Premium klases dimetilēteris

Kas ir dimetilēteris?

Dimetilēteri sauc arī par metoksimetānu, dme gāzi vai dimetilēteri, tas ir organisks savienojums, bezkrāsaina un smaržīga uzliesmojoša gāze standarta stāvoklī, un tā ķīmiskā formula ir C2H6O vai CH3-O-CH3. Relatīvais tvaika blīvums (gaiss ir 1) 1,62, sprādziena diapazons: 3,4–27.{11}} procenti (V/V), aizdegšanās temperatūra: 350 grādi, dimetilēteris viegli šķīst ūdenī, spirtā un ēterī.

DME ir inerts, nekodīgs, nav kancerogēns un gandrīz netoksisks. Ilgstoši saskaroties ar gaisu, dimetilēteris neveido peroksīdus. Normālā spiedienā tā ir bezkrāsaina gāze, un tai ir raksturīga ēteru smarža. Kā freona aizstājēju, dimetilētera izmantošana strauji pieaug aerosolu un aukstumaģentu rūpniecībā.

Dimetilēteris satur skābekļa atomus, augstu termisko efektivitāti, pilnīgu sadegšanu, tīru izplūdes gāzi bez melniem dūmiem un ir videi draudzīga degviela.

Pieaugot naftas cenai un transportlīdzekļu un civilās degvielas vides aizsardzības problēmām, dimetilēteris kā tīra un videi draudzīga degviela ir piesaistījis arvien lielāku uzmanību no visām dzīves jomām.

DME tuvākajā nākotnē var kļūt par svarīgu degvielu.

Naftas produktu cena gadu no gada pieaug, savukārt uz akmeņogļu bāzes izgatavotā dimetilētera izmaksas ir zemas. DME pilnībā aizstās sašķidrināto naftas gāzi un daļēji aizstās dīzeļdegvielu.

Dimetilētera degvielas īpašības:

(1) DME ir videi draudzīga nepiesārņojoša viela, kas šķīst ūdenī un noārdās.

DME molekulas šķīst ūdenī, un tās var noārdīties un šķīst ūdenī troposfērā: lietus un sniegs var absorbēt DME no atmosfēras, un tas nepaliks atmosfērā mūžīgi.

Degradācija: atmosfērā lielas molekulas kļūst par mazākām molekulām, garās oglekļa ķēdes kļūst par īsākām oglekļa ķēdēm un visbeidzot sadalās oglekļa dioksīdā un ūdenī.

(2) DME ir augsta sadegšanas efektivitāte un zems skābekļa patēriņš.

Skābekļa atomi atrodas dimetilētera molekulā, un sadegšanai nepieciešamais gaisa daudzums ir neliels:

CH3OCH3 plus 3O2=3H20 plus 2CO2, skābekļa patēriņš uz kg dimetilētera ir 1,46 Nm3

Sašķidrinātā naftas gāze: C3H8 plus 5O2=4H20 plus 3CO2, skābekļa patēriņš uz kg sašķidrinātās naftas gāzes ir 2,55 Nm3

(3) DME ir tīra degviela – tīra, bez melniem dūmiem.

DME degvielai ir vienkāršas sastāvdaļas un tajā ir skābekļa atomi, nepieciešama zema gaisa sajaukšana, pilnīga sadegšana, tīra un bez melniem dūmiem.

(4) Dimetilētera sajaukšanas ekonomiskie ieguvumi ir visredzamākie – sajaukšanas aizstāšanas attiecība ir 1:1.

Sajaucot ar sašķidrinātu gāzi, kad attiecība nepārsniedz 25 procentus, aizstāšanas attiecība ar sašķidrinātu gāzi ir 1:1.

Iemesls: mazāks skābekļa patēriņš, augsta termiskā efektivitāte, pilnībā sadedzinot kā kurināmo, aizstāšanas attiecība ar sašķidrinātu naftas gāzi ir aptuveni 1,3:1.

(5) Pašlaik saprātīgāk ir sajaukt dimetilētera - degļa izvēli.

Sajaucot ar sašķidrinātu gāzi, ja dimetilētera īpatsvars nepārsniedz 25 procentus, var izmantot sašķidrinātās gāzes degli; ja to izmanto tikai kā kurināmo, var izmantot dabasgāzes degli; vislabāk ir izmantot īpašu degli.

Iemesls: atšķirība starp skābekļa patēriņu un Voba indeksu Voba indekss: siltumspēja tilpuma vienībā/(relatīvais īpatnējais svars) 1/2

(6) DME ir vienkāršas prasības attiecībā uz transportēšanu un blīvēšanas materiāliem.

Sajaucot ar sašķidrinātu gāzi, attiecība nepārsniedz 25 procentus, un var izmantot sašķidrinātās gāzes uzglabāšanas, transportēšanas un degļa blīves un šļūtenes; ja to izmanto tikai kā degvielu, eļļu noturīgu gumiju (piemēram, nitrilkaučuku) nevar izmantot blīvēm un šļūtenēm, blīves un šļūtenes ir jānomaina. To var nomainīt pret politetrafluoretilēnu utt., O veida gredzenu var nomainīt pret īpašu gumiju.

 

Kāda ir atšķirība starp dimetilēteri, dīzeļdegvielu un sašķidrinātu naftas gāzi?

No tabulas redzams, ka dimetilētera īpašības ir ļoti līdzīgas sašķidrinātajai naftas gāzei (LPG), turklāt tas ir šķidrs pie zemāka spiediena (5,1 bar), tāpēc sašķidrinātās naftas gāzes infrastruktūru var pilnībā izmantot DME. , un eļļas tvertnes var izmantot tālsatiksmes pārvadājumiem, naftas autocisternas, var transportēt arī pa zema spiediena cauruļvadiem vai izplatīt lietotājiem ar 15 kg tvertnēm.

Dimetilētera ražošanas process:

Pašlaik DME ražošanas metodes mājās un ārvalstīs galvenokārt ietver vienpakāpes sintēzes gāzes metodi un metanola metodi (divpakāpju metodi). Metanola metodi tālāk iedala metanola gāzes fāzes metodē un metanola šķidrās fāzes metodē. Vienpakāpes sintēzes gāzes procesa industrializācijas tehnoloģija vēl nav nobriedusi.

Iemesli ir:

① Ierīce nav pārbaudījusi esošo tehnoloģiju;

② Pat saskaņā ar esošo tehnoloģiju tā ražošanas izmaksas ir augstākas nekā metanola gāzes fāzes metodei.

Viena soļa metode:

Vienpakāpes sintēzes gāzes metode izmanto sintēzes gāzi (CO plus H2) kā izejvielu, un metanola sintēzes reakcija un metanola dehidratācijas reakcija tiek pabeigta vienā reaktorā, ko papildina CO nobīdes reakcija.

Reakcijas formula ir šāda: 2CO plus 4H2=2CH3OH CO plus H2O =CO2 plus H2

2CH3OH =CH3OCH3 plus H2O

Kopējā reakcija: 3CO plus 3H2 =H3COCH3 plus CO2

Vienpakāpes sintēzes gāzes metodes galvenā iezīme ir reakcijas priekšrocībās, metanola sintēzes reakcija un metanola dehidratācijas reakcija tiek pabeigta vienā reaktorā. Reakcijas līdzsvara konstante ir liela, un sintēzes gāzes vienvirziena konversijas ātrums ir augsts, sasniedzot 40.0 procenti ~75,0 procenti . Tā kā reakcijas rezultātā iegūtais metanols nekavējoties tiek pakļauts dehidratācijas reakcijai, lai iegūtu dimetilēteri, sintētiskā metanola reakcijas zemā konversijas ātruma vājums tiek pārvarēts.

Divpakāpju metode:

1. Metanola šķidrās fāzes metode

Metanola dehidratācijas reakcija tiek veikta šķidrā fāzē, normālā spiedienā vai nelielā pozitīvā spiedienā, 130 grādos. Tā ķīmiskās reakcijas formula ir šāda: 2CH3OH =H3COCH3 plus H2O

Metanola šķidrās fāzes metode ir izstrādāta no sērskābes metodes, un dimetilētera ražošana ar sērskābes metodi ir ražošanas procesa pirmā puse dimetilsulfāta ražošanas procesā ar sērskābes metodi. Metanola dehidratācijas reakcija tiek veikta šķidrā fāzē, normālā spiedienā vai nelielā pozitīvā spiedienā, 130 grādos. Metanols nonāk reaktorā pēc iepriekšējas uzsildīšanas un tiek pakļauts dehidratācijas reakcijai neorganiskās skābes katalīzes rezultātā. Karsējot, reakcijas rezultātā iegūtais dimetilēteris, ūdens un fāzes līdzsvara metanols tiek iztvaicēti un izvadīti no reaktora. Reakcijas produkts tiek kondensēts un atdalīts, un nekondensētā gāzes fāze tiek saspiesta un sašķidrināta, lai iegūtu produktu dimetilēteri. Kondensāts tiek atdalīts ar rektifikāciju, ūdens tiek izvadīts no torņa tējkannas, un metanols tiek atgriezts kā izejviela.

2. Metanola gāzes fāzes metode

Metanola dehidratācijas reakcijas ķīmiskās reakcijas formula ir šāda.

Galvenā reakcija: 2CH3OH =H3COCH3 plus H2O

Galvenās blakusreakcijas: CH3OH =CO plus 2H2 H3COCH3 =CH4 plus H2 plus CO CO plus H2O =CO2 plus H2

Metanola katalītiskā dehidratācija gāzes fāzē ir visplašāk izmantotā dimetilētera rūpnieciskās ražošanas metode gan mājās, gan ārvalstīs. To raksturo nobriedusi un uzticama tehnoloģija, zemas investīcijas, elastīga produktu pielāgošana, vienkāršs process un zemas ražošanas izmaksas. Reakcijas spiediens ir 0,5–1,5 MPa, un temperatūra ir 230–400 grādi. Metanols tiek iztvaicēts siltummainī, lai apmainītos ar siltumu ar reakcijas produktu no reaktora, un pēc tam nonāk reaktorā gāzes fāzes katalītiskās dehidratācijas reakcijai, un reakcijas produkts tiek atdzesēts un kondensēts ar cirkulējošu ūdeni pēc siltuma apmaiņas. Reaktoru struktūras ietver adiabātisku fiksēto gultu, siltuma apmaiņas fiksēto gultu, daudzpakāpju atdzesētu fiksēto gultu un izotermisku cauruļveida fiksēto gultu. Materiāls pēc atdzesēšanas un kondensācijas tiek pakļauts gāzes un šķidruma atdalīšanai neapstrādāta metilētera starptvertnē. Gāzes fāze ir nekondensējama gāze, kas rodas sānu reakcijā un piesātinātie dimetilētera un metanola tvaiki, kas tiek nosūtīti uz mazgāšanas torni, lai absorbētu un atgūtu dimetilēteri metanola vai metanola-ūdens šķīdumā. Absorbcijas šķidrums tiek atgriezts neapstrādāta metilētera starptvertnē, un absorbcijas izplūdes gāze tiek nosūtīta uz ierīci. Neapstrādāts dimetilēteris neapstrādāta metilētera starptvertnē tiek atdalīts, rektificējot ar rektifikācijas torni. Dimetilētera tvaiki no rektifikācijas torņa augšpuses tiek kondensēti ar rektifikācijas torņa kondensatoru, un daļa no tiem ieplūst atpakaļ tornī, un daļa no tiem tiek nosūtīta uz produktu uzglabāšanas tvertni kā produkts. . Metanola-ūdens šķīdums, kas iegūts no dimetilētera rektifikācijas torņa, tiek nosūtīts uz metanola koncentrācijas torni, lai rektificētu un koncentrētu metanolu, un koncentrētais metanols tiek atgriezts kā reakcijas izejviela. No metanola koncentrācijas torņa tvertnes tiek novadīti spirtu saturošie notekūdeņi.

3. Uzglabāšana un transportēšana

Uzglabāt vēsā, vēdināmā noliktavā, kas paredzēta uzliesmojošām gāzēm. Sargāt no uguns un siltuma avotiem. Uzglabāšanas temperatūra nedrīkst pārsniegt 30 grādus. Tas jāuzglabā atsevišķi no oksidētājiem, skābēm un halogēniem, un to nedrīkst sajaukt. Tiek pieņemtas sprādziendrošas apgaismojuma un ventilācijas iekārtas. Aizliegt izmantot mehāniskas iekārtas un instrumentus, kas ir pakļauti dzirkstelēm. Uzglabāšanas vietai jābūt aprīkotai ar noplūdes avārijas apstrādes iekārtām.

Dimetilētera lietošanas lauki

1. Attiecībā uz civilo izmantošanu:

Dimetilēteris ir bezkrāsains, netoksisks, nav kancerogēns un mazāk kodīgs produkts. Tam ir laba sadegšanas veiktspēja, augsta termiskā efektivitāte, nav nogulšņu, degšanas laikā nav melnu dūmu, kā arī zemas CO un NO emisijas. To var arī sajaukt ar sašķidrinātu naftas gāzi, ogļu gāzi vai dabasgāzi, lai palielinātu siltumu, un vairāk nekā 95% dimetilētera var tieši izmantot kā degvielu, lai aizstātu sašķidrināto gāzi. Tāpēc tā var būt ideāla tīra degviela sašķidrinātās gāzes aizstāšanai. DME var aizstāt ogļu gāzi un sašķidrināto naftas gāzi sadzīves kurināmā. Dimetilētera tvaika spiediens normālā temperatūrā ir 0,5 MPa. Tajā pašā temperatūrā dimetilētera piesātinātā tvaika spiediens ir zemāks nekā sašķidrinātajai naftas gāzei, un tā uzglabāšana un transportēšana ir drošāka nekā sašķidrinātās naftas gāzes. Ja dimetilēteri izmanto vienu pašu kā degvielu, tā spiediena līmenis atbilst sašķidrinātās naftas gāzes spiediena līmenim. Prasības, esošās sašķidrinātās gāzes tvertnes var izmantot centralizētai un vienotai konservēšanai, kā arī plīti var izmantot arī kopā ar sašķidrinātās gāzes plīti. Dimetilēteri var arī sajaukt pilsētas gāzē vai dabasgāzē noteiktā proporcijā pīķa regulēšanai, un tas var uzlabot gāzes kvalitāti un siltuma vērtību. Tajā pašā temperatūrā dimetilētera piesātinātā tvaika spiediens ir zemāks nekā sašķidrinātajai naftas gāzei, tāpēc tā uzglabāšana un transportēšana ir drošāka nekā sašķidrinātajai naftas gāzei; dimetilētera zemākā sprādziena robeža gaisā ir divas reizes lielāka nekā sašķidrinātajai naftas gāzei, tāpēc tas ir arī drošāks par sašķidrinātu naftas gāzi; lai gan dimetilētera siltumspēja ir zemāka nekā sašķidrinātajai naftas gāzei, jo dimetilēteris pats satur skābekli, sadegšanas procesā nepieciešamais gaiss ir daudz zemāks nekā sašķidrinātajai naftas gāzei, tāpēc dimetilētera iepriekš sajauktās gāzes siltumspēja un tā teorētiskā Degšanas temperatūra ir augstāka nekā sašķidrinātajai naftas gāzei. Papildus lietošanai atsevišķi, dimetilētera, metanola, ūdens (nav pievienots, no izejmateriāla metanola un metanola reakcijas uz dimetilēteri) un citu sastāvdaļu maisījumu var izveidot stabilā degvielas-spirta ētera degvielā.

2. Kā alternatīva degviela mazutam:

Tā kā naftas resursi nav atjaunojami, visā pasaulē tiek veikti pētījumi un alternatīvu degvielu izstrāde nākotnes transportlīdzekļiem. Lielākais potenciālais tirgus nākotnes DME lietojumiem ir alternatīva dīzeļdegviela. Turpretim parasto dzinēju alternatīvo degvielu, piemēram, sašķidrinātās naftas gāzes, dabasgāzes, metanola utt., cetānskaitlis ir mazāks par 10, kas ir piemērots tikai aizdedzes dzinējiem. Cetānskaitļa saturs ir svarīgs dīzeļdegvielas sadegšanas veiktspējas rādītājs. Dimetilētera cetānskaitlis ir augstāks nekā dīzeļdegvielai, kurai ir lieliska saspiežamība un kas ir ļoti piemērota kompresijaizdedzes dzinējiem. DME var samazināt slāpekļa oksīda emisijas, aizstājot dīzeļdegvielu. Realizējot bezdūmu degšanu, tā ir ideāla tīra degviela dīzeļdzinējiem. Izmantojot dimetilēteri, izplūdes gāzei nav nepieciešama katalītiskās konversijas apstrāde, un slāpekļa oksīdu un melno dūmu daļiņu emisija var atbilst Kalifornijas degvielas transportlīdzekļu īpaši zemas emisijas izplūdes gāzes prasībām un var samazināt motora troksni. Pētījumi ir parādījuši, ka esošie automašīnu dzinēji var izmantot DME degvielu tikai ar nelielām izmaiņām. Lai gan DME maksā vairāk nekā dīzeļdegviela, tā ir lētāka un mazāk piesārņojoša nekā alternatīvas ar zemu piesārņojumu, piemēram, šķidrais propāns.

Lai kā degvielu izmantotu dimetilēteri, ir tikai nedaudz jāuzlabo sākotnējā dīzeļdzinēja degvielas sistēma. Saglabājot oriģinālā dīzeļdzinēja efektivitāti, tādu pašu izejas jaudu, griezes momentu un degvielas ekonomiju, bez izplūdes gāzu recirkulācijas sistēmas un izplūdes gāzu apstrādes ierīces, slāpekļa oksīdu daudzumu var ievērojami samazināt līdz 2,5 g/(kW·). h) , Tajā pašā laikā vairs nepastāv pretruna starp slāpekļa oksīdu un makrodaļiņu emisiju kontroli, kvēpu emisijas ir nulle, nav paātrinātu dūmu, un arī daļiņu emisijas ir ievērojami samazinātas.

3. Dimetilētera elektroenerģijas ražošana:

DME var izmantot arī kā kurināmo kombinētā cikla elektrostacijās. Enerģijas ražošanas sistēmas parasti izmanto sintētisko gāzi kā degvielu. Ja elektroenerģijas ražošanas slodze ir zema, sintētisko gāzi var pārvērst DME produktos, kurus var ērti uzglabāt atkārtotai izmantošanai vai eksportēt ar lielu slodzi. Ietekme ir līdzīga metanola izmantošanai kā degvielai kombinētā cikla elektroenerģijas ražošanā.

Populāri tagi: augstākās klases dimetilēteris