Метил-трет-бутиловый эфир

Мети́л-трет-бути́ловый эфи́р (трет-бутилметиловый эфир, 2-метил-2-метоксипропан, МТБЭ) — химическое вещество с химической формулой СН3—O—C(СН3)3, один из важнейших представителей простых эфиров.
МТБЭ является кислородсодержащим октаноповышающим компонентом и применяется для повышения октанового числа автобензинов.

Физические свойства
Температура кипения 54—55 °C при 764 мм рт. ст.
d204 0,7578; n20D 1,37566.
Растворимость в воде — низкая.
Азеотропные смеси с водой (52,6 °C) и метанолом (51,3 °C)
Степень конверсии по изобутилену – 94%
Чистота получаемого МТБЭ – 99%
Катализатор – ионнообменная смола
На 1 т МТБЭ расходуется 360 кг метанола и 680 кг 100 % изобутилена

Сырье и продукция
Сырьем для производства МТБЭ являются метанол и изобутилен .
Источником изобутилен является бутан-бутиленовая фракция ,поэтому МТБЭ производят либо непосредственно на НПЗ , имеющих установки каталитического крекинга ,откуда получают сырья ,либо на нефтехимических предприятиях , где есть иные источники получения изобутилена ) , а метанол получают из природного газа – метана , ресурсы которого в нашей стране не ограничены .

Подготовка сырья МТБЭ
Основным сырьём МТБЭ на нефтеперерабатывающих заводах является изобутан-изобутиленовая фракция (ИИФ) после каталитического крекинга, которую необходимо очищать от сернистых соединений. Сернистые соединения в ИИФ представлены в основном метил- и этилмеркаптаном, очистка от которых осуществляется их щелочной экстракцией и последующим окислением тиолятов с применением гомогенных или гетерогенных катализаторов в присутствии кислорода воздуха с получением дисульфидного масла.

Побочные реакции

Производство МТБЭ
Получается при взаимодействии метанола с изобутиленом в присутствии кислых катализаторов (например, ионообменных смол).
Синтез МТБЭ в присутствии кислотного катализатора осуществляется путём алкилирования метанола изобутиленом по обратимой реакции: iС4Н8 + СН3ОН ↔ СН3ОС(СН3)3
Реакция протекает в жидкой фазе с выделением тепла. Тепловой эффект реакции составляет 41,8 кДж/моль. Равновесие реакции смещается вправо при повышении давления и снижении температуры. Процесс синтеза МТБЭ ведут при температуре от 50 до 100 °С и давлении, необходимом для поддержания реагентов в жидкой фазе. При правильно подобранных режимах побочные реакции можно практически полностью подавить, обеспечив селективность процесса 98 % и выше.

Производство МТБЭ

Объемы внутреннего потребления МТБЭ в России в 2015 г. увеличились, что обусловлено ужесточением требований к качеству автомобильного бензина. Так, доля импорта в потреблении на внутреннем рынке не превышала 0,5% и внутренний рынок не испытывал дефицита в октаноповышающих эфирах.
Основными экспортерами метил-трет-бутилового эфира из России выступают предприятия ПАО «СИБУР Холдинг» — 44,3%, ПАО «Омский каучук» — 20,0% и ОАО «ЭКТОС-Волга» — 3,2% от общего объема экспортных поставок в 2015 г. Экспортные поставки отечественного эфира были направлены в Нидерланды, Белоруссию, Украину, Финляндию и Латвию.
Производство МТБЭ

Схема установки производства МТБЭ
Синтез МТБЭ проходит при температурах 50-80 °С и давлении до 12 МПа в реакторе , заполненном твердым кислотным катализатором – гранулами диаметром 15 мм. Разработанные Ярославским ООО «НИИ Ярсинтез» технологические установки имеются в целом ряде НПЗ в РФ и на ряде нефтехимических производтв

Технологическая схема

Реакции синтеза МТБЭ
(СН3)2С= СН2 + СН3ОН <=> (СН3)3С-O-СН3.
(СН3)2С= СН2+Н2O <=> (СН3)3СОН;
2(СН3)2С= СН2 -» (СНз)зС-СН2-С(СН3)= СН2;
2СН3ОН—»СН3–O-СН3+Н2O;
СН3-СН=СН-СН3+СН3ОН <=> СН3-СН2-СН(СН3)-O-СН3;

Катализаторы МТБЭ
В процессе используются ионитные формованные катализаторы
КИФ
КУ-2ФПП

Преимущества
Прирост октанвого числа 5-9 пунктов (для эталонной смеси с ОЧ 70)
Снижется содержание токсичных веществ в выхлопных газах (2% кислорода в топливе дают снижение СО и УВ в отработанных газах до 7-10%)
Можно производить высокооктановые добавки на основе МТБЭ (Фэтерол : МТБЭ + третбутиловый спирт – такой же эффективный по ОЧ , но более дешевый )
Облегчает фракционный состав , что позволяет вовлекать в приготовление товарного бензина тяжелые фракции
Меньше вымывается водой (по срав-ю со спиртами ) не выделяется из бензина при низких температурах
Выше обьем получаемого топлива (по срав-ю с этанолом и оксигенатом)

Недостатки
Производственный мощности по МТБЭ загружены на 50-60 % из-за нехватки изобутилена
Высокая экологическая опасность МТБЭ (при попадании в окружающую среду из за утечек, высокой испаряемости ,низкой биоразлагаемости ,низкой сорбции частицами грунта )
Колебание цен на природный газ и н-бутан (в США)
Высокое содержание кислорода (18,2% масс)

Сравнение топливных добавок

Материальный баланс

Установки в России

Технологическая комбинированная установка по производству МТБЭ
АО «ГАЗПРОМНЕФТЬ-МНПЗ»