Диметиловий ефір - сучасне паливо для дизельних двигунів
Ефіри - похідні спиртів, в молекулах яких атом водню ОН-групи заміщений на карбоновий радикал. Для ефірів характерна метамерія і ізомерія вуглеводневого ланцюга.
Ізомерія вуглеводневого ланцюга обумовлена її розгалуженням.
Метамерия - вид ізомерії, при якій два і більше ефірів мають аналогічну молекулярну формулу, але різну структуру молекул, обумовлену різними радикалами по обидві сторони від кисневого «містка». Наприклад, молекулярної формулі С4Н10О відповідають три ефіру:
— СН3-О-СН (СН3) 2
— СН3-О-С3Н7-
— С2Н5-О-С2Н5.
Ці речовини отримують синтетичним шляхом, в тому числі і диметиловий ефір. Формула цього з'єднання представлена двома метиловими радикалами, які пов'язані між собою кисневим «містком».
Слід зазначити, що в природі ефіри у вільному стані не зустрічаються. Диметиловий і метілетіловий ефіри - гази. Наступні кілька представників - рідини, в той час як вищі ефіри - тверді речовини. Вони дуже погано розчиняються у воді, відмінно в органічних розчинниках. Середні представники (діпропілового, пропілетіловий, діетиловий) - чудові органічні розчинники. Фізичні властивості зазначених органічних сполук змінюються залежно від молекулярної маси.
Диметиловий ефір: отримання
Описується речовина добре розчиняється у воді, етанолі, діетиловому і діпропілового ефірах. Цей ефір отримують внаслідок дегідратації метанолу і як побічний продукт отримання метанолу з Н2 і СО. Використовують в холодильних установках як холодоагенту.
У найближчому майбутньому дизельні двигуни будуть переведені не так на газ, а на диметиловий ефір. Така реконструкція їх обійдеться набагато дешевше порівняно з переходом на природний газ. Лідируючими країнами з виробництва подібних двигунів є США, Росія і Японія.
На початку 21 століття російський уряд ухвалив рішення про використання альтернативних видів палива на автотранспорті. Диметиловий ефір використовується на вантажних автомобілях. Таке кардинальне рішення прийнято у зв'язку з тим, що викиди азотистих сполук від дизельних двигунів, встановлених на вантажівках, перевищують установлені норми в кілька разів. Диметиловий ефір ідеально підходить для даного типу двигунів, їх практично не потрібно реконструювати. Тільки за рахунок використання нового альтернативного виду палива нові модернізовані двигуна досягли рівня екологічності євро-3.
Уряди багатьох країн світу впевнені, що паливом майбутнього для дизельних двигунів буде диметиловий ефір. На сьогодні ця речовина отримують в основному шляхом переробки природного газу. На перших етапах технологічного процесу природний газ піддається риформінгу, в результаті чого отримують синтез-газ. Після цього він перетворюється на метиловий спирт. Далі метанол піддається дегідратації, в результаті чого отримують диметиловий ефір. Існує й інший метод синтезу зазначеного ефіру - пряма конвертація синтез-газу в метанол.
Ефіри в порівнянні з дизпаливом мають свої переваги і, звичайно ж, недоліки. У структурі молекули ефіру відсутні «вуглець-вуглець» зв'язку. За рахунок значного вмісту кисню забезпечується хороше розпорошення при уприскуванні ефіру в середу з температурою вище t кипіння самого речовини. Зазначені характеристики покращують згорання палива. За рахунок застосування цього альтернативного палива знижується рівень шуму двигуна, при цьому підвищується його надійність.
До основних недоліків даного ефіру можна віднести меншу теплоту згоряння і меншу щільність. Все це призводить до збільшення витрати палива. У цієї речовини дуже погані змащувальні властивості.