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概要

分子式:CH3OCH3,DME それはメタノールの2つの分子の脱水凝結の衍生物である.室温では,無色で無毒なガスまたは圧縮液体である.重要な有機化学製品であり,化学中間産物です..

属性

DMEは空気中で非常に安定し,腐食性がない,軽く毒性があり,発癌性がない.混合性が良好で,ほとんどの極性および非極性有機溶媒と混合することができる.

DMEは重要な化学中間物質であるため,触媒の存在下でベンゼンとアルキレーション反応を起こし,一酸化炭素と反応してメチルアセタートを生成する.承認反応はエチルアセタートとアセティックアンヒドリドも生成する炭酸ガスの反応によりメトキアセチ酸が生成される.硫黄酸または硫黄三酸化物の反応により二甲硫酸が生成される.水素シアン化物と反応してアセトニトリルを生成する.

準備

実験室では,一般的にトリメチルオーソフォーマットが使用され,催化剂として鉄塩化物を使用して調製される.または320°Cでナトリウムメチル炭酸物の熱分解によって得ることができる.高純度DMEは,ヨドメタンとナトリウムメトキシードを用いてウィリアムソン合成方法で調製される.反応条件は厳しいので,無水状態で反応する必要があります.

産業では,DMEはまずメタノール合成の副産物から分離され,回収されました.その後,DMEの生産方法は主に2段階の方法 (メタノールをDMEに脱水) と1段階の方法 (シンガスで直接DMEを合成) を含む.さらに,二酸化炭素とバイオマスからDMEを製造する方法もあります.

DME の合成方法

DMEの合成方法には主に1段階方法と2段階方法が含まれます.以下はこの2つの方法の詳細な紹介です.

一 段階 の 方法

一段階の方法では,原材料ガスからDMEを単段階で直接合成する.この方法では,特定の触媒の作用下ではメタノール合成とメタノール脱水の2つの反応プロセスを同時に完了します.直接DMEを生成する

1. 反応原理:
   • メタノール合成:CO + 2H2 → CH3OH
   • メタノール脱水: 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O
     この2つの反応は,1つの原子炉で同時に起こり,DMEと少量の副産物が生成されます.
2. 触媒:
   • 一段階の方法では,通常,二機能性触媒を使用し,触媒は2種類の触媒から物理的に混合される.あるタイプは,Cu-Zn-Al (((O) ベースの触媒,BASFS3-85,ICI-512. もう1つのタイプは,アルミナ酸,多孔性SiO2-Al2O3,Y型ゼオライト,ZSM-5型ゼオライト,モルデナイトなどメタノール脱水催化剤である.
3. 反応条件:
   • 反応温度は通常280~340°Cである.
   • 反応圧力は0.5~0.8MPa以上 (例えば,トプソープロセスでは4.2MPa) の範囲である.
4. プロセスの特徴:
   • プロセスの流れは短く,設備投資が少なく,運用コストも低い.
   • 製品品質は高く,DMEの選択性は98%以上です.
   • しかし,DMEの1段階合成には,比較的複雑な技術があり,触媒と原子炉に対する要求が高くなります.
5. 代表的なプロセス:
   • デンマークのトプソープロセス: 段階間の冷却を伴う多段階アディアバティック反応器を使用し,触媒はメタノール合成とDMEへの脱水のための混合二機能触媒である.
   • 米国空気製品プロセス:不活性鉱物油の不活性液体を形成する微細触媒粒子を用いたスラム泡柱原子炉を使用して液体相 LPDMETMプロセスを開発した.
   • 日本NKKプロセス:また液体相DME方法を採用する.

2 段階 の 方法

合成ガスからメタノールを合成し,その後それを脱水させ,DMEを生産する2段階の方法.この方法は比較的操作が簡単で,高純度製品を生産する.

1. メタノール合成:
   • 原材料ガスはメタノール合成触媒の存在下でメタノール合成を受け,メタノールを生成する.
2. メタノール脱水:
   • メタノールはメタノール脱水触媒の存在下で脱水し,DMEを生成する.
3. 触媒:
   • メタノール合成触媒は1段階方法と同じである.
   • メタノール脱水のためのガス相法では,ZSM-5ゼオライトなどの固体酸触媒が一般的に使用される.液相法 (硫酸法) では,濃縮硫酸などの液体酸触媒が使用されています (しかし,環境汚染の問題のためにこの方法は徐々に廃止されています).
4. 反応条件:
   • メタノール合成は通常,より高い圧力と温度で起こります.
   • メタノール脱水のための温度と圧力は,特定の触媒とプロセス条件に依存する.
5. プロセスの特徴:
   • DMEの2段階合成には,比較的成熟した技術と簡単な操作が含まれています.
   • 製品の純度が高いため,DMEの選択性が良い.
   • しかし,生産プロセスは長く,設備投資が大きく,メタノールの市場価格の変動の影響を受けます.
6. 代表的なプロセス:
   • ガス相法:メタノール脱水のために固定ベッド原子炉でZSM-5ゼオライトなどの固体酸性触媒を使用する.
   • 液相法 (硫酸法): 液相におけるメタノール脱水のための触媒として濃縮硫酸を使用 (しかし徐々に廃止されている).