디메틸 에테르의 용도는 무엇입니까? 그것의 공예 과정은 무엇입니까?
● 1 단계 방법
이 방법은 천연가스 전환이나 석탄 가스화로 합성가스를 생성한 후 합성가스가 합성반응기로 들어가고, 메탄올합성과 메탄올탈수의 두 가지 반응과정과 전환반응이 반응기에서 동시에 완성된다. 생성물은 메탄올과 디메틸 에테르의 혼합물이며, 혼합물은 증류 장치에 의해 분리되어 디메틸 에테르를 얻고, 반응하지 않는 메탄올은 합성 반응기로 되돌아 간다.
1 단계 다중 기능 촉매제는 일반적으로 두 가지 종류의 촉매제가 물리적으로 혼합되어 있으며, 하나는 Cu-Zn-Al(O) 기반 촉매, BASFS3-85, ICI-5 12 등과 같은 메탄올 합성 촉매제이다. 또 다른 종류는 산화 알루미늄, 다공성 SiO _ 2-al2o _ 3, Y 형 분 자체, ZSM-5 분 자체 및 모르 데 나이트와 같은 메탄올 탈수 촉매제입니다.
● 2 단계 방법
이 방법은 합성가스에서 메탄올을 합성하고, 메탄올은 고체 촉매제의 작용으로 탈수하여 이갑으로 탈수되는 두 단계로 진행된다. 국내외에서 흔히 사용되는 플루토늄-AL2O3/SIO2 를 함유한 ZSM-5 분 자체 (ZSM-5 분 자체) 를 탈수 촉매제로 사용한다. 반응 온도는 280 ~ 340 C 로 제어되며 압력은 0.5 ~ 0.8 MPa 입니다. 메탄올의 편도 전환율은 70 ~ 85% 사이이며, 디메틸 에테르의 선택성은 98% 보다 크다.
디메틸 에테르의 1 단계 합성에는 메탄올 합성의 중간 과정이 없다. 2 단계 합성법에 비해 공예가 간단하고, 설비가 적고, 투자가 적고, 운영비용이 낮다는 장점이 있어, 이갑갑갑의 생산비용을 낮추고, 경제효과를 높인다. 따라서 디메틸 에테르의 1 단계 합성은 국내외 연구의 핫스팟이다. 해외에서 개발된 대표적인 1 단계 공예는 덴마크 Topsφe 공예, 미국 AIR 제품 공예, 일본 NKK 공예입니다.
두 단계의 합성 디메틸 에테르는 현재 국내외 디메틸 에테르 생산의 주요 공정이다. 이 방법은 정제된 메탄올을 원료로 하여 탈수반응 부산물이 적고, 디메틸 에테르의 순도는 99.9% 에 달한다. 공예가 성숙하고, 설비의 적응성이 광범위하며, 후처리가 간단하다. 직접 메탄올 생산 공장에 지을 수도 있고, 다른 공공시설이 비교적 좋은 비메탄올 생산 공장에 지을 수도 있다. 그러나이 방법은 메탄올 합성, 메탄올 증류, 메탄올 탈수, 디메틸 에테르 증류, 긴 공정 및 장비 투자를 거쳐야합니다. 하지만 현재 해외에서 발표된 대형 디메틸 에테르 건설 프로젝트는 대부분 2 단계 공예 기술을 채택하고 있어 2 단계 공예가 종합경쟁력이 높다는 것을 알 수 있다.
2. 1 해외 주요 기술
(1) 탑스φ e 프로세스
Topsφe 의 1 단계 합성기공예는 천연가스 원료를 위해 특별히 개발된 신기술이다. 자체 열 변환기 (ATR) 는 공정의 가스화 부분에 사용됩니다. 자체 열 변환기는 내화 라이닝이 있는 고압 리액터, 연소실 및 촉매제 침대로 구성됩니다.
이갑합성은 내장 급간 냉각된 다단 단열반응기를 사용하여 높은 CO 와 CO2 전환율을 얻습니다. 이 촉매제는 메탄올합성과 탈수제 디메틸 에테르를 위한 혼합 이중 기능 촉매제이다.
디메틸 에테르 합성은 구형 반응기를 사용하며, 단일 생산 능력은 7200 톤/일 디메틸 에테르에 달할 수 있습니다. Topsφe 공정의 작동 조건은 4.2MPa, 240 ~ 290 C 입니다.
현재 이 방법을 위한 상업설비는 아직 만들어지지 않았다. 1995 년, Topsφe 는 덴마크 코펜하겐에 50kg/d 의 실험공장을 설립하여 프로세스 성능을 테스트했습니다.
(2) 액체 디메틸 에테르 신기술 (LPDMETM) 은 2) 공기 제품이다.
미국 에너지부의 지원을 받아 청정 석탄 및 대체 연료 기술 개발 계획의 일환으로 Air products 는 LPDMETM 으로 축약된 새로운 액체 디메틸 에테르 공정을 개발하는 데 성공했습니다.
LPDMETM 공정의 주요 장점은 전통적인 기상 고정층 반응기를 버리고 슬러리 버블 칼럼 반응기를 사용한다는 것입니다. 촉매제 알갱이는 타성 광유를 가진 가는 분말 형태의 슬러리이다. 고압 합성가스 원료가 탑 밑바닥에서 드럼을 분사하고, 고체 촉매제 입자와 기체 사료가 충분히 섞여 있다. 광물유의 사용은 혼합을보다 완전하고 등온적으로 조작하여 온도 조절을 용이하게 한다.
이갑합성반응기는 내장 냉각관을 이용하여 열을 채취하고 동시에 증기를 생산한다. 침적반응기에서 촉매제의 적재와 하역은 쉽고, 조업을 중단할 필요가 없다. 그리고 등온 작동으로 반응기에 열점 문제가 없어 촉매제의 불활성률이 크게 낮아졌다.
일반적인 리액터 작동 매개변수: 압력 2.76 ~ 10.34 MPa 권장 5.17MPA; 을 눌러 섹션을 인쇄할 수도 있습니다 온도는 200 ~ 350 ℃이고 권장 온도는 250 ℃입니다. 촉매제의 사용량은 광유의 5 ~ 60%, 선호는 5 ~ 25% 이다. 이 공예에서, 풍부한 co 석탄기 합성가스는 천연가스 합성기보다 우세하다. 그러나, 천연가스는 더 높은 생산율을 얻기 위해 원료로도 사용될 수 있다. 공기제품회사는 생산 능력이 15t/ 일인 파일럿 설비에서 이 공정을 테스트한 결과 만족스럽지만 대규모 공업설비는 아직 건설되지 않았다.
(3) 일본 NKK 회사의 액상 1 단계 신기술.
공기제품 외에도 일본 NKK 는 슬러리 베드 리액터 합성기 1 단계 합성 디메틸 에테르 신공예를 개발했다.
원료는 천연가스, 석탄, 액화석유가스 등이 될 수 있다. 이 과정의 첫 번째 단계는 가스를 만드는 것이다. 합성가스는 냉각을 통해 5 ~ 7 MPa 로 압축한 다음 CO2 흡수탑에 들어가 CO2 를 제거한다. 탈탄 후의 원료 합성가스는 활성탄흡착탑을 거쳐 탈황되어 200 C 로 열을 변경한 후 리액터 바닥으로 들어간다. 합성가스는 반응기에서 촉매제와 광유로 구성된 장액에서 드럼을 만들어 디메틸 에테르, 메탄올, 이산화탄소를 생성한다. 반응기에서 나온 산물은 냉각되고, 분류되고, 디메틸 에테르, 메탄올, 물로 나뉜다. 반응이 없는 합성가스 순환 리액터. 분별 후 탑 꼭대기에는 고순도 이갑제품 (95% ~ 99%) 을 얻을 수 있고, 탑 바닥에는 메탄올, 이갑과 물로 구성된 거친 제품을 얻을 수 있다. NKK 기술을 이용하여 니가타에 65,438+0,000 톤/연간 합성가스 1 단계 생산 이갑갑을 생산하는 반공업 설비를 건설하였다.
2.2 국내 기술 및 과학 연구
우리나라에서는 기상메틸알코올 (2 단계) 이 이갑을 생산하는 기술과 촉매제 개발이 1990 년대쯤에 시작되어 곧 공업화 생산 설비를 세웠다. 최근 몇 년 동안, 디메틸 에테르 건설 붐이 일어나면서 중국의 2 단계 디메틸 에테르 공정 기술이 더욱 발전했으며, 공정 기술은 이미 외국의 선진 수준에 접근하거나 도달했다.
산둥 구태화공학기술유한공사 (원린명로화학유한공사) 는 자주지적재산권을 가진 액상복합산 탈수촉진생산공정을 성공적으로 개발해 5000 톤/연간 생산설비를 건설했다. 1 년여의 생산 관행을 거쳐 기술은 성숙하고 믿을 만하다. 회사의 두 번째 세트 3 만 톤/연도 장치도 생산에 투입될 것이다.
산둥 쿠타이 이갑에테르 기술은 이미 산둥 성 과학기술청이 조직한 감정으로 국제 수준에 도달한 것으로 인정되었다. 특히 액상복합산 탈수촉매의 개발과 응결 분리 기술은 한 단계 합성가스상 탈수 정화 비용이 높고 투자가 큰 단점을 극복하고 반응과 탈수를 지속적으로 진행할 수 있게 해 설비 부식과 설비 투자를 줄였다. 총 회수율은 99.5% 이상, 제품 순도는 99.9% 이상이며, 생산원가도 기상탈수보다 크게 낮아진다.
2003 년 8 월, 천화와 일본 동양공학사가 공동으로 개발한 2 단계 만톤 디메틸 에테르 생산설비 시운전에 성공했다. 이 장치는 공정 과정이 합리적이고, 운영 조건이 최적화되며, 제품 순도가 높고, 물소모가 적고, 에너지 소비가 적다는 특징을 가지고 있으며, 공정 수준, 제품 품질, 장비 하드웨어 자동화 운영 등에서 국내 선진 수준에 있다.
최근 몇 년 동안 우리나라 합성가스 1 단계 법제 이갑의 기술 개발도 활발했고, 일부 과학연구소와 고교들은 큰 진전을 이루었다.
블루화연구원, 블루화화학비료 공장, 란저우화학연구원이 공동으로 5mL 합성가스제 이갑시험연구를 실시하여 공예연구, 촉매제 준비, 활성화, 수명에 중점을 두었다. 좋은 결과를 얻었습니다: 공동 전환율 >; 85%; 선택 사항 >; 99% 입니다. 두 차례의 장기 실험 (500h, 1000h) 에 따르면 개발된 촉매제는 공업 원료 합성가스에서 안정성이 양호한 것으로 나타났다. 유기물에 대한 디메틸 에테르의 선택성 >: 97%; 일산화탄소 전환율 >; 75%; 디메틸 에테르 제품 순도 >: 99.5%; 디메틸 에테르의 총 수율은 98.45% 였다.
중국과학원 대련 화학연구소는 합성가스를 직접 합성하여 이갑을 합성하는 시스템 연구를 진행했다. SD219-I, SD219-II 및 SD 2 19-ⅲ 촉매를 선별하여 우수한 촉매 성능을 보였다. CO 의 전환율은 90% 에 달하며, 산소 유기물 중 디메틸 에테르의 선택성 근접성 100% 에 달한다.
칭화대학도 1 단계 디메틸 에테르를 연구하고 있다. 슬러리 베드 반응기에서는 LP+Al2O3 이중 기능 촉매제를 사용한다. 260-290 C 와 4-6MPa 조건에서 CO 의 편도 전환율은 55%-65%, 디메틸 에테르의 선택성은 90%-94% 였다.
현재 저장대, 산시 석탄화학연구소, 서남화학연구원, 화동공대 등 국내 단위도 합성가스 1 단계 법제 이갑에 힘쓰고 있다.
항주대는 직접 만든 이갑촉매제와 암모니아 공장의 기존 반수가스를 이용하여 일정한 반응온도, 압력, 공속도로 이갑을 한 번에 합성한다. Co 의 편도 전환율은 60 ~ 83%, 선택성은 95% 에 이른다. 이 기술은 이미 후베이 전리회사에 연간 생산량15 만톤의 이갑을 생산하는 공업설비를 건설했다. 이 장치는 알코올 에테르 연료뿐만 아니라 99.9% 이상의 고순도 디메틸 에테르를 생산할 수 있으며 일산화탄소 전환율은 70%-80% 입니다. 국내 최초로 합성가스에서 고순도 디메틸 에테르를 직접 생산하는 공업 생산장치다.
2 단계 이갑공예 기술의 경우 기상법이든 액상법이든 국내 기술은 선진적이고 성숙하며 믿을 수 있는 수준에 이르며 대형 생산설비를 완전히 조건부로 건설한다.
우리나라가 개발한 합성가스는 1 단계 기상합성 디메틸 에테르 기술이 기본적으로 성숙되어 이미 천톤급 장치가 건설되었다. 그러나 대형 이갑공장 건설에 대해서는 국내 기술도 검증을 위한 실천이 필요하다.