缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚研究进展

聚甲氧基二甲基醚具有很高的十六烷值和含氧量,低冷凝点和冷滤点,能显著改善柴油的燃烧特性,有效地提高热效率,大幅度减少NO_x和碳烟的排放,被认为是一种优良的环保型燃油组分。综述了近年来缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚催化剂体系、反应机理、反应动力学研究进展,已报道的催化剂体系包括液体酸催化剂、固体酸催化剂及离子液体催化剂体系,涉及的反应原料包括可提供亚甲氧基的化合物,如甲醛水溶液、多聚甲醛、三聚甲醛,以及提供封端甲基的化合物,如甲醇、甲缩醛、二甲醚等甲醇下游产品。另外,综述了国内外缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚反应动力学研究进展,及所建立的反应动力学模型和得到的动力学参数。缩醛化反应及动力学研究正朝着更有利于工业化生产的方向发展,将对工业化生产具有一定的参考意义。     

聚甲氧基二甲醚合成反应动力学研究进展

聚甲氧基二甲醚（PODE_n）作为一种潜在的柴油调和组分,能够有效减少柴油燃烧不充分所带来的污染排放。但是,由于反应器放大设计和操作存在技术瓶颈,现阶段国内外尚无达到规模化生产的运行装置。本文以反应器的模型化设计为最终目标,介绍了不同PODE_n合成工艺的反应动力学研究现状,总结了合成工艺中亟待解决的问题。分析表明,水对反应速率存在影响并且改变PODE_n的产品分布,而以甲缩醛为端基源的反应在无水参与下副产物少,不仅降低产品的分离难度,还可极大简化动力学模型。同时,简述了合成反应链增长机制的研究进展,指出在未来研究中探明PODE_n合成反应机理对普适动力学模型的建立至关重要,从而应用于工艺优化和反应器放大设计。     

固体酸催化剂在缩醛反应中的研究进展

介绍了固体超强酸、分子筛、杂多酸、离子交换树脂、离子液体等在缩醛催化反应中的应用。评述了不同酸性催化剂对缩醛的催化活性、选择性等方面的影响。特别是纳米和介孔固体酸催化剂,这类催化剂较微孔催化剂催化活性更高,且具有更好的稳定性能。     

甲缩醛和三聚甲醛缩醛化合成聚甲氧基二甲醚的工艺进展

本文综述了通过甲缩醛与三聚甲醛进行缩醛化合成聚甲氧基二甲醚的工艺路线,得出影响DMMn收率的重要因素是反应条件和催化剂,反应条件包括温度、压力、投料比等,催化剂种类可以分为离子液体和液体酸、离子交换树脂,其中离子交换树脂因其易分离、设备腐蚀性低、复用性好等优点是当前研究的热点,但是其热稳定性和酸性集团稳定性仍然有待提高。     

ZSM-5分子筛固定床催化合成聚甲氧基二甲醚

通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）和吡啶吸附-红外光谱（Py-IR）等对不同硅铝比（SiO₂/Al₂O₃）的ZSM-5分子筛粉末催化剂进行表征。在间歇反应器中,本文对比了不同硅铝比ZSM-5分子筛粉末催化三聚甲醛和甲缩醛合成聚甲氧基二甲醚（PODE）的催化活性,结果表明硅铝比为400的ZSM-5分子筛粉末具有最高的PODE_2~8的收率和选择性。然后,采用挤条成型法,在ZSM-5分子筛粉末（SiO₂/Al₂O₃=400）中加入硅溶胶黏结剂和甲基纤维素黏结剂,制备得到ZSM-5成型催化剂,硅溶胶添加量和甲基纤维素分子量影响成型催化剂强度。采用ZSM-5成型催化剂,以固定床为反应器,反应温度和反应空速在所考察的范围内对三聚甲醛（TOX）的转化率和PODE的选择性影响较小。在85℃、压力1MPa、空速为5h^-1的条件下进行了240h催化性能考察,成型催化剂催化性能稳定,三聚甲醛的转化率高于90%,PODE_2~8的选择性达到95%以上。     

聚甲氧基二甲醚合成工艺研究

以甲缩醛和三聚甲醛合成聚甲氧基二甲醚的反应体系为研究目标,筛选了HZSM-5分子筛为催化剂,考察了原料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量对反应结果的影响。优化的反应条件为:甲缩醛和三聚甲醛质量比为2/1、反应温度为70℃、反应时间为2~4 h、催化剂用量为1.5%。在此条件下,三聚甲醛转化率大于95%,柴油有效添加组分DMM3-4的选择性为42%以上。循环实验表明,该催化剂结构稳定、性能优良,在5次循环使用中原料转化率和产物选择性未见有明显下降。     

复合催化剂合成聚甲氧基二甲醚的工艺研究

以三聚甲醛和甲醇为原料,复合型离子液体(硫酸氢根-离子液体)为催化剂合成标题化合物,气相色谱-质谱联用仪对其进行定性、定量分析。考察了催化剂种类、催化剂用量、原料配比、反应温度、反应时间和反应压力对反应的影响。结果表明:选用复合型离子液体、催化剂用量为5 wt%、m(三聚甲醛)∶m(甲醇)=1.3、反应温度100℃、反应时间4 h、反应压力2.0 MPa的条件下,三聚甲醛转化率可达96.66%。同时对合成的聚甲氧基二甲醚和20%混配的柴油进行技术指标测试,结果表明:混配后调和柴油的闪点和十六烷值有明显的提高,且符合0#柴油国标标准。     

缩醛(酮)合成中催化剂的研究进展

对缩醛(酮)合成中使用的催化剂进行了简要综述,重点介绍了固体酸催化剂、有机锡化合物、室温离子液体、稀土化合物、碘单质等在醛(酮)与醇缩合反应中的应用.     

甲苯羰化合成对甲基苯甲醛催化剂的研究进展

介绍了HCl-AlCl3-Cu2Cl2,HF-BF3和CF2SO3H－SbF5等液体B－L复合酸和分子筛，SO3^2-/ZrO2固体酸以及离子液体催化剂在甲苯羰基化反应上的研究现状，并对催化剂的发展进行了评述，提出了甲苯羰化合成对甲基苯甲醛，进而氧化生产对苯二甲酸的工艺在经济上比现行技术优越，具有工业开发前景。     

哌嗪合成催化剂研究进展

综述了单一金属催化剂、复合型金属催化剂、分子筛催化剂以及固体酸催化剂在哌嗪合成中的应用,提出开发反应条件温和、可直接得到无水哌嗪的催化剂是哌嗪合成催化剂的研究开发重点.     

Kinetic and thermodynamic studies on [Omim]Cl/ZnCl2 catalyzed synthesis of polyoxymethylene dimethyl ethers

Polyoxymethylene dimethyl ethers (OMEs) emerging as green additives for soot emission suppression receive significant attention due to their similar physical properties to diesel. Herein, the transformative pathways of dimethoxymethane (DMM) and trioxane reactions for OMEs production catalyzed by [Omim]Cl/ZnCl₂ having different ZnCl₂ content were demonstrated in combination with the clarification of active species, kinetic and thermodynamic properties, and chemical nature for trioxane decomposition and subsequential formaldehyde insertion steps. The role of [Omim]Cl, which could transform to [Omim]ZnCl₃ or [Omim]Zn₂Cl₅ under different ZnCl₂ content, laid in the formation of active zinc species and promotion of their homogeneity with reactants. The DMM chain growth, which followed the same mechanism and kinetic law, showed kinetic and thermodynamic regimes and had identical equilibrium distribution of OMEs. Only Zn₂Cl₅⁻ species were active for trioxane decomposition, which was the kinetic-relevant step, while both ZnCl₃⁻ and Zn₂Cl₅⁻ were effective for DMM chain elongation.     

聚甲醛二甲醚合成反应中离子液体催化性能的比较

聚甲醛二甲醚是世界公认的环保型燃油添加剂,极具应用前景。为了研究离子液体阴阳离子对甲醇(MeOH)与三聚甲醛(TOX)合成聚甲醛二甲醚反应的影响,本文采用不同的离子液体进行催化反应。在温度120℃、釜压2.0 MPa、原料摩尔比(n_MeOH/n_TOX)2∶1、催化剂用量2.1%(质量)、反应时间4 h的反应条件下,探讨了离子液体阴阳离子结构对反应性能的影响,通过聚甲醛二甲醚选择性大小的比较,得出了不同离子液体的催化活性顺序。由不同离子液体阴、阳离子的催化活性顺序得出离子液体阴阳离子协同催化甲醇与三聚甲醛合成聚甲醛二甲醚的反应。     

聚甲氧基甲缩醛的最新研究进展

聚甲氧基甲缩醛是世界公认的环保型燃油组分,极具应用前景。本文综述了近年来国内外石油化工公司及科研机构关于聚甲氧基甲缩醛研究开发的最新进展,重点介绍了合成聚甲氧基甲缩醛的方法、反应热力学、反应动力学、催化剂类型以及工艺路线的研究现状,分析总结了各种方法的特点和优点,同时介绍了聚甲氧基甲缩醛的部分理化性质和分析检测方法,最后对聚甲氧基甲缩醛的应用前景作了展望,指出由甲醇基合成新型柴油添加剂聚甲氧基甲缩醛对发挥甲醇行业产能、延伸下游产品链具有重要意义。     

聚甲氧基甲缩醛的合成及其应用研究进展

来自非石油基的聚甲氧基甲缩醛因具有十六烷值高、与柴油互溶性好、氧含量高等优点,与柴油混配后作为柴油燃料可以提高柴油机热效率,大幅降低污染物排放,是很有发展前景的绿色环保柴油添加组分。本文在介绍聚甲氧基甲缩醛的物理化学性质,及其作为柴油添加剂的性能指标基础上,对其合成技术和反应动力学研究进展进行了总结,对比了不同技术的优缺点,指出离子液体薄膜催化技术是聚甲氧基甲缩醛当前较为适合的产业化路线;并对聚甲氧基甲缩醛柴油的燃烧排放特性,以及其作为新配方燃油组分和新型环保溶剂油等的应用研究进展进行了归纳,最后指出了确定聚甲氧基甲缩醛的合适聚合度值及其添加量,加强车用测试并及时建立相关标准是聚甲氧基甲缩醛作为柴油添加剂后续应用研究工作的要点。     

聚甲氧基二甲醚合成技术的产业化进展

聚甲氧基二甲醚是煤化工行业中的一个新兴产品,该产品作为车用燃料调和组分具有诸多环保优势,已受到了国内外各行业的极大关注。本文综述了近年来聚甲氧基二甲醚合成技术的最新进展,根据聚甲氧基二甲醚反应原料的不同,分别简要介绍了以甲醇和三聚甲醛为原料、以甲缩醛和多聚甲醛为原料、以甲缩醛和甲醛气体为原料、以甲醇和甲醛为原料的4种主流技术的特色和国内产业化动态;对聚甲氧基二甲醚进入市场所需的支持性政策以及将面临来自于石油行业的抵制等问题进行了评述。最后对聚甲氧基二甲醚的下一步研究方向进行了展望,指出应该围绕"降低产品成本"来开展工作,重点解决以甲醇和甲醛为原料时反应体系中水的负面影响,同时还应该进一步优化催化剂的性能,控制产物分布,提升反应效率。     

甲醇和甲醛催化合成聚甲氧基二甲醚

聚甲氧基二甲醚作为柴油添加剂,可以提高柴油的十六烷值(CN),提高燃油的利用率,作为甲醇大宗下游产品具有广阔的应用前景。在固定床管式反应器中,以改性大孔阳离子交换树脂为催化剂,在温度40～100℃、液相空速1.32～16.37 h^-1、甲醛/甲醇摩尔比1～4和反应压力0.1～3.0 MPa下,以单因素实验和正交实验相结合的方式,系统地研究了甲醛与甲醇缩醛化工艺条件,获得了较佳的工艺条件,在温度70℃、甲醛/甲醇摩尔比3:1、液相空速1.32 h^-1、反应压力2.0 MPa的条件下,甲醇的转化率为69.72%,DMM_3-8选择性为62.08%。     

氯化锌催化甲醇和甲醛合成聚甲氧基二甲醚

聚甲氧基二甲醚（PODE_n）是一种环保、友好、高效的柴油添加剂,具有非常广阔的应用前景。以甲醇与甲醛为原料,氯化锌为催化剂合成了PODE_n,探讨了其合成机理,考察了反应温度、时间、催化剂用量和原料配比等条件对反应的影响,并将氯化锌、强酸性大孔树脂和氯化锌改性树脂进行比较。实验结果表明,氯化锌对甲醇和甲醛反应合成PODE_n具有一定的催化活性,其较优的反应条件为：甲醇与甲醛质量比2：（3~4）、催化剂用量3.0%（质量分数）、反应温度105℃,反应时间300 min;氯化锌改性树脂具有更高的催化活性,产物含量较氯化锌提高10个百分点以上,同时降低了反应温度。     

柴油添加剂聚甲醛二甲醚的研究进展

介绍了几种常见柴油添加剂的性能。聚甲醛二甲醚由于沸点和蒸气压高,是一种极具应用前景的柴油添加剂。合成聚甲醛二甲醚的催化剂主要有液体酸、离子液体、离子交换树酯、酸性氧化物、分子筛及固体超强酸等。综述了国内外关于合成聚甲醛二甲醚催化剂的研究进展,比较了各类催化剂及工艺的优缺点,指出催化剂上酸强度同聚甲醛二甲醚目标产物选择性匹配及聚甲醛二甲醚不同聚合度产物分离是今后的重点研究方向。     

聚甲氧基二甲醚研究及应用进展

聚甲氧基二甲醚（PODE_n）具有十六烷值高、含氧量高、挥发性好、无硫及芳香烃等特点,被认为是最具应用前景的柴油调和组分。在柴油或宽馏分油中以合适比例掺混PODE_n,能够提高内燃机热效率,降低发动机污染物排放,对改善环境污染及节约能源具有重要意义。PODE_n以甲醇及其衍生物为原料,契合我国资源特点且利于优化能源结构调整,是我国新型煤化工发展的重要方向。近几年,PODE_n合成及应用得到广泛研究,本文详细介绍了PODE_n的特性及应用情况,总结了国内外合成PODE_n的常见反应体系及特点,详细分析了PODE_n合成反应动力学、机理及聚合产物分布等研究情况,同时介绍了现阶段我国PODE_n的产业化情况,为PODE_n的进一步研究发展提供指导。