Mùi Chloroform như mùi ngọt Dimethyl DME được sử dụng trong chăm sóc tóc, chăm sóc da

Tổng quan

Công thức phân tử: CH3OCH3, DME Nó là một dẫn xuất của quá trình ngưng tụ mất nước của hai phân tử methanol. Ở nhiệt độ phòng, nó là một khí không màu, không độc hại hoặc chất lỏng nén.Nó là một sản phẩm hóa học hữu cơ quan trọng và trung gian hóa học.

Tính chất

DME rất ổn định trong không khí, không ăn mòn, hơi độc hại và không gây ung thư. Nó có khả năng pha trộn tốt và có thể pha trộn với hầu hết các dung môi hữu cơ cực và phi cực.

Là một chất trung gian hóa học quan trọng, DME trải qua phản ứng alkylation với benzen trong sự hiện diện của chất xúc tác. Nó phản ứng với carbon monoxide để tạo ra methyl acetate;Phản ứng phê duyệt cũng có thể tạo ra ethyl acetate và acetic anhydrideNó phản ứng với carbon dioxide để tạo ra axit methoxyacetic. Nó phản ứng với axit sulfuric hoặc sulfur trioxide khói để tạo ra dimethyl sulfate.Nó phản ứng với hydrogen cyanide để tạo ra acetonitrile.

Chuẩn bị

Trong phòng thí nghiệm, trimethyl orthoformate thường được sử dụng, được chuẩn bị bằng cách sử dụng ferric cloride làm chất xúc tác.DME tinh khiết cao được chuẩn bị bằng phương pháp tổng hợp Williamson sử dụng iodomethane và natri methoxideCác điều kiện phản ứng là khắc nghiệt và phải được phản ứng trong điều kiện khô nước.

Trong công nghiệp, DME đầu tiên được tách và phục hồi từ các sản phẩm phụ của tổng hợp methanol.Các phương pháp sản xuất của DME chủ yếu bao gồm phương pháp hai bước (thiết bị khử nước methanol thành DME) và phương pháp một bước (đua khí tổng hợp trực tiếp tổng hợp DME)Ngoài ra, có các phương pháp để chuẩn bị DME từ carbon dioxide và sinh khối.

Phương pháp tổng hợp của DME

Các phương pháp tổng hợp của DME chủ yếu bao gồm phương pháp một bước và phương pháp hai bước.

Phương pháp một bước

Phương pháp một bước liên quan đến việc tổng hợp trực tiếp DME từ khí nguyên liệu trong một bước.Phương pháp này đồng thời hoàn thành hai quá trình phản ứng tổng hợp methanol và mất nước methanol dưới tác dụng của một chất xúc tác cụ thể, trực tiếp tạo ra DME.

1. Nguyên tắc phản ứng:
   • Tạo ra methanol: CO + 2H2 → CH3OH
   • Thiết bị khử nước methanol: 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O
     Hai phản ứng này có thể xảy ra đồng thời trong một lò phản ứng, tạo ra DME và một lượng nhỏ các sản phẩm phụ.
2. Động cơ xúc tác:
   • Phương pháp một bước thường sử dụng một chất xúc tác hai chức năng, được trộn vật lý từ hai loại chất xúc tác.BASFS3-85, và ICI-512. Loại khác là chất xúc tác mất nước methanol, chẳng hạn như alumina, SiO2-Al2O3 xốp, zeolite loại Y, zeolite ZSM-5, mordenite, v.v.
3. Điều kiện phản ứng:
   • Nhiệt độ phản ứng thường nằm trong khoảng 280 ~ 340 °C.
   • Áp suất phản ứng trong phạm vi 0,5 ~ 0,8 MPa hoặc cao hơn (ví dụ: 4,2 MPa trong quy trình Topsøe).
4. Đặc điểm quy trình:
   • Dòng chảy quy trình ngắn, với đầu tư thiết bị ít hơn và chi phí hoạt động thấp hơn.
   • Chất lượng sản phẩm cao, với sự chọn lọc DME lớn hơn 98%.
   • Tuy nhiên, tổng hợp DME một bước liên quan đến công nghệ tương đối phức tạp và có yêu cầu cao đối với chất xúc tác và lò phản ứng.
5. Quá trình đại diện:
   • Quá trình Topsøe của Đan Mạch: Sử dụng một lò phản ứng adiabatic nhiều giai đoạn với làm mát giữa các giai đoạn, và chất xúc tác là một chất xúc tác hỗn hợp hai chức năng để tổng hợp methanol và mất nước thành DME.
   • Quá trình sản phẩm không khí của Hoa Kỳ: Phát triển quy trình LPDMETM giai đoạn lỏng, sử dụng lò phản ứng cột bong bóng bùn với các hạt xúc tác tinh tế tạo thành một bùn với dầu khoáng chất trơ.
   • Quá trình NKK của Nhật Bản: Cũng áp dụng phương pháp DME pha lỏng.

Phương pháp hai bước

Phương pháp hai bước bao gồm tổng hợp methanol từ khí tổng hợp và sau đó khử nước để sản xuất DME.

1. Chế độ tổng hợp methanol:
   • Khí nguyên liệu được tổng hợp methanol trong sự hiện diện của chất xúc tác tổng hợp methanol, tạo ra methanol.
2. Methanol khô nước:
   • Methanol bị mất nước trong sự hiện diện của chất xúc tác mất nước methanol, tạo ra DME.
3. Động cơ xúc tác:
   • Các chất xúc tác tổng hợp methanol giống như trong phương pháp một bước.
   • Trong phương pháp pha khí để khử nước methanol, chất xúc tác axit rắn như zeolite ZSM-5 thường được sử dụng.sử dụng chất xúc tác axit lỏng như axit lưu huỳnh tập trung (nhưng phương pháp này đã được loại bỏ dần dần do các vấn đề ô nhiễm môi trường).
4. Điều kiện phản ứng:
   • Sự tổng hợp methanol thường xảy ra ở áp suất và nhiệt độ cao hơn.
   • Nhiệt độ và áp suất để khử nước methanol phụ thuộc vào chất xúc tác và điều kiện quá trình cụ thể.
5. Đặc điểm quy trình:
   • Sự tổng hợp hai bước của DME liên quan đến công nghệ tương đối trưởng thành và hoạt động đơn giản.
   • Độ tinh khiết của sản phẩm cao, với sự chọn lọc DME tốt.
   • Tuy nhiên, quá trình sản xuất lâu hơn, với đầu tư thiết bị lớn hơn và bị ảnh hưởng bởi biến động giá thị trường methanol.
6. Quá trình đại diện:
   • Phương pháp pha khí: Sử dụng chất xúc tác axit rắn như zeolite ZSM-5 trong lò phản ứng giường cố định để khử nước methanol.
   • Phương pháp pha lỏng (Phương pháp axit lưu huỳnh): Sử dụng axit lưu huỳnh tập trung làm chất xúc tác cho việc mất nước methanol trong pha lỏng (nhưng đã được loại bỏ dần dần).