¿Por qué el aumento de temperatura aumenta la presión de vapor? (Consulte las preguntas complementarias para obtener una descripción detallada).

Nombre chino: éter metílico; éter dimetílico; oxidimetano

Nombre en inglés: éter dimetílico

Número de registro CAS 115-10-6

Estructura o fórmula molecular

CH3-O-CH3

Todos los átomos de C y O forman enlaces σ con orbitales híbridos sp3.

Peso molecular relativo o peso atómico 46,07

Fórmula molecular C2H6O

Densidad Densidad relativa 1,617 (aire=1)

Punto de fusión ( ℃)-138,5

Punto de ebullición (℃)-24,5

Punto de inflamación (℃)-41,4

Presión de vapor (PA) 663 (-101,53 ℃) ; 8119 (-70,7 ℃);21905(-55 ℃)

Carácter; letra

Gas inflamable incoloro o líquido comprimido con olor a éter.

Disolución

Soluble en agua y etanol.

Usos

Utilizados como disolventes, refrigerantes, etc.

Preparación o fuente

Se obtiene por deshidratación de metanol o descomposición del ácido ortofórmico bajo catálisis de cloruro férrico.

Otros

La temperatura crítica es 128,8°C. La presión crítica es de 5,32 MPa. Punto de congelación -138,5 ℃. Densidad del líquido 0,661

Parte 3: Descripción general de riesgos-

Categoría de peligro:

Ruta de invasión:

Peligro para la salud: para el sistema nervioso central sistema El sistema es inhibidor y el efecto anestésico es débil. La inhalación puede provocar anestesia y asfixia. Irrita la piel.

Peligros ambientales:

Peligro de explosión: Este producto es inflamable e irritante.

Parte 4: Medidas de primeros auxilios -

Contacto con la piel:

Contacto con los ojos:

Inhalación: Salga rápidamente del lugar al aire libre El lugar. Mantenga sus vías respiratorias abiertas. Si la respiración es difícil, proporcione oxigeno. Si la respiración se detiene, proporcione respiración artificial inmediatamente. Ver un doctor.

Ingestión:

Parte 5: Medidas de prevención de incendios -

Características peligrosas: Gas inflamable. Puede formar mezclas explosivas con el aire. Es fácil quemarse y explotar cuando se expone al calor, chispas, llamas u oxidantes. Cuando se expone al aire o a la luz, se producen peróxidos potencialmente explosivos. El gas es más pesado que el aire y puede extenderse a una distancia considerable en lugares más bajos. Se incendiará cuando encuentre una fuente de fuego. En caso de calor elevado, la presión interna del recipiente aumentará y existe riesgo de ruptura y explosión.

Productos peligrosos de la combustión: monóxido de carbono y dióxido de carbono.

Método de lucha contra incendios: Cortar la fuente de gas. Si no se puede cortar la fuente de gas, no se permite apagar la llama en el punto de fuga. Rocíe agua para enfriar el recipiente y, si es posible, aleje el recipiente del fuego y llevelo a un área abierta. Medios de extinción de incendios: agua atomizada, espuma insoluble, polvo seco, dióxido de carbono, arena.

Parte Seis: Respuesta de Emergencia a la Fuga -

Tratamiento de emergencia: Evacue rápidamente al personal en el área contaminada por la fuga al área contra el viento, aíslelo y restrinja estrictamente el acceso. Corta el fuego. Se recomienda que los socorristas utilicen aparatos respiratorios autónomos de presión positiva y monos antiestáticos. Corte la fuente de la fuga tanto como sea posible. Cubrir las áreas cercanas a fugas, como alcantarillas, con cobertura industrial o absorbentes/absorbentes para evitar la entrada de gases. Una ventilación adecuada acelerará la difusión. El agua pulverizada se diluye y disuelve. Construir terraplenes o cavar pozos para contener grandes volúmenes de aguas residuales. Los contenedores con fugas deben manipularse, repararse e inspeccionarse adecuadamente antes de su uso.

Parte 7: Manipulación, manipulación y almacenamiento-

Precauciones de manipulación: Operación cerrada, completamente ventilada. Los operadores deben recibir capacitación especial y cumplir estrictamente los procedimientos operativos. Se recomienda que los operadores usen máscaras de gas con filtro autocebante (medias máscaras), gafas de seguridad química, monos antiestáticos y guantes químicos. Mantener alejado del fuego y de fuentes de calor. Está estrictamente prohibido fumar en el lugar de trabajo. Utilice sistemas y equipos de ventilación a prueba de explosiones. Evite que los gases del lugar de trabajo se filtren al aire. Evite el contacto con agentes oxidantes, ácidos y halógenos. Durante el transporte, los cilindros y contenedores deben estar conectados a tierra y puenteados para evitar la electricidad estática. Al transportarlo, cargue y descargue con cuidado para evitar daños al cilindro de gas y a sus accesorios. Equipado con las variedades y cantidades correspondientes de equipos contra incendios y equipos de tratamiento de emergencia contra fugas.

Precauciones de almacenamiento: Almacenar en un almacén fresco y ventilado. Mantener alejado del fuego y fuentes de calor. La temperatura del depósito no debe exceder los 30°C. Deben almacenarse separados de oxidantes, ácidos y halógenos y no deben mezclarse. Utilice instalaciones de iluminación y ventilación a prueba de explosiones. Está prohibido utilizar equipos y herramientas mecánicas que sean propensas a generar chispas. Las áreas de almacenamiento deben estar equipadas con equipo de tratamiento de fugas de emergencia.

Parte 8: Control de exposición/Protección personal-

Límites de exposición ocupacional

China MAC (mg/m3): No se ha establecido ningún estándar.

MAC de la antigua Unión Soviética (mg/m3): No se ha establecido ningún estándar.

TLVTN: No hay estándar establecido.

TLVWN: No hay estándar establecido.

Métodos de seguimiento:

Control de ingeniería: El proceso de producción es cerrado y totalmente ventilado.

Protección del sistema respiratorio: Cuando la concentración en el aire supera el estándar, se recomienda utilizar una máscara de gas con filtro autocebante (media máscara).

Protección de los ojos: Usar gafas de seguridad química.

Protección física: Llevar mono antiestático.

Protección de las manos: Usar guantes resistentes a productos químicos.

Otra protección: Está estrictamente prohibido fumar en el lugar de trabajo. Se debe supervisar el trabajo en tanques, espacios confinados u otras áreas de alta concentración.

Parte 9: Propiedades físicas y químicas -

Ingredientes principales: producto puro

Gas incoloro con olor único a éter.

Valor de pH:

Punto de fusión (℃):-141,5

Punto de ebullición (℃):-23,7

Densidad relativa ( agua = 1): 0,66

Densidad relativa de vapor (aire = 1): 1,62.

Presión de vapor saturado (kpa): 533,2 (20 ℃)

Calor de combustión (kj/mol): 1453.

Temperatura crítica (℃): 127

Presión crítica (MPa): 5,33

Valor logarítmico del coeficiente de partición octanol/agua: sin datos.

Punto de inflamación (℃): sin sentido

Temperatura de ignición (℃): 350 ℃

Límite de explosión % (vol/vol): 27,0

Límite inferior de explosión% (volumen/volumen): 3,4

Solubilidad: soluble en agua, etanol y éter.

Principales usos: utilizados como refrigerantes, disolventes, extractantes, catalizadores y estabilizadores de polímeros.

Otras propiedades físicas y químicas:

Parte 10: Estabilidad y Reactividad -

Estabilidad:

Compuestos prohibidos: Oxidantes fuertes, fuertes Ácidos, halógenos.

Condiciones a evitar:

Peligro de agregación:

Productos de descomposición:

Sección XI: Datos Toxicológicos -

Toxicidad aguda: LD50: No hay datos disponibles.

LC50: 308.000 mg/metro cúbico (inhalación en ratas)

Toxicidad subaguda y crónica:

Irritantes:

Sensibilización:

Mutagenicidad:

Teratogenicidad:

Carcinogenicidad:

Parte 12: Datos ecológicos -

Toxicidad ecotoxicológica:

Biodegradabilidad:

No biodegradable:

Bioacumulación o bioacumulación:

Otros efectos nocivos: No hay datos disponibles.

Parte XIII: Eliminación y eliminación—

Naturaleza de los residuos:

Métodos de eliminación de residuos: consulte las leyes y regulaciones nacionales y locales pertinentes antes de su eliminación. Se recomienda eliminar por incineración.

Precauciones abandonadas:

Parte 14: Información de tráfico-

Número de mercancías peligrosas: 21040

Número ONU: 1033

Marca de embalaje:

Categoría de embalaje: O52

Método de embalaje: cilindro de acero; caja de madera ordinaria con botella de vidrio esmerilado o botella de vidrio con rosca; caja de madera con ampolla exterior ordinaria;

Precauciones de transporte: Se debe utilizar el casco de seguridad del cilindro al transportar cilindros. Los cilindros generalmente se colocan planos, y las bocas de las botellas deben estar en la misma dirección y no pueden cruzarse, la altura no debe exceder la barandilla del vehículo y deben estar firmemente atadas con almohadillas triangulares de madera para evitar aplastamientos. Los vehículos de transporte deberían estar equipados con los tipos y cantidades correspondientes de equipos contra incendios durante el transporte. El tubo de escape del vehículo que transporte este artículo debe estar equipado con un dispositivo contra incendios, y está prohibido utilizar equipos mecánicos y herramientas propensas a generar chispas para la carga y descarga. Está prohibido mezclar y transportar con oxidantes, ácidos, halógenos y químicos alimentarios. En verano es recomendable transportarlo por la mañana y por la noche para evitar la exposición solar. Mantener alejado del fuego y fuentes de calor durante las escalas. El transporte por carretera debe seguir rutas prescritas y tiene prohibido detenerse en zonas residenciales y zonas densamente pobladas. Durante el transporte por ferrocarril, está estrictamente prohibido resbalar.

Parte 15: Información reglamentaria-

Información reglamentaria: "Reglamento sobre la gestión de seguridad de productos químicos peligrosos" (promulgado por el Consejo de Estado en febrero de 1987), "Reglamento sobre la gestión de seguridad de Productos Químicos Peligrosos" (Hua Lao Fa [1992] Nº 677), "Reglamento sobre el uso seguro de productos químicos en el lugar de trabajo" (Lao Bufa [1996] Nº 423) y otros reglamentos. La "Clasificación y etiquetado de productos químicos peligrosos de uso común" (GB 13690-92) clasifica esta sustancia como gas inflamable de Clase 2.1.

Parte 16: Otra información-

Materiales de referencia:

Departamento de llenado:

Unidad de auditoría de datos:

Descripción de la versión:

Otra información:

Suplemento

El dimetiléter, también conocido como dimetiléter, es un gas incoloro o un líquido comprimido con un ligero contenido de éter. oler. La densidad relativa (20 °C) es 0,666, el punto de fusión es -141,5 °C, el punto de ebullición es -24,9 °C y la presión de vapor a temperatura ambiente es de aproximadamente 0,5 MPa, que es similar a la del gas licuado de petróleo. Soluble en agua y disolventes orgánicos como etanol, éter, acetona y cloroformo. Es inflamable, la llama es ligeramente brillante cuando arde y el calor de combustión (gas) es de 1455 kJ/mol. El DME es inerte a temperatura ambiente, no es propenso a la autooxidación, no es corrosivo ni cancerígeno, pero puede descomponerse en metano, etano y formaldehído en condiciones de radiación o calentamiento.

El dimetiléter es un homólogo del éter, pero a diferencia del éter utilizado como anestésico, tiene una toxicidad extremadamente baja.

Puede disolver diversas sustancias químicas; debido a que es fácil de comprimir, condensar, vaporizar y es miscible con una variedad de solventes polares o no polares, se usa ampliamente en productos en aerosol, refrigerantes de reemplazo de freón, solventes, etc. , también se puede utilizar en síntesis química y tiene una amplia gama de usos.

Como nueva materia prima química básica, el dimetiléter tiene muchos usos únicos en industrias químicas como medicina, combustible y pesticidas debido a sus buenas propiedades de fácil compresión, condensación y vaporización. Por ejemplo, el dimetiléter de alta pureza puede reemplazar al freón como propulsor de aerosoles y refrigerante, lo que puede reducir la contaminación del medio ambiente y el daño a la capa de ozono. Debido a su buena solubilidad en agua y aceite, su rango de aplicación es muy superior al del propano, butano y otros productos petroquímicos. Reemplazar el metanol como nueva materia prima para la producción de formaldehído puede reducir significativamente el costo de producción del formaldehído, lo que demuestra su superioridad en instalaciones de formaldehído a gran escala. Como gas civil, su seguridad de almacenamiento, transporte y combustión, su poder calorífico del gas premezclado y su temperatura de combustión teórica son mejores que los del gas licuado de petróleo. Puede usarse como gas de pico para el gas de ductos urbanos y como una mezcla de gas licuado de petróleo. También es un combustible ideal para motores diésel. En comparación con los vehículos que funcionan con metanol, no hay problema de arranque en frío. También es una de las principales materias primas para la preparación de olefinas bajas en carbono en el futuro.

El dimetil éter también puede sustituir al diésel como combustible. Los principales problemas a solucionar en la actualidad son la corrosión de materiales plásticos por el éter dimetílico y la modificación de los circuitos de aceite de los motores diésel.

En la actualidad, el éter dimetílico se utiliza principalmente como propulsor, refrigerante y agente espumante. En segundo lugar, se utiliza como materia prima química para producir una variedad de productos químicos orgánicos. Como sulfato de dimetilo, haluro de alquilo, N, N-dimetilanilina, acetato de metilo, anhídrido acético, carbonato de dimetilo, sulfuro de dimetilo, éteres de la serie éter dimetílico de etilenglicol, etc.

El éter dimetílico es fácil de comprimir y almacenar, tiene una alta eficiencia de combustión y poca contaminación, y puede reemplazar al gas de carbón y al gas licuado de petróleo como combustible civil. Al mismo tiempo, el dimetil éter tiene un alto índice de cetano y puede usarse directamente como combustible de automóvil para reemplazar el diésel. Como combustible limpio, el dimetiléter tiene un enorme potencial de desarrollo y ha recibido amplia atención en el país y en el extranjero.

1 Análisis del mercado nacional y exterior

1.1 Análisis del mercado exterior

En la actualidad, la producción de dimetil éter en el mundo se concentra principalmente en Estados Unidos. Alemania, Países Bajos y Japón. En 2002, la capacidad de producción mundial total (excluyendo China, lo mismo a continuación) fue de 208.000 toneladas/año, la producción fue de 6,5438+0,5 millones de toneladas y la tasa de operación fue del 72%. Los principales fabricantes extranjeros de dimetiléter son la empresa estadounidense Dopnt, la empresa holandesa AKZO, la empresa alemana DEA y la empresa United Rheinland Lignite Fuel. Entre ellas, la empresa alemana DEA tiene la mayor capacidad de producción, con una capacidad de producción de 65.000 toneladas. /año.

Los principales fabricantes de éter dimetílico del mundo

Capacidad de producción del fabricante, nombre del número de serie (10.000 toneladas/año)

1 dopt (EE. UU.) 3,0

2 DEA (Alemania) 6,5

3 United Rheinland Lignite Fuel (Alemania) 3,0

4 AKZO (Países Bajos)

5 Sumitomo (Japón) 1,0

6 DEA (Australia) 1.0

7 Mitsui Tojin (Japón)

8 Kangsheng (Japón) 1.8

9 NKK (Japón) 1,0

Total 20,8

Debido al enorme potencial de demanda del mercado de dimetiléter, la construcción de dimetiléter se ha convertido en un punto caliente en todo el mundo, y algunas plantas de dimetiléter a gran escala ya han Bajo construcción.

Dimethyl Ether Development Company (un consorcio compuesto por Total Fina Elf y ocho empresas japonesas) planea construir una planta comercial de dimetil éter con una capacidad de 2.500 toneladas por día. La compañía japonesa Toyo Engineering ha completado la verificación de viabilidad de la construcción de una serie única de dispositivos de éter dimetílico de 2,5 millones de toneladas/año en el Medio Oriente. Se espera que el dispositivo esté terminado en 2005-2006. BP, la Autoridad de Gas Natural de la India y la Indian Oil Corporation invertirán 600 millones de dólares para construir una planta comercial de producción de 654,38+800.000 toneladas/año de dimetiléter para sustituir la nafta, el diésel y el gas licuado de petróleo. El proyecto de construcción comenzó en 2002 y está previsto que entre en funcionamiento en 2004. Una empresa conjunta compuesta por un consorcio japonés (Mitsubishi Gas Chemical Company, Japan Airlines, Mitsubishi Heavy Industries e Itochu Corporation) construirá una planta de dimetiléter a gran escala en Australia con una capacidad de producción de 14.000 a 24.000 toneladas/año y está previsto que entrará en funcionamiento en 2006 .

En la actualidad, el principal ámbito de consumo del dimetiléter es como disolvente y propulsor de aerosoles, no existiendo mucho consumo en otros aspectos. En 2002, el consumo mundial de dimetiléter fue de 6,5438+500.000 toneladas/año. Se espera que la demanda sea de alrededor de 200.000 toneladas/año en 2005.

El dimetiléter es un producto químico seguro y limpio con un rendimiento excelente y sus perspectivas de desarrollo son en general prometedoras. Más importante aún, como combustible nuevo y limpio para uso civil y vehicular, se considera una excelente alternativa al diésel o al GLP/GNC, y el crecimiento de su demanda en el mercado como combustible será sorprendente.

En el año 2000, había en el mundo 4 millones de coches de GLP, 4 millones de coches de etanol, 10.000 coches de GNC y algunos coches de metanol. Tomemos a Estados Unidos como ejemplo. En 2000, 420.000 vehículos en Estados Unidos funcionaban con combustibles alternativos. Se estima que para 2005, el número de vehículos que utilizan combustibles alternativos (GLP y GNC) en los Estados Unidos alcanzará los 165.438+ millones de vehículos, llegando a 3,3 millones de vehículos en 2010 y 5,5 millones de vehículos en 2015.

El consumo actual de combustibles alternativos en Estados Unidos es de aproximadamente 6,5438+0 millones de toneladas (352×654,38+0,06 galones de gasolina equivalente), lo que representa aproximadamente el 0,2% del consumo total de combustible ese año. Si la proporción de combustibles alternativos en Estados Unidos aumenta al 5%, su demanda alcanzará los 25 millones de toneladas, lo que demuestra que las perspectivas del mercado de combustibles alternativos son considerables.

Asia es la región con el consumo de diésel que más crece en el mundo. Según predicciones de instituciones de investigación extranjeras, la demanda anual de Asia de éter dimetílico como combustible alternativo alcanzará los 30 millones de toneladas en 2005. Se puede ver que debido a sus incomparables ventajas sobre otros combustibles alternativos, el dimetiléter se convertirá en el principal combustible alternativo al diésel y tiene perspectivas de mercado inconmensurables.

1.2 Análisis del mercado interno

En los últimos años, la producción de dimetiléter de mi país se ha desarrollado rápidamente. Actualmente hay más de una docena de empresas fabricantes. En 2002, la capacidad de producción total fue de 318.000 toneladas/año, la producción fue de aproximadamente 20.000 toneladas y la tasa de operación fue baja, alrededor del 63%.

Principales fabricantes de éter dimetílico de China y capacidad de producción (unidad: toneladas/año)

Número de serie Nombre del fabricante Capacidad de producción

1 Fábrica de productos químicos sintéticos Jiangsu Wuxian 2000

2 Guangdong Zhongshan Kaida Fine Chemical Co., Ltd. 5000

Planta química de gas natural Chengdu Huayang Weiyuan 2000

4 Instituto de Investigación Petroquímica de Shanghai 800

5 Jiangsu Kunshan 1000

6 Shaanxi New Gas Appliances Company 5000

7 Fábrica de fertilizantes Anhui Mengcheng 2500

8 Zhejiang Zhuji Xinya Chemical Company 1000

9 Fábrica de fertilizantes nitrogenados de Guangdong Jiangmen 2500

10 Zhejiang Yiwu Yangguang Chemical Co., Ltd. 2500

11 Shanghai Shenwei Aerosol Company 1000

12

Shandong Jiutai Chemical Technology Co., Ltd. 5000

13 Hubei Tianli Industrial Co., Ltd. 1500

Total 31800

En los últimos años, la construcción de dimetiléter se ha convertido en una moda en China, y varias empresas planean introducir tecnología a través de empresas conjuntas y cooperación para construir unidades de producción de dimetiléter a gran escala.

Los principales proyectos en construcción o planificados son los siguientes:

En abril de 2001, Shaanxi Xinran Gas Appliances Co., Ltd. y Zhaoyun Resources Co., Ltd. de Estados Unidos firmó un acuerdo de proyecto para desarrollar conjuntamente "20 10.000 toneladas/año de síntesis en un solo paso de combustible ultralimpio de éter dimetílico" con una inversión total de 2.030 millones de yuanes, el 90% de los cuales está financiado por Estados Unidos.

El proyecto de éter dimetílico a base de carbón de 830.000 toneladas al año de Ningxia planea invertir 4.780 millones de yuanes y planea utilizar capital extranjero. Se firmó un acuerdo de cooperación con la canadiense Manette United Company, apoyándose en la tecnología de la American Aerodynamics Company.

Sichuan Luzhou Natural Gas Co., Ltd. ha construido una unidad de éter dimetílico de dos etapas de 6,5438+100.000 toneladas/año y también ha comenzado la construcción del segundo conjunto de unidades de éter dimetílico de 6,5438+100.000 toneladas/año. .

Shandong Linyi Minglu Chemical Co., Ltd. está construyendo una planta de éter dimetílico de 30.000 toneladas al año utilizando una tecnología de proceso de dos pasos en fase líquida de desarrollo propio.

El proyecto de éter dimetílico de 30.000 toneladas/año del Grupo Shandong Huaxing comenzó su construcción en agosto de 2004. La planta utiliza un proceso de dos pasos.

Shandong Yankuang Group Company planea construir una planta de éter dimetílico de 600.000 toneladas e introducir tecnología extranjera de éter dimetílico de un solo paso.

Además, muchos lugares de China han propuesto construir plantas DME, como Southwest Petroleum and Natural Gas Administration, Xinjiang, Heilongjiang Shuangyashan, Daqing Oilfield, Shaanxi, Lanzhou, Anhui, etc.

El principal uso del dimetil éter en mi país es como propulsor de aerosoles, aerosoles y fumigaciones, con un consumo anual de 18.000 toneladas de dimetil éter. Debido al rápido desarrollo de la industria de aerosoles de mi país, se estima que se necesitarán aproximadamente 30.000 toneladas de éter dimetílico en 2005 y 40.000 toneladas en 2010. Además, el consumo de mi país de éter dimetílico utilizado para sintetizar sulfato de dimetilo y otros productos químicos es de aproximadamente 11.000 toneladas.

El éter dimetílico puede sustituir al gas natural, al gas de carbón y al gas licuado de petróleo como combustible civil porque sus propiedades son similares al gas licuado y es fácil de almacenar y comprimir. En 2002, el consumo aparente de GLP de China fue de 16,2 millones de toneladas. Al mismo tiempo, China comenzó a importar grandes cantidades de gas licuado de petróleo desde 654,38+0990. En 2002, el volumen de importación de gas licuado de petróleo fue de 6,26 millones de toneladas. Si el precio del dimetil éter es apropiado, suponiendo que el dimetil éter reemplace al gas licuado de petróleo importado, según el volumen de importación actual, se necesitarán aproximadamente 100.000 toneladas de dimetil éter de calidad combustible. A medida que el nivel de vida de la gente siga mejorando, la demanda de combustibles civiles aumentará considerablemente, especialmente la demanda de energía limpia como el gas natural, el dimetiléter y el gas licuado de petróleo. Por tanto, las perspectivas de desarrollo del éter dimetílico como combustible civil son muy prometedoras.

El éter dimetílico tiene excelentes propiedades como combustible, como comodidad, limpieza, alto índice de cetano, buen rendimiento energético, menos contaminación y fácil almacenamiento como líquido bajo ligera presión. Como combustible alternativo al diésel vehicular, tiene ventajas integrales incomparables como gasolina licuada, gas natural, metanol y etanol.

En 2002, el consumo de diésel de mi país fue de 76,62 millones de toneladas y el consumo de diésel está creciendo rápidamente. Se estima que el consumo en 2005 alcanzará alrededor de 82,9 millones de toneladas y el consumo en 2006 alcanzará alrededor de 1,01 millones de toneladas.

Como buen combustible alternativo al diésel, el dimetiléter requerirá aproximadamente 5,53 millones de toneladas de dimetiléter en 2005 y 6,74 millones de toneladas en 2010, sobre la base de una tasa de sustitución del 5% del diésel.

En resumen, se espera que la demanda de dimetiléter en la industria química y de aerosoles de China alcance entre 50.000 y 60.000 toneladas en 2005. El consumo de dimetiléter como combustible alternativo depende principalmente del suministro de dimetiléter. Si el precio del dimetil éter cae a un nivel que pueda competir con el diésel o el gas licuado de petróleo, se cree que el consumo de dimetil éter como combustible crecerá rápidamente y el tamaño del mercado será bastante sorprendente.

2 Análisis de la tecnología de procesos

Los métodos de producción de dimetil éter incluyen el método de un paso y el método de dos pasos. El método de un paso se refiere a la síntesis de dimetil éter a partir de gas crudo en un solo paso, y el método de dos pasos se refiere a la síntesis de metanol a partir de gas de síntesis y luego la deshidratación para preparar dimetil éter.

●Método de un solo paso

En este método, después de convertir el gas natural o utilizar la gasificación del carbón para generar gas de síntesis, el gas de síntesis ingresa al reactor de síntesis y las dos reacciones Los procesos de síntesis de metanol y deshidratación de metanol y la reacción de desplazamiento se llevan a cabo simultáneamente en el reactor. El producto es una mezcla de metanol y dimetiléter. La mezcla se separa mediante un dispositivo de destilación para obtener dimetiléter y el metanol sin reaccionar se devuelve al reactor de síntesis.

El método de un solo paso utiliza principalmente catalizadores bifuncionales, que generalmente se mezclan físicamente con dos tipos de catalizadores. Uno es un catalizador de síntesis de metanol, como el catalizador basado en Cu-Zn-Al(O), BASFS3. -85 y ICI-512, etc. El otro tipo son los catalizadores de deshidratación de metanol, como alúmina, SiO_2-al2o_3 poroso, tamiz molecular tipo Y, tamiz molecular ZSM-5 y mordenita.

●Método de dos pasos

Este método se lleva a cabo en dos pasos, es decir, el metanol se sintetiza a partir del gas de síntesis y el metanol se deshidrata en dimetiléter bajo la acción de un catalizador sólido. El tamiz molecular ZSM-5 que contiene γ-al2o 3/SiO 2 se usa comúnmente en el país y en el extranjero como catalizador de deshidratación. La temperatura de reacción se controla a 280~340℃ y la presión es de 0,5~0,8 MPa. La tasa de conversión de un solo paso de metanol está entre 70-85% y la selectividad del dimetiléter es superior al 98%.

La síntesis en un solo paso de dimetiléter no implica el proceso intermedio de síntesis de metanol. En comparación con el método de síntesis de dos pasos, tiene las ventajas de un proceso simple, menos equipo, menos inversión y bajos costos operativos, lo que reduce el costo de producción del dimetil éter y mejora los beneficios económicos. Por lo tanto, la síntesis en un solo paso de dimetiléter es un tema de investigación candente en el país y en el extranjero. Los procesos representativos de un solo paso desarrollados en el extranjero incluyen: el proceso danés Topsφe, el proceso American Air Products y el proceso japonés NKK.

La síntesis en dos pasos de dimetiléter es actualmente el principal proceso para la producción de dimetiléter en el país y en el extranjero. Este método utiliza metanol refinado como materia prima, tiene pocos subproductos de la reacción de deshidratación y la pureza del éter dimetílico alcanza el 99,9%. La tecnología es madura, los equipos tienen amplia adaptabilidad y el postprocesamiento es sencillo. Puede construirse directamente en una planta de producción de metanol o en otras plantas de producción de no metanol con mejores instalaciones públicas. Sin embargo, este método requiere síntesis de metanol, destilación de metanol, deshidratación de metanol y destilación de éter dimetílico. El proceso es largo y la inversión en equipo es grande. Sin embargo, la mayoría de los proyectos de construcción de dimetiléter a gran escala anunciados en el extranjero actualmente adoptan tecnología de proceso de dos pasos, lo que demuestra que el proceso de dos pasos tiene una fuerte competitividad general.

2.1 Principales tecnologías extranjeras

(1) Proceso Topsφe

El proceso de gas de síntesis de un solo paso de Topsφe es una nueva tecnología desarrollada específicamente para materias primas de gas natural. . Los reformadores autotérmicos (ATR) se utilizan en la parte de gasificación del proceso. El reformador autotérmico consta de un reactor de alta presión con revestimiento refractario, una cámara de combustión y un lecho de catalizador.

La síntesis de dimetiléter utiliza un reactor adiabático multietapa con refrigeración entre etapas incorporada para obtener altas tasas de conversión de CO y CO2. El catalizador es un catalizador mixto de doble funcionalidad que se utiliza para la síntesis y deshidratación de metanol para producir éter dimetílico.

La síntesis de dimetil éter utiliza reactores esféricos, con un único conjunto de capacidad de producción de hasta 7.200 toneladas/día de dimetil éter. Las condiciones de funcionamiento del proceso Topsφe son 4,2 MPa y 240 ~ 290 ℃.

Actualmente no se han fabricado dispositivos comerciales para este método. En 1995, Topsφe estableció una planta piloto de 50 kg/d en Copenhague, Dinamarca, para probar el rendimiento del proceso.

(2) El nuevo proceso de dimetiléter líquido (LPDMETM) consta de 2) productos de aire.

Con el apoyo del Departamento de Energía de EE. UU., como parte del Plan de Desarrollo de Tecnología de Carbón Limpio y Combustibles Alternativos, Air Products desarrolló con éxito un nuevo proceso de dimetiléter líquido, abreviado como LPDMETM.

La principal ventaja del proceso LPDMETM es que abandona el tradicional reactor de lecho fijo en fase gaseosa y utiliza un reactor de torre de burbujas en suspensión. Las partículas de catalizador son una suspensión en forma de polvo fino con aceite mineral inerte. La materia prima de gas de síntesis a alta presión se rocía y burbujea desde el fondo de la torre, y las partículas sólidas del catalizador y la alimentación de gas se mezclan completamente. El uso de aceite mineral permite una mezcla más completa, un funcionamiento isotérmico y un fácil control de la temperatura.

El reactor de síntesis de dimetiléter utiliza un tubo de refrigeración incorporado para obtener calor y generar vapor al mismo tiempo. La carga y descarga de catalizador en el reactor de suspensión es fácil y no requiere parada. Además, debido a la operación isotérmica, no hay problema de puntos calientes en el reactor y la tasa de desactivación del catalizador se reduce considerablemente.

Los parámetros operativos típicos del reactor son: presión 2,76 ~ 10,34 MPa, temperatura recomendada 5,17 MPa; temperatura 200 ~ 350 ℃, recomendada 250 ℃.

La dosificación del catalizador es del 5% al ​​60% del aceite mineral, preferiblemente del 5% al ​​25%. En este proceso, el gas de síntesis a base de carbón rico en CO tiene más ventajas que el gas de síntesis de gas natural. Sin embargo, el gas natural también se puede utilizar como materia prima para obtener mayores rendimientos. Air Products ha probado el proceso en una planta piloto con una capacidad de producción de 15 toneladas/día y los resultados fueron satisfactorios, pero aún no se ha construido una planta industrial a gran escala.

(3) El nuevo proceso de un solo paso en fase líquida de Japan NKK Company.

Además de los productos para el aire, la empresa japonesa NKK también ha desarrollado un nuevo proceso para la síntesis en un solo paso de dimetiléter a partir de gas de síntesis en un reactor de lecho en suspensión.

Las materias primas pueden ser gas natural, carbón, gas licuado del petróleo, etc. El primer paso del proceso es crear gas. El gas de síntesis se enfría y se comprime a 5 ~ 7 MPa y luego ingresa a la torre de absorción de CO2 para eliminar el CO2. El gas de síntesis crudo descarbonizado se desulfura a través de la torre de adsorción de carbón activado, intercambia calor a 200 °C y luego ingresa al fondo del reactor. El gas de síntesis se burbujea a través de una suspensión de catalizador y aceite mineral en el reactor para producir éter dimetílico, metanol y CO2. El producto del reactor se enfría, se fracciona y se separa en dimetiléter, metanol y agua. El gas de síntesis que no ha reaccionado se recicla de nuevo al reactor. Después del fraccionamiento, se puede obtener un producto de dimetiléter de alta pureza (95% ~ 99%) en la parte superior de la torre, y un producto crudo compuesto de metanol, dimetiléter y agua en la parte inferior de la torre. Con la tecnología del NKK se construyó en Niigata una unidad semiindustrial para la producción en una sola etapa de dimetiléter a partir de gas de síntesis con una producción anual de 65.438+0.000 toneladas.

2.2 Tecnología nacional e investigación científica

En mi país, el desarrollo de tecnología y catalizadores para la producción de dimetil éter a partir de metanol en fase gaseosa (método de dos pasos) se inició alrededor del siglo XIX. década de 1990 y rápidamente se estableció equipo de producción industrializado. En los últimos años, con el aumento del auge de la construcción de éter dimetílico, la tecnología de proceso de éter dimetílico de dos pasos de mi país se ha desarrollado aún más y la tecnología de proceso se ha acercado o alcanzado el nivel extranjero avanzado.

Shandong Jiutai Chemical Technology Co., Ltd. (anteriormente Linyi Minglu Chemical Co., Ltd.) desarrolló con éxito un proceso de producción catalítica de deshidratación ácida compuesta en fase líquida con derechos de propiedad intelectual independientes y construyó una planta de 5.000 toneladas. /año dispositivo de producción. Después de más de un año de práctica de producción, la tecnología es madura y confiable. También se pondrá en producción el segundo dispositivo de la empresa, de 30.000 toneladas/año.

La tecnología de dimetiléter de Shandong Jiutai pasó la evaluación organizada por el Departamento Provincial de Ciencia y Tecnología de Shandong y se consideró que había alcanzado los estándares internacionales. En particular, el desarrollo de catalizadores de deshidratación ácida compuestos en fase líquida y tecnología de separación por condensación supera las deficiencias del alto costo y la gran inversión en la síntesis en un solo paso y la deshidratación y purificación en fase gaseosa, permitiendo que la reacción y la deshidratación se lleven a cabo de manera continua. reduciendo la corrosión de los equipos y la inversión en equipos. La tasa de recuperación total es superior al 99,5%, la pureza del producto no es inferior al 99,9% y el costo de producción también es mucho menor que el de la deshidratación en fase gaseosa.

En agosto de 2003, se puso en servicio con éxito la unidad de producción de éter dimetílico de dos etapas de 10.000 toneladas desarrollada conjuntamente por Lutianhua y la compañía japonesa Toyo Engineering. El dispositivo tiene un flujo de proceso razonable y condiciones de operación optimizadas. Tiene las características de alta pureza del producto, bajo consumo de material y bajo consumo de energía. Se encuentra en el nivel avanzado nacional en términos de nivel de proceso, calidad del producto y operación automatizada. hardware del equipo.

En los últimos años, el desarrollo tecnológico de mi país para la producción en un solo paso de dimetiléter a partir de gas de síntesis también ha sido muy activo, y algunos institutos de investigación científica y universidades han logrado grandes avances.

El Instituto de Investigación Lanhua, la Fábrica de Fertilizantes Lanhua y el Instituto de Investigación de la Industria Química de Lanzhou llevaron a cabo conjuntamente un estudio piloto de 5 ml de gas de síntesis para producir éter dimetílico, centrándose en la investigación de procesos, la preparación del catalizador, la actividad y la vida. Se obtuvieron buenos resultados: tasa de conversión de CO > 85 % selectividad > 99 %. Dos pruebas a largo plazo (500 h, 1000 h) muestran que el catalizador desarrollado tiene buena estabilidad en el gas de síntesis de materia prima industrial; la selectividad del éter dimetílico a la materia orgánica es >: 97 %; la tasa de conversión de monóxido de carbono es >; La pureza del producto éter es >:99,5%; el rendimiento total de dimetiléter es 98,45%.

El Instituto de Química de Dalian de la Academia de Ciencias de China, llevó a cabo un estudio sistemático sobre la síntesis directa de dimetiléter a partir de gas de síntesis. Se seleccionaron los catalizadores SD 219-ⅰ, SD 219-ⅱ y SD 219-ⅲ, todos los cuales mostraron un buen rendimiento catalítico. La tasa de conversión de CO alcanza el 90% y la selectividad del dimetiléter entre la materia orgánica que contiene oxígeno es cercana al 100%.

La Universidad de Tsinghua también está estudiando el dimetiléter de un solo paso. En el reactor de lecho en suspensión, se utiliza un catalizador bifuncional LP+Al2O3. En condiciones de 260-290 ℃ y 4-6 MPa, la tasa de conversión de CO en un solo paso alcanza el 55 %-65 % y la selectividad del dimetil éter es del 90 %-94 %.

Actualmente, unidades nacionales como la Universidad de Zhejiang, el Instituto Shanxi de Química del Carbón, el Instituto de Investigación de la Industria Química del Suroeste y la Universidad de Ciencia y Tecnología del Este de China también están comprometidas con la investigación sobre la producción en un solo paso de dimetilo. Éter del gas de síntesis.

La Universidad de Hangzhou utiliza un catalizador de dimetiléter de fabricación propia y el gas semi-agua existente de la planta de síntesis de amoníaco para sintetizar dimetiléter en un solo paso bajo una determinada temperatura, presión y velocidad espacial de reacción. La tasa de conversión de un solo paso de co alcanza el 60% ~ 83% y la selectividad alcanza el 95%. Esta tecnología se ha utilizado para construir un dispositivo industrial con una producción anual de 15.000 toneladas de dimetiléter en Hubei Tianli Company. Este dispositivo no solo puede producir combustible de éter de alcohol, sino también producir éter dimetílico de alta pureza de más del 99,9%, con una tasa de conversión de monóxido de carbono del 70%-80%. Este es el primer dispositivo de producción industrial en China que produce directamente éter dimetílico de alta pureza a partir de gas de síntesis.

En cuanto a la tecnología del proceso de dimetiléter de dos pasos, ya sea el método en fase gaseosa o en fase líquida, la tecnología nacional ha alcanzado un nivel avanzado, maduro y confiable, y está totalmente calificada para construir a gran escala. Equipo de producción.

La síntesis en fase gaseosa de un solo paso de dimetiléter a partir de la tecnología de gas de síntesis desarrollada en mi país está básicamente madura y se ha construido un dispositivo a nivel de kilotones. Sin embargo, para la construcción de plantas de dimetiléter a gran escala aún es necesario verificar en la práctica la tecnología nacional.

3 Conclusiones y sugerencias

Como combustible alternativo limpio, el dimetiléter ha recibido amplia atención en el país y en el extranjero, especialmente su uso para reemplazar el gas natural, el gas licuado de petróleo y el diésel. El enorme potencial de mercado tiene una importancia práctica importante para el ajuste de la estructura energética y la protección del medio ambiente de mi país.

La tecnología de proceso de dimetiléter es uno de los puntos calientes en el desarrollo de tecnología de proceso en el país y en el extranjero. El método de un solo paso tiene un proceso simple, menos equipo, menos inversión y menores gastos operativos y costos de producción. Sin embargo, debido al complejo proceso de reacción de síntesis y separación, aún no se ha industrializado por completo. El método de dos pasos es actualmente el proceso principal para la producción de dimetiléter en el país y en el extranjero. Tiene una alta pureza del producto, una tecnología madura, una amplia adaptabilidad y una fuerte competitividad general. Sin embargo, también tiene las desventajas de un proceso largo y una gran inversión en equipos. .

En la actualidad, la promoción y aplicación son la clave para el desarrollo del dimetil éter. Como fuente de energía alternativa limpia, el dimetiléter necesita un fuerte apoyo y ayuda del gobierno. Se recomienda que el Estado haga planes generales para construir bases de producción de dimetiléter a gran escala en áreas ricas en recursos de carbón pero sin recursos de petróleo y gas. Utilizaremos el dimetiléter para reemplazar el gas y el gas licuado de petróleo como precursores en la promoción del mercado. Al mismo tiempo, fortaleceremos vigorosamente la investigación sobre el dimetiléter que reemplaza al diesel y promoveremos integralmente la producción y el uso del dimetiléter. Se espera que el dimetiléter se convierta en una parte importante de la estructura energética de China en un futuro próximo.

¡Espero que te ayude!