沈建冲     孙建民

（作者简介：作者1、孙建民，杭州快凯高效节能新技术有限公司总工程师，教授级高级工程师，历任国家化学标准化技术委员会委员、中国化工学会会员，浙江省化工学会理事、浙江省总工程师工作研究会理事，1998年获国务院政府特殊津贴、同年入选浙江省“151”工程第二层次；曾获得省部级科技进步二等奖一次、三等奖五次，国家“金桥工程”二等奖一次；历任浙江江山化工股份有限公司副总经理、总工程师，浙江省衢州市人大代表、党代会代表和江山市政协委员；从事专业工作33年。
作者2、沈建冲，杭州快凯高效节能新技术有限公司董事长、总经理，全国化肥-甲醇技术委员会委员，中国工业气体协会二氧化碳专业委员会副主任委员；食品二氧化碳精制塔、食品二氧化碳气的脱烃方法的发明人，曾获得化工部科技进步二等奖和浙江省教育厅科研成果三等奖，历任浙江衢州压力容器厂副厂长等）

一、二甲醚的特性和用途：
二甲醚是重要的有机化工原料之一，大量应用于工业和日常生活中。主要用于燃料、制冷剂、气雾剂、发泡剂、有机合成原料等。研究表明，二甲醚及其混合物作为柴油机的替代燃料具有理想的燃烧特性和排放特性，同时又是一种可大量生产的再生能源，被称为“21世纪的清洁燃料”。CJ/T259-2007《城镇燃气用二甲醚》已于今年1月1日正式实施。国家发改委正在组织制定促进二甲醚用于车用燃料以缓解汽柴油供应紧张的政策措施，这意味着二甲醚作为煤基清洁燃料替代石油将得到越来越广泛的认同，而政策的支持将使我国二甲醚产业的前景更加光明。据估算，我国车用和民用燃料按30%的比例掺烧二甲醚，则全国需要600万吨二甲醚。我国当前二甲醚装置的总生产能力约为170万吨/年，与上述需要量有很大差距。近几年来，由于氯氟烃对大气臭氧层产生的破坏性，世界各国都在限制氯氟烃的使用，而二甲醚具有对大气臭氧层无损害且可在大气对流层中能降解的特性，使它成为氯氟烃的理想替代品，因而在制冷剂和气雾剂行业中的使用量迅速增加。作为燃料和氯氟烃这二种大量需要的替代品，二甲醚的使用前景将十分广阔，具有较好的经济效益和社会效益。
二甲醚是煤化工“一碳化学”中的拳头产品，用途既广泛又独特，与石油产品同等重要。随着上述系列产品的逐步开发成功，二甲醚无疑是煤化工与石油化工有机结合的一枝新秀，巨大的市场潜力和新技术的交叉渗透为它开辟了广阔的发展空间。
二、杭州快凯高效节能新技术有限公司二甲醚产品的品质定位
杭州快凯节能高效新技术有限公司二甲醚产品的品质定位：二甲醚的品质定位为燃料级、气雾剂级二甲醚，其中，气雾级二甲醚≥99.99%。
三、杭州快凯“甲醇气相脱水制二甲醚的改良工艺”简介
杭州快凯节能高效新技术有限公司采用甲醇气相催化脱水制二甲醚工艺。
原料甲醇经装置中余热回收换热系统（本公司专有技术）汽化换热至催化剂活性温度后进入反应器进行气相催化脱水反应，反应产物经换热、冷却后进入二甲醚分离塔进行精馏分离；从分离塔顶得到二甲醚产品，含烃类和碳氧化物的不凝性尾气经水吸收回收二甲醚后放空或作燃料；精馏塔釜流出的未转化的甲醇和水的混合物再在甲醇回收塔中进行分离，从塔顶回收的甲醇返回原料甲醇系统；从塔釜流出的废水（含甲醇80～200ppm）经闪蒸进一步回收甲醇后并入工艺循环水系统（或直接排放、或送废水处理系统）。
当产品作为燃料级二甲醚时（或产品以燃料级二甲醚为主、并产少量精二甲醚时）以粗甲醇做原料为佳。以粗甲醇做原料不会增加装置综合能耗，还能降低生产成本。工艺流程见附图1

图1 甲醇气相催化脱水制二甲醚改良工艺流程示意图

杭州快凯节能高效新技术有限公司甲醇气相催化脱水制二甲醚改良工艺（已申请专利）与传统气相脱水工艺有以下改进：
1、采用了膜分离技术对原料粗甲醇进行预处理，去除原料甲醇中的高沸物，改善了原料甲醇汽化后高沸物包覆催化剂表面、致使甲醇气相脱水制二甲醚催化剂活性下降的速度，同时也提高了二甲醚分离和甲醇回收过程的物料分离度。
2、采用了原料预热器、余热回收器、汽化器等设备对系统余热进行充分回收，有效降低单位产品的能耗！
3、采用汽液分离器分离未完全汽化的原料甲醇，保证了装置运行工况的稳定。
4、用闪蒸器闪蒸甲醇回收塔（甲醇回收再汽化塔）排放的工艺废水，并回收其中的残余甲醇，确保工艺废水的排放质量（甲醇残余小于100ppm，可以二次利用），实现工艺废水的循环利用。
5、采用快凯公司内置新型冷管束的等温型反应器，可最大限度使甲醇气相催化反应始终在催化剂最佳温度范围以内，最大限度提高甲醇转化率，降低分离成本。
四、本改良工艺建设二甲醚装置的有益效果：
1、由于采用了膜分离技术，率先从粗甲醇原料中脱除其中的高沸物，促使二甲醚整个反应和分离较现有工艺变得更顺畅、更容易，并使二甲醚催化剂的寿命在现有基础上提高20％；甲醇及二甲醚的相对分离度也得以提高。
2、通过热能多级利用，最大限度回收过程反应热和系统的余热汽化原料甲醇，实现余热利用的最大化，同比节能3%～8%。
3、采用了内置新型冷管束的等温型反应器（公司专利），可使甲醇脱水催化剂始终在最佳活性温度范围内运行，最大限度提高甲醇气相脱水反应的平衡转化率，有效降低运行成本。
4、环保效益：工艺废水经闪蒸工艺二次处理，实现循环利用，无排放。
5、通过对甲醇、二甲醚及余热资源的多项回收和利用，二甲醚的消耗指标及成本见表1。
五、联醇企业利用本改良甲醇气相脱水制二甲醚工艺生产二甲醚的成本和不同规模装置的界区内投资（含技术费、设计费、土建、安装施工费、设备费等）见表2；
表1 消耗定额及生产成本（按每吨二甲醚产品计）

表2 不同规模装置的界区内投资额