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聚缩醛二甲醚(PODEn)是一种新型柴油添加剂,能显著改善柴油的燃烧特性,有效提高热效率,大幅度减少氮氧化物和微粒物的排放,被认为是极具应用前景的环保型柴油添加剂。本论文以三聚甲醛和甲缩醛为反应原料,分别采用大孔强酸性阳离子交换树脂IER-A和IER-B为催化剂,合成聚缩醛二甲醚。 IER-A催化剂体系较优的工艺条件为:反应温度110℃,原料摩尔比n(甲缩醛)∶n(三聚甲醛)为2.25∶1,反应时间1.5h,催化剂用量2.0wt%,初始N2压力1.9MPa,搅拌转速500r/min,此时产物PODE3-4的总收率为48.98%,催化剂重复使用5次后活性未明显降低。另外,IER-B催化剂体系较优的工艺条件为:反应温度60℃,原料摩尔比n(甲缩醛)∶n(三聚甲醛)为2.00∶1,反应时间2.0h,催化剂用量2.0wt%,初始N2压力2.0MPa,搅拌转速500r/min,此时产物PODE3-4的总收率为48.67%,催化剂重复使用8次后活性依然较高。在原料中添加水和甲醇,发现水和甲醇的存在会降低产物收率,须严格控制本体系中它们的含量;而向原料中添加适量的PODE2-4,可以增加高聚合度产物的含量,但难以实现单一聚合度产物含量的提升。 设计了聚缩醛二甲醚的分离实验,通过先萃取后精馏的方式,分别得到了纯度为98.30%的甲缩醛,99.20%的二聚产物,99.00%的三聚产物和99.00%的四聚产物。通过Aspen Plus软件模拟了PODEn的精馏分离过程,与实验进行对比,发现实验结果与模拟结果十分接近。测试了PODEn以及其与柴油混合后的密度,粘度等物化性质,其结果都符合柴油国家标准,证明PODEn是较理想的柴油添加剂。