Классический способ получения диметилового эфира (ДМЭ) – дегидратация метанола (т.е. «отъем воды» от метанола).

Процесс проводят следующим образом: из синтезгаза получают метанол (I стадия), который затем в отдельном реакторе на специальных катализаторах подвергается дегидратации до ДМЭ (II стадия). Непревратившийся метанол выделяют, и снова направляют на дегидратацию, смешивая со свежим сырьем. Селективность получения ДМЭ из синтез-газа по этому способу близка к 100%.

С целью уменьшения единиц оборудования предложено использовать комбинированный (т.н. «бифункциональный») катализатор, сочетающий в единой грануле компоненты для синтеза метанола и его дегидратации. В этом случае процесс получения ДМЭ выглядит так: из синтез-газа в одну стадию получается ДМЭ с заметной (от 10 до 20-30%) примесью метанола.

Очевидна и плата за упрощение аппаратного оформления и использование «би-функционального» катализатора:

a) проблема с теплоотводом (синтез метанола и его дегидратация идут с выделением большого количества тепла) и b) необходимость утилизации побочных продуктов – метанола (обычно его снова превращают в синтез-газ, направив в генератор синтез-газа) и углекислого газа. В итоге селективность получения ДМЭ из синтезгаза в одну стадию редко превышает 70-85%.

Опытные установки получения ДМЭ из природного газа разной мощности и работающие по первому и второму способам имеются в Европе и Азии.

Европа: одна компания - две технологии

Компания Haldor Topsoe – европейский лидер в указанной области - занимается получением ДМЭ с начала 80-х. Первоначально ДМЭ рассматривался в основном как сырье для получения синтетического бензина. Однако после того, как выяснилось, что это альтернативное дизельное топливо, ДМЭ позиционируется Haldor Topsoe как «многоцелевой» 1 коммерческий продукт.

Потребителю Haldor Topsoe предлагает оба варианта получения ДМЭ, называя их, соответственно, «Технология Дегидратации» (Dehydration Technology) и «Интегральная Технология» (Integrated Technology).

«Технология Дегидратации» предлагается для модернизации действующих мета-нольных производств. «Интегральная Технология» - для установок, перерабатывающих углеводородное сырье (природный и попутный газы, шахтный метан и т.д.). Генератор синтезгаза, использующий парокислородный автотермический риформинг на никелевых катализаторах, реакторное оборудование и катализаторы поставляются Haldor Topsoe.

На сегодняшний день основное достижение Haldor Topsoe в продвижении технологии ДМЭ – лицензионное соглашение, контракт на инжиниринговые услуги и поставку катализаторов с иранской Zagros Petrochemical Company. Отметим, что иранцы выбрали классическую «дегидратацию» (производство метанола2 + отделение дегидратации), а не одностадийный процесс. Впечатляет запланированная производительность завода – 800 000 тонн ДМЭ в год.

СПРАВКА: Haldor Topsoe специализируется на разработке катализаторов и процессов на их основе. Штаб-квартира в Копенгагене (Дания), годовой оборот - $262 миллиона, 1600 работников (включая аффилированные компании и представительства).

Производство катализаторов и некоторых видов специального оборудования налажено в Дании и США. Исследования новых процессов, включая производство ДМЭ, проводятся на опытной установке производительностью 100-200 нм3/ч природного газа и кислорода (или воздуха).

¹ Другие области применения ДМЭ – химическое сырье, пропеллент, бытовой газ, топливо для теплоэлектростанций, продукт GTL, позволяющий освоить удаленные месторождения, к которым невыгодно прокладывать трубопровод и т.д.

² Отметим, что упор именно на производство метанола хорошо согласуется со стратегией Ирана по увеличение доли в мировом производстве метанола с 1,49% до 9,15% (до 5,43 миллионов тонн в год).

www.newchemistry.ru