聚甲氧基二甲醚(Polyoxymethylene dimethyl ethers,簡稱PODEn或DMMn),又名聚甲醛二甲醚、聚氧亞甲基二甲醚、聚甲氧基甲縮醛,是一類以二甲氧基甲烷為母體、亞甲氧基為主鏈的低分子量縮醛類聚合物,其通式表示為:CH3O(CH2O)nCH3(其中,n≥1的整數(shù),一般取值小于8,下文用DMMn表示)。其聚合度為DMM3-8用于高品質(zhì)柴油的調(diào)和劑,通常由甲醛與甲縮醛反應(yīng)制得。
清潔柴油調(diào)和組分聚甲氧基二甲醚(PODEn)是國際能源機(jī)構(gòu)(IEA)2005年推薦的醇醚含氧柴油燃料之一,2010年被列入國家科技部科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目,是目前世界上公認(rèn)的富氧清潔柴油調(diào)和組分,其產(chǎn)品十六烷值≥76,無硫、無芳烴,安全無毒,氧含量達(dá)47-50%,閃點(diǎn)≥55℃,初餾點(diǎn)≥160℃,低溫流動(dòng)性能好(凝點(diǎn)可達(dá)-30℃),能與柴油餾分任意比例混溶,無需改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)而直接當(dāng)柴油組分使用。
關(guān)于PODEn的研究始于20世紀(jì)中葉,相關(guān)研究由于石油價(jià)格長期處于低位而未得到重視,技術(shù)及工藝未有突破性進(jìn)展。至21世紀(jì)初,受能源危機(jī)和環(huán)境污染雙重壓力的影響,PODEn作為一種綠色柴油調(diào)和組分引起廣泛關(guān)注,尤其在中國。PODEn是由提供醚化物端基的原料和提供甲氧基的原料經(jīng)縮聚反應(yīng)形成的同系物組分。提供端基的化合物包括甲醇、二甲醚和DMM等,提供甲氧基的化合物有甲醛、三聚甲醛和多聚甲醛等。PODEn的合成反應(yīng)在酸催化下進(jìn)行,可采用的催化劑包括均相的H2SO4和離子液體等液相酸,非均相的分子篩、離子交換樹脂以及雜多酸等固體酸。多家公司和研究機(jī)構(gòu)基于不同原料和不同催化體系開展了合成PODEn的相關(guān)技術(shù)研究,并提出了多種工藝路線。
目前,我國每年柴油實(shí)際消費(fèi)量超過1.5億噸,按每噸添加15%計(jì)算,PODEn的市場空間超過2000萬噸,消耗甲醇超過2800萬噸,可充分利用我國過剩的甲醇產(chǎn)能。未來幾年,隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定發(fā)展以及柴油、樹脂等行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,國內(nèi)柴油、樹脂行業(yè)對聚甲氧基二甲醚的需求越來越大,聚甲氧基二甲醚市場需求量將保持增長趨勢。
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