ジメチルエーテル(DME 、メトキシメタンとも呼ばれる)は、化学式CH₃OCH₃で表される有機化合物である(エタノールの異性体であるため、C₂H₆Oと曖昧に簡略化されることもある)。最も単純なエーテルであり、無色の気体で、他の有機化合物の有用な前駆体であり、現在様々な燃料用途での使用が実証されているエアロゾル噴射剤でもある。
ジメチルエーテルは、 1835年にジャン=バティスト・デュマとウジェーヌ・ペリゴによってメタノールと硫酸の蒸留によって初めて合成された。[ 5 ]
1985年には西ヨーロッパでメタノールの脱水により約5万トンが生産された。[ 6 ]
必要なメタノールは合成ガス(シンガス)から得られる。[ 7 ] その他の改善策としては、メタノールの分離や精製を必要とせず、同じプロセスユニットでメタノールの合成と脱水の両方を可能にするデュアル触媒システムが挙げられる。[ 7 ] [ 8 ] 上記の1段階プロセスと2段階プロセスはどちらも市販されている。2段階プロセスは比較的単純で、立ち上げコストも比較的低い。1段階液相プロセスは開発中である。[ 7 ] [ 9 ]
ジメチルエーテルは、リグノセルロース系バイオマスから製造できる合成第二世代バイオ燃料(BioDME)です。[ 10 ] EUは、2030年の潜在的なバイオ燃料ミックスにBioDMEを検討しています。[ 11 ]また、動物、食品、農業廃棄物からのバイオガスやメタン[ 12 ] [ 13 ]、あるいはシェールガスや天然ガスからも製造できます。[ 14 ]
ボルボグループは、欧州共同体第7次フレームワークプログラムプロジェクトBioDME [ 15 ] [ 16 ]のコーディネーターであり、ChemrecのBioDMEパイロットプラントはスウェーデンのピテオにある黒液ガス化に基づいています。[ 17 ]
ジメチルエーテルの最大の用途は、メチル化剤であるジメチルスルフェートの製造原料としてであり、そのためには三酸化硫黄との反応が必要となる。
ジメチルエーテルは、モンサント酢酸プロセスに関連するカルボニル化技術を使用して酢酸に変換することもできます。[ 6 ]
ジメチルエーテルは低温溶媒および抽出剤であり、特殊な実験手順に適用できます。その有用性は沸点が低い(-23 °C(-9 °F) )ことによって制限されますが、同じ性質により反応混合物からの除去が容易になります。ジメチルエーテルは、有用なアルキル化剤であるテトラフルオロボレートトリメチルオキソニウムの前駆体です。[ 18 ]
ジメチルエーテルとプロパンの混合物は、市販の「凍結スプレー」製品の一部で、イボを凍結させて治療するために使用されています。[ 19 ] [ 20 ]この役割において、それはハロカーボン化合物(フロン)に取って代わりました。
ジメチルエーテルは、特定の高温「Map-Pro」トーチガス混合物の成分でもあり、メチルアセチレンとプロパジエンの混合物の使用に取って代わっている。[ 21 ]
ジメチルエーテルは、エアゾール製品の噴射剤としても使用される。こうした製品には、ヘアスプレー、虫除けスプレー、一部のエアゾール接着剤などがある。
ジメチルエーテルの潜在的に重要な用途は、家庭用および産業用の燃料として使用されるLPGのプロパンの代替品としてです。[ 22 ]ジメチルエーテルは、プロパンオートガスの混合原料としても使用できます。[ 23 ]
ジメチルエーテルはディーゼルエンジン[ 24 ]やガスタービンの燃料としても有望です。ディーゼルエンジンにとっての利点は、石油由来のディーゼル燃料のセタン価が40~53であるのに対し、ジメチルエーテルはセタン価が55と高いことです[ 25 ] 。ディーゼルエンジンをジメチルエーテル燃焼用に改造するには、わずかな変更で済みます。この短鎖炭素化合物の単純さにより、燃焼時の粒子状物質の排出量が非常に少なくなります。これらの理由に加え、硫黄を含まないため、ジメチルエーテルはヨーロッパ(EURO5)、米国(US 2010)、日本(2009 Japan)の最も厳しい排出規制にも適合します[ 26 ] 。
ヨーロッパのシェル・エコマラソン(非公式の世界燃費選手権)では、ジメチルエーテル100%で走行した車両が、 50cm³排気量の2ストロークエンジン でガソリンと同等の燃費0.170L/100kmを達成した。 [ 27 ]
ジメチルエーテルの燃焼プロセスを研究するには、計算流体力学計算に使用できる化学反応速度論的メカニズム[ 28 ]が必要です。
ジメチルエーテルは、ASHRAE冷媒指定 R-E170の冷媒です。 [ 29 ]また、アンモニア、二酸化炭素、ブタン、プロペンなどとの冷媒混合物にも使用されます。ジメチルエーテルは最初の冷媒でした。1876 年、フランス人技師シャルル・テリエは、旧エルダー・デンプスターの 690 トンの貨物船Eboe を購入し、自身の設計によるメチルエーテル冷凍装置を取り付けました。この船はLe Frigorifiqueと改名され、アルゼンチンから冷蔵肉の貨物を無事に輸入しました。しかし、機械は改良の余地があり、1877 年にフェルディナンド・カレによって改良された冷凍装置を備えたParaguayという別の冷凍船が南米航路に就航しました。[ 30 ]
他のアルキルエーテルとは異なり、ジメチルエーテルは自動酸化に抵抗性がある。[ 31 ]ジメチルエーテルは可燃性が高いものの、比較的毒性は低い。1948年7月28日、ルートヴィヒスハーフェンのBASF工場で、タンクから30トンのジメチルエーテルが漏れ出し、空中で引火して爆発した。200人が死亡し、工場の3分の1が破壊された。[ 32 ]
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{{cite web}}: CS1 maint: タイトルとしてアーカイブされたコピー (リンク){{cite web}}: CS1 maint: タイトルとしてアーカイブされたコピー (リンク){{cite web}}: CS1 maint: タイトルとしてアーカイブされたコピー (リンク)、DMEトラックなどの環境に優しい大型車両の開発と普及に関する会議、ワシントンDC、2006年3月17日