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甲醇制清洁柴油调和组分的催化与工艺基础
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    TQ223.121
  • 关键词:
  • 成果简介:
    聚甲氧基二甲醚(Polyoxymethylene Dimethyl Ethers)是一类以亚甲氧基为主链的低分子量缩醛类聚合物,化学式为CH3O(CH2O)nCH3(n≥1,一般小于10),简称DMMn。这类化合物的理化性质随主链亚甲氧基数目递增而呈现规律性的变化,由于分子结构中没有C-C键,含氧量高,十六烷值高,与柴油互溶性好,作为柴油添加剂可以显著地减少碳烟和NOx排放,在未来DMMn在能源和环境领域将有极大的发展空间。 DMMn一般在酸催化剂存在下用能提供聚合度的甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛和提供封端基团的化合物,如低碳醇、二甲醚、甲缩醛等反应来制备,这些原料可来自煤的转化.中国煤炭资源丰富,煤基甲醇产能呈过剩状态,因此就情形来讲,从煤基甲醇出发制备DMMn是一条切实可行的途径,对于缓解日益严重的能源和环境问题,实现社会的可持续发展具有重要的现实意义。然而,束缚其应用的关键瓶颈是如何通过高效高选择性催化剂创制、反应路线与分离工艺研究,实现对DMMn组分结构的合理性调控、原料利用最大化以及经济高效的分离精制工艺开发。该课题在甲醇转化制聚甲氧基二甲醚基础研究方面突出完成了新型酸功能化离子液体催化剂作用机制和催化反应机理研究,揭示了离子液体催化剂多位点协同在活性氢转移、中间体形成和过渡态稳定中所起的重要作用;在分子水平上提出了不同原料合成体系的反应历程,发现了聚甲氧基二甲醚产物分布规律的本质原因,并通过固体酸催化剂上的可控合成研究,验证了理论研究的准确性,从而为高性能催化剂创制和创新工艺的建立奠定了科学基础;基于甲醇出发合成聚甲氧基二甲醚反应与分离工艺的系统性基础研究,完成了从小试到百吨中试的工艺放大,在合成反应控制、催化剂分离循环和产品分离精制等关键单元工艺过程方面获得创新突破。拥有多项授权发明专利,在催化剂、反应与分离工艺方面形成了知识产权覆盖。率先完成了1万/年吨全流程工业试验装置的建设,并打通了全流程工艺,验证的流程的基本合理性。该项研究成果不仅对中国甲醇下游新兴化学品技术开发起到了积极的促进和示范作用,同时对中国能源结构调整意义重大。
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