Klasa premium eteru dimetylowego

Co to jest eter dimetylowy?

Eter dimetylowy, zwany także metoksymetanem, gazem dme lub eterem dimetylowym, jest związkiem organicznym, bezbarwnym i cuchnącym gazem palnym w stanie normalnym, a jego wzór chemiczny to C2H6O lub CH3-O-CH3. Względna gęstość oparów (powietrze 1) 1,62, zakres wybuchowości: 3,4—27,{11}} procent (V/V), temperatura zapłonu: 350 stopni, eter dimetylowy jest łatwo rozpuszczalny w wodzie, alkoholu i eterze.

DME jest obojętny, nie powoduje korozji, nie jest rakotwórczy i prawie nietoksyczny. Eter dimetylowy nie tworzy nadtlenków przy długotrwałym kontakcie z powietrzem. Jest bezbarwnym gazem pod normalnym ciśnieniem i ma charakterystyczny zapach eterów. Jako substytut freonu, eter dimetylowy jest coraz częściej stosowany w przemyśle aerozoli i czynników chłodniczych.

Eter dimetylowy zawiera atomy tlenu, wysoką sprawność cieplną, całkowite spalanie, czysty gaz resztkowy bez czarnego dymu i jest paliwem przyjaznym dla środowiska.

Wraz ze wzrostem cen ropy naftowej i kwestiami ochrony środowiska związanymi z paliwami samochodowymi i cywilnymi, eter dimetylowy, jako czyste i przyjazne dla środowiska paliwo, przyciąga coraz większą uwagę ze wszystkich środowisk.

DME może stać się w niedalekiej przyszłości ważnym paliwem.

Ceny produktów ropopochodnych rosną z roku na rok, podczas gdy koszt eteru dimetylowego na bazie węgla jest niski. DME całkowicie zastąpi gaz płynny i częściowo olej napędowy.

Właściwości paliwa eteru dimetylowego:

(1) DME jest substancją przyjazną dla środowiska, nie zanieczyszczającą środowiska, rozpuszczalną w wodzie i ulegającą degradacji.

Cząsteczki DME są rozpuszczalne w wodzie i mogą ulegać degradacji i rozpuszczaniu w wodzie w troposferze: deszcz i śnieg mogą absorbować DME z atmosfery i nie pozostanie on w atmosferze na zawsze.

Degradacja: W atmosferze duże cząsteczki stają się mniejszymi cząsteczkami, długie łańcuchy węglowe stają się krótszymi łańcuchami węglowymi i ostatecznie rozkładają się na dwutlenek węgla i wodę.

(2) DME charakteryzuje się wysoką wydajnością spalania i niskim zapotrzebowaniem na tlen.

Atomy tlenu zawarte są w cząsteczce eteru dimetylowego, a ilość powietrza potrzebna do spalania jest niewielka:

CH3OCH3 plus 3O2=3H20 plus 2CO2, zapotrzebowanie tlenu na kg eteru dimetylowego wynosi 1,46 Nm3

Skroplony gaz ropopochodny: C3H8 plus 5O2=4H20 plus 3CO2, zapotrzebowanie tlenu na kg skroplonego gazu ziemnego wynosi 2,55 Nm3

(3) DME to czyste paliwo - czyste, bez czarnego dymu.

Paliwo DME ma proste składniki i zawiera atomy tlenu, wymaga niskiego mieszania powietrza, całkowitego spalania, czystości i braku czarnego dymu.

(4) Korzyści ekonomiczne z mieszania eteru dimetylowego są najbardziej oczywiste - stosunek substytucji mieszania wynosi 1:1.

Przy mieszaniu z gazem skroplonym, gdy stosunek nie przekracza 25 procent, stosunek zastąpienia gazem skroplonym wynosi 1:1.

Powód: mniejsze zapotrzebowanie na tlen, wysoka sprawność cieplna, przy całkowitym spalaniu jako samo paliwo, stopień zastąpienia gazem płynnym wynosi około 1,3:1.

(5) Obecnie bardziej rozsądne jest mieszanie eteru dimetylowego - wybór palnika.

Podczas mieszania z gazem skroplonym, jeśli udział eteru dimetylowego nie przekracza 25 procent, można zastosować palnik na gaz skroplony; gdy jest używany jako samo paliwo, można użyć palnika na gaz ziemny; najlepiej użyć specjalnego palnika.

Przyczyna: Różnica między zapotrzebowaniem na tlen a liczbą Wobbego Liczba Wobbego: Wartość opałowa na jednostkę objętości/(względny ciężar właściwy) 1/2

(6) DME ma proste wymagania dotyczące transportu i uszczelniania materiałów uszczelniających.

Podczas mieszania ze skroplonym gazem stosunek nie przekracza 25 procent i można stosować uszczelki i węże do przechowywania, transportu i palnika skroplonego gazu; gdy jest używany jako samo paliwo, olejoodporna guma (taka jak kauczuk nitrylowy) nie może być używana do uszczelnień i węży, należy wymienić uszczelki i węże. Można go zmienić na politetrafluoroetylen itp., A O-ring można zmienić na specjalną gumę.

 

Jaka jest różnica między eterem dimetylowym, olejem napędowym i gazem płynnym?

Z tabeli wynika, że ​​właściwości eteru dimetylowego są bardzo zbliżone do gazu płynnego (LPG), a przy niższym ciśnieniu (5,1 bara) jest on płynny, więc infrastruktura gazu płynnego może być całkowicie wykorzystana do DME , a zbiorniki na ropę mogą być używane do transportu na duże odległości , Cysterny na ropę mogą być również transportowane rurociągami niskociśnieniowymi lub dystrybuowane do użytkowników ze zbiornikami 15 kg.

Proces produkcji eteru dimetylowego:

Obecnie metody produkcji DME w kraju i za granicą obejmują głównie jednoetapową metodę gazu syntezowego i metodę metanolu (metoda dwuetapowa). Metoda metanolowa jest dalej podzielona na metodę fazy gazowej metanolu i metodę fazy ciekłej metanolu. Technologia uprzemysłowienia jednoetapowego procesu syngazu nie jest jeszcze dojrzała.

Przyczyny to:

① Istniejąca technologia nie została przetestowana przez urządzenie;

② Nawet zgodnie z istniejącą technologią koszt produkcji jest wyższy niż w przypadku metody fazy gazowej metanolu.

Metoda jednego kroku:

Jednoetapowa metoda gazu syntezowego wykorzystuje gaz syntezowy (CO plus H2) jako surowiec, a reakcja syntezy metanolu i reakcja odwodnienia metanolu są zakończone w jednym reaktorze, czemu towarzyszy reakcja zmiany CO.

Wzór reakcji jest następujący: 2CO plus 4H2=2CH3OH CO plus H2O =CO2 plus H2

2CH3OH =CH3OCH3 plus H2O

Całkowita reakcja: 3CO plus 3H2 =H3COCH3 plus CO2

Główną cechą jednoetapowej metody gazu syntezowego są zalety reakcji, reakcja syntezy metanolu i reakcja odwodnienia metanolu są przeprowadzane w jednym reaktorze. Stała równowagi reakcji jest duża, a jednokierunkowa konwersja gazu syntezowego jest wysoka, osiągając 40.0 procent ~75,0 procent. Ponieważ metanol wytworzony w reakcji natychmiast ulega reakcji odwodnienia z wytworzeniem eteru dimetylowego, przezwycięża się słabość niskiego stopnia konwersji reakcji syntetycznego metanolu.

Metoda dwuetapowa:

1. Metoda fazy ciekłej metanolu

Reakcję odwadniania metanolu prowadzi się w fazie ciekłej, pod ciśnieniem normalnym lub lekkim nadciśnieniem, w temperaturze 130 stopni. Jego wzór chemiczny reakcji jest następujący: 2CH3OH =H3COCH3 plus H2O

Metoda fazy ciekłej metanolu rozwinęła się z metody kwasu siarkowego, a produkcja eteru dimetylowego metodą kwasu siarkowego jest pierwszą połową procesu produkcyjnego w procesie produkcji siarczanu dimetylu metodą kwasu siarkowego. Reakcję odwadniania metanolu prowadzi się w fazie ciekłej, pod ciśnieniem normalnym lub lekkim nadciśnieniem, w temperaturze 130 stopni. Metanol wchodzi do reaktora po podgrzaniu i ulega reakcji odwodnienia pod wpływem katalizy kwasu nieorganicznego. W wyniku ogrzewania eter dimetylowy, woda i metanol w równowadze fazowej wytworzone w reakcji odparowują i są odprowadzane z reaktora. Produkt reakcji skrapla się i rozdziela, a nieskondensowaną fazę gazową spręża się i upłynnia, otrzymując produkt w postaci eteru dimetylowego. Kondensat jest oddzielany przez rektyfikację, woda jest odprowadzana z kotła wieżowego, a metanol jest zawracany jako surowiec.

2. Metoda fazy gazowej metanolu

Wzór reakcji chemicznej reakcji odwodnienia metanolu jest następujący.

Główna reakcja: 2CH3OH =H3COCH3 plus H2O

Główne reakcje uboczne: CH3OH =CO plus 2H2 H3COCH3 =CH4 plus H2 plus CO CO plus H2O =CO2 plus H2

Katalityczne odwadnianie metanolu w fazie gazowej jest najczęściej stosowaną przemysłową metodą produkcji eteru dimetylowego w kraju i za granicą. Charakteryzuje się dojrzałą i niezawodną technologią, niską inwestycją, elastycznym dostosowaniem produktu, prostym procesem i niskimi kosztami produkcji. Ciśnienie reakcji wynosi 0,5 ~ 1,5 MPa, a temperatura 230 ~ 400 stopni. Metanol odparowuje w wymienniku ciepła w celu wymiany ciepła z produktem reakcji z reaktora, a następnie wchodzi do reaktora w celu przeprowadzenia katalitycznej reakcji odwodnienia w fazie gazowej, a produkt reakcji jest schładzany i skraplany przez krążącą wodę po wymianie ciepła. Struktury reaktorów obejmują złoże stałe adiabatyczne, złoże stałe z wymianą ciepła, złoże stałe chłodzone wielostopniowo i stałe złoże rurowe izotermiczne. Materiał po schłodzeniu i skropleniu poddawany jest separacji gaz-ciecz w zbiorniku pośrednim surowego eteru metylowego. Faza gazowa to nieskraplający się gaz wytwarzany w wyniku reakcji ubocznej oraz nasycone pary eteru dimetylowego i metanolu, które są przesyłane do wieży myjącej w celu absorpcji i odzyskania eteru dimetylowego w metanolu lub roztworze metanol-woda. Ciecz absorpcyjna jest zawracana do zbiornika pośredniego surowego eteru metylowego, a gaz resztkowy absorpcji jest wysyłany do urządzenia. Surowy eter dimetylowy w zbiorniku pośrednim surowego eteru metylowego jest oddzielany przez rektyfikację za pomocą wieży rektyfikacyjnej. Pary eteru dimetylowego ze szczytu wieży rektyfikacyjnej są skraplane przez skraplacz wieży rektyfikacyjnej, a część z nich przepływa z powrotem do wieży, a część jest przesyłana do zbiornika magazynowego produktu jako produkt. . Roztwór metanol-woda otrzymany z wieży rektyfikacyjnej eteru dimetylowego jest przesyłany do wieży zagęszczającej metanol w celu rektyfikowania i zatężania metanolu, a stężony metanol jest zawracany jako surowiec reakcyjny. Ze zbiornika wieży zatężania metanolu odprowadzane są ścieki zawierające alkohol.

3. Przechowywanie i transport

Przechowywać w chłodnym, wentylowanym magazynie przeznaczonym dla gazów łatwopalnych. Przechowywać z dala od ognia i źródeł ciepła. Temperatura przechowywania nie powinna przekraczać 30 stopni. Powinien być przechowywany z dala od utleniaczy, kwasów i halogenów i nie powinien być mieszany. Zastosowano przeciwwybuchowe oświetlenie i wentylację. Zakazać używania sprzętu mechanicznego i narzędzi, które są podatne na iskrzenie. Miejsce przechowywania powinno być wyposażone w sprzęt do awaryjnego usuwania wycieków.

Obszary zastosowania eteru dimetylowego

1. W zakresie użytku cywilnego:

Eter dimetylowy jest produktem bezbarwnym, nietoksycznym, nierakotwórczym i mniej korozyjnym. Charakteryzuje się dobrą wydajnością spalania, wysoką sprawnością cieplną, brakiem pozostałości, brakiem czarnego dymu podczas spalania oraz niską emisją CO i NO. Można go również mieszać ze skroplonym gazem naftowym, gazem węglowym lub gazem ziemnym w celu zwiększenia ciepła, a eter dimetylowy o stężeniu większym lub równym 95 procentom można bezpośrednio wykorzystać jako paliwo zastępujące skroplony gaz. Dlatego może być idealnym czystym paliwem zastępującym gaz skroplony. DME może zastąpić gaz węglowy i gaz płynny jako paliwo domowe. Prężność par eteru dimetylowego w normalnej temperaturze wynosi 0,5 MPa. W tej samej temperaturze prężność pary nasyconej eteru dimetylowego jest niższa niż w przypadku skroplonego gazu ziemnego, a jego przechowywanie i transport są bezpieczniejsze niż w przypadku skroplonego gazu ziemnego. Jeśli jako paliwo stosuje się sam eter dimetylowy, jego poziom ciśnienia odpowiada ciśnieniu skroplonego gazu ziemnego. Wymagania, istniejące zbiorniki na skroplony gaz mogą być używane do scentralizowanego i zunifikowanego puszkowania, a kuchenka może być również używana razem z kuchenką na gaz płynny. Eter dimetylowy można również mieszać z gazem miejskim lub gazem ziemnym w określonej proporcji w celu regulacji szczytowej i może poprawić jakość gazu i wartość opałową. W tej samej temperaturze prężność pary nasyconej eteru dimetylowego jest niższa niż skroplonego gazu ziemnego, więc jego przechowywanie i transport są bezpieczniejsze niż w przypadku skroplonego gazu ziemnego; dolna granica wybuchowości eteru dimetylowego w powietrzu jest dwa razy większa niż w przypadku skroplonego gazu ropopochodnego, więc jest również bezpieczniejsza niż skroplony gaz ropopochodny; chociaż wartość kaloryczna eteru dimetylowego jest niższa niż skroplonego gazu ziemnego, ponieważ sam eter dimetylowy zawiera tlen, powietrze wymagane w procesie spalania jest znacznie niższe niż w przypadku skroplonego gazu ziemnego, więc wartość opałowa wstępnie zmieszanego gazu i eteru dimetylowego jego teoretyczna Temperatura spalania jest wyższa niż w przypadku skroplonego gazu ziemnego. Oprócz tego, że jest stosowany samodzielnie, mieszanina eteru dimetylowego, metanolu, wody (nie dodawana, z reakcji metanolu z surowca i metanolu do eteru dimetylowego) i innych składników może być formułowana w stabilne paliwo eterowo-alkoholowe.

2. Jako paliwo alternatywne do oleju opałowego:

Ponieważ zasoby ropy naftowej są nieodnawialne, na całym świecie prowadzone są badania i rozwój paliw alternatywnych dla pojazdów przyszłości. Największym potencjalnym rynkiem dla przyszłych zastosowań DME jest paliwo alternatywne dla oleju napędowego. Natomiast liczba cetanowa konwencjonalnych paliw alternatywnych do silników, takich jak gaz płynny, gaz ziemny, metanol itp., jest mniejsza niż 10, co jest odpowiednie tylko dla silników o zapłonie samoczynnym. Zawartość liczby cetanowej jest ważnym wskaźnikiem wydajności spalania oleju napędowego. Liczba cetanowa eteru dimetylowego jest wyższa niż oleju napędowego, który ma doskonałą ściśliwość i doskonale nadaje się do silników o zapłonie samoczynnym. DME może zmniejszyć emisję tlenków azotu poprzez zastąpienie oleju napędowego. Realizując bezdymne spalanie, jest idealnym czystym paliwem do silników Diesla. Używając eteru dimetylowego, gaz resztkowy nie wymaga obróbki katalitycznej, a emisja tlenków azotu i cząstek czarnego dymu może spełnić wymagania ultra-niskiej emisji gazów resztkowych kalifornijskich pojazdów paliwowych i może zmniejszyć hałas silnika. Badania wykazały, że istniejące silniki samochodowe mogą wykorzystywać paliwo DME z niewielkimi modyfikacjami. Chociaż DME kosztuje więcej niż olej napędowy, jest tańszy i mniej zanieczyszcza środowisko niż mniej zanieczyszczające alternatywy, takie jak ciekły propan.

Stosowanie eteru dimetylowego jako paliwa wymaga jedynie niewielkiej poprawy układu paliwowego oryginalnego silnika Diesla. Przy założeniu zachowania sprawności oryginalnego silnika wysokoprężnego, tej samej mocy wyjściowej, momentu obrotowego i oszczędności paliwa, bez układu recyrkulacji spalin i urządzenia do oczyszczania spalin, poziom tlenków azotu można znacznie zredukować do wartości poniżej 2,5 g/(kW· h) Jednocześnie nie istnieje już sprzeczność między kontrolowaniem emisji tlenków azotu a emisji cząstek stałych, emisja sadzy jest zerowa, nie ma przyspieszonego dymu, a emisja cząstek stałych jest również znacznie zmniejszona.

3. Wytwarzanie energii z eteru dimetylowego:

DME może być również stosowany jako paliwo w elektrowniach o cyklu kombinowanym. Systemy wytwarzania energii generalnie wykorzystują gaz syntezowy jako paliwo. Gdy obciążenie wytwarzania energii jest niskie, gaz syntezowy można przekształcić w produkty DME, które można wygodnie przechowywać w celu ponownego wykorzystania lub eksportu przy dużym obciążeniu. Efekt jest podobny do wykorzystania metanolu jako paliwa do wytwarzania energii w cyklu mieszanym.

Popularne Tagi: klasa premium eteru dimetylowego