DMMn
2016-05-14李帅
李帅
如果说目前MTBE(甲基叔丁基醚)是汽油调和组分的代表,那么今后DMMn将是柴油调和组分的代表。
DMMn是由甲醇作为起始原料经过一系列的反应得到的产物,具有较高的含氧量和较高的十六烷值,添加在柴油中可以明显改善柴油在发动机中的燃烧质量,提高热效率,降低污染物排放,是优质的柴油添加剂。
在煤制甲醇出现过剩的现在,DMMn的发展可谓是一举两得,既可以在消化煤制甲醇过剩产能方面发挥作用,还可以作为一种非常好的柴油调和组分在替代石油方面有所作为。
按我国柴油表观消费量1.7亿t/a估算,DMMn作为柴油添加剂的需求量为2500万t/a,加上环保溶剂市场的需求量500万t/a,总需求量可达3000万t/a。
虽然DMMn在性能和市场方面显现出很大的优势,但是也存在着一些美中不足。作为一个新生的技术和产业,它还有一段很长的路要走,那么它离真正成为石油替代燃料还有多远?
技术路线之惑
虽然DMMn的合成已不是问题,然而从已经建成的项目来看,各家的技术路线大都不同。既可以说是殊途同归,也可以说在技术方面还是有些混乱的。
国外设计该领域的研究机构主要有BP和BASF两家公司。1999年,BP公司第一个申请了关于合成DMMn的专利,并开发了以液体酸硫酸、固体酸酸性分子及酸性阳离子交换树脂等为催化剂的不同催化合成体系,以二甲醚或甲醇为原料最终合成DMMn。BASF则倾向于以二甲醚和三聚甲醛为原料,在酸性催化剂的催化下合成DMMn。
在国内,原料上选择了较为易得的甲醇及甲醇衍生物,催化剂方面则是液体酸固体酸都存在过。
中国最早开始DMMn研究的是兰州化物所,开发的以甲醇和甲醛为起始原料,在两种离子酸的催化下最终合成出产品。
清华大学则是以甲醇为原料,开发了包含甲醛、甲缩醛、多聚甲醛和DMMn装置的工艺。由于金涌院士在流化床方面的研究,工艺采用的是流化床。
而作为目前国内最大的DMMn示范装置,淄博津昌科技和江苏凯茂石化科技合作开发的4万t/a的DMMn项目与清华大学相比采用的则是固定床,工艺中也没有多聚甲醛的环节,共同点是催化剂都是固体酸。
以技术现状来看,清华大学、石油大学、津昌-凯茂、旭阳等都在做,但是走的路线都不同。各家有各家的情况,各有优缺点。此外,现在的技术应用项目都停留在示范阶段,在放大到工业级的过程中必然又会出现不同的变化。
对于许多煤制甲醇的业内人士来说,他们是看好这个新事物的,但是从他们的角度看,如果要做这方面的项目,更倾向于30或40万t/a的工业级建设规模。然而,现在只是万吨级别的示范,对于他们的吸引力并不够。
此外,在环保要求日益苛刻的当下,煤化工企业也越来越看重废水处理的环节。DMMn废水处理装置和甲醇的废水处理并不一样,如果选择的DMMn工艺的废水量大,加之放大到十万吨的工业级级别,废水处理上的投入也很麻烦。
在煤化工亟需转型的时期,DMMn可以说是一个不错的方向,但是敲定一个合理成熟的工艺技术却并不容易。到底采用哪种技术路线,在一众技术路线面前,业主们可谓是看花了眼。
标准政策之忧
DMMn发展标准的缺失是现在不可回避的一个问题:产品的质量要满足什么要求?诸如DMMn的酸值、密度、闪点和十六烷值等都是需要制定标准的。
2015年10月开始的《柴油调和组分:聚甲氧基二甲醚》国家能源局行业标准制定工作方案和制定技术方案已经取得较大的进展。该方案由北京东方红升新能源应用技术研究院有限公司、山东玉皇化工有限公司-清华大学、中央军委后勤保障部油料研究所以及中国石油大学(华东)作为起草单位,预计今年下半年会顺利推出。
另外,今年3月31号已经启动《聚甲氧基二甲基醚调和柴油(D10)》文件的起草,但是文件起草进度的快慢、何时真正能够落地仍然不确定。
在2015年就曾曝出在汽油中添加低价的非标准调和成分甲缩醛的做法,而甲缩醛正是DMMn中n=1时的产物。尽管当n在3~8之间时,DMMn系列产品非常适合作为柴油添加剂,但是如果没有真正的行业标准存在,或许还会产生非法掺烧的隐患。
在标准之外,现实的困难也是比较大的。
一方面,因为DMMn的密度比柴油大,产品按吨卖到油企,油企最终的销售却是以升为单位计价,无形之中削弱了DMMn作为替代燃料的价格优势。另一方面,现阶段大的经济环境不好,油价处于低位,DMMn发展的动力更显不足。
在示范阶段,DMMn的全部产能只有约9.2万吨,然而由于油价成本等原因,其在替代石油方面的应用竟显得薄弱起来,这明显是与发展初衷背离的。
目前,许多企业都已经规划了工业级放大的项目,都在几十万吨的级别,像津昌的二期建设计划20万t/a,三期建设计划26万t/a;山东玉皇的30万吨商业化装置等等。如果产业从示范阶段进入工业级规模,大规模的项目上马,如何保证产品有处销,利益得到保障都是需要考虑的问题。
要想解决这些问题,国家的政策是至关重要的,和生物柴油类似,清洁替代燃料的发展还需要国家的支持和引导。
DMMn是个新产品、新技术项目,而且是个清洁的替代燃料。但是从现在的情况来看,无论是技术还是标准政策方面,它仍然有许多的问题需要解决。