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二甲醚作为城市天然气保障气源的探讨.pdf

二甲醚作为城市天然气保障气源的探讨

勤劳的mango222
2017-06-23 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《二甲醚作为城市天然气保障气源的探讨pdf》,可适用于领域

第卷第期年月煤气与热力GAS&HEATVoI.No.Mavmiddot燃气气源与加工利用middot二甲醚作为城市天然气保障气源的探讨史宇倩(中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津)摘要:分析二甲醚合成方法及与低碳烃的差异提出二甲醚作为城市天然气保障气源的供应方式探讨二甲醚作为城市天然气保障气源的关键技术。关键词:二甲醚城市天然气保障气源低碳烃中图分类号:TQ文献标志码:B文章编号:()mdashmdash作者简介:史字倩女高级工程师本科主要从事工程管理、资质管理、企业法律顾问等工作。概述中国是一个仅次于美国的能源消费大国。目前我国主要的一次能源是煤、石油、天然气等化石能源占总能源比例逾%。其中天然气为清洁能源城市燃气气源中天然气的比例越来越大。由于我国天然气的需求量高于我国天然气的产量造成进口天然气量不断增加。我国各地区天然气的产量差别较大有的地区天然气的保障供应能力较差前几年甚至有的地区出现天然气气荒。因此有必要提高城市天然气的保障供应能力。我国煤是主要的化石能源煤占一次能源的比例约为/。煤炭是固体能源直接燃烧应用的污收稿日期:mdashmdash修回日期:mdashmdash染物排放量大容易污染环境。因此为进一步提高我国城市天然气的供应保障能力从我国能源资源的状况和降低污染的角度出发可以以煤为原料制取能替代天然气的燃料。煤取制天然气的替代燃料先将煤气化生成以一氧化碳和氢气为主的原料气然后制造代用天然气和二甲醚。我国由煤制造代用天然气的技术已经成熟代用天然气已有多家生产。我国二甲醚生产技术也已经成熟年生产能力达timest产量达到timest生产能力和实际产量均居世界之首产能已有过剩。目前城镇燃气用二甲醚主要用于液化瓶装供应减轻了液化石油气的供应压力。下面主要探讨二甲醚用作城市天然气保障气源的问题。二甲醚合成方法及与低碳烃的差异①二甲醚合成方法间接法制造二甲醚即将煤气化生成CO和H:的合成气合成气先合成甲醇再由甲醇制成二甲醚。直接法制造二甲醚即将煤气化生成的合成气CO和H:直接合成二甲醚。间接法制造二甲醚的反应式为:COHmdash眨CH。Hf)CHOHmdashCHOCHH()反应式()中反应焓以甲醇计为一.kJ/mol反应式()中反应焓以二甲醚计为一.kJ/mol。middotBmiddot万方数据史宇倩:二甲醚作为城市天然气保障气源的探讨第卷第期直接法制造二甲醚的反应式为:COH一CHOCHCO()CH。一CHOCHHO()反应式()中反应焓以二甲醚计为一.kJ/mol反应式()中反应焓以二甲醚计为一.kJ/mol。②二甲醚与低碳烃的差异二甲醚和低碳烃的差异见表lsquolsquo。由表可知二甲醚有以下个特点。a.二甲醚的沸点比天然气的主要成分甲烷的沸点高二甲醚在常温压力下为液态常温常压下为气态二甲醚液化储存能耗比甲烷的液化储存能耗低很多。二甲醚易在常温下液化储存与输送。b.二甲醚华白数与甲烷华白数相差不大。根据我国城镇燃气分类的主要特性参数二甲醚燃气的燃烧负荷特性与天然气基本类似因此二甲醚与天然气有很好的互补性可以与天然气以一定比例掺混使用。二甲醚作为天然气的保障气源调节范围较大。C.二甲醚对金属无腐蚀作用但有机材料暴露在二甲醚介质中会引起溶解腐蚀会导致材质性能恶化。二甲醚作为天然气保障气源的供应方式城镇燃气用二甲醚用作城市燃气供应的供应方式分为以下种。①二甲醚液化单独瓶装供应该供应方式应采用二甲醚专用钢瓶和应用设备。可以用作城市局部范围内的城市燃气的供应可以降低整个城市天然气的供应量但是不能调节整个城市天然气的供应量。因此不能用作城市天然气的保障气源。②二甲醚气化单独管道供应该供应方式可以用作有关单位用燃气单独用作城市燃气时为防止二甲醚对整个系统设施的腐蚀必须采用二甲醚专用设备。如果整个系统设施能耐二甲醚的溶解腐蚀并选用适用于天然气和二甲醚混合气的燃气灶具则可用作城市天然气的保障气源。③二甲醚液化与液化石油气混合瓶装供应该供应方式中混合气中二甲醚的质量分数必须低于规定值并采用适用于二甲醚的钢瓶和应用设备。表二甲醚和低碳烃的差异物质二甲醚甲烷丙烷正丁烷相对分子质量】...沸点/℃一.mdash.mdash.mdash.凝固点/Cmdash.mdash.mdash.一.临界温度/℃.mdash...临界压力/MPa....℃蒸气压/MPaO.木O.O.l沸点气化潜热/....(kJmiddotkgldquo)液态低热值/....(MJmiddotkgldquo)液态高热值/....(MJmiddotkg。)标况气态低热值/....(MJmiddotm。)标况气态高热值/....(MJmiddotm。)℃气态低热值/...oo.(MJmiddotm。)℃气态高热值/....I(MJmiddotm。)相对密度.l...℃华白数/....(MJmiddotmldquo)火焰传播速度/.O...(mmiddotSldquo)燃烧势....爆炸下限....(以体积分数计)/%爆炸上限....(以体积分数计)/%理论空气量/....(mmiddotmlsquo)理论燃烧温度/℃理论烟气量/....(inmiddotmrsquo)自燃温度/℃动量扩散系数/...l.(nmiddotsldquo)热量扩散系数/....(tnmiddots。)空气中质量扩散系数/(mmiddots一).OO...注:表示甲烷在qC时为超临界状态无蒸气压。middotBmiddot万方数据第卷第期煤气与热力④二甲醚气化与天然气混合管道供应由于混合气中二甲醚与天然气的质量分数可以调节天然气供应量充足时混合气中二甲醚的质量分数可以降低天然气供应量不足时混合气中二甲醚的质量分数可以提高。这样就可以起到对城市天然气的供应保障作用但必须采用适用于二甲醚的设备。以上种供应方式对于某一个城市而言均可以降低该城市天然气用量。由于二甲醚易于液化储存和输送供应方式②、④可以起到对城市天然气的供应保障作用。二甲醚作为天然气保障气源的关键技术二甲醚与天然气相比容易液化其储存与输送费用比天然气的储存与输送费用低并且二甲醚的华白数和天然气的华白数相差不大。对于某个城市如果将天然气供应与一定区域内二甲醚气化管道供应相结合或二甲醚与天然气混合后管道供应则天然气供应量不足时可增加二甲醚的供应量以满足用户的需要。这样有利于提高城市燃气供应可靠性又可消化掉我国二甲醚的过剩产能对于我国城市燃气事业的发展和提高我国二甲醚生产企业的经济效益均有益。由于二甲醚是一种比较特殊的城市燃气虽然二甲醚的华白数与天然气的华白数相差不大但有一定区别。天然气输送、储存设施以及有关燃烧应用设备的密封配件多为有机材质二甲醚对于有机材质有较强的溶解腐蚀能力这些设施和设备在使用过程一旦发生泄漏会造成火灾或爆炸事故导致人身事故及财产损失。因此二甲醚作为城市天然气的保障气源以下方面的关键技术需要研究。①涉及N甲醚与天然气的混合供应需要制定甲烷与二甲醚的混合气标准和进入我国城市燃气的分类标准以及相应的工程规范。②当前已经发现有耐二甲醚溶解腐蚀的有机材质但对于二甲醚与天然气的}昆合气体采用何种有机材质比较合适需要进行进一步研究。③二甲醚与天然气混合供应的相关专用设备需要与设备厂家合作研发并进行示范使用取得一定经验后方可推广应用。④不同气质燃气储存、输送与应用的材质的使用寿命需要进行试验测定。实际温度下预测材质使用寿命的时间较长采用提高试验温度的动力学预测模型进行实验可以缩短预测材质使用寿命的时间umlldquoo。结语①将二甲醚作为城市天然气的保障气源可以采取二甲醚单独管道供应某个区域或二甲醚与天然气混合后供应城市的方法具体采用何种方法更为合理要根据不同城市的条件进行具体分析。②不管采用那种方法均要合理选择密封材质对专用设备进行示范研究。③二甲醚用作城市天然气保障气源时供应的气质标准、专用设备规范需要制定。④为了加速系统开发与研究速度可以采用提高试验温度的动力学预测模型缩短预测材质使用寿命的时间。参考文献:项友谦王启.天然气燃烧过程与应用手册M.北京:中国建筑工业出版社:.JapanDMEForum.DMEHandbookM.Tokyo:OhmmdashshaLtd.:mdash.项友谦王启陈岚等.二甲醚对有机材质溶解腐蚀规律的探讨J.煤气与热力():A一A.中国市政工程华北设计研究院.二甲醚介质中有机材质性能变化的预测方法:.P.mdashmdash.DiscussiononDMEasSafeguardingGasSourceforUrbanNaturalGasSHIYuqianAbstract:Thesyntheticmethodsofdimethyle.ther(DME)anditsdifferencefromlighthydrocarbonareanalyzed.ThesupplymodeofDMEasthesafemdashguardinggassourceforurbannaturalgasispormdashward.ThekeytechnologiesfortakingDMEasthesafeguardinggassourceforurbannaturalgasarediscussed.Keywords:dimethylether(DME)urbannaturalgassafeguardinggassourcelighthydrocarbonmiddotBmiddot万方数据

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