ジメチルエーテルプレミアムグレード

ジメチルエーテル、ディーゼル、液化石油ガスの違いは何ですか?

物理的特性	ユニット	ジメチルエーテル	ディーゼル燃料	液化石油ガス
分子式		チャンネル3ああ3	Cxhy	C3h8~ 4h10
分子量		47	190~220	44~56
沸点	程度	－24.9	180~360	－42.1
液体密度	G/cm3	0.668	0.84	0.501
理論空燃比	キロ/キロ	9.01	4.61	2.72
オクタン価		55~60	40~55
気化潜熱	Kj/Kg	460(-20度)	270
低発熱量	Mj/Kg	28.43	42.5	46.36
着火点	程度	235	250	470
液体粘度		0.15	4.4~5.4
炭素含有率	パーセント	52.2	86	81.8
水素の割合	パーセント	13.0	14	18.2~17.9
酸素の割合	パーセント	34.8	0	0
ガス圧 20度	バー	5.1	0	8.4

 

 

ジメチル エーテルの製造工程:

現在、国内外のDMEの製造方法には、主に一段階合成ガス法とメタノール法（二段階法）があります。 メタノール法は、さらにメタノール気相法とメタノール液相法に分けられる。 合成ガスのワンステッププロセスの工業化技術はまだ成熟していません。

 

理由は次のとおりです。

① 既存の技術は、デバイスによってテストされていません。

②既存技術でもメタノール気相法よりも製造コストが高い。

 

ワンステップ方式:

一段合成ガス法は、合成ガス（CO+H2）を原料とし、メタノール合成反応とメタノール脱水反応を一つの反応器で完結させ、COシフト反応を伴います。

反応式は次のとおりです。 2CO プラス 4H2=2CH3OH CO プラス H2O =CO2 プラス H2

2CH3OH =CH3OCH3 プラス H2O

全反応: 3CO プラス 3H2 =H3COCH3 プラス CO2

 

ワンステップ合成ガス法の主な特徴は、反応の利点にあり、メタノール合成反応とメタノール脱水反応が1つの反応器で完了します。 反応平衡定数が大きく、合成ガスの片道変換率が高く、40.0% ~75.0% に達します。 反応により生成したメタノールは直ちに脱水反応を起こしてジメチルエーテルを生成するため、合成メタノール反応の転化率が低いという弱点が克服されます。

 

2 段階の方法:

1. メタノール液相法

メタノール脱水反応は液相、常圧または微陽圧、130℃で行います。 その化学反応式は次のとおりです。2CH3OH =H3COCH3 と H2O

メタノール液相法は硫酸法から発展したものであり、硫酸法によるジメチル硫酸の製造工程のうち、硫酸法によるジメチルエーテルの製造は製造工程の前半である。 メタノール脱水反応は液相、常圧または微陽圧、130℃で行います。 メタノールは予熱後に反応器に入り、無機酸の触媒作用で脱水反応を起こします。 加熱により、反応で生成したジメチルエーテル、水、相平衡状態にあるメタノールを気化させ、反応器から送り出します。 反応生成物を凝縮分離し、未凝縮気相を圧縮液化して生成物ジメチルエーテルを得る。 凝縮液は精留分離され、水は塔釜から排出され、メタノールは原料として戻されます。

 

2. メタノール気相法

メタノール脱水反応の化学反応式は以下の通りです。

主な反応: 2CH3OH =H3COCH3 と H2O

主な副反応: CH3OH =CO + 2H2 H3COCH3 =CH4 + H2 + CO CO + H2O =CO2 + H2

メタノールの気相接触脱水は、国内外で最も広く使用されているジメチルエーテルの工業生産方法です。 成熟した信頼性の高い技術、低投資、柔軟な製品調整、シンプルなプロセス、低生産コストが特徴です。 反応圧力は0.5~1.5MPa、温度は230~400度です。 メタノールは熱交換器で気化して反応器からの反応生成物と熱交換し、気相接触脱水反応のために反応器に入り、熱交換後の循環水によって反応生成物が冷却され、凝縮されます。 反応器の構造には、断熱固定床、熱交換固定床、多段チルド固定床、および等温管状固定床が含まれます。 冷却濃縮後の原料は、粗メチルエーテルの中間タンクで気液分離される。 気相は、副反応で生成した非凝縮性ガスとジメチルエーテルとメタノールの飽和蒸気であり、洗浄塔に送られ、メタノールまたはメタノール水溶液でジメチルエーテルを吸収回収します。 吸収液は粗メチルエーテルの中間タンクに戻され、吸収排ガスは装置に送出される。 粗メチルエーテル中間タンクの粗ジメチルエーテルは精留塔で精留分離される。 精留塔塔頂のジメチルエーテル蒸気は、精留塔凝縮器で凝縮され、一部は塔内に逆流、一部は製品として製品貯蔵タンクに送られます。 . ジメチルエーテル精留塔から得られたメタノール水溶液はメタノール濃縮塔に送られ、メタノールが精留濃縮され、濃縮されたメタノールは反応原料として戻される。 アルコール含有廃水は、メタノール濃縮塔のタンクから排出されます。

 

3. 保管と輸送

 

ジメチルエーテルの応用分野

1. 民間使用に関して：

ジメチルエーテルは、無色、無毒、非発がん性、および腐食性の少ない製品です。 燃焼性能が良く、熱効率が高く、残留物がなく、燃焼時に黒煙がなく、COとNOの排出量が少ない。 また、液化石油ガス、石炭ガス、または天然ガスと混合して熱を上昇させることもでき、95% 以上のジメチル エーテルを液化ガスの代わりに燃料として直接使用することもできます。 したがって、液化ガスに代わる理想的なクリーン燃料となる可能性があります。 DME は、家庭用燃料として石炭ガスや液化石油ガスを置き換えることができます。 常温でのジメチルエーテルの蒸気圧は0.5MPaです。 同じ温度では、ジメチルエーテルの飽和蒸気圧は液化石油ガスよりも低く、その貯蔵および輸送は液化石油ガスよりも安全です。 ジメチルエーテルを燃料として単独で使用する場合、その圧力レベルは液化石油ガスの圧力レベルと一致します。 必要に応じて、既存の液化ガス タンクを使用して集中および統合された缶詰めを行うことができ、調理器も液化ガス調理器と共通して使用できます。 ジメチルエーテルは、都市ガスや天然ガスに一定の割合で混合してピークを調整することもでき、ガスの品質と熱価を向上させることができます。 同じ温度では、ジメチルエーテルの飽和蒸気圧は液化石油ガスの飽和蒸気圧よりも低いため、その貯蔵と輸送は液化石油ガスよりも安全です。 空気中のジメチルエーテルの爆発下限は液化石油ガスの2倍であるため、液化石油ガスよりも安全です。 ジメチルエーテルの発熱量は液化石油ガスよりも低いですが、ジメチルエーテル自体に酸素が含まれているため、燃焼プロセスで必要な空気は液化石油ガスよりもはるかに低いため、ジメチルエーテルプレミックスガスの発熱量とその理論的な燃焼温度は、液化石油ガスの燃焼温度よりも高くなります。 単独で使用する以外に、ジメチルエーテル、メタノール、水（無添加、原料のメタノールとメタノールが反応してジメチルエーテルになる）などを混合して、安定した燃料アルコールエーテル燃料を作ることができます。

 

2. 燃料油の代替燃料として：

石油資源は再生不可能であるため、未来の自動車の代替燃料の研究開発が世界中で行われています。 将来の DME アプリケーションの最大の潜在的な市場は、ディーゼルの代替燃料です。 対照的に、液化石油ガス、天然ガス、メタノールなどの従来のエンジン代替燃料のセタン価は10未満であり、点火エンジンにのみ適しています。 セタン価含有量は、ディーゼル燃焼性能の重要な指標です。 ジメチルエーテルのセタン価は軽油よりも高く、圧縮性に優れており、圧縮着火エンジンに非常に適しています。 DME は、軽油を代替することで窒素酸化物の排出を削減できます。 無煙燃焼を実現し、ディーゼルエンジンに最適なクリーン燃料です。 ジメチルエーテルを使用すると、テールガスは触媒変換処理を必要とせず、窒素酸化物と黒煙粒子の排出は、カリフォルニア州の燃料車の超低排出テールガスの要件を満たし、エンジンの騒音を低減できます。 研究によると、既存の自動車エンジンは、わずかな変更を加えるだけで DME 燃料を使用できることが示されています。 DME はディーゼルよりもコストがかかりますが、液体プロパンなどの低公害の代替品よりも安価で汚染も少ないです。

ジメチル エーテルを燃料として使用する場合、元のディーゼル エンジンの燃料システムをわずかに改良するだけで済みます。 元のディーゼルエンジンの効率、同じ出力、トルク、燃費を維持するという前提の下で、排気ガス再循環システムと排気ガス処理装置を一切使用せずに、窒素酸化物を2.5g/(kW・h) 同時に、窒素酸化物の制御と粒子状物質の排出の矛盾がなくなり、煤の排出量がゼロになり、加速煙がなくなり、粒子状物質の排出量も大幅に削減されます。

 

3. ジメチルエーテル発電：

DMEは、コンバインドサイクル発電所の燃料としても使用できます。 発電システムは、一般的に合成ガスを燃料として使用します。 発電負荷が低い場合、合成ガスは DME 製品に変換できます。これは、高負荷で再利用または輸出するために便利に保管できます。 その効果は、複合サイクル発電の燃料としてメタノールを使用するのと同様です。

 

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