力电机及充电:新能源汽车的电机大多使用永磁同步电机,低速车普遍使用直流或者交流电机。

以上就是给大家介绍的新能源汽车和电动汽车的区别了,两者在国家政策上有所不同,在电池,动力充电灯方面更是有着很大的区别。

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