碳酸二甲酯的廉价合成及其作为汽.doc

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1、碳酸二甲酯的廉价合成及其作为汽、柴油添加剂的应用文章来源：本站原创点击数：215更新时间：2011-6-278:40:16  碳酸二甲酯的廉价合成及其作为汽、柴油添加剂的应用魏伟（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原，030001）一、   汽、柴油添加剂的应用现状随着我国国民经济的持续发展，公路不断增建，车辆不断增加，不仅促进了汽、柴油需求的持续增加，而且对其质量的要求越来越高。汽、柴油实际使用性能所暴露出的问题，尤其是其抗爆性和燃烧性，仅靠石油加工工艺技术已远不能解决质量问题，因此，各国都在积极地研究提高汽、柴油质量的途径，在汽、柴油中有针对性的使用添加剂，可以十分

2、有效地改善和提高汽柴油的使用性能和燃烧排放性能。1、汽油添加剂的使用概况对于汽油而言，在1920年至1980年期间，四乙基铅（TEL）和四甲基铅（TML）与二溴乙烷的复合剂一直是主要的汽油添加剂，但是随着环保要求日趋严格（大气污染中50%的有机物、50%的ＮＯｘ和90%的ＣＯ来自汽车尾气，同时铅量也大大超出国际卫生标准(<0.5μｇ/ｍ3)），西方发达国家从20世纪80年代就开始实施了汽油无铅化方案，目前大多数国家都禁止使用加铅汽油。而我国在实施汽油无铅化方面也进行了不懈的努力，于1998年9月颁布了《关于限期停止生产销售车用含铅汽油的通知》，要求自2000年7月1日

3、起停止销售和使用含铅汽油。同时将出台新的汽油添加剂标准。在无铅化汽油实施以来，国内外科研工作者经过长期的努力，开发出了一系列高辛烷值汽油添加剂，主要包括：含氧醚类、醇类、酸酯类等，尤其是甲基叔丁基醚（MTBE）占有主导地位。1979年，美国首先开始在汽油中使用MTBE，与以前使用的汽油添加剂（特别是四乙基铅）相比，这种醚类化合物具有辛烷值高、与汽油的互溶性好等一系列优点，因而得到了广泛的应用，起初人们极力赞扬MTBE为清洁空气作出的贡献，美国石油炼制商更是极力的推崇MTBE，甚至认为如果没有MTBE，他们生产的汽油就无法达到美国国会1990年通过的清洁空气法修正案（C

4、AAA）的要求。但是，1997年11月底至12月初，人们原来对MTBE的极力支持和赞扬开始动摇了，因为MTBE本身的化学特性使得它极易穿过土壤进入底下水体，而饮用水中即使含有极少量的MTBE也会产生强烈的异味。同时，研究也发现，人少量吸入MTBE会刺激鼻子和咽喉，引起头痛、恶心和眩晕；饮用含有MTBE的水会引起肠胃炎；MTBE对肝脏和肾脏以及神经系统也有极大的损害；最近，美国加利福尼亚州已通过动物试验确认了MTBE对人类有致癌作用。因此，在最先使用MTBE作为汽油添加剂的美国加州，已在于2002年禁止在美国加州使用，美国环保署也已在2004年在美国境内全面禁止使用MT

5、BE。采用何种化学品作为MTBE的替代物，已引起各国科学家的广泛关注。其中利用乙醇作为汽油添加剂已在包括中国在内的各国的推广应用，但遗憾的是，利用粮食生产燃料乙醇价格偏高（美国粮食乙醇平均成本为2775元/吨，我国目前乙醇生产成本为3607元/吨），即使如此，在大力推广乙醇汽油使用过程中，美国政府也需要对燃料乙醇生产企业进行补贴,才能保证企业的经济性。补贴额为54美分/ｇａｌ,折合人民币1495元/吨，对于规模在90ｋｔ/ａ的燃料乙醇生产厂,还增加补贴10美分/ｇａｌ(277元/吨)；玉米产区的州政府还根据本州的具体情况给10～20美分/ｇａｌ(277～554元/吨)

6、的税收优惠。我们国家也采取了政府对企业的补贴，每吨燃料乙醇为1688元/吨。同时，也必须注意到，我们国家人口众多，作为生产燃料乙醇的了粮食不可能是取之不尽的，在一定程度上限制了大规模生产燃料乙醇的可行性。在寻找可替代汽油添加剂的化学品过程中，绿色的化学品-碳酸二甲酯一直受到人们的关注。碳酸二甲酯（ＤＭＣ）其毒性非常的低，欧洲1992年把其列为无毒化学品。经过研究发现ＤＭＣ非常适合于辛烷值大于80的催化汽油和重整汽油。由于ＤＭＣ的含氧量高,在与汽油达到同样氧含量时,体积添加量只有ＭＴＢＥ的40%，就可以获得与ＭＴＢＥ相近的调和效果,且对汽油的饱和蒸气压、冰点和水溶性影响

7、不大。因此,在国内ＤＭＣ具有极大的市场潜力。但目前DMC的生产成本过高限制了它的推广使用，采用廉价的合成方法使DMC的生产成本降低在4000元/吨左右是完全可以作为汽油添加剂使用的。2、柴油添加剂的使用概况对于柴油而言，柴油组分的烷烃分子量较大，在内燃机工作时，柴油的燃烧率受到较大的影响，这不仅增大了耗油量，加深了排气对空气的污染程度-“排气冒黑烟”（大气污染物中,60%～70%是车辆排放物，而这些车辆中有很大部分是柴油车），而且由于未能充分燃烧的烟气中的碳粒硬度较大，还加速了内燃机的磨损，减少设备的寿命。为改善柴油的燃烧性能，提高十六烷值，降低有害