174060. lajstromszámú szabadalom • Eljárás dimetil-éter előállítására
5 174060 6 Ennek egyik lehetősége a metanol ismételt átalakítása metánná: CH3OH + H2 =CH4 + h2o, Az átalakításhoz szükséges hidrogént a metanol egy részének CO-dá bomlásával és C02-dá való átalakításával lehet fedezni: CH3 OH = CO + 2H2 co + h2o = co2 +h2 A teljes művelet a következők szerint szemléltethető: 4CH3 OH-------► 3CH3 OH-------► 3CH4 ; t CH3OH-------> 3H2 t \ h2o co2 Az átalakításhoz szükséges energiahasznosítása a kalóriaértékek alapján számolva 90%-os, az eljárás esetleges hőenergia fogyasztásától eltekintve. Ennek a körfolyamatnak az az előnye, hogy a metánt közvetlenül be lehet vezetni a metán távvezetékbe, hátránya azonban, hogy a visszaalakítás költségei a már amúgy is elég nagy átalakítási és szállítási költségekhez járulnak. A találmány szerinti eljárással elkerülhetők a metanol alkalmazásával, illetve a metánná vagy dimetil-éterré való alakításával járó nehézségek és a dimetil-éter önköltsége nem haladja meg a hagyományos fűtőanyagok árát. A DMÉ tulajdonságai tüzeléstechnikai szempontból sokkal értékesebbek, mint a metanoléi, mivel gáz halmazállapotúi és fűtőértéke is nagyobb:- nettó futőérték: 6940kcal/kg (14,250 kealíNm3)- forr pontja -27 C gőznyomása 25 °C-on: 6 kp/cm2- nem mérgező. Tulajdonságai ezért az olajból nyert gázokéihoz hasonlóak, bár fűtőértéke kisebb. Jóval szélesebb területen alkalmazható, mint a metanol, mivel több célra alkalmazható:(pl. cseppfolyós olaj, városi gáz, ipari gázok helyettesítőjeként). Bizonyos körülmények között a DMÉ bevezethető metán távvezeték rendszerbe is. Az egyetlen reaktorban végzett folymatos metanolszintézist és dehidratálást, valamint az eljárással elérhető nagy hozamot a következő példákkal mutatjuk be, de ezzel nem korlátozzuk a találmányt a bemutatott példákra. A találmány szerinti eljárás jobb megértését szolgálja az 1. ábra, ahol az egyszerűség kedvéért csak magát a hőszigetelt 1 reaktort ábrázoljuk, ahol a 2 reakcióhőt visszanyerjük a 3 gőz előállításával. A nyers gázt a 4 csonkon át vezetjük be, a reakcióterméket pedig az 5 csonkon át vezetjük el. 1. példa A mintegy 250 °C hőmérsékletű átalakítandó gázt 100 kp/cm2 nyomással tápláljuk be a reaktorba, ahol a metanolszintézist és a metanol dehidratálását egyszerre végezzük, a találmány szerinti eljárás értelmében. A metán 02 gázos parciális oxidációjával ismert módon előállított betáplált gáz jellemzői: Térfogatáram: 100.00 Nm3/ó összetétel: h2 66,67 s% CO 35,20 s% co2 1,46 s% CH4 37 s% n2 0,30 s% Hőmérséklet 250 °C 100,00 s% Nyomás 100 kp/cm2 A katalizátor alumínium-oxid hordozóra felvitt Cu/Zn/Cr, ahol a fémek atomarányai 82 : 16 :4, a Cu/Zn/Cr katalizátor és az alumíniumoxíd katalizátor súlyaránya 2:1. A reaktort elhagyó gáz jellemzői: Térfogatáram: 56,00 Nm3/ó összetétel: h2 48,58 s% CO 8,45 s% co2 17,75 s% CH4 0,66 s% N2 0,53 s% ch3oh 2,23 s% ch3o-ch3 18,48 s% h2o 3,32 s% 100,00 s% Hőmérséklet: 270°C így 1 250Nm3/ó metanolt és 10 360Nnr/ó dimetil-étergőzt állítottunk elő, ami azt jelenti, hogy a konverzió 67%-os. Ebben az esetben a metán könnyen cseppfolyósítható és szállítható tüzelőanyaggá úgy alakítható át, hogy a DMÉ legnagyobb részét nagy (67%-os) kitermeléssel előállítjuk egy reaktorban, majd ezt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
