柴油添加剂聚甲氧基二甲醚的合成研究现状

潘 悦，苏 蕾，雒 康，晁伟辉，周 林，陈立宇

（西北大学 化工学院，陕西 西安 710069）

进展与述评

柴油添加剂聚甲氧基二甲醚的合成研究现状

潘 悦，苏 蕾，雒 康，晁伟辉，周 林，陈立宇

（西北大学 化工学院，陕西 西安 710069）

聚甲氧基二甲醚（PODEn）具有与柴油接近的物理化学性质，作为柴油添加剂可有效提高其润滑性能，同时减少柴油燃烧时空气污染物的生成。详细介绍了PODEn的合成机理及合成热力学，从合成PODEn的催化剂、原料、反应机理等方面出发，重点阐述了近几年国内外PODEn的合成研究成果与现状，并在分析现状的基础上对PODEn的合成及应用发展前景进行了展望。

聚甲氧基二甲醚；柴油添加剂；催化剂；反应机理

随着柴油需求量的增大，尾气排放问题日益严重［1］。柴油燃烧性能可通过添加适宜的添加剂得到改善，从而带来经济效益和环境效益。根据柴油机压燃点火的使用特性及含氧燃料的自身特点，含氧化合物能降低柴油燃烧时的烟尘烟灰，适合做柴油添加剂。

目前，含氧添加剂主要有甲醇、二甲醚、甲缩醛、聚甲氧基二甲醚（PODEn）等［2］。甲醇的溶解度较低［3］，且使混合燃料的闪点、十六烷值降低；二甲醚的熔点、沸点较低，导致燃料的蒸汽压升高、黏度和熔点降低［4］；甲缩醛闪点、沸点、着火点均较低，挥发性高，导致安全性降低［5］；PODEn的物理性质［6］与柴油接近［7］，易混溶，且可有效降低混合燃料的蒸汽压，提高其黏度和十六烷值，从而提高了柴油发动机的点火效率，PODEn氧含量高，可有效降低燃烧烟尘、烟灰［8-9］、氮氧化物［10］的排放，是一种性能优良的柴油添加剂。因此，PODEn的合成及作为柴油添加剂的性能成为研究热点［11］。

本文详细阐述了PODEn的合成机理及合成热力学，重点介绍了近几年国内外PODEn的合成研究成果与现状，并在分析现状的基础上对PODEn的合成及应用发展前景进行了展望。

1 PODEn的合成理论

1.1 合成机理

PODEn为低相对分子质量缩醛类聚合物［12］，通式一般为CH3（OCH2）nOCH3（1≤n≤10）。聚合物主链是亚甲氧基，封端基为甲基［13］。从PODEn的结构式可看出，聚合物由两端封端和中间链构成，其中，封端基团由甲醇、二甲醚等提供，中间链基团由甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛等提供［14-15］。在酸性催化剂条件下，PODEn的合成过程为甲醇对具有亚甲基结构的甲醛进行两侧封端产生甲缩醛，接着甲醛与甲缩醛发生亲核加成反应得到二聚物PODE2，甲醛再与二聚物反应生成三聚物PODE3，合成过程为甲醛逐个插入生成PODEn的过程［16-17］。

合成PODEn的原料虽多，但本质均是具有亚甲氧基的甲醛作为中间链与甲基封端基反应，甲醛、三聚甲醛和多聚甲醛提供中间链，各种聚合物均需解聚生成甲醛分子，才能与提供的封端基化合物进行反应。以甲醇为封端基的合成反应过程见式（1）～（5）：

以三聚甲醛和多聚甲醛为中间链原料的合成，首先应进行解聚反应生成甲醛，封端基提供者可以是甲醇、二甲醚等，提供封端基的化合物均可与甲醛进行反应生成甲缩醛，甲缩醛再和甲醛进行合成反应。甲醇和二甲醚封端基进行的合成反应见式（6）～（7）：

实际化工反应可以根据反应条件不同选择不同的原料。以上合成方法中，醇类参与的反应会有水生成，PODEn在酸性有水条件下分解为半缩醛，半缩醛稳定性差，沸点和目的产物接近，影响柴油发动机的运行，分离难度大。应用较广泛的原料是甲缩醛与多聚甲醛。此方法没有水生成，合成反应的转化率和选择性相对较高，且多聚甲醛成本较低。

1.2 合成热力学

PODEn合成反应根据反应原料的不同可分为3类：1）甲醇为封端基分别和甲醛、三聚甲醛或多聚甲醛反应；2）二甲醚为封端基分别和甲醛、三聚甲醛或多聚甲醛反应；3）甲缩醛为封端基分别和甲醛、三聚甲醛或多聚甲醛反应。为判断反应的可行性，雷艳华等［18］对以上各个反应进行全优化和振动分析计算，得到PODEn的最稳定构型，计算使用不同原料合成PODEn时的反应生成热，通过设计不同温度和压力下的合成反应实验，分别计算出各反应的平衡常数、转化率，判断合成反应在热力学上的理论可行性。实验结果表明，对于二甲醚、甲缩醛分别和三聚甲醛的反应，改变反应温度和压力，反应转化率均小于0.1%，即该反应不可行；平衡常数的热力学计算值与实验测定值误差为1左右时，即反应吉布斯自由能为0时，可能会放大计算误差，且合成PODEn的反应还可在液相状态下进行，文献中对于反应转化率的计算运用的是气态纯物质的热力学数据，其实际应用价值还需要对比反应动力学研究及更多实验操作才可进一步确定。

2 PODEn合成研究进展

合成PODEn的关键是找到优质催化剂，催化剂应具有高催化活性和经济适用性。目前，用于合成PODEn的催化剂主要分为两大类：液体催化剂和固体催化剂。国外的研究起步很早，我国近几年对于PODEn的研究也十分活跃，且有部分已经进入工业化生产。

2.1 液体催化剂

合成PODEn的液体酸催化剂主要有硫酸、盐酸、高氯酸、三氟甲磺酸、甲酸及各类酸性离子液体等。采用液体酸催化剂，国外主要有Dupont，BP，BASF等公司，国内主要有中国科学院兰州化学物理研究所、常州大学、华东理工大学、辽宁石油化工大学等。

专利［19］选用三氟甲磺酸为催化剂，以甲缩醛和多聚甲醛为原料在高压反应釜中合成PODEn，采用惰性气体调节系统压力。三氟甲磺酸是一种极强的有机酸，催化产物主要是二聚物。在催化剂用量为7.8%（w）、甲缩醛和多聚甲醛的摩尔比为0.74、120 ℃、反应40 min的条件下，多聚甲醛的转化率为54.7%，PODE3～5的选择性为45.2%。专利［20］以甲酸为催化剂，甲缩醛和多聚甲酸为原料于高压反应釜中合成PODEn。在催化剂用量为0.1%（w）、甲缩醛和多聚甲醛的摩尔比为5、150～240 ℃、0.3～1.0 MPa的条件下，制备出平均相对分子质量为80～350的PODEn，对PODEn的性质（黏度、滞燃期、十六烷值及烟点）进行测试，表明制备的PODEn作为柴油添加剂可行。BASF公司［21］利用硫酸和三氟甲磺酸为催化剂，甲缩醛和低聚甲醛、三聚甲醛为原料在高压反应釜中制备PODEn系列产物。在三氟甲磺酸催化剂加入量0.1%（w）、甲缩醛、三聚甲醛和二聚物的质量比为1∶2∶1、100 ℃条件下，甲缩醛的转化率和目标产物PODE3～11的选择性均达到最高值，分别为66.5%和31.9%。

中国科学院兰州化学物理研究所［22］发明了一种哑铃型离子液体催化剂，以甲醇和三聚甲醛为原料在高压反应釜中制备PODEn。哑铃型离子液体催化剂的结构式见图1。在催化剂用量为2%（w）、120 ℃、2.3 MPa、反应时间2 h条件下，反应的转化率为91.5%，聚合物PODE3～8的选择性达49.6%。

中国科学院兰州化学物理研究所［23］通过两步法，利用不同离子液体催化剂催化甲醛制得三聚甲醛，三聚甲醛再与甲醇合成PODEn。优选催化剂结构式分别见图2。甲醛溶液在反应釜中聚合制得三 聚甲醛和甲醛的混合物，反应温度为100 ℃，5 h内加入150 g离子液体催化剂，同时以120 mL/ h的流量进料；第一步产物经精馏再在反应釜中与甲醇进行缩醛化反应，催化剂用量4%（w），反应温度120 ℃，进料量分别为120 mL/h和48 mL/ h。通过膜式蒸发器将产物中未反应的轻组分循环到第一步中再利用，该方法PODEn的收率最高可达98%。

图1 哑铃型离子液体催化剂的最优结构式［22］Fig.1 Structural formula of an ionic liquid catalyst with dumbbell structure［22］.

图2 两步法优选催化剂结构式［23］Fig.2 Structural formula of catalysts optimized by two-step method［23］.

赵强等［24］以合成的N-甲基-2吡咯烷酮硫酸氢盐离子液体为催化剂，甲缩醛和多聚甲醛为原料在高压反应釜中合成PODEn。在催化剂用量为2%（w）、原料甲缩醛和三聚甲醛的质量比为2，110 ℃、反应6 h条件下，甲缩醛转化率和PODE3～8的选择性分别达52.38%和49.18%。常州大学［25］利用环酰胺类离子液体催化剂，采用甲醇和甲缩醛分别与三聚甲醛在高压反应釜中合成PODEn。优选催化剂结构式见图3。在催化剂添加量1%（w）、三聚甲醛和甲醇质量比为2.15、缓慢升温至100 ℃、氮气控制系统压力1.5 MPa条件下反应1 h，三聚甲醛转化率和PODE3～8的选择性分别达98%和39.1%。常州大学还使用己内酰胺为阳离子的离子液体催化剂，以甲缩醛和多聚甲醛为原料在高压反应釜中合成PODEn［26］，优选催化剂的结构式见图4。在催化剂用量为0.1%（w）、甲缩醛和多聚甲醛质量比为2、105 ℃、氮气升压至0.9 MPa条件下反应5 h，多聚甲醛转化率和聚合物PODE3～8的选择性分别达100%和42.8%。

图3 优选催化剂结构式［25］Fig.3 Structural formula of an ionic liquid catalyst［25］.

图4 优选催化剂结构式［26］Fig.4 Structural formula of an ionic liquid catalyst［26］.

刘奕［27］考察了多种液体酸催化剂催化合成PODEn的性能，实验结果表明，液体酸A效果最佳。催化剂用量0.05%（w）、甲缩醛和多聚甲醛摩尔比为2∶1、115 ℃、0.5 MPa、反应2 h条件下，PODEn的收率达到62.7%。邓小丹等［28］自制了复合型硫酸氢根-离子液体催化剂，以甲醇和三聚甲醛为原料，在高压反应釜中合成PODEn。在催化剂用量为5%（w）、三聚甲醛和甲醇质量比为1.3、反应温度100 ℃、反应压力2.0 MPa条件下反应4 h，三聚甲醛的转化率达96.66%。

国外主要选择液体酸为合成PODEn的催化剂，国内主要是在此基础上选择离子液体作为催化剂，早期研究主要集中在液体酸，但液体酸酸性过强导致设备酸腐蚀及目的产物选择性差，产物主要集中在甲缩醛和二聚物，且反应后期废液对环境污染大，产业化应用受阻。而离子液体活性高、用量少、合成长链产物较多、目的产物选择性较高，且反应条件温和、能耗较低，在环境危机的情况下，离子液体的催化优势显而易见。中国科学院兰州化学物理研究所研制的离子液体催化剂已产业化生产，但其有机配体毒性大，操作要求高，原料成本昂贵，成为其发展的制约性因素。采用低成本和低毒性或无毒的有机配体、合成高活性的离子液体将成为其研究的发展方向。

2.2 固体催化剂

合成PODEn的固体酸催化剂主要有分子筛催化剂、沸石、杂多酸、硅铝酸盐及酸性阳离子交换树脂等。国外采用固体催化剂合成PODEn的公司主要有BASF和BP等公司，国内采用固体作催化剂合成PODEn的研究机构主要有华东理工大学、中国石油、中国科学院山西煤化所、太原理工大学、常州大学等。

Burger等［29］利用Amberlyst 36型阳离子交换树脂为催化剂，以甲缩醛和三聚甲醛为原料在不锈钢高压反应釜中合成PODEn。甲缩醛和三聚甲醛的质量比为2，在反应温度65 ℃、催化剂用量4.7%（w）条件下，三聚甲醛的转化率和PODE3～6的选择性分别达79.8%和32.1%。专利［30］利用Amberlyst A15型阳离子交换树脂为催化剂，以甲缩醛和三聚甲醛为原料，在间歇反应器中合成PODEn。在催化剂用量为4%（w）、甲缩醛和甲醛摩尔比为1.32、反应温度50 ℃、反应时间1 h条件下，产物中PODE3～5的含量可达90%（w）。BP公司［31］采用阳离子交换树脂催化剂，以甲醇和二甲醚为初始原料合成PODEn。该合成过程虽然原料廉价易得，催化剂易分离，但合成反应收率低，低于10%。

施敏浩等［32］以自制大孔阳离子交换树脂及改性后树脂为催化剂，甲醇和甲醛为原料，在固定床上合成PODEn。在甲醛和甲醇摩尔比为3、反应温度70 ℃、压力2.0 MPa、液态空速1.32 h-1条件下，甲醇的转化率和PODE3～8的选择性分别达69.72%和62.08%。

华东理工大学等［33］采用自制系列负载型金属及金属氧化物催化剂，以甲醇和甲醛为原料合成PODEn。在60 ℃、常压下进行催化剂的筛选实验，实验结果表明，最优催化剂为24%（w）Mo/γ-Al2O3和2.7%（w）Fe/γ-Al2O3。优选出催化剂后，利用连续固定床反应装置进行合成工艺条件的优化，在60 ℃和0.6 MPa条件下，PODE3～4的选择性达34.33%。

Zhang等［34］利用ZrO/γ-Al2O3固体催化剂，以甲醇和甲醛为原料，在固定床反应器上合成PODEn。在催化剂Zr（ZrO）的最优负载量为4%（x）、反应温度120 ℃、甲醛和甲醇摩尔比为3、压力1.5 MPa、体积空速为0.05 mL/（min·g）条件下，甲醇转化率最高可达48.64%，PODE3～8的选择性达24.82%。

刘显科等［35］利用甲基苯磺酸对大孔阳离子树脂改性，采用改性后的树脂为催化剂，以甲缩醛和甲醛为原料，在固定床反应器中合成PODEn。在70 ℃、1.5 MPa、甲醛和甲缩醛摩尔比为4、液态空速为3 h-1条件下，甲缩醛转化率和PODE3～5的选择性分别达60.54%和33.92%。若反应原料中加入二聚物，会使甲缩醛转化率降低，目的产物选择性和产品收率均提高。这是由于二聚物是第一步缩醛化反应的产物，省去了一步聚合，缩短了聚合反应的路径，提高了反应选择性及目标产物的收率。

刘小兵等［36］制备并改性了系列大孔阳离子交换树脂催化剂，以多聚甲醛、甲醛与甲醇为原料在固定床反应器中合成PODEn。在甲醛或多聚甲醛和甲醇摩尔比为2.5，反应温度70 ℃、压力1 MPa，液态空速1.0 h-1条件下，甲醇转化率和PODE3～5的选择性达41.10%和29.74%。

中国石油大学（华东）等［37］分别考察了强酸性离子交换树脂、分子筛和固体酸催化剂的催化性能，实验中以甲醇和甲缩醛及三聚甲醛和多聚甲醛为原料，采用浆态床和固定床反应器 进行连串两步反应合成PODEn。反应产物的选择性均可达38%以上。

赵启等［38-39］采用HY，HZSM-5，Hβ，HMCM-22 4种分子筛催化剂，以甲醇和三聚甲醛为原料，在高压釜中合成PODEn。其中，硅铝比为200的HMCM-22催化剂的催化效果最佳，在催化剂用量为5%（w），甲醇和三聚甲醛摩尔比为2、反应温度120 ℃、反应时间10 h条件下，PODEn收率可达29%以上。

曹健等［40］考察了催化剂MOR，Al-YNU-1，HMCM-22的催化活性，实验中分别采用甲醇和甲缩醛与三聚甲醛在高压反应釜中合成PODEn，其中，以HMCM-22为催化剂时反应的选择性最优。在不影响长链产物扩散的情况下，孔道结构对催化性能影响较小；强酸位对于长链产物生成有促进作用，而弱酸催化生成的产物是甲缩醛。在原料甲缩醛和三聚甲醛摩尔比为1、反应温度120 ℃、时间10 h条件下，三聚甲醛转化率和PODE2～8的选择性达90%以上。反应过程中没有水产生，甲缩醛/三聚甲醛体系比甲醇/三聚甲醛更有利于三聚甲醛的转化和长链产物的生成。

中国科学院山西煤炭化学研究所［41］以自制高硅铝比氢型分子筛为催化剂，甲缩醛和三聚甲醛为原料，在高压反应釜中合成PODEn。硅铝比不低于200的分子筛中ZSM-5（580）的催化效果最佳。在甲缩醛和三聚甲醛质量比为1.7、催化剂用量为5%（w）、120 ℃、搅拌0.75 h条件下，PODE3～8的选择性达53.8%。中国科学院山西煤炭化学研究所还利用自制氧化石墨烯为催化剂催化甲醇和三聚甲醛反应合成PODEn，在甲醇和三聚甲醛摩尔比为2∶1、催化剂用量为5%（w）、120℃、反应10 h条件下，PODE2～8的选择性最高达68.93%［42］。

芮雪［43］利用HD-8大孔强酸性离子交换树脂为催化剂，以甲缩醛和多聚甲醛为原料，在高压釜中合成PODEn。在催化剂用量为3%（w）、多聚甲醛和甲缩醛的摩尔比为1、反应温度90 ℃、氮气维持系统压力0.8 MPa、搅拌转速650 r/min条件下反应6 h，甲缩醛转化率和产物的选择性分别为61%和92%。

陈婷等［44］以系列大孔阳离子交换树脂为催化剂，甲缩醛和三聚甲醛为原料，在高压釜中合成PODEn。在催化剂用量为7.5%（w）、甲缩醛和三聚甲醛质量比为2.5∶1、反应温度90 ℃、氮气调节系统压力1.5 MPa条件下反应0.5 h，三聚甲醛转化率和PODE3～8的选择性分别为89%和64.2%。

中国石油化工股份有限公司［45］以酸性离子交换树脂为催化剂，甲缩醛和多聚甲醛为原料，在高压反应釜中合成PODEn。实验结 果表明，采用001×7（732）型树脂为催化剂时效果最佳，在催化剂用量2.7%（w）、甲缩醛和三聚甲醛质量比为0.86、130 ℃、氮气升压2 MPa条件下反应4 h，PODE3～10的选择性达67.3%。

中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院［46］以ZSM-5为催化剂，甲醇或二甲醚与甲醛或三聚甲醛在高压反应釜中合成PODEn。在甲醇和三聚甲醛质量 比为1、130 ℃、氮气升压6 MPa条件下反应2 h，三聚甲醛转化率和PODE3～8的选择性最高，分别是80.8%和32.2%。

中国科学院山西煤炭化学研究所［47］制备出具有磁性的固体超强酸催化剂，以甲醇和/或甲缩醛、甲醛和/或三聚甲醛为原料，分别在反应釜和磁稳定床反应器中合成PODEn。催化剂为介孔氧化硅分子筛，磁核选用Fe3O4或γ-Fe2O3。在甲醇和三聚甲醛质量比为1.6、催化剂用量为2.3%（w）、反应釜中升温至140 ℃、搅拌转速500 r/min条件下反应2 h，PODE3～7收率最高达29.3%。

华东师范大学［48］利用超微孔硅铝为催化剂，以甲缩醛和三聚甲醛为原料，在高压反应釜中合成PODEn。在甲缩醛和三聚甲醛质量比为2、催化剂用量为1%（w）、升温至105 ℃、氮气加压至1.3 MPa条件下反应2 h，三聚甲醛转化率和PODE3～5上的选择性分别为83.9%和55.3%。

张向京等［49］以负载型杂多酸PW/HMCM-22为催化剂，甲醇和三聚甲醛为原料合成PODEn。催化剂中磷钨酸负载量为30%（w），300 ℃下焙烧4 h。在甲醇和三聚甲醛摩尔比为1.2∶1、催化剂用量为3%（w）、搅拌转速500 r/min、150 ℃条件下反应6 h，三聚甲醛转化率和PODE3～8的选择性分别达 87.12%和54.84%。

张朝峰等［50］制备了固载离子液体催化剂，以甲醇和三聚甲醛为原料，在高压反应釜中合成PODEn。在吡啶甲磺酸负载量为25%（w）、甲醇和三聚甲醛摩尔比为1.5、催化剂用量为2.2%（w）、110 ℃条件下常压反应3 h，甲醇转化率达90%以上，PODEn的选择性达70%以上。固载型催化剂制备过程简单，可重复利用，且常压反应降低能耗。

国外主要采用阳离子交换树脂作为催化剂。而国内早期主要选择酸性分子筛为催化剂，并在此基础上调变分子筛硅铝比、改性分子筛等，探究其硅铝比及改性条件对合成的影响。近期研究主要集中在阳离子交换树脂上，阳离子交换树脂作为催化剂的优点有：1）廉价易得；2）作为固体催化剂，产物与催化剂易于分离；3）易于运输；4）毒性小，对环境污染小。缺点是阳离子交换树脂上的活泼H+易与金属离子发生交换，导致催化剂酸性降低，活性减弱，合成转化率降低，且易腐蚀设备。相比于其他催化剂，阳离子交换树脂具有很强的经济和环保优势，因此，对阳离子交换树脂的酸性和酸量的改性研究将成为未来合成催化剂研究的主要方向。

2.3 工业化生产工艺

已有部分PODEn工艺实现了工业化，其中，最早的是BASF公司和BP公司等的工艺。中国科学院兰州化学物理研究所与山东省辰信新能源有限公司进行合作，以甲醛溶液和甲醇为原料，开发出原料循环技术，实现了产业化。

BASF公司PODEn的合成工艺［51-52］见图5。以甲缩醛和三聚甲醛为原料，在不锈钢高压反应釜中酸催化合成PODEn。其中，催化剂可为液体催化剂，如各类液体酸、混合液体酸、酸性离子液体等；也可为固体催化剂，如分子筛、硅铝酸盐、阳离子交换树脂、固体超强酸等。此工艺中的循环路线及精馏分离装置可有效提高原料利用率和最终产物选择性，是典型的PODEn合成工艺。

图5 BASF公司的合成工艺［51-52］Fig.5 Synthesis process of BASF company［51-52］. PODEn：polyoxymethylene dimethyl ethers，1≤n≤10.

BP公司［31］有关合成PODEn的研究较多，其中，较为完善的工艺是以甲醇为初始原料的工艺（图6）。此工艺第一步以甲醇为原料在高温板式反应塔中以固体金属催化剂催化氧化制备甲醛，避免以甲醛为原料的安全问题；第二步以甲醇和甲醛为原料在反应精馏塔中催化缩聚制备PODEn，选用负载型多相酸催化剂，如磺化氟烯烃树脂衍生物及阳离子交换树脂等。该工艺采用廉价原料合成最终产品，但整体工艺较复杂，产品收率低，产物PODE3～7选择性仅24.0%。优化工艺、提高产率 成为不可忽视的问题。

图6 BP公司的合成工艺［31］Fig.6 Synthesis process of BP company［31］. P：pump；R：plate-tower reactor；V：condenser.

中国科学院兰州化学物理研究所［23］研制开发的二步合成工艺见图7。首先以高浓度甲醛溶液为原料在塔式循环反应器中合成三聚甲醛；然后混合产物经冷凝后，进入反应釜中与甲醇合成PODEn；最后粗产物经精馏后，部分产物分离后再循环利用，部分产物再经膜蒸发器分离得到产品。该工艺已在我国山东建成投产，其循环工艺和分离工艺有效提高了整个工艺的转化率和产品性能。

图7 中国科学院兰州化学物理研究所的合成工艺［23］Fig.7 Synthesis process of Lanzhou Institute of Chemical Physics，Chinese Academy of Sciences［23］. C：rectifying column.

3 结语

PODE3～8作为柴油添加剂应用的前景可观，它与柴油的混合燃料含氧量高，混溶性好，添加量大，且不改变柴油发动机结构。当仅使用聚合度为3和4的PODEn时，效果更佳，且在合成中遵循Schulz-Flory分布，不能直接获得只具有单一链长的产物，产物分离纯化成为后期工作的重点。

PODE3～8产业的开发，可延长我国甲醇产业链，缓解甲醇产能过剩问题，现阶段煤制甲醇仍然是我国甲醇的主要来源，可见PODE3～8作为柴油添加剂为煤变油的产业，可有效缓解我国石油资源紧缺的现状。同时PODE3～8的混合物性质多样，应用方向值得开发，今后可能会被用作润滑剂、溶剂、燃料等，经济价值十分可观。

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（编辑 平春霞）

敬告读者：从2016年第7期开始，本刊“专题报道”栏目将连续刊出华东理工大学化学工程联合国家重点实验室的系列专题报道。该专题主要报道化学工程联合国家重点实验室催化与反应工程的最新成果。敬请广大读者给予关 注。

专题报道：本期报道了一种利用结构导向集总理论与催化裂化反应机理相结合的反应动力学模型来预测催化裂化产物收率的方法。该方法根据催化裂化反应机理和MIP工艺特征，编制了催化裂化反应规则，构建了反应网络，通过改进的Runge-Kutta法求解，建立了基于结构导向集总的分子尺度的MIP工艺反应动力学模型，通过MIP装置工业数据验证了模型的可靠性。详见395-402页。

华东理工大学化学工程联合国家重点实验室简介：化学工程联合国家重点实验室于1987年被批准筹建，1991年建成并正式开放运行，分别由清华大学、天津大学、华东理工大学和浙江大学承担化工分离工程和化学反应工程方面的应用基础研究。

华东理工大学化学工程联合国家重点实验室自成立以来，主要以化学反应工程为主要学科方向，在反应动力学、多相流动与传递、分子热力学与传递等研究领域有鲜明的特色和突出的优势，创立了反应器开发与放大的思想与方法，成功开发了聚酯、苯乙烯、甲醇、醋酸乙烯等大型与特大型反应器，是国内知名的化学反应工程研究与开发单位。近年来，华东理工大学化学工程联合国家重点实验室重点研究化工过程强化、化工系统工程和材料产品工程。在盐湖资源综合利用，乙烯和PTA等大型工业石油化工过程控制与优化，液/液和液/固旋流分离、传热过程强化，反应精馏，微流体反应系统，膜分离技术，超临界流体技术，聚合物加工，聚烯烃催化，高性能碳材料等领域的研究与开发有雄厚的实力和突出优势。

实验室现有高级研究人员20名，其中，包括中国工程院院士2名，“长江学者”特聘教授3名，国家杰出青年基金获得者3名，新世纪百千万人才工程国家级人选3名，教育部跨/新世纪优秀人才6名，上海市各类人才计划获得者12名。

经211重点学科和985优势学科创新平台建设，华东理工大学化学工程联合国家重点实验室目前拥有先进的实验与计算设施，包括大型冷模实验平台、材料结构与性能表征平台和高性能计算平台等公共平台。

Research situation in synthesis of polyoxymethylene dimethyl ethers as diesel fuel additives

Pan Yue，Su Lei，Luo Kang，Chao Weihui，Zhou Lin，Chen Liyu

（School of Chemical Engineering，Northwest University，Xi’an Shaanxi 710069，China）

Polyoxymet hylene dimethyl ethers(PODEn) can be applied as diesel fuel additives due to their similarity to diesel oil in physical and chemical properties. They can improve the lubricating property of diesel oil and reduce the formation of air pollutants during combustion. In this paper，the mechanism and thermodynamics for the synthesis of PODEnwere introduced. The research situation in the catalysts，raw materials and reaction mechanism for the synthesis of PODEnwas summarized. The prospect in the synthesis and application of PODEnin future was forecasted.

polyoxymethylene dimethyl ethers；diesel fuel additives；catalysts；reaction mechanism

1000-8144（2017）04-0494-09

TQ 22

A

10.3969/j.issn.1000-8144.2017.04.018

2016-10-25；［修改稿日期］2016-01-04。

潘悦（1990—）女，山西省侯马市人，硕士生，电话 18292866295，电邮 1129836075@qq.com。联系人：陈立宇，电话18702965590，电邮 chenly@nwu.edu.cn。