Λόγω της έλλειψης πετρελαϊκών πόρων, της αφθονίας των πόρων άνθρακα και της ενίσχυσης της ευαισθητοποίησης των πολιτών για την προστασία του περιβάλλοντος, ο διμεθυλαιθέρας, που μετατρέπεται από άνθρακα σε καθαρό καύσιμο, δίδεται όλο και μεγαλύτερη προσοχή. Ως εναλλακτικό καύσιμο για το υγραέριο και το πετρέλαιο, ο διμεθυλαιθέρας είναι μια χημική ουσία με παρόμοιες φυσικές ιδιότητες με το υγραέριο. Δεν παράγει αέριο που καταστρέφει το περιβάλλον όταν καίγεται και μπορεί να παραχθεί φθηνά και σε μεγάλες ποσότητες.
Ως αναδυόμενη βασική οργανική χημική πρώτη ύλη, ο διμεθυλαιθέρας έχει πολλές μοναδικές χρήσεις σε χημικές βιομηχανίες όπως φαρμακευτικά προϊόντα, καύσιμα και φυτοφάρμακα λόγω των καλών χαρακτηριστικών της εύκολης συμπίεσης, συμπύκνωσης και αεριοποίησης. Για παράδειγμα, ο διμεθυλαιθέρας υψηλής καθαρότητας μπορεί να αντικαταστήσει το φρέον ως προωθητικό αερολύματος και ψυκτικό μέσο, μειώνοντας τη ρύπανση στο ατμοσφαιρικό περιβάλλον και τη ζημιά στο στρώμα του όζοντος. Λόγω της καλής υδατοδιαλυτότητάς του και της διαλυτότητας στο λάδι, το εύρος εφαρμογής του είναι πολύ καλύτερο από αυτό του προπανίου, του βουτανίου και άλλων πετροχημικών. Η αντικατάσταση της μεθανόλης ως νέας πρώτης ύλης για την παραγωγή φορμαλδεΰδης μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος παραγωγής φορμαλδεΰδης και δείχνει την υπεροχή της σε μεγάλης κλίμακας εργοστάσια φορμαλδεΰδης. Καθώς το αέριο πολιτικού καυσίμου, η αποθήκευση και η μεταφορά του, η ασφάλεια καύσης, η θερμογόνος δύναμη προαναμεμιγμένου αερίου και η θεωρητική θερμοκρασία καύσης και άλλοι δείκτες απόδοσης είναι ανώτεροι από το υγροποιημένο αέριο πετρελαίου και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αέριο αιχμής ξυρίσματος και υγροποιημένο αέριο ανάμειξης για αέριο αστικών αγωγών . Είναι επίσης ιδανικό καύσιμο για κινητήρες ντίζελ. Σε σύγκριση με τα οχήματα με καύσιμα μεθανόλης, δεν υπάρχει πρόβλημα ψυχρής εκκίνησης των οχημάτων. Το DME είναι επίσης μία από τις κύριες πρώτες ύλες για την παραγωγή ολεφινών χαμηλών εκπομπών άνθρακα στο μέλλον.
1. Καύσιμα οχημάτων
Ως καύσιμο οχημάτων για την αντικατάσταση του ντίζελ, είναι το κύριο πεδίο βιομηχανικής εφαρμογής του διμεθυλαιθέρα επί του παρόντος. Γενικά, η θερμική απόδοση των κινητήρων ντίζελ είναι 7 τοις εκατό -9 τοις εκατό υψηλότερη από αυτή των βενζινοκινητήρων, αλλά οι υπάρχοντες κινητήρες ντίζελ εξαλείφονται σταδιακά λόγω της υψηλής ρύπανσης. Ο κινητήρας ντίζελ που χρησιμοποιεί ως καύσιμο διμεθυλαιθέρα αντικαθιστά σταδιακά τον αρχικό κινητήρα ντίζελ λόγω των πλεονεκτημάτων της υψηλής απόδοσης και της προστασίας του περιβάλλοντος.
Η ισχύς του κινητήρα διμεθυλαιθέρα είναι υψηλότερη από αυτή του κινητήρα ντίζελ, ο οποίος μπορεί να μειώσει τον θόρυβο, να πραγματοποιήσει καύση χωρίς καπνό, να καλύψει τις απαιτήσεις προστασίας του περιβάλλοντος και είναι ένα ιδανικό υποκατάστατο καυσίμου για το ντίζελ. Μετά την οξειδωτική σύζευξη του διμεθυλαιθέρα, μπορεί να συντεθεί ένα πρόσθετο καυσίμου με αριθμό κετανίου 60-100. Σε κανονική θερμοκρασία, το πρόσθετο μπορεί να είναι συμβατό με το πετρέλαιο ντίζελ σε οποιαδήποτε αναλογία και μπορεί να γίνει καύσιμο με αριθμό κετανίου 41-57.
Τα οχήματα που χρησιμοποιούν διμεθυλαιθέρα μπορούν να γίνουν οχήματα διπλού καυσίμου που μπορούν να καίνε πετρέλαιο και αέριο χωρίς να αλλάξουν τη δομή και την απόδοση του αρχικού οχήματος. Η εγκατάσταση του συστήματος παροχής αερίου είναι βολική και εύκολη και το κόστος εγκατάστασης και το κόστος κατασκευής σταθμού ανεφοδιασμού αερίου είναι χαμηλότερα από αυτά των οχημάτων καυσίμων LPG και CNG.
2. Πολιτικά καύσιμα
Επειδή ο διμεθυλαιθέρας έχει παρόμοιες φυσικές ιδιότητες με το υγροποιημένο αέριο πετρελαίου και έχει παράγοντες όπως η πλήρης καύση και λιγότεροι ρύποι, ο διμεθυλαιθέρας έχει μια τεράστια αγορά ως νέος τύπος καθαρού καυσίμου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πολιτικό καύσιμο σε μεγάλες και μεσαίες πόλεις όπου δεν υπάρχει έλλειψη πόρων LPG και CNG. Η καθαρότητα του διμεθυλαιθέρα ποιότητας καυσίμου είναι γενικά 98 τοις εκατό και το υπόλοιπο είναι μεθανόλη, υδρογονάνθρακες C3-C4 και νερό, τα οποία μπορούν να εξασφαλίσουν ότι ο εμφιαλωμένος διμεθυλαιθέρας καίγεται σε κανονική θερμοκρασία δωματίου. Το DME έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα ως πολιτικό καύσιμο.
(1) Το DME μπορεί να υγροποιηθεί σε θερμοκρασία δωματίου και η πίεση του κυλίνδρου αερίου πληροί τις απαιτήσεις του υπάρχοντος υγραερίου και μπορεί να αποθηκευτεί σε υπάρχουσες δεξαμενές υγραερίου.
(2) Ο διμεθυλαιθέρας, όπως και το LPG, είναι αέριο καύσιμο, εύκολο στη χρήση, δεν χρειάζεται προθέρμανση και μπορεί να ανοίξει όποτε χρησιμοποιείται.
(3) Η σύνθεση του διμεθυλαιθέρα είναι σταθερή και δεν υπάρχει υπολειμματικό υγρό, το οποίο μπορεί να εξασφαλίσει την αποτελεσματική χρήση των χρηστών. [3]
(4) Το DME έχει καλύτερα χαρακτηριστικά καύσης από το LPG και δεν θα παραχθεί επικίνδυνο αέριο κατά την καύση.
(5) Fuel-grade dimethyl ether (DME>98 τοις εκατό ) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μη στρατιωτική χρήση και η απόδοσή του δεν θα επηρεαστεί κατά τη μεταφορά, αποθήκευση και χρήση και είναι ασφαλές και αξιόπιστο.
(6) Η τιμή των σόμπων DME και των σόμπων LPG ίδιας ποιότητας είναι η ίδια. Εάν πρέπει να επανατοποθετήσετε παλιές σόμπες υγραερίου, χρειάζεται μόνο να ξοδέψετε ένα μικρό ποσό για κάθε σόμπα.
3. Προωστικό αεροζόλ
Από την άποψη της κατανάλωσης διμεθυλαιθέρα, το προωθητικό αεροζόλ είναι μία από τις κύριες χρήσεις του διμεθυλαιθέρα. Από τη δεκαετία του 1960, τα προϊόντα αεροζόλ είναι δημοφιλή στους καταναλωτές λόγω των μοναδικών χαρακτηριστικών συσκευασίας τους. Στο παρελθόν, ένας μεγάλος αριθμός προϊόντων αεροζόλ χρησιμοποιούσε χλωροφθοράνθρακες ως προωθητικά. Όταν χρησιμοποιήθηκαν, απελευθερώθηκαν όλα στην ατμόσφαιρα, προκαλώντας σοβαρή ζημιά στο στρώμα του όζοντος της ατμόσφαιρας, επηρεάζοντας έτσι την ανθρώπινη υγεία, την ανάπτυξη των ζώων και των φυτών και το οικολογικό περιβάλλον της γης. Επομένως, όλες οι χώρες στον κόσμο εργάζονται σκληρά για να βρουν υποκατάστατα για το Erbauxin. Από το 1988, η χώρα μου έχει απαγορεύσει τη χρήση χλωροφθορανθράκων (εκτός από ιατρικές προμήθειες) ως προωθητικά σε αερολύματα. Οι εναλλακτικές λύσεις για τους χλωροφθοράνθρακες περιλαμβάνουν πλέον το LPG, το DME, το συμπιεσμένο αέριο (CO2, N2, N2O), τους υδροχλωροφθοράνθρακες, τους υδροφθοράνθρακες και άλλες ουσίες. Με τις καλές επιδόσεις της στη βιομηχανία αεροζόλ, η DME αντικαθιστά σταδιακά άλλα αερολύματα και γίνεται το κύριο σώμα του προωθητικού τέταρτης γενιάς. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως αποσμητικό χώρου, εντομοαπωθητικό, αφρώδες καλαφάτισμα, σερπαντίνες και πολλά άλλα.
4. Φιλικό προς το περιβάλλον ψυκτικό και αφριστικό μέσο
Τα χαρακτηριστικά εύκολης υγροποίησης του διμεθυλαιθέρα έχουν επίσης προσελκύσει την προσοχή των ανθρώπων. Εκμεταλλευόμενοι τη χαμηλή ρύπανση του DME και το καλό αποτέλεσμα ψύξης, πολλές χώρες αναπτύσσουν DME αντί για υδροφθοράνθρακες ως ψυκτικά ή διογκωτικά μέσα. Ως παράγοντας αφρισμού, ο διμεθυλαιθέρας μπορεί να κάνει τα αφρώδες πλαστικά και άλλα προϊόντα να έχουν ομοιόμορφο μέγεθος κυψέλης, να ενισχύουν την ευελιξία και την αντοχή στην πίεση και να έχουν καλή αντοχή στη ρωγμή. Οι ξένες χώρες έχουν αναπτύξει διαδοχικά αφριστικούς παράγοντες που χρησιμοποιούν DME ως αφρούς πολυστυρενίου, πολυουρεθάνης και θερμοπλαστικού πολυεστέρα.
5. Χημικές πρώτες ύλες
Ο διμεθυλαιθέρας είναι μια σημαντική χημική πρώτη ύλη, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση πολλών ειδών χημικών προϊόντων ή τη συμμετοχή στη σύνθεση χημικών προϊόντων. Η πιο σημαντική εφαρμογή της διφορμαλδεΰδης είναι ως πρώτη ύλη για την παραγωγή θειικού διμεθυλεστέρα. Η ποσότητα διμεθυλαιθέρα που καταναλώνεται από το θειικό διμεθυλεστέρα σε ξένες χώρες αντιπροσωπεύει περίπου το 35 τοις εκατό της συνολικής ποσότητας DME, ενώ στην Κίνα, η μέθοδος του θειικού διμεθυλίου χρησιμοποιείται όλη με τη μορφή θειικού οξέος. Αυτή η μέθοδος. Το ενδιάμεσο προϊόν όξινο θειικό μεθύλιο αυτής της μεθόδου είναι πιο τοξικό, η διαδικασία παραγωγής είναι σοβαρά διαβρωμένη και η ποιότητα του προϊόντος είναι κακή. Με τη συνεχή βελτίωση των απαιτήσεων προστασίας του περιβάλλοντος και τη συνεχή αύξηση της παραγωγής DME, είναι επιτακτική η χρήση διμεθυλαιθέρα για τη σύνθεση θειικού διμεθυλεστέρα για να αντικαταστήσει την παραδοσιακή μέθοδο θειικού οξέος μεθανόλης.
Ο διμεθυλαιθέρας μπορεί επίσης να καρβονυλιωθεί για την παραγωγή οξικού μεθυλεστέρα, οξικού αιθυλεστέρα, οξικού ανυδρίτη και οξικού βινυλίου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως παράγοντας μεθυλίωσης για την παραγωγή αλκυλαλογονιδίων και διμεθυλοσουλφιδίου, τα οποία χρησιμοποιούνται στη φαρμακευτική, τη βιομηχανία φυτοφαρμάκων και των καυσίμων. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως παράγοντας σύζευξης για τη σύνθεση οργανικών ενώσεων πυριτίου: Το DME μπορεί να αντιδράσει με το υδροκυανικό οξύ για να δημιουργήσει ακετονιτρίλιο και να αντιδράσει με οξείδιο του αιθυλενίου για να δημιουργήσει διμεθυλαιθέρα αιθυλενογλυκόλης κ.λπ.: Η αφυδάτωση DME μπορεί να παράγει ολεφίνες χαμηλού άνθρακα, και το DME είναι επίσης ένας εξαιρετικός οργανικός διαλύτης.
6. Κοπή καυσίμου
Ο διμεθυλαιθέρας αντικαθιστά το ακετυλένιο ως καύσιμο κοπής, το οποίο είναι ακριβώς το ίδιο με τον εξοπλισμό κοπής που χρησιμοποιεί ακετυλένιο ως καύσιμο και έχει καλή απόδοση κοπής, λεία επιφάνεια κοπής, δεν χρειάζεται γυάλισμα και λείανση, γεγονός που μπορεί να εξοικονομήσει πολύ ανθρώπινο δυναμικό. Σε σύγκριση με τη χρήση καυσίμου ακετυλενίου, μπορεί να εξοικονομήσει περισσότερο από το 60 τοις εκατό του κόστους: Η αντικατάσταση μεγάλης ποσότητας διμεθυλαιθέρα από ακετυλένιο για κοπή μπορεί να μειώσει την παραγωγή καρβιδίου του ασβεστίου υψηλής ρύπανσης και υψηλής κατανάλωσης ενέργειας, το οποίο είναι ευνοϊκό για την εξοικονόμηση ενέργειας και την προστασία του περιβάλλοντος.
7. Παραγωγή ενέργειας από διμεθυλαιθέρα
Το DME είναι ένα καθαρό καύσιμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Δεδομένου ότι μια μεγάλη ποσότητα άνθρακα σε χαμηλή τιμή στη χώρα μου χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, η DME δεν έχει προς το παρόν προτεραιότητα. Ωστόσο, εάν η χώρα μου σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει φυσικό αέριο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, θα πρέπει να αναλυθεί για να προσδιοριστεί η ανταγωνιστικότητα του DME και του φυσικού αερίου στην αγορά παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
8. Θέρμανση και μπάνιο
Ο διμεθυλαιθέρας χρησιμοποιείται ως καύσιμο για οικιακή θέρμανση, μπάνιο κ.λπ. σε χώρους που δεν έχουν συνθήκες κεντρικής θέρμανσης. Χαρακτηρίζεται από μικρό χρόνο θέρμανσης, γενικά μόνο 8-15s, και μπορεί να προσαρμόσει τη θερμοκρασία του νερού ανάλογα με τις ανάγκες, μπορεί να παρέχει γρήγορα ζεστό νερό, μεγάλη διάρκεια χρήσης, χαμηλή τιμή και έχει τα πλεονεκτήματα της εξοικονόμησης ενέργειας, του περιβάλλοντος προστασία, υψηλή απόδοση και ασφάλεια.
