ثنائي ميثيل الأثير الدرجة الممتازة

ما هو ثنائي ميثيل الأثير؟

يسمى ثنائي ميثيل الإيثر أيضًا ميثوكسي ميثان أو غاز dme أو ثنائي ميثيل الأثير ، وهو مركب عضوي ، وهو غاز عديم اللون والرائحة قابل للاشتعال في الحالة القياسية ، وصيغته الكيميائية هي C2H6O أو CH 3- O-CH3. كثافة البخار النسبية (الهواء 1) 1.62 ، مدى الانفجار: 3.4–27. 0 بالمائة (V / V) ، درجة حرارة الاشتعال: 350 درجة ، ثنائي ميثيل الأثير قابل للذوبان بسهولة في الماء والكحول والأثير.

DME خامل ، وغير قابل للتآكل ، وغير مسرطنة ، وتقريباً غير سام. لا يشكل ثنائي ميثيل الأثير بيروكسيدات عند التعرض طويل الأمد للهواء. إنه غاز عديم اللون تحت الضغط العادي وله رائحة مميزة للإيثرات. كبديل للفريون ، يتزايد استخدام ثنائي ميثيل الأثير بسرعة في صناعات الهباء الجوي والتبريد.

يحتوي ثنائي ميثيل الأثير على ذرات أكسجين ، وكفاءة حرارية عالية ، واحتراق كامل ، وغاز ذيل نظيف بدون دخان أسود ، وهو وقود صديق للبيئة.

مع ارتفاع أسعار البترول وقضايا حماية البيئة للمركبات والوقود المدني ، اجتذب ثنائي ميثيل الأثير ، كوقود نظيف وصديق للبيئة ، اهتمامًا متزايدًا من جميع مناحي الحياة.

قد تصبح DME وقودًا مهمًا في المستقبل القريب.

ارتفعت أسعار المنتجات البترولية عامًا بعد عام ، في حين أن تكلفة ثنائي ميثيل الأثير القائم على الفحم منخفضة. سوف تحل بورصة دبي للطاقة محل غاز البترول المسال بالكامل وتحل محل الديزل جزئيًا.

خصائص وقود ثنائي ميثيل الأثير:

(1) يعد DME مادة غير ملوثة صديقة للبيئة وقابلة للذوبان في الماء وقابلة للتحلل.

جزيئات DME قابلة للذوبان في الماء ، ويمكن أن تتحلل وقابلة للذوبان في الماء في طبقة التروبوسفير: يمكن أن يمتص المطر والثلج DME من الغلاف الجوي ، ولن يبقى في الغلاف الجوي إلى الأبد.

التحلل: في الغلاف الجوي ، تصبح الجزيئات الكبيرة جزيئات أصغر ، وتصبح سلاسل الكربون الطويلة سلاسل كربون أقصر ، وتتحلل أخيرًا إلى ثاني أكسيد الكربون والماء.

(2) تتميز DME بكفاءة احتراق عالية وانخفاض الطلب على الأكسجين.

توجد ذرات الأكسجين في جزيء ثنائي ميثيل الأثير ، وكمية الهواء اللازمة للاحتراق صغيرة:

CH3OCH3 زائد 3O 2=3 H20 زائد 2CO2 ، الطلب على الأكسجين لكل كيلوغرام من ثنائي ميثيل إيثر هو 1.46Nm3

غاز البترول المسال: C3H8 plus 5O 2=4 H20 plus 3CO2 ، الطلب على الأكسجين لكل كيلوغرام من غاز البترول المسال هو 2.55Nm3

(3) DME هو وقود نظيف - نظيف ، لا دخان أسود.

يحتوي وقود DME على مكونات بسيطة ويحتوي على ذرات أكسجين ، ويتطلب خلطًا منخفضًا للهواء واحتراقًا كاملًا ونظيفًا ولا يوجد دخان أسود.

(4) الفوائد الاقتصادية لمزج ثنائي ميثيل الأثير هي الأكثر وضوحًا - نسبة الاستبدال للمزج هي 1: 1.

عند المزج مع الغاز المسال ، عندما لا تتجاوز النسبة 25 في المائة ، تكون نسبة الاستبدال بالغاز المسال 1: 1.

السبب: طلب أقل للأكسجين ، كفاءة حرارية عالية ، عند الاحتراق كليًا كوقود بمفرده ، تكون نسبة الاستبدال بغاز البترول المسال حوالي 1.3: 1.

(5) في الوقت الحاضر ، من المعقول بدرجة أكبر مزج اختيار ثنائي ميثيل الأثير - الموقد.

عند المزج مع الغاز المسال ، إذا كانت نسبة ثنائي ميثيل الأثير لا تتجاوز 25 في المائة ، يمكن استخدام موقد الغاز المسال ؛ عند استخدامه كوقود بمفرده ، يمكن استخدام موقد الغاز الطبيعي ؛ من الأفضل استخدام موقد خاص.

السبب: الفرق بين الطلب على الأكسجين ودليل Wobbe index: القيمة الحرارية لكل وحدة حجم / (الثقل النوعي النسبي) 1/2

(6) لدى DME متطلبات بسيطة للنقل وختم - مواد الختم.

عند المزج مع الغاز المسال ، لا تتجاوز النسبة 25 في المائة ، ويمكن استخدام موانع التسرب وخراطيم تخزين الغاز المسال ونقله وحرقه ؛ عند استخدامه كوقود بمفرده ، لا يمكن استخدام المطاط المقاوم للزيت (مثل مطاط النتريل) للأختام والخراطيم ، ويجب استبدال السدادات والخراطيم. يمكن تغييره إلى polytetrafluoroethylene ، وما إلى ذلك ، ويمكن تغيير الحلقة O إلى مطاط خاص.

 

ما الفرق بين ثنائي ميثيل الأثير والديزل وغاز البترول المسال؟

يمكن أن نرى من الجدول أن خصائص ثنائي ميثيل الأثير تشبه إلى حد بعيد غاز البترول المسال (LPG) ، وهو سائل عند ضغط منخفض (5.1 بار) ، لذلك يمكن استخدام البنية التحتية لغاز البترول المسال في DME تمامًا ، ويمكن استخدام خزانات الزيت في النقل لمسافات طويلة ، كما يمكن نقل شاحنات صهاريج النفط عن طريق خطوط أنابيب الضغط المنخفض ، أو توزيعها على المستخدمين بخزانات 15 كجم.

عملية إنتاج ثنائي ميثيل الأثير:

في الوقت الحاضر ، تشمل طرق إنتاج DME في الداخل والخارج بشكل أساسي طريقة تخليق الغاز من خطوة واحدة وطريقة الميثانول (طريقة من خطوتين). يتم تقسيم طريقة الميثانول أيضًا إلى طريقة طور غاز الميثانول وطريقة طور سائل الميثانول. إن تكنولوجيا التصنيع لعملية الخطوة الواحدة للغاز التخليقي لم تنضج بعد.

الأسباب هي:

① لم يتم اختبار التكنولوجيا الحالية بواسطة الجهاز ؛

② حتى وفقًا للتقنية الحالية ، فإن تكلفة إنتاجها أعلى من تكلفة طريقة مرحلة غاز الميثانول.

طريقة خطوة واحدة:

تأخذ طريقة الغاز في خطوة واحدة غاز التخليق (CO بالإضافة إلى H2) كمادة خام ، ويتم إكمال تفاعل تخليق الميثانول وتفاعل تجفيف الميثانول في مفاعل واحد ، مصحوبًا بتفاعل تحول ثاني أكسيد الكربون.

صيغة التفاعل كالتالي: 2CO بالإضافة إلى 4H 2=2 CH3OH CO بالإضافة إلى H2O=CO2 بالإضافة إلى H2

2CH3OH=CH3OCH3 بالإضافة إلى H2O

إجمالي التفاعل: 3CO زائد 3 H 2=H3COCH3 بالإضافة إلى CO2

تكمن السمة الرئيسية لطريقة تخليق الغاز في خطوة واحدة في مزايا التفاعل ، واستكمال تفاعل تخليق الميثانول وتفاعل تجفيف الميثانول في مفاعل واحد. ثابت توازن التفاعل كبير ، ومعدل التحويل أحادي الاتجاه للغاز التخليقي مرتفع ، حيث يصل إلى 4 0. 0 بالمائة ~ 75.0 بالمائة. نظرًا لأن الميثانول الناتج عن التفاعل يخضع فورًا لتفاعل تجفيف لتوليد ثنائي ميثيل إيثر ، يتم التغلب على ضعف معدل التحويل المنخفض لتفاعل الميثانول الاصطناعي.

طريقة من خطوتين:

1. طريقة المرحلة السائلة للميثانول

يتم إجراء تفاعل تجفيف الميثانول في المرحلة السائلة ، تحت ضغط عادي أو ضغط إيجابي طفيف ، عند 130 درجة. صيغة التفاعل الكيميائي لها هي كما يلي: 2CH3OH=H3COCH3 بالإضافة إلى H2O

تم تطوير طريقة المرحلة السائلة للميثانول من طريقة حامض الكبريتيك ، وإنتاج ثنائي ميثيل الأثير بطريقة حامض الكبريتيك هو النصف الأول من عملية الإنتاج في عملية إنتاج ثنائي ميثيل كبريتات بطريقة حامض الكبريتيك. يتم إجراء تفاعل تجفيف الميثانول في المرحلة السائلة ، تحت ضغط عادي أو ضغط إيجابي طفيف ، عند 130 درجة. يدخل الميثانول إلى المفاعل بعد التسخين المسبق ، ويخضع لتفاعل تجفيف تحت تحفيز حمض غير عضوي. عن طريق التسخين ، يتم تبخير الميثانول ثنائي الميثيل والماء وتوازن الطور الناتج عن التفاعل وإرساله إلى خارج المفاعل. يتم تكثيف ناتج التفاعل وفصله ، ويتم ضغط الطور الغازي غير المكثف وتسييله للحصول على المنتج ثنائي ميثيل الأثير. يتم فصل المكثفات عن طريق التصحيح ، ويتم تفريغ الماء من غلاية البرج ، ويتم إرجاع الميثانول كمادة خام.

2. طريقة مرحلة غاز الميثانول

صيغة التفاعل الكيميائي لتفاعل تجفيف الميثانول هي كما يلي.

التفاعل الرئيسي: 2CH3OH=H3COCH3 بالإضافة إلى H2O

التفاعلات الجانبية الرئيسية: CH3OH=CO plus 2H2 H3COCH 3=CH4 plus H2 plus CO CO plus H2O=CO2 plus H2

يعتبر التجفيف التحفيزي في الطور الغازي للميثانول أكثر طرق الإنتاج الصناعي استخدامًا لثنائي ميثيل الأثير في الداخل والخارج. يتميز بالتكنولوجيا الناضجة والموثوقة ، والاستثمار المنخفض ، والتعديل المرن للمنتج ، والعملية البسيطة ، وتكلفة الإنتاج المنخفضة. ضغط التفاعل هو 0 .5 ~ 1.5 ميجا باسكال ، ودرجة الحرارة 230 ~ 400 درجة. يتم تبخير الميثانول في المبادل الحراري لتبادل الحرارة مع ناتج التفاعل من المفاعل ، ثم يدخل إلى المفاعل من أجل تفاعل التجفيف التحفيزي في الطور الغازي ، ويتم تبريد منتج التفاعل وتكثيفه عن طريق تدوير الماء بعد التبادل الحراري. تشتمل هياكل المفاعلات على سرير ثابت ثابت الحرارة ، وطبقة ثابتة للتبادل الحراري ، وطبقة ثابتة مبردة متعددة المراحل ، وسرير ثابت أنبوبي متساوي الحرارة. تخضع المادة بعد التبريد والتكثيف لفصل الغاز عن السائل في الخزان الوسيط لإيثر الميثيل الخام. الطور الغازي هو الغاز غير القابل للتكثيف الناتج عن التفاعل الجانبي والبخار المشبع لثنائي ميثيل الإيثر والميثانول ، والذي يتم إرساله إلى برج الغسيل لامتصاص واستعادة ثنائي ميثيل الأثير في ميثانول أو محلول ميثانول-ماء. يتم إرجاع سائل الامتصاص إلى الخزان الوسيط لإيثر الميثيل الخام ، ويتم إرسال غاز الذيل الممتص إلى الجهاز. يتم فصل ثنائي ميثيل الأثير الخام في الخزان الوسيط من الخام الميثيل إيثر عن طريق التصحيح ببرج التصحيح. يتم تكثيف بخار ثنائي ميثيل الأثير من أعلى برج التصحيح بواسطة مكثف برج التصحيح ، ويتدفق جزء منه مرة أخرى إلى البرج ، ويتم إرسال جزء منه إلى خزان تخزين المنتج كمنتج. . يتم إرسال محلول ماء الميثانول الذي تم الحصول عليه من برج تصحيح ثنائي ميثيل إيثر إلى برج تركيز الميثانول لتصحيح وتركيز الميثانول ، ويتم إرجاع الميثانول المركز كمادة خام تفاعلية. يتم تصريف المياه العادمة المحتوية على الكحول من خزان برج تركيز الميثانول.

3. التخزين والنقل

يخزن في مستودع بارد وجيد التهوية مخصص للغازات القابلة للاشتعال. الابتعاد عن مصادر النار والحرارة. يجب ألا تزيد درجة حرارة التخزين عن 30 درجة. يجب تخزينها بشكل منفصل عن المؤكسدات والأحماض والهالوجينات ، ويجب عدم خلطها. تم اعتماد مرافق الإضاءة والتهوية المقاومة للانفجار. يحظر استخدام المعدات والأدوات الميكانيكية المعرضة للشرر. يجب أن تكون منطقة التخزين مجهزة بمعدات معالجة طوارئ التسرب.

مجالات تطبيق ثنائي ميثيل الأثير

1 - من حيث الاستخدام المدني:

ثنائي ميثيل الأثير هو منتج عديم اللون وغير سام وغير مسرطنة وأقل تآكلًا. تتميز بأداء احتراق جيد ، وكفاءة حرارية عالية ، ولا توجد بقايا ، ولا دخان أسود أثناء الاحتراق ، وانبعاثات منخفضة من ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروجين. يمكن أيضًا خلطه مع غاز البترول المسال أو غاز الفحم أو الغاز الطبيعي لزيادة الحرارة ، ويمكن استخدام أكبر من أو يساوي 95 في المائة من ثنائي ميثيل الأثير مباشرةً كوقود لاستبدال الغاز المسال. لذلك ، قد يكون وقودًا نظيفًا مثاليًا ليحل محل الغاز المسال. يمكن أن تحل بورصة دبي للطاقة محل غاز الفحم وغاز البترول المسال للوقود المنزلي. ضغط بخار ثنائي ميثيل الأثير في درجة الحرارة العادية هو 0 .5 ميجا باسكال. عند نفس درجة الحرارة ، يكون ضغط البخار المشبع لثنائي ميثيل الأثير أقل من ضغط غاز البترول المسال ، ويكون تخزينه ونقله أكثر أمانًا من غاز البترول المسال. إذا تم استخدام ثنائي ميثيل الأثير وحده كوقود ، فإن مستوى ضغطه يتماشى مع مستوى ضغط غاز البترول المسال. المتطلبات ، يمكن استخدام خزانات الغاز المسال الموجودة للتعليب المركزي والموحد ، ويمكن أيضًا استخدام الموقد بشكل مشترك مع طباخ الغاز المسال. يمكن أيضًا خلط ثنائي ميثيل الأثير بغاز المدينة أو الغاز الطبيعي بنسبة معينة لتنظيم الذروة ، ويمكن أن يحسن جودة الغاز وقيمة الحرارة. عند نفس درجة الحرارة ، يكون ضغط البخار المشبع لثنائي ميثيل الأثير أقل من ضغط غاز البترول المسال ، لذا فإن تخزينه ونقله أكثر أمانًا من غاز البترول المسال ؛ الحد الأدنى لانفجار ثنائي ميثيل الأثير في الهواء هو ضعف حد غاز البترول المسال ، لذلك فهو أيضًا أكثر أمانًا من غاز البترول المسال ؛ على الرغم من أن القيمة الحرارية لثنائي ميثيل الأثير أقل من تلك الخاصة بغاز البترول المسال ، لأن ثنائي ميثيل الأثير نفسه يحتوي على الأكسجين ، فإن الهواء المطلوب في عملية الاحتراق أقل بكثير من غاز البترول المسال ، وبالتالي فإن القيمة الحرارية لغاز ثنائي ميثيل الإيثر المخلوط مسبقًا و من الناحية النظرية ، تكون درجة حرارة الاحتراق أعلى من درجة حرارة غاز البترول المسال. بالإضافة إلى استخدامه بمفرده ، يمكن صياغة خليط ثنائي ميثيل الأثير ، والميثانول ، والماء (غير مضاف ، من تفاعل المواد الخام الميثانول والميثانول إلى ثنائي ميثيل الأثير) ومكونات أخرى في وقود مستقر من وقود الإيثر.

2. كوقود بديل لزيت الوقود:

نظرًا لأن الموارد البترولية غير متجددة ، يتم إجراء البحث والتطوير لأنواع الوقود البديلة للمركبات المستقبلية في جميع أنحاء العالم. أكبر سوق محتمل لتطبيقات DME المستقبلية هو وقود بديل للديزل. في المقابل ، فإن عدد السيتان لأنواع الوقود البديل للمحركات التقليدية مثل غاز البترول المسال ، والغاز الطبيعي ، والميثانول ، وما إلى ذلك ، أقل من 10 ، وهو مناسب فقط لمحركات الاشتعال. يعد محتوى رقم السيتان مؤشرًا مهمًا لأداء احتراق الديزل. عدد السيتان من ثنائي ميثيل الأثير أعلى من زيت الديزل ، الذي يتميز بانضغاط ممتاز ومناسب جدًا لمحركات الاشتعال بالضغط. يمكن أن تقلل DME انبعاثات أكسيد النيتروجين عن طريق استبدال زيت الديزل. تحقيق الاحتراق بدون دخان ، فهو وقود نظيف مثالي لمحركات الديزل. باستخدام ثنائي ميثيل الأثير ، لا يحتاج غاز الذيل إلى معالجة تحويل حفاز ، ويمكن أن يفي انبعاث أكاسيد النيتروجين وجزيئات الدخان الأسود بمتطلبات غاز الذيل المنخفض للغاية لمركبات الوقود في كاليفورنيا ، ويمكن أن يقلل من ضوضاء المحرك. أظهرت الدراسات أن محركات السيارات الحالية يمكنها استخدام وقود DME مع تعديل طفيف فقط. على الرغم من أن DME يكلف أكثر من الديزل ، إلا أنه أقل تكلفة وأقل تلويثًا من البدائل منخفضة التلوث مثل البروبان السائل.

لا يتطلب استخدام ثنائي ميثيل الأثير كوقود سوى تحسين طفيف لنظام الوقود لمحرك الديزل الأصلي. في ظل فرضية الحفاظ على كفاءة محرك الديزل الأصلي ، ونفس الطاقة الناتجة ، وعزم الدوران والاقتصاد في استهلاك الوقود ، بدون أي نظام لإعادة تدوير غاز العادم وجهاز معالجة غاز العادم ، يمكن تقليل أكاسيد النيتروجين إلى أقل من 2.5 جرام / (كيلوواط · ح) ، في الوقت نفسه ، لم يعد التناقض بين التحكم في أكاسيد النيتروجين وانبعاثات الجسيمات موجودًا ، وانبعاثات السخام صفر ، ولا يوجد دخان متسارع ، كما تنخفض انبعاثات الجسيمات بشكل كبير.

3 - توليد الطاقة ثنائي ميثيل الأثير:

يمكن أيضًا استخدام DME كوقود لمحطات الطاقة ذات الدورة المركبة. تستخدم أنظمة توليد الطاقة عمومًا غاز التخليق كوقود. عندما يكون حمل توليد الطاقة منخفضًا ، يمكن تحويل غاز التخليق إلى منتجات DME ، والتي يمكن تخزينها بسهولة لإعادة استخدامها أو تصديرها عند التحميل العالي. التأثير مشابه لاستخدام الميثانول كوقود لتوليد الطاقة بالدورة المركبة.

الوسم : ثنائي ميثيل الأثير الدرجة الممتازة