中文名: 二甲醚
英文名: Methoxymethane
別 稱: 氧代二甲烷,甲醚,氧代雙甲烷,甲氧基甲烷
化學式: C2H6O
CAS登錄號: 115-10-6
熔 點: ?141.5℃
沸 點: ?24.8℃
密 度: 0.666g/mL(20℃)
外 觀: 無色有特殊氣味的氣體
閃 點: -41℃
縮 寫: DME
分子量: 46.07
簡介
二甲醚又稱甲醚,簡稱DME。甲醚在常壓下是種無色氣體或壓縮液體,
具有輕微醚香味。相對密度(20℃) 0.666, 熔點-141.5℃,沸點-24.9℃,室溫下蒸氣壓約為0.5 MPa,與石油液化氣(LPG)相似。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,燃燒熱(氣態)為1455 kJ/mol。常溫下DME具有惰性,不易自動氧化,無腐蝕、無致癌性,但在輻射或加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
編號系統
CAS號:115-10-6
MDL號:MFCD00008494
EINECS號:204-065-8
RTECS號:PM4780000
BRN號:1730743
物性數據
1.性狀:無色氣體,有醚類特有的氣味。
2.熔點(℃):-141.5
3.沸點(℃):-24.8
4.相對密度(水=1):0.666
5.相對蒸氣密度(空氣=1):1.6
6.飽和蒸氣壓(kPa):533.2(20℃)
7.燃燒熱(kJ/mol):-1453
8.臨界溫度(℃):127
9.臨界壓力(MPa):5.33
10.辛醇/水分配系數:0.10
11.閃點(℃):-41(CC)
12.引燃溫度(℃):350
13.爆炸上限(%):27
14.爆炸下限(%):3.4
15.溶解性:溶于水、乙醇、乙醚。
16.折射率(20oC):1.3018s
17.氣體黏度(mPa·s,20oC):85.1
18.蒸發熱(KJ/mol,-24.8oC):467.4
19.熔融熱(KJ/kg):107.3
20.生成熱(KJ/mol,氣態):-185.5
21.臨界密度(g·cm-3):0.275
22.臨界體積(cm2·mol-1):168
23.臨界壓縮因子:0.270
24.偏心因子:0.204
25.溶度參數(J·cm-3)0.5:17.572
26.van der Waals面積(cm3·mol-1):4.840×10
27.van der Waals體積(cm2·mol-1):31.040
28.氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol-1):-1460.5
29.氣相標準聲稱熱(焓)(kJ·mol-1) :-184.1
30.氣相標準熵(J·mol-1·K-1) :267.34
31.氣相標準生成自由能(kJ·mol-1):-112.9
32.氣相標準熱熔(J·mol-1·K-1):65.57
分子結構數據
1、摩爾折射率:13.15
2、摩爾體積(cm2/mol):67.9
3、等張比容(90.2K):131.3
4、表面張力(dyne/cm):14.0
5、極化率(10-24cm2):5.17
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值(XlogP):0.1
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:1
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積:9.2
7.重原子數量:3
8.表面電荷:0
9.復雜度:2.8
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
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,成為國內外近年來競相開發的性能優越的碳一化工產品。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,在燃燒時不會產生破壞環境的氣體,能便宜而大量地生產。
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,使得其應用范圍大大優于丙烷、丁烷等石油化學品。代替甲醇用作甲醛生產的新原料,可以明顯降低甲醛生產成本,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標均優于石油液化氣,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。二甲醚氧化偶聯后可合成十六烷值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,只需加裝-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LPC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凈燃料,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%,其余為甲醇、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LPC一樣,同屬氣體類燃料,使用方便,不用預熱,隨用隨開。
(3)二甲醚組成穩定,無殘液,可確保用戶有效使用。
(4)二甲醚比LPG具有更好的燃燒特性,在燃燒時不會產生危險的氣體。
(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灶與LPG灶價格相同,若需用LPG舊灶改裝,每個爐子只需花費很少的費用。
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,氣霧劑產品以其特有的包裝特性,深受消費者歡迎。以前氣霧劑產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態環境。因此,世界各國都在致力干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LPC、DME、壓縮氣(CO2、N2、 N2O)、氫氯氟碳(HCIFC)、 氫氟碳(HFC)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,能使泡沫塑料等產品孔洞大小均勻,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產品或參與化工產品的合成。二甲醛最主要的應用是用作生產硫酸二甲酯的原料。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。此法的中間產物硫酸氫甲酯毒性較大,生產過程腐蝕嚴重,產品質量較差。隨著環保要求不斷提高,以及DME產量不斷增加,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,用于合成有機硅化物: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脫水可生產低碳烯烴,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,不需要進行拋光打磨,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、高耗能的電石生產,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,確定二甲醚在發電市場與天然氣的競爭力。
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,一般只需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。