新型抛射剂二甲醚之替代性及实用性.doc

抛射剂二甲醚的应用前景及其他一、抛射剂种类及演进1.压缩气体CompressedGases压缩气体用的比液态气体更早，远在年即已被采用，比较常用者有：二氧化碳、氧化氮、及氮气，然而因其压力太高，例如：在°C1,其压力为：I,，除此之外，这些气体时常会与罐内的组成份互溶，所有的抛射的动力便消失后来有了氟氯碳化物的大量生产，此压缩气体日渐减少为业者所采用，到了195年0以后就难得见到大量的压缩气体式产品了氟氯碳化合物氟里昂在二次世界大战前，氟氯碳化物只在冷冻及冷气空调方面使用，二次大战期间，因野战军人之需要，杜邦公司等以发展在杀虫剂之抛射剂上使用氟里昂，因为它具有不燃性等多项优点，得到快速发展，自此以后，因为压力的要求或配方的需要，及各类产品的增产，逐渐发展氟里昂2等，后因市场的大量需求，除了杜邦公司外，美国的、i英国、，日本的、、、等约家厂商争先恐后设厂，其名称除杜邦的，如有、、t,日本的、、等不一，琳琅满目，而且产品项目除了各类杀虫剂外也扩展到了化妆品、家庭用品、食品、工业用品等，仅在美国，197年4就生产了43万0罐到197年3达到30亿罐世界总产量198年2为59万吨，19年万吨、年万吨、年万吨，因为大量的耗用，却造成了难以弥补的灾难。

年美国加州大学教授及博士发表“环境中的氟氯甲烷”，指责是破坏地球外表平流层臭氧的元凶美国气相卫星观测资料年到198年4大气层中臭氧减少3，%严重的是臭氧层每减少1%，地球紫外线就增强2%，人类皮肤病患率提高美国警告如不改善，到年前仅美国即有万人罹患皮肤癌其中约80万人将因此而死亡除了生命的威胁外，亦有温室效应，必将对地球气候产生大的变化，致使人类生存引发危机乃有之管制及全面禁用之议联合国环境计划处于年召开臭氧问题调整委员会，讨论问题年该会警告应立即大量消减之用量，年该会通过管制劝导，年月签订维也纳臭氧层保护条约，年月加拿大蒙特利尔签定管制条约管制项目、、、、，管制程序，要以8年6度之量为基准，9年37月以后减量至198年680以下，9年8月以后减量到8年6以%下，多数国家提早年限，且有完全禁用之势碳氢化合物丙烷、丁烷碳氢化合物年美国首次使用碳氢化合物在喷雾剂上，到了5年0代，将它用在刮胡水，展开了抛射剂的大量使用，致使美国用量在年为一亿磅，而当时为四亿二千磅，占有率达19，%到年4，用量六亿一千万磅，丙、丁烷升高到一亿六千万磅，占2到年8升高到比例为此丙、丁烷因其价廉易得，故使用广泛，但因其为油性，不易与他项物质混合，配方较困难，且强燃性、危险性高，对使用者存在不利的影响。

二、二甲醚的性质表二甲醚成份表项目数值产品纯度饱各碳水硫甲醇矿物油表2二甲醚的物理性质项目数值项目数值气体比重折光率液体密度燃烧热值凝固点1蒸气压X沸点°C临界温度7着火点7临界压力X自燃点C二甲醚，又称木醚、甲醚、氧二甲，简称，分子量，分子式,在室温和常压下是一种无色、有轻微醚香味的气体，不刺激皮肤室温下其蒸气压为，〜0的温度范围内，易冷凝，易气化二甲醚成份如表1所示，其物理性质如表所示具有优良的混溶性（Sloubility），能同大多数极性和非极性有机溶剂混溶在水中可溶解二甲醚气体，且二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂,加入少量助剂后就可与水以任意比互溶其燃烧时火焰略带亮光毒性试验表明，毒性很弱，无致癌性唯一与水有高互溶性的抛射剂可降低燃烧性）可溶于水达以下及以上，水可溶于以下及以上（上列比例为完全互溶且为单相）如加入的酒精则任何比例的水与均可互溶且为单相水其压力与比重如下：（.1压力比重不论极性或非极性（）的溶剂均可互溶极性为水性，非极性为油性均可与之互溶，此种特性亦为独有之特性，为配方工程师创造了更大的领域，可适应于各种产品之需要与一般有机溶剂可互溶与一般有机溶剂几乎均可互溶。

如碳氢化合物即丙烷、丁烷、卤化碳氢化合物、醇类、丙酮、醚类、胺类、脂类、醛类、铵类n另有些复合物如油漆、树脂类等非常广泛可与丙烷、丁烷互溶混合使用丙烷、丁烷最大的弱点有两个，一是燃烧性太强，另一个弱点是油性，溶解度很低但是这两个弱点均可与混合而大为改善其要点是：・可与丙、丁烷完全混合，因此分享的优点•燃烧性因及水的混合，而大为降低为弱燃性•因之混合而增加溶解性，配方更为方便•因之混合，配方得以加水，乳化剂可免除，甚至若干其他溶剂可大幅减少，除了品质改善外，成本可降低•定时自动喷雾成为可能——如放置于屋内的清香剂、除臭剂、杀虫剂，可定时自动喷出，因之适量混合，而使用前不必摇动，可达到预期的效果否则用前要摇动，则自动喷射的作用无法达到亦可怀类抛射剂混合使用可与互溶且可互补优劣点，但面临禁用，故此项发展性有限化学性、稳定性高・属于惰性气体（）极为稳定虽然名称有醚的含意，一般的想法以为是稳定、易爆或过氧化物生成之气体，其实经长期试验及实用证明，并非如此因此有些人比较喜欢称呼它为二甲基氧化物，经长期使用证明它是很稳定的化合物，只有在非常少的特殊条件下才会反应分解,基本上归入惰性气体•不生成过氧化物亦不起氯化作用（）纯的或与其他物质混合在°C试验六个月没有过氧化物形成。

如当作纯的抛射剂，不论纯DME或与压缩气体混合加压到75PSIG，也不会产生过氧化物美国杜邦公司及日本三菱公司之报告均提到DME在制造、贮存运输过程中，几十年来尚无因形成过氧化物而引起爆炸的报告•与喷雾剂内其它组成成份不会产生反应，不会破坏效率可以与各种喷雾剂的浓缩液组成体互溶外，它和氯碳化合物及氟氯碳化合物一起混合使用，会得到更优良的品质及安全性，但不会起氯化作用，因此也可以和氯化深剂混合使用，如二氯甲烷、三氯甲烷，，,与此氯化物反应也不会形成氯二甲基乙醚及单氯二甲基乙醚这二种物质已证实系为致癌物质因此不被氯化之稳定性，亦相当独特可取对喷雾剂配方而言，可谓得天独厚燃烧性•基本上属可燃性气体（中燃烧性）•爆炸下限•火焰长度，每分钟射出•变成不燃性（可加入15以%上的水及6%以上的酒精即可达到不燃烧性效果•燃烧热在欧洲国家的标准，每罐气雾产品含重量或以上的可燃物质则谓之非不燃性美国方面则以火焰长度（喷出）（英寸）以内为不燃性，因其特有的分子结构和理化性质，用途十分广泛，目前主要用途是作气雾剂的抛射剂另外还可作为合成硫酸二甲酯等的化工原料由于是无色、无毒、环境友好的化合物，且具有良好的燃料性能，可以替代柴油用作清洁的汽车燃料以及替代液化气作民用燃料，其重要性为人们所认识到。

近年来能源短缺及环保问题已成为世界性话题，受到人们的日益对于关注，而随着合成气一步法制备技术的不断发展进步，使得以装置的大型化降低成本成为可能，其作为新型清洁燃料在替代柴油或液化气方面的发展前景更被普遍看好随着我国经济的快速发展，能源需求迅猛增长，已经成为能源消耗的大国，然而能效低、污染严重的问题依然突出，因此，如何利用国内丰富的煤炭资源及分布在边远地区的天然气资源发展清洁能源的问题显得更为突出，越来越受到各方面的重视三、消费现状及市场前景国内外消费分析消费现状虽然应用领域很广泛，但是到目前为止，甲醇气相脱水法是仍是目前生产的主要方法,因其生产成本高而制约了其它应用领域的发展，气雾剂推进剂仍是当前的首要用途年代以后，气雾剂产品以其特有的包装特性，深受消费者的欢迎，国际上气溶胶工业得到迅速发展以前气雾剂产品大量使用作抛射剂，由于使用时，全部释放到大气，对大气臭氧层造成严重破坏，从而影响人类健康、动植物生长和地球生态环境因此，世界各国都在致力于寻找的替代品，我国已从年起禁止气雾剂中使用医疗用品除外作抛射剂的替代品现有、M压缩气、、、氢氯氟碳、氢氟碳二甲醚在气雾剂工业中的应用正以其良好的性能及相对较好的安全性能逐步替代压缩气体、氟里昂及丙丁烷气，而成为第四代抛射剂（推进剂）的主体，的使用量无论是在国外还是在中国都居之后居第二位，在欧美国家气雾剂中的用量较大，约有的气雾剂以作抛射剂。

因此，市场需求量日益增长年全世界气雾剂产量为86亿瓶，199年8全世界产量已达10亿5瓶，以年均2.2的4速%度增长据估计，2003年全世界的需求量为万吨年发展趋势分析近年合成气一步法生产的技术进展很快，该工艺开发中有代表性的公司有：丹麦ps美国和日本公司，目前已进入中试阶段，预期不久将可建设工业化装置由于通过天然气或煤生产合成气的技术已相当成熟，而且装置规模达到500吨0/天以上，基于此，各专利公司普遍认为建设大型装置在技术上已经成熟目前，国内的清华大学、浙江大学、山西煤化所、化工部西南化工研究院等单位也都致力于合成气一步法制的研究，而且都取得了较大进展,并且建成了千吨级以上生产装置随着大型装置技术的开发成功，人们对的应用前景作出了更乐观的估计柴油车代用燃料由于石油资源的不可再生性，世界范围内都在研究开发未来汽车代用燃料相比而言，常规发动机代用燃料如液化石油气（）、天然气（、）、甲醇等的烷值都小于，只适合于点燃式发动机；具有较高的十六烷值，具有优良的压缩性，非常适合压燃式发动机，是柴油发动机理想的替代燃料使用燃料，尾气无需催化转化处理，氮氧化物及黑烟微粒排放就能满足美国加利福尼亚燃料汽车超低排放尾气的要求，并可降低发动机噪音。

研究表明，现有的汽车发动机只需略加改造就能使用燃料另外，阿莫科石油公司的经济研究表明，成本虽高于柴油,但成本和污染都低于液态丙烷等低污染替代燃料国内西安交通大学能源与动力工程学院汽车工程系采用代替柴油，进行柴油发动机试验研究，并与一汽合作开发了我国第一辆改用二甲醚的柴油发动机汽车，实验表明使用后可使发动机功率提咼，热效率提咼，噪音降低与柴油机相比，燃用后，发动机完全消除了碳烟排放，氮氧化物排放降低％〜0未燃碳氢排放降低，排放降低，排放指标不仅可达到欧洲III标准，而且接近欧洲将于年实施排放标准和美国加州超低排放标准近年国内柴油供需矛盾突出，具有良好的燃烧特性，是柴油良好的替代燃料，若按其取代率为计算，年约替代柴油约万吨左右，年约替代万吨左右，可见，作为车用燃料有利于缓解国内柴油供应的紧张局面，市场前景广阔3.1.2.2作为民用或商用燃料另外，具有易压缩、易贮存的特点，可替代煤气、作民用燃料若单独用作燃料,其压力等级符合液化气的要求，可用现有的液化气罐集中统一罐装，灶具也可与液化气灶具通用本身含氧，燃烧充分，不析炭，无残液，燃烧尾气完全符合国家卫生标准，是一种理想的清洁燃料还可以以一定比例掺入到城市煤气或天然气中作为调峰之用，并可改善煤气质量，提高热值。

同等温度下，饱和蒸气压低于，因而其贮存、运输比更安全；在空气中爆炸下限比高倍，因此在使用过程中，也比安全；虽然的热值比液化气低,但由于自身含氧，在燃烧过程中所需空气量远低于液化气，因此，的预混气热值及理论燃烧温度均高于除单独使用外，将、甲醇、水不外加，来自原料甲醇及甲醇制反应及其他组分混合可配成稳定燃料一一醇醚燃料能溶于甲醇及水，同时还能在钢瓶中产生供料所。