جستجو در تالارهای گفتگو

پروژه ای لاتین در مورد تولید دی متیل اتر در 4 فایل A-Material Balances B-Material Balances, Energy Balances, Numerical Methods, and Optimizatio C-Fluids, Heat, Thermodynamics plus topics in A and B D. Separations and Reactors plus topics in C -- these may also be suitable for capstone design

دی‌متيل­اتر مولكول سادة اتر به فرمول CH3-O-CH3 می­باشد. اين ماده را می­توان 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 زيست­محيطی 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 به­كارگيری انرژي مورد توجه است جنبه­های تجاری آن انرژي است. برای تجاری شدن به بازار نياز داريم. يكی از مهمترين بازارهای مصرف DMEنيروگاه‌ها می­باشند. در حال حاضر پيش­بينی می­گردد كه اين سوخت بتواند در يك نيروگاه 900 مگاواتی مصرف گردد. تمام انتخاب‌ها برای LPG (گاز فشردة مايع) را می­توان به DME تغيير داد و به عبارتی در حمل و نقل نيز می­توان از آن استفاده به عمل آورد. ۱- سوخت نيروگاه­ها در حال حاضر، در ژاپن از LNG ، LPG ، نفت خام و زغال­سنگ به­عنوان سوخت در نيروگاه‌ها استفاده مي­شود. نفت خام و زغال هر دو آلود­كنندة محيط­زيست هستند و استفاده از آنها به اقدامات جبراني براي كاهش آلودگي هوا نياز دارد. به عبارت ديگر، آلودگي دي­اكسيد­كربن 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 آسياي­جنوب­شرقي و كشورهاي خاور دور محدود است. به­عنوان 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 سرمايه­گذاري آن، به خاطر وجود زير­ساخت‌هاي 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 قابل­استفاده براي توليد DME هستند. بنابراين، به نظر مي­رسد كه DME سوخت آيندة نيروگاه‌ها خواهد بود. 2- جايگزيني در بازارهاي LPG تقاضاي LPG در ژاپن، چين، هند و آسياي جنوب­شرقي 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 مي­رسد 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. 3- جايگزيني در بازارهاي نفت كوره در حال حاضر، نفت كورة مورد استفاده در كاميون­ها و اتوبوس­ها در شهرهاي بزرگي چون توكيو، عامل اصلي آلودگي هوا محسوب مي­شود. از اينرو تحقيق و توسعه (R&D) بر روي موتورهاي DME، به­عنوان جايگزين موتورهاي ديزلي شروع شده­ است. البته عرضة تجاري اين موتورها در بلند­مدت امكان خواهد يافت 4- سوختي براي سلول‌هاي سوختي و ساير مصارف DME در حال حاضر، مطالعات (R&D) وسيعي بر روي سلول­هاي سوختي در مراكز تحقيقاتي و دانشگاهي در حال انجام است. اما هنوز اختراعات و پيشرفت­هاي بيشتري مورد نياز است تا DMEبتواند با ساير سوخت­هاي مورد استفاده در سلول­هاي سوختي (مثل گازوئيل و متانول) قابل رقابت شود. همچنين DME، قابليت استفاده در فرايند­هاي مصارف شيميايي را نيز دارد. به­عنوان 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 پايين­تر است و می­توان 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 كارخانه­های تبديل گاز طبيعی به DME بسيار مشابه كارخانه­های توليد متانول می­باشند. به عبارتی هيچگونه مشكل فناوری وجود ندارد. تجهيزات عمومی برای طرح DME : برای اجرای طرحDMEبه 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 ­باشد. ۴- واحد DME با مشخصات عنوان شده )ظرفيت چنين واحدی حدود 5000 تن در روز و هزينة سرمايه­گذاری چنين واحدی حدود نيم ميليارد دلار تخمين زده می­شود(. 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 فعاليت­هايی را آغاز نموده است. شركت بی­پی نيز از شركت‌های دارای اين فناوری است و تلاشهای زيادی را در اين زمينه انجام داده است. روش توليد DME از طريق آب­زدايي (دي­هيدرات­كردن) 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 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، مي­توان 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 سرما­زاي 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 مي­شود 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، مي­تواند 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 سرمايه­گذاري به همراه يك واحد كوچك و مجزاي هوا، اندك است. ۷- در فرايند سنتز DME ، دي­اكسيد­كربن توليد نمي­شود. ۸- گاز طبيعي مورد نياز براي كل عمر يك پروژة 2.5 ميليون تني، 2.2 TC تا 2.7 TC است. DME مورد استفاده قرار مي­گيرد. البته بايد توجه شود كه ظرفيت فعلي توليد DME در مقايسه با آنچه كه به­عنوان يك سوخت مطرح، معرفي مي­شود، بسيار كم است. اما تكنولوژي آب‌زدايي متانول بسيار شبيه فرايند سنتز، اما ساده­تر 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 ويژگي­ها، تكنولوژي آب‌زدايي (دي­هيدرات­كردن) متانول مي­تواند در مقياس‌هاي وسيع در كارخانه­هاي بزرگ توليد DME به سادگي استفاده شود. اين تكنولوژي در 10 سال گذشته توسعه داده شده است. به­عنوان مثال، شركت TEC يك كارخانه با مقياس توليد 10 هزار تن در روز، در سال 1997 تاسيس نموده است. در حال حاضر نيز پروژه­هاي متانول با مقياس 5 هزار تن در روز در ايران، توباگو (Tobago) و ترينيداد (Trinidad) طراحي‌شده و در حال تكميل هستند. منبع: شیمی کاربردی