上世纪70年代起，二甲醚——对臭氧层有害的氟利昂的替代者，开始被人们用来做气雾剂。最近，二甲醚燃烧性能优秀，污染性小的特点越来越被各国重视，相关技术的研发也走上快车道。

二甲醚在常态下是一种无色、小毒性的可燃性气体，物理性质与常用的LPG相似，燃烧较完全，残留小，燃烧产物无污染，是理想的环境友好燃料。二甲醚还被誉为21世纪的绿色车用燃料，是替代燃料家族中的理想一员，燃烧时清洁、高效。在全球污染愈发严重与化石资源日益枯竭的大背景下，二甲醚更加受人青睐，由此带来的需求量上升使得二甲醚成为各国研究的焦点

二甲醚是当下与未来相当理想的燃料选择，这得益于它对目前主流燃料基础设施的兼容，这意味着减少了一笔相当可观的转型支出。因此，二甲醚无论作为民用燃料还是车用燃油都比较方便，用来发电也有较大的可行性，这一切无疑将推动汽车、电力产业的进步。而二甲醚产业现在的发展阻碍在与相关设施仍需完善，提高大众的认可度还需要时间。

早期的二甲醚是高压甲醇生产中的副产物。后来甲醇成为工业上规模化生产二甲醚的原料，需要依靠发烟硫酸来脱水，属于“二步法”中的“液相法”。然而该方法使得设备遭受严重腐蚀，并且严重污染环境，有着较为恶劣的操作条件，因此这种生产二甲醚的方法被逐步为人们所摒弃。而甲醇若由固体催化剂脱水制得二甲醚，即“二步法”中的“气相法”，其反应需要的温度与压力都比较低，并且可以降低投资成本，生产也比较容易控制，有利于连续地生产。凭借这一优势，该法成为当下主流的二甲醚生产方法。目前国内外在这方面研究较多的有Davy公司、Lurgi公司、TEC公司、丹麦托普索公司以及国内的四川天一科技有限公司，然而全球范围内有工业化业绩的主要有丹麦托普索、日本TEC与国内的四川天一科技有限公司。在甲醇原料的纯度要求上，TEC的原料只能是精甲醇。其采用的二甲醚合成反应器是换热式固定床反应器，反应器内安置了盘管，从而可以使用反应热来预热原料甲醇，避免由此造成床层不稳定的温升，而使得副反应增多。当前，在其国内有1万吨/年、10万吨/年和建设中的21万吨/年的二甲醚生产能力。

而国内的四川天一科技公司原料纯度要求较为灵活，精甲醇或粗甲醇均可。所采用的反应器是多段冷激式固定床反应器，流程对比其他二者相对复杂。在国内已有1万吨/年和10万吨/年的二甲醚生产能力。

丹麦的托普索公司原料要求为精甲醇或粗甲醇均可。所采用的反应器是管壳式反应器和固定床绝热反应器串联。采用托普索二代催化剂，克服了反应初期因催化剂憎水而使活性降低的缺点，有较好的选择性、较高的活性和较少的反应副产物，甲醇转化率也比较高，可达80%。其在伊朗建设中的二甲醚生产装置生产能力可达80万吨/年，在其国内建设中的装置则有15万吨/年和40万吨/年的生产能力。

2. 研究的基本内容与方案

煤化工是对以煤为原料生产各种化工产品的各类工业过程的统称，产品种类繁多，生产技术各异。其中，煤气净化技术可为合成各种化学品提供合格的原料气，通过煤合成气制备甲醇，然后由甲醇制备二甲醚，需要经历“合成气制甲醇”和“甲醇脱水”两个反应。通常把两个反应放在同一反应器中进行的过程称为“一步法”（也称直接法）生产二甲醚工艺，而将先合成甲醇后经甲醇脱水生产二甲醚的过程称为“两步法”（又称间接法）工艺。本设计拟采用两步法工艺，通过气相法合成二甲醚，这也是目前二甲醚工业化装置的首选技术。要求完成年产100万吨的二甲醚合成工艺设计，对合成工艺中的二甲醚合成反应器进行改进，并对反应余热进行综合利用。

[1] 贺永德.现代煤化工技术手册[M].北京:化学工业出版社, 2003. 75-76.