왜 온도를 높이면 증기압이 높아지나요? (자세한 개요는 질문 보충 자료를 참조하세요)

안녕하세요, 메틸 에테르

중국 이름: 메틸 에테르; 옥시디메탄

영어 이름: 디메틸 에테르

CAS 등록 번호 115-10-6

구조 또는 분자식

CH3-O-CH3

모든 C 및 O 원자는 sp3 하이브리드 궤도에 있음 σ 결합 형성 .

상대 분자량 또는 원자량 46.07

분자식 C2H6O

밀도 상대 밀도 1.617(공기=1)

녹는점( ℃) -138.5

끓는점(℃)-24.5

인화점(℃)-41.4

증기압(Pa) 663(-101.53℃) ; 8119 (-70.7 ℃); 21905 (-55 ℃)

특성

에테르 냄새가 나는 무색 가연성 가스 또는 압축 액체.

용해성

물과 에탄올에 용해됩니다.

용도

용제, 냉매 등으로 사용됩니다.

제조 또는 공급원

메탄올을 탈수하거나 염화제이철의 촉매작용 하에서 오르토포름산을 분해하여 얻습니다.

기타

임계온도는 128.8℃이다. 임계압력은 5.32MPa이다. 어는점 -138.5℃. 액체 밀도 0.661

파트 3: 위험 요약 -

위험 범주:

침입 경로:

건강 위험: 예 중추 신경계에 대한 억제 효과가 있으며 마취 효과가 약합니다. 흡입하면 마취 및 질식을 유발할 수 있습니다. 피부에 자극적입니다.

환경적 위험:

화재 및 폭발 위험: 이 제품은 가연성이 있고 자극적입니다.

4부: 응급 조치 -

피부 접촉:

눈 접촉:

흡입: 신선한 공기가 있는 곳으로 신속하게 현장을 떠나십시오. . 기도를 열어두십시오. 호흡이 곤란하면 산소를 공급하십시오. 호흡이 멈추면 즉시 인공호흡을 실시하십시오. 의사의 진료를 받으십시오.

섭취:

섹션 5: 폭발·화재시 대처방법 -

유해 특성: 인화성 가스. 공기와 폭발성 혼합물을 형성할 수 있음. 열, 스파크, 화염 또는 산화제에 노출되면 쉽게 연소되고 폭발합니다. 폭발 가능성이 있는 과산화물은 공기와 접촉하거나 빛에 노출되면 형성될 수 있습니다. 가스는 공기보다 무겁기 때문에 낮은 고도에서도 상당한 거리까지 퍼질 수 있습니다. 고열에 노출되면 용기 내부의 압력이 상승하여 균열 및 폭발의 위험이 있습니다.

유해한 연소 생성물: 일산화탄소, 이산화탄소.

소화 방법: 가스 공급원을 차단하세요. 가스 공급원을 차단할 수 없는 경우 누출 지점에서 화염을 소화할 수 없습니다. 물 분무로 용기를 식히고 가능하면 용기를 화재 지역에서 열린 공간으로 옮기십시오. 소화제: 미스트 워터, 내용제성 폼, 건조 분말, 이산화탄소, 모래.

6부: 누출에 대한 비상 대응 -

비상 대응: 누출 오염 구역에서 바람이 불어오는 방향으로 직원을 신속하게 대피시키고 격리하고 접근을 엄격히 제한합니다. 화재 발생원을 차단하세요. 응급 구조원은 자급식 양압 호흡기와 정전기 방지 작업복을 착용하는 것이 좋습니다. 누출원을 최대한 차단하십시오. 가스가 유입되는 것을 방지하기 위해 산업용 덮개나 흡착제/흡수제로 누출 근처의 하수구와 같은 구역을 덮으십시오. 적절한 환기를 시키면 확산 속도가 빨라집니다. 물을 뿌려 희석 및 용해시킵니다. 많은 양의 폐수를 담기 위해 제방을 만들거나 구덩이를 파십시오. 누출된 용기는 사용하기 전에 적절하게 폐기, 수리 및 검사해야 합니다.

7부: 취급 및 보관 -

취급 주의 사항: 폐쇄된 작동, ​​완전 환기.

운영자는 특별 교육을 받아야 하며 운영 절차를 엄격하게 준수해야 합니다. 작업자는 자흡식 필터 가스 마스크(반마스크), 화학 안전 안경, 정전기 방지 작업복, 내화학성 장갑을 착용하는 것이 좋습니다. 화기 및 열원으로부터 멀리하십시오. 작업장에서는 흡연이 엄격히 금지됩니다. 폭발 방지 환기 시스템과 장비를 사용하십시오. 가스가 작업장 공기로 누출되는 것을 방지하십시오. 산화제, 산, 할로겐과의 접촉을 피하십시오. 운송 중에는 정전기 발생을 방지하기 위해 실린더와 용기를 접지하고 브리지해야 합니다. 운반할 때 실린더와 부속품이 손상되지 않도록 주의해서 싣고 내리십시오. 해당 종류 및 수량의 소방 장비 및 누출 응급 처리 장비를 갖추고 있습니다.

보관상의 주의사항 : 서늘하고 통풍이 잘되는 창고에 보관하세요. 화재 및 열원에서 멀리 보관하십시오. 보관온도는 30℃를 넘지 않아야 합니다. 산화제, 산, 할로겐과 별도로 보관해야 하며 혼합 보관을 피해야 합니다. 방폭형 조명 및 환기 시설을 사용하십시오. 스파크가 발생하기 쉬운 기계 장비 및 도구의 사용은 금지되어 있습니다. 저장 구역에는 누출 비상 대응 장비를 갖추어야 합니다.

8부: 노출 통제/개인 보호 -

직업적 노출 한계

중국 MAC(mg/m3): 확립된 표준 없음

구소련 MAC(mg/m3): 기준이 수립되지 않음

TLVTN: 기준이 수립되지 않음

TLVWN: 기준이 수립되지 않음

모니터링 방법:

엔지니어링 제어: 생산 공정은 밀폐되고 완전히 환기됩니다.

호흡기 보호: 공기 중 농도가 기준을 초과할 경우 자흡식 필터 방독면(반마스크) 착용을 권장합니다.

눈 보호: 화학 보안경을 착용하십시오.

신체 보호: 정전기 방지 작업복을 착용하세요.

손 보호: 내화학성 장갑을 착용하십시오.

기타 보호: 작업장에서는 흡연이 엄격히 금지됩니다. 탱크, 밀폐된 공간 또는 기타 고농도 구역에 들어갈 때는 감독이 이루어져야 합니다.

파트 9: 물리화학적 특성 -

주성분: 순수 제품

외관 및 특성: 독특한 에테르 냄새가 나는 무색 가스.

pH:

녹는점(℃): -141.5

끓는점(℃): -23.7

상대밀도(물) =1 ): 0.66

상대 증기 밀도(공기=1): 1.62

포화 증기압(kPa): 533.2(20℃)

열 연소량(kJ/mol): 1453

임계온도(℃): 127

임계압력(MPa): 5.33

옥탄올/물 분할 로그값 계수: 정보 없음

인화점(℃): 의미 없음

발화 온도(℃): 350

폭발 한계(V/V): 27.0

p> p>

폭발 하한계(V/V): 3.4

용해도: 물, 알코올 및 에테르에 용해됩니다.

주요 용도: 냉매, 용제, 추출제, 촉매, 폴리머 안정제로 사용됩니다.

기타 물리적 및 화학적 특성:

파트 10: 안정성 및 반응성 -

안정성:

호환되지 않는 물질: 강산화제, 강함 산, 할로겐.

피해야 할 조건:

중합 위험:

분해 산물:

섹션 11: 독성 정보 -

급성 독성: LD50: 데이터 없음

LC50: 308000mg/m3(쥐 흡입)

아급성 및 만성 독성:

자극성:

과민성:

변이원성:

최기형성:

발암성:

파트 12: 생태학적 정보 -

생태독성 독성:

생분해성:

비생분해성:

생물 농축 또는 생물 축적:

기타 부작용: 없음 정보를 사용할 수 있습니다.

13부: 폐기 -

폐기물 특성:

폐기 방법: 폐기하기 전에 관련 국가 및 지역 규정을 참조하십시오. 소각으로 폐기하는 것이 좋습니다.

폐기 주의 사항:

14부: 운송 정보 -

위험물 번호: 21040

UN 번호: 1033

포장 표시:

포장 범주: O52

포장 방법: 강철 가스 실린더, 반투명 유리병 또는 나사산 유리병 외부의 일반 나무 상자; 평범한 나무 상자.

운송시 주의사항 : 철제병 운송시 실린더에 있는 안전캡을 반드시 착용하시기 바랍니다. 실린더는 일반적으로 편평하게 배치되며, 병 입구는 같은 방향을 향해야 하며, 높이가 차량의 가드레일을 초과해서는 안 되며, 굴러가지 않도록 삼각형 나무 패드로 고정해야 합니다. 운송 중 운송 차량에는 해당 유형과 수량의 소방 장비를 갖추고 있어야 합니다. 본 품목을 운반하는 차량의 배기관에는 화재 진압 장치가 장착되어 있어야 하며, 적재 및 하역 시 스파크가 발생하기 쉬운 기계 장비 및 도구의 사용이 금지됩니다. 산화제, 산, 할로겐, 식품화학물질 등과 혼합 및 운송을 엄격히 금지합니다. 여름에는 햇빛 노출을 방지하기 위해 아침 저녁으로 운송해야 합니다. 도중 체류 중에는 화기 및 열원에서 멀리 떨어져 계십시오. 도로로 이동할 경우에는 규정된 경로를 준수해야 하며, 주거지역 및 인구밀집지역에서의 체류는 금지됩니다. 철도 운송 중에는 미끄러지는 것이 금지되어 있습니다.

제15부: 규제 정보 -

화학적 위험물 안전 관리에 관한 규정(1987년 2월 17일 국무원 공포), 안전 규정 시행 규칙 화학적 위험물의 관리(노동부[1992] 제677호 등의 법령) 및 작업장에서의 화학물질의 안전한 사용에 관한 규정([1996] 노동부[1996] 제423호)에서 규정하고 있습니다. 유해 화학물질의 안전한 사용, 생산, 보관, 운송, 적재 및 하역 관련 규정, 일반적으로 사용되는 유해 화학물질의 분류 및 표시(GB 13690-92)는 이 물질을 클래스 2.1 가연성 가스로 분류합니다.

16부: 기타 정보 -

참고 자료:

양식 작성 부서:

데이터 검토 단위:

수정 지침:

기타 정보:

보충 자료

메틸 에테르라고도 하며 DME라고도 하는 디메틸 에테르는 무색 가스이거나 압축된 가스입니다. 약간의 에테르 향이 나는 액체. 상대밀도(20℃)는 0.666, 녹는점은 -141.5℃, 끓는점은 -24.9℃이며, 상온 증기압은 약 0.5MPa로 액화석유가스(LPG)와 유사하다. 물, 알코올, 에테르, 아세톤, 클로로포름 및 기타 유기 용매에 용해됩니다. 가연성이며 연소 시 불꽃이 약간 밝으며 연소열(기체 상태)은 1455kJ/mol입니다. DME는 상온에서 불활성이며 자동 산화, 비부식성, 비발암성이 없으나 방사선이나 가열 조건에서는 메탄, 에탄, 포름알데히드 등으로 분해될 수 있습니다.

디메틸 에테르는 에테르의 동족체이지만 마취제로 사용되는 디에틸 에테르와 달리 압축, 응축, 기화 및 상호 작용이 용이하기 때문에 독성이 매우 낮습니다. 많은 극성 또는 비극성 용매는 상호 용해성을 가지며 에어로졸 제품 추진제, 프레온 대체 냉매, 용매 등에 널리 사용됩니다. 또한 화학 합성에도 사용할 수 있으며 광범위한 용도를 가지고 있습니다.

새롭게 떠오르는 기초 화학 원료인 디메틸에테르는 압축, 응축 및 기화의 용이한 특성으로 인해 제약, 연료, 살충제 등 화학 산업에서 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 프레온 대신 고순도 디메틸에테르를 에어로졸 추진제 및 냉매로 사용하면 대기 환경 오염과 오존층 손상을 줄일 수 있습니다. 우수한 수용성과 유용성으로 인해 프로판, 부탄 및 기타 석유화학제품보다 적용 범위가 훨씬 좋습니다. 포름알데히드 생산을 위한 새로운 원료로 메탄올을 대체하면 포름알데히드 생산 비용을 크게 줄일 수 있으며, 대규모 포름알데히드 설치에 있어 그 우수성을 보여줍니다. 민간 연료 가스로서 저장, 운송 및 연소 안전성, 사전 혼합 가스 발열량 및 이론 연소 온도가 석유 액화 가스보다 우수하며 도시 파이프라인 가스의 피킹 가스 및 액화 가스 혼합 가스로 사용할 수 있습니다. 이는 또한 디젤 엔진에 이상적인 연료입니다. 메탄올 연료 차량에 비해 냉간 시동 문제가 없습니다. 향후 저탄소 올레핀을 생산하는 주요 원료 중 하나이기도 하다.

디메틸 에테르는 디젤을 연료로 대체할 수도 있습니다. 현재 해결해야 할 주요 문제는 디메틸 에테르에 의한 플라스틱 재료의 부식과 디젤 엔진 오일 회로의 개조입니다.

현재 디메틸에테르(DME)의 주요 용도는 추진제, 냉매, 발포제입니다. 둘째, 다양한 유기화학물질을 생산하기 위한 화학원료로 사용된다. 디메틸 설페이트, 알킬 할라이드, N, N-디메틸아닐린, 메틸 아세테이트, 아세트산 무수물, 디메틸 카보네이트, 디메틸 황화물, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 시리즈 에테레이트 등.

디메틸에테르는 압축이 쉽고 보관이 용이하며 연소효율이 높고 오염도가 낮으며, 민간연료인 가스, LPG를 대체할 수 있다. 동시에 디메틸에테르는 세탄가가 높아 디젤을 대체하는 자동차 연료로 직접 사용할 수 있습니다. 디메틸에테르는 청정연료로서 발전 가능성이 크며 국내외에서 폭넓은 주목을 받고 있다.

1 국내외 시장 분석

1.1 해외 시장 분석

현재 세계 디메틸에테르의 생산은 주로 미국에 집중되어 있으며, 독일, 네덜란드, 일본의 경우 2002년 세계 총생산능력(중국 제외, 이하 동일)은 208,000톤/년, 생산량은 150,000톤, 가동률은 72%이다. 디메틸에테르의 주요 외국 제조업체로는 미국 Dopnt Company, 네덜란드 AKZO Company, 독일 DEA Company 및 United Rhine Lignite Fuel Company 등이 있습니다. 그 중 독일 DEA Company는 생산 능력이 65,000톤/년으로 가장 큰 생산 능력을 보유하고 있습니다.

세계 주요 디메틸에테르 제조업체

일련번호 제조업체명 생산능력(만톤/년)

1 Dopnt(미국) 3.0

2 DEA(독일) 6.5

3 United Rhine Lignite Fuel(독일) 3.0

4 AKZO(네덜란드) 3.0

5 Sumitomo(일본) ) 1.0

6 DEA(호주) 1.0

7 Mitsui toatsu(일본) 0.5

8 Kang Sheng(일본) 1.8

9 NKK (일본) 1.0

합계 20.8

디메틸에테르의 거대한 시장 수요 잠재력으로 인해 디메틸에테르 건설은 전 세계적으로 핫스팟이 되었으며 일부 대규모 -scale methyl ether 에테르 장치는 이미 제작 중입니다.

디메틸에테르개발회사(토탈피나엘프와 일본 8개 기업으로 구성된 컨소시엄)는 하루 2,500톤 규모의 상업용 디메틸에테르 시설을 건설할 계획이다. 일본의 Toyo Engineering Company는 중동에서 단일 시리즈의 250만 톤/년 디메틸 에테르 장치를 구축하는 타당성 검증을 완료했습니다. 이 장치는 2005~2006년에 완료될 것으로 예상됩니다. BP, 인도 천연가스청, Indian Oil Corporation은 나프타, 디젤 및 LPG를 대체하기 위해 연간 180만 톤 규모의 상업용 디메틸 에테르 생산 공장을 건설하기 위해 6억 달러를 투자할 예정입니다. 건설 공사는 2002년에 시작되었으며 완공될 예정입니다. 2004년에 생산에 들어간다. 일본 컨소시엄(미쓰비시 가스화학, JGC, 미쓰비시중공업, 이토추)이 합작해 호주에 연산 140만~240만톤 규모의 대규모 디메틸에테르 공장을 건설한다. 2006년에 가동될 예정이다.

현재 디메틸에테르의 주요 소비분야는 용제, 에어로졸 추진제로서 그 외의 측면에서는 소비량이 많지 않다. 2002년 세계 디메틸에테르 소비량은 15만톤/년이었으며, 2005년에는 수요가 20만톤/년에 이를 것으로 예상된다.

디메틸에테르는 우수한 성능을 지닌 안전하고 깨끗한 화학제품으로 개발 전망이 전반적으로 밝다. 더욱 중요한 것은 민간 및 차량용 청정 신연료로서 경유나 LPG/CNG를 대체할 수 있는 탁월한 연료로 평가받고 있으며, 연료로서의 시장 수요 성장도 놀라울 것입니다.

2000년에는 전 세계적으로 LPG 자동차가 400만 대, 에탄올 자동차가 400만 대, CNG 자동차가 100만 대, 메탄올 자동차가 일부 있었습니다. 미국을 예로 들면, 2000년 미국 내 대체연료 차량은 42만 대에 이르렀으며, 2005년에는 미국 내 대체연료(LPG, CNG) 차량 대수가 110만 대에 이를 것으로 예상된다. 2010년 330만대에서 2015년 330만대. 차량 550만대.

현재 미국의 대체 연료 소비량은 등가 가솔린으로 환산하면 약 100만 톤(가솔린 환산 352 × 106 갤런)으로, 이는 해당 연도 총 연료 소비량의 약 0.2를 차지합니다. 미국의 대체연료 비중을 5개로 늘리면 수요는 2,500만톤에 달해 대체연료 시장 전망이 상당하다는 점을 보여준다.

아시아는 세계에서 디젤 소비가 가장 빠르게 증가하는 지역이다. 외국 연구 기관에 따르면 아시아의 대체 연료인 디메틸에테르의 연간 수요는 2005년에 3천만 톤에 이를 것으로 예상된다. 디메틸에테르는 다른 대체 연료와 비교할 수 없는 장점을 갖고 있기 때문에 디젤의 주요 대체 연료가 될 것이며 시장 전망이 무궁무진하다는 것을 알 수 있습니다.

1.2 국내 시장 분석

최근 몇 년 동안 우리나라의 디메틸 에테르 생산은 급속히 발전했으며 현재 12개 이상의 제조업체가 있으며 총 생산 능력은 2002년 31,800톤./년 생산량은 20,000톤 정도이고 가동률은 63톤 정도로 낮다.

우리나라의 디메틸에테르 주요 제조사 및 생산능력(단위: 톤/년)

일련번호 제조사명 생산능력

1 강소 우시안 합성화학공장 2000

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

3 Chengdu Huayang Weiyuan 천연가스화학공장 2000

4 Shanghai Petrochemical Research Institute 800 < /p >

5 Kunshan, Jiangsu 1000

6 Shaanxi New Fuel Gas Appliances Company 5000

7 Anhui Mengcheng County 비료 공장 2500

8 Zhuji Xin , Zhejiang Asia Chemical Company 1000

9 Guangdong Jiangmen Nitrogen Fertilizer Factory 2500

10 Zhejiang Yiwu Guangyang Chemical Industry Co., Ltd. 2500

11 Shanghai Shenwei Aerosol 회사 1000

12

Shandong Jiutai Chemical Technology Co., Ltd. 5000

13 Hubei Tianli Industrial Co., Ltd. 1500

합계 31800

최근 국내 디메틸에테르 건설 붐이 일고 있으며, 여러 기업이 대규모 디메틸에테르 생산설비 구축을 위해 합작 및 협력을 통해 기술을 도입할 계획이다.

건설 중이거나 계획 중인 주요 프로젝트는 다음과 같습니다.

2001년 4월 산시성 신연료 가스 기기 유한 회사와 미국 조운 자원 유한 회사가 협정을 체결했습니다. '석탄 기반 1단계 합성' 공동 개발 20만 톤/연 디메틸에테르 초청정 연료' 프로젝트 협약, 총 프로젝트 투자액 20억 3천만 위안, 미국 투자액 90억 달러.

닝샤의 연간 83만톤 석탄 기반 디메틸에테르 프로젝트는 47억8000만 위안을 투자할 계획이다. 캐나다 맥나이트 유나이티드 컴퍼니(McKnight United Company)와 협력 협약을 맺고 미국 공군력에 의존하고 있다. 회사의 기술.

Sichuan Luzhou Natural Gas Co., Ltd.는 2단계 공정을 통해 10,000톤/년 규모의 디메틸에테르 시설을 건설했으며, 두 번째 100,000톤/년 디메틸에테르 시설도 건설했습니다. 시작되었습니다.

Shandong Linyi Luming Chemical Co., Ltd.는 자체 개발한 액상 2단계 공정 기술을 사용하여 연간 30,000톤 규모의 디메틸 에테르 공장을 건설하고 있습니다.

Shandong Huaxing Group의 연간 30,000톤 규모의 디메틸 에테르 프로젝트는 2004년 8월에 건설을 시작했습니다. 이 장치는 2단계 공정을 채택했습니다.

산동연주광업그룹사는 60만톤 규모의 디메틸에테르 장치를 구축하고 해외 원스텝 디메틸에테르 공정기술을 도입할 계획이다.

이 밖에도 중국에서는 디메틸에테르 장치 건설을 제안한 곳이 많다. 등.

가정용 디메틸에테르의 주요 용도는 에어로졸, 에어로졸 및 스프레이 코팅용 추진제이며, 연간 디메틸에테르 소비량은 18,000톤에 달합니다. 우리나라 에어로졸 산업의 급속한 발전으로 인해 2005년에는 약 30,000톤의 디메틸에테르가 필요할 것으로 예상되며, 2010년에는 약 40,000톤이 필요할 것으로 예상된다. 또한, 우리나라의 황산디메틸 등 각종 화학제품 합성을 위한 디메틸에테르 소비량은 약 11,000톤에 이른다.

디메틸에테르는 액화가스와 성질이 비슷하고 저장과 압축이 용이해 민간연료로 천연가스, 석탄가스, LPG를 대체할 수 있다. 2002년 우리나라의 LPG 겉보기 소비량은 1,620만 톤이었고, 중국은 1990년부터 대량으로 LPG를 수입하기 시작했다. 2002년 LPG 수입량은 626만 톤이었다. 디메틸에테르의 가격이 적정하다면, 수입 LPG를 디메틸에테르로 대체한다고 가정하면 현재 수입량 기준으로 약 1000만톤의 연료급 디메틸에테르가 필요하게 된다. 국민 생활 수준이 지속적으로 향상됨에 따라 민간 연료에 대한 수요가 크게 증가할 것이며, 특히 천연가스, 디메틸에테르, LPG 등 청정에너지에 대한 수요가 증가할 것입니다. 따라서 디메틸에테르의 민간 연료로서의 발전 전망은 매우 밝습니다.

디메틸에테르는 연료특성이 우수하기 때문에 편리하고 깨끗하며 세탄가가 높고 동력성능이 좋으며 오염이 적고 약간의 압력을 가해도 액체가 될 수 있으며 보관이 용이하여 액화 가스, 천연 가스, 메탄올, 에탄올 등에서 비교할 수 없는 포괄적인 이점을 가지고 차량 디젤의 대체 연료로 사용됩니다.

2002년 우리나라의 경유 소비량은 7,662만톤이었고, 2005년에는 약 8,290만톤, 2010년에는 약 1억100만톤에 달할 것으로 예상된다. 좋은 디젤 대체 연료인 디메틸에테르는 디젤 대체율 5를 기준으로 2005년 약 553만 톤, 2010년 약 674만 톤의 디메틸에테르를 필요로 한다.

정리하면 2005년 우리나라의 에어로졸 및 화학 산업으로서의 디메틸에테르 수요는 약 50,000~60,000톤에 이를 것으로 추산된다. 대체 연료로서의 디메틸에테르의 소비는 주로 디메틸에테르의 공급에 달려 있다. 디메틸에테르의 가격이 경유나 LPG와 경쟁할 수 있는 수준으로 떨어지면 연료로서의 디메틸에테르의 소비가 늘어날 것으로 여겨진다. 시장규모도 상당히 놀랍습니다.

2 공정기술 분석

디메틸에테르의 생산방법에는 1단계법과 2단계법이 있다. 1단계법은 원료가스로부터 디메틸에테르를 1회 합성하는 것을 말하고, 2단계법은 합성가스로부터 메탄올을 합성한 후 탈수를 거쳐 디메틸에테르를 생성하는 것을 말한다.

● 원스텝 방식

이 방식은 천연가스나 석탄을 가스화하여 합성가스를 생성하는 방식으로, 합성가스가 합성반응기로 유입되어 메탄올 합성과 메탄올 탈수가 완료되는 방식이다. 두 반응과정과 교대반응의 생성물은 메탄올과 디메틸에테르의 혼합물을 증류장치로 분리하여 디메틸에테르를 얻고, 미반응 메탄올은 합성반응기로 되돌려 보낸다.

원스텝 방식은 주로 이관능 촉매를 사용하는데, 촉매는 일반적으로 두 종류의 촉매를 물리적으로 혼합하는데, 그 중 하나는 Cu-Zn-Al(O) 기반의 합성 메탄올 촉매이다. 촉매, BASFS3-85 및 ICI-512 등 다른 유형은 알루미나, 다공성 SiO2-Al2O3, Y 형 분자체, ZSM-5 분자체, 모데나이트 등과 같은 메탄올 탈수 촉매입니다.

● 2단계법

이 방법은 합성가스로부터 1차 메탄올을 합성한 후, 고체촉매 하에서 메탄올을 탈수시켜 디메틸을 생성하는 2단계 방식으로 진행된다. 에테르. γ-Al2O3/SiO2를 함유한 ZSM-5 분자체는 국내외에서 탈수 촉매로 자주 사용됩니다. 반응온도는 280~340℃, 압력은 0.5~0.8MPa로 조절한다. 메탄올의 단일 통과 전환율은 70-85 사이이고 디메틸 에테르의 선택도는 98보다 큽니다.

디메틸에테르의 1단계 합성은 메탄올 합성의 중간 과정을 거치지 않으며 2단계 방법에 비해 공정 흐름이 간단하고 장비 투자가 적으며 운영 비용이 낮다. 이에 따라 디메틸에테르의 생산원가가 절감되어 경제적 이익이 향상된다. 따라서 디메틸에테르의 1단계 합성은 국내외 개발의 뜨거운 주제이다. 해외에서 개발된 대표적인 원스텝 공정으로는 덴마크 Topsøpe 공정, American Air Products 공정, 일본 NKK 공정 등이 있습니다.

디메틸에테르의 2단계 합성은 현재 국내외 디메틸에테르 생산의 주요 공정으로 정제된 메탄올을 원료로 사용하고 탈수반응 부산물이 거의 없으며, 99.9의 디메틸에테르 순도. 이 장치는 광범위한 적응성과 간단한 후처리를 갖추고 있으며, 우수한 공공 시설을 갖춘 메탄올 생산 공장이나 기타 비메탄올 생산 공장에 직접 구축할 수 있습니다. 그러나 이 방법은 메탄올 합성, 메탄올 증류, 메탄올 탈수, 디메틸에테르 증류 등의 과정이 필요하며 공정 시간이 길고 설비 투자 비용이 크다. 그러나 현재 해외에서 발표된 대규모 디메틸에테르 건설 프로젝트의 대다수는 2단계 공정 기술을 채택하고 있어 2단계 공법이 전반적으로 강력한 경쟁력을 갖고 있음을 보여준다.

2.1 주요 해외 공정 기술

(1) TopsΦe 공정

TopsΦe의 1단계 합성가스 공정은 천연가스 원료를 위해 특별히 개발된 신기술이다. 이 공정의 가스 생성 부분에서는 ATR(자열 변환기)을 사용합니다. 자열 변환기는 내화 라이닝 ​​고압 반응기, 연소실 및 촉매층으로 구성됩니다.

디메틸 에테르 합성은 높은 CO 및 CO2 전환율을 얻기 위해 단계 간 냉각 기능이 내장된 다단계 단열 반응기를 사용합니다. 촉매는 메탄올 합성과 탈수를 통해 디메틸에테르를 생성하는 혼합 이중 기능 촉매입니다.

디메틸에테르 합성은 구형 반응기를 사용하며 단일 세트의 생산능력은 디메틸에테르 7,200톤/일에 달할 수 있다. Topsøpe 공정에 선택된 운전 조건은 4.2MPa, 240~290℃입니다.

현재 이 프로세스에 대한 상업용 설치는 없습니다. 1995년 TopsΦe는 공정 성능을 테스트하기 위해 덴마크 코펜하겐에 50kg/d의 파일럿 플랜트를 건설했습니다.

(2) Air Products의 새로운 액상 디메틸 에테르(LPDMETM) 공정

청정 석탄 및 대체 연료 기술 개발 프로그램의 일환으로 미국 에너지부의 자금 지원을 받아 , Air Products 회사는 LPDMETM으로 약칭되는 액상 디메틸 에테르에 대한 새로운 공정을 성공적으로 개발했습니다.

LPDMETM 공정의 가장 큰 장점은 기존의 기상 고정층 반응기를 버리고 슬러리 기포탑 반응기를 사용한다는 점입니다. 촉매 입자는 미세한 분말 형태이며 불활성 미네랄 오일과 함께 슬러리화됩니다. 고압의 합성가스 원료를 탑 바닥에서 주입, 버블링하여 고체 촉매 입자와 가스 공급물을 완전히 혼합합니다. 미네랄 오일을 사용하면 보다 철저한 혼합이 가능하고 등온 운전이 가능하며 온도 조절이 용이합니다.

디메틸에테르 합성 반응기는 내장된 냉각관을 이용해 열을 얻는 동시에 증기를 생산하는 장치다. 슬러리상 반응기의 촉매는 로드 및 언로드가 쉽고 종료가 필요하지 않습니다. 또한, 등온 운전으로 인해 반응기 내 핫스팟 문제가 없으며 촉매 비활성화율이 크게 감소됩니다.

일반적인 원자로 작동 매개변수는 다음과 같습니다: 압력 2.76~10.34MPa, 권장 5.17MPa 온도 200~350℃, 권장 250℃. 촉매의 양은 광유 질량의 5~60%, 바람직하게는 5~25%이다. 이 공정에서는 천연가스 합성가스에 비해 장점이 있는 CO가 풍부한 석탄 기반 합성가스를 사용합니다. 그러나 천연가스를 원료로 사용하면 더 높은 수율을 얻을 수도 있습니다. Air Products는 일일 15톤의 파일럿 플랜트에서 프로세스를 테스트하여 만족스러운 결과를 얻었지만 아직 대규모 상용 규모의 장치를 구축하지는 않았습니다.

(3) 일본 NKK사의 새로운 액상 1단계 공정

일본 NKK사는 Air Products Company 외에도 슬러리상 반응기를 개발하여 두 가지를 합성했습니다. - 합성 가스를 한 단계로 합성 가스로 만드는 새로운 메틸 에테르 공정.

원료는 천연가스, 석탄, LPG 등이 될 수 있다. 공정의 첫 번째 단계는 가스를 생성하는 것입니다. 합성가스를 냉각하고 5~7MPa로 압축한 다음 CO2 흡수탑으로 들어가 CO2를 제거합니다. 탈탄소화된 원료 합성가스는 활성탄 흡착탑을 사용하여 황화물을 제거한 후 최대 200°C까지 가열하여 반응기 바닥으로 유입됩니다. 반응기 내 촉매와 미네랄 오일로 구성된 슬러리에 합성기체가 기포를 발생시켜 디메틸에테르, 메탄올, CO2를 생성합니다. 반응기에서 나오는 생성물은 냉각되고 분별된 후 디메틸에테르, 메탄올, 물로 분리됩니다. 미반응 합성가스는 반응기로 다시 재활용됩니다. 분별 후 탑 상부에서는 고순도의 디메틸에테르 생성물(95-99)을 얻을 수 있고, 탑 하부에서는 메탄올, 디메틸에테르 및 물로 구성된 조생성물을 얻을 수 있다. NKK 기술을 사용하여 연간 생산량 10,000톤의 합성 가스로부터 디메틸 에테르를 1단계 생산하는 준공업 시설이 니가타에 건설되었습니다.

2.2 국내 공정 기술 및 과학 연구 현황

우리나라에서는 1990년대쯤부터 기상 메탄올법에 의한 디메틸에테르 생산을 위한 공정 기술과 촉매 개발에 착수했다(2개) -단계 방식), 곧 산업 생산 장비를 구축했습니다. 최근 몇 년 동안 디메틸에테르 건설 붐이 일면서 우리나라의 2단계 디메틸에테르 공정 기술이 더욱 발전하여 공정 기술이 외국 선진 수준에 근접하거나 도달했습니다.

Shandong Jiutai Chemical Technology Co., Ltd.(구 Linyi Luming Chemical Co., Ltd.)는 독립적인 지적재산권을 보유한 디메틸에테르의 액상 복합산 탈수 촉매 생산 공정을 성공적으로 개발했으며, 연간 5,000톤 생산설비를 구축하였으며, 1년 이상의 생산실습을 통해 기술이 성숙되고 신뢰성이 있음을 입증하였습니다. 회사의 두 번째 30,000톤/년 장치도 생산에 들어갈 예정입니다.

산둥성 지우타이 디메틸에테르 공정기술은 산둥성 과학기술부가 주관한 평가를 통과해 국제표준에 도달한 것으로 인정받았다. 특히, 액상 복합산 탈수촉매 및 축합분리 기술의 개발은 단일단계 합성 및 기상 탈수에 대한 높은 정제비용과 많은 투자의 단점을 극복하여 반응과 탈수가 연속적으로 진행되도록 하여, 장비 부식 및 장비 투자로 인해 전체 회수율은 99.5% 이상, 제품 순도는 99.9% 이상이며, 생산 비용도 기상법에 비해 대폭 절감됩니다.

2003년 8월, Lutianhua와 일본 Toyo Engineering Company가 공동 개발한 2단계 디메틸에테르 10,000톤 생산 장치가 성공적으로 시운전되었습니다. 이 장치는 공정 흐름이 합리적이고 작동 조건이 최적화되어 있으며 제품 순도가 높고 재료 소비가 적으며 에너지 소비가 낮다는 특징이 있습니다. 공정 수준, 제품 품질 및 자동화된 작동 측면에서 국내 선진 수준입니다. 장비 하드웨어.

최근 몇 년간 우리나라도 합성가스로부터 디메틸에테르를 1단계 생산하는 기술개발이 활발히 진행돼 일부 과학연구소와 대학에서 큰 진전을 이뤘다.

란저우 화학 연구소, 란저우 화학 비료 공장 및 란저우 화학 물리학 연구소는 공정 연구, 촉매 준비 및 활성에 중점을 두고 합성 가스로부터 디메틸 에테르 생산에 대한 5mL 소규모 연구를 공동으로 수행했습니다. , 수명의 조사. 테스트는 좋은 결과를 얻었습니다: CO 전환율 >85 선택성 >99. 두 번의 장기(500시간, 1000시간) 테스트 결과, 개발된 촉매는 공업용 원료 합성 가스에서 우수한 안정성을 갖고 있으며, CO 전환율은 gt 97입니다. 생성물 순도 gt; 99.5; 총 디메틸 에테르 수율 98.45.

중국과학원 대련화학물리연구소는 복합촉매 시스템을 이용해 합성가스로부터 디메틸에테르를 직접 생산하는 방법에 대한 체계적인 연구를 진행해 SD219-Ⅰ, SD219-Ⅱ, SD219를 선별했다. -III 촉매는 모두 더 나은 촉매 성능을 보여 CO 전환율이 90에 도달하고 산소 함유 유기물에서 생성된 디메틸 에테르의 선택도가 100에 가깝습니다.

칭화대학교는 또한 슬러리층 반응기에서 LP Al2O3 이중기능성 촉매를 사용하여 260~290°C 및 4~6MPa에서 CO를 한 번에 변환할 수 있는 1단계 디메틸 에테르 연구를 수행했습니다. 디메틸 에테르의 선택성은 55-65에 도달하고 디메틸 에테르의 선택성은 90-94입니다.

현재 절강대학교, 산시석탄화학연구소, 화둥이공대학 남서화공연구소 등 국내 기관에서도 디메틸에테르 1단계 생산 연구에 전념하고 있다. 합성 가스에서.

항저우대학교는 자체 제작한 디메틸에테르 촉매를 사용하고, 기존 암모니아 합성공장의 반수성 가스를 활용해 특정 반응온도, 압력, 공간속도에서 기상의 디메틸에테르를 합성한다. 단일 통과 CO 전환율은 60-83에 도달하고 선택도는 95에 도달합니다. 이 기술은 현재 호북천리회사에 구축되어 연간 1,500톤의 디메틸에테르를 생산하는 산업용 장치를 생산하고 있다. 이 장치는 알코올 에테르 연료와 99.9 이상의 고순도 디메틸 에테르를 모두 생산할 수 있으며 CO 전환율은 70-80입니다. 이는 합성가스로부터 고순도 디메틸에테르를 한 단계로 직접 생산하는 중국 최초의 산업생산 장치이다.

2단계 디메틸에테르 공정 기술과 관련하여 기체상 방식이든 액상 방식이든 국내 기술은 선진적이고 성숙하며 신뢰할 수 있는 수준에 도달했으며 대규모 생산을 구축할 수 있는 충분한 자격을 갖추고 있습니다. 장비.

국내에서 개발한 합성가스로부터 디메틸에테르를 생산하는 1단계 기상법은 기본적으로 성숙해 킬로톤급 장치를 구축했다. 그러나 대규모 디메틸에테르 플랜트 건설을 위해서는 아직 국내 기술의 실무 검증이 필요한 상황이다.

3 결론 및 제안

디메틸에테르는 청정 대체 연료로서 국내외에서 폭넓은 주목을 받고 있으며, 특히 가스, LPG 및 경유를 대체하는 거대한 시장을 가지고 있다. 우리나라의 에너지 구조 조정과 환경 보호에 실질적인 의미가 있습니다.

디메틸 에테르 공정 기술은 국내외 공정 기술 개발의 핵심 중 하나입니다. 원스텝 공정은 공정이 간단하고 장비가 적으며 투자 비용이 적고 운영 비용과 생산 비용이 저렴합니다. 그러나 합성반응 및 분리공정이 복잡하고 아직까지 완전히 산업화되지는 못하고 있다.

2단계 공정은 현재 국내외 디메틸에테르 생산의 주요 공정으로 높은 제품 순도, 성숙한 기술, 광범위한 장치 적응성 및 강력한 전체 경쟁력을 갖추고 있지만 공정이 길고 규모가 크다는 단점도 있습니다. 장비 투자.

현재 디메틸에테르 개발의 핵심은 디메틸에테르의 홍보와 활용이다. 디메틸에테르는 청정 대체 에너지원으로서 정부의 강력한 지원과 도움이 필요하다. 석유, 가스 자원은 없으나 석탄 자원이 풍부한 지역에 대규모 디메틸에테르 생산기지를 건설하기 위한 종합계획을 수립할 것을 권고한다. 가스와 LPG를 대체하기 위한 디메틸에테르 활용과 동시에 경유를 대체하는 디메틸에테르에 대한 연구를 적극 강화하고 디메틸에테르의 생산 및 활용을 전면적으로 추진할 예정이다. 가까운 미래에 국가의 에너지원이 될 것입니다. 3905가 여러분에게 도움이 되기를 바랍니다.