一步法合成二甲醚的概述

综述了一步法合成二甲醚的反应机理,介绍了通过固定床式反应器和浆态床式反应器合成二甲醚的过程,并阐述了合成二甲醚的催化剂以及催化剂对二甲醚合成性能的影响。     

合成气一步法合成二甲醚的研究进展

介绍了二甲醚的用途和发展前景 ,综述了一步法合成二甲醚与传统两步法合成二甲醚的的区别是一步法用合成气直接合成二甲醚 ,没有中间过程 ,操作费用低 .对合成气一步法合成二甲醚工艺的发展近况、国内外几种典型的工艺流程以及操作参数和特点、国内在一步法合成二甲醚工艺和催化剂方面的研究进展等进行了较详细的报道     

管壳型固定床二甲醚合成反应器的数学模拟

对管壳型固定床二甲醚合成反应器进行了数学模拟。选取CO、CO2加氢合成甲醇、甲醇脱水生成二甲醚反应为独立反应,CO、CO2和二甲醚为关键组分,建立了管壳型固定床二甲醚合成反应器的一维拟均相数学模型,得到了管内各组分气体浓度和温度分布;讨论了不同操作条件对二甲醚合成的影响。     

二甲醚及其应用前景

综述了二甲醚的性质、生产方法、应用及其下游产品的开发,比较了二甲醚生产方法的优缺点,从长远观点看,一步法生产二甲醚具有较高经济价值.DME是一种理想的清洁能源,并且是氯氟烃理想代替品,且从二甲醚可开发出一系列具有高附加值的产品,这可推动我国二甲醚合成技术工业化的进程.     

二甲醚的生产及市场前景

阐述了二甲醚的世界及国内的生产需求状况，二甲醚的生产工艺及技术进展以及二甲醚的应用领域，指出二甲醚具有广阔的市场前景。     

合成气一步法合成二甲醚的研究进展

介绍了二甲醚的用途和发展前景，综述了一步法合成二甲醚与传统两步法合成二甲醚的区别是一步法用合成气直接合成二甲醚，没有中间过程，操作费用低，对合成气一步法合成二甲醚工艺的发展近况，国内外几种典型的工艺流程以及操作参数和特点，国内在一步法合成二甲醚工艺和催化剂方面的研究进展等进行了较详细的报道。     

二甲醚发动机燃料喷射过程及其影响因素研究

在一台2102QB二甲醚发动机上测量了高压油管两端的压力,在不同的发动机转速、负荷和不同的二甲醚燃料温度条件下比较了泵端、嘴端高压油管的压力,结合喷油器针阀升程信号计算了二甲醚燃料的喷射延迟期和持续期,以及不同二甲醚温度条件下的声速.试验结果表明:二甲醚的弹性模量小,压缩性大,喷射延迟期较柴油的长;二甲醚的温度对喷射的最高压力、持续期和压力波传播速度均有较大影响,二甲醚发动机的供油提前角需要根据发动机的转速和燃料温度重新匹配.     

模拟发动机工况下二甲醚喷雾燃烧实验及仿真研究

在定容弹内模拟发动机实机工况的高温、高压环境(920K,6.0 MPa),借助专用共轨系统产生100 MPa压力进行二甲醚喷射实验,通过定容弹内混合气体中的氧气浓度来控制二甲醚的燃烧,使用高速摄像机观察并记录二甲醚在超临界和亚临界条件下的喷雾及燃烧形态。基于实验结果,采用FORTE软件开发二甲醚喷雾燃烧仿真模型,其中耦合了二甲醚氧化还原反应动力学模型。实验和仿真结果表明,二甲醚在两种喷射条件下的喷雾贯穿距离无明显差异,而超临界条件下的液相贯穿距离较短;与亚临界条件相比,超临界条件下二甲醚喷雾着火时刻略早,火焰举升距较小,并且燃烧时释放出了更多的热量;仿真模型较好地拟合了二甲醚喷雾燃烧实验结果。     

二甲醚热力学性质的计算

利用现有的二甲醚气相状态方程、饱和气液密度方程、蒸气压方程、理想气体定压比热容等方程,计算得到了二甲醚的饱和液体熵和饱和气体熵.从气相维里方程出发,结合Clapeyron方程计算得到了二甲醚的饱和蒸发焓.采用偏差函数法及陈则韶教授提出的饱和液体焓推算公式,计算出了二甲醚的饱和气液焓和临界焓值.最后,开发了二甲醚热力学性质的计算程序,并得到了从235 15K至临界点的二甲醚饱和热力学性质表,计算结果的精度在±2%内,可为工程实际应用提供服务.     

二甲醚介电常数随温度变化特性及应用研究

为了精确获得某温度下二甲醚液体的质量,研究二甲醚静态介电常数随温度的变化行为,对273K至323K温度区间二甲醚饱和液体和饱和蒸汽进行了测量。实验结果表明,二甲醚静态介电常数大小随温度存在反相关的变化规律,利用获得的实验数据拟合得到在不同温度下二甲醚液体的介电常数变化曲线。二甲醚饱和蒸汽在温度区间277.5K~318K下,介电常数较大且几乎无变化。在圆柱形电容式传感器模型中进行二甲醚液体液位测量的实验验证,实验计算值与实际观测值之间的误差分布在3.7%~6.5%。应用实验结果,借鉴二甲醚饱和蒸汽与饱和液体密度与温度之间的关系数据,便可精确求出在某温度下二甲醚液体的质量。文中的研究成果对二甲醚工业燃料的应用与控制起到基础性作用。     

二甲醚燃烧机理的简化及其均质压燃燃烧验证

摘要： 基于积分计算奇异摄动法简化了二甲醚骨架机理,构建了包含24种物质和20个反应的二甲醚简化机理,并采用发动机单区模型进行验证.结果表明：所提出的二甲醚简化机理具有Curran等提出的详细机理的低温反应、负温度系数区、甲酸生成与消耗过程、高温反应等特征,而且与Curran等提出的详细机理的计算结果较吻合,表明其适用于二甲醚均质压燃过程的模拟计算;利用重要性因子进一步“修剪”后的二甲醚简化机理的适用性较差,表明原二甲醚简化机理的简洁度较高.     

二甲醚发动机中燃料与橡胶密封件的相容性研究

为了解决二甲醚燃料在发动机中的密封问题,开展了二甲醚燃料与橡胶密封件的相容性研究.分析了橡胶在二甲醚中溶胀的化学机理,并选出具有不同极性的橡胶材料进行耐二甲醚溶胀及溶胀前后拉断强度、拉断伸长率、硬度等力学性能的对比试验.试验发现:在含润滑添加剂(植物油)的二甲醚燃料中经过 72 h浸泡后,氟橡胶和丁腈橡胶的溶胀率和力学性能变化均比氟硅橡胶显著;氟硅橡胶在更长时间(40 d)的燃油浸泡后溶胀率最低,力学性能几乎没有变化.试验结果表明,氟硅橡胶可以很好地满足二甲醚发动机对橡胶密封件的要求.     

改善二甲醚发动机燃油经济性的试验研究

为改善二甲醚发动机的燃油经济性,在一台直喷二甲醚发动机上进行台架试验,研究燃料供给系统结构参数以及往二甲醚里添加高热值的液化石油气(LPG)对二甲醚发动机经济性的影响。结果表明,适当增大喷射泵的柱塞直径、增加喷嘴喷孔数目并减小喷孔尺寸以及往二甲醚里掺混质量分数为30%的LPG燃料均能有效改善二甲醚发动机的燃油经济性。     

车用柴油机燃用二甲醚的性能研究及行驶试验

在一台车用多缸直喷柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究.结果表明:增大每循环的供油量可使二甲醚发动机的额定转矩超出原柴油机的额定转矩;采用流通截面积较大的喷油器,增加喷油器伸出气缸盖底平面的距离,降低启喷压力,可以提高二甲醚发动机的热效率;与柴油机相比,燃用二甲醚时发动机在全部转速和负荷范围内都可以实现无烟燃烧,且NOx排放下降50%左右,CO和HC排放与柴油机相当.将性能优化后的二甲醚发动机装车进行行驶试验,该车的最高时速(120 km/h)和加速性能都达到了原柴油车的水平.试验表明,二甲醚是一种可以替代柴油的理想清洁燃料.     

超临界二甲醚喷雾特性的试验研究

为研究超临界二甲醚的喷雾特性,在定容容器内模拟涡轮增压发动机气缸内的实际环境,使用高速摄像机对超临界二甲醚喷雾的外形轮廓及发展过程进行观察,并将其与跨临界二甲醚喷雾进行对比。结果表明,二甲醚喷雾在发展过程中发生了明显的卷状分裂,并且观察不到二次分裂现象;超临界二甲醚喷雾的外形轮廓及贯穿距离与跨临界喷雾并未有明显差别,但由于超临界二甲醚在涡轮增压环境中的扩散速率更快,因此其喷雾锥角更大,喷雾核心区的长度更短;两种喷射状态下的二甲醚在喷入定容容器后,其喷雾尖端的推进速率都会先急剧增大,然后在达到峰值后又急剧减小,最后在低速段保持相对稳定。     

基于RANS和LES湍流模型的二甲醚超临界喷雾数值模拟

分别采用RANS和LES湍流模型耦合KH-RT破碎模型对二甲醚超临界非燃烧喷雾实验进行数值模拟,研究两种湍流模型的适用性,并对比分析二甲醚亚临界喷雾和异辛烷超临界喷雾的发展过程。同时,基于LES湍流模型探讨了环境温度和压力以及喷射温度和压力的变化对二甲醚超临界工况下喷雾贯穿距的影响。结果表明,RANS和LES湍流模型均能较好地模拟二甲醚超临界喷雾,LES湍流模型的模拟结果与喷雾实验观察结果更吻合;与二甲醚亚临界喷雾相比,其超临界喷雾的雾化效果更好;在相同初始条件下,二甲醚超临界喷雾的雾化效果要优于异辛烷超临界喷雾;二甲醚超临界喷雾贯穿距随环境温度、燃油喷射温度和喷射压力的升高而增大,随环境压力的升高而减小。     

二甲醚层流预混火焰试验及数值模拟

为了研究层流预混火焰中二甲醚的氧化分解路径,利用同步辐射真空紫外光电离及分子束取样质谱技术,测量了二甲醚浓燃火焰主要物种及主要中间物种的摩尔分数空间分布曲线。基于典型的二甲醚燃烧化学反应机理和CHEMKIN化学反应动力学模拟软件,对相同条件的一维平面火焰进行了数值模拟,结合试验及数值模拟结果对二甲醚的氧化分解路径进行了分析。研究结果表明:甲醛和甲基是二甲醚燃烧过程中最主要的C1中间物种,乙烯和乙炔是主要C2中间物种;浓燃条件下,二甲醚主要通过脱氢反应消耗,使二甲醚产生脱氢反应的最主要的原子是H,其次是OH、CH3和O;二甲醚的脱氢产物甲氧基甲基极不稳定,在火焰中一经生成马上就被消耗掉,试验中没有观测到它的存在;CH2O脱氢生成HCO,HCO脱氢生成CO,CO再被OH氧化成CO2;反应CO+OHCO2+H是火焰后期生成CO2的主要方式。     

乙醇和二甲醚在激波管内的裂解试验与动力学研究

为探究含氧燃料在高温低压条件下的裂解特性,以乙醇和二甲醚为研究对象,利用激波管开展了两种燃料的裂解试验,通过气相色谱仪测量了乙醇和二甲醚在1 200～1 700 K和0.20～0.25 MPa条件下4种热解产物甲烷、乙炔、乙烯和甲醛的浓度,利用直接关系图法构建了详细的组合简化模型(DME-Ethanol模型),并通过该模型进行产率和敏感性分析。结果表明:乙醇和二甲醚热解过程中的主要产物分别为乙烯和甲烷;乙醇和二甲醚在热解过程中均主要是通过由H和CH₃自由基等引发的夺氢反应消耗,二甲醚中特有的对称结构使得其通过单分子解离反应消耗的比例大于乙醇,更多的甲基增大了二甲醚热解体系的反应性;DME-Ethanol模型对两种燃料裂解产物的浓度预测误差在10%以内。     

21世纪的绿色燃料--二甲醚

介绍了二甲醚作为一种新型清洁燃料的开发利用状况，探讨了山西省发展煤基合成二甲醚进行煤炭深加工的必要性和现实性。     

沂蒙山育出新能源

要不是亲眼所见,真还让人难以置信。记者前不久在临沂市山东久泰化工科技股份有限公司乘坐了二甲醚燃料汽车,感觉舒适、平稳。专利发明人李继进告诉记者:二甲醚是以中国丰富的煤炭作原料提取的超洁净燃料。二甲醚作燃料的汽车,时速可达160公里,一次装气,可跑500公里,清洁、环保。二甲醚燃料汽车,开创了汽车新时代。