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万吨级DMMn技术国际领先
来源: 作者:admin 时间:2014-11-24 09:47:44

  2014年7月28日,山东玉皇化工有限公司传出消息,由清华大学与该公司合作研发的万吨级聚甲氧基二甲醚(DMMn,亦称为PODEn)刚刚通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。中国工程院院士谢克昌、汪燮卿、杨启业,中国科学院院士李洪钟等专家一致认为,这项科技成果已经形成了固体酸催化法制备聚甲氧基二甲醚系统完善的生产工艺技术条件,创新性明显,总体技术处于国际领先水平。

  据山东玉皇化工有限公司董事长王金书介绍,目前,清华大学与玉皇化工已经建成了世界上首个万吨级固体酸催化法制聚甲氧基二甲醚工业化试验装置,并实现长时间连续稳定运行,多聚甲醛单程转化率达到85%,产品DMM3-5含量大于97%。

  该项目采用了具有自主知识产权的专利技术,开发了固体酸催化剂,实现了对聚合度的有效控制,采用催化精馏-萃取精馏双过程耦合技术生产高纯甲缩醛产品,自主研发了连续生产聚甲氧基二甲醚的气-液-固三相流化床反应器,具有破碎气泡、强化传质、稳定流化等特点。本技术具有自主知识产权,已分别申请了国内和国外多项发明专利,全部采用国产化设备。玉皇化工已在筹备建设多套30万吨/年的工业放大装置,一期规划工业产能200万吨/年,二期规划工业产能1000万吨/年以上。

  专家们表示,该项目大规模推广应用后,将激发甲醇经济的潜力,对于推动甲醇下游产品向高附加值发展具有重要意义。同时,为我国煤炭资源替代石油资源开辟了一条有效的新途径,对缓解我国能源紧张和保障国家能源安全具有重要的社会经济及战略意义。
 

  清洁柴油调和组分DMMn ——
  聚甲氧基二甲醚(DMMn)是以甲醇生产的甲缩醛和多聚甲醛为原料制成的一种新型绿色清洁柴油调和组分,该产品具有较高的十六烷值和含氧量,在常规石化柴油中可直接添加该产品,不需要改变现有柴油机车燃料供应系统,能够改善柴油在发动机中的燃烧质量,促使柴油充分燃烧,大幅度减少机动车尾气排放,降低大气PM2.5值。 

  目前,我国柴油表观消费量在1.7亿吨左右,以20%比例添加聚甲氧基二甲醚,其年需求量约3000万吨,在减少污染排放的同时,还将替代约3000万吨/年的柴油。2013年国家进口原油2.82亿吨,占原油消费量的58.3%,以甲醇为原料生产聚甲氧基二甲醚替代柴油,对于降低我国原油对外依存度有重要的作用。    
 

  主要技术瓶颈 ——
  合成聚甲氧基二甲醚的原料一般包括两类,即提供端基的原料和提供甲氧基的原料。提供端基的化合物包括甲醇、二甲醚和甲缩醛等,提供甲氧基的化合物有甲醛、三聚甲醛和多聚甲醛等。目前,聚甲氧基二甲醚的合成技术大多仍处于实验室研究阶段。现有聚甲氧基二甲醚合成技术主要存在的问题包括:

l        催化剂不适合大规模应用 

  现有部分技术以均相强酸或离子液体作催化剂,一方面对设备腐蚀严重,催化剂难以回收利用;另一方面酸性催化剂混入产品中,难以分离并影响聚甲氧基二甲醚产品稳定性。这些不足严重制约了技术的工业放大。   
l        产品收率低 

  现有部分技术以甲醇或低纯度甲缩醛作端基物质,或以甲醛水溶液作甲醛原料,聚甲氧基二甲醚产品收率低,同时发生大量副反应而降低反应原子经济性。 
l        工艺经济性不高 

  现有部分技术在聚甲氧基二甲醚产物收率低的同时,目标产物DMM3-5选择性低,产物分布不合理。在聚甲氧基二甲醚产物中生成过多n>5组分,不宜用作柴油添加剂,附加值低,影响工艺经济性。 
l        产品纯度低 

  现有部分技术由于涉及均相催化剂回收等问题,工艺流程复杂,能耗高,无法得到高纯度聚甲氧基二甲醚产品。