第1章緒論001

1.1聚甲氧基二甲醚性質/002

1.1.1聚甲氧基二甲醚的物理性質/002

1.1.2聚甲氧基二甲醚的化學性質/002

1.2聚甲氧基二甲醚的定量分析方法/004

1.3環保及安全/006

1.3.1環境保護法規和標準/006

1.3.2安全法律法規和標準/007

1.4包裝及儲運/008

1.4.1技術要求/008

1.4.2儲運原則/009

1.4.3儲運條件/009

1.5聚甲氧基二甲醚主要用途/010

1.5.1柴油添加劑/010

1.5.2汽油添加劑/023

1.5.3綠色環保型溶劑/024

1.5.4PODE2的新應用/027

1.5.5聚甲氧基二甲醚的產業背景/028

1.6聚甲氧基二甲醚的發展前景/029

1.6.1聚甲氧基二甲醚的研究進展/029

1.6.2聚甲氧基二甲醚的工業化進程/033

參考文獻/035



第2章合成路線及機理038

2.1原料/039

2.1.1甲醇/039

2.1.2甲醛/041

2.1.3三聚甲醛/043

2.1.4多聚甲醛/045

2.1.5甲縮醛/047

2.1.6二甲醚/051

2.2合成路線/053

2.2.1甲醇和低聚甲醛合成路線/053

2.2.2二甲醚和低聚甲醛合成路線/056

2.2.3甲縮醛和低聚甲醛合成路線/058

2.2.4產物精制/059

2.2.5各類工藝方案對比/068

2.3PODEn合成機理/070

2.3.1鏈增長反應機理/070

2.3.2縮醛化反應機理/071

參考文獻/074



第3章催化方法077

3.1液體酸催化法/078

3.1.1液體酸概述/078

3.1.2液體酸催化法合成PODEn/080

3.2離子液體催化法/085

3.2.1離子液體概述/085

3.2.2離子液體法合成PODEn/090

3.3固體酸催化法/103

3.3.1固體酸法概述/103

3.3.2固體酸催化法合成PODEn/106

3.4離子交換樹脂法/128

3.4.1離子交換樹脂概述/129

3.4.2陽離子交換樹脂法合成PODEn/130

3.4.3離子交換樹脂改性/137

3.5金屬氧化物催化法/144

3.5.1金屬氧化物催化劑概述/144

3.5.2金屬氧化物催化法合成PODEn/147

3.6其他催化劑/157

3.6.1碳材料/157

3.6.2活性炭/162

3.6.3超微孔硅鋁材料/163

3.6.4其他催化劑體繫/167

參考文獻/170



第4章合成反應熱力學和動力學174

4.1合成反應熱力學/175

4.1.1PODEn熱力學參數計算/175

4.1.2三聚甲醛和甲醇反應熱力學計算/176

4.1.3三聚甲醛和甲縮醛反應熱力學計算/182

4.2合成反應動力學/185

4.2.1三聚甲醛與甲縮醛合成反應動力學/185

4.2.2多聚甲醛與甲縮醛合成反應動力學/191

4.2.3多聚甲醛與甲醇合成反應動力學/193

4.2.4甲醛與甲醇合成反應動力學/197

參考文獻/199



第5章聚甲氧基二甲醚合成工藝201

5.1二甲醚和甲醛合成PODEn工藝/202

5.2二甲醚和三聚甲醛合成PODEn工藝/210

5.3甲醇和三聚甲醛工藝/212

5.3.1反應釜式工藝/212

5.3.2環管反應器式工藝/221

5.3.3循環管式反應器工藝/225

5.3.4漿態床-固定床聯合反應器式工藝/227

5.4甲縮醛和多聚甲醛工藝/228

5.4.1釜式反應工藝/229

5.4.2流化床反應器式工藝/238

5.4.3固定床反應器式工藝/239

5.5甲縮醛和甲醛氣體工藝/241

5.5.1固定床式反應合成工藝/241

5.5.2多段式反應合成工藝/243

5.5.3流化床式反應合成工藝/244

5.6甲醇和甲醛溶液路線工藝/246

5.7其他工藝路線/263

5.7.1甲醇為原料工藝/263

5.7.2甲醛水溶液和甲醇合成工藝/268

5.7.3甲醛醇溶液與甲縮醛合成工藝/271

5.7.4甲醇/甲縮醛和空氣合成工藝/273

5.7.5甲醛水溶液合成工藝/274

5.7.6甲縮醛和聚甲醛合成工藝/275

5.7.7甲縮醛和濃甲醛溶液合成工藝/276

5.7.8甲縮醛、甲醇和水合成工藝/277

5.7.9甲縮醛和三聚甲醛工藝/278

參考文獻/281



第6章典型項目案例284

6.1規模方案/285

6.1.1裝置規模/285

6.1.2產品方案/285

6.1.3產品規格/285

6.2技術方案/287

6.2.1工藝選擇/287

6.2.2工藝流程/289

6.2.3物料平衡/290

6.3消耗定額/290

6.4主要設備/291

6.5自動控制/295

6.5.1常規控制/295

6.5.2緊急停車和安全聯鎖/297

6.5.3信號報警/297

6.6三廢排放與治理/298

6.7裝置占地與定員/299

6.8投資與財務分析/299

6.9蘇州雙湖化工技術有限公司主要技術和相關專利/300

6.9.1主要技術/300

6.9.2相關專利/301

聚甲氧基二甲醚(PODEn) 是國際上公認的降低油耗和減少煙氣排放的新型環保型燃油含氧組分，具有較高的含氧量和較高的十六烷值。在柴油中調和5%～20%(質量分數)的PODEn，即可降低柴油凝點、顆粒物和氮氧化物的排放。因此，生產PODEn新型柴油改良劑受到了廣泛關注，工業和信息化部已將該產品列為國家重點發展的化工新產品。

國外對聚甲氧基二甲醚技術的研究起步較早，我國自2009年以後纔開始研究合成聚甲氧基二甲醚，2013年後工業化進程發展迅速，但均屬於工程示範項目，合成技術仍處於技術開發階段，未實現技術的成熟應用。隨著我國柴油性能要求提高，通過添加聚甲氧基二甲醚改進柴油性能，提升柴油品質，減低環境污染已成為趨勢。“十三五”期間，國際國內能源形勢發生顯著變化，政府、企業、市場等多方面對PODEn的認識逐漸全面、清晰，國家產業政策明確支持發展PODEn，產品的應用領域不斷拓寬，大規模工業示範裝置快速建設，產能逐漸擴大，促進了聚甲氧基二甲醚產業的蓬勃發展。

全書共分為6章。第1章緒論：對聚甲氧基二甲醚的理化性質、分析方法、安全環保、包裝儲運、主要用途進行了總結，並對國內外研究進展和工業化進程進行了綜述。第2章合成路線及機理：對合成聚甲氧基二甲醚的原料、國內外主要合成路線及不同路線的合成機理、產品的精制進行了論述，並對各工藝方案進行了對比探討。第3章催化方法：綜述了聚甲氧基二甲醚合成過程中常見的催化劑和催化方法，重點介紹了液體酸催化法、離子液體催化法、固體酸催化法、離子交換樹脂催化法和金屬氧化物催化法。第4章合成反應熱力學和動力學：重點對不同合成路線的合成反應熱力學和動力學進行了概述。第5章聚甲氧基二甲醚合成工藝：對國內外現有的聚甲氧基二甲醚合成工藝進行了論述。第6章典型項目案例：重點介紹了以甲醇為原料生產聚甲氧基二甲醚的典型工程工藝過程。

本書第1章由西北大學李鼕教授編寫，第2章、第3章第1節～第3節由西北大學博士、榆林學院副教授範曉勇編寫，第3章第4節～第6節、第5章第1節～第2節由陝西金泰氯堿神木化工有限公司研發中心周秋成副主任編寫，第4章、第5章第3節～第7節由榆林能源集團黃曄教授級高工編寫，第6章由蘇州雙湖化工技術有限公司孫育成副總經理編寫。全書由西北大學李鼕教授負責策劃、統稿和定稿。

在本書編寫過程中，西北大學馮弦、王莉莎、邵瑞田、逯承承、董環、田育成、劉旭、苗正朋、鄭金欣等研究生付出了辛勤的勞動。在此，一並向各位同學表示誠摯的感謝！

西安石油大學馬寶岐教授對本書的初稿進行了審閱，使我們受益匪淺，特此表示感謝！

由於本書內容龐雜，編著者經驗有限，編寫時間倉促，書中難免有不妥和疏漏之處，懇請讀者批評指正。如果本書的出版能對相關專業人士有一點點啟迪和幫助，我們就感到欣慰和滿足了。



編者

2020.8