Диметиловый эфир (ДМЭ) является простейшим эфиром и имеет фор- мулу состава СН₃-О-СН₃ (или С₂Н₆О). При нормальных атмосферных условиях ДМЭ находится в газообразном состоянии, но ожижается уже при давлении 0,53 МПа. ДМЭ не токсичен и не загрязняет окружающую сре- ду. В 1987 году был подписан Монреальский протокол, запрещающий про- изводство озоноразрушающих соединений. ДМЭ имеет нулевой потенциал озоноразрушения в атмосфере – ODP. В 1997 году разработан Киотский про- токол, направленный на ограничение парникового эффекта нашей планеты. ДМЭ имеет нулевой потенциал глобального потепления — GWP.

Из-за соединения двух метиловых радикалов CH3 атомом кислорода и его большой доли (около 35%), при сгорании в дизеле практически не обра- зуются сажа. Но из-за содержания кислорода ДМЭ имеет низкую теплоту сгорания.

Диметиловый эфир может быть получен из любого углеводородного сырья (в том числе — из биомассы), но основным сырьем для производства ДМЭ в России является природный газ и его продукт окисления — синтез-газ . Природный газ (метан CH₄) реагирует с кислородом и водяным паром с образованием монооксида СО и диоксида СО₂ углерода по реакциям:

CH₄ + 1,5 О₂ -> CO + 2 H₂O;
CH₄ + H₂О -> 3 H₂ + СO;
CO + H₂О -> CО₂ + H₂ .

При последующем каталитическом синтезе из СО и СО₂ через промежуточное получение метанола CН₃OН образуется ДМЭ (CH₃OCH₃):

3 H₂ + СО₂ -> CН₃OН + 2 H₂O;
H₂О + СО -> H₂ + СO₂;
2 CH₃OH -> CH₃OCH₃ + H₂O.

Пока промышленное производство ДМЭ осуществляется исключительно на стационарных установках. Однако быстрый прогресс в технологии производства ДМЭ (в частности, снижение давления синтеза с 32 до 9 МПа, переход на низкотемпературный катализатор и т.д.) может привести к появлению компактных реакторов ДМЭ, которые можно будет разместить на борту транспортного средства. Работы в этом направлении проводятся рядом зарубежных фирм, в частности фирмой Volvo .

В последние годы все большее внимание исследователей привлекает использование ДМЭ в качестве экологически чистого топлива для дизелей. Исследованы его физико-химические свойства, процессы подачи, распыливания и сгорания, проведены безмоторные исследования систем подачи ДМЭ в дизель, экспериментальные исследования дизелей на ДМЭ и его смесях с другими топливами — жидкими (дизельное топливо, спирты, масла) и газообразными (природный газ, синтез-газ), оценены экологические качества дизелей, работающих на ДМЭ.

Физико-химические свойства диметилового эфира.

Применительно к разным процессам в ДВС актуальны свойства жидкого или газообразного ДМЭ, условий фазовых превращений, растворимости, химической активности и др.
В табл.1 приведены важнейшие для ДВС свойства ДМЭ, в частности, жидкого, дополненные для сравнения столбцом для традиционного дизельного топлива (ДТ). Некоторые из свойств требуют комментариев и конкретизации.

Таблица 1. Важнейшие физико-химические и моторные свойства ДМЭ и ДТ.