تبلیغات
سر فصلی از مهندسی شیمی - دی متیل اتر(DME) چیست؟
 
صفحه نخست       تماس با مدیر       پست الکترونیک      RSS       ATOM
سر فصلی از مهندسی شیمی
 
پنجشنبه 27 بهمن 1390 :: نویسنده : ابراهیم سیفی
دی متیل اتر(DME) چیست؟

دی‌متیل­اتر مولكول سادة اتر به فرمول CH3-O-CH3 می­باشد. این ماده را می­توان مانندLPG به كار برد.اشتعال این ماده نیز مانند گاز طبیعی است. در این ماده مقدار NO2 و مشتقات سولفور بسیار پایین می‌باشد و كمتر از 15 ppm است. این نشانگر مزیت‌های زیست­محیطی DME است و به‌عبارتی حالت دوستی با محیط زیست دارد و با H2O و CO2 واكنش نشان می‌دهد.
دی متیل اتر(DME) چیست؟

دی‌متیل­اتر مولكول سادة اتر به فرمول CH3-O-CH3 می­باشد. این ماده را می­توان مانندLPG به كار برد.اشتعال این ماده نیز مانند گاز طبیعی است. در این ماده مقدار NO2 و مشتقات سولفور بسیار پایین می‌باشد و كمتر از 15 ppm است. این نشانگر مزیت‌های زیست­محیطی DME است و به‌عبارتی حالت دوستی با محیط زیست دارد و با H2O و CO2 واكنش نشان می‌دهد.

كاربردهای DME در بازار

یكی از مواردی كه برای به­كارگیری انرژی مورد توجه است جنبه­های تجاری آن انرژی است. برای تجاری شدن به بازار نیاز داریم. یكی از مهمترین بازارهای مصرف DMEنیروگاه‌ها می­باشند. در حال حاضر پیش­بینی می­گردد كه این سوخت بتواند در یك نیروگاه 900 مگاواتی مصرف گردد. تمام انتخاب‌ها برای LPG (گاز فشردة مایع) را می­توان به DME تغییر داد و به عبارتی در حمل و نقل نیز می­توان از آن استفاده به عمل آورد.

۱) سوخت نیروگاه­ها

در حال حاضر، در ژاپن از LNG ، LPG ، نفت خام و زغال­سنگ به­عنوان سوخت در نیروگاه‌ها استفاده می­شود. نفت خام و زغال هر دو آلود­كنندة محیط­زیست هستند و استفاده از آنها به اقدامات جبرانی برای كاهش آلودگی هوا نیاز دارد. به عبارت دیگر، آلودگی دی­اكسید­كربن حاصل از نفت و زغال به مراتب بیشتر ازLNG است. LNG و LPG سوخت‌های پاكی محسوب می‌شوند، اما از یك طرف هزینه‌های سرمایه‌گذاری LNG بالا است و از طرف دیگر، عرضة LPG خاورمیانه به آسیای­جنوب­شرقی و كشورهای خاور دور محدود است. به­عنوان مثال، ژاپن در سال 2001، حدود 15 میلیون‌تن LPG وارد كرده است كه بیش از 80 درصد آن از خاورمیانه و با مشخصات بازار خاورمیانه، وارد شده است.
در مقابل، اولاً DME یك سوخت پاك است، ثانیاً كل هزینة سرمایه­گذاری آن، به خاطر وجود زیر­ساخت‌های LPG كه با اندك تغییراتی قابل استفاده برای DME هستند، بسیاركم است و ثالثاً منابع DME محدود به منطقه و كشور خاصی نیست و ذخایر كوچك گاز طبیعی با هزینة اندكی قابل­ استفاده برای تولید DME هستند. بنابراین، به نظر می­رسد كه DME سوخت آیندة نیروگاه‌ها خواهد بود.

۲) جایگزینی در بازارهای LPG

تقاضای LPG در ژاپن، چین، هند و آسیای جنوب­شرقی در حال افزایش است. استفادة اصلی از LPG در ژاپن، در بخش‌های خانگی و تجاری است. بنابراین، میزان اختلاف عرضه و تقاضای LPG در آینده، بستگی به طرح‌های پتروشیمی در خاورمیانه خواهد داشت. در هر صورت، به نظر می­رسد كه قیمت LPG به لحاظ افزایش تقاضا برای آن در آینده افزایش یابد. بنابراین، بازارهای LPG یكی از بازارهای بالقوة DME در آیندة خواهند بود.

۳)جایگزینی در بازارهای نفت كوره

در حال حاضر، نفت كورة مورد استفاده در كامیون­ها و اتوبوس­ها در شهرهای بزرگی چون توكیو، عامل اصلی آلودگی هوا محسوب می­شود. از اینرو تحقیق و توسعه (R&D) بر روی موتورهای DME، به­عنوان جایگزین موتورهای دیزلی شروع شده­ است. البته عرضة تجاری این موتورها در بلند­مدت امكان خواهد یافت.

۴) DME سوختی برای سلول‌های سوختی و سایر مصارف

در حال حاضر، مطالعات (R&D) وسیعی بر روی سلول­های سوختی در مراكز تحقیقاتی و دانشگاهی در حال انجام است. اما هنوز اختراعات و پیشرفت­های بیشتری مورد نیاز است تا DMEبتواند با سایر سوخت­های مورد استفاده در سلول­های سوختی (مثل گازوئیل و متانول) قابل رقابت شود. همچنین DME، قابلیت استفاده در فرایند­های مصارف شیمیایی را نیز دارد. به­عنوان مثال، پروپیلن حاصل از DME در حال توسعه است.

مصرف DME در نیروگاه‌ها

آزمون احتراق DMEدر شركت General Electric انجام شده است و مشاهده شده است كه نشر آلاینده‌ها، بسیار شبیه گاز طبیعی است. نرخ گرما یا Heat rateآن از گاز طبیعی پایین­تر است و می­توان نتیجه گرفت كه كارایی انرژی DME از گاز طبیعی بالاتر است. مقدار برق ایجاد شده توسط DME از گازطبیعی در مقادیر یكسان بالاتر است. فناوری DME، اثبات شده است و كارخانه­های تبدیل گاز طبیعی به DME بسیار مشابه كارخانه­های تولید متانول می­باشند. به عبارتی هیچگونه مشكل فناوری وجود ندارد.
تجهیزات عمومی برای طرح DME برای اجرای طرح DMEبه موارد ذیل نیاز است:

۱- گاز طبیعی (مقدار 2 تریلیون فوت مكعب ظرف 25 سال طرح)

۲- تجهیزات تهیة گاز شیرین

۳- قیمت گاز در ابتدای واحد DME باید تقریبا 50 سنت به ازای هر میلیون BTU ­باشد.

۴- واحد DME (با مشخصات عنوان شده ظرفیت چنین واحدی حدود 5000 تن در روز و هزینة سرمایه­گذاری چنین واحدی حدود نیم میلیارد دلار تخمین زده می­شود.)

در حال حاضر بسیاری از كشورهای در حال توسعه از جمله هندوستان، درصدد استفاده از این سوخت نوین هستند و در عین حال شركت ملی نفت ایران نیز در این زمینه فعالیت­هایی را آغاز نموده است. شركت بی­پی نیز از شركت‌های دارای این فناوری است و تلاشهای زیادی را در این زمینه انجام داده است.

روش تولید DME از طریق آب­زدایی (دی­هیدرات­كردن) متانول از فرایند سنتز متانول و آب‌زدایی متانول
CO+CO2+5H2O=CH3OCH3+2H2O
این فرایند به ثبت رسیده و در حال حاضر در سطح تجاری در جهان برای تولید DME مورد استفاده قرار می­گیرد. البته باید توجه شود كه ظرفیت فعلی تولید DME در مقایسه با آنچه كه به­عنوان یك سوخت مطرح، معرفی می­شود، بسیار كم است. اما تكنولوژی آب‌زدایی متانول بسیار شبیه فرایند سنتز، اما ساده­تر از این فرایند است. فرایند آب‌زدایی یك فرایند گرمازا است، اما تولید گرما در این روش بسیار كمتر از روش سنتز است. بنابراین با توجه به این ویژگی­ها، تكنولوژی آب‌زدایی (دی­هیدرات­كردن) متانول می­تواند در مقیاس‌های وسیع در كارخانه­های بزرگ تولید DME به سادگی استفاده شود. این تكنولوژی در 10 سال گذشته توسعه داده شده است. به­عنوان مثال، شركت TEC یك كارخانه با مقیاس تولید 10 هزار تن در روز، در سال 1997 تاسیس نموده است. در حال حاضر نیز پروژه­های متانول با مقیاس 5 هزار تن در روز در ایران، توباگو (Tobago) و ترینیداد (Trinidad) طراحی‌شده و در حال تكمیل هستند.
فرایند آب‌زدایی متانول، یك فرایند ساده است. در این روش با استفاده از یك رآكتور ثابت خوابیده (افقی)، بدون اینكه وسیلة خاصی در داخل آن برای انتقال گرما نیاز باشد، می­توان DME تولید نمود. كاتالیست مورد استفاده برای آب‌زدایی نیز یك كاتالیست با ماخذ آلومین (Alumin) است كه در بازار كاتالیستی یك مادة شناخته شده است. البته حجم خلل و فرج موجود برروی كاتالیست، برای تبدیل DME بسیار مهم است.
مزیت دیگر این روش نسبت به فرایند سنتز، میزان كمتر مصرف اكسیژن در آن است. اكسیژن مورد نیاز در این روش و روش فرایند سنتز از یك واحد سرما­زای مجزا به‌دست می‌آید كه اولاً تجهیزات آن خیلی گران می‌باشد و ثانیاً یك واحد مصرف‌كنندة انرژی هم هست. در حال حاضر در شركت TEC، در فرایند آب‌زدایی متانول با كاتالیست اصلاح شدة ISOP برای تولید DME با ظرفیت 5 تا 6 هزار تن در روز، اصلاً اكسیژن لازم نیست. ولی برای تولید روزانة بیش از 6 هزار تن متانول (معادل 4200 تن DME)، از یك فرایند تركیبی استفاده می­شود كه در آن مقداری اكسیژن هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در حال حاضر در فرایند آب‌زدایی متانول در شركت TEC، برای تولید 2.5 میلیون تن DME، به حدود 2600 تن در روز، اكسیژن نیاز است كه این میزان كمتر از اكسیژن مورد نیاز در یك فرایند سادة سنتز با حداكثر ظرفیت 3.3 میلیون تن است. ویژگی‌های یك كارخانة 2.5 میلیون تنی DME به شرح ذیل است:

۱- كاتالیست و طرح سنتز DME به لحاظ تجاری به ثبت رسیده و قابل دسترسی هستند.

۲- هر نسبتی از متانول (0 تا100 درصد) و DME (0 تا 100 درصد) بر اساس تقاضای بازار، قابل تولید است.

۳- فرایند سنتز DME بسیار ساده است و هزینة سرمایه‌گذاری آن اندك است.

۴- یك رآكتور افقی ثابت با یك جریان شعاعی (پرتویی) و بدون فرایند انتقالی گرما، می­تواند برای تولید 2.5 میلیون تن مورد استفاده قرارگیرد.

۵- برای تولید به میزان كمتر از 1.5 میلیون تن در سال، نیازی به اكسیژن نیست.

۶- كل هزینة سرمایه­گذاری به همراه یك واحد كوچك و مجزای هوا، اندك است.

۷- در فرایند سنتز DME ، دی­اكسید­كربن تولید نمی­شود.

۸- گاز طبیعی مورد نیاز برای كل عمر یك پروژة 2.5 میلیون تنی، 2.2 TC تا 2.7 TC است




نوع مطلب :
برچسب ها :


درباره وبلاگ

روزی در آخر ساعت درس یك دانشجوی دوره دكترای نروژی ، سوالی مطرح كرد: استاد،شما كه از جهان سوم می آیید،جهان سوم كجاست ؟؟ فقط چند دقیقه به آخر كلاس مانده بود.من در جواب مطلبی را فی البداهه گفتم كه روز به روز بیشتر به آن اعتقاد پیدا می كنم.به آن دانشجو گفتم: جهان سوم جایی است كه هر كس بخواهد مملكتش را آباد كند،خانه اش خراب می شود و هر كس كه بخواهد خانه اش آباد باشد باید در تخریب مملكتش بكوشد.

پروفسورحسابی
مدیر وبلاگ : ابراهیم سیفی

آرشیو وبلاگ
نویسندگان
Online User
آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :