Eter dimetylowy alternatywą dla oleju napędowego. Nowa technologia naukowców z PG | Politechnika Gdańska

Eter dimetylowy (DME) to bezbarwny gaz o charakterystycznym zapachu, umiarkowanie rozpuszczalny w wodzie. Ma szereg zastosowań w przemyśle chemicznym, kosmetycznym, farmaceutycznym. Używany jest także zamiast gazu ziemnego do kuchenek gazowych, ponieważ jego właściwości fizyczne są zbliżone do propanu-butanu. To także jeden z najbardziej obiecujących substytutów oleju napędowego, LPG i LNG. Eter dimetylowy może być produkowany z gazu ziemnego, węgla lub biomasy i zaliczany do grupy paliw zielonych.

Naukowcy z Politechniki Gdańskiej w konsorcjum z Politechniką Warszawską zrealizowali projekt „Nowa technologia otrzymywania eteru dimetylowego z małych złóż węglowodorów”, w ramach programu POIR 4.1.1, konkurs nr 1 w programie INGA Kierownikiem projektu jest dr inż. Andrzej Rogala z Katedry Inżynierii Procesowej i Technologii Chemicznej, WCh. Wartość projektu 10,85 mln zł.

– Projekt był realizowany na zlecenie PGNiG, obecnie grupy Orlen – wyjaśnia dr inż. Andrzej Rogala – Naszym celem było opracowanie nowej technologii i przetestowanie jej w specjalnie zbudowanym do tego celu demonstratorze, który zbudowaliśmy obok laboratorium Linte^2. Zajęliśmy się DME z kilku powodów: przede wszystkim jest on zaliczany do paliw ekologicznych, ponieważ w procesie spalania nie emituje cząstek stałych, a to one w dużej mierze odpowiedzialne są za powstawanie smogu. Po drugie bardzo łatwo go skroplić uzyskując paliwo ciekłe, łatwe do przechowywania i transportowania. Po trzecie do jego tworzenia można używać zarówno gazu ziemnego, jak i na przykład biopaliw, w tym biogaz, co poszerza możliwości produkcyjne i jest kluczowe w dobie odchodzenia od paliw kopalnych.

Technologia gotowa do wdrożenia 

W demonstratorze do tworzenia eteru dimetylowego naukowcy używali gazu syntezowego, który powstawał w pierwszym etapie procesu poprzez reakcję gazu ziemnego z dwutlenkiem węgla w obecności katalizatora komercyjnego. Następnie w drugim, kluczowym etapie, gaz syntezowy był oczyszczany i sprężany w kompresorze do wysokiego ciśnienia ok. 50-60 atmosfer. Następnie w specjalnie zaprojektowanym układzie, w obecności autorskiego katalizatora prowadzono proces wytwarzania eteru dimetylowego wraz z węzłem oczyszczania i zawracania nieprzeragowanych substratów.

– Zarówno katalizator, który został przez nas poddany modyfikacjom, jak i reaktor naszego demonstratora zostały zgłoszone do ochrony patentowej. – podkreśla kierownik projektu. – Opracowana przez nas metoda zapewnia większą opłacalność ekonomiczną i energetyczną w procesie tworzenia eteru. Dzięki badaniom w demonstratorze, udowodniliśmy ostateczną koncepcję technologii, która nadaje się już do bezpośredniego wdrożenia.

Mimo, że projekt został już zakończony, demonstrator będzie używany w kolejnych projektach Centrum Technologii Wodorowych.  Politechnika Gdańska podpisała umowę z ORLEN na produkcję metanolu w dedykowanego źródła odpadowego ditlenku węgla, która w przypadku owocnych badań będzie rozwijana z wykorzystaniem posiadanej instalacji. Pozwoli to na znaczną oszczędność prowadzenia prac rozwojowych jak również zachowanie trwałości zakończonego już projektu.

– Paliwo uzyskiwane z eteru dimetylowego może być używane do samochodów z silnikiem diesla już teraz, jeśli silniki zostaną odpowiednio dostosowane. Nie jest to kosztowny i czasochłonny proces, można go porównać do wprowadzania modyfikacji w silniku benzynowym przy używaniu gazu LPG. Nie jest to oczywiście paliwo doskonałe, bo choć nie emituje do atmosfery cząstek stałych, to jednak wydziela dwutlenek węgla, ma też mniejszą niż paliwa tradycyjne kaloryczność. Myśląc jednak o koniecznych w przemyśle energetycznym zmianach, które musimy wprowadzić, należy zdywersyfikować źródła energii, biorąc pod uwagę różne warianty, które będą współistnieć: wodór, biopaliwa, eter właśnie itd. Nasz projekt jest odpowiedzią na te potrzeby i wyzwania.