C2H6O Dme मिश्रित ईंधन डाइमेथिल ईथर तरल ऑटोमोबाइल ईंधन नागरिक ईंधन

डाइमेथिल एथर के उपयोग और संश्लेषण के तरीके

परिचय

डीएमई एक ज्वलनशील गैस है। यह हवा के साथ मिश्रित होने पर एक विस्फोटक मिश्रण बना सकती है। गर्मी, चिंगारी, लौ या ऑक्सीडेंट के संपर्क में आने पर जलना और विस्फोट करना आसान है।यह हवा के संपर्क में या प्रकाश की स्थिति में संभावित विस्फोट जोखिम वाले पेरोक्साइड उत्पन्न कर सकता है. घनत्व हवा से अधिक है, और यह एक कम स्तर पर काफी दूरी तक फैल सकता है। यह आग पकड़ लेगा और वापस जला जब यह एक आग स्रोत का सामना करता है। यदि यह उच्च गर्मी का सामना करता है,कंटेनर का आंतरिक दबाव बढ़ेगा, और दरार और विस्फोट का खतरा है।

आवेदन

डीएमई का उपयोग मुख्य रूप से मिथाइल सल्फेट के उत्पादन के लिए मिथाइलिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग एन,एन-डिमेथाइलानिलिन, मिथाइल एसीटेट, एसिटिक अनहाइड्राइड, एथिलीन डाइमेथाइल एस्टर और एथिलीन के संश्लेषण के लिए भी किया जा सकता है।यह एक alkylating एजेंट के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है, शीतलक, फोमिंग एजेंट, सॉल्वेंट, लीचिंग एजेंट, एक्सट्रैक्टेंट, ईंधन, सिविल कम्पोजिट इथेनॉल और फ्रेन एयरोसोल के विकल्प। इसका उपयोग बालों की देखभाल, त्वचा की देखभाल,विभिन्न एयरोसोल प्रणोदक के रूप में दवाओं और कोटिंग्सविदेशों में प्रचारित ईंधन योजक का दवा, रंग और कीटनाशक उद्योगों में कई अनूठे उपयोग हैं।

रासायनिक गुण

रंगहीन, आसानी से तरलीकृत गैस, जलने पर थोड़ा उज्ज्वल लौ के साथ। पानी, गैसोलीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड, बेंजीन, क्लोरोबेंजीन और मिथाइल एसीटेट में घुलनशील।

उपयोग

मुख्य रूप से कार्बनिक संश्लेषण के लिए कच्चे माल के रूप में प्रयोग किया जाता है, इसका उपयोग विलायक, एयरोसोल, शीतलक आदि के रूप में भी किया जाता है।

उपयोग

डीएमई, मुख्य रूप से डिमेथिल सल्फेट का उत्पादन करने के लिए एक मिथाइलिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है और इसका उपयोग एन,एन-डिमेथिलानिलिन, मिथाइल एसीटेट, एसिटिक अनहाइड्राइड, एथिलीन डाइमेथिल एस्टर और एथिलीन के संश्लेषण के लिए भी किया जा सकता है,आदि.; इसका उपयोग शीतलक, फोमिंग एजेंट, सॉल्वेंट, लिकिंग एजेंट, एक्सट्रैक्टेंट, एनेस्थेटिक, ईंधन, सिविल कम्पोजिट इथेनॉल और फ्रेन एयरोसोल के विकल्प के रूप में भी किया जा सकता है। बाल देखभाल में उपयोग किया जाता है,त्वचा की देखभालविदेशों में प्रचारित ईंधन additives का दवा, डाई और कीटनाशक उद्योगों में कई अनूठे उपयोग हैं।संयुक्त राज्य अमेरिका की मोबिल ऑयल कंपनी ने एथिलीन के उत्पादन के लिए डीएमई के माध्यम से मेथनॉल के निर्जलीकरण के लिए एक पेटेंट प्रकाशित किया है.

उपयोग

विलायक, शीतलक, स्प्रे आदि के रूप में प्रयोग किया जाता है।

उत्पादन विधि

यह मुख्य रूप से सिंथेटिक मेथनॉल के उत्पादन में एक उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है।कच्चे मेथनॉल उत्पादों में डीएमई की मात्रा बहुत कम रही हैछोटे पैमाने पर उत्पादन में, मेथनॉल उत्प्रेरक निर्जलीकरण विधि का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें दो प्रकार हैंः तरल चरण विधि और गैस चरण विधि।द्रव चरण विधि डीएमई प्राप्त करने के लिए मेथनॉल और सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण को गर्म करना हैगैस चरण की विधि एल्यूमिना या क्रिस्टलीय एल्यूमीनियम सिलिकेट (ZSM-5 प्रकार के आणविक चादर का भी उपयोग किया जा सकता है) ठोस उत्प्रेरक के माध्यम से मेथनॉल वाष्प को पारित करना है, और गैस चरण निर्जलीकरण डीएमई का उत्पादन करता है।प्रयोगशाला में, यह एक उत्प्रेरक के रूप में लोहे के क्लोराइड के साथ trimethyl orthoformate विघटित करके प्राप्त किया जा सकता है (उपज 95%) ।उच्च शुद्धता वाले मिथाइल ईथर को मिथाइल आयोडाइड और सोडियम मेथॉक्साइड से विलियमसन संश्लेषण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है.

डाइमेथिल एथर (डीएमई) के संश्लेषण के तरीके

डीएमई के संश्लेषण विधियों में मुख्य रूप से एक-चरण पद्धति और दो-चरण पद्धति शामिल हैं। नीचे इन दोनों विधियों के विस्तृत परिचय दिए गए हैंः

एक-चरण पद्धति

एक-चरण विधि में डीएमई का प्रत्यक्ष संश्लेषण एक ही चरण में कच्चे माल गैस से किया जाता है।यह विधि एक विशिष्ट उत्प्रेरक की क्रिया के तहत एक साथ मेथनॉल संश्लेषण और मेथनॉल निर्जलीकरण की दो प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं को पूरा करती है, सीधे डीएमई उत्पन्न करता है।

1. प्रतिक्रिया सिद्धांतः
   • मेथनॉल संश्लेषणः CO + 2H2 → CH3OH
   • मेथनॉल निर्जलीकरणः 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O
     ये दोनों प्रतिक्रियाएं एक ही रिएक्टर में एक साथ हो सकती हैं, जिससे डीएमई और थोड़ी मात्रा में उप-उत्पाद उत्पन्न होते हैं।
2. उत्प्रेरक:
   • एक-चरण विधि में आमतौर पर एक द्वि-कार्यात्मक उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है, जो दो प्रकार के उत्प्रेरक से भौतिक रूप से मिश्रित होता है। एक प्रकार एक मेथनॉल संश्लेषण उत्प्रेरक है, जैसे कि Cu-Zn-Al ((O) आधारित उत्प्रेरक,BASFS3-85, और ICI-512। दूसरा प्रकार एक मेथनॉल निर्जलीकरण उत्प्रेरक है, जैसे एल्यूमिना, छिद्रित SiO2-Al2O3, वाई-टाइप ज़ेओलाइट, ZSM-5 ज़ेओलाइट, मोर्डनाइट, आदि।
3. प्रतिक्रिया की स्थितियाँ:
   • प्रतिक्रिया का तापमान आमतौर पर 280~340°C के बीच होता है।
   • प्रतिक्रिया दबाव 0.5 ~ 0.8 एमपीए या उससे अधिक (जैसे, टॉपसोई प्रक्रिया में 4.2 एमपीए) की सीमा में है।
4. प्रक्रिया की विशेषताएं:
   • प्रक्रिया का प्रवाह कम है, कम उपकरण निवेश और कम परिचालन लागत के साथ।
   • उत्पाद की गुणवत्ता उच्च है, जिसमें 98% से अधिक डीएमई चयनात्मकता है।
   • हालांकि, डीएमई के एक-चरण संश्लेषण में अपेक्षाकृत जटिल तकनीक शामिल है और इसमें उत्प्रेरक और रिएक्टरों के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं।
5. प्रतिनिधि प्रक्रियाएं:
   • डेनिश टॉपसोई प्रक्रिया: इंटरस्टेज कूलिंग के साथ एक बहु-चरण एडियाबेटिक रिएक्टर का उपयोग करता है, और उत्प्रेरक मेथनॉल संश्लेषण और डीएमई के लिए निर्जलीकरण के लिए मिश्रित द्वि-कार्यात्मक उत्प्रेरक है।
   • यूएस एयर प्रोडक्ट्स प्रोसेस: एक स्लरी बबल कॉलम रिएक्टर का उपयोग करते हुए लिक्विड फेज डीएमई (एलपीडीएमईटीएम) प्रक्रिया विकसित की, जिसमें निष्क्रिय खनिज तेल के साथ स्लरी बनाने वाले ठीक उत्प्रेरक कण होते हैं।
   • जापानी एनकेके प्रक्रियाः द्रव चरण डीएमई विधि को भी अपनाता है।

दो-चरण विधि

दो चरणों की विधि में पहले सिंथेसिस गैस से मेथनॉल का संश्लेषण करना और फिर डीएमई का उत्पादन करने के लिए इसे निर्जलीकरण करना शामिल है। यह विधि संचालन में अपेक्षाकृत सरल है और उच्च शुद्धता वाले उत्पादों का उत्पादन करती है।

1. मेथनॉल संश्लेषणः
   • कच्चे माल की गैस मेथनॉल संश्लेषण के लिए एक मेथनॉल संश्लेषण उत्प्रेरक की उपस्थिति में होती है, जिससे मेथनॉल उत्पन्न होता है।
2. मेथनॉल निर्जलीकरण:
   • मेथनॉल मेथनॉल निर्जलीकरण उत्प्रेरक की उपस्थिति में निर्जलीकरण से गुजरता है, जिससे डीएमई उत्पन्न होता है।
3. उत्प्रेरक:
   • मेथनॉल संश्लेषण उत्प्रेरक एक-चरण विधि के समान है।
   • मेथनॉल के निर्जलीकरण के लिए गैस-चरण विधि में, ठोस एसिड उत्प्रेरक जैसे कि ZSM-5 ज़ेओलाइट का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। तरल-चरण विधि (सल्फ्यूरिक एसिड विधि) में,तरल एसिड उत्प्रेरक जैसे केंद्रित सल्फरिक एसिड का प्रयोग किया जाता है (लेकिन पर्यावरण प्रदूषण के कारण इस विधि को धीरे-धीरे समाप्त कर दिया गया है).
4. प्रतिक्रिया की स्थितियाँ:
   • मेथनॉल संश्लेषण आमतौर पर उच्च दबाव और तापमान पर होता है।
   • मेथनॉल निर्जलीकरण के लिए तापमान और दबाव विशिष्ट उत्प्रेरक और प्रक्रिया की स्थितियों पर निर्भर करता है।
5. प्रक्रिया की विशेषताएं:
   • डीएमई के दो-चरण संश्लेषण में अपेक्षाकृत परिपक्व प्रौद्योगिकी और सरल संचालन शामिल है।
   • उत्पाद की शुद्धता उच्च है, जिसमें अच्छी डीएमई चयनात्मकता है।
   • हालांकि, उत्पादन प्रक्रिया अधिक समय तक चलती है, जिसमें अधिक उपकरण निवेश होता है और यह मेथनॉल बाजार की कीमतों में उतार-चढ़ाव से प्रभावित होती है।
6. प्रतिनिधि प्रक्रियाएं:
   • गैस-चरण विधिः मेथनॉल निर्जलीकरण के लिए एक स्थिर-बेड रिएक्टर में ZSM-5 ज़ेओलाइट जैसे ठोस एसिड उत्प्रेरक का उपयोग करता है।
   • तरल चरण विधि (सल्फ्यूरिक एसिड विधि): तरल चरण में मेथनॉल निर्जलीकरण के लिए एक उत्प्रेरक के रूप में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करता है (लेकिन धीरे-धीरे समाप्त कर दिया गया है) ।