❶ 廢水處理廠經常進行的是什麼性質的商事活動
LZ好,甲醚
【中文名稱】甲醚;二甲醚;氧代雙甲烷
【英文名稱】dimethyl ether;methoxymethane
【CAS 登錄號】115-10-6
【結構或分子式】
CH3-O-CH3
所有C、O原子均以sp3雜化軌道形成σ鍵。
【相對分子量或原子量】46.07
【分子式】C2H6O
【密度】相對密度1.617(空氣=1)
【熔點(℃)】-138.5
【沸點(℃)】-24.5
【閃點(℃)】-41.4
【蒸氣壓(Pa)】663(-101.53℃);8119(-70.7℃);21905(-55℃)
【性狀】
無色可燃性氣體或壓縮液體,有乙醚氣味。
【溶解情況】
溶於水和乙醇。
【用途】
用作溶劑、冷凍劑等。
【制備或來源】
由甲醇脫水而得,也可由原甲酸在三氯化鐵的催化下分解而得。
【其他】
臨界溫度128.8℃。臨界壓力5.32兆帕。凝固點-138.5℃。液體密度0.661
第三部分:危險性概述 -
危險性類別:
侵入途徑:
健康危害: 對中樞神經系統有抑製作用,麻醉作用弱。吸入後可引起麻醉、窒息感。對皮膚有刺激性。
環境危害:
燃爆危險: 本品易燃,具刺激性。
第四部分:急救措施 -
皮膚接觸:
眼睛接觸:
吸入: 迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:
第五部分:消防措施 -
危險特性: 易燃氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在爆炸危險性的過氧化物。氣體比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。
有害燃燒產物: 一氧化碳、二氧化碳。
滅火方法: 切斷氣源。若不能切斷氣源,則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、抗溶性泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。
第六部分:泄漏應急處理 -
應急處理: 迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。用工業覆蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方,防止氣體進入。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。
第七部分:操作處置與儲存 -
操作注意事項: 密閉操作,全面通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩),戴化學安全防護眼鏡,穿防靜電工作服,戴防化學品手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類、鹵素接觸。在傳送過程中,鋼瓶和容器必須接地和跨接,防止產生靜電。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。
儲存注意事項: 儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與氧化劑、酸類、鹵素分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備。
第八部分:接觸控制/個體防護 -
職業接觸限值
中國MAC(mg/m3): 未制定標准
前蘇聯MAC(mg/m3): 未制定標准
TLVTN: 未制定標准
TLVWN: 未制定標准
監測方法:
工程式控制制: 生產過程密閉,全面通風。
呼吸系統防護: 空氣中濃度超標時,建議佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩)。
眼睛防護: 戴化學安全防護眼鏡。
身體防護: 穿防靜電工作服。
手防護: 戴防化學品手套。
其他防護: 工作現場嚴禁吸煙。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業,須有人監護。
第九部分:理化特性 -
主要成分: 純品
外觀與性狀: 無色氣體,有醚類特有的氣味。
pH:
熔點(℃): -141.5
沸點(℃): -23.7
相對密度(水=1): 0.66
相對蒸氣密度(空氣=1): 1.62
飽和蒸氣壓(kPa): 533.2(20℃)
燃燒熱(kJ/mol): 1453
臨界溫度(℃): 127
臨界壓力(MPa): 5.33
辛醇/水分配系數的對數值: 無資料
閃點(℃): 無意義
引燃溫度(℃): 350
爆炸上限%(V/V): 27.0
爆炸下限%(V/V): 3.4
溶解性: 溶於水、醇、乙醚。
主要用途: 用作致冷劑、溶劑、萃取劑、聚合物的催化劑和穩定劑。
其它理化性質:
第十部分:穩定性和反應活性 -
穩定性:
禁配物: 強氧化劑、強酸、鹵素。
避免接觸的條件:
聚合危害:
分解產物:
第十一部分:毒理學資料 -
急性毒性: LD50:無資料
LC50:308000 mg/m3(大鼠吸入)
亞急性和慢性毒性:
刺激性:
致敏性:
致突變性:
致畸性:
致癌性:
第十二部分:生態學資料 -
生態毒理毒性:
生物降解性:
非生物降解性:
生物富集或生物積累性:
其它有害作用: 無資料。
第十三部分:廢棄處置 -
廢棄物性質:
廢棄處置方法: 處置前應參閱國家和地方有關法規。建議用焚燒法處置。
廢棄注意事項:
第十四部分:運輸信息 -
危險貨物編號: 21040
UN編號: 1033
包裝標志:
包裝類別: O52
包裝方法: 鋼質氣瓶;磨砂口玻璃瓶或螺紋口玻璃瓶外普通木箱;安瓿瓶外普通木箱。
運輸注意事項: 採用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易產生火花的機械設備和工具裝卸。嚴禁與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝曬。中途停留時應遠離火種、熱源。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。
第十五部分:法規信息 -
法規信息 化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標志 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.1 類易燃氣體。
第十六部分:其他信息 -
參考文獻:
填表部門:
數據審核單位:
修改說明:
其他信息:
【補充】
二甲醚又稱甲醚,簡稱DME,在常壓下是一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0.5MPa,與石油液化氣(LPG)相似。溶於水及醇、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1455kJ/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。
二甲醚是醚的同系物,但與用作麻醉劑的乙醚不一樣,毒性極低;能溶解各種化學物質;由於其具有易壓縮、冷凝、氣化及與許多極性或非極性溶劑互溶特性,廣泛用於氣霧製品噴射劑、氟利昂替代製冷劑、溶劑等,另外也可用於化學品合成,用途比較廣泛。
二甲醚作為一種新興的基本化工原料,由於其良好的易壓縮、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制葯、燃料、農葯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里昂用作氣溶膠噴射劑和致冷劑,減少對大氣環境的污染和臭氧層的破壞。由於其良好的水溶性、油溶性,使得其應用范圍大大優於丙烷、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於石油液化氣,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。它還是未來製取低碳烯烴的主要原料之一。
二甲醚還可以替代柴油作為燃料,目前需要解決的問題主要有二甲醚對塑料物質的腐蝕和柴油發動機油路的改裝。
目前二甲醚(DME)的主要用途是用作拋射劑、製冷劑和發泡劑。其次是用作化工原料,生產多種有機化學品。如硫酸二甲酯、烷基鹵化物、N,N-二甲基苯胺、乙酸甲酯、醋酐、碳酸二甲酯、二甲基硫醚、乙二醇二甲醚系列醚化物等。
二甲醚易壓縮、易貯存、燃燒效率高、污染低,可替代煤氣、LPG作民用燃料。同時,二甲醚具有較高的十六烷值,可直接用作汽車燃料替代柴油。二甲醚作為清潔燃料方面的發展前景潛力巨大,已經得到了國內外的廣泛關注。
1 國內外市場分析
1.1 國外市場分析
目前世界上二甲醚的生產主要集中在美、德、荷蘭和日本等國,2002年世界(不包括中國,下同)總生產能力為20.8萬噸/年,產量為15萬噸,開工率為72%。國外二甲醚的主要生產廠家有美國Dopnt公司、荷蘭AKZO公司、德國DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等,其中德國DEA公司的生產能力最大,生產能力為6.5萬噸/年。
世界二甲醚的主要生產廠家
序號 廠家名稱 生產能力(萬噸/年)
1 Dopnt (美國) 3.0
2 DEA (德國) 6.5
3 United Rhine Lignite Fuel (德國) 3.0
4 AKZO (荷蘭) 3.0
5 Sumitomo (日本) 1.0
6 DEA(澳大利亞) 1.0
7 Mitsui toatsu (日本) 0.5
8 Kang Sheng (日本) 1.8
9 NKK (日本) 1.0
合計 20.8
由於二甲醚的市場需求潛力十分巨大,在世界范圍內,二甲醚的建設已經成為熱點,一些大型二甲醚裝置已在籌建之中。
二甲醚開發公司(由道達爾菲納埃爾夫公司和日本8家公司組成的財團)計劃建設能力為2500噸/天的商業化二甲醚裝置。日本東洋工程公司完成了在中東建設單系列250萬噸/年二甲醚裝置的可行性驗證,預計該裝置可望於2005-2006年建成。BP公司、印度天然氣管理局、印度石油公司將投資6億美元建設180萬噸/年商業化二甲醚生產廠,用以替代石腦油、柴油和LPG,建設工作已於2002年開始,定於2004年投產。日本財團(三菱瓦斯化學公司、日揮公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)組成的合資公司將在澳大利亞建設140-240萬噸/年的大規模二甲醚裝置,定於2006年投產。
目前二甲醚的主要消費領域是作溶劑和氣霧劑的推動劑,其它方面的消費不多。2002年全世界二甲醚的消費量為15萬噸/年,預計到2005年需求量在20萬噸/年左右。
二甲醚是一種性能優良、安全清潔的化工產品,發展前景被普遍看好。更為重要的是,作為一種新型、清潔的民用和車用燃料,被看作是柴油或LPG/CNG的優秀替代品,其作為燃料的市場需求增長將會是非常驚人的。
2000年全世界有400萬輛LPG汽車、400萬輛乙醇汽車、1百萬輛CNG汽車,還有部分甲醇汽車。以美國為例,2000年美國使用替代燃料的汽車為42萬輛,預計,到2005年美國使用代用燃料(LPG和CNG)的汽車將達到110萬輛,2010年為330萬輛,2015年達到550萬輛。
目前美國替代燃料的消費量摺合為當量汽油的話大約為100萬噸(352×106加侖當量汽油),約占當年全部燃料消費量的0.2%。如果美國代用燃料的比例提高到5%的話,其需求量將達到2500萬噸,可見代用燃料的市場前景是相當可觀的。
亞洲地區是世界上柴油消費增長最快的地區,據國外研究機構預測,二甲醚作為替代燃料,2005年亞洲地區的年需求量達3000萬噸。可見,由於二甲醚具有其它代用燃料不可比擬的優勢,將會成為柴油的主要替代燃料,具有難以估量的市場前景。
1.2 國內市場分析
近年來,我國二甲醚的生產發展迅速,目前共有十幾家生產企業,2002年總生產能力為3.18萬噸/年,產量約為2萬噸左右,開工率較低,約為63%。
我國二甲醚主要生產廠家及能力(單位:噸/年)
序號 廠家名稱 生產能力
1 江蘇吳縣合成化工廠 2000
2 廣東中山凱達精細化工有限公司 5000
3 成都華陽威遠天然氣化工廠 2000
4 上海石油化工研究院 800
5 江蘇崑山 1000
6 陝西新型燃料燃具公司 5000
7 安徽省蒙城縣化肥廠 2500
8 浙江諸暨新亞化工公司 1000
9 廣東江門氮肥廠 2500
10 浙江義烏光陽化工實業有限公司 2500
11 上海申威氣霧公司 1000
12
山東久泰化工科技股份有限公司 5000
13 湖北田力實業股份有限公司 1500
合計 31800
近年來國內二甲醚的建設已經形成熱潮,有數家公司擬通過合資合作等方式引進技術建設大型二甲醚生產裝置。
主要在建或擬建項目如下:
2001年4月份陝西新型燃料燃具有限公司與美國兆運資源有限公司簽訂聯合開發「煤基一步法合成20萬噸/年二甲醚超潔凈燃料」工程協議書,工程總投資20.3億元,美方投資90%。
寧夏83萬噸/年煤基二甲醚項目,計劃投資47.8億元,計劃利用國外資金,已與加拿大麥耐特聯合公司簽訂了合作協議書,並依託美國空氣動力公司的技術。
四川瀘州天然氣股份有限公司採用兩步法工藝已經建成1萬噸/年二甲醚裝置,第二套10萬噸/年二甲醚裝置,也已經開工建設。
山東臨沂魯明化工有限公司正在建設3萬噸/年二甲醚裝置,採用自主開發的液相兩步法工藝技術。
山東華星集團年產3萬噸/年二甲醚項目於2004年8月開始動工,該裝置採用兩步法工藝。
山東兗州礦業集團公司計劃建設60萬噸二甲醚裝置,擬引進國外一步法二甲醚工藝技術。
另外,國內還有很多地方提出建設二甲醚裝置,如:西南石油天然氣管理局、新疆、黑龍江雙鴨山、大慶油田、陝西、蘭州、安徽等。
國內二甲醚的主要用途是作為氣溶膠、氣霧劑和噴霧塗料的推動劑,每年消耗二甲醚 1.8萬噸。由於我國氣霧劑行業的發展較快,預計到2005年需二甲醚約3萬噸,2010年為4萬噸左右。另外我國二甲醚用於合成硫酸二甲酯等多種化工產品的消費量約為1.1萬噸。
由於二甲醚的性質與液化氣相近,易貯存、易壓縮,因而可替代天然氣、煤氣、LPG作民用燃料。2002年我國LPG的表觀消費量為1620萬噸,同時中國自1990年開始大量進口LPG,2002年LPG進口量為626萬噸。如果二甲醚的價格合適,假設二甲醚替代進口的LPG,以目前的進口量計算,需要燃料級二甲醚約1000萬噸。隨著人民生活水平的不斷提高,對民用燃料的需求量將會有較大的增長,特別是對天然氣、二甲醚、LPG等清潔能源的需求一定會有很大的增長,因此,二甲醚作為民用燃料的發展前景十分光明。
由於二甲醚具有優良的燃料性能,方便、清潔、十六烷值高、動力性能好、污染少、稍加壓即為液體易貯存,作為車用柴油的替代燃料,有液化汽、天然氣、甲醇、乙醇等不可比擬的綜合優勢。
2002年我國柴油的消費量為7662萬噸,柴油消費的增長很快,預計2005年消費量將達到8290萬噸左右,2010年將達約10100萬噸。二甲醚作為良好的柴油替代燃料,按其對柴油的替代率為5%計算,2005年約需二甲醚約553萬噸左右,2010年需674萬噸左右。
綜上所述,預計2005年我國二甲醚作為氣霧劑和化工等方面的需求量將達到的需求量約為5-6萬噸。二甲醚作為代用燃料方面的消費主要取決於二甲醚的供應,如果二甲醚的價格降到能與柴油或LPG相競爭的水平,相信二甲醚作為燃料的消費增長速度會很快,市場規模也是相當驚人的。
2 工藝技術分析
二甲醚的生產方法有一步法和二步法。一步法是指由原料氣一次合成二甲醚,二步法是由合成氣合成甲醇,然後再脫水製取二甲醚。
● 一步法
該法是由天然氣轉化或煤氣化生成合成氣後,合成氣進入合成反應器內,在反應器內同時完成甲醇合成與甲醇脫水兩個反應過程和變換反應,產物為甲醇與二甲醚的混合物,混合物經蒸餾裝置分離得二甲醚,未反應的甲醇返回合成反應器。
一步法多採用雙功能催化劑,該催化劑一般由2類催化劑物理混合而成,其中一類為合成甲醇催化劑,如Cu-Zn-Al(O)基催化劑,BASFS3-85和ICI-512等;另一類為甲醇脫水催化劑,如氧化鋁、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、絲光沸石等。
● 二步法
該法是分兩步進行的,即先由合成氣合成甲醇,甲醇在固體催化劑下脫水制二甲醚。國內外多採用含γ-Al2O3/SiO2製成的ZSM-5分子篩作為脫水催化劑。反應溫度控制在280~340℃,壓力為0.5-0.8MPa。甲醇的單程轉化率在70-85%之間,二甲醚的選擇性大於98%。
一步法合成二甲醚沒有甲醇合成的中間過程,與兩步法相比,其工藝流程簡單、設備少、投資小、操作費用低,從而使二甲醚生產成本得到降低,經濟效益得到提高。因此,一步法合成二甲醚是國內外開發的熱點。國外開發的有代表性的一步法工藝有:丹麥Topsφe工藝、美國Air Procts工藝和日本NKK工藝。
二步法合成二甲醚是目前國內外二甲醚生產的主要工藝,該法以精甲醇為原料,脫水反應副產物少,二甲醚純度達99.9%,工藝成熟,裝置適應性廣,後處理簡單,可直接建在甲醇生產廠,也可建在其它公用設施好的非甲醇生產廠。但該法要經過甲醇合成、甲醇精餾、甲醇脫水和二甲醚精餾等工藝,流程較長,因而設備投資較大。但目前國外公布的大型二甲醚建設項目絕大多數採用兩步法工藝技術,說明兩步法有較強的綜合競爭力。
2.1 國外主要工藝技術
(1)Topsφe工藝
Topsφe的合成氣一步法工藝是專門針對天然氣原料開發的一項新技術。該工藝造氣部分選用的是自熱式轉化器(ATR)。自熱式轉化器由加有耐火襯里的高壓反應器、燃燒室和催化劑床層三部分組成。
二甲醚合成採用內置級間冷卻的多級絕熱反應器以獲得高的CO和CO2轉化率。催化劑用甲醇合成和脫水制二甲醚的混合雙功能催化劑。
二甲醚的合成採用球形反應器,單套產能可達到7200噸/天二甲醚。Topsφe工藝選擇的操作條件為4.2MPa和240~290℃。
目前,該工藝還未建商業裝置。1995年,Topsφe在丹麥哥本哈根建了一套50kg/d的中試裝置,用於對工藝性能進行測試。
(2)Air procts的液相二甲醚(LPDMETM)新工藝
在美國能源部的資助下,作為潔凈煤和替代燃料技術開發計劃的一部分,Air procts公司開發成功了液相二甲醚新工藝,簡記作LPDMETM。
LPDMETM工藝的主要優勢是放棄了傳統的氣相固定床反應器而使用了漿液鼓泡塔反應器。催化劑顆粒呈細粉狀,用惰性礦物油與其形成漿液。高壓合成氣原料從塔底噴入、鼓泡,固體催化劑顆粒與氣體進料達到充分混合。使用礦物油使混合更充分、等溫操作、易於溫度控制。
二甲醚合成反應器採用內置式冷卻管取熱,同時生產蒸汽。漿相反應器催化劑裝卸容易,無須停工進行。而且,由於是等溫操作,反應器不存在熱點問題,催化劑失活速率大大降低了。
典型的反應器操作參數為:壓力2.76~10.34MPa,推薦5.17MPa;溫度200~350℃,推薦250℃。催化劑量為礦物油質量的5%~60%,最好在5%~25%之間。該工藝用富CO的煤基合成氣比天然氣合成氣更具優勢。但以天然氣為原料也可獲得較高收率。 Air procts公司已在15噸/天的中試工廠對該工藝進行了測試,結果令人滿意,但還沒有建設商業化規模的大型裝置。
(3)日本NKK公司的液相一步法新工藝
除Air procts公司外,日本NKK公司也開發了用漿相反應器由合成氣一步合成二甲醚的新工藝。
原料可選用天然氣、煤、LPG等。工藝的第一步首先是造氣,合成氣經冷卻、壓縮到5~7MPa,進入CO2吸收塔脫除CO2。脫碳後的原料合成氣用活性炭吸附塔脫除硫化物後換熱至200℃進入反應器底部。合成氣在反應器內的催化劑與礦物油組成的淤漿中鼓泡,生成二甲醚、甲醇和CO2。出反應器產物冷卻、分餾,將其分割為二甲醚、甲醇和水。未反應的合成氣循環回反應器。經分餾,從塔頂可得到高度純凈的二甲醚產品(95%~99%),從塔底則可得到甲醇、二甲醚和水組成的粗產品。採用NKK技術已在新潟建成1萬噸/年合成氣一步法生產二甲醚的半工業化裝置。
2.2 國內工藝技術及科研情況
我國90年代前後開始氣相甲醇法(兩步法)生產二甲醚工藝技術及催化劑的開發,很快建立起了工業生產裝置。近年來,隨著二甲醚建設熱潮的興起,我國兩步法二甲醚工藝技術有了進一步的發展,工藝技術已接近或達到國外先進水平。
山東久泰化工科技股份有限公司(原臨沂魯明化工有限公司)開發成功了具有自主知識產權的液相法復合酸脫水催化生產二甲醚工藝,已經建成了5000噸/年生產裝置,經一年多的生產實踐證明,該技術成熟可靠。該公司的第二套3萬噸/年裝置也將投產。
山東久泰二甲醚工藝技術已經通過了山東省科技廳組織的鑒定,被認定為已達國際水平。特別是液相法復合酸脫水催化劑的研製和冷凝分離技術,針對性地克服了一步法合成和氣相脫水中提純成本高、投資大的缺點,使反應和脫水能夠連續進行,減少了設備腐蝕和設備投資,總回收率達到99.5%以上,產品純度不小於99.9%,生產成本也較氣相法有較大的降低。
2003年8月由瀘天化與日本東洋工程公司合作開發的兩步法二甲醚萬噸級生產裝置試車成功。該裝置工藝流程合理,操作條件優化,具有產品純度高、物耗低、能耗低的特點,在工藝水平、產品質量和設備硬體自動化操作等方面均處於國內先進水平。
近年來,我國在合成氣一步法制二甲醚方面的技術開發也很積極,而且一些科研院所和大學都取得了較大進展。
蘭化研究院、蘭化化肥廠與蘭州化物所共同開展了合成氣法制二甲醚的5mL小試研究,重點進行工藝過程研究、催化劑制備及其活性、壽命的考察。試驗取得良好結果:CO轉化率>85%;選擇性>99%。兩次長周期(500h、1000h)試驗表明:研製的催化劑在工業原料合成氣中有良好的穩定性;二甲醚對有機物的選擇性>97%;CO轉化率>75%;二甲醚產品純度>99.5%;二甲醚總收率為98.45%。
中科院大連化物所採用復合催化劑體系對合成氣直接制二甲醚進行了系統研究,篩選出SD219-Ⅰ、SD219-Ⅱ及SD219-Ⅲ型催化劑,均表現出較佳的催化性能,CO轉化率達到90%,生成的二甲醚在含氧有機物中的選擇性接近100%。
清華大學也進行了一步法二甲醚研究,在漿態床反應器上,採用LP+Al2O3雙功能催化劑,在260-290℃,4-6MPa的條件下,CO單程轉化率達到55%~65%,二甲醚的選擇性為90-94%。
目前,國內的浙江大學、山西煤化所、西南化工研究院、華東理工大學等單位也都致力於合成氣一步法制二甲醚的研究工作。
杭州大學採用自製的二甲醚催化劑,利用合成氨廠現有的半水煤氣,在一定反應溫度、壓力和空速下一步氣相合成二甲醚。CO單程轉化率達到60%~83%,選擇性達95%。該技術現巳在湖北田力公司建成了年產1500噸二甲醚的工業化裝置。該裝置既可生產醇醚燃料,又可生產99.9%以上的高純二甲醚,CO轉化率70%-80%。這是國內第一套直接由合成氣一步法生產高純二甲醚的工業化生產裝置。
對於兩步法二甲醚工藝技術,無論是氣相法還是液相法,國內技術均已經達到先進、成熟可靠的水平,完全有條件建設大型生產裝置。
由國內開發的合成氣一步氣相法制二甲醚技術基本成熟,並已建成千噸級裝置。但對於建設大型二甲醚裝置,國內技術尚需實踐驗證。
3 結論及建議
二甲醚作為清潔的替代燃料已經得到國內外廣泛的關注,特別是其替代煤氣、LPG和柴油方面所具有的巨大的市場潛力,對我國能源結構的調整、環境保護等方面有著重要的現實意義。
二甲醚工藝技術是國內外工藝技術開發的熱點之一,一步法工藝流程簡單、設備少、投資小、操作費用和生產成本較低,但由於合成反應和分離過程復雜,目前尚未完全工業化。二步法工藝是目前國內外二甲醚生產的主要工藝,產品純度高,工藝成熟,裝置適應性廣,綜合競爭力強,但也有流程較長,設備投資較大的弱點。
目前推廣和應用是二甲醚發展的關鍵,二甲醚作為清潔替代能源需要政府的大力扶持和幫助。建議國家應統籌規劃,在沒有油氣資源而煤炭資源豐富的地區,建設大型二甲醚生產基地。以二甲醚替代煤氣、LPG作為市場推廣的先導,同時大力加強二甲醚替代柴油方面的研究,全面促進二甲醚的生產和使用,預計在不久的將來,二甲醚必將成為我國能源結構中重要的組成部分. 25737希望對你有幫助!
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水污染調查研究報告
水體污染是指大量污染物質排入水體,超過水體的自凈能力使水質惡化,水體及其周圍的生態平衡遭到破壞,對人類健康、生活和生產活動等方面造成損失和威脅的情況。
水污染來源
水體污染的來源主要有工業污染、農業污染和生活污染。
1997年,全國污水排放量約416億噸,其中45%來源於城市生活污水,55%為工業廢水。
工業廢水。工業水污染主要來自造紙業、冶金工業、化學工業以及采礦業等等。而在一些城市和農村水域周圍的農產品加工和食品工業,如釀酒、製革、印染等,也往往是水體中化學需氧量和生物需氧量的主要來源。
城市生活污水。盡管工業廢水的排放量在過去的十年期間逐年下降,而生活污水的總量卻在增加。1997年與1990年相比,城市生活污水排放量整整翻了一番,達到189億噸,而我國城市污水的集中處理率僅為13.6%。全國各地生活污水對當地水體化學需氧量和生物需氧量的影響不盡相同。例如,山東省生活污水占廢水總量的40%,而重慶市生活污水則產生了當地水體中68%的化學耗氧量和85%的生物耗氧量。
農業廢水。除了農產品加工這一間接水污染行業外,作物種植和家畜飼養等農業生產活動對水環境也產生重要影響。最近的研究結果表明氮肥和農葯的大量使用是水污染的重要來源。盡管我國的化肥使用量與國際標准相比並不特別高,但由於大量使用低質化肥以及氮肥與磷肥、鉀肥不成比例的施用,其使用效率較低。特別值得注意的是大量廉價低質的氨肥的使用。這種地方生產的氨肥極易溶解而被沖人水體中造成污染。近年來,殺蟲劑的使用范圍也在擴大,導致物種的損失(鳥類),並造成一些受保護水體的污染。牲畜飼養場排出的廢物也是水體中生物需氧量和大腸桿菌污染的主要來源。肉類製品(包括雞、豬、牛、羊等)在過去的15年中產量急劇增長,隨之而來的是大量的動物糞便直接排入飼養場附近水體。在杭州灣進行一項研究發現,其水體中化學耗氧量的88%來自農業,化肥和糞便中所含的大量營養物是對該水域自然生態平衡以及內陸地表水和地下水質量的最大威脅。
水污染類型
水體污染類型較多,主要有以下幾類。
1. 有機耗氧性污染
生活污水和一部分工業廢水中含有大量的碳水化合物、蛋白質、脂肪和木質素等有機物。這類物質進入水體,在好氧微生物的作用下,多分解為簡單無機物質。在此過程中消耗水體中的大量溶解氧。大量的有機物進入水體,勢必導致水體中溶解氧急劇下降,因而影響魚類和其它水生生物的正常生活。嚴重的還會引起水體發臭,魚類大量死亡。
2. 化學毒物污染
隨著現代工農業生產的發展,每年排入水體的有毒物質越來越多。有毒污染物的種類已達數百種之多,大體可分為四類:(1)非金屬無機毒物(CN、F、S等),(2)重金屬與類金屬無機毒物(Hg、Cd、Cr、Pb、Mn等),(3)易分解有機毒物(揮發酚、醛、苯等),(4)難分解有機毒物(DDT、六六六,、多氯聯苯、多環芳烴、芳香胺等)。
3. 石油污染
隨著石油工業的迅速發展,油類對水體特別是海洋的污染越來越嚴重。目前由人類活動排入海洋的石油每年達幾百萬噸以至幾千萬噸。1991年的海灣戰爭造成的石油污染是至今最大的石油污染。進入海洋的石油在水面形成一層油膜,影響氧氣擴散進入水中,因而對海洋生物的生長產生不良影響。石油污染對幼魚和魚卵危害極大,油膜和油塊粘附在幼魚和魚卵上;使魚卵不能成活或使幼魚死亡。石油使魚蝦類產生石油臭味,降低海產品的食用價值。石油污染破壞優美的海濱,風景,降低了作為療養、旅遊地的使用價值。
4. 放射性污染
水體中放射性物質主要來源於鈾礦開采、選礦、冶煉、核電站及核試驗以及放射性同位素的應用等。從長遠來看,放射性污染是人類所面臨的重大潛在性威脅之一。
5. 富營養化污染
富營養化污染主要是指水流緩慢、更新期長的地表水體,接納大量氮、磷、有機碳等植物營養素引起的藻類等浮游生物急劇增殖的水體污染。自然界湖泊也存在富營養化現象,由貧營養湖→富營養湖→沼澤→乾地,但速率很慢。人為污染所致的富營養化,速率很快。在海洋水面上發生富營養化現象稱為「赤潮」。在陸地水體中發生富營養化現象稱為「水華」。在地下水中發生富營養化現象,稱該地下水為『肥水」。一般認為,總磷和無機氮含量分別在20mg/m3 和300mg/m3以上,就有可能出現水體富營養化過程。不同的研究者對水體富營養化的劃分指標給出不同的值。
6. 致病性微生物污染
致病性微生物包括細菌和病毒。致病性微生物污染大多來自於未經消毒處理的養殖場、肉類加工廠、生物製品廠和醫院排放的污水。
水污染與水質評價指標
水受到污染時,首先要知道受污染的程度,水的分析測定概括起來有化學、物理、生物學性質三個方面,並通過不同的指示定性定量地反映,這些指標稱為水質評價指標。一般地水質評價指標如下:
(1)pH值
在水中pH值的允許范圍一般在6.5~8.5之間。就天然水域而言,其pH值的變化范圍是比較小的。一般認為魚能正常生存的酸鹼度就是pH值的允許范圍。當降雨時,鮭魚在pH為5.5的條件下,就全部死亡。顯然,pH值為5.5時就不是允許范圍了。
(2)濁度和透明度
所謂濁度,就是用來表示水質混濁程度的單位。當1L水中含有1mg直徑為62~74μm的白陶土時,被稱為濁度1度(1°)。使用濁度計的方法通常是把水的吸光度與標准液的吸光度進行比較測定。所謂透明度,在日本是用5號活字印刷成文字,置於被測液的底部,然後通過液層垂直看底部的文字,以剛剛能辨認出文字的水層高度的厘米數來表示。進行了廢水濁度和透明度的測定,水的污濁程度就基本上知道了。
(3)懸浮物(SS)
多數廢水含有不溶解性的懸浮物。所謂懸浮物,也有人稱之為「浮游物」。當溶液混濁時,除含有懸浮物外,也含有微量的溶解物。不過這二者是難以截然分開的。
(4)溶解氧(DO)
當廢水中含有還原性有機物質時,這些還原性物質就和水中的溶解氧起反應,往往引起水中溶解氧不足。所以,當水中有機物多時,溶解氧就少。因此,測定水中的溶解氧就能知道水的污染程度。但是作為河流水質自動監測的方法,則還需要進一步研究並付諸於實踐。系表示污染物質數量的個指標,它是水中的有機物被好氣性微生物分解時所需氧的數量,而氧的量與有機物的量是有一定比例關系的。
(5)化學需氧量(COD)(Chemical-Oxygen-Demand)
COD是表示水中的有機物被氧化分解時,所消耗氧化劑KMnO4(CODMn)或K2Cr2O7(CODcr)氧化有機污染物時所需的氧的當量,這個氧的當量與有機物的量是有一定比例關系的。在我國一般多採用CODMn評價地面水環境和自來水質評價。
(6)生物化學需氧量(BOD)(Biochemical-Oxygen-Demand)
BOD表示水中的有機物在好氧條件下,經微生物分解時,所需的氧的當量,然而,COD及BOD兩個指標,都不能完全反映水中有機物的含量,只有相當於有機物氧化率的60%~70%,況且COD及BOD在不同的條件下所測結果又不一致,但目前這兩種指標仍被採用,在時間上BOD的測定在20℃條件需要5天(BOD5)而COD測定只需2小時就可以了。現在對於BOD、COD的測定又被所謂的TOC、TOD測定器所代替,近來已作為公認的方法普遍採用。
TOC、TOD僅用幾分鍾的時間就可測定出來,而巳還能連續測定。TOC(Total Or-ganic Carbon)為有機碳總量。在測定水中的碳化物時,以鈷(Co)作觸媒,在950℃的條件下燃燒。燃燒時產生的CO2,用非分散型紅外線氣體分析儀測定。其間把無機的碳酸鹽在150℃的低溫條件下燃燒,測出其CO2的數量。從總碳中減去此CO2量後,就為有機碳的測定值。
也可用總需氧量TOD(Total Oxygen Demand)表示,即以白金為觸媒,在900℃的條件下燃燒。此時產生的總氧量,因為包括了一部分亞硝酸氧化時所用去的氧,所得結果不夠准確。
用TOC、TOD法所測定的理論值准確度高,是目前對水質各指標測定中不可缺少的方法。
BOD、COD、TOC、TOD測定值的比較如圖6-14所示。從圖里可以看到BOD、COD的理論值是相當低的,僅為60%~70%。而TOC、TOD的理論值卻能達到90%。ThOC表示理論TOC。
(7)依賴生物指標的方法
僅僅採用如前所述的BOD、COD這兩個指標作為表示水中含有機物的量是不夠的。例如在兩種水內,如果A的BOD高,而B是COD高,在此種情況下比較哪一個已經污染?哪一個沒有污染?是難以分清的。可是,如果知道了棲住在那裡的生物種類,就可判定水質污染的程度了。
日本津田松苗氏搜集整理的多腐性水域特徵的具體內容如表6-5所示。該表把水質分為強腐水性、α-中腐水性、β-中腐水性和貧腐水性四種。按水質污染、惡化程度的順序,以等級表示。
貧腐性的清潔水,在昔日到處都是。而遺憾的是現在不多了。那時從山谷中流出的水,既清潔又潔凈,不加任何處理也是很可口的飲用水。在這種水中,既沒有鯉魚也沒有鯽魚,連細菌和植物性生物也很少。至於原生動物,則更為稀少。
與此相反,在第一污染區——強腐水性水域,不僅BOD多,而且底層的污泥是黑色;不單是細菌的數量多,而且嫌氣性的生物也多;一切腐敗性的毒物,特別是硫化氫(H2S)和氨(NH3)之類的物質全有。在這種環境中,只有抵抗力很強的生物方能適應。在該水域打撈的魚,對人們來說已經成為無用之物了。
水污染現狀
據《中國環境狀況公報》和水利部門報告顯示, 1997年,我國七大水系、湖泊、水庫、部分地區地下水受到不同程度的污染,河流污染比重與1996年相比,枯水期污染河長增加了6.3個百分點,豐水期增加了5.5個百分點,在所評價的5萬多公里河段中,受污染的河道佔42%,其中污染極為嚴重的河道佔12%。 全國七大水系的水質繼續惡化。
長江幹流污染較輕。監測的67.7%的河段為Ⅲ類和優於Ⅲ類水質,無超Ⅴ 類水質的河段。但長江江面垃圾污染較重,這是沿岸城鎮和江上客船亂扔垃圾所致。成堆的垃圾已嚴重妨礙了葛洲壩水電站的正常運行,影響了長江三峽的自然景觀。
黃河面臨污染和斷流的雙重壓力。監測的66.7%的河段為Ⅳ類水質。主要污染指標為氨氮、揮發酚、高錳酸鹽指數和生化需氧量。70年代黃河斷流的年份最長歷時21天,1996年為133天,1997年長達226天。
珠江幹流污染較輕。監測的62.5%的河段為Ⅲ類和優於Ⅲ類水質,29.2%的河段為Ⅳ類水質,其餘河段為Ⅴ類和超Ⅴ類水質,主要污染指標為氨氮、高錳酸鹽指數和總汞。
淮河於流水質有所好轉,尤其是往年高污染河段的狀況改善明顯。幹流水質以Ⅲ、Ⅳ類為主,支流污染仍然嚴重,一級支流有52%的河段為超Ⅴ類水質,二、三級支流有71%的河段為超Ⅴ類水質,主要污染指標為非離於氨和高猛酸鹽指數。
海灤河水系污染嚴重,總體水質較差。監測的50%的河段為Ⅴ類和超Ⅴ類水質。主要污染指標為高錳酸鹽指數、氨氮和生化需氧量。
大遼河水系總體水質較差,污染嚴重。監測的50%的河段為超Ⅴ類水質。主要污染指標為氨氮、總汞、揮發酚、生化需氧量和高錳酸鹽指數。
松花江水質與往年相比有所改善。監測的70.6%的河段為Ⅳ類水質。主要污染指標為高錳酸鹽指數、揮發酚和生化需氧量。
大淡水湖泊和城市湖泊均為中度污染,水庫污染相對較輕。與1996年相比,1997年巢湖和滇池污染程度有所加重,太湖有所減輕。主要大淡水湖泊的污染程度次序為:滇他最重,其次是巢湖(西半湖)、南四湖、洪澤湖、太湖、洞庭湖、鏡泊湖、博斯騰湖、興凱湖和洱海。湖泊水庫突出的環境問題是嚴重富營養化和耗氧有機物增加。大淡水湖泊和城市湖泊的主要污染指標為總氮、總磷、高猛酸鹽指數和生化需氧量。大型水庫主要污染指標為總磷、總氮和揮發酚。部分湖庫存在汞污染。個別水庫出現砷污染。
水污染治理
1. 水體自凈
水體中污染物濃度自然逐漸降低的現象稱為水體自凈。水體自凈機制有三種。
(1)物理凈化:物理凈化是由於水體的稀釋、混合、擴散、沉積、沖刷、再懸浮等作用而使污染物濃度降低的過程
(2)化學凈化:化學凈化是由於化學吸附、化學沉澱、氧化還原、水解等過程而使污染物濃度降低。
3)生物凈化:生物凈化是由於水生生物特別是微生物的降解作用使污染物濃度降低。
水體自凈的三種機制往往是同時發生,並相互交織在一起。哪一方面起主導作用取決於污染物性質和水體的水文學和生物學特徵。水體污染惡化過程和水體自凈過程是同時產生和存在的。但在某一水體的部分區域或一定的時間內,這兩種過程總有一種過程是相對主要的過程。它決定著水體污染的總特徵。這兩種過程的主次地位在一定的條件下可相互轉化。如距污水排放口近的水域,往往總是表現為污染惡化過程,形成嚴重污染區。在下游水域,則以污染凈化過程為主,形成輕度污染區,再向下游最後恢復到原來水體質量狀態。所以,當污染物排入清潔水體之後,水體一般呈現出三個不同水質區:即水質惡化區,水質恢復區和水質清潔區。
2. 水污染治理辦法
為加強水資源保護,防止對水資源的破壞、浪費和嚴重污染,應有適當的對策。
1、增加水資源收費范圍,提高收費價格
水資源費的收繳不能僅限於地下水,對一切地表水如河流、湖泊、水庫等均應該是水資源費的收繳范圍,使全社會樹立起珍惜寶貴的水資源觀念。過低的水費價格給人以水資源廉價的錯誤感覺,廉價用水淡化了人們的節水意識,間接地鼓勵了浪費。水資源是一個國家經濟可持續發展的重要保證,保護水資源的重點是節約用水,只有利用高價格的杠桿作用完全可以達到節約用水的目的。水費的價格應包括水資源費、水資源補償費、水處理成本、輸送費、稅費、污水處理費、超量水費等。
2、提高水污染排污費的收繳額度,使排污費遠遠地高於水資源恢復治理的費用
當前,我國排污費定位太低,遠遠低於水資源補償費用,這種欠量收費辦法難以體現國家用經濟手段處罰水資源破壞和污染行為,難以實現有效的水資源保護。因此,全面提高排污收費指標,向等量甚至高於水資源恢復治理費靠攏,採取「嚴進嚴出」的措施,就能徹底規范污染者的行為,企業就會從維護自身利益出發,努力做好水污染的治理,加強水資源的保護。
3、大力提高水資源的利用率和重復利用率
我國水資源利用率不足50%,重復利用率為20%左右,低效的水資源利用,加劇了水資源的供需矛盾和嚴重浪費局面。只有施行較高的水資源價格,高額的水污染排污費,就會有效地促使企業採取措施,改直流冷卻為循環冷卻,改漫罐為噴罐或滴罐,採用先進的節水技術和生產工藝,研究污水的治理和重復利用,降低生產成本,進而實現企業的經濟效益和社會的環境效益雙統一。
4、加強對地下水資源污染和破壞的處罰力度
伴隨煤炭、石油等地下礦藏資源開採的同時,也抽排了大量的地下水資源,就黑龍江省雙鴨山礦山區而言,平均每開采1噸原煤,抽排近6m3的地下水資源,這些地下水初始流出時並未受到污染,但在流經井筒採掘作業現場時,被人為污染,這些礦井地下水只有少量被利用,絕大部分是白白地排放掉了,造成近4000萬m3地下水損失。有此可見,地下生產作業對地下水資源有重大的污染和破壞行為,對這種污染和破壞行為,應收取地下水資源費、水資源補償費、排污費,並嚴格要求較高的水利用率,採取有效措施和技術,減輕地下水資源的污染和破壞,嚴禁超量抽排地下水資源,違者予以重罰,避免造成區域性地下水資源的枯竭。
5、研究解決污水的資源化利用
污水資源化利用是解決用水緊張的一個有效途徑,並產生較高的經濟效益,實現較好的環境效益。就拿全國煤炭產量12億噸計算,大約抽排50億m3的受污染的礦井地下水,如若全部凈化成飲用水,可產生50億元的毛利潤,完全可稱補全煤炭行業的虧損指標。另外,利用礦井水做選煤用水、水產養殖、農田灌溉、地下回灌等。
6、廢水不廢
為糾正以往把廢水當作廢物的錯誤觀念,應該把廢水稱作污水比較妥當,藉以提高人們對污水也是資源的認識,提高污水資源的有效利用率。
我們的想法:
以前對水污染的認識不是很深,甚至有些片面,雖然口口聲聲揮著保護水資源的大旗,但日常生活中的做法卻常常是大相徑庭。在做研究性課題的過程中,我們自己也在時時刻刻受著鞭笞,為自己平時某些不理智行為感到懊悔。其實保護水資源沒有想像的那麼遙遠,可以從身邊的小事做起,如用洗臉水澆花,拖地等。我想,通過這次研究性學習,更多是讓我們自己受到了教育,思想上有了一定的提高,也希望通過這次的研究成果,讓更多的人了解保護水資源的重要性。
我們的口號:
一粒沙里一個世界,一朵花里一個天堂,一滴水裡也有無盡的幻想。。。
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