查看“︁二甲醚”︁的源代码

{{Chembox
|   Name = 二甲醚
|   ImageFile = dimethylether_structure.png
|   ImageFile1 =Dimethyl-ether-3D-balls.png
|   ImageSize = 200px
|   ImageName = 二甲醚
|   IUPACName = methoxymethan
|   IUPAC中 = 甲氧基甲烷
|   OtherNames = DME、甲醚、二甲醚、二甲基醚
|Section1={{Chembox Identifiers
| Abbreviations = DME
| CASNo = 115-10-6
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
| PubChem = 8254
| ChemSpiderID = 7956
| ChemSpiderID_Ref = {{chemspidercite|correct|chemspider}}
| UNII = AM13FS69BX
| UNII_Ref = {{fdacite|correct|FDA}}
| EINECS = 204-065-8
| UNNumber = 1033
| KEGG = C11144
| KEGG_Ref = {{keggcite|correct|kegg}}
| MeSHName = Dimethyl+ether
| ChEBI_Ref = {{ebicite|correct|EBI}}
| ChEBI = 28887
| ChEMBL = 119178
| ChEMBL_Ref = {{ebicite|correct|EBI}}
| RTECS = PM4780000
| Beilstein = 1730743
| SMILES = COC
| StdInChI = 1S/C2H6O/c1-3-2/h1-2H3
| StdInChI_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
| InChI = 1/C2H6O/c1-3-2/h1-2H3
| StdInChIKey = LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N
| StdInChIKey_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
| InChIKey = LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYAU
}}
|Section2 = {{Chembox Properties
|   Formula = C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>O<br />CH<sub>3</sub>OCH<sub>3</sub>
|   MolarMass = 46.07 
|   Appearance = 无色有特殊气味的气体
|   Density = 610 kg/m<sup>3</sup>
|   Solubility = 3.53 g/100 mL (20 °C) <ref> http://www.epa.gov/hpv/pubs/summaries/dimethr/c12794.pdf </ref>
|   MeltingPt = −138.5 °C (134.6 K)/(−217.3 °F) 242.37 °R
|   BoilingPt = −23 °C (254 K)/(−12.82 °F) 446.85 °R
  }}
| Section3 = {{Chembox Structure
|   MolShape = 
|   Dipole = 1.30 [[德拜|D]] (气态)
  }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
|   ExternalMSDS = {{Tsl|en|Dimethyl ether chemdata supplement#Material Safety Data Sheet|External MSDS}}[http://msds.chem.ox.ac.uk/DI/dimethyl_ether.html Oxford MSDS]
|   MainHazards = 高度易燃
|   GHSPictograms = 
|   GHSSignalWord = 危險
|   HPhrases = 
|   PPhrases = 
|   EUIndex = 603-019-00-8
|   EUClass = 
|   FlashPt = −41 °C (232.2 K)/(−41.8 °F) 417.87 °R
|   RPhrases = {{R12}}
|   SPhrases = {{S2}}-{{S9}}-{{S16}}-{{S33}}
|   NFPA-F = 4
|   NFPA-H = 1
|   NFPA-R = 1
|   ExploLimits = 27%
|   Autoignition = 350 °C
  }}
| Section8 = {{Chembox Related
|   Function = [[醚]]
|   OtherFunctn = [[乙醚]]、[[冠醚]]、[[聚乙二醇]]
|   OtherCpds = [[甲醇]]、[[乙醇]]}}
}}

'''二甲醚'''（{{lang-en|'''dimethyl ether'''}}，[[分子式]]: [[碳|C]]<sub>2</sub>[[氫|H]]<sub>6</sub>[[氧|O]]，[[示性式]]：[[碳|C]][[氢|H]]<sub>3</sub>[[氧|O]]CH<sub>3</sub>, '''DME'''）又称作'''甲醚'''、'''甲氧基甲烷'''，是最简单的[[脂肪族化合物|脂肪]][[醚]]。它是二分子[[甲醇]]脱水缩合的[[衍生物]]。[[室温]]下为[[无色]]、无毒，有轻微醚香味的[[气体]]或压缩[[液体]]。是一种重要的有机化工产品和[[化学中间体]]。

== 性质 ==
二甲醚在[[空气]]中十分稳定，无腐蚀性，微毒，不致癌。混溶性很好，可以和大多数极性和非极性有机溶剂混溶。

作为一种重要的化学中间体，二甲醚在催化剂存在下与[[苯]]发生[[烷基化反应]]。与[[一氧化碳]]反应生成[[乙酸甲酯]]；[[同系化反应]]还可以生成[[乙酸乙酯]]、[[乙酸酐]]。与[[二氧化碳]]反应生成[[甲氧基乙酸]]。与发烟硫酸或[[三氧化硫]]反应生成[[硫酸二甲酯]]。与[[氰化氢]]反应生成[[乙腈]]。<ref>亢茂青，任兆鑫。“二甲醚（DME）的制备及应用”。《合成化学》，1994。04:320-323。</ref>

== 制备 ==
实验室中一般使用[[原甲酸三甲酯]]，以[[氯化铁]]为催化剂製得。或用[[碳酸甲酯钠]]在320℃热分解得到。高纯度的DME通过[[威廉姆逊合成反应|威廉逊合成法]]用[[碘甲烷]]和[[甲醇钠]]反应制备。<ref>Kennedy, R. M., et al., ''J. Am. Chem. Soc.'', '''1941''', 63, 2267.</ref>该反应条件苛刻，必须在无水条件下反应.

工业上，DME最早是从合成甲醇的副产物中分离回收。之后二甲醚的生产方法主要有两步法（[[甲醇]]脱水成二甲醚）和一步法（合成气直接合成二甲醚）。此外还有从[[二氧化碳]]和生物质制备二甲醚的方法。<ref name="杨晓刚">杨晓刚，司芳，郭林，刘秀伟，白应分。“二甲醚的生产现状及发展前景”。《精细与专用化学品》，2005。15:9-11+18。</ref>

=== 两步法 ===
两步法先由合成气制成甲醇，再在催化剂存在下，通过甲醇液相脱水或气相脱水生成二甲醚。这种方法操作简单，产品[[纯度]]高。其[[化学反应式]]如下：

:<math>\rm 2 CH_3OH \to CH_3OCH_3 + H_2O - 23.4kJ\!/\!mol</math>

这种工艺方法最早使用浓[[硫酸]]使甲醇脱水制得二甲醚，反应在液相中进行。反应温度低，转化率和选择性好，但是有腐蚀问题和环境污染问题。

1965年美国[[美孚石油|美孚]]公司和意大利ESSO公司开发了气相甲醇脱水技术<ref>[http://patft1.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=3036134.PN.&OS=PN/3036134&RS=PN/3036134 US 3036134] {{Wayback|url=http://patft1.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=3036134.PN.&OS=PN%2F3036134&RS=PN%2F3036134 |date=20190514065230 }}, 1965</ref>，分别使用[[ZSM-5]]分子筛和负载金属的[[硅酸铝]]作为催化剂。此后又有许多研究者相继开发了使用γ-氧化铝、[[沸石]]、[[二氧化硅]]/[[氧化铝]]、[[阳离子交换树脂]]等各种催化剂的气相脱水工艺。<ref name="王乃继">王乃继，纪任山，王纬，王昕。“含氧燃料——二甲醚合成技术发展现状分析(二)”。《洁净煤技术》，2004。03:42-45。</ref>

但是气相甲醇脱水的大量放热，维持反应温度是一个关键。因此大多工艺对于反应器的设计有具体要求。

两步法反应条件温和，副反应少，二甲醚选择性高，反应器简单，产品纯度高，但是如果从合成气开始制备，生产流程长，成本高，而且即使直接购买甲醇合成，也容易受到甲醇价格的影响。

=== 一步法 ===
一步法是通过合成气，在一定温度压力和双功能催化剂作用下，一步合成二甲醚的工艺，是1990年代以后逐渐成熟的技术。又可以分为两相法和三相法。<ref name="杨晓刚" />

两相法通过气固相[[反应器]]，合成气在固体[[催化剂]]表面进行反应。三相法则引入惰性溶剂，使合成气在悬浮于惰性溶剂中的催化剂表面反应，一般称为[[浆态床]]法。<ref>李奋明。“甲醇燃料在能源结构调整中的作用”。《小氮肥设计技术》，2004，25(1)：19。</ref>

化学反应式如下：
:<math>\rm CO + 2 H_2 \to CH_3OH -90.8kJ\!/\!mol</math>

:<math>\rm 2 CH_3OH \to CH_3OCH_3 + H_2O -23.4kJ\!/\!mol</math>

:<math>\rm CO +H_2O  \to CO_2 + H_2 -40.9kJ\!/\!mol</math>

相比于两步法，这种方法放热量更大，对于反应器的设计有更高的要求。

一步法流程简单，成本低，适合大规模生产，但是反应器结构和产物后处理过程比较复杂，产品纯度比较低。

=== 其他 ===
通过二氧化碳加氢直接合成二甲醚是一个还处在探索阶段的研究<ref name="杨晓刚" /><ref>{{Cite journal |last=Dubois |first=Jean-Luc |last2=Sayama |first2=Kazuhiro |last3=Arakawa |first3=Hironori |date=1992-07-01 |title=Conversion of CO2 to Dimethylether and Methanol over Hybrid Catalysts |url=https://www.journal.csj.jp/doi/10.1246/cl.1992.1115 |journal=Chemistry Letters |volume=21 |issue=7 |doi=10.1246/cl.1992.1115 |issn=0366-7022 |access-date=2022-10-31 |archive-date=2022-10-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20221031070129/https://www.journal.csj.jp/doi/10.1246/cl.1992.1115 |dead-url=no }}</ref>，二氧化碳的[[转化率]]和二甲醚[[选择性]]还比较低。

生物质一步法合成二甲醚也处于探索阶段。所使用生物质包括了农业废弃物和城市生活垃圾等。<ref>王铁军，常杰，祝京旭。“生物质合成燃料二甲醚的技术”。《化工进展》，2003，22(11)：1156-1159。</ref>

== 用途 ==
二甲醚具有优良的燃烧特性，[[十六烷值]]高，而且污染少，对大气[[臭氧层]]无损害，在[[对流层]]中容易降解。可广泛用于汽车燃料。

二甲醚可以用作[[气雾剂]]的推进剂、[[发泡剂]]、[[溶剂]]、[[萃取剂]]等。高浓度的DME可以用作[[麻醉剂]]。

作为[[氟利昂]]的替代品也用于[[制冷剂]]中。

=== 二甲醚燃料 ===
[[File:Chemrec 5 - small.JPG|thumb|left|Chemrec公司的试验设施安装第二代生物燃料BioDME的合成塔]]
二甲醚一个重要的应用就是作为替代[[柴油]]和[[液化石油气]]的替代[[燃料]]。二甲醚的[[十六烷值]]高达55。相比，石油中提炼的柴油的[[十六烷值]]为40~53<ref>{{cite web |title=Haldor Topsoe - Products & Services - Technologies - DME - Applications - DME as Diesel Fuel |url=http://www.topsoe.com/site.nsf/all/BBNN-5PNJ3F?OpenDocument |accessdate=2011-11-04 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071008100421/http://www.topsoe.com/site.nsf/all/BBNN-5PNJ3F?OpenDocument |archivedate=2007-10-08 |df= }}</ref>。

作为柴油替代品，二甲醚被认为<ref name="杨晓刚" />是[[柴油发动机]]最洁净的替代燃料，可以降低氮氧化物的排放，实现无烟燃烧，降低发动机噪音，排放的尾气可以达到美国（美国2010）的，日本 (日本 2009)的规定的超低尾气排放标准和[[欧盟]]规定的欧5[[欧洲汽车尾气排放标准|排放标准]]要求<ref name="王乃继" /><ref>{{cite web |title=Conference on the Development and Promotion of Environmentally Friendly Heavy Duty Vehicles such as DME Trucks, Washington DC, March 17, 2006 |url=http://www.japantransport.com/conferences/2006/03/dme_detailed_information.pdf |accessdate=2011-11-04 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090107022359/http://www.japantransport.com/conferences/2006/03/dme_detailed_information.pdf |archivedate=2009-01-07 }}</ref>。[[美孚石油]]（Mobil）是正在使用二甲醚在{{link-en|甲醇转化汽油|Gas to liquids}}的过程。

二甲醚正在被开发成为一种合成的{{link-en|第二代生物燃料|Second-generation biofuels}}（BioDME），它可以从{{link-en|木质纤维素生物质|Lignocellulosic biomass}}来制造。<ref>{{Cite web |title=BioDME |url=http://www.biodme.eu/ |access-date=2022-10-31 |archive-date=2020-04-10 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200410183454/http://www.biodme.eu/ |dead-url=no }}</ref>目前，欧盟正在考虑BioDME用在其潜在的生物燃料混合于2030年。<ref>{{Cite web |title=Biofuels in the European Union, 2006 |url=http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/draft_vision_report_en.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20191203221230/http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/draft_vision_report_en.pdf |archive-date=2019-12-03 |accessdate=2014-01-26 |dead-url=no }}</ref>[[沃尔沃集团]]是[[欧洲共同体]]第七框架计划项目BioDME的协调员。<ref>{{cite web |title=Volvo Group to coordinate broad cooperation on sustainable biofuels - Press releases : Volvo Group - Global |url=http://www.volvo.com/group/global/en-gb/newsmedia/pressreleases/NewsItemPage.htm?channelId=2184&ItemID=47984&sl=en-gb |accessdate=2011-11-04 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090525045327/http://www.volvo.com/group/global/en-gb/newsmedia/pressreleases/NewsItemPage.htm?channelId=2184&ItemID=47984&sl=en-gb |archivedate=2009-05-25 }}</ref>其中，位于[[瑞典]][[皮特奥]]的基于黑液气化{{link-en|Chemrec|Chemrec}}公司的BioDME试验工厂即将竣工。<ref>{{Cite web |title=Chemrec press release September 9, 2010 |url=http://www.chemrec.se/admin/UploadFile.aspx?path=%2FUserUploadFiles%2FPressreleaser%202010%2FThe-first-BioDME-plant-in-the-world-inaugurated_1.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20170612010101/http://www.chemrec.se/admin/UploadFile.aspx?path=%2FUserUploadFiles%2FPressreleaser+2010%2FThe-first-BioDME-plant-in-the-world-inaugurated_1.pdf |archive-date=2017年6月12日 |accessdate=2020年12月15日 |dead-url=yes }}</ref>

作为民用液化石油气替代品<ref name="杨晓刚" />，它的贮存、运输的安全性比液化石油气好，而且燃烧完全，没有残液和黑烟，被视为是一种清洁燃料，但是在其被掺入液化石油气中，或使用液化石油气灶具燃烧后，有发生灶具或炊具腐蚀的报道，中国国家质检总局禁止将其混入民用液化石油气中使用<ref>{{Cite web |title=国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局-政策法规-关于气瓶充装有关问题的通知 (质检特函〔200８〕17号) |url=http://tzsbaqjcj.aqsiq.gov.cn/tzwj/sjfh/200803/t20080318_67516.htm |archive-url=https://web.archive.org/web/20090521222905/http://tzsbaqjcj.aqsiq.gov.cn/tzwj/sjfh/200803/t20080318_67516.htm |archive-date=2009-05-21 |access-date=2010-06-13 |dead-url=yes }}</ref>。此外，二甲醚也可以作为车用的[[液化石油气]]替代品。

== 参考文献 ==
{{reflist|2}}

== 外部链接 ==
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20060410170844/http://www.vs.ag/ida/index_dmefact.htm Facts about DME]-国际DME协会
* {{en}} [http://www.guidechem.com/dictionary/115-10-6.html 二甲醚字典-Guidechem.com]{{Wayback|url=http://www.guidechem.com/dictionary/115-10-6.html |date=20200410183537 }}

{{醚}}

{{Authority control}}
[[Category:气溶胶喷射剂]]
[[Category:二烷基醚]]
[[Category:液体燃料]]
[[Category:二碳有机物]]
[[Category:缺少物质图片的化学品条目]]
[[Category:可再生燃料]]