聚甲氧基二甲醚作為柴油添加劑的優(yōu)勢(shì)及行業(yè)進(jìn)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(shù)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(shì)及行業(yè)進(jìn)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(shù)研究中心，河南新鄉(xiāng)市 453731）

對(duì)現(xiàn)有柴油添加劑優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行對(duì)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(duì)國(guó)內(nèi)聚甲氧基二甲醚行業(yè)進(jìn)展情況進(jìn)行介紹。

聚甲氧基二甲醚；柴油添加劑；行業(yè)進(jìn)展

柴油作為我國(guó)車用燃料消費(fèi)量最大的品種，2013年柴油消費(fèi)量1.7億t，未來需求仍在增長(zhǎng)，與汽油相比較而言，柴油含較多的雜質(zhì)，燃燒時(shí)更容易產(chǎn)生煙灰排放物，造成對(duì)大氣的污染。針對(duì)柴油國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，一方面煉油廠加大技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)油品質(zhì)量全面升級(jí)，另一方面各研究機(jī)構(gòu)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(duì)于煤制油、煤制氣、煤制烯烴等現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)可行性高，為我國(guó)煤代油增添一條新途徑。

現(xiàn)有柴油添加劑多以國(guó)內(nèi)過剩且易于采購(gòu)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(chǎn)業(yè)化攻關(guān)，形成了不同的技術(shù)流派，更促進(jìn)了裝置整體技術(shù)進(jìn)步，能耗和運(yùn)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(zhì)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(dá)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(duì)比

最近幾十年來，國(guó)內(nèi)外的眾多機(jī)構(gòu)研究了幾種非常具有應(yīng)用前景的含氧柴油添加劑，并且展開了相應(yīng)的調(diào)和與車輛調(diào)用評(píng)價(jià)，表1主要對(duì)現(xiàn)有柴油添加劑物性與柴油進(jìn)行對(duì)比，分析優(yōu)缺點(diǎn)。

表1 柴油添加劑物性對(duì)比表

有研究認(rèn)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(guān)鍵技術(shù)還未突破，且由于二甲醚沸點(diǎn)和閃點(diǎn)較低，需要改造油箱和加油系統(tǒng)，并提供相應(yīng)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(dá)76，閃點(diǎn)高于55℃，餾程160－320℃，由于物性與柴油相近，PODEn調(diào)和到柴油中使用不需對(duì)在用車輛進(jìn)行任何改動(dòng)。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(dòng)機(jī)中的燃燒質(zhì)量、提高熱效率、大幅減少尾氣中CO、碳?xì)浠衔?、煙度、固體顆粒物等污染物的排放，是優(yōu)質(zhì)的柴油調(diào)和組分。

2 開發(fā)聚甲氧基二甲醚的意義

近些年，我國(guó)大范圍霧霾天氣嚴(yán)重影響了人們的日常生活和身體健康，近幾年頻繁出臺(tái)的環(huán)保政策也使地方政府和相關(guān)企業(yè)在環(huán)保方面的壓力與日俱增，然而有研究表明，機(jī)動(dòng)車排放污染已經(jīng)成為影響大氣環(huán)境質(zhì)量的主要來源之一，而柴油機(jī)動(dòng)車成為PM2.5的最大“貢獻(xiàn)者”，但柴油車長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)陌踩愿?、馬力大的優(yōu)勢(shì)使其再很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)被取締，柴油添加劑的研發(fā)應(yīng)運(yùn)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(rèn)的環(huán)保型柴油添加劑和清潔柴油調(diào)和組分，加入后可以有效地使柴油燃燒過程中實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

2013年我國(guó)甲醇產(chǎn)能5400萬t，其中煤基甲醇占總產(chǎn)能的60%以上，各地甲醇企業(yè)開工負(fù)荷不足，迫切需要開發(fā)下游產(chǎn)品，如果按15%的比例將聚甲氧基二甲醚調(diào)和到柴油中，以每噸PODEn消耗甲醇1.5 t計(jì)算，如果實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)每年可以消耗國(guó)內(nèi)甲醇2 550萬t，這將對(duì)市場(chǎng)形勢(shì)嚴(yán)峻的甲醇行業(yè)開拓新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，并且甲醇制聚甲氧基二甲醚經(jīng)濟(jì)可行性高，能實(shí)現(xiàn)煤化工路線代替石油路線生產(chǎn)清潔能源產(chǎn)品。

3 聚甲氧基二甲醚國(guó)內(nèi)行業(yè)進(jìn)展

表2 國(guó)內(nèi)PODEn項(xiàng)目進(jìn)展情況

國(guó)內(nèi)聚甲氧基二甲醚采用多種工藝進(jìn)行中試和工業(yè)示范，為產(chǎn)品多元化發(fā)展提供了多種途徑，聚甲氧基二甲醚技術(shù)核心在于：一是催化劑的選擇（決定了生產(chǎn)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(yīng)部分的反應(yīng)器型式（選擇性、轉(zhuǎn)化率等），這幾點(diǎn)又是相互影響的，因此選用何種技術(shù)應(yīng)結(jié)合工業(yè)化生產(chǎn)操作彈性和工程投資綜合考慮選用合適的技術(shù)和設(shè)備。

4 小結(jié)

國(guó)內(nèi)成品油價(jià)格連連下跌，對(duì)進(jìn)展火熱的煤化工帶來了些許涼意，煉油廠為了達(dá)到國(guó)五、國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)采取系列措施進(jìn)行油品升級(jí)，也使甲醇燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展放緩了節(jié)奏，但國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)能過剩的現(xiàn)狀也催生了甲醇下游產(chǎn)品開發(fā)的速度，近3年來醇醚燃料已經(jīng)成為甲醇下游的第一消費(fèi)領(lǐng)域，2012年占到甲醇表觀消費(fèi)量的27.8%，2013年上升到31.8%，2014年預(yù)計(jì)仍能維持第一消費(fèi)領(lǐng)域的位置。

目前，我國(guó)涉足聚甲氧基二甲醚的企業(yè)和科研院所大多數(shù)處于中試裝置或者工業(yè)示范裝置投產(chǎn)進(jìn)行整改階段，據(jù)悉，2015年有8家企業(yè)，產(chǎn)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(chǎn)300萬t的產(chǎn)能［4］，大量裝置產(chǎn)能釋放將對(duì)聚甲氧基二甲醚行業(yè)帶來挑戰(zhàn)，生產(chǎn)企業(yè)必須盡快協(xié)同相關(guān)部門制定出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)更加規(guī)范，聚甲氧基二甲醚產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，實(shí)現(xiàn)柴油品質(zhì)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(shù)進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)化建議［J］.煤炭加工與綜合利用，2014，（4）：30～32.

［4］謝忠設(shè).阻擊霧霾——化企攻堅(jiān)PODE助柴油升級(jí)［N］.中國(guó)化工報(bào)，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。