Dimethylether Premium Grade

Was ist Dimethylether?

Dimethylether wird auch als Methoxymethan, dme-Gas oder Dimethyläther bezeichnet, ist eine organische Verbindung, ein farbloses und riechendes brennbares Gas im Standardzustand, und seine chemische Formel ist C2H6O oder CH3-O-CH3. Relative Dampfdichte (Luft ist 1) 1,62, Explosionsbereich: 3,4–27,0 Prozent (V/V), Zündtemperatur: 350 Grad, Dimethylether ist leicht löslich in Wasser, Alkohol und Äther.

DME ist inert, nicht korrosiv, nicht krebserregend und nahezu ungiftig. Dimethylether bildet bei längerfristiger Lufteinwirkung keine Peroxide. Es ist unter Normaldruck ein farbloses Gas und hat einen charakteristischen Äthergeruch. Als Ersatz für Freon wird Dimethylether in der Aerosol- und Kältemittelindustrie immer häufiger verwendet.

Dimethylether enthält Sauerstoffatome, hohe thermische Effizienz, vollständige Verbrennung, sauberes Abgas ohne schwarzen Rauch und ist ein umweltfreundlicher Kraftstoff.

Mit den steigenden Erdölpreisen und den Umweltschutzproblemen bei Fahrzeug- und zivilen Kraftstoffen hat Dimethylether als sauberer und umweltfreundlicher Kraftstoff zunehmende Aufmerksamkeit aus allen Lebensbereichen auf sich gezogen.

DME könnte in naher Zukunft ein wichtiger Kraftstoff werden.

Der Preis für Erdölprodukte ist Jahr für Jahr gestiegen, während die Kosten für Dimethylether auf Kohlebasis niedrig sind. DME wird Flüssiggas vollständig und Diesel teilweise ersetzen.

Eigenschaften von Dimethylether-Kraftstoff:

(1) DME ist ein umweltfreundlicher Schadstoff, wasserlöslich und abbaubar.

DME-Moleküle sind wasserlöslich und können in der Troposphäre abgebaut und wasserlöslich werden: Regen und Schnee können DME aus der Atmosphäre aufnehmen, und es wird nicht für immer in der Atmosphäre verbleiben.

Abbau: In der Atmosphäre werden große Moleküle zu kleineren Molekülen, lange Kohlenstoffketten werden zu kürzeren Kohlenstoffketten und zerfallen schließlich zu Kohlendioxid und Wasser.

(2) DME hat eine hohe Verbrennungseffizienz und einen geringen Sauerstoffbedarf.

Sauerstoffatome sind im Dimethylethermolekül enthalten, und die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge ist gering:

CH3OCH3 plus 3O2=3H20 plus 2CO2, der Sauerstoffbedarf pro kg Dimethylether beträgt 1,46 Nm3

Flüssiggas: C3H8 plus 5O2=4H20 plus 3CO2, der Sauerstoffbedarf pro kg Flüssiggas beträgt 2,55 Nm3

(3) DME ist ein sauberer Kraftstoff – sauber, kein schwarzer Rauch.

DME-Kraftstoff besteht aus einfachen Komponenten und enthält Sauerstoffatome, erfordert eine geringe Luftvermischung, vollständige Verbrennung, sauber und keinen schwarzen Rauch.

(4) Die wirtschaftlichen Vorteile des Dimethylether-Mischens sind am offensichtlichsten – das Substitutionsverhältnis des Mischens beträgt 1:1.

Beim Mischen mit Flüssiggas beträgt das Substitutionsverhältnis mit Flüssiggas 1:1, wenn das Verhältnis 25 Prozent nicht überschreitet.

Grund: weniger Sauerstoffbedarf, hoher thermischer Wirkungsgrad, bei reiner Verbrennung als Brennstoff beträgt das Substitutionsverhältnis mit Flüssiggas ca. 1,3:1.

(5) Derzeit ist es sinnvoller, Dimethylether zu mischen - Brennerauswahl.

Beim Mischen mit Flüssiggas, wenn der Anteil an Dimethylether 25 Prozent nicht überschreitet, kann der Flüssiggasbrenner verwendet werden; wenn es nur als Brennstoff verwendet wird, kann der Erdgasbrenner verwendet werden; Verwenden Sie am besten einen speziellen Brenner.

Grund: Die Differenz zwischen Sauerstoffbedarf und Wobbe-Index Wobbe-Index: Brennwert pro Volumeneinheit/(relatives spezifisches Gewicht) 1/2

(6) DME hat einfache Anforderungen an Transport und Versiegelung – Versiegelungsmaterialien.

Beim Mischen mit Flüssiggas überschreitet das Verhältnis nicht 25 Prozent, und die Dichtungen und Schläuche von Flüssiggasspeichern, -transporten und -brennern können verwendet werden. Bei alleiniger Verwendung als Kraftstoff kann kein ölbeständiger Gummi (z. B. Nitrilkautschuk) für Dichtungen und Schläuche verwendet werden, Dichtungen und Schläuche müssen ersetzt werden. Er kann durch Polytetrafluorethylen usw. ersetzt werden, und der O-Ring kann durch Spezialgummi ersetzt werden.

 

Was ist der Unterschied zwischen Dimethylether, Diesel und Flüssiggas?

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass die Eigenschaften von Dimethylether denen von Flüssiggas (LPG) sehr ähnlich sind und bei einem niedrigeren Druck (5,1 bar) flüssig sind, sodass die Infrastruktur von Flüssiggas vollständig für DME genutzt werden kann , und Öltanks können für den Ferntransport verwendet werden , Öltankwagen können auch über Niederdruckleitungen transportiert oder mit 15-kg-Tanks an Benutzer verteilt werden.

Dimethylether-Produktionsprozess:

Derzeit umfassen die Herstellungsverfahren von DME im In- und Ausland hauptsächlich ein einstufiges Synthesegasverfahren und ein Methanolverfahren (zweistufiges Verfahren). Das Methanolverfahren wird weiter in ein Methanol-Gasphasenverfahren und ein Methanol-Flüssigphasenverfahren unterteilt. Die Industrialisierungstechnologie des einstufigen Synthesegasverfahrens ist noch nicht ausgereift.

Die Gründe sind:

① Die vorhandene Technologie wurde vom Gerät nicht getestet;

② Auch nach der bestehenden Technologie sind die Produktionskosten höher als die des Methanolgasphasenverfahrens.

One-Step-Methode:

Das einstufige Synthesegasverfahren verwendet Synthesegas (CO plus H2) als Rohmaterial, und die Methanolsynthesereaktion und die Methanoldehydratisierungsreaktion werden in einem Reaktor abgeschlossen, begleitet von der CO-Verschiebungsreaktion.

Die Reaktionsformel lautet wie folgt: 2CO plus 4H2=2CH3OH CO plus H2O =CO2 plus H2

2CH3OH =CH3OCH3 plus H2O

Gesamtreaktion: 3CO plus 3H2 =H3COCH3 plus CO2

Das Hauptmerkmal des einstufigen Synthesegasverfahrens liegt in den Vorteilen der Reaktion, die Methanolsynthesereaktion und die Methanoldehydratisierungsreaktion werden in einem Reaktor durchgeführt. Die Reaktionsgleichgewichtskonstante ist groß, und die Einweg-Umwandlungsrate von Synthesegas ist hoch und erreicht 40,0 Prozent ~75,0 Prozent. Da das durch die Reaktion erzeugte Methanol sofort einer Dehydratisierungsreaktion unterzogen wird, um Dimethylether zu erzeugen, wird die Schwäche der niedrigen Umwandlungsrate der synthetischen Methanolreaktion überwunden.

Zweistufige Methode:

1. Methanol-Flüssigphasenverfahren

Die Methanol-Dehydratisierungsreaktion wird in flüssiger Phase unter Normaldruck oder leichtem Überdruck bei 130 Grad durchgeführt. Seine chemische Reaktionsformel lautet wie folgt: 2CH3OH =H3COCH3 plus H2O

Das Methanol-Flüssigphasenverfahren wurde aus dem Schwefelsäureverfahren entwickelt, und die Herstellung von Dimethylether durch das Schwefelsäureverfahren ist die erste Hälfte des Herstellungsverfahrens im Herstellungsverfahren von Dimethylsulfat durch das Schwefelsäureverfahren. Die Methanol-Dehydratisierungsreaktion wird in flüssiger Phase unter Normaldruck oder leichtem Überdruck bei 130 Grad durchgeführt. Methanol tritt nach dem Vorheizen in den Reaktor ein und erfährt unter der Katalyse von anorganischer Säure eine Dehydratisierungsreaktion. Durch Erhitzen werden der durch die Reaktion erzeugte Dimethylether, Wasser und Phasengleichgewichtsmethanol verdampft und aus dem Reaktor geleitet. Das Reaktionsprodukt wird kondensiert und abgetrennt, und die nicht kondensierte Gasphase wird komprimiert und verflüssigt, um das Produkt Dimethylether zu erhalten. Das Kondensat wird durch Rektifikation abgetrennt, Wasser aus dem Turmkessel ausgeschleust und Methanol als Rohstoff zurückgeführt.

2. Methanol-Gasphasenmethode

Die chemische Reaktionsformel der Methanol-Dehydratisierungsreaktion ist wie folgt.

Hauptreaktion: 2CH3OH =H3COCH3 plus H2O

Hauptnebenreaktionen: CH3OH =CO plus 2H2 H3COCH3 =CH4 plus H2 plus CO CO plus H2O =CO2 plus H2

Die katalytische Dehydratisierung von Methanol in der Gasphase ist das am weitesten verbreitete industrielle Herstellungsverfahren für Dimethylether im In- und Ausland. Es zeichnet sich durch ausgereifte und zuverlässige Technologie, geringe Investition, flexible Produktanpassung, einfachen Prozess und niedrige Produktionskosten aus. Der Reaktionsdruck beträgt 0,5~1,5 MPa und die Temperatur 230~400 Grad. Methanol wird in dem Wärmetauscher verdampft, um Wärme mit dem Reaktionsprodukt aus dem Reaktor auszutauschen, und tritt dann in den Reaktor für eine katalytische Dehydratisierungsreaktion in der Gasphase ein, und das Reaktionsprodukt wird durch zirkulierendes Wasser nach dem Wärmeaustausch gekühlt und kondensiert. Reaktorstrukturen umfassen adiabatisches Festbett, Wärmeaustausch-Festbett, mehrstufiges gekühltes Festbett und isothermes röhrenförmiges Festbett. Das Material wird nach dem Abkühlen und Kondensieren einer Gas-Flüssigkeits-Trennung im Roh-Methylether-Zwischentank unterzogen. Die Gasphase ist das durch die Nebenreaktion erzeugte nicht kondensierbare Gas und der gesättigte Dampf von Dimethylether und Methanol, der zum Waschturm geleitet wird, um den Dimethylether in Methanol oder Methanol-Wasser-Lösung zu absorbieren und zurückzugewinnen. Die Absorptionsflüssigkeit wird in den Roh-Methylether-Zwischentank zurückgeführt und das Absorptionsendgas der Vorrichtung zugeführt. Der Roh-Dimethylether im Zwischentank wird von Roh-Methylether durch Rektifikation mit einer Rektifikationskolonne getrennt. Der Dimethyletherdampf von der Spitze des Rektifikationsturms wird durch den Kondensator des Rektifikationsturms kondensiert, und ein Teil davon fließt zurück in den Turm, und ein Teil davon wird als Produkt zum Produktspeichertank geleitet. . Die aus dem Dimethylether-Rektifikationsturm erhaltene Methanol-Wasser-Lösung wird zum Methanol-Konzentrationsturm geleitet, um das Methanol zu rektifizieren und zu konzentrieren, und das konzentrierte Methanol wird als Reaktionsrohmaterial zurückgeführt. Alkoholhaltiges Abwasser wird aus dem Behälter der Methanolkonzentrationskolonne abgeführt.

3. Lagerung und Transport

In einem kühlen, belüfteten Lager lagern, das für brennbare Gase vorgesehen ist. Von Feuer und Wärmequellen fernhalten. Die Lagertemperatur sollte 30 Grad nicht überschreiten. Es sollte getrennt von Oxidationsmitteln, Säuren und Halogenen gelagert und nicht gemischt werden. Explosionsgeschützte Beleuchtungs- und Lüftungseinrichtungen werden übernommen. Verbieten Sie die Verwendung von mechanischen Geräten und Werkzeugen, die zu Funkenbildung neigen. Der Lagerbereich sollte mit Leckage-Notfallbehandlungsgeräten ausgestattet sein.

Anwendungsgebiete von Dimethylether

1. In Bezug auf die zivile Nutzung:

Dimethylether ist ein farbloses, ungiftiges, nicht karzinogenes und weniger ätzendes Produkt. Es hat eine gute Verbrennungsleistung, einen hohen thermischen Wirkungsgrad, keine Rückstände, keinen schwarzen Rauch während der Verbrennung und niedrige CO- und NO-Emissionen. Es kann auch mit Flüssiggas, Kohlegas oder Erdgas gemischt werden, um die Wärme zu erhöhen, und mehr als oder gleich 95 Prozent Dimethylether kann direkt als Brennstoff verwendet werden, um Flüssiggas zu ersetzen. Daher kann es ein idealer sauberer Kraftstoff sein, um Flüssiggas zu ersetzen. DME kann Kohlegas und Flüssiggas als Haushaltsbrennstoff ersetzen. Der Dampfdruck von Dimethylether bei Normaltemperatur beträgt 0,5 MPa. Bei gleicher Temperatur ist der Sättigungsdampfdruck von Dimethylether niedriger als der von Flüssiggas, und seine Lagerung und sein Transport sind sicherer als die von Flüssiggas. Wird Dimethylether allein als Brennstoff verwendet, entspricht sein Druckniveau dem von Flüssiggas. Anforderungen, vorhandene Flüssiggastanks können für zentralisiertes und einheitliches Einmachen verwendet werden, und der Kocher kann auch gemeinsam mit dem Flüssiggaskocher verwendet werden. Dimethylether kann auch in einem bestimmten Anteil Stadtgas oder Erdgas zur Spitzenregulierung beigemischt werden und kann die Gasqualität und den Heizwert verbessern. Bei gleicher Temperatur ist der Sättigungsdampfdruck von Dimethylether niedriger als der von Flüssiggas, daher sind Lagerung und Transport sicherer als bei Flüssiggas; Die untere Explosionsgrenze von Dimethylether in Luft ist doppelt so hoch wie die von Flüssiggas, daher ist es auch sicherer als Flüssiggas. Obwohl der Heizwert von Dimethylether niedriger ist als der von Flüssiggas, da Dimethylether selbst Sauerstoff enthält, ist die im Verbrennungsprozess benötigte Luft viel niedriger als die von Flüssiggas, so dass der Heizwert von Dimethylether vorgemischtes Gas und seine theoretische Die Verbrennungstemperatur ist höher als die von Flüssiggas. Zusätzlich zur alleinigen Verwendung kann das Gemisch aus Dimethylether, Methanol, Wasser (nicht zugesetzt, aus der Reaktion des Rohmaterials Methanol und Methanol zu Dimethylether) und anderen Komponenten zu einem stabilen Kraftstoff-Alkoholether-Kraftstoff formuliert werden.

2. Als alternativer Kraftstoff zu Heizöl:

Da Erdölressourcen nicht erneuerbar sind, wird weltweit an alternativen Kraftstoffen für zukünftige Fahrzeuge geforscht und entwickelt. Der größte potenzielle Markt für zukünftige DME-Anwendungen ist als alternativer Kraftstoff für Diesel. Im Gegensatz dazu liegt die Cetanzahl konventioneller alternativer Motorkraftstoffe wie Flüssiggas, Erdgas, Methanol usw. unter 10, was nur für Zündmotoren geeignet ist. Der Gehalt an Cetanzahl ist ein wichtiger Indikator für die Verbrennungsleistung von Diesel. Die Cetanzahl von Dimethylether ist höher als die von Dieselöl, das eine hervorragende Kompressibilität aufweist und sich sehr gut für Selbstzündungsmotoren eignet. DME kann Stickoxidemissionen reduzieren, indem es Dieselöl ersetzt. Durch die rauchfreie Verbrennung ist es ein idealer sauberer Kraftstoff für Dieselmotoren. Unter Verwendung von Dimethylether benötigt das Abgas keine katalytische Umwandlungsbehandlung, und die Emission von Stickoxiden und schwarzen Rauchpartikeln kann die Anforderungen an ultra-emissionsarmes Abgas von Fahrzeugen mit kalifornischem Kraftstoff erfüllen und Motorgeräusche reduzieren. Studien haben gezeigt, dass bestehende Automotoren DME-Kraftstoff mit nur geringfügiger Modifikation verwenden können. Obwohl DME mehr kostet als Diesel, ist es günstiger und weniger umweltbelastend als schadstoffarme Alternativen wie flüssiges Propan.

Die Verwendung von Dimethylether als Kraftstoff erfordert nur eine geringfügige Verbesserung des Kraftstoffsystems des ursprünglichen Dieselmotors. Unter der Prämisse, die Effizienz des Original-Dieselmotors, die gleiche Ausgangsleistung, das gleiche Drehmoment und den gleichen Kraftstoffverbrauch beizubehalten, können die Stickoxide ohne jegliche Abgasrückführung und Abgasnachbehandlungsvorrichtung stark auf unter 2,5 g/(kW·) reduziert werden. h) . Gleichzeitig besteht der Widerspruch zwischen der Kontrolle von Stickoxiden und Partikelemissionen nicht mehr, die Rußemissionen sind Null, es gibt keinen beschleunigten Rauch und auch die Partikelemissionen werden stark reduziert.

3. Dimethylether-Stromerzeugung:

DME kann auch als Brennstoff für GuD-Kraftwerke verwendet werden. Stromerzeugungssysteme verwenden im Allgemeinen Syngas als Brennstoff. Wenn die Stromerzeugungslast niedrig ist, kann das Synthesegas in DME-Produkte umgewandelt werden, die bequem zur Wiederverwendung oder zum Export bei hoher Last gelagert werden können. Der Effekt ist ähnlich wie bei der Verwendung von Methanol als Brennstoff für die kombinierte Stromerzeugung.

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