Compre dimetil éter producido por ácido sulfúrico
El método de dos pasos primero produce metanol a partir de gas de síntesis y luego deshidrata el metanol bajo la acción de un catalizador para producir dimetiléter. En el pasado, el ácido sulfúrico se usaba principalmente como catalizador, pero ahora el tamiz molecular ZSM-5 hecho de γ-Al2O3/SiO2 se usa a menudo como catalizador. Este catalizador tiene un rendimiento excelente y buena selectividad. Pureza dimetil éter, pero también evita la contaminación.
El método de un solo paso para producir dimetiléter directamente a partir de gas de síntesis implica completar las dos reacciones de síntesis de metanol y deshidratación de metanol, así como la reacción de cambio de agua-gas mientras el gas de síntesis ingresa al reactor. son metanol y dimetiléter. La mezcla de dimetiléter se separa por destilación y el metanol sin reaccionar se devuelve al reactor. La mayoría de los métodos de un solo paso utilizan catalizadores de doble función, que generalmente están compuestos de una mezcla de dos catalizadores, uno es un catalizador de síntesis de metanol y el otro es un catalizador de deshidratación de metanol. Los catalizadores de síntesis de metanol incluyen catalizadores basados en Cu-Zn-Al(O) como BASF, S3-85 y I-CI-512. Los catalizadores de deshidratación de metanol incluyen alúmina, SiO2-Al2O3 poroso, tamices moleculares tipo Y, tamices moleculares ZSM-5 y mordenita. El método de un solo paso se divide en lecho fijo y lecho en suspensión según el tipo de reactor.
Según las etapas del proceso de reacción y las características del proceso, el proceso de gas de síntesis de dimetiléter de un solo paso se divide principalmente en método de dos fases y método de tres fases. El método de dos fases también se denomina método de fase gaseosa (GPDME) y el método de tres fases también se denomina método de fase líquida (LPDME).
El método bifásico también se llama método en fase gaseosa (GPDME) dimetiléter vaporizado
El método trifásico también se llama método en fase líquida (LPDME) metoxidimetiléter
Dimetiléter y su método de producción 2008-05-09 Fuente: Baidu Tieba Baidu Tieba
Consejo principal: El dimetiléter (DME) es un gas incoloro con un ligero aroma a éter, a temperatura ambiente La presión de vapor Es de aproximadamente 0,5 MPa y sus propiedades físicas son muy similares a las del gas licuado de petróleo. 1. Propiedades y usos del dimetiléter
El dimetiléter (DME) es un gas incoloro con un ligero aroma a éter. La presión de vapor a temperatura ambiente es de unos 0,5 MPa. Sus propiedades físicas son muy similares. gas licuado de petróleo. El dimetiléter es inerte, no corrosivo, no cancerígeno y prácticamente no tóxico. A diferencia del éter dietílico, el éter dimetílico no forma peróxidos cuando se expone al aire durante largos períodos de tiempo. La presión de vapor saturado del dimetil éter es menor que la del gas licuado de petróleo, por lo que es más seguro de almacenar y transportar que el gas licuado de petróleo. También tiene buen rendimiento de combustión, alta eficiencia térmica, sin residuos ni humo negro durante la combustión, y bajo. Las emisiones de CO y NO también se pueden mezclar con gas licuado de petróleo, gas de carbón o gas natural para aumentar el calor, y el éter dimetílico con una concentración ≥95 puede reemplazar directamente el gas licuado de petróleo como combustible. Por lo tanto, puede ser una alternativa ideal de combustible limpio al GLP. Además, el dimetiléter también se puede utilizar como materia prima química, utilizándose principalmente en la fabricación de pinturas en aerosol, insecticidas, ambientadores, lacas para el cabello, inhibidores de oxidación y lubricantes.
2. Progreso de la investigación y el desarrollo del éter dimetílico en el país y en el extranjero
El método de producción del éter dimetílico se produjo por primera vez como un subproducto de la destilación de metanol a alta presión. aplicación generalizada de la tecnología de síntesis de metanol a baja presión, los subproductos La reacción se reduce considerablemente y la tecnología de producción industrial de dimetiléter se ha desarrollado rápidamente hacia la deshidratación de metanol o la síntesis directa de gas de síntesis. Los métodos de deshidratación de metanol incluyen el método de metanol en fase líquida y el método de metanol en fase gaseosa. El primero consiste en reaccionar en fase líquida y utilizar ácido sulfúrico concentrado para deshidratar el metanol. Sin embargo, se ha eliminado gradualmente debido a problemas como la pequeña escala del dispositivo, la fácil corrosión de los equipos, la gran contaminación ambiental y las duras condiciones de operación.
En los últimos años, la demanda de dimetiléter ha aumentado significativamente y varios países han desarrollado sucesivamente nuevos procesos que ahorran inversión, tienen buenas condiciones de funcionamiento y están libres de contaminación, incluidos principalmente métodos de dos pasos y métodos de un solo paso.
El método de dos pasos utiliza primero gas de síntesis para producir metanol, y luego el metanol se deshidrata bajo la acción de un catalizador para producir éter dimetílico. En el pasado, el ácido sulfúrico se usaba principalmente como catalizador, pero ahora la mayoría de los tamices moleculares ZSM-5 hechos de γ-Al2O3/SiO2 se usan como catalizadores. Este catalizador tiene un rendimiento superior y buena selectividad, y puede producir éter dimetílico de alta pureza. , y también puede evitar la contaminación.
El proceso de un solo paso de usar gas de síntesis para producir directamente éter dimetílico incluye que el gas de síntesis ingrese al reactor y complete simultáneamente las dos reacciones de síntesis de metanol, deshidratación de metanol y reacción de cambio de gas de agua. Los productos son metanol. y dimetiléter. La mezcla se separa por destilación para obtener dimetiléter y el metanol sin reaccionar se devuelve al reactor. La mayoría de los métodos de un solo paso utilizan catalizadores de doble función, que generalmente están compuestos de una mezcla de dos catalizadores, uno es un catalizador de síntesis de metanol y el otro es un catalizador de deshidratación de metanol. Los catalizadores de síntesis de metanol incluyen catalizadores basados en Cu-Zn-Al(O) como BASF, S3-85 y I-CI-512. Los catalizadores de deshidratación de metanol incluyen alúmina, SiO2-Al2O3 poroso, tamices moleculares tipo Y, tamices moleculares ZSM-5 y mordenita. El método de un solo paso se divide en lecho fijo y lecho en suspensión según el tipo de reactor.
La reacción de dimetil éter de un solo paso se puede dividir en los siguientes pasos:
CO H2-gt;CH3OH -ΔH=90,7kJ/mol (1)
2CH3OH -gt; CH3OCH3 H2O -ΔH=23,5 kJ/mol (2)
CO H2O-gt; CO2 H2 -ΔH=41,2 kJ/mol (3)
Total ecuación de reacción: 3CO 3H2-gt; CH3OCH3 CO2 -ΔH=246,1kJ/mol (4)
El método de un paso tiene ventajas sobre el método de dos pasos. La tasa de conversión de CO del método de un paso es mucho mayor que la del método de dos pasos. Sin embargo, en el método de un paso, dado que las tres reacciones deben llevarse a cabo simultáneamente y las tres reacciones son todas reacciones exotérmicas, Se requiere que el catalizador utilizado tenga una fuerte resistencia al calor a altas temperaturas y una alta selectividad. El dimetiléter producido mediante el método de un solo paso se utiliza generalmente como combustible de éter de alcohol. Si se va a producir dimetiléter de alta pureza, se requiere una separación y purificación adicionales. Aunque la tasa de conversión del método de dos pasos no es tan alta como la del método de un solo paso, tiene las características de una tecnología de producción madura, una amplia adaptabilidad del dispositivo y un posprocesamiento simple. Puede construirse directamente en unidades de producción de metanol u otras unidades de producción sin metanol y tiene buena viabilidad. En comparación con el proceso de síntesis de un solo paso, el proceso de síntesis de dos pasos lleva un poco más de tiempo, pero los dos catalizadores se instalan en reactores diferentes y no interfieren entre sí. A juzgar por la tendencia actual de desarrollo tecnológico, el método de un solo paso tiene las características de flujo de proceso corto, alta eficiencia del equipo, baja presión operativa y alta tasa de conversión unidireccional de CO, lo que reduce en gran medida los costos de inversión en equipos y los costos operativos, y El coste de producción del dimetiléter sintético también se reduce mucho más que con el método de dos pasos. Por lo tanto, el método de un solo paso es más razonable económicamente, más competitivo en el mercado y, en general, más ventajoso tecnológicamente.
Según las etapas del proceso de reacción y las características del proceso, el proceso de dimetiléter de gas de síntesis de un solo paso se divide principalmente en método de dos fases y método de tres fases. El método de dos fases también se denomina método de fase gaseosa (GPDME) y el método de tres fases también se denomina método de fase líquida (LPDME). El método en fase gaseosa se lleva a cabo principalmente en un reactor de lecho fijo y el gas de síntesis reacciona sobre la superficie de un catalizador sólido. Si se utiliza gas de síntesis rico en carbono, la superficie del catalizador pronto se carbonizará y desactivará. Por lo tanto, el método en fase gaseosa sólo se puede utilizar para gas de síntesis rico en hidrógeno (H2/CO es mucho mayor que 2) y opera con tasas de conversión bajas. (Se recicla una gran cantidad de gas de síntesis de reacción no utilizado). Los principales procesos técnicos del método en fase gaseosa son el método TIGAS de la empresa Topsoe de Dinamarca y el método ASMTG desarrollado conjuntamente por Mitsubishi Heavy Industries y la empresa japonesa COSMO Oil Company. El método de fase líquida se lleva a cabo principalmente en un reactor de suspensión. La fase gaseosa es CO, H2 y dimetiléter, la fase líquida es un solvente inerte y la fase sólida es un polvo de catalizador suspendido en el solvente.
Debido a la gran capacidad calorífica de la fase líquida, el método de fase líquida es fácil de lograr una operación a temperatura constante y la superficie de las partículas del catalizador está rodeada de solvente, lo que alivia en gran medida el fenómeno de carbonización. Por lo tanto, se puede producir gas de síntesis rico en carbono. ser utilizado como materia prima. En la actualidad, la Universidad Tsinghua de mi país, Air Chemical Corporation de Estados Unidos y NKK Corporation de Japón están comprometidas con el desarrollo de tecnología industrial para la síntesis en un solo paso de dimetiléter a partir de gas de síntesis en un reactor de suspensión, y han realizado pruebas piloto. en la última parte de este siglo para proporcionar éter dimetílico se sentaron las bases para la producción en gran escala de éter.
En la actualidad, las unidades nacionales de investigación y desarrollo de tecnología DME incluyen principalmente Shandong Jiutai Chemical Technology Co., Ltd., el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Tsinghua, el Instituto de Química de Orquídeas de la Universidad de Zhejiang, el Instituto de Catálisis de la Universidad de Hangzhou y el Instituto Dalian. de Física Química, Academia de Ciencias de China, Universidad de Ciencia y Tecnología de Taiyuan, Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Este de China, Instituto de Investigación de la Industria Química del Suroeste, etc.
Li Jijin y Li Qi, padre e hijo de Shandong Jiutai Chemical Technology Co., Ltd., han estado comprometidos con la investigación química y energética durante mucho tiempo y llevan a cabo activamente investigaciones sobre la tecnología del éter dimetílico. Después de repetidos experimentos e investigaciones, desarrollaron un método de producción de dimetiléter de bajo costo y alta eficiencia, a saber, "producción catalítica de deshidratación ácida compuesta en fase líquida de dimetiléter" en 2001, y solicitaron una patente china. En julio de 2002, el Departamento Provincial de Ciencia y Tecnología de Shandong organizó expertos para evaluar el proyecto y consideró que la tecnología de producción había alcanzado el nivel líder internacional y había resuelto el problema mundial de la producción de dimetiléter. En mayo de 2004, en la Exposición Internacional de Patentes y Marcas Famosas de China celebrada por la Oficina Estatal de Propiedad Intelectual, la tecnología patentada ganó la medalla de oro y Shandong Jiutai Chemical Technology Co., Ltd. ganó la medalla de plata.
Bajo los auspicios del académico Jin Yong, el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Tsinghua desarrolló una síntesis en lecho de suspensión en un solo paso de la tecnología de éter dimetílico. La pequeña prueba pasó la evaluación técnica organizada por la Comisión Nacional de Educación y. Alcanzó el nivel avanzado internacional. En 2003, la Universidad de Tsinghua y Chongqing Yingli Combustion Co., Ltd. invirtieron conjuntamente 20 millones de yuanes para construir una planta piloto de 3.000 toneladas anuales de éter dimetílico. Se completó y puso en funcionamiento a finales de abril de 2004, produciendo productos calificados de éter dimetílico. Se ha puesto en funcionamiento la planta piloto. A finales de abril de 2004, se completó y puso en funcionamiento una planta piloto de 3.000 toneladas por año de dimetiléter, con una inversión conjunta de 20 millones de yuanes por parte de China Petroleum & Chemical Corporation y China Petroleum & Chemical Corporation, que produce productos calificados de dimetiléter. Sobre esta base, Jiangsu Huaiyin Chemical Co., Ltd. llevará a cabo el seguimiento de la tecnología y el trabajo de industrialización de apoyo relacionado, y construirá equipos de producción industrial a gran escala.
A juzgar por los resultados de la reacción, la tecnología de producción de dimetiléter en lecho de suspensión circulante desarrollada por la Universidad de Tsinghua es significativamente mejor que el proceso LPDMETM de la American Air Products Company y los resultados de las pruebas piloto de la japonesa NKK Company, y La tasa de conversión unidireccional de CO mejora enormemente. El catalizador utilizado en el proceso LPDMETM es sensible al agua, por lo que solo puede coproducir metanol y dimetiléter a partir de gas de síntesis con una baja relación molar H2/CO y no puede mejorar la selectividad del dimetiléter. En el proceso de producción de dimetiléter en lecho de suspensión circulante desarrollado por la Universidad de Tsinghua, se utilizó un catalizador de desarrollo propio. La selectividad del dimetiléter alcanzó más de 94. No se observó ninguna desactivación obvia del catalizador durante la operación de prueba, lo que indica que el catalizador tiene un buen rendimiento. .
Sin embargo, en el proceso de dimetiléter de un solo paso, una molécula de dimetiléter generará una molécula de dióxido de carbono. Es decir, un tercio del CO en el proceso de producción se genera en forma de. dióxido de carbono. Esto no sólo aumenta el consumo de gas bruto, sino que también aumenta la emisión de dióxido de carbono. Es indeseable desde la perspectiva de la protección del medio ambiente y también es un desperdicio desde la perspectiva de la protección de los recursos.
Se puede ver en la fórmula de la reacción química que en el proceso de producción de dimetiléter, la relación molar teórica de H2 a CO es 1:1, mientras que el método general de producción de gas, como el uso de carbón como materia prima. Los métodos como la gasificación del aire en lecho fijo, el reformado con vapor utilizando gas natural como materia prima o la producción de gas enriquecido con oxígeno no pueden cumplir con este requisito. Esto será de gran importancia para el reciclaje de dióxido de carbono.
La síntesis directa de dimetil éter mediante hidrogenación de CO2 se está explorando como una nueva forma de sintetizar dimetil éter. El dimetil éter es el recurso de carbono más abundante en la tierra. El efecto invernadero provocado por el CO2 ha traído grandes consecuencias. para la humanidad causó enormes pérdidas al equilibrio ecológico. Por ello, utilizar dióxido de carbono como materia prima para sintetizar diversas sustancias químicas y realizar el reciclaje de dióxido de carbono ha despertado el interés de investigadores de varios países.
Dado que la hidrogenación de CO2 a metanol está limitada por el equilibrio termodinámico, la gente ha comenzado a prestar atención a la hidrogenación directa de CO2 para producir éter dimetílico, rompiendo así el equilibrio termodinámico de la hidrogenación de CO2 a metanol y mejorando la tasa de conversión de CO2. El Instituto de Física Química de Dalian en mi país también ha trabajado mucho en esta área. Actualmente se está preparando para construir un dispositivo de demostración industrial para producir metanol y éter dimetílico mediante la reacción de CO2 y H2. Realizó mucho trabajo y logró algunos resultados, pero la tasa de conversión de CO2 es solo 14-29 y la selectividad del éter dimetílico es solo aproximadamente 50. Por lo tanto, esta tecnología debe mejorarse aún más.
Este artículo proviene de la Red de Información sobre Nuevas Energías de China | Newenergy.NengYuan.Net Enlace original: /2008/0509/576.html