دی متل اتر

دیمتيلxadاتر مولكول سادة اتر به فرمول CH3-O-CH3 میxadباشد. اين ماده را میxadتوان مانندLPG به كار برد.اشتعال اين ماده نيز مانند گاز طبيعی است. در اين ماده مقدار NO2 و مشتقات سولفور بسيار پايين ميباشد و كمتر از 15 ppm است. اين نشانگر مزيتهای زيستxadمحيطی DME است و بهعبارتی حالت دوستی با محيط زيست دارد و با H2O و CO2 واكنش نشان ميدهد.

كاربردهای DME در بازار
يكی از مواردي كه برای بهxadكارگيری انرژي مورد توجه است جنبهxadهای تجاری آن انرژي است. برای تجاری شدن به بازار نياز داريم. يكی از مهمترين بازارهای مصرف DMEنيروگاهها میxadباشند. در حال حاضر پيشxadبينی میxadگردد كه اين سوخت بتواند در يك نيروگاه 900 مگاواتی مصرف گردد. تمام انتخابها برای LPG (گاز فشردة مايع) را میxadتوان به DME تغيير داد و به عبارتی در حمل و نقل نيز میxadتوان از آن استفاده به عمل آورد.
۱) سوخت نيروگاهxadها
در حال حاضر، در ژاپن از LNG ، LPG ، نفت خام و زغالxadسنگ بهxadعنوان سوخت در نيروگاهها استفاده ميxadشود. نفت خام و زغال هر دو آلودxadكنندة محيطxadزيست هستند و استفاده از آنها به اقدامات جبراني براي كاهش آلودگي هوا نياز دارد. به عبارت ديگر، آلودگي ديxadاكسيدxadكربن حاصل از نفت و زغال به مراتب بيشتر ازLNG است. LNG و LPG سوختهاي پاكي محسوب ميشوند، اما از يك طرف هزينههاي سرمايهگذاري LNG بالا است و از طرف ديگر، عرضة LPG خاورميانه به آسيايxadجنوبxadشرقي و كشورهاي خاور دور محدود است. بهxadعنوان مثال، ژاپن در سال 2001، حدود 15 ميليونتن LPG وارد كرده است كه بيش از 80 درصد آن از خاورميانه و با مشخصات بازار خاورميانه، وارد شده است.
در مقابل، اولاً DME يك سوخت پاك است، ثانياً كل هزينة سرمايهxadگذاري آن، به خاطر وجود زيرxadساختهاي LPG كه با اندك تغييراتي قابل استفاده براي DME هستند، بسياركم است و ثالثاً منابع DME محدود به منطقه و كشور خاصي نيست و ذخاير كوچك گاز طبيعي با هزينة اندكي قابلxad استفاده براي توليد DME هستند. بنابراين، به نظر ميxadرسد كه DME سوخت آيندة نيروگاهها خواهد بود.
۲)جايگزيني در بازارهاي LPG
تقاضاي LPG در ژاپن، چين، هند و آسياي جنوبxadشرقي در حال افزايش است. استفادة اصلي از LPG در ژاپن، در بخشهاي خانگي و تجاري است. بنابراين، ميزان اختلاف عرضه و تقاضاي LPG در آينده، بستگي به طرحهاي پتروشيمي در خاورميانه خواهد داشت. در هر صورت، به نظر ميxadرسد كه قيمت LPG به لحاظ افزايش تقاضا براي آن در آينده افزايش يابد. بنابراين، بازارهاي LPG يكي از بازارهاي بالقوة DME در آيندة خواهند بود.
۳)جايگزيني در بازارهاي نفت كوره
در حال حاضر، نفت كورة مورد استفاده در كاميونxadها و اتوبوسxadها در شهرهاي بزرگي چون توكيو، عامل اصلي آلودگي هوا محسوب ميxadشود. از اينرو تحقيق و توسعه (R&D) بر روي موتورهاي DME، بهxadعنوان جايگزين موتورهاي ديزلي شروع شدهxad است. البته عرضة تجاري اين موتورها در بلندxadمدت امكان خواهد يافت.
۴) DME سوختي براي سلولهاي سوختي و ساير مصارف
در حال حاضر، مطالعات (R&D) وسيعي بر روي سلولxadهاي سوختي در مراكز تحقيقاتي و دانشگاهي در حال انجام است. اما هنوز اختراعات و پيشرفتxadهاي بيشتري مورد نياز است تا DMEبتواند با ساير سوختxadهاي مورد استفاده در سلولxadهاي سوختي (مثل گازوئيل و متانول) قابل رقابت شود. همچنين DME، قابليت استفاده در فرايندxadهاي مصارف شيميايي را نيز دارد. بهxadعنوان مثال، پروپيلن حاصل از DME در حال توسعه است.
مصرف DME در نيروگاهها
آزمون احتراق DMEدر شركت General Electric انجام شده است و مشاهده شده است كه نشر آلايندهها، بسيار شبيه گاز طبيعی است. نرخ گرما يا Heat rateآن از گاز طبيعی پايينxadتر است و میxadتوان نتيجه گرفت كه كارايی انرژي DME از گاز طبيعی بالاتر است. مقدار برق ايجاد شده توسط DME از گازطبيعی در مقادير يكسان بالاتر است.
فناوری DME، اثبات شده است و كارخانهxadهای تبديل گاز طبيعی به DME بسيار مشابه كارخانهxadهای توليد متانول میxadباشند. به عبارتی هيچگونه مشكل فناوری وجود ندارد.

تجهيزات عمومی برای طرح DME برای اجرای طرح DMEبه موارد ذيل نياز است:
۱- گاز طبيعی (مقدار 2 تريليون فوت مكعب ظرف 25 سال طرح)
۲- تجهيزات تهية گاز شيرين
۳- قيمت گاز در ابتدای واحد DME بايد تقريبا 50 سنت به ازای هر ميليون BTU xadباشد.
۴- واحد DME (با مشخصات عنوان شده ظرفيت چنين واحدی حدود 5000 تن در روز و هزينة سرمايهxadگذاری چنين واحدی حدود نيم ميليارد دلار تخمين زده میxadشود.)
در حال حاضر بسياری از كشورهای در حال توسعه از جمله هندوستان، درصدد استفاده از اين سوخت نوين هستند و در عين حال شركت ملی نفت ايران نيز در اين زمينه فعاليتxadهايی را آغاز نموده است. شركت بیxadپی نيز از شركتهای دارای اين فناوری است و تلاشهای زيادی را در اين زمينه انجام داده است.

روش تولید DME از طریق آب زدایی (دی هیدرات کربن) متانول
از فرايند سنتز متانول و آبزدايي متانول
CO+CO2+5H2O=CH3OCH3+2H2O
اين فرايند به ثبت رسيده و در حال حاضر در سطح تجاري در جهان براي توليد DME مورد استفاده قرار ميxadگيرد. البته بايد توجه شود كه ظرفيت فعلي توليد DME در مقايسه با آنچه كه بهxadعنوان يك سوخت مطرح، معرفي ميxadشود، بسيار كم است. اما تكنولوژي آبزدايي متانول بسيار شبيه فرايند سنتز، اما سادهxadتر از اين فرايند است. فرايند آبزدايي يك فرايند گرمازا است، اما توليد گرما در اين روش بسيار كمتر از روش سنتز است.
بنابراين با توجه به اين ويژگيxadها، تكنولوژي آبزدايي (ديxadهيدراتxadكردن) متانول ميxadتواند در مقياسهاي وسيع در كارخانهxadهاي بزرگ توليد DME به سادگي استفاده شود. اين تكنولوژي در 10 سال گذشته توسعه داده شده است. بهxadعنوان مثال، شركت TEC يك كارخانه با مقياس توليد 10 هزار تن در روز، در سال 1997 تاسيس نموده است. در حال حاضر نيز پروژهxadهاي متانول با مقياس 5 هزار تن در روز در ايران، توباگو (Tobago) و ترينيداد (Trinidad) طراحيشده و در حال تكميل هستند.
فرايند آبزدايي متانول، يك فرايند ساده است. در اين روش با استفاده از يك رآكتور ثابت خوابيده (افقي)، بدون اينكه وسيلة خاصي در داخل آن براي انتقال گرما نياز باشد، ميxadتوان DME توليد نمود. كاتاليست مورد استفاده براي آبزدايي نيز يك كاتاليست با ماخذ آلومين (Alumin) است كه در بازار كاتاليستي يك مادة شناخته شده است. البته حجم خلل و فرج موجود برروي كاتاليست، براي تبديل DME بسيار مهم است.
مزيت ديگر اين روش نسبت به فرايند سنتز، ميزان كمتر مصرف اكسيژن در آن است. اكسيژن مورد نياز در اين روش و روش فرايند سنتز از يك واحد سرماxadزاي مجزا بهدست ميآيد كه اولاً تجهيزات آن خيلي گران ميباشد و ثانياً يك واحد مصرفكنندة انرژي هم هست. در حال حاضر در شركت TEC، در فرايند آبزدايي متانول با كاتاليست اصلاح شدة ISOP براي توليد DME با ظرفيت 5 تا 6 هزار تن در روز، اصلاً اكسيژن لازم نيست. ولي براي توليد روزانة بيش از 6 هزار تن متانول (معادل 4200 تن DME)، از يك فرايند تركيبي استفاده ميxadشود كه در آن مقداري اكسيژن هم مورد استفاده قرار ميگيرد.
در حال حاضر در فرايند آبزدايي متانول در شركت TEC، براي توليد 2.5 ميليون تن DME، به حدود 2600 تن در روز، اكسيژن نياز است كه اين ميزان كمتر از اكسيژن مورد نياز در يك فرايند سادة سنتز با حداكثر ظرفيت 3.3 ميليون تن است.
ويژگيهاي يك كارخانة 2.5 ميليون تني DME به شرح ذيل است:
۱- كاتاليست و طرح سنتز DME به لحاظ تجاري به ثبت رسيده و قابل دسترسي هستند.
۲- هر نسبتي از متانول (0 تا100 درصد) و DME (0 تا 100 درصد) بر اساس تقاضاي بازار، قابل توليد است.
۳- فرايند سنتز DME بسيار ساده است و هزينة سرمايهگذاري آن اندك است.
۴- يك رآكتور افقي ثابت با يك جريان شعاعي (پرتويي) و بدون فرايند انتقالي گرما، ميxadتواند براي توليد 2.5 ميليون تن مورد استفاده قرارگيرد.
۵- براي توليد به ميزان كمتر از 1.5 ميليون تن در سال، نيازي به اكسيژن نيست.
۶- كل هزينة سرمايهxadگذاري به همراه يك واحد كوچك و مجزاي هوا، اندك است.
۷- در فرايند سنتز DME ، د

دیمتيلxadاتر مولكول سادة اتر به فرمول CH3-O-CH3 میxadباشد. اين ماده را میxadتوان مانندLPG به كار برد.اشتعال اين ماده نيز مانند گاز طبيعی است. در اين ماده مقدار NO2 و مشتقات سولفور بسيار پايين ميباشد و كمتر از 15 ppm است. اين نشانگر مزيتهای زيستxadمحيطی DME است و بهعبارتی حالت دوستی با محيط زيست دارد و با H2O و CO2 واكنش نشان ميدهد.

كاربردهای DME در بازار
يكی از مواردي كه برای بهxadكارگيری انرژي مورد توجه است جنبهxadهای تجاری آن انرژي است. برای تجاری شدن به بازار نياز داريم. يكی از مهمترين بازارهای مصرف DMEنيروگاهها میxadباشند. در حال حاضر پيشxadبينی میxadگردد كه اين سوخت بتواند در يك نيروگاه 900 مگاواتی مصرف گردد. تمام انتخابها برای LPG (گاز فشردة مايع) را میxadتوان به DME تغيير داد و به عبارتی در حمل و نقل نيز میxadتوان از آن استفاده به عمل آورد.
۱) سوخت نيروگاهxadها
در حال حاضر، در ژاپن از LNG ، LPG ، نفت خام و زغالxadسنگ بهxadعنوان سوخت در نيروگاهها استفاده ميxadشود. نفت خام و زغال هر دو آلودxadكنندة محيطxadزيست هستند و استفاده از آنها به اقدامات جبراني براي كاهش آلودگي هوا نياز دارد. به عبارت ديگر، آلودگي ديxadاكسيدxadكربن حاصل از نفت و زغال به مراتب بيشتر ازLNG است. LNG و LPG سوختهاي پاكي محسوب ميشوند، اما از يك طرف هزينههاي سرمايهگذاري LNG بالا است و از طرف ديگر، عرضة LPG خاورميانه به آسيايxadجنوبxadشرقي و كشورهاي خاور دور محدود است. بهxadعنوان مثال، ژاپن در سال 2001، حدود 15 ميليونتن LPG وارد كرده است كه بيش از 80 درصد آن از خاورميانه و با مشخصات بازار خاورميانه، وارد شده است.
در مقابل، اولاً DME يك سوخت پاك است، ثانياً كل هزينة سرمايهxadگذاري آن، به خاطر وجود زيرxadساختهاي LPG كه با اندك تغييراتي قابل استفاده براي DME هستند، بسياركم است و ثالثاً منابع DME محدود به منطقه و كشور خاصي نيست و ذخاير كوچك گاز طبيعي با هزينة اندكي قابلxad استفاده براي توليد DME هستند. بنابراين، به نظر ميxadرسد كه DME سوخت آيندة نيروگاهها خواهد بود.
۲)جايگزيني در بازارهاي LPG
تقاضاي LPG در ژاپن، چين، هند و آسياي جنوبxadشرقي در حال افزايش است. استفادة اصلي از LPG در ژاپن، در بخشهاي خانگي و تجاري است. بنابراين، ميزان اختلاف عرضه و تقاضاي LPG در آينده، بستگي به طرحهاي پتروشيمي در خاورميانه خواهد داشت. در هر صورت، به نظر ميxadرسد كه قيمت LPG به لحاظ افزايش تقاضا براي آن در آينده افزايش يابد. بنابراين، بازارهاي LPG يكي از بازارهاي بالقوة DME در آيندة خواهند بود.
۳)جايگزيني در بازارهاي نفت كوره
در حال حاضر، نفت كورة مورد استفاده در كاميونxadها و اتوبوسxadها در شهرهاي بزرگي چون توكيو، عامل اصلي آلودگي هوا محسوب ميxadشود. از اينرو تحقيق و توسعه (R&D) بر روي موتورهاي DME، بهxadعنوان جايگزين موتورهاي ديزلي شروع شدهxad است. البته عرضة تجاري اين موتورها در بلندxadمدت امكان خواهد يافت.
۴) DME سوختي براي سلولهاي سوختي و ساير مصارف
در حال حاضر، مطالعات (R&D) وسيعي بر روي سلولxadهاي سوختي در مراكز تحقيقاتي و دانشگاهي در حال انجام است. اما هنوز اختراعات و پيشرفتxadهاي بيشتري مورد نياز است تا DMEبتواند با ساير سوختxadهاي مورد استفاده در سلولxadهاي سوختي (مثل گازوئيل و متانول) قابل رقابت شود. همچنين DME، قابليت استفاده در فرايندxadهاي مصارف شيميايي را نيز دارد. بهxadعنوان مثال، پروپيلن حاصل از DME در حال توسعه است.
مصرف DME در نيروگاهها
آزمون احتراق DMEدر شركت General Electric انجام شده است و مشاهده شده است كه نشر آلايندهها، بسيار شبيه گاز طبيعی است. نرخ گرما يا Heat rateآن از گاز طبيعی پايينxadتر است و میxadتوان نتيجه گرفت كه كارايی انرژي DME از گاز طبيعی بالاتر است. مقدار برق ايجاد شده توسط DME از گازطبيعی در مقادير يكسان بالاتر است.
فناوری DME، اثبات شده است و كارخانهxadهای تبديل گاز طبيعی به DME بسيار مشابه كارخانهxadهای توليد متانول میxadباشند. به عبارتی هيچگونه مشكل فناوری وجود ندارد.

تجهيزات عمومی برای طرح DME برای اجرای طرح DMEبه موارد ذيل نياز است:
۱- گاز طبيعی (مقدار 2 تريليون فوت مكعب ظرف 25 سال طرح)
۲- تجهيزات تهية گاز شيرين
۳- قيمت گاز در ابتدای واحد DME بايد تقريبا 50 سنت به ازای هر ميليون BTU xadباشد.
۴- واحد DME (با مشخصات عنوان شده ظرفيت چنين واحدی حدود 5000 تن در روز و هزينة سرمايهxadگذاری چنين واحدی حدود نيم ميليارد دلار تخمين زده میxadشود.)
در حال حاضر بسياری از كشورهای در حال توسعه از جمله هندوستان، درصدد استفاده از اين سوخت نوين هستند و در عين حال شركت ملی نفت ايران نيز در اين زمينه فعاليتxadهايی را آغاز نموده است. شركت بیxadپی نيز از شركتهای دارای اين فناوری است و تلاشهای زيادی را در اين زمينه انجام داده است.

روش تولید DME از طریق آب زدایی (دی هیدرات کربن) متانول
از فرايند سنتز متانول و آبزدايي متانول
CO+CO2+5H2O=CH3OCH3+2H2O
اين فرايند به ثبت رسيده و در حال حاضر در سطح تجاري در جهان براي توليد DME مورد استفاده قرار ميxadگيرد. البته بايد توجه شود كه ظرفيت فعلي توليد DME در مقايسه با آنچه كه بهxadعنوان يك سوخت مطرح، معرفي ميxadشود، بسيار كم است. اما تكنولوژي آبزدايي متانول بسيار شبيه فرايند سنتز، اما سادهxadتر از اين فرايند است. فرايند آبزدايي يك فرايند گرمازا است، اما توليد گرما در اين روش بسيار كمتر از روش سنتز است.
بنابراين با توجه به اين ويژگيxadها، تكنولوژي آبزدايي (ديxadهيدراتxadكردن) متانول ميxadتواند در مقياسهاي وسيع در كارخانهxadهاي بزرگ توليد DME به سادگي استفاده شود. اين تكنولوژي در 10 سال گذشته توسعه داده شده است. بهxadعنوان مثال، شركت TEC يك كارخانه با مقياس توليد 10 هزار تن در روز، در سال 1997 تاسيس نموده است. در حال حاضر نيز پروژهxadهاي متانول با مقياس 5 هزار تن در روز در ايران، توباگو (Tobago) و ترينيداد (Trinidad) طراحيشده و در حال تكميل هستند.
فرايند آبزدايي متانول، يك فرايند ساده است. در اين روش با استفاده از يك رآكتور ثابت خوابيده (افقي)، بدون اينكه وسيلة خاصي در داخل آن براي انتقال گرما نياز باشد، ميxadتوان DME توليد نمود. كاتاليست مورد استفاده براي آبزدايي نيز يك كاتاليست با ماخذ آلومين (Alumin) است كه در بازار كاتاليستي يك مادة شناخته شده است. البته حجم خلل و فرج موجود برروي كاتاليست، براي تبديل DME بسيار مهم است.
مزيت ديگر اين روش نسبت به فرايند سنتز، ميزان كمتر مصرف اكسيژن در آن است. اكسيژن مورد نياز در اين روش و روش فرايند سنتز از يك واحد سرماxadزاي مجزا بهدست ميآيد كه اولاً تجهيزات آن خيلي گران ميباشد و ثانياً يك واحد مصرفكنندة انرژي هم هست. در حال حاضر در شركت TEC، در فرايند آبزدايي متانول با كاتاليست اصلاح شدة ISOP براي توليد DME با ظرفيت 5 تا 6 هزار تن در روز، اصلاً اكسيژن لازم نيست. ولي براي توليد روزانة بيش از 6 هزار تن متانول (معادل 4200 تن DME)، از يك فرايند تركيبي استفاده ميxadشود كه در آن مقداري اكسيژن هم مورد استفاده قرار ميگيرد.
در حال حاضر در فرايند آبزدايي متانول در شركت TEC، براي توليد 2.5 ميليون تن DME، به حدود 2600 تن در روز، اكسيژن نياز است كه اين ميزان كمتر از اكسيژن مورد نياز در يك فرايند سادة سنتز با حداكثر ظرفيت 3.3 ميليون تن است.
ويژگيهاي يك كارخانة 2.5 ميليون تني DME به شرح ذيل است:
۱- كاتاليست و طرح سنتز DME به لحاظ تجاري به ثبت رسيده و قابل دسترسي هستند.
۲- هر نسبتي از متانول (0 تا100 درصد) و DME (0 تا 100 درصد) بر اساس تقاضاي بازار، قابل توليد است.
۳- فرايند سنتز DME بسيار ساده است و هزينة سرمايهگذاري آن اندك است.
۴- يك رآكتور افقي ثابت با يك جريان شعاعي (پرتويي) و بدون فرايند انتقالي گرما، ميxadتواند براي توليد 2.5 ميليون تن مورد استفاده قرارگيرد.
۵- براي توليد به ميزان كمتر از 1.5 ميليون تن در سال، نيازي به اكسيژن نيست.
۶- كل هزينة سرمايهxadگذاري به همراه يك واحد كوچك و مجزاي هوا، اندك است.
۷- در فرايند سنتز DME ، ديxadاكسيدxadكربن توليد نميxadشود.
۸- گاز طبيعي مورد نياز براي كل عمر يك پروژة 2.5 ميليون تني، 2.2 TC تا 2.7 TC است.

يxadاكسيدxadكربن توليد نميxadشود.
۸- گاز طبيعي مورد نياز براي كل عمر يك پروژة 2.5 ميليون تني، 2.2 TC تا 2.7 TC است.