论文总字数：24090字

摘 要

近年来，随着内燃机的革新不断升级，对油品品质的改进也逐渐引起人们的广泛关注。柴油是一种重要的内燃机燃料，有着价格低廉，热效率高，输出动力充足等优点，但是柴油在内燃机中燃烧不够充分。因此，降低柴油机对环境的污染，在不改变柴油发动机结构的前提下，推进燃料油的品质升级，提高燃料燃烧效率，成为一个研究的热点。

聚甲醛二甲醚(Polyoxymethylene dimethyl ethers，简称 PODE_n，n=2-8)，是一类具有结构通式CH₃O(CH₂O)_nCH₃的多醚物质，PODE具有含氧量高（42%~49%）和十六烷值高（PODE_2-8的十六烷值均在 63 以上）的特点，与柴油有着非常好的互溶性，如果作为添加剂添加到柴油中，能够改善柴油机的使用性能，并且无需改变柴油机结构，通过提高燃料燃烧性能，减少尾气中烟尘烟灰及CO_x，NO_x的排放，从而提高柴油机能源利用效率，增加柴油机的环保性，具有广阔的应用前景。

本文的反应原料是甲缩醛和多聚甲醛，催化剂是液体酸A，反应合成聚甲醛二甲醚。本次试验对工艺条件进行了优化，实验得出较优的工艺路线为：甲缩醛(DMM)和多聚甲醛(POM)，在质量比为1.8：1，在反应温度 110^oC，自生压（0.4MPa），反应时间 2.5h的条件下合成聚甲醛二甲醚。

关键词：聚甲醛二甲醚 甲缩醛 多聚甲醛 合成工艺

Study on synthesis of PODE

Abstract

In recent years， with the continuous innovation of internal combustion engine， to improve the quality of the oil has gradually attracted people's attention．Diesel with its low price， high thermal efficiency， and sufficient powerful energy has become one of the most important fuels of internal combustion engine，but diesel，which is added to the internal combustion engine，has the problem of incomplete combustion．Therefore， reducing the pollution of diesel engine on the environment without changing the structure of the diesel engine， promoting the quality of fuel oil upgrading and improving fuel combustion efficiency become a hot research topic．

Polyoxymethylene dimethyl ethers (PODE_n)，which are a kind of ether material with the general structure of CH₃O(CH₂O)_nCH₃，have the characteristics of high oxygen content (42%~49%) and high cetane number(gt;63) and have an advantage of good mutual solubility with diesel fuel．Adding appropriate amount of PODE_n to the testing diesel without changing the premise of the existing structure of diesel engine， the diesel engine performance can get some improvement．By improving the fuel combustion performance and reducing the emission of smoke，soot and CO_x， NO_x in the exhaust gas， PODE_n has broad application prospects to improve the efficiency of energy utilization and increase environmental protection of diesel engine．

We choose DMM and POM as raw material and liquid acid A as catalyst．This study has optimized the process conditions，the research found a optimized conditions (choosing DMM and POM as raw material，mDMM/mPOM is 1.8，the temperature is 110^oC，self pressure is 0.4MPa，the reaction time is 2.5h)．

Key Words:Polyoxymethylene dimethyl ethers； Dimethoxymethane； Paraformaldehyde； Synthesis technology

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 课题背景 1

1.2 柴油和溶剂油的基本性质 2

1.3 聚甲醛二甲醚的国内外研究现状 3

1.4 聚甲醛二甲醚的应用现状 7

1.4.1 新型柴油添加剂应用现状 7

1.4.2 环保型溶剂油应用现状 7

1.5 合成聚甲醛二甲醚所需中间原料的研究现状 8

1.5.1 甲缩醛 8

1.5.2 三聚甲醛 9

1.5.3 多聚甲醛 10

1.6 本论文的研究工作 11

第二章 实验部分 12

2.1 实验原料和装置 12

2.1.1 实验所用的主要试剂和催化剂 12

2.1.2 实验所用的主要仪器和设备 12

2.2 实验方法 13

2.2.1 本实验中产品的合成装置 13

2.2.2 PODE的合成方法 13

2.2.3 PODE的分析方法 14

第三章 结果分析和讨论 16

3.1 原料配比的影响 16

3.2 反应温度的影响 17

3.3 反应压力的影响 18

3.4 反应时间的影响 19

第四章 总结与展望 20

4.1 总结 20

4.1.1 结论 20

4.1.2 建议 20

4.2 展望 21

参考文献 22

致谢 25

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