กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ไดเมทิลอีเทอร์ ( DME ; หรือที่รู้จักกันในชื่อ เมท อก ซีมีเทน ) เป็น สารประกอบอินทรีย์ ที่มีสูตรเคมี CH₃OCH₃ ( บางครั้งอาจเขียนย่อเป็นC₂H₆O เนื่องจากเป็น ไอโซเมอร์ ของ เอทานอล )...

ไดเมทิลอีเทอร์

ไดเมทิลอีเทอร์ ( DME ; หรือที่รู้จักกันในชื่อ เมท ซีมีเทนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรเคมี CH₃OCH₃ บางครั้งอาจเขียนย่อเป็นC₂H₆O เนื่องจากเป็นไอโซเมอร์ของเอทานอล ) เป็น อีเทอร์ที่ง่ายที่สุด เป็นก๊าซไม่มีสี และเป็นสารตั้งต้นที่มีประโยชน์สำหรับสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ รวมถึงเป็นสารขับดันในส ย์ ซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการสาธิตเพื่อใช้ในงานเชื้อเพลิงหลากหลายประเภท

ไดเมทิลอีเทอร์ถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกโดยJean-Baptiste DumasและEugene Péligotในปี พ.ศ. 2478 โดยการกลั่นเมทานอลและกรดซัลฟิวริก[ 5 ]

การผลิต

ในปี พ.ศ. 2528 มีการผลิตเมทานอลประมาณ 50,000 ตันในยุโรปตะวันตกโดยการกำจัดน้ำออกจากเมทานอล : [ 6 ]

2 CH OH → (CH ) O + H O

เมทานอลที่ต้องการได้มาจากก๊าซสังเคราะห์ ( ซินแก๊ส ) [ 7 ] การปรับปรุงอื่นๆ ที่เป็นไปได้คือการใช้ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาคู่ที่ช่วยให้สามารถสังเคราะห์เมทานอลและกำจัดน้ำในหน่วยกระบวนการเดียวกันได้ โดยไม่ต้องแยกและทำให้เมทานอลบริสุทธิ์[ 7 ] [ 8 ] ทั้งกระบวนการแบบขั้นตอนเดียวและสองขั้นตอนข้างต้นมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์แล้ว กระบวนการแบบสองขั้นตอนค่อนข้างง่ายและต้นทุนเริ่มต้นค่อนข้างต่ำ กระบวนการเฟสของเหลวแบบขั้นตอนเดียวกำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา[ 7 ] [ 9 ]

จากชีวมวล

ไดเมทิลอีเทอร์เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพสังเคราะห์รุ่นที่สอง (BioDME) ซึ่งสามารถผลิตได้จากชีวมวลลิกโนเซลลูโลส [ 10 ] สหภาพยุโรปกำลังพิจารณา BioDME ในส่วนผสมเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีศักยภาพในปี 2030 [ 11 ]นอกจากนี้ยังสามารถผลิตได้จากก๊าซชีวภาพหรือมีเทนจากของเสียจากสัตว์ อาหาร และการเกษตร[ 12 ] [ 13 ]หรือแม้กระทั่งจากก๊าซหินดินดานหรือก๊าซธรรมชาติ[ 14 ]

กลุ่มVolvoเป็นผู้ประสานงานโครงการ BioDME ของโครงการกรอบงานที่เจ็ดของประชาคมยุโรป[ 15 ] [ 16 ]โดย โรงงานนำร่อง BioDME ของ Chemrecใช้กระบวนการแก๊สซิฟิเคชั่นของของเหลวสีดำในเมืองPiteåประเทศสวีเดน[ 17 ]

แอปพลิเคชัน

การใช้งานไดเมทิลอีเทอร์ที่สำคัญที่สุดคือการใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตสารเมทิลเลชันเอเจนต์ไดเมทิลซัลเฟตซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ :

ซีเอช3โอซีเอช3+ดังนั้น3(ซีเอช3)2ดังนั้น4{\displaystyle {\ce {CH3OCH3 + SO3 -> (CH3)2SO4}}}

ไดเมทิลอีเทอร์ยังสามารถแปลงเป็นกรดอะซิติก ได้ โดยใช้เทคโนโลยีคาร์บอนิลเลชัน ที่เกี่ยวข้องกับ กระบวนการกรดอะซิติกของมอนซานโต : [ 6 ]

ซีเอช3โอซีเอช3+2คอมโพสิชั่น+ชม2โอ2ซีเอช3คูห์{\displaystyle {\ce {CH3-O-CH3 + 2 CO + H2O -> 2 CH3COOH}}}

สารเคมีและตัวทำละลายในห้องปฏิบัติการ

ไดเมทิลอีเทอร์เป็นตัวทำละลายและสารสกัดที่อุณหภูมิต่ำ เหมาะสำหรับกระบวนการในห้องปฏิบัติการเฉพาะทาง ประโยชน์ของมันถูกจำกัดด้วยจุดเดือด ต่ำ ( −23 °C (−9 °F) ) แต่คุณสมบัติเดียวกันนี้ช่วยให้สามารถกำจัดออกจากส่วนผสมของปฏิกิริยาได้ง่ายขึ้น ไดเมทิลอีเทอร์เป็นสารตั้งต้นของสารอัลคิเลต ที่มีประโยชน์ คือไตรเมทิลออกโซเนียมเตตระฟลูออโรโบเร[ 18 ]  

แอปพลิเคชันเฉพาะกลุ่ม

มีการใช้ ส่วนผสมของไดเมทิลอีเทอร์และโพรเพน ในผลิตภัณฑ์ " สเปรย์แช่แข็ง " บางชนิดที่จำหน่ายทั่วไปเพื่อรักษารอยหูดโดย การ แช่แข็ง[ 19 ] [ 20 ]ในบทบาทนี้ มันได้เข้ามาแทนที่สารประกอบฮาโลคาร์บอน ( ฟรีออน )

ไดเมทิลอีเทอร์ยังเป็นส่วนประกอบของ ส่วนผสมก๊าซเป่าไฟ "Map-Pro" อุณหภูมิสูงบางชนิด ซึ่งใช้แทนการใช้ส่วนผสม ของ เมทิลอะเซทิลีนและโพรพาไดอีน[ 21 ]

ไดเมทิลอีเทอร์ยังใช้เป็นสารขับดันในผลิตภัณฑ์สเปรย์ เช่น สเปรย์ฉีดผม สเปรย์ไล่แมลง และกาวสเปรย์บางชนิด

วิจัย

เชื้อเพลิง

การติดตั้งหอสังเคราะห์ BioDME ที่โรงงานนำร่องของ Chemrec

การใช้งานหลักที่เป็นไปได้ของไดเมทิลอีเทอร์คือการใช้เป็นสารทดแทนโพรเพนในLPGที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือนและอุตสาหกรรม[ 22 ]ไดเมทิลอีเทอร์ยังสามารถใช้เป็นสารผสมในโพรเพนออโต้แก๊ส ได้อีกด้วย [ 23 ]

นอกจาก นี้ยังเป็นเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพในเครื่องยนต์ดีเซล [ 24 ]และกังหันก๊าซสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล ข้อดีคือค่าซีเทน สูง ถึง 55 เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงดีเซลจากปิโตรเลียมซึ่งอยู่ที่ 40–53 [ 25 ]จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนเพียงเล็กน้อยเพื่อเปลี่ยนเครื่องยนต์ดีเซลให้เผาไหม้ไดเมทิลอีเทอร์ ความเรียบง่ายของสารประกอบที่มีโซ่คาร์บอนสั้นนี้ทำให้มีการปล่อยอนุภาคในระหว่างการเผาไหม้น้อยมาก ด้วยเหตุผลเหล่านี้ รวมถึงการปราศจากกำมะถัน ไดเมทิลอีเทอร์จึงเป็นไปตามข้อกำหนดการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดที่สุดในยุโรป ( EURO5 ) สหรัฐอเมริกา (US 2010) และญี่ปุ่น (2009 Japan) [ 26 ]

ในการแข่งขัน European Shell Eco Marathonซึ่งเป็นการแข่งขันชิงแชมป์โลกอย่างไม่เป็นทางการด้านระยะทาง รถยนต์ที่ใช้ ไดเมทิลอีเทอร์ 100% สามารถประหยัดน้ำมันได้ 0.170 ลิตร/100 กม. ซึ่งเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซินของ เครื่องยนต์ 2จังหวะขนาด 50  ซีซี[ 27 ]

เพื่อศึกษาไดเมทิลอีเทอร์สำหรับกระบวนการเผาไหม้ จำเป็นต้องใช้กลไกจลนศาสตร์ทางเคมี[ 28 ]ซึ่งสามารถใช้ในการคำนวณพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณได้

สารทำความเย็น

ไดเมทิลอีเทอร์เป็นสารทำความเย็นที่มี รหัส ASHRAE R-E170 [ 29 ]นอกจากนี้ยังใช้ในสารทำความเย็นผสมกับสารอื่นๆ เช่นแอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ บิวเทน และโพรพีไดเมทิลอีเทอร์เป็นสารทำความเย็นชนิดแรก ในปี 1876 วิศวกรชาวฝรั่งเศสชาร์ลส์ เทลลิเยร์ ซื้อเรือบรรทุกสินค้า Eboeขนาด 690 ตัน ซึ่งเดิมเป็นของเอลเดอร์-เดมป์สเตอร์ และติดตั้งระบบ ทำความเย็นด้วยเมทิลอีเทอร์ตามแบบของเขา เรือลำนี้ได้รับการเปลี่ยนชื่อเป็นLe Frigorifiqueและประสบความสำเร็จในการนำเข้าเนื้อสัตว์แช่เย็นจากอาร์เจนตินาอย่างไรก็ตาม เครื่องจักรสามารถปรับปรุงได้ และในปี 1877 เรือแช่เย็นอีกลำหนึ่งชื่อParaguayซึ่งมีระบบทำความเย็นที่ได้รับการปรับปรุงโดยเฟอร์ดินานด์ การ์เรได้ถูกนำมาใช้ในการเดินเรือในอเมริกาใต้[ 30 ]

ความปลอดภัย

ต่างจากอัลคิลอีเทอร์อื่นๆ ไดเมทิลอีเทอร์ต้านทานการเกิดออกซิเดชันเอง[ 31 ]ไดเมทิลอีเทอร์ยังมีพิษน้อย แม้ว่าจะติดไฟได้ง่ายมากก็ตาม เมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม พ.ศ. 2491 โรงงาน BASFในเมืองลุดวิกส์ฮาเฟนประสบเหตุระเบิดหลังจากไดเมทิลอีเทอร์ 30 ตันรั่วไหลจากถังและลุกไหม้ในอากาศ มีผู้เสียชีวิต 200 คน และโรงงานอุตสาหกรรมถูกทำลายไปหนึ่งในสาม[ 32 ]

เอกสารข้อมูล

เส้นทางการผลิตไดเมทิลอีเทอร์

ความดันไอ

ความดันไอเชิงทดลองของไดเมทิลอีเทอร์[ 33 ]
อุณหภูมิ (เคลวิน)ความดัน (กิโลปาสคาล)
233.12854.61
238.12668.49
243.15785.57
248.152105.59
253.152129.42
258.16157.53
263.16190.44
268.161228.48
273.153272.17
278.145321.87
283.16378.66
288.174443.57
293.161515.53
298.172596.21
303.16687.37
305.16726.26
308.158787.07
313.156897.59
316.154968.55
318.1581018.91
323.1481152.35
328.1491298.23
333.1571457.5
333.1591457.76
338.1541631.01
343.1471818.8
348.1472022.45
353.1462242.74
353.1582243.07
358.1452479.92
363.1482735.67
368.1583010.81
373.1543305.67
378.153622.6
383.1433962.25
388.1554331.48
393.1584725.02
398.1575146.82
400.3785355.8

ดูเพิ่มเติม

  • สมาคม DME ระหว่างประเทศ
  • เว็บไซต์ของ NOAA สำหรับมาตรฐาน NFPA 704
  • สถาบัน XTL & DME

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ไดเมทิลอีเทอร์ ( DME ; หรือที่รู้จักกันในชื่อ เมท อก ซีมีเทน ) เป็น สารประกอบอินทรีย์ ที่มีสูตรเคมี CH₃OCH₃ ( บางครั้งอาจเขียนย่อเป็นC₂H₆O เนื่องจากเป็น ไอโซเมอร์ ของ เอทานอล )...

การผลิต

ในปี พ.ศ. 2528 มีการผลิตเมทานอลประมาณ 50,000 ตันในยุโรปตะวันตกโดย การกำจัดน้ำออก จาก เมทานอล : [ 6 ]

จากชีวมวล

ไดเมทิลอีเทอร์เป็น เชื้อเพลิงชีวภาพสังเคราะห์รุ่นที่สอง (BioDME) ซึ่งสามารถผลิตได้จาก ชีวมวลลิกโนเซลลูโลส [ 10 ] สหภาพ ยุโรปกำลังพิจารณา BioDME ในส่วนผสมเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีศักยภาพในปี 2030 [ 11 ] นอกจากนี้ยังสามารถผลิตได้จาก ก๊าซชีวภาพ หรือ มีเทน...

แอปพลิเคชัน

การใช้งานไดเมทิลอีเทอร์ที่สำคัญที่สุดคือการใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตสารเมทิลเลชันเอเจนต์ ไดเมทิลซัลเฟต ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำปฏิกิริยากับ ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ :