二甲醚燃料具有良好的燃料性能,可用作柴油替代燃料、柴油添加剂、民用燃料、替代LNG及发电等。目前的主要兴趣是用作柴油替代燃料,用二甲醚(DME)的柴油发动机的排放可满足美国加利福尼亚州和西欧严格的排放标准,DME的蒸汽压在丙烷和丁烷之间,类似于LPG,烧DME的发动机的噪音也很低,50到60的十六烷值也很容易达到,烟尘则基本可消除。表1和表2分别给出了DME与美国和西欧柴油标准的对比数据。
二甲醚的传统生产工艺是甲醇脱水工艺,即通常所称的两步法,亦即先生产甲醇,然后将甲醇脱水制得二甲醚。传统两步法工艺技术成熟、原料易得,是目前唯一工业化的DME生产技术,但工艺复杂、投资和操作费用较高,并且生产还受甲醇价格波动的严重影响,对于大规模生产用作替代燃料经济性差。目前,低成本的合成气一步法新工艺已分别由丹麦Haldor Topsoe、美国Air porducts、日本NKK公司开发成功,目前已达到中试阶段,预期不久可建商业化装置。与传统技术相比,新开发的一步法制二甲醚新技术由于取消了甲醇合成步骤,无论装置总投资,还是操作费用都得以大大降低,从而更具经济优势,使以天然气为原料生产二甲醚作为柴油替代燃料,从经济上成为可能,可以认为,用合成气一步法生产二甲醚燃料为边远天然气的利用开辟了一条新途径,在技术上和经济上均是可行的。目前世界范围内已被证实的天然气储量为145Mm3,而实际的开采量为2.4Mm3,大约有110Mm3被白白浪费掉,因此用天然气作为原料,在相当长的一段时间内,其来源是稳定的、持续的。
二甲醚在一般条件下是气态,需特殊的燃料加入系统和特定的加油基础设施,为解决这个问题,Air products公司研究开发实验室又开发了一种新技术,将DME转化为高十六烷值的车用燃料,这种新型燃料在一般条件下仍为液态,它与传统柴油可以任意比例混合,都能显著提高柴油的十六烷值。
随着今年国际原油市价格的持续上扬,成品油价格也一路攀升,国内成品油价格连续5次调整,成了街头巷尾的话题。二甲醚目前的全球生产能力不到150000吨/年,还不到柴油年耗量的1/3000,据测,世界范围内柴油的供应量严重不足,给二甲醚燃料留下广阔的发展空间。
柴油在内燃机用液体燃料中具有热效率高、耗油量低、负荷范围宽等优点,因而在国民经济各部门得到广泛应用,我国柴油一直处于供不应求状态,内燃机燃料的柴油化已成为趋势,但柴油质量差,不能满足环保的需要是目前我国柴油生产的一个突出问题,从近年的统计数字看,我国柴油平均优级品仅占15.6%,一级品占39%。随着柴油车保有量的增加,汽车尾气中污染物(碳氢化合物、氮氧化合物、硫化物和颗粒物等)的排放量越来越大,给大气造成严重污染。随着环保要求的日益提高,汽车尾气排放的标准会更加严格,为解决汽车尾气对大气的污染,并在加入WTO后车用燃料能与国外大公司相竞争和抗衡,我国炼油企业必须一方面采用新技术提高柴油产品质量,为市场提供清洁燃料,另一方面加大柴油替代燃料的开发力度,才能使我国炼油业在国际市场立于不败之地。二甲醚是近年来被广为看好的柴油替代燃料,成为二甲醚生产新工艺开发的主要推动力,因此我国科研工作者应加快对一步法制二甲醚这一极具发展前景的新技术的消化吸收,利用我国丰富的天然气资源及早生产出满足新世纪环保要求的柴油替代燃料二甲醚,造福子孙后代,应成为我国炼油工作者今后的一个努力方向。