液化二甲醚纯烧技术上的探讨

一、储存运输安全性与燃烧特性

二甲醚（DME）是一种新型的二次清洁能源，在同等温度下， 二甲醚的饱和蒸汽压低于液化石油气(LPG)，如液化二甲醚在室温23±3℃下，饱和蒸汽压为0。54MPa，（20％液化二甲醚＋80％液化石油气）的混合液体在23±3℃下，饱和蒸气压为0。75MPa，所以液化二甲醚在储存，运输等方面都比液化石油气安全；二甲醚在空气中的爆炸下限比液化石油气高一倍，因此作为燃料在使用过程中比液化石油气安全。经有关测试二甲醚DME预热气发热值（17．68MJ／㎡）大于液化石油气预热发热值（16．38MJ／㎡），且燃烧温度高，因此，其燃绕性优于LPG。二甲醚自身含氧，其氧的质量分数为34．2﹪。从理论上说只需空气中的氧含量在11﹪就可以完全燃烧，更何况正常情况下，我们周围空气中的氧含量是21﹪。应该说二甲醚更适合青海玉树高寒缺氧地区使用。二甲醚组分单一，热效率高，燃烧过程中无残液，无黑烟，是较为理想的清洁燃料。

二．能源结构决定了二甲醚替代液化石油气的必然性

中国是一个产油。也是一个石油消费大国，毎年都需要进口大量的石油，我国是缺油少气富煤的国家，由于国际油价连创新高，国內能源安全正面临严峻的挑战。单纯从国际油价与煤化工发展来说，石油可以生产的下游产品，煤化工产业同样可以生产，只要国际油价高于50美元／桶。煤化工产品就具有竞争优势，更何况现在是接近105美元／桶。新型煤化工产业发展势头更是看好，煤质烯烃、煤质乙二醇和煤制天然气、煤制甲醇和二甲醚发展很快，煤化工技术发展巳趋于成熟。煤化工二次清洁能源替代液化石油气已成必然趋势。再则，随着国内大型炼油企业的技术进步，液化石油气主要成分中的丙烷现已用于生产丙烯，液化石油气约7200元／吨，聚丙烯约15000元／吨，作为任何一家生产企业，都会追求价值最大化，追求效益最大化，故此液化石油气就越来越少，液化石油气价也再不断刷新纪录，就云南地区来说，液化石油气价格也在8000元／吨，而二甲醚价格在5000元／吨，二甲醚无论从市场流通量和价格上来说替代液化石油气都具有相当强的优势。

三、国內外应用二甲醚研究情况简要

到目前为止，世界各国对于二甲醚（DME）的应用技术主要在以下6个领域：⑴DME替代LPG作为民用燃料直接纯烧；，⑵DME作为柴油车替代燃料；⑶DME替代LPG作锅炉和燃气轮机发电，（作为一些水利发电机构，在枯水季节，为了达到正常或略低于正常发电，用气轮机发电并网供电）⑷DME作为推进剂、发泡剂和脱水剂及冷冻液；⑸DME重整制氢用于燃料电池；⑹DME作为基础化学原料。日本在二甲醚的应用技术领域方面走在世界前列，中国、美国、韩国如西欧一些国家，也在开展二甲醚的应用技术研发工作，并取得了一定的成果，但这些领域的技术尚未稳定，还需1～2年的稳定发展与不断创新。

四、二甲醚纯绕国家政策是认可的

2009年7月1日财政部、税务总局联合发文，二甲醚增值税率由17％降低至13％。

2008年以来山东、广东、四川、贵卅、湖北出台掺烧的地方标准，就国家层面来说暂不认可掺烧的标准。

2008年初国家燃气灶具质量监督检验中心的试验结果统计显示“随着掺混二甲醚含量的加大钢阀橡胶密封圈外型尺寸在遂渐收缩，其密封性能降低，产生漏气现象，橡胶密封圈是解决二甲醚安全隐患的关键点”。

央视综合品道多次报道拥有掺混二甲醚销售发生泄漏引发火灾的案例，其中一次报道湖南珠洲发生10多起火灾实例，2012年3．15睌会又报道了江苏旳案例。

2010年6月29日国家质检总局、工商总局、安监总局和国家能源局在全国联合开展液化石油气专项整治行动；通报了液化石油气中掺混二甲醚销售，对消费者人身财产安全构成隐患。上述报道和专项整治行动均指出：“掺混二甲醚后对钢瓶阀橡胶密封圏肎腐蚀作用。橡胶密封圏会变硬缩小，产生汗漏气现象，造成安全隐患。

从这些情况可以说明，掺烧二甲醚是有风险的，国家层面的标准及政策不汄可。从今年3．15晚会报道的情况来说，掺混比例无法控制，检查出的情况是掺混了20～55﹪的二甲醚；另外掺混二甲醚有价格欺诈之嫌疑。

二甲醚纯烧国家政策是允许的。到现在为止，没有报道过纯烧引发旳安全隐患和不利的负面影呴。而且还颁布了（城镇民用二甲醚）标准，说明纯烧是被认可的。

五、二甲醚纯烧关键点是选用耐二甲醚橡胶密封圏

云南煤化工应用技术研究院在2008年就研制出了耐二甲醚橡胶密封材料，经云南省橡胶产品质量监督检验站和国家燃气灶具质量监督检验中心检验；材料各项性能指标滿足密封材料要求，尤其是在耐二甲醚体积变化率和质量变化率方面有较大突破。并于2010年6月1日发布了我国首个耐二甲醚橡晈密封材料企业标准，现己通过国家工信部立项，正在制订〈耐二甲醚橡胶密封材料〉行业标准。

云南煤化工应用技术研究院通过长期浸液体二甲醚3个月和6个月的试验检测结果达到和接近初始试样的检测值。有的用户2009年初就开始使用该橡胶密封材料到现在3年多没有发现仼何问题，足以证明该橡胶密封材料可以在二甲醚液体中长期使用。

六、耐二甲醚瓶阀橡胶密封材料选择的指导原则

液体二甲醚是一种极性溶剂，其极性是由分子链中间的氧原子含2个孤电子对，造成两个甲基不对称（角形排列）而引起的。

橡胶的耐介质性能取决于橡胶的化学组成和结构及有机介质的化学性质，橡晈与溶剂的相互作用遵循相似相容的原理，即认为与溶剂极性相近的橡胶容易溶解于该溶剂中，具有相近极性的液体能溶解相同的溶质﹝即可互溶﹞。

在溶液系统中，存在着三组不同的分子间作用力；溶质分子间力、溶剂分子间力、溶质和溶剂分子间力，前两种分子间力是被溶质和溶剂分子隔开旳，第三种分子间力才是促成溶质（橡胶）发生溶胀或溶解的。故橡胶的溶胀溶解特性，完全取决于上述三组分子间力的相对大小。假设有一对溶质和溶剂，它们的分子间力（吸引力）相差不大，两相的分子就会互相扩散终至完全溶解。分子吸引力相近即为同类的，这也是物质同类相溶原理；反之分子吸引力相差较远，那么这对溶质和溶剂一定不溶或很少相溶。

供稿/演讲云南煤化工应用技术研究院 陈守明

发表时间：2012-05-24 17:30:44