二甲醚（DME）作为一种多用途的清洁环保能源，近年来受到了越来越多的关注。二甲醚对人体无毒，使用安全，对环境友好，且具有良好的燃料性能，可以部分替代液化气（LPG）作民用燃料以及替代柴油作清洁的汽车燃料。二甲醚具有广阔的市场前景，被誉为“21世纪的新能源”。将兰炭煤气进一步加工处理后，使其成为合成二甲醚的原料气，具有一定的现实意义。
二甲醚已工业化或有工业化前景的生产工艺主要有合成气直接制二甲醚工艺（一步法）、甲醇脱水工艺（两步法）以及甲醇／二甲醚联产法。目前，工业上生产二甲醚的主要方法是甲醇气相脱水工艺，甲醇以气相在固体催化剂的弱酸性位上脱水生成二甲醚。近些年来，由合成气直接合成二甲醚的一步法技术已完成中试和小规模生产，是目前最有发展前景的二甲醚合成技术。其基本原理是先将兰炭煤气转化为合成气，合成气直接制二甲醚是一个连串反应，合成气先在催化剂的甲醇合成活性中心上生成甲醇，然后甲醇在催化剂的脱水活性中心上脱水生成二甲醚。因此，一步法所用催化剂或者是甲醇合成催化剂与甲醇脱水催化剂的组合，是一种双功能催化剂。由于连串反应过程中甲醇生成是较慢的反应步骤，所以在催化剂比例中，合成催化剂（或双功能催化剂中的合成活性中心）应多于脱水催化剂。合成甲醇催化剂通常为铜基催化剂，而脱水催化剂则是γ-Al2O3或分子筛，因此常用的合成气直接合成二甲醚催化剂为负载在γ-Al2O3或分子筛上的铜基催化剂。分子筛、γ-Al2O3与铜基催化剂组合时各有利弊，分子筛催化剂活性高、反应温度低（150～275℃），当与铜基催化剂复合时温度较匹配（铜基催化剂的使用温度为260℃），但易中毒、结焦且价格昂贵；而γ-Al2 O3反应温度高（320℃），在铜基催化剂的活性温度下使用活性低，但其价格便宜，稳定性好。一步法工艺流程简单、投资小、能耗低，从而使二甲醚生产成本得到降低，经济效益得到提高。
国外一步法制二甲醚的固定床工艺主要有丹麦托普索公司TIGAS法、日本三菱重工与COSMO石油公司联合开发的ASMTG法及美国空气化学品公司开发的浆态床法。在国内，中科院兰州化学物理所、中科院大连化学物理所、中科院广州能源所、浙江大学、清华大学、中科院山西煤炭化学研究所、华东理工大学、中国石油大学等都对其进行了广泛的工艺研究。广州能源所已申请了“生物质间接液化一步法合成二甲醚”的发明专利，上海石油化工研究院开发了D-4型氧化铝催化剂并建立了一套年产2000 t二甲醚的工业装置，中国科学院青岛生物能源所与过程研究所也正致力这方面的研究。目前清华大学、美国空气化学品公司和日本JFE公司均致力研发由合成气一步法合成二甲醚的产业化技术，表5-4概括了国内外一步法制二甲醚的工业化现状。(www.xing528.com)
表5-4 国内外一步法制二甲醚工业化现状
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