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多聚甲醛二甲基醚的分解过程研究

发布日期:2018-2-14 12:22:21    人气:25    栏目:研发动态

      多聚甲醛二甲基醚(PODEn),通式为CH3O(CH2O)nCH3 (n=2~8),是国内外正在研发的新型柴油添加剂,其十六烷值(>63)和含氧量(>45%)高,可提高柴油燃烧效率,降低固体颗粒物排放。其中三聚甲醛二甲基醚(PODE3)和四聚甲醛二甲基醚(PODE4)与柴油性质最为接近,最适宜用作柴油添加剂。近年来,有关PODEn的合成的研究正逐渐展开。中试研究结果显示,以多聚甲醛(PF)与甲缩醛(PODE1)反应,合成的PODEn的产物分布遵循Schulz-Flory 规律。基于该理论,并经中试研究证实,每生产100公斤的PODE3PODE4混合物,将产生约130~140公斤二聚甲醛二甲基醚(PODE2)16~17公斤五聚甲醛二甲基醚(PODE5)等副产物。如何利用这些副产物,是本工作的动机之一。为了合理利用这些副产物,我们对PODEn的分解过程进行了研究。

      目前,有关PODEn合成的研究较多,主要关注两个方面:(一)新型非均相固体酸催化剂的开发,固体酸催化剂可以避免液体酸催化剂对设备的腐蚀,避免使用液体酸造成的后处理复杂和废水量多等缺点。同时,利用新型固体酸催化剂的择形效应,可以有效提高PODE3PODE4的收率和选择性;(二)研究不同催化体系中,PODEn合成的反应动力学和平衡过程。刘奕等以甲醇(MeOH)PF为原料、硫酸为催化剂合成PODEn,他们采用幂函数模型,考察了PODEn合成动力学,结果表明,多步串联反应动力学模型能较好地拟合MeOHPF合成PODEn的过程,通过该模型,他们得出,各个串联反应级数均为1Schmitz等研究了甲醛(FA)水溶液和MeOH反应合成PODEn的平衡过程,他们建立了两个模型(mole fraction模型和activity模型),用以描述上述反应平衡过程,核磁共振结果证实,基于上述两个模型获得的数据和实验结果吻合度较高;他们还指出,反应的平衡常数和PODEn的聚合度(n)无关。但是到目前为止,未见有关PODEn分解过程和反应动力学方面的研究报道。对PODEn的分解过程进行研究,既有利于了解PODEn作为柴油燃料添加剂使用的稳定性,还有利于了解其运输和保存的条件。另外,对PODEn的分解过程进行研究,也有利于其副产物的回收和二次利用。基于上述动机,我们着重研究了PODEn的分解过程:一是考察在有水和无水条件下,PODEn的分解过程;二是考察在不同条件下,PODEn分解的动力学以及产物的分布规律。

PODEn的分解过程.gif

 

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