液化石油氣中二甲醚檢測方法研究進展

黃華國++吳生法++呂孫潑++王晶晶

[摘 要]文章對二甲醚的性質、鋼瓶腐蝕性以及液化石油氣中二甲醚檢測方法進行研究與展望，為液化石油氣中二甲醚檢測方法拓展進一步奠定了基礎。

[關鍵詞]二甲醚；液化石油氣；檢測方法

[DOI]10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 06. 052

1 二甲醚的基本性質

二甲醚（DME）又稱甲醚，化學式CH3OCH3，相對分子量46. 07，在常溫和常壓下是一種無色易燃、有輕微醚香味的氣體，密度為2. 06kg/m3，比空氣重，具有惰性、無毒。常溫下其飽和蒸汽壓是0. 51MPa，易液化，沸點為-24. 9℃，液體密度（20℃）為0. 67g/cm3，比水輕，比液化石油氣略重。其主要理化參數如表1所示。[1-3]

隨著近年來國際油價不斷攀升，液化石油氣（LPG）的價格也一路飆升，而二甲醚（DME）作為一種新型的清潔能源日益受到關注。[4]由于二甲醚具有無色、無毒、無致癌性，并且燃燒過程中無殘渣、無黑煙，對環境幾乎無污染，所以在21世紀能源短期的時代，二甲醚是一種取代液化石油氣的理想清潔燃料。[5]也因此，部分液化石油氣充裝單位在LPG中非法摻入DME，此類行為嚴重違反了《氣瓶安全監察規程》的相關規定，此舉措施可能導致LPG鋼瓶閥門漏氣[6]，嚴重影響了消費者的人身、財產安全。在2008年（質檢特函〔2008〕17號）通知中，國家質檢總局出臺文件明確表示：不得在民用液化石油氣中摻入二甲醚后充入液化石油氣鋼瓶或焊接氣瓶中擅自加入不明化學添加劑。

2 二甲醚檢測方法

目前，關于LPG中DME的檢測仍無國家標準方法，只有以下幾個相關檢測標準：HG/T 3934—2007《二甲醚》、CJ/T 259—2007《城鎮燃氣用二甲醚》、GB/T 10410—2008《人工煤氣和液化石油氣常量組分氣相色譜分析方法》以及SH/T 0230—1992《液化石油氣組分測定法》等檢測方法。[7]但是HG/T 3934—2007和CJ/T 259—2007檢測方法只檢測純二甲醚產品，而不是液化石油氣產品；GB/T 10410—2008和SH/T 0230—1992檢測方法也只檢測液化石油氣組分而不包括二甲醚。因此，文章希望通過LPG中DME的分析檢測方法進行總結，從而為LPG中DME的分析檢測標準的確定奠定基礎。

2. 1 LPG中DME的物理辨別方法

判別LPG中是否摻有DME的簡易方法有3種：[8]一是看燃燒火焰的顏色，LPG 火焰是亮藍色，添加了DME后，由于燃燒率低，火焰呈黃紅色，很少有藍色，且冒黑煙；二是聞氣味，LPG本身無色無味，為防止漏氣，正規公司在LPG中加入了乙硫醇等添加劑加臭。DME具有比較強的聚氣功能，對極易揮發的乙硫醇等添加劑有聚集作用，聞起來煤氣味道比純LPG臭味更濃；三是觀察使用時間，DME的燃燒值低，如果使用時間較短，不耐燒，甚至熄火，就有可能混合了DME。

2. 2 LPG中DME的色譜分析方法

目前，在眾多 DME 分析檢測方法中，以色譜法居多，而近年關于氣相色譜法（Gas Chromatagraphy，GC）檢測 LPG 中 DME 的報道較多，余德清等[7]分別選用PLOT/Q、HP-5和HP-PLOT/Al2O3不同型號規格的毛細管色譜柱檢測LPG中DME的含量。實驗結果表明選HP-5柱，LPG組分無法分離，DME色譜峰拖尾嚴重；無法準確定量；選用HP-PLOT/Al2O3柱，LPG 組分分離良好，但DME 色譜峰拖尾嚴重，無法準確定量；選用PLOT/Q 柱，丙烷、丙烯、正戊烷、異戊烷、DME和LPG烴類等組分都可獲得良好的分離效果。同樣，AN Hua[9]也對DME檢測的三個標準中所給出的檢測方法做了比較，經實驗進一步確認了PLOT/Q柱的可行性。黃銀波等[10]也采用HP-PLOT-Q柱，恒溫水浴汽化后六通閥進樣，程序升溫來檢測LPG中DME的含量，最終實現了空氣、甲烷、二氧化碳、C2-C5的烷烴完全分離。該色譜柱鍵合聚苯乙烯-二乙烯基苯，極性介于Porapak-Q柱和Porapak-N柱之間，是該研究的一大亮點。

2. 3 LPG中DME的快速檢測方法

除色譜法外，業內人士也積極研究了其他快速檢測DME組分的方法。常俠等[11]利用DME與石油產品水溶性的差異，采用水吸收法測定石油產品中DME的含量，此方法簡單易行。張鳳利等[12]使用傅立葉紅外光譜法在一分鐘內即可快速檢測LPG中的DME含量，在0. 25%～10. 5%含量范圍內，DME特征峰峰斜率與濃度有很好的響應關系。與GC法比較，紅外光譜法具有準確、快速、簡便、重復性高、消耗成本低等優點，更適合于質量監督檢驗部門和中小型液化氣站產品質量監控的快速檢測?；贒ME氣體通過石英加熱管表面時的化學發光現象，張潤坤等[13]設計了檢測DME的傳感器，此傳感器可方便快速地測定空氣中的DME氣體，實驗過程發現，苯、甲醛等氣體通過此傳感器時，不會引起檢測干擾。黃品鮮等[14]采用加速度量熱儀測定LPG、LPG/DME 的熱分解初始溫度和反應活化能，考查它們的熱穩定性，分析其氧化反應產物，為LPG/DME貯存、運輸和安全使用提供理論基礎。

3 結 論

DME作為燃料，有天然氣、液化石油氣不可比擬的綜合優勢。[15]由于其物理性質，目前不能人為的摻入到液化氣里去，但是目前雖有很多色譜方法對LPG中DME進行檢測，但尚無LPG中DME的檢測國家標準方法，希望今后能盡快建立和統一檢測方法。

參考文獻：

[1]Z. Zhu，D. K. Li，J. Liu，et al. Investigation on the regulated and unregulated emissions of a DME engine under different injection timing[J].Applied Thermal Engineering，2012，35（1）：1-6.

[2]Ali Demibas. Present and Future Transportion Fuels[J].Energy Sources，Part A：Recovery，Utilization，and Environmental Effects，2008，30（16）：1473-1483.

[3]Ismet Sezer. Thermodynamic，performance and emission investigation of a diesel engine running on dimethyl ether and diethyl ether[J].International Journal of Thermal Sciences，2011，50（8）：1594-1603.

[4]吳竺，二甲醚在能源行業應用前景綜述[J].能源研究與信息，2006，22（4）：194-197.

[5]單曉萍，氣相色譜法測定液化石油氣中二甲醚雜志[J].低溫與特氣，2011，29（1）：30-32.

[6]曾祥照. 液化二甲醚對鋼瓶密封材料的選擇要求[J].科技創新導報，2009（21）：92-93.

[7]余德清，葉靜，廖上富，等. 液化石油氣中二甲醚含量檢測方法研究[J].化工時刊，2010，24（12）：34-36.

[8]黃品鮮，劉雄民，加藤勝美，等. DME/LPG混合體系的氧化反應與熱穩定性[J].高?；瘜W工程學報，2010，24（2）：354-357.

[9]AN Hua. Liquefied petroleum gas and dimethyl ether[J].Inner Mongolian Petrochemical Industry，2011（3）：50-51.

[10]黃銀波，李興根，喬勇升，等. 氣相色譜法測定液化石油氣中二甲醚含量[J].理化檢測-化學分冊，2011，47（4）：476-477.

[11]常俠，李丕棟. 吸收法測定液化石油氣中二甲醚含量[J].低溫與特氣，2010，28（6）：32-33.

[12]張鳳利，傅立葉. 紅外光譜法快速測定液化石油氣中二甲醚的含量[J].低溫與特氣，2011，29（3）：26-29.

[13]張潤坤，曹小安，陳穗玲，等. 基于催化發光的高選擇性的二甲醚傳感器[J].分析化學，2010，38（4）：589-592.

[14]Satoru Ueda，Mika Eguchi，Katsuhiro Uno，et al.Electrochemical characteristics of direct dimethyl ether fuel cells[J].Solid State Ionics，2006（177）：2175-2178.