甲縮醛的應(yīng)用

甲縮醛工藝技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用發(fā)表時間：-1-8

文字〖大中小〗

閱讀次數(shù)：163

[關(guān)閉窗口]（南京敦先化工科技有限公司

王慶新、劉芳、孫宏帥

郵編：210044）1、

前言

甲縮醛中文名稱：甲縮醛、甲醛縮二甲醇又稱二甲氧基甲烷；英文名稱：

Methylal；dimethoxymethane。含有優(yōu)良的理化性能，即良好的溶解性、低沸點、與水相溶性好，能廣泛應(yīng)用于化妝品、藥品、家庭用品、工業(yè)汽車用品、殺蟲劑、皮革上光劑、橡膠工業(yè)、油漆、油墨等產(chǎn)品中，也由于甲縮醛含有良好的去油污能力和揮發(fā)性，作為清潔劑能夠替代F11和F113及含氯溶劑，因此是替代氟里昂，減少揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放，減少對大氣污染的環(huán)保產(chǎn)品。因其含有良好的燃燒性能，近期被廣泛用于石油油品添加劑?，F(xiàn)在作為石油油品添加劑的成分為：甲縮醛含量86%、甲醇含量≤14%、水含量≤0.2%。作燃料添加劑，添加后對燃料的燃燒性能有明顯改善，并減少了有害氣體排放，也就是現(xiàn)在好多公司所說的新型環(huán)保能源。

1.1物理特性

分子式：CH3O-CH2-OCH3

分子量：76.09

沸點：42.3℃

閃點：-17.8℃

密度：d15/15，0.866；d20/20，0.861

自燃點：237℃

熔點：-104.8℃

外觀：無色透明液體，有類似氯仿的氣味。

1.2化學(xué)特性

對堿比較穩(wěn)定，與稀鹽酸一起加熱時，容易分解成甲醛和甲醇。

1.3溶解性能

與醇、醚、丙酮等混溶；能溶解樹脂和油類，溶解能力比乙醚、丙酮強；和

甲醇的共沸混合物能溶解含氮量高的硝化纖維素；16℃時在水中溶解32.3%

（WT）；水在甲縮醛中溶解4.3%(WT)。

2、甲縮醛的用途與前景

2.1甲縮醛重要用途

（1）在殺蟲劑配方中的應(yīng)用。在殺蟲劑配方中大多采用胺菊脂、氯菊脂、高效氯氰菊脂、溴氰菊脂類擬殺蟲菊脂，它們在脫臭煤油及水基中很難溶解，因此往往先用助劑如二氯甲烷、二甲苯、丙酮及異丙醇進(jìn)行溶解后再配制殺蟲劑。甲縮醛對擬除蟲菊脂的溶解性比上述溶劑要好，且成本低，又可替代含氯溶劑。

（2）在皮革上光劑、汽車上光劑配方中的應(yīng)用。皮革上光劑的配方普通采用少量的固體蠟、微晶石蠟、蜂蠟、巴西棕櫚蠟等，采用二氯甲烷、溶劑汽油、松節(jié)油等來溶解往往比較難，且容易分層，使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。使用甲縮醛后，能夠改善溶劑性能，提高質(zhì)量，且揮發(fā)快，使用方便。在汽車上光劑配方中也存在同樣狀況，特別是甲縮醛的水溶特性，對提高乳化蠟的穩(wěn)定性起很大作用。

（3）在空氣清新劑配方中的應(yīng)用?，F(xiàn)在市場上出售的空氣清新劑中的香精普通用乙醇作為溶劑，達(dá)成與丙丁烷的互溶，要使用較多的乙醇，影響清新劑的氣味。采用甲縮醛后，可使香精的溶解性能大大改善，減少乙醇的用量，可提高清新劑的香味，減少VOCs的排放。特別是對干霧型空氣清新劑，使用少量的甲縮醛就可使香精丙丁烷互溶，更能體現(xiàn)干霧型的“干”。

（4）在彩帶配方中的應(yīng)用。在彩帶配方中重要采用高分子聚丙烯酸脂類固體原料，原配方中采用F11作溶劑。隨著氟里昂的禁用，采用甲縮醛作溶劑，將可達(dá)成溶解性好、揮發(fā)性快的目的。

（5）在電子設(shè)備清潔劑配方中的應(yīng)用?，F(xiàn)在生產(chǎn)中大多采用F11及F113作重要原料，隨著氟里昂的禁用，亦將被甲縮醛所替代。

（6）甲縮醛可用于脂、蠟、硝基纖維、天然樹脂、松香、妥爾油、大多數(shù)合成樹脂、聚苯乙烯、醋酸乙烯聚合物及共聚物、聚酯、丙烯酸酯、偏丙烯酸酯、聚胺樹脂、環(huán)氧樹脂、氯化橡膠等作定量溶解用。

（7）將少量甲縮醛與乙醇、酯或酮混合可使溶劑得到增效作用。甲縮醛的這些特點使它特別適于作為油漆及清漆配方、膠水與黏結(jié)劑、油墨及多個氣霧劑產(chǎn)品中的添加劑，使產(chǎn)品獲得優(yōu)良的均勻相。

（8）由于甲縮醛沸點42.3℃、閃點

-甲縮醛生產(chǎn)狀況及預(yù)測

單位：萬噸/年2.2.2國內(nèi)甲縮醛的此后5年內(nèi)消費預(yù)測年份需求量需求增速54.3—57.66.0%61.26.1%64.96.3%68.96.0%73.16.2%?.5生意社

我國甲縮醛的表觀消費量為50.8萬噸，由于某些特定的規(guī)定和新品種的開發(fā)以及作為特殊用途燃料的使用，拓展了甲縮醛的應(yīng)用領(lǐng)域，并進(jìn)一步拉動了甲縮醛的需求。預(yù)計在此后幾年中，我國甲縮醛消費需求仍將以較高的速度增加，年增加率在6%左右。到-甲縮醛將迎來一種較好的發(fā)展時期，預(yù)計到需求量約為73.1萬噸。根據(jù)生意設(shè)5月份的預(yù)測以下：

-國內(nèi)甲縮醛需求量及需求增速預(yù)測表單位：萬噸/年，%

-國內(nèi)甲縮醛需求量及需求增速預(yù)測圖單位：萬噸/年，%-國內(nèi)甲縮醛需求量及需求增速預(yù)測圖單位：萬噸/年，%行業(yè)消費量消費量消費量離子交換樹脂22.825.730.7人造樹脂、香精涂料領(lǐng)域清洗劑領(lǐng)域氣霧劑領(lǐng)域其它領(lǐng)域總計54.361.273.1?.5生意社

-國內(nèi)甲縮醛下游產(chǎn)品消費量預(yù)測圖

2.2.3甲縮醛作為柴油添加劑的消費預(yù)測

近年來，隨著甲縮醛的制法和應(yīng)用技術(shù)的不停發(fā)展和完善，其用途得到了廣泛拓展，也使得甲縮醛產(chǎn)品愈發(fā)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視，并有望在能源和環(huán)境兩個領(lǐng)域發(fā)揮作用。隨著社會對環(huán)保的規(guī)定越來越高，工業(yè)上對于新型溶劑及低污染化學(xué)品的需求也越來越大，而甲縮醛作為一種新型環(huán)保溶劑的應(yīng)用研究也越加活躍。特別是在石油資源局限性、供求矛盾日益加劇的今天，甲縮醛作為煤化工的重要衍生品之一，在用作甲醇基燃料、柴油改性、添加劑方面以及燃料電池的液體燃料等應(yīng)用領(lǐng)域中，都已引發(fā)國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

我國現(xiàn)在交通用柴油每年超出1．2億噸，如果按照10％的比例添加，對甲縮醛的年需求量超出1200萬噸。柴油在我國液體燃料的消費中最大且污染嚴(yán)重，為改善柴油的燃燒性質(zhì)、減輕對空氣的污染，國內(nèi)外學(xué)者作了大量研究，發(fā)現(xiàn)甲縮醛可作柴油添加劑，但現(xiàn)在尚未推廣。一旦準(zhǔn)入，甲縮醛的市場將會猛增。

甲縮醛用于能源猶如我國二甲醚類似，需要一種過程。我國對替代能源，特別是煤基替代能源非常重視：8月，建設(shè)部頒布了《城鄉(xiāng)燃?xì)庥枚酌选沸袠I(yè)原則，擬定了二甲醚替代LPG的正當(dāng)身份，意味著二甲醚能夠正式進(jìn)入城鄉(xiāng)作為民用燃?xì)馐褂茫回斦亢蛧叶悇?wù)總局在6月公布的《有關(guān)二甲醚增值稅合用稅率問題的告知》宣布，自7月1日起，我國將二甲醚增值稅稅率由17%下調(diào)為13%。在國家沒有頒布上述準(zhǔn)入告知之前，二甲醚已經(jīng)進(jìn)入百姓生活中，前期二甲醚生產(chǎn)單位已經(jīng)獲得利潤。甲縮醛作為柴油添加劑也類似，部分公司已經(jīng)推廣，但必然沒有國家的承認(rèn)，仍需要大家共同努力。

3、原料（甲醇）市場

現(xiàn)在，我國共有甲醇生產(chǎn)公司約180家，國內(nèi)煤制甲醇公司共有140多家，天然氣制甲醇的公司為23家，焦?fàn)t煤氣制甲醇的公司約有13家。其中，煤制甲醇公司產(chǎn)能累計約1270萬噸/年，占總產(chǎn)能的61%；天然氣制甲醇的公司為23家，產(chǎn)能累計600萬噸/年，占29%。

據(jù)中投顧問公布的《-中國甲醇行業(yè)投資分析及前景預(yù)測報告》中的資料顯示：，我國甲醇產(chǎn)能348萬t，表觀消費量為329.4萬t，產(chǎn)量198.7萬噸。而到，我國共有甲醇生產(chǎn)公司約180家，生產(chǎn)能力超出2800萬噸，表觀消費量為1232.9萬噸，產(chǎn)量1126.3萬噸。從至的8年間，我國甲醇產(chǎn)能年均增加率達(dá)成25%，表觀消費量年均增加率也達(dá)成18%。已然成為甲醇生產(chǎn)和消費的大國。，我國甲醇產(chǎn)能達(dá)成3200萬噸，甲醇需求量為1000萬噸左右。預(yù)計到，中國甲醇產(chǎn)能將達(dá)成3212萬噸左右，需求量約為1800萬-2100萬噸，國內(nèi)甲醇產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。根據(jù)國家煤化工產(chǎn)業(yè)中長久發(fā)展規(guī)劃，在以前要建設(shè)七大煤化工產(chǎn)業(yè)基地，穩(wěn)步發(fā)展煤制石油替代產(chǎn)品。規(guī)劃中明確提出，要在煤炭資源豐富的地區(qū)建設(shè)大型煤制甲醇生產(chǎn)基地及輸配系統(tǒng)，將產(chǎn)品輸往消費市場。到，我國煤制甲醇產(chǎn)能可達(dá)4000萬噸，產(chǎn)能有望突破6000萬噸。

國外大型甲醇裝置多以天然氣為原料，采用天然氣兩段轉(zhuǎn)化或自熱轉(zhuǎn)化技術(shù)，相對煤基甲醇技術(shù)，天然氣轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟可靠，轉(zhuǎn)化規(guī)模受甲醇規(guī)模影響較小，裝置緊湊，占地面積小。如設(shè)立在中東、新西蘭等地的甲醇廠使用本地豐富的天然氣作為原料。據(jù)測算，每生產(chǎn)一噸甲醇需1000立方米天然氣，那么天然氣制甲醇完全生產(chǎn)成本折合人民幣約為1100-1200元/噸，進(jìn)口商港口貨價約1500-1600元/噸。

總之，在將來的內(nèi)，國內(nèi)甲醇的貨源是充足的。

4、甲縮醛工藝技術(shù)的研究與發(fā)展

4.1技術(shù)單位介紹

南京敦先化工科技有限公司座落在南京市沿江工業(yè)開發(fā)區(qū)，固定電話：、57028905，南京敦先化工科技有限公司是王慶新先生與固耐重工集團(tuán)、無錫科倫達(dá)裝備有限公司共同籌建的一家高新科技型公司。公司重要從事合成氨、甲醇、二甲醚、甲醛（多聚甲醛）、甲縮醛、合成氨原料氣體凈化、粉煤氣化、煤焦油脫硫、煤焦深加工等技術(shù)研發(fā)和推廣工作，現(xiàn)在擁有近二十項專利技術(shù)，部分專利技術(shù)已經(jīng)成功轉(zhuǎn)化為工業(yè)裝置。公司與南化研究院、北京藍(lán)圖以及部分院校有著緊密的合作關(guān)系，充足運用固耐重工集團(tuán)（蘇州）基地、無錫科倫達(dá)裝備有限公司無錫生產(chǎn)基地及部分院校的實驗裝置完畢各項小試及中試，為新技術(shù)的開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。公司依靠固耐重工集團(tuán)及無錫科倫達(dá)裝備有限公司雄厚的資金、先進(jìn)的管理理念、精密的制造裝備和強大的制造隊伍，為部分單位提供了優(yōu)良的合成氨、甲醇、二甲醚、甲醛（多聚甲醛）、甲縮醛以及甲醇下游產(chǎn)品開發(fā)等技術(shù)和專利產(chǎn)品，部分技術(shù)已經(jīng)超越國內(nèi)同類技術(shù)，節(jié)能將耗、環(huán)保等方面處在世界領(lǐng)先地位。

南京敦先化工科技有限公司擁有一批對低壓甲醇、二甲醚（DME）、氨合成、合成氨原料氣體凈化、粉煤氣化及煤焦油深加工技術(shù)不僅含有扎實理論基礎(chǔ)，又有豐富實踐經(jīng)驗的一批中青年專業(yè)技術(shù)隊伍。所掌握的膜式壁低壓甲醇合成技術(shù)、多相移熱空心圓柱形催化劑床層甲醇合成技術(shù)、二甲醚脫水工藝、甲醛（多聚甲醛）、甲縮醛及高、中、低氨合成技術(shù)在國內(nèi)同行業(yè)中處在技術(shù)領(lǐng)先位置。在煤化工、石油化工、甲醇下游產(chǎn)品深加工等方面更含有技術(shù)領(lǐng)先地位。

公司重要的業(yè)務(wù)范疇：

※

11.O～22.0MPa的成套氨合成技術(shù)及合成、凈化系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)計和制作；

※

22.0～31.4MPa的成套氨合成技術(shù)及合成塔內(nèi)件、凈化設(shè)備的內(nèi)件的設(shè)計與制作；

※

4.5～6.0MPa的低壓聯(lián)醇、單醇成套合成技術(shù)。并提供低壓聯(lián)醇、單醇反映器及分離設(shè)備的設(shè)計與制作；

※

12.0MPa中壓聯(lián)醇系統(tǒng)的成套技術(shù)及設(shè)備內(nèi)件設(shè)計與制作；

※

合成氨原料氣精制的成套技術(shù)設(shè)計，并提供醇化內(nèi)件設(shè)計與制作，附屬凈化設(shè)備的設(shè)計與制作；

※

甲醇脫水合成二甲醚技術(shù)，并提供甲醇?xì)庀嗝撍铣啥酌逊从称鞯脑O(shè)計與制作；

※

提供焦?fàn)t氣、水煤氣轉(zhuǎn)化為天然氣合成技術(shù)、甲烷化反映器；

※

提供粉煤氣化技術(shù)；

※

提供煤焦油深加工技術(shù)；

※

甲醛、多聚甲醛、甲縮醛等甲醇下游產(chǎn)品新工藝及配套設(shè)備。

4.2南京敦先化工科技有限公司甲縮醛的技術(shù)

4.2.1甲縮醛技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

在合成甲縮醛研究中，共同點是都以甲醛和甲醇為原料，不同點是催化劑和合成工藝的選擇。甲醇和甲醛合成甲縮醛這類縮醛反映對于催化劑的選擇，遵照了下列的演變次序：曾經(jīng)使用無機(jī)酸(如硫酸、鹽酸)，以及路易斯酸(如三氯化鐵、三氯化鋁等)做催化劑，但這些催化劑分離回收困難，腐蝕性強且催化活性也不高。日本旭化成公司采用陽離子交換樹脂、結(jié)晶硅酸鋁等固體酸性催化劑，已在工業(yè)生產(chǎn)中獲得應(yīng)用。另外，也有將二氫茚酮130，以及把二乙烯基苯載于硅膠上制成硅膠載體催化劑等應(yīng)用于甲縮醛合成工藝中。

4.2.2南京敦先化工科技有限公司技術(shù)介紹

南京敦先化工科技有限公司與催化劑研究單位，在DME及MTBE催化蒸餾工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)出的一種以固定床反映器+催化蒸餾技術(shù)相結(jié)合的一種節(jié)能環(huán)保新工藝，催化劑為固體強酸離子樹脂催化劑，裝置采用塔、釜為重要設(shè)備。催化蒸餾塔為催化+蒸餾一體的設(shè)備，不僅完畢分離，同時將殘存的未反映物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，生成物向上走，重組份下流動，有效打破了化學(xué)反映平衡，使反映徹底。

其重要特別之處是運行能耗低、無反映殘物排放。過程中生成的甲縮醛、過量的未反映的甲醇、以及在反映中生成的水與原料甲醛中所含有的水，在分離塔內(nèi)通過蒸餾分離。甲縮醛及部分沒反映的甲醇（根據(jù)產(chǎn)品能夠調(diào)節(jié)甲醇的含量，甲縮醛的質(zhì)量含量能夠控制在85～99.5%）由塔頂餾出，冷卻后得到產(chǎn)品；反映中生成的水與原料甲醛帶進(jìn)系統(tǒng)的水由塔釜排出。

生產(chǎn)原料配比：在生產(chǎn)過程中是以甲醇過量，甲醛定量。由于生產(chǎn)過程中塔底排放液中不允許有過量的甲醛存在，我們用過量甲醇的方法進(jìn)行控制。甲醇過量的多少，是根據(jù)甲縮醛產(chǎn)品中甲醇含量的多少而定。普通工藝生產(chǎn)需要產(chǎn)品中甲醇含量不不不大于20%為原則。

C為最佳操作條件。為滿足上述的生產(chǎn)條件，人為控制是很