Obținerea Dimetil Eterului

Dimetil eterul se obţine din metanol, în cataliză heterogenă, prin trecerea acestui alcool peste zeoliţi. Dimetil eterul se obţine ca şi subprodus la sinteza metanolului prin hidrogenarea oxidului de carbon.

Reacţia : 2CH3OH → CH3 – O – CH3 + H2O (R1)

Dimetil eterul este un gaz cu punctul de fierbere -24 ºC. Termenii superiori sunt lichizi. Dimetil eterul este o substanţă stabilă faţă de majoritatea reactivilor organici, de aceea, se utilizează ca şi dizolvant în numeroase reacţii chimice.

Producerea convenţională a dimetil eterului foloseşte metoda deshidratării metanolului. Pentru producţii în cantităţi industriale a dimetil eterului ca şi carburant sunt luate în considerare şi alte metode. Principala metodă reprezintă sinteza dimetil eterului din hidrogen şi monoxid de carbon(gaz), metodă cunoscută ca syngas(amestec de gaze care conţine cantităţi variabile de monoxid de carbon şi hidrogen generat de gazificarea unui carbon care conţine carburant într-un produs gazos cu proprietăţi termice).

Dimetil eterul poate fi produs din metanol, prin combinarea a două molecule de metanol pentru a produce o moleculă de dimetil eter şi o moleculă de apă. Aceasta este o reacţie reversibilă:

2CH3 OH↔ CH3 – O – CH3 + H2O (R2)

Metoda sintetizarii dimetil eterului are o eficienţă sporită deoarece odată cu deshidratarea metanolului, acesta este mai întâi produs dintr-o sursă de bază(GPL- gaz petrol lichefiat; GN- gaz natural), sau cărbune prin sinteză şi apoi acesta este transformat în dimetil eter. Această metodă încearcă să elimine producerea intermediară a metanolului şi să producă dimetil eter din GPL, GN, cărbune sau din bio-masă într-un singur proces.

Prelucrarea de dimetil eter din materiale solide, neprelucrate precum bio-masa şi cărbunele presupune mai multe procese decât prelucrarea dimetil eterului din gaze(GPL,

GN). Aceasta datorită faptului că materialele solide trebuie să treacă prin procesul de gazificare, pentru a produce gaz sintetic necesar sintezei dimetil eterului.

Pentru a permite o gazificare mai eficientă bio-masa şi cărbunele trec prin variate procese de preparare precum şlefuirea bio-masei sau barbotarea cărbunelui. Pentru a ne asigura că dimetil eterul produs e pur, au loc numeroase spălări de gaze, procese de curăţare şi purificare. Producerea dimetil eterului din metan poate folosi cu uşurinţă metoda reformarii catalitice a metanului pentru a produce gazul sintetic necesar sintetizării dimetil eterului. Imaginea de mai jos reprezintă o schemă a proceselor variate de obţinere a dimetil eterului din matriale neprelucrate.

Obţinerea dimetil eterului

Descrierea procesului

Figura 13. reprezintă o diagramă PFD a procesului de obţinere a dimetil eterului. Materia de bază este metanolul, care se consideră pur. Surplusul recirculat este pompat în P–100, încălzit, vaporizat şi supraîncălzit în schimbătorul de căldură E – 100, apoi este trimis în reactorul PRF-100, unde DME-ul se formează. În T-100, DME-ul pur este produs în curentul de sus(distilat) cu metanol şi apă în curentul de jos. În T-101, distilatul conţine metanol pentru reciclu şi baza conţine apă reziduală. Rata de obţinere dorită a DME este de 100000 tone/an.

Metanol, din vasul de stocare se află la1 atm şi 25 ºC, poate fi considerat pur.

DME produs dorit, de 100000 tone/an este considerat pur. Curentul de apă reziduală poate fi considerat pur în bilanţul de materiale, nu este pur, deci apare un cost pentru tratare.

Echipament

Pompa(P-100) creşte presiunea surplusului recirculat la o minimă de 15 bari. Produsul rezultat este intodus într-un schimbător de căldură(E-100).

Această unitate încălzeşte, vaporizează şi supraîncălzeşte alimentarea la 250 ºC şi 15 bari. Sursa de energie necesară încălzirii trebuie să aibă o temperatură mai mare de 250 ºC.

Amestecul rezultat este introdus într-un reactor(PRF-100). În reactor are loc următoarea reacţie: