Was ist ein Dimethylether?
Dimethylether ist eine Verbindung, die aus zwei Methylgruppen besteht, die durch eine Etherbindung miteinander verbunden sind. Es ist damit einer der einfachsten Ether. Bei Raumtemperatur liegt er als Gas vor, lässt sich aber unter Druck leicht verflüssigen. Diese Eigenschaft ähnelt der von LP-Gas. Die LP-Gas-Technologie wird für seine Lagerung und Handhabung eingesetzt.
Physikalisch-chemische Funktionsweise von Dimethylether
① Bezeichnung
Deutsche Bezeichnung: Dimethylether
Englische Bezeichnung: dimethyl ether
Britische Namensabkürzung: DME
IUPAC-Bezeichnung: Methoxymethan
②Molekulare Formel
C2H6O
③Molekulargewicht
46.07
④Schmelzpunkt
-141.50 ℃
⑤Siedepunkt
-24.82 ℃
⑥Löslichkeit in Lösungsmitteln
Löslich in Ethanol und Aceton.
Merkmale und Anwendungen von Dimethylether
1. Anwendung als alternativer Brennstoff zu Flüssiggas
Diese Verbindung hat die Eigenschaften eines Gases bei Raumtemperatur, das durch Kompression leicht verflüssigt werden kann und brennbar ist. Da diese Eigenschaften denen von Butan und Propan, den Hauptbestandteilen von Flüssiggas, ähneln, ist zu erwarten, dass es als alternativer Brennstoff eingesetzt wird. Gegenwärtig wird es hauptsächlich als Sprühmittel verwendet, aber da es genauso gelagert und gehandhabt werden kann wie Flüssiggas, wird erwartet, dass es eine breite Palette von Anwendungen als alternativer Brennstoff zu Flüssiggas finden wird, einschließlich als Haushaltsbrennstoff, Brennstoff für die Stromerzeugung und Dieselkraftstoff.
2. Anwendungen als umweltfreundliche saubere Energie
Die derzeit gängigen fossilen Brennstoffe wie Erdöl und Kohle erzeugen bei der Verbrennung Stickoxide (NOx) und bei unvollständiger Verbrennung Ruß, was ein ständiges Problem für die Umwelt darstellt. Diese fossilen Brennstoffe enthalten auch Schwefelbestandteile und sind dafür bekannt, dass sie bei der Verbrennung giftige Stoffe, die so genannten Schwefeloxide (SOx), erzeugen. Diese Oxide haben schädliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper (z. B. Asthma, Bronchitis, Atemwegserkrankungen) und verursachen außerdem sauren Regen, was eine große Belastung für die Umwelt darstellt. Es wird daher erwartet, dass umweltfreundliche Alternativen zu fossilen Brennstoffen entstehen. Dimethylether erzeugt keinen Ruß, da er keine C-C-Bindungen in seinen Molekülen hat. Außerdem enthält er keine Schwefelatome, sodass keine Gefahr von SOx-Emissionen besteht. Dimethylether wird daher voraussichtlich als saubere Energiealternative der nächsten Generation zu fossilen Brennstoffen eingesetzt werden.
Synthese und Herstellung von Dimethylether
Im Labor wird er durch Erhitzen von Methanol mit konzentrierter Schwefelsäure gewonnen. In der Industrie wird er durch Dehydratisierung von Methanol in Gegenwart eines Aluminiumphosphat-Katalysators hergestellt. Diese Herstellungsmethoden werden als indirekte Methoden bezeichnet und sind derzeit die gängigsten Produktionsmethoden. Andere Methoden umfassen die Herstellung von Stickstoffmonoxid und molekularem Wasserstoff aus Erdgas, Kohle und Biomasse, aus denen DME direkt synthetisiert wird, was als direkte Methode bezeichnet wird.
Toxizität und Gefährlichkeit von Dimethylether
Als Humantoxikum hat es betäubende Wirkung und kann beim Einatmen leichte Lähmungen hervorrufen. Physikalisch gesehen ist Dimethylether entzündlich und explosiv, sodass bei seiner Lagerung und Verwendung Vorsicht geboten ist. Dimethylether ist jedoch weniger entflammbar als LP-Gas, mit dem er oft verglichen wird und hat eine doppelt so hohe Explosionsgrenze. Es handelt sich also um einen relativ sicheren Brennstoff.