❶ 废水处理厂经常进行的是什么性质的商事活动
LZ好,甲醚
【中文名称】甲醚;二甲醚;氧代双甲烷
【英文名称】dimethyl ether;methoxymethane
【CAS 登录号】115-10-6
【结构或分子式】
CH3-O-CH3
所有C、O原子均以sp3杂化轨道形成σ键。
【相对分子量或原子量】46.07
【分子式】C2H6O
【密度】相对密度1.617(空气=1)
【熔点(℃)】-138.5
【沸点(℃)】-24.5
【闪点(℃)】-41.4
【蒸气压(Pa)】663(-101.53℃);8119(-70.7℃);21905(-55℃)
【性状】
无色可燃性气体或压缩液体,有乙醚气味。
【溶解情况】
溶于水和乙醇。
【用途】
用作溶剂、冷冻剂等。
【制备或来源】
由甲醇脱水而得,也可由原甲酸在三氯化铁的催化下分解而得。
【其他】
临界温度128.8℃。临界压力5.32兆帕。凝固点-138.5℃。液体密度0.661
第三部分:危险性概述 -
危险性类别:
侵入途径:
健康危害: 对中枢神经系统有抑制作用,麻醉作用弱。吸入后可引起麻醉、窒息感。对皮肤有刺激性。
环境危害:
燃爆危险: 本品易燃,具刺激性。
第四部分:急救措施 -
皮肤接触:
眼睛接触:
吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:
第五部分:消防措施 -
危险特性: 易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
有害燃烧产物: 一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法: 切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
第六部分:泄漏应急处理 -
应急处理: 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
第七部分:操作处置与储存 -
操作注意事项: 密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴防化学品手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、酸类、卤素分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
第八部分:接触控制/个体防护 -
职业接触限值
中国MAC(mg/m3): 未制定标准
前苏联MAC(mg/m3): 未制定标准
TLVTN: 未制定标准
TLVWN: 未制定标准
监测方法:
工程控制: 生产过程密闭,全面通风。
呼吸系统防护: 空气中浓度超标时,建议佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护: 戴化学安全防护眼镜。
身体防护: 穿防静电工作服。
手防护: 戴防化学品手套。
其他防护: 工作现场严禁吸烟。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
第九部分:理化特性 -
主要成分: 纯品
外观与性状: 无色气体,有醚类特有的气味。
pH:
熔点(℃): -141.5
沸点(℃): -23.7
相对密度(水=1): 0.66
相对蒸气密度(空气=1): 1.62
饱和蒸气压(kPa): 533.2(20℃)
燃烧热(kJ/mol): 1453
临界温度(℃): 127
临界压力(MPa): 5.33
辛醇/水分配系数的对数值: 无资料
闪点(℃): 无意义
引燃温度(℃): 350
爆炸上限%(V/V): 27.0
爆炸下限%(V/V): 3.4
溶解性: 溶于水、醇、乙醚。
主要用途: 用作致冷剂、溶剂、萃取剂、聚合物的催化剂和稳定剂。
其它理化性质:
第十部分:稳定性和反应活性 -
稳定性:
禁配物: 强氧化剂、强酸、卤素。
避免接触的条件:
聚合危害:
分解产物:
第十一部分:毒理学资料 -
急性毒性: LD50:无资料
LC50:308000 mg/m3(大鼠吸入)
亚急性和慢性毒性:
刺激性:
致敏性:
致突变性:
致畸性:
致癌性:
第十二部分:生态学资料 -
生态毒理毒性:
生物降解性:
非生物降解性:
生物富集或生物积累性:
其它有害作用: 无资料。
第十三部分:废弃处置 -
废弃物性质:
废弃处置方法: 处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。
废弃注意事项:
第十四部分:运输信息 -
危险货物编号: 21040
UN编号: 1033
包装标志:
包装类别: O52
包装方法: 钢质气瓶;磨砂口玻璃瓶或螺纹口玻璃瓶外普通木箱;安瓿瓶外普通木箱。
运输注意事项: 采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶,禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。
第十五部分:法规信息 -
法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.1 类易燃气体。
第十六部分:其他信息 -
参考文献:
填表部门:
数据审核单位:
修改说明:
其他信息:
【补充】
二甲醚又称甲醚,简称DME,在常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。相对密度(20℃)0.666,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5MPa,与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃,在燃烧时火焰略带光亮,燃烧热(气态)为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀、无致癌性,但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物,但与用作麻醉剂的乙醚不一样,毒性极低;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
二甲醚作为一种新兴的基本化工原料,由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂,减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性,使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料,可以明显降低甲醛生产成本,在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性,预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气,可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料,与甲醇燃料汽车相比,不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。
二甲醚还可以替代柴油作为燃料,目前需要解决的问题主要有二甲醚对塑料物质的腐蚀和柴油发动机油路的改装。
目前二甲醚(DME)的主要用途是用作抛射剂、制冷剂和发泡剂。其次是用作化工原料,生产多种有机化学品。如硫酸二甲酯、烷基卤化物、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。
二甲醚易压缩、易贮存、燃烧效率高、污染低,可替代煤气、LPG作民用燃料。同时,二甲醚具有较高的十六烷值,可直接用作汽车燃料替代柴油。二甲醚作为清洁燃料方面的发展前景潜力巨大,已经得到了国内外的广泛关注。
1 国内外市场分析
1.1 国外市场分析
目前世界上二甲醚的生产主要集中在美、德、荷兰和日本等国,2002年世界(不包括中国,下同)总生产能力为20.8万吨/年,产量为15万吨,开工率为72%。国外二甲醚的主要生产厂家有美国Dopnt公司、荷兰AKZO公司、德国DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等,其中德国DEA公司的生产能力最大,生产能力为6.5万吨/年。
世界二甲醚的主要生产厂家
序号 厂家名称 生产能力(万吨/年)
1 Dopnt (美国) 3.0
2 DEA (德国) 6.5
3 United Rhine Lignite Fuel (德国) 3.0
4 AKZO (荷兰) 3.0
5 Sumitomo (日本) 1.0
6 DEA(澳大利亚) 1.0
7 Mitsui toatsu (日本) 0.5
8 Kang Sheng (日本) 1.8
9 NKK (日本) 1.0
合计 20.8
由于二甲醚的市场需求潜力十分巨大,在世界范围内,二甲醚的建设已经成为热点,一些大型二甲醚装置已在筹建之中。
二甲醚开发公司(由道达尔菲纳埃尔夫公司和日本8家公司组成的财团)计划建设能力为2500吨/天的商业化二甲醚装置。日本东洋工程公司完成了在中东建设单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性验证,预计该装置可望于2005-2006年建成。BP公司、印度天然气管理局、印度石油公司将投资6亿美元建设180万吨/年商业化二甲醚生产厂,用以替代石脑油、柴油和LPG,建设工作已于2002年开始,定于2004年投产。日本财团(三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)组成的合资公司将在澳大利亚建设140-240万吨/年的大规模二甲醚装置,定于2006年投产。
目前二甲醚的主要消费领域是作溶剂和气雾剂的推动剂,其它方面的消费不多。2002年全世界二甲醚的消费量为15万吨/年,预计到2005年需求量在20万吨/年左右。
二甲醚是一种性能优良、安全清洁的化工产品,发展前景被普遍看好。更为重要的是,作为一种新型、清洁的民用和车用燃料,被看作是柴油或LPG/CNG的优秀替代品,其作为燃料的市场需求增长将会是非常惊人的。
2000年全世界有400万辆LPG汽车、400万辆乙醇汽车、1百万辆CNG汽车,还有部分甲醇汽车。以美国为例,2000年美国使用替代燃料的汽车为42万辆,预计,到2005年美国使用代用燃料(LPG和CNG)的汽车将达到110万辆,2010年为330万辆,2015年达到550万辆。
目前美国替代燃料的消费量折合为当量汽油的话大约为100万吨(352×106加仑当量汽油),约占当年全部燃料消费量的0.2%。如果美国代用燃料的比例提高到5%的话,其需求量将达到2500万吨,可见代用燃料的市场前景是相当可观的。
亚洲地区是世界上柴油消费增长最快的地区,据国外研究机构预测,二甲醚作为替代燃料,2005年亚洲地区的年需求量达3000万吨。可见,由于二甲醚具有其它代用燃料不可比拟的优势,将会成为柴油的主要替代燃料,具有难以估量的市场前景。
1.2 国内市场分析
近年来,我国二甲醚的生产发展迅速,目前共有十几家生产企业,2002年总生产能力为3.18万吨/年,产量约为2万吨左右,开工率较低,约为63%。
我国二甲醚主要生产厂家及能力(单位:吨/年)
序号 厂家名称 生产能力
1 江苏吴县合成化工厂 2000
2 广东中山凯达精细化工有限公司 5000
3 成都华阳威远天然气化工厂 2000
4 上海石油化工研究院 800
5 江苏昆山 1000
6 陕西新型燃料燃具公司 5000
7 安徽省蒙城县化肥厂 2500
8 浙江诸暨新亚化工公司 1000
9 广东江门氮肥厂 2500
10 浙江义乌光阳化工实业有限公司 2500
11 上海申威气雾公司 1000
12
山东久泰化工科技股份有限公司 5000
13 湖北田力实业股份有限公司 1500
合计 31800
近年来国内二甲醚的建设已经形成热潮,有数家公司拟通过合资合作等方式引进技术建设大型二甲醚生产装置。
主要在建或拟建项目如下:
2001年4月份陕西新型燃料燃具有限公司与美国兆运资源有限公司签订联合开发“煤基一步法合成20万吨/年二甲醚超洁净燃料”工程协议书,工程总投资20.3亿元,美方投资90%。
宁夏83万吨/年煤基二甲醚项目,计划投资47.8亿元,计划利用国外资金,已与加拿大麦耐特联合公司签订了合作协议书,并依托美国空气动力公司的技术。
四川泸州天然气股份有限公司采用两步法工艺已经建成1万吨/年二甲醚装置,第二套10万吨/年二甲醚装置,也已经开工建设。
山东临沂鲁明化工有限公司正在建设3万吨/年二甲醚装置,采用自主开发的液相两步法工艺技术。
山东华星集团年产3万吨/年二甲醚项目于2004年8月开始动工,该装置采用两步法工艺。
山东兖州矿业集团公司计划建设60万吨二甲醚装置,拟引进国外一步法二甲醚工艺技术。
另外,国内还有很多地方提出建设二甲醚装置,如:西南石油天然气管理局、新疆、黑龙江双鸭山、大庆油田、陕西、兰州、安徽等。
国内二甲醚的主要用途是作为气溶胶、气雾剂和喷雾涂料的推动剂,每年消耗二甲醚 1.8万吨。由于我国气雾剂行业的发展较快,预计到2005年需二甲醚约3万吨,2010年为4万吨左右。另外我国二甲醚用于合成硫酸二甲酯等多种化工产品的消费量约为1.1万吨。
由于二甲醚的性质与液化气相近,易贮存、易压缩,因而可替代天然气、煤气、LPG作民用燃料。2002年我国LPG的表观消费量为1620万吨,同时中国自1990年开始大量进口LPG,2002年LPG进口量为626万吨。如果二甲醚的价格合适,假设二甲醚替代进口的LPG,以目前的进口量计算,需要燃料级二甲醚约1000万吨。随着人民生活水平的不断提高,对民用燃料的需求量将会有较大的增长,特别是对天然气、二甲醚、LPG等清洁能源的需求一定会有很大的增长,因此,二甲醚作为民用燃料的发展前景十分光明。
由于二甲醚具有优良的燃料性能,方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即为液体易贮存,作为车用柴油的替代燃料,有液化汽、天然气、甲醇、乙醇等不可比拟的综合优势。
2002年我国柴油的消费量为7662万吨,柴油消费的增长很快,预计2005年消费量将达到8290万吨左右,2010年将达约10100万吨。二甲醚作为良好的柴油替代燃料,按其对柴油的替代率为5%计算,2005年约需二甲醚约553万吨左右,2010年需674万吨左右。
综上所述,预计2005年我国二甲醚作为气雾剂和化工等方面的需求量将达到的需求量约为5-6万吨。二甲醚作为代用燃料方面的消费主要取决于二甲醚的供应,如果二甲醚的价格降到能与柴油或LPG相竞争的水平,相信二甲醚作为燃料的消费增长速度会很快,市场规模也是相当惊人的。
2 工艺技术分析
二甲醚的生产方法有一步法和二步法。一步法是指由原料气一次合成二甲醚,二步法是由合成气合成甲醇,然后再脱水制取二甲醚。
● 一步法
该法是由天然气转化或煤气化生成合成气后,合成气进入合成反应器内,在反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应过程和变换反应,产物为甲醇与二甲醚的混合物,混合物经蒸馏装置分离得二甲醚,未反应的甲醇返回合成反应器。
一步法多采用双功能催化剂,该催化剂一般由2类催化剂物理混合而成,其中一类为合成甲醇催化剂,如Cu-Zn-Al(O)基催化剂,BASFS3-85和ICI-512等;另一类为甲醇脱水催化剂,如氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
● 二步法
该法是分两步进行的,即先由合成气合成甲醇,甲醇在固体催化剂下脱水制二甲醚。国内外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。反应温度控制在280~340℃,压力为0.5-0.8MPa。甲醇的单程转化率在70-85%之间,二甲醚的选择性大于98%。
一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程,与两步法相比,其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低,从而使二甲醚生产成本得到降低,经济效益得到提高。因此,一步法合成二甲醚是国内外开发的热点。国外开发的有代表性的一步法工艺有:丹麦Topsφe工艺、美国Air Procts工艺和日本NKK工艺。
二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺,该法以精甲醇为原料,脱水反应副产物少,二甲醚纯度达99.9%,工艺成熟,装置适应性广,后处理简单,可直接建在甲醇生产厂,也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺,流程较长,因而设备投资较大。但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术,说明两步法有较强的综合竞争力。
2.1 国外主要工艺技术
(1)Topsφe工艺
Topsφe的合成气一步法工艺是专门针对天然气原料开发的一项新技术。该工艺造气部分选用的是自热式转化器(ATR)。自热式转化器由加有耐火衬里的高压反应器、燃烧室和催化剂床层三部分组成。
二甲醚合成采用内置级间冷却的多级绝热反应器以获得高的CO和CO2转化率。催化剂用甲醇合成和脱水制二甲醚的混合双功能催化剂。
二甲醚的合成采用球形反应器,单套产能可达到7200吨/天二甲醚。Topsφe工艺选择的操作条件为4.2MPa和240~290℃。
目前,该工艺还未建商业装置。1995年,Topsφe在丹麦哥本哈根建了一套50kg/d的中试装置,用于对工艺性能进行测试。
(2)Air procts的液相二甲醚(LPDMETM)新工艺
在美国能源部的资助下,作为洁净煤和替代燃料技术开发计划的一部分,Air procts公司开发成功了液相二甲醚新工艺,简记作LPDMETM。
LPDMETM工艺的主要优势是放弃了传统的气相固定床反应器而使用了浆液鼓泡塔反应器。催化剂颗粒呈细粉状,用惰性矿物油与其形成浆液。高压合成气原料从塔底喷入、鼓泡,固体催化剂颗粒与气体进料达到充分混合。使用矿物油使混合更充分、等温操作、易于温度控制。
二甲醚合成反应器采用内置式冷却管取热,同时生产蒸汽。浆相反应器催化剂装卸容易,无须停工进行。而且,由于是等温操作,反应器不存在热点问题,催化剂失活速率大大降低了。
典型的反应器操作参数为:压力2.76~10.34MPa,推荐5.17MPa;温度200~350℃,推荐250℃。催化剂量为矿物油质量的5%~60%,最好在5%~25%之间。该工艺用富CO的煤基合成气比天然气合成气更具优势。但以天然气为原料也可获得较高收率。 Air procts公司已在15吨/天的中试工厂对该工艺进行了测试,结果令人满意,但还没有建设商业化规模的大型装置。
(3)日本NKK公司的液相一步法新工艺
除Air procts公司外,日本NKK公司也开发了用浆相反应器由合成气一步合成二甲醚的新工艺。
原料可选用天然气、煤、LPG等。工艺的第一步首先是造气,合成气经冷却、压缩到5~7MPa,进入CO2吸收塔脱除CO2。脱碳后的原料合成气用活性炭吸附塔脱除硫化物后换热至200℃进入反应器底部。合成气在反应器内的催化剂与矿物油组成的淤浆中鼓泡,生成二甲醚、甲醇和CO2。出反应器产物冷却、分馏,将其分割为二甲醚、甲醇和水。未反应的合成气循环回反应器。经分馏,从塔顶可得到高度纯净的二甲醚产品(95%~99%),从塔底则可得到甲醇、二甲醚和水组成的粗产品。采用NKK技术已在新潟建成1万吨/年合成气一步法生产二甲醚的半工业化装置。
2.2 国内工艺技术及科研情况
我国90年代前后开始气相甲醇法(两步法)生产二甲醚工艺技术及催化剂的开发,很快建立起了工业生产装置。近年来,随着二甲醚建设热潮的兴起,我国两步法二甲醚工艺技术有了进一步的发展,工艺技术已接近或达到国外先进水平。
山东久泰化工科技股份有限公司(原临沂鲁明化工有限公司)开发成功了具有自主知识产权的液相法复合酸脱水催化生产二甲醚工艺,已经建成了5000吨/年生产装置,经一年多的生产实践证明,该技术成熟可靠。该公司的第二套3万吨/年装置也将投产。
山东久泰二甲醚工艺技术已经通过了山东省科技厅组织的鉴定,被认定为已达国际水平。特别是液相法复合酸脱水催化剂的研制和冷凝分离技术,针对性地克服了一步法合成和气相脱水中提纯成本高、投资大的缺点,使反应和脱水能够连续进行,减少了设备腐蚀和设备投资,总回收率达到99.5%以上,产品纯度不小于99.9%,生产成本也较气相法有较大的降低。
2003年8月由泸天化与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万吨级生产装置试车成功。该装置工艺流程合理,操作条件优化,具有产品纯度高、物耗低、能耗低的特点,在工艺水平、产品质量和设备硬件自动化操作等方面均处于国内先进水平。
近年来,我国在合成气一步法制二甲醚方面的技术开发也很积极,而且一些科研院所和大学都取得了较大进展。
兰化研究院、兰化化肥厂与兰州化物所共同开展了合成气法制二甲醚的5mL小试研究,重点进行工艺过程研究、催化剂制备及其活性、寿命的考察。试验取得良好结果:CO转化率>85%;选择性>99%。两次长周期(500h、1000h)试验表明:研制的催化剂在工业原料合成气中有良好的稳定性;二甲醚对有机物的选择性>97%;CO转化率>75%;二甲醚产品纯度>99.5%;二甲醚总收率为98.45%。
中科院大连化物所采用复合催化剂体系对合成气直接制二甲醚进行了系统研究,筛选出SD219-Ⅰ、SD219-Ⅱ及SD219-Ⅲ型催化剂,均表现出较佳的催化性能,CO转化率达到90%,生成的二甲醚在含氧有机物中的选择性接近100%。
清华大学也进行了一步法二甲醚研究,在浆态床反应器上,采用LP+Al2O3双功能催化剂,在260-290℃,4-6MPa的条件下,CO单程转化率达到55%~65%,二甲醚的选择性为90-94%。
目前,国内的浙江大学、山西煤化所、西南化工研究院、华东理工大学等单位也都致力于合成气一步法制二甲醚的研究工作。
杭州大学采用自制的二甲醚催化剂,利用合成氨厂现有的半水煤气,在一定反应温度、压力和空速下一步气相合成二甲醚。CO单程转化率达到60%~83%,选择性达95%。该技术现巳在湖北田力公司建成了年产1500吨二甲醚的工业化装置。该装置既可生产醇醚燃料,又可生产99.9%以上的高纯二甲醚,CO转化率70%-80%。这是国内第一套直接由合成气一步法生产高纯二甲醚的工业化生产装置。
对于两步法二甲醚工艺技术,无论是气相法还是液相法,国内技术均已经达到先进、成熟可靠的水平,完全有条件建设大型生产装置。
由国内开发的合成气一步气相法制二甲醚技术基本成熟,并已建成千吨级装置。但对于建设大型二甲醚装置,国内技术尚需实践验证。
3 结论及建议
二甲醚作为清洁的替代燃料已经得到国内外广泛的关注,特别是其替代煤气、LPG和柴油方面所具有的巨大的市场潜力,对我国能源结构的调整、环境保护等方面有着重要的现实意义。
二甲醚工艺技术是国内外工艺技术开发的热点之一,一步法工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用和生产成本较低,但由于合成反应和分离过程复杂,目前尚未完全工业化。二步法工艺是目前国内外二甲醚生产的主要工艺,产品纯度高,工艺成熟,装置适应性广,综合竞争力强,但也有流程较长,设备投资较大的弱点。
目前推广和应用是二甲醚发展的关键,二甲醚作为清洁替代能源需要政府的大力扶持和帮助。建议国家应统筹规划,在没有油气资源而煤炭资源丰富的地区,建设大型二甲醚生产基地。以二甲醚替代煤气、LPG作为市场推广的先导,同时大力加强二甲醚替代柴油方面的研究,全面促进二甲醚的生产和使用,预计在不久的将来,二甲醚必将成为我国能源结构中重要的组成部分. 25737希望对你有帮助!
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水污染调查研究报告
水体污染是指大量污染物质排入水体,超过水体的自净能力使水质恶化,水体及其周围的生态平衡遭到破坏,对人类健康、生活和生产活动等方面造成损失和威胁的情况。
水污染来源
水体污染的来源主要有工业污染、农业污染和生活污染。
1997年,全国污水排放量约416亿吨,其中45%来源于城市生活污水,55%为工业废水。
工业废水。工业水污染主要来自造纸业、冶金工业、化学工业以及采矿业等等。而在一些城市和农村水域周围的农产品加工和食品工业,如酿酒、制革、印染等,也往往是水体中化学需氧量和生物需氧量的主要来源。
城市生活污水。尽管工业废水的排放量在过去的十年期间逐年下降,而生活污水的总量却在增加。1997年与1990年相比,城市生活污水排放量整整翻了一番,达到189亿吨,而我国城市污水的集中处理率仅为13.6%。全国各地生活污水对当地水体化学需氧量和生物需氧量的影响不尽相同。例如,山东省生活污水占废水总量的40%,而重庆市生活污水则产生了当地水体中68%的化学耗氧量和85%的生物耗氧量。
农业废水。除了农产品加工这一间接水污染行业外,作物种植和家畜饲养等农业生产活动对水环境也产生重要影响。最近的研究结果表明氮肥和农药的大量使用是水污染的重要来源。尽管我国的化肥使用量与国际标准相比并不特别高,但由于大量使用低质化肥以及氮肥与磷肥、钾肥不成比例的施用,其使用效率较低。特别值得注意的是大量廉价低质的氨肥的使用。这种地方生产的氨肥极易溶解而被冲人水体中造成污染。近年来,杀虫剂的使用范围也在扩大,导致物种的损失(鸟类),并造成一些受保护水体的污染。牲畜饲养场排出的废物也是水体中生物需氧量和大肠杆菌污染的主要来源。肉类制品(包括鸡、猪、牛、羊等)在过去的15年中产量急剧增长,随之而来的是大量的动物粪便直接排入饲养场附近水体。在杭州湾进行一项研究发现,其水体中化学耗氧量的88%来自农业,化肥和粪便中所含的大量营养物是对该水域自然生态平衡以及内陆地表水和地下水质量的最大威胁。
水污染类型
水体污染类型较多,主要有以下几类。
1. 有机耗氧性污染
生活污水和一部分工业废水中含有大量的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等有机物。这类物质进入水体,在好氧微生物的作用下,多分解为简单无机物质。在此过程中消耗水体中的大量溶解氧。大量的有机物进入水体,势必导致水体中溶解氧急剧下降,因而影响鱼类和其它水生生物的正常生活。严重的还会引起水体发臭,鱼类大量死亡。
2. 化学毒物污染
随着现代工农业生产的发展,每年排入水体的有毒物质越来越多。有毒污染物的种类已达数百种之多,大体可分为四类:(1)非金属无机毒物(CN、F、S等),(2)重金属与类金属无机毒物(Hg、Cd、Cr、Pb、Mn等),(3)易分解有机毒物(挥发酚、醛、苯等),(4)难分解有机毒物(DDT、六六六,、多氯联苯、多环芳烃、芳香胺等)。
3. 石油污染
随着石油工业的迅速发展,油类对水体特别是海洋的污染越来越严重。目前由人类活动排入海洋的石油每年达几百万吨以至几千万吨。1991年的海湾战争造成的石油污染是至今最大的石油污染。进入海洋的石油在水面形成一层油膜,影响氧气扩散进入水中,因而对海洋生物的生长产生不良影响。石油污染对幼鱼和鱼卵危害极大,油膜和油块粘附在幼鱼和鱼卵上;使鱼卵不能成活或使幼鱼死亡。石油使鱼虾类产生石油臭味,降低海产品的食用价值。石油污染破坏优美的海滨,风景,降低了作为疗养、旅游地的使用价值。
4. 放射性污染
水体中放射性物质主要来源于铀矿开采、选矿、冶炼、核电站及核试验以及放射性同位素的应用等。从长远来看,放射性污染是人类所面临的重大潜在性威胁之一。
5. 富营养化污染
富营养化污染主要是指水流缓慢、更新期长的地表水体,接纳大量氮、磷、有机碳等植物营养素引起的藻类等浮游生物急剧增殖的水体污染。自然界湖泊也存在富营养化现象,由贫营养湖→富营养湖→沼泽→干地,但速率很慢。人为污染所致的富营养化,速率很快。在海洋水面上发生富营养化现象称为“赤潮”。在陆地水体中发生富营养化现象称为“水华”。在地下水中发生富营养化现象,称该地下水为‘肥水”。一般认为,总磷和无机氮含量分别在20mg/m3 和300mg/m3以上,就有可能出现水体富营养化过程。不同的研究者对水体富营养化的划分指标给出不同的值。
6. 致病性微生物污染
致病性微生物包括细菌和病毒。致病性微生物污染大多来自于未经消毒处理的养殖场、肉类加工厂、生物制品厂和医院排放的污水。
水污染与水质评价指标
水受到污染时,首先要知道受污染的程度,水的分析测定概括起来有化学、物理、生物学性质三个方面,并通过不同的指示定性定量地反映,这些指标称为水质评价指标。一般地水质评价指标如下:
(1)pH值
在水中pH值的允许范围一般在6.5~8.5之间。就天然水域而言,其pH值的变化范围是比较小的。一般认为鱼能正常生存的酸碱度就是pH值的允许范围。当降雨时,鲑鱼在pH为5.5的条件下,就全部死亡。显然,pH值为5.5时就不是允许范围了。
(2)浊度和透明度
所谓浊度,就是用来表示水质混浊程度的单位。当1L水中含有1mg直径为62~74μm的白陶土时,被称为浊度1度(1°)。使用浊度计的方法通常是把水的吸光度与标准液的吸光度进行比较测定。所谓透明度,在日本是用5号活字印刷成文字,置于被测液的底部,然后通过液层垂直看底部的文字,以刚刚能辨认出文字的水层高度的厘米数来表示。进行了废水浊度和透明度的测定,水的污浊程度就基本上知道了。
(3)悬浮物(SS)
多数废水含有不溶解性的悬浮物。所谓悬浮物,也有人称之为“浮游物”。当溶液混浊时,除含有悬浮物外,也含有微量的溶解物。不过这二者是难以截然分开的。
(4)溶解氧(DO)
当废水中含有还原性有机物质时,这些还原性物质就和水中的溶解氧起反应,往往引起水中溶解氧不足。所以,当水中有机物多时,溶解氧就少。因此,测定水中的溶解氧就能知道水的污染程度。但是作为河流水质自动监测的方法,则还需要进一步研究并付诸于实践。系表示污染物质数量的个指标,它是水中的有机物被好气性微生物分解时所需氧的数量,而氧的量与有机物的量是有一定比例关系的。
(5)化学需氧量(COD)(Chemical-Oxygen-Demand)
COD是表示水中的有机物被氧化分解时,所消耗氧化剂KMnO4(CODMn)或K2Cr2O7(CODcr)氧化有机污染物时所需的氧的当量,这个氧的当量与有机物的量是有一定比例关系的。在我国一般多采用CODMn评价地面水环境和自来水质评价。
(6)生物化学需氧量(BOD)(Biochemical-Oxygen-Demand)
BOD表示水中的有机物在好氧条件下,经微生物分解时,所需的氧的当量,然而,COD及BOD两个指标,都不能完全反映水中有机物的含量,只有相当于有机物氧化率的60%~70%,况且COD及BOD在不同的条件下所测结果又不一致,但目前这两种指标仍被采用,在时间上BOD的测定在20℃条件需要5天(BOD5)而COD测定只需2小时就可以了。现在对于BOD、COD的测定又被所谓的TOC、TOD测定器所代替,近来已作为公认的方法普遍采用。
TOC、TOD仅用几分钟的时间就可测定出来,而巳还能连续测定。TOC(Total Or-ganic Carbon)为有机碳总量。在测定水中的碳化物时,以钴(Co)作触媒,在950℃的条件下燃烧。燃烧时产生的CO2,用非分散型红外线气体分析仪测定。其间把无机的碳酸盐在150℃的低温条件下燃烧,测出其CO2的数量。从总碳中减去此CO2量后,就为有机碳的测定值。
也可用总需氧量TOD(Total Oxygen Demand)表示,即以白金为触媒,在900℃的条件下燃烧。此时产生的总氧量,因为包括了一部分亚硝酸氧化时所用去的氧,所得结果不够准确。
用TOC、TOD法所测定的理论值准确度高,是目前对水质各指标测定中不可缺少的方法。
BOD、COD、TOC、TOD测定值的比较如图6-14所示。从图里可以看到BOD、COD的理论值是相当低的,仅为60%~70%。而TOC、TOD的理论值却能达到90%。ThOC表示理论TOC。
(7)依赖生物指标的方法
仅仅采用如前所述的BOD、COD这两个指标作为表示水中含有机物的量是不够的。例如在两种水内,如果A的BOD高,而B是COD高,在此种情况下比较哪一个已经污染?哪一个没有污染?是难以分清的。可是,如果知道了栖住在那里的生物种类,就可判定水质污染的程度了。
日本津田松苗氏搜集整理的多腐性水域特征的具体内容如表6-5所示。该表把水质分为强腐水性、α-中腐水性、β-中腐水性和贫腐水性四种。按水质污染、恶化程度的顺序,以等级表示。
贫腐性的清洁水,在昔日到处都是。而遗憾的是现在不多了。那时从山谷中流出的水,既清洁又洁净,不加任何处理也是很可口的饮用水。在这种水中,既没有鲤鱼也没有鲫鱼,连细菌和植物性生物也很少。至于原生动物,则更为稀少。
与此相反,在第一污染区——强腐水性水域,不仅BOD多,而且底层的污泥是黑色;不单是细菌的数量多,而且嫌气性的生物也多;一切腐败性的毒物,特别是硫化氢(H2S)和氨(NH3)之类的物质全有。在这种环境中,只有抵抗力很强的生物方能适应。在该水域打捞的鱼,对人们来说已经成为无用之物了。
水污染现状
据《中国环境状况公报》和水利部门报告显示, 1997年,我国七大水系、湖泊、水库、部分地区地下水受到不同程度的污染,河流污染比重与1996年相比,枯水期污染河长增加了6.3个百分点,丰水期增加了5.5个百分点,在所评价的5万多公里河段中,受污染的河道占42%,其中污染极为严重的河道占12%。 全国七大水系的水质继续恶化。
长江干流污染较轻。监测的67.7%的河段为Ⅲ类和优于Ⅲ类水质,无超Ⅴ 类水质的河段。但长江江面垃圾污染较重,这是沿岸城镇和江上客船乱扔垃圾所致。成堆的垃圾已严重妨碍了葛洲坝水电站的正常运行,影响了长江三峡的自然景观。
黄河面临污染和断流的双重压力。监测的66.7%的河段为Ⅳ类水质。主要污染指标为氨氮、挥发酚、高锰酸盐指数和生化需氧量。70年代黄河断流的年份最长历时21天,1996年为133天,1997年长达226天。
珠江干流污染较轻。监测的62.5%的河段为Ⅲ类和优于Ⅲ类水质,29.2%的河段为Ⅳ类水质,其余河段为Ⅴ类和超Ⅴ类水质,主要污染指标为氨氮、高锰酸盐指数和总汞。
淮河于流水质有所好转,尤其是往年高污染河段的状况改善明显。干流水质以Ⅲ、Ⅳ类为主,支流污染仍然严重,一级支流有52%的河段为超Ⅴ类水质,二、三级支流有71%的河段为超Ⅴ类水质,主要污染指标为非离于氨和高猛酸盐指数。
海滦河水系污染严重,总体水质较差。监测的50%的河段为Ⅴ类和超Ⅴ类水质。主要污染指标为高锰酸盐指数、氨氮和生化需氧量。
大辽河水系总体水质较差,污染严重。监测的50%的河段为超Ⅴ类水质。主要污染指标为氨氮、总汞、挥发酚、生化需氧量和高锰酸盐指数。
松花江水质与往年相比有所改善。监测的70.6%的河段为Ⅳ类水质。主要污染指标为高锰酸盐指数、挥发酚和生化需氧量。
大淡水湖泊和城市湖泊均为中度污染,水库污染相对较轻。与1996年相比,1997年巢湖和滇池污染程度有所加重,太湖有所减轻。主要大淡水湖泊的污染程度次序为:滇他最重,其次是巢湖(西半湖)、南四湖、洪泽湖、太湖、洞庭湖、镜泊湖、博斯腾湖、兴凯湖和洱海。湖泊水库突出的环境问题是严重富营养化和耗氧有机物增加。大淡水湖泊和城市湖泊的主要污染指标为总氮、总磷、高猛酸盐指数和生化需氧量。大型水库主要污染指标为总磷、总氮和挥发酚。部分湖库存在汞污染。个别水库出现砷污染。
水污染治理
1. 水体自净
水体中污染物浓度自然逐渐降低的现象称为水体自净。水体自净机制有三种。
(1)物理净化:物理净化是由于水体的稀释、混合、扩散、沉积、冲刷、再悬浮等作用而使污染物浓度降低的过程
(2)化学净化:化学净化是由于化学吸附、化学沉淀、氧化还原、水解等过程而使污染物浓度降低。
3)生物净化:生物净化是由于水生生物特别是微生物的降解作用使污染物浓度降低。
水体自净的三种机制往往是同时发生,并相互交织在一起。哪一方面起主导作用取决于污染物性质和水体的水文学和生物学特征。水体污染恶化过程和水体自净过程是同时产生和存在的。但在某一水体的部分区域或一定的时间内,这两种过程总有一种过程是相对主要的过程。它决定着水体污染的总特征。这两种过程的主次地位在一定的条件下可相互转化。如距污水排放口近的水域,往往总是表现为污染恶化过程,形成严重污染区。在下游水域,则以污染净化过程为主,形成轻度污染区,再向下游最后恢复到原来水体质量状态。所以,当污染物排入清洁水体之后,水体一般呈现出三个不同水质区:即水质恶化区,水质恢复区和水质清洁区。
2. 水污染治理办法
为加强水资源保护,防止对水资源的破坏、浪费和严重污染,应有适当的对策。
1、增加水资源收费范围,提高收费价格
水资源费的收缴不能仅限于地下水,对一切地表水如河流、湖泊、水库等均应该是水资源费的收缴范围,使全社会树立起珍惜宝贵的水资源观念。过低的水费价格给人以水资源廉价的错误感觉,廉价用水淡化了人们的节水意识,间接地鼓励了浪费。水资源是一个国家经济可持续发展的重要保证,保护水资源的重点是节约用水,只有利用高价格的杠杆作用完全可以达到节约用水的目的。水费的价格应包括水资源费、水资源补偿费、水处理成本、输送费、税费、污水处理费、超量水费等。
2、提高水污染排污费的收缴额度,使排污费远远地高于水资源恢复治理的费用
当前,我国排污费定位太低,远远低于水资源补偿费用,这种欠量收费办法难以体现国家用经济手段处罚水资源破坏和污染行为,难以实现有效的水资源保护。因此,全面提高排污收费指标,向等量甚至高于水资源恢复治理费靠拢,采取“严进严出”的措施,就能彻底规范污染者的行为,企业就会从维护自身利益出发,努力做好水污染的治理,加强水资源的保护。
3、大力提高水资源的利用率和重复利用率
我国水资源利用率不足50%,重复利用率为20%左右,低效的水资源利用,加剧了水资源的供需矛盾和严重浪费局面。只有施行较高的水资源价格,高额的水污染排污费,就会有效地促使企业采取措施,改直流冷却为循环冷却,改漫罐为喷罐或滴罐,采用先进的节水技术和生产工艺,研究污水的治理和重复利用,降低生产成本,进而实现企业的经济效益和社会的环境效益双统一。
4、加强对地下水资源污染和破坏的处罚力度
伴随煤炭、石油等地下矿藏资源开采的同时,也抽排了大量的地下水资源,就黑龙江省双鸭山矿山区而言,平均每开采1吨原煤,抽排近6m3的地下水资源,这些地下水初始流出时并未受到污染,但在流经井筒采掘作业现场时,被人为污染,这些矿井地下水只有少量被利用,绝大部分是白白地排放掉了,造成近4000万m3地下水损失。有此可见,地下生产作业对地下水资源有重大的污染和破坏行为,对这种污染和破坏行为,应收取地下水资源费、水资源补偿费、排污费,并严格要求较高的水利用率,采取有效措施和技术,减轻地下水资源的污染和破坏,严禁超量抽排地下水资源,违者予以重罚,避免造成区域性地下水资源的枯竭。
5、研究解决污水的资源化利用
污水资源化利用是解决用水紧张的一个有效途径,并产生较高的经济效益,实现较好的环境效益。就拿全国煤炭产量12亿吨计算,大约抽排50亿m3的受污染的矿井地下水,如若全部净化成饮用水,可产生50亿元的毛利润,完全可称补全煤炭行业的亏损指标。另外,利用矿井水做选煤用水、水产养殖、农田灌溉、地下回灌等。
6、废水不废
为纠正以往把废水当作废物的错误观念,应该把废水称作污水比较妥当,借以提高人们对污水也是资源的认识,提高污水资源的有效利用率。
我们的想法:
以前对水污染的认识不是很深,甚至有些片面,虽然口口声声挥着保护水资源的大旗,但日常生活中的做法却常常是大相径庭。在做研究性课题的过程中,我们自己也在时时刻刻受着鞭笞,为自己平时某些不理智行为感到懊悔。其实保护水资源没有想象的那么遥远,可以从身边的小事做起,如用洗脸水浇花,拖地等。我想,通过这次研究性学习,更多是让我们自己受到了教育,思想上有了一定的提高,也希望通过这次的研究成果,让更多的人了解保护水资源的重要性。
我们的口号:
一粒沙里一个世界,一朵花里一个天堂,一滴水里也有无尽的幻想。。。
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