<p><b>二甲醚</b>（英語：<span lang="en"><b>methoxymethane</b></span>，分子式: C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>O，示性式：CH<sub>3</sub>OCH<sub>3</sub>, <b>DME</b>）又稱作<b>甲醚</b>、<b>甲氧基甲烷</b>，是最簡單的脂肪醚。它是二分子甲醇脫水縮合的衍生物。室溫下為無色、無毒，有輕微醚香味的氣體或壓縮液體。是一種重要的有機化工產品和化學中間體。
</p>


<h2><span id=".E6.80.A7.E8.B4.A8"></span><span id="性质">性質</span></h2>
<p>二甲醚在空氣中十分穩定，無腐蝕性，微毒，不致癌。混溶性很好，可以和大多數極性和非極性有機溶劑混溶。
</p><p>作為一種重要的化學中間體，二甲醚在催化劑存在下與苯發生烷基化反應。與一氧化碳反應生成乙酸甲酯；同系化反應還可以生成乙酸乙酯、乙酸酐。與二氧化碳反應生成甲氧基乙酸。與發煙硫酸或三氧化硫反應生成硫酸二甲酯。與氰化氫反應生成乙腈。</p>
<h2><span id=".E5.88.B6.E5.A4.87"></span><span id="制备">製備</span></h2>
<p>實驗室中一般使用原甲酸三甲酯，以氯化鐵為催化劑製得。或用碳酸甲酯鈉在320℃熱分解得到。高純度的DME通過威廉遜合成法用碘甲烷和甲醇鈉反應製備。該反應條件苛刻，必須在無水條件下反應.
</p><p>工業上，DME最早是從合成甲醇的副產物中分離回收。之後二甲醚的生產方法主要有兩步法（甲醇脫水成二甲醚）和一步法（合成氣直接合成二甲醚）。此外還有從二氧化碳和生物質製備二甲醚的方法。</p>
<h3><span id=".E4.B8.A4.E6.AD.A5.E6.B3.95"></span><span id="两步法">兩步法</span></h3>
<p>兩步法先由合成氣製成甲醇，再在催化劑存在下，通過甲醇液相脫水或氣相脫水生成二甲醚。這種方法操作簡單，產品純度高。其化學反應式如下：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\rm {2CH_{3}OH\to CH_{3}OCH_{3}+H_{2}O-23.4kJ\!/\!mol}}}">
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  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>這種工藝方法最早使用濃硫酸使甲醇脫水製得二甲醚，反應在液相中進行。反應溫度低，轉化率和選擇性好，但是有腐蝕問題和環境污染問題。
</p><p>1965年美國美孚公司和義大利ESSO公司開發了氣相甲醇脫水技術，分別使用ZSM-5分子篩和負載金屬的矽酸鋁作為催化劑。此後又有許多研究者相繼開發了使用γ-氧化鋁、沸石、二氧化矽/氧化鋁、陽離子交換樹脂等各種催化劑的氣相脫水工藝。</p><p>但是氣相甲醇脫水的大量放熱，維持反應溫度是一個關鍵。因此大多工藝對於反應器的設計有具體要求。
</p><p>兩步法反應條件溫和，副反應少，二甲醚選擇性高，反應器簡單，產品純度高，但是如果從合成氣開始製備，生產流程長，成本高，而且即使直接購買甲醇合成，也容易受到甲醇價格的影響。
</p>
<h3><span id=".E4.B8.80.E6.AD.A5.E6.B3.95"></span><span id="一步法">一步法</span></h3>
<p>一步法是通過合成氣，在一定溫度壓力和雙功能催化劑作用下，一步合成二甲醚的工藝，是1990年代以後逐漸成熟的技術。又可以分為兩相法和三相法。</p><p>兩相法通過氣固相反應器，合成氣在固體催化劑表面進行反應。三相法則引入惰性溶劑，使合成氣在懸浮於惰性溶劑中的催化劑表面反應，一般稱為漿態床法。</p><p>化學反應式如下：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\rm {CO+2H_{2}\to CH_{3}OH-90.8kJ\!/\!mol}}}">
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  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>相比於兩步法，這種方法放熱量更大，對於反應器的設計有更高的要求。
</p><p>一步法流程簡單，成本低，適合大規模生產，但是反應器結構和產物後處理過程比較複雜，產品純度比較低。
</p>
<h3><span id=".E5.85.B6.E4.BB.96"></span><span id="其他">其他</span></h3>
<p>通過二氧化碳加氫直接合成二甲醚是一個還處在探索階段的研究，二氧化碳的轉化率和二甲醚選擇性還比較低。
</p><p>生物質一步法合成二甲醚也處於探索階段。所使用生物質包括了農業廢棄物和城市生活垃圾等。</p>
<h2><span id=".E7.94.A8.E9.80.94"></span><span id="用途">用途</span></h2>
<p>二甲醚具有優良的燃燒特性，十六烷值高，而且污染少，對大氣臭氧層無損害，在對流層中容易降解。可廣泛用於汽車燃料。
</p><p>二甲醚可以用作氣霧劑的推進劑、發泡劑、溶劑、萃取劑等。高濃度的DME可以用作麻醉劑。
</p><p>作為氟利昂的替代品也用於製冷劑中。
</p>
<h3><span id=".E4.BA.8C.E7.94.B2.E9.86.9A.E7.87.83.E6.96.99"></span><span id="二甲醚燃料">二甲醚燃料</span></h3>

<p>二甲醚一個重要的應用就是作為替代柴油和液化石油氣的替代燃料。二甲醚的十六烷值高達55。相比，石油中提煉的柴油的十六烷值為40~53。
</p><p>作為柴油替代品，二甲醚被認為是柴油發動機最潔淨的替代燃料，可以降低氮氧化物的排放，實現無煙燃燒，降低發動機噪音，排放的尾氣可以達到美國（美國2010）的，日本 (日本 2009)的規定的超低尾氣排放標準和歐盟規定的歐5排放標準要求。美孚石油（Mobil）是正在使用二甲醚在<span data-orig-title="甲醇转化汽油" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Gas to liquids"><span>甲醇轉化汽油</span></span>的過程。
</p><p>二甲醚正在被開發成為一種合成的<span data-orig-title="第二代生物燃料" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Second-generation biofuels"><span>第二代生物燃料</span></span>（BioDME），它可以從<span data-orig-title="木质纤维素生物质" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Lignocellulosic biomass"><span>木質纖維素生物質</span></span>來製造。目前，歐盟正在考慮BioDME用在其潛在的生物燃料混合於2030年。沃爾沃集團是歐洲共同體第七框架計劃項目BioDME的協調員。其中，位於瑞典皮特奧的基於黑液氣化<span data-orig-title="Chemrec" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Chemrec"><span>Chemrec</span></span>公司的BioDME試驗工廠即將竣工。</p><p>作為民用液化石油氣替代品，它的貯存、運輸的安全性比液化石油氣好，而且燃燒完全，沒有殘液和黑煙，被視為是一種清潔燃料，但是在其被摻入液化石油氣中，或使用液化石油氣灶具燃燒後，有發生灶具或炊具腐蝕的報導，中國國家質檢總局禁止將其混入民用液化石油氣中使用。此外，二甲醚也可以作為車用的液化石油氣替代品。
</p>
<h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E6.96.87.E7.8C.AE"></span><span id="参考文献">參考文獻</span></h2>

<h2><span id=".E5.A4.96.E9.83.A8.E9.93.BE.E6.8E.A5"></span><span id="外部链接">外部連結</span></h2>
<ul><li><span title="英語">（英文）</span> Facts about DME-國際DME協會</li>
<li><span title="英語">（英文）</span> 二甲醚字典-Guidechem.com（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）</li></ul><!-- 
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**二甲醚**（英語：**methoxymethane**，分子式: C2H6O，示性式：CH3OCH3, **DME**）又稱作**甲醚**、**甲氧基甲烷**，是最簡單的脂肪醚。它是二分子甲醇脫水縮合的衍生物。室溫下為無色、無毒，有輕微醚香味的氣體或壓縮液體。是一種重要的有機化工產品和化學中間體。

## 性質

二甲醚在空氣中十分穩定，無腐蝕性，微毒，不致癌。混溶性很好，可以和大多數極性和非極性有機溶劑混溶。

作為一種重要的化學中間體，二甲醚在催化劑存在下與苯發生烷基化反應。與一氧化碳反應生成乙酸甲酯；同系化反應還可以生成乙酸乙酯、乙酸酐。與二氧化碳反應生成甲氧基乙酸。與發煙硫酸或三氧化硫反應生成硫酸二甲酯。與氰化氫反應生成乙腈。

## 製備

實驗室中一般使用原甲酸三甲酯，以氯化鐵為催化劑製得。或用碳酸甲酯鈉在 320℃熱分解得到。高純度的 DME 通過威廉遜合成法用碘甲烷和甲醇鈉反應製備。該反應條件苛刻，必須在無水條件下反應.

工業上，DME 最早是從合成甲醇的副產物中分離回收。之後二甲醚的生產方法主要有兩步法（甲醇脫水成二甲醚）和一步法（合成氣直接合成二甲醚）。此外還有從二氧化碳和生物質製備二甲醚的方法。

### 兩步法

兩步法先由合成氣製成甲醇，再在催化劑存在下，通過甲醇液相脫水或氣相脫水生成二甲醚。這種方法操作簡單，產品純度高。其化學反應式如下：

　
: ${\rm {2CH_{3}OH\to CH_{3}OCH_{3}+H_{2}O-23.4kJ\!/\!mol}}$

這種工藝方法最早使用濃硫酸使甲醇脫水製得二甲醚，反應在液相中進行。反應溫度低，轉化率和選擇性好，但是有腐蝕問題和環境污染問題。

1965 年美國美孚公司和義大利 ESSO 公司開發了氣相甲醇脫水技術，分別使用 ZSM-5 分子篩和負載金屬的矽酸鋁作為催化劑。此後又有許多研究者相繼開發了使用 γ- 氧化鋁、沸石、二氧化矽 / 氧化鋁、陽離子交換樹脂等各種催化劑的氣相脫水工藝。

但是氣相甲醇脫水的大量放熱，維持反應溫度是一個關鍵。因此大多工藝對於反應器的設計有具體要求。

兩步法反應條件溫和，副反應少，二甲醚選擇性高，反應器簡單，產品純度高，但是如果從合成氣開始製備，生產流程長，成本高，而且即使直接購買甲醇合成，也容易受到甲醇價格的影響。

### 一步法

一步法是通過合成氣，在一定溫度壓力和雙功能催化劑作用下，一步合成二甲醚的工藝，是 1990 年代以後逐漸成熟的技術。又可以分為兩相法和三相法。

兩相法通過氣固相反應器，合成氣在固體催化劑表面進行反應。三相法則引入惰性溶劑，使合成氣在懸浮於惰性溶劑中的催化劑表面反應，一般稱為漿態床法。

化學反應式如下：

　
: ${\rm {CO+2H_{2}\to CH_{3}OH-90.8kJ\!/\!mol}}$

　
: ${\rm {2CH_{3}OH\to CH_{3}OCH_{3}+H_{2}O-23.4kJ\!/\!mol}}$

　
: ${\rm {CO+H_{2}O\to CO_{2}+H_{2}-40.9kJ\!/\!mol}}$

相比於兩步法，這種方法放熱量更大，對於反應器的設計有更高的要求。

一步法流程簡單，成本低，適合大規模生產，但是反應器結構和產物後處理過程比較複雜，產品純度比較低。

### 其他

通過二氧化碳加氫直接合成二甲醚是一個還處在探索階段的研究，二氧化碳的轉化率和二甲醚選擇性還比較低。

生物質一步法合成二甲醚也處於探索階段。所使用生物質包括了農業廢棄物和城市生活垃圾等。

## 用途

二甲醚具有優良的燃燒特性，十六烷值高，而且污染少，對大氣臭氧層無損害，在對流層中容易降解。可廣泛用於汽車燃料。

二甲醚可以用作氣霧劑的推進劑、發泡劑、溶劑、萃取劑等。高濃度的 DME 可以用作麻醉劑。

作為氟利昂的替代品也用於製冷劑中。

### 二甲醚燃料

二甲醚一個重要的應用就是作為替代柴油和液化石油氣的替代燃料。二甲醚的十六烷值高達 55。相比，石油中提煉的柴油的十六烷值為 40~53。

作為柴油替代品，二甲醚被認為是柴油發動機最潔淨的替代燃料，可以降低氮氧化物的排放，實現無煙燃燒，降低發動機噪音，排放的尾氣可以達到美國（美國 2010）的，日本 (日本 2009) 的規定的超低尾氣排放標準和歐盟規定的歐 5 排放標準要求。美孚石油（Mobil）是正在使用二甲醚在甲醇轉化汽油的過程。

二甲醚正在被開發成為一種合成的第二代生物燃料（BioDME），它可以從木質纖維素生物質來製造。目前，歐盟正在考慮 BioDME 用在其潛在的生物燃料混合於 2030 年。沃爾沃集團是歐洲共同體第七框架計劃項目 BioDME 的協調員。其中，位於瑞典皮特奧的基於黑液氣化 Chemrec 公司的 BioDME 試驗工廠即將竣工。

作為民用液化石油氣替代品，它的貯存、運輸的安全性比液化石油氣好，而且燃燒完全，沒有殘液和黑煙，被視為是一種清潔燃料，但是在其被摻入液化石油氣中，或使用液化石油氣灶具燃燒後，有發生灶具或炊具腐蝕的報導，中國國家質檢總局禁止將其混入民用液化石油氣中使用。此外，二甲醚也可以作為車用的液化石油氣替代品。

## 參考文獻

## 外部連結

* （英文） Facts about DME - 國際 DME 協會
* （英文） 二甲醚字典 - Guidechem.com（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
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