DME（ジメチルエーテル）

概要

DME（ジメチルエーテル）は、硫黄や灰分を含まないため燃焼時に硫黄酸化物や煤塵が全く発生せず、セタン価が高く燃焼特性に優れ、また、極めて低毒性で、かつ温室効果やオゾン層破壊の懸念はないと考えられているクリーン燃料です。
東洋エンジニアリングは、メタノールプラントにDME合成工程を付加することで間接法DME製造技術および触媒の開発を行いました。間接法では、メタノールとDMEをマーケット需要に合わせ併産、生産調整することができ運転の融通性が高いこと、また、既に技術的に成熟した大型メタノールプロセスをベースとしている為、信頼性の高い、運転が容易なDMEプラントを経済的に実現できるなどの特長があり、中国において既に４基の当社技術によるDMEプラントが稼動しています。

東洋エンジニアリングは、この間接法ジメチルエーテル製造プロセスの商業化が評価され、日本石油学会からH18年度石油学会技術進歩賞を受賞致しました。

特徴

天然ガスを原料としてDMEを製造する方法は、直接法、間接法を問わず、原料メタンをスチームもしくは酸素などの酸化剤を用いて、主にCO+H₂+CO₂からなる合成ガスに改質し、これから先ずメタノールを合成、さらにこれを脱水しDMEを得ます。直接法では、メタノールができる反応と、DMEができる反応を一つの反応器内で行わせているのに対し、間接法では各々の反応を別々の反応器内で行わせているところに違いがあります。東洋エンジニアリングでは100件を超す実績に基づいた高い信頼性を有する合成ガス製造技術および独自のメタノール製造技術を組み合わせた間接法を採用しています。間接法の反応は以下で表わされます。

(1)メタノール合成1	：	CO + 2H2 = CH3OH (91 kJ/mol)
(2)メタノール合成2	：	CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O (49 kJ/mol)
(3)メタノール脱水	：	2CH3OH = CH3OCH3 + H2O (23 kJ/mol)

合成ガスからメタノールを式(1)および(2)の反応で合成し、副生した水を除去した後、別の反応工程でメタノールの脱水反応(3)によるDME合成を行なわせる２段階方式です。(1)、(2)、(3)すべて発熱反応です。
　この間接法は、各段階の反応にそれぞれ最適な反応器形式および反応条件を選択できること、またDME合成反応で発生する反応熱量が小さいので反応器の熱除去が直接法に比べて容易になる利点があります。 　天然ガスを原料として水蒸気改質工程を経由する場合はCO₂もメタノール合成に利用しています。具体的には、メタノール合成に最適なR値 = (H₂－CO₂) / (CO+CO₂) = 2　を満足する合成ガス組成によって効率よくメタノールが製造されます。

合成ガスを製造する改質工程には、当社が独自に開発した高活性水蒸気改質触媒ISOP触媒を適用することでコンパクト化を図ることができます。メタノール合成工程には、やはり独自に開発した高性能の多段間接冷却方式ラジアルフロー型の合成反応器「MRF-Z^®」を適用することによって、他社技術では複数基の合成反応器を必要とする日産6,000トン級のメタノール製造プラントも、１基の「MRF-Z」で賄うことが出来る優れたコンパクト性を実現しました。メタノールプラントの設計思想を適用した簡素で低コストのDME合成を組み合わせて全体を構成したのが東洋エンジニアリングのDMEプロセスです。 　開発したメタノール経由のDME合成工程は以下の図に示すような簡素な構成であり、日産3,500トン規模の大型プラントも、酸素装置を使用しない合成ガス装置、1系列のメタノール合成、1系列のDME合成で対応が可能です。

※	ISOPは東洋エンジニアリング株式会社の日本における登録商標です。
※	MRF-Zは東洋エンジニアリング株式会社の日本における登録商標です。