聚甲氧基二甲醚技術

聚甲氧基二甲醚產品及生產技術簡介

    一、產品簡介

中文名：聚甲氧基二甲醚
英文名：Polyoxymethylene Dimethyl Ethers，簡稱PODE、PODEn或PODME或DMMn、DMM_2~8
分子式：CH₃O(CH₂O)_nCH₃，  其中：n=2、3、4、5、6、7、8
應用：清潔柴油調和組分，綠色環保溶劑
別名：聚氧亞甲基二甲醚、聚甲氧基甲縮醛、聚甲醛二甲醚、聚甲氧基二烷基醚、聚氧醚

    DMMn是甲醇下游產品，是國際能源機構（IEA）2002年推薦的“醇醚含氧柴油燃料”之一，2011年被列入科技部國家科技支撐計劃重點項目。該產品是現代煤化工走精細化發展道路，實現“差別化、高端化、高附加值”目標的重要產品之一，被列入石化行業“十三五”發展規劃。
  DMMn是目前世界上公認的富氧清潔柴油調和組分，十六烷值≥76，無硫、無芳烴，氧含量達47~50%，閃點≥55℃，初餾點≥160℃，低溫流動性能好（凝點可達-30℃），能與柴油餾分任意比例混溶，無需改動發動機結構而直接當柴油組分使用。
  DMMn的優勢在于其作為柴油調和組分的清潔性和經濟性。在柴油中調和10~15%后，柴油的燃燒性能顯著改善，凝點及硫含量降低，發動機輸出功率及扭矩增大，CO排放減少20%，煙度降低70%，微顆粒物（PM2.5、PM10）可以減少40%，可為減輕霧霾頻發提供有效幫助，并且有助于國Ⅳ、Ⅴ清潔柴油生產。
  DMMn使用甲醇作為原料，能夠拓寬、延長煤化工產業鏈。近年煤制天然氣、煤制乙二醇、MTO、MTP、MTG等新興煤化工技術不斷發展、成熟，但普遍存在投資規模大、核心技術壟斷等難題，對疲軟的甲醇 市場帶動有限，相對而言，DMMn作為甲醇下游產品，具有投資規模小 、企業與社會經濟效益顯著的特點，符合國家油品升級以及相關產業結構調整政策。2010年起，國內柴油消費量超過1.5億噸，若以15%的比例添加，國內對DMMn的需求將達2250萬噸。業內人士表示，如果說目前MTBE（甲基叔丁基醚）是汽油調和組分的代表，那么今后DMMn將是柴油調和組分的代表。
  “十三五”是溶劑行業轉型升級的五年，隨著國家相關政策法規的逐步出臺與加嚴，VOC等已經逐步成為行業發展的關鍵性問題。綠色發展已經成為大勢所趨，需要加快轉型升級、科技創新，推動我國溶劑行業向高附加值、高性能、環境友好型方向轉型與發展，成為行業普遍關心與迫切需要解決的問題。
  DMM2~4屬于醚類溶劑，無色透明，輕微醚味，餾程可調，揮發性適中，穩定性好，可作為環保型溶劑（D20~D70）部分或完全替代芳烴類、乙二醇醚類等溶劑，經濟效益顯著，應用前景廣闊。

表1聚甲氧基二甲醚DMMn基本物化性質     

    二、技術開發及工業化進展

    青島邁特達新材料有限公司以DMMn合成技術的工業化、大型化為目標，自2009年起自主研發DMMn生產工藝，先后經歷三聚甲醛路線、多聚甲醛路線，并研發出液體甲醛路線。甲醛水溶液與甲縮醛直接進入生產裝置（省去了三聚甲醛或多聚甲醛生產環節 ），開發了新型反應器，避免了催化劑磨損，反應混合物可直接分離獲得產品，該工藝無副產品，工藝污水幾乎全部回用，并且輕組分及重質組分全部循環利用，產品質量穩定，工藝流程短，投資少，易于工程放大。該工藝流程如圖1所示。按照該工藝流程設計建設的4萬噸/年DMMn裝置已順利開車并穩定運行多年，各項消耗指標合理，產品產量及質量穩定，市場客戶反映良好。
 

  圖 1  PODE工藝流程簡圖

（1）研發中心照片

（2）年產4萬噸PODE工業示范化裝置照片

    三、主要技術經濟指標

4萬噸/年工業示范裝置主要技術經濟指標見表1。

表2  裝置原材料及公用工程消耗 

          注：5萬噸/年、10萬噸/年生產裝置基本建設投資分別約1.0億元、1.5億元，不含土地、鍋爐和無形資產的費用。

四、產品質量指標及測試報告

      結合GB19153-2013車用柴油（IV）對車用柴 油的質量要求，現工業化裝置量產的DMMn產品質量符合以下指標。

表3 DMMn產品質量指標（企業標準）

        注：本產品與其它中試產品的顯著區別是與柴油的互溶性好，低溫下無密度差分層現象。

      量產的DMMn經某地國家燃料油質量監督檢驗中心檢測調和十六烷值等指標，檢測結果附表如下：

表4 DMMn調和柴油十六烷值（檢測單位：某地國家燃料油質量監督檢驗中心）

      此外，某地汽車檢測中心等單位對DMMn與國III0#柴油調和油進行了動力和尾氣排放性能測試，檢測數據附表如下：
  

表5 整車試驗報告（檢測單位：某市汽車檢驗檢測中心）

表6 臺架試驗報告（檢測單位：某市汽車產品質量監督檢驗站）

表7 臺架試驗報告（檢測單位：某市汽車檢測中心）

五、聚甲氧基二甲醚DMMn新技術產品質量指標

  青島邁特達新材料有限公司自主開發的DMMn生產工藝，典型產品組成（w%）如下表。
  DMM2~4 純組分可進一步分離切割。