聚甲氧基二甲醚作為柴油添加劑的優(yōu)勢及行業(yè)進展

林其聰，周 翔，劉 欣，段艷慧

（河南心連心化肥有限公司工程技術研究中心，河南新鄉(xiāng)市 453731）

聚甲氧基二甲醚作為柴油添加劑的優(yōu)勢及行業(yè)進展

林其聰，周 翔，劉 欣，段艷慧

（河南心連心化肥有限公司工程技術研究中心，河南新鄉(xiāng)市 453731）

對現(xiàn)有柴油添加劑優(yōu)劣勢進行對比，闡述了以甲醇為主要原料的聚甲氧基二甲醚作為柴油添加劑的意義并對國內聚甲氧基二甲醚行業(yè)進展情況進行介紹。

聚甲氧基二甲醚；柴油添加劑；行業(yè)進展

柴油作為我國車用燃料消費量最大的品種，2013年柴油消費量1.7億t，未來需求仍在增長，與汽油相比較而言，柴油含較多的雜質，燃燒時更容易產生煙灰排放物，造成對大氣的污染。針對柴油國四標準的出臺，一方面煉油廠加大技術創(chuàng)新促進油品質量全面升級，另一方面各研究機構積極開展甲醇清潔能源的研發(fā)，涌現(xiàn)出了甲醇、二甲醚、碳酸二甲酯、聚甲氧基二甲醚等柴油添加劑，且相對于煤制油、煤制氣、煤制烯烴等現(xiàn)代煤化工項目，經濟可行性高，為我國煤代油增添一條新途徑。

現(xiàn)有柴油添加劑多以國內過剩且易于采購的甲醇為主要原料，從2008年開始，涌現(xiàn)出一批企業(yè)和科研院所開始聚甲氧基二甲醚產業(yè)化攻關，形成了不同的技術流派，更促進了裝置整體技術進步，能耗和運行成本有了大幅下降，與其他柴油添加劑相比，聚甲氧基二甲醚物化性質與柴油更接近，聚甲氧基二甲醚在柴油中的添加量可以很高（可達30%），添加PODE不僅可以取代部分柴油，還能提高柴油的燃燒效率和排放性能［1，2］。

1 現(xiàn)有柴油添加劑物性對比

最近幾十年來，國內外的眾多機構研究了幾種非常具有應用前景的含氧柴油添加劑，并且展開了相應的調和與車輛調用評價，表1主要對現(xiàn)有柴油添加劑物性與柴油進行對比，分析優(yōu)缺點。

表1 柴油添加劑物性對比表

有研究認為，甲醇和乙醇的十六烷值太低，且甲醇與柴油互溶性不好，存在腐蝕等問題，而二甲醚與柴油直接穩(wěn)定、均勻摻合的關鍵技術還未突破，且由于二甲醚沸點和閃點較低，需要改造油箱和加油系統(tǒng)，并提供相應的壓力系統(tǒng)，在加壓的條件下使二甲醚液化與柴油混合［3］。

從表1可以看出聚甲氧基二甲醚十六烷值高達76，閃點高于55℃，餾程160－320℃，由于物性與柴油相近，PODEn調和到柴油中使用不需對在用車輛進行任何改動。在柴油中添加5%－15%，可以增加油品含氧量、提高柴油的十六烷值、改善柴油在發(fā)動機中的燃燒質量、提高熱效率、大幅減少尾氣中CO、碳氫化合物、煙度、固體顆粒物等污染物的排放，是優(yōu)質的柴油調和組分。

2 開發(fā)聚甲氧基二甲醚的意義

近些年，我國大范圍霧霾天氣嚴重影響了人們的日常生活和身體健康，近幾年頻繁出臺的環(huán)保政策也使地方政府和相關企業(yè)在環(huán)保方面的壓力與日俱增，然而有研究表明，機動車排放污染已經成為影響大氣環(huán)境質量的主要來源之一，而柴油機動車成為PM2.5的最大“貢獻者”，但柴油車長途運輸的安全性高、馬力大的優(yōu)勢使其再很長一段時間內不會被取締，柴油添加劑的研發(fā)應運而生，聚甲氧基二甲醚作為新型的高十六烷值清潔柴油替代組分，其不含芳烴、不含硫，是目前世界公認的環(huán)保型柴油添加劑和清潔柴油調和組分，加入后可以有效地使柴油燃燒過程中實現(xiàn)達標排放。

2013年我國甲醇產能5400萬t，其中煤基甲醇占總產能的60%以上，各地甲醇企業(yè)開工負荷不足，迫切需要開發(fā)下游產品，如果按15%的比例將聚甲氧基二甲醚調和到柴油中，以每噸PODEn消耗甲醇1.5 t計算，如果實現(xiàn)規(guī)?；a每年可以消耗國內甲醇2 550萬t，這將對市場形勢嚴峻的甲醇行業(yè)開拓新的利潤增長點，并且甲醇制聚甲氧基二甲醚經濟可行性高，能實現(xiàn)煤化工路線代替石油路線生產清潔能源產品。

3 聚甲氧基二甲醚國內行業(yè)進展

表2 國內PODEn項目進展情況

國內聚甲氧基二甲醚采用多種工藝進行中試和工業(yè)示范，為產品多元化發(fā)展提供了多種途徑，聚甲氧基二甲醚技術核心在于：一是催化劑的選擇（決定了生產方式），二是固體性中間物料的選擇（多聚甲醛、三聚甲醛），三是最終反應部分的反應器型式（選擇性、轉化率等），這幾點又是相互影響的，因此選用何種技術應結合工業(yè)化生產操作彈性和工程投資綜合考慮選用合適的技術和設備。

4 小結

國內成品油價格連連下跌，對進展火熱的煤化工帶來了些許涼意，煉油廠為了達到國五、國四標準采取系列措施進行油品升級，也使甲醇燃料產業(yè)發(fā)展放緩了節(jié)奏，但國內甲醇產能過剩的現(xiàn)狀也催生了甲醇下游產品開發(fā)的速度，近3年來醇醚燃料已經成為甲醇下游的第一消費領域，2012年占到甲醇表觀消費量的27.8%，2013年上升到31.8%，2014年預計仍能維持第一消費領域的位置。

目前，我國涉足聚甲氧基二甲醚的企業(yè)和科研院所大多數處于中試裝置或者工業(yè)示范裝置投產進行整改階段，據悉，2015年有8家企業(yè)，產能在6－40萬t／a不等，僅山東玉皇化工一家在2015年底將形成年產300萬t的產能［4］，大量裝置產能釋放將對聚甲氧基二甲醚行業(yè)帶來挑戰(zhàn)，生產企業(yè)必須盡快協(xié)同相關部門制定出統(tǒng)一標準，推動整個行業(yè)更加規(guī)范，聚甲氧基二甲醚產業(yè)健康有序發(fā)展，實現(xiàn)柴油品質提升。

［1］T.H.Fleisch，R.A.Sills.Large－scale gas conversion through oxygenates：beyond GTL－FT［J］.Studies in surface science and catalysis，2004，147：31～36.

［2］Sanfllippo D，Patrini R，Marchionna M.Use of an oxygenated product as a substitute of gas oil in diesel engines［P］.US：2004／0187380.2004－09－30.

［3］韓紅梅.聚甲氧基二甲醚合成技術進展及產業(yè)化建議［J］.煤炭加工與綜合利用，2014，（4）：30～32.

［4］謝忠設.阻擊霧霾——化企攻堅PODE助柴油升級［N］.中國化工報，2015－01－12，（5）.

Advantages and Industrial Progress of Polyoxymethylene dimethyl as Diesel Fuel Additives

Lin Qicong，Zhou Xiang，Liu Xin，Duan Yanhui
（Henan xinlianxi fertilizer limited company Engineering Technology Research Center，Henan Xinxiang 453731）

Comparing the advantages and disadvantages of existing diesel fuel additive.Elaborated the significance of polyoxymethylene dimethyl ether as an additive in diesel with methanol as the main raw material.Introducing the industry progress of domestic polyoxymethylene dimethyl.

PODEn；Diesel Fuel Additive；Industry Progress

TQ22

B

1003-6490（2015）02-0026-02

2015－04－05

林其聰（1984－），男，漢族，河南新鄉(xiāng)市人，助理工程師，從事化工能源管理工作。