什么是ETBE?

1,ETBE(乙基叔丁基醚)乙基叔丁基醚

乙基叔丁基醚(ETBE)是高辛烷值汽油的优良调和组分。ETBE、乙醇和甲基叔丁基醚都是高辛烷值汽油改进剂,也被称为“生物汽油添加剂”。

汽油中ETBE的最大含量为17Vol%。ETBE不仅可以提高汽油的辛烷值,还可以用作溶剂。ETBE具有高沸点,当与碳氢化合物混合时,它不会生成* * *沸点化合物。这样不仅可以减少发动机内的气体阻力,还可以减少蒸发损失。ETBE也可以被好氧微生物分解。

因此,ETBE不仅能提高汽油的辛烷值,还能提高汽油的经济性和安全性,是一种很有市场潜力的优良添加剂。

ETBE的合成原料:47%乙醇(EtOH )47%异丁烯(IB)53%。即:

生物乙醇(EtOH)和水(H2O)(92 ~ 95体积%)+IB(异丁烯)

2.生物ETBE合剂(日本IBF株式会社提供,详见“附件1”)

在大体了解ETBE的基础上,这里介绍的ETBE是由日本IBF株式会社提供的,我们这里称之为生物ETBE合剂。它是由含水生物乙醇(92 ~ 95 vol%)和异丁烯(C4H8)经过一系列工艺得到的“ETBE、TBA(丙烯酸丁酯乙醇)和EtOH(乙醇)的混合物”,是一种清洁的高辛烷值汽油改进剂。

经过13年的科技攻关,日本IBF攻克了乙醇汽油的未来难题,研发出了比欧美已经投产的ETBE厂商提供的ETBE更具竞争力的“生物ETBE混合物制造技术”。该产品的生产技术已获得日本IBF在日本和韩国的专利(专利申请号:2004-327533),并已开始在中国申请技术。

生物ETBE混合物是以植物残体、废弃发酵产物和馏出物中的甲烷为原料,通过低温低压处理生产的。

3.ETBE II(由日本IBF株式会社提供,详见“附录1”)。

日本IBF株式会社拥有先进的“生物ETBE混合物制造技术”,正在开发由100%生物原料制成的bio-ETBEII实验工厂,可实现高效产值,寻求应对温室效应的有效对策。

包括汽油在内的汽车燃料目前是从地下资源中获得的。ETBEII制造的ETBE混合物完全来自生物,在资源循环利用和应对温室效应方面表现出色。(异丁烯从石化燃料转化为生物提取)。

二、背景信息

1,“高辛烷值汽油”及其发展趋势

汽油在汽车发动机缸内燃烧时,由于缸内缺氧,燃烧不完全,机器震动强烈,从而降低输出功率,损坏零件,这就是汽油的抗爆特性。反映汽油抗爆性能的数值指标叫做辛烷值,也就是人们通常所说的汽油的标号,比如“90 #”和“93 #”汽油,指的就是这些汽油的抗爆性能。指数越高,抗爆性能越好。

使用高辛烷值汽油已成为保护汽车发动机和提高汽车行驶性能的重要手段。

提高汽油抗爆性能的方法是在汽油中添加其他化学物质。以前一般都是加四乙基铅,所以才有了含铅汽油。由于铅对人体的危害,四乙基铅从1997开始在世界范围内被禁用。目前常用的高辛烷值汽油有92号、93号、95号、97号和98号无铅汽油。醚类包括甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)和甲基叔戊基醚(TAME),是生产无铅、含氧、高辛烷值汽油的优良调合组分。

随着时代的发展,人们越来越重视环境保护。为了减少汽车尾气对大气的污染,世界各国都在不断制定越来越严格的汽油标准。近十年来,甲基叔丁基醚(MTBE)在美国被用作新配方汽油(RFG)和许多国家和地区(包括台湾省)汽油的主要添加剂,以提高汽油的辛烷值,减少汽车排放污染。然而,近年来,美国多个州(尤其是加州)发生了油罐泄漏和MTBE污染地下水的事件,引起了人们的关注和恐慌。近年来,科学研究发现了MTBE的缺点:不易分解,对地下水有一定污染;它有少量的气味,使司机不舒服,并可引起恶心,眼睛疼痛,疱疹和其他反应。美国最近通过了一项“清洁燃料法案”,从2004年起禁止MTBE使用四年。

一旦禁用MTBE,就会出现用什么样的化合物来代替汽油中的辛烷值,相关的生产设备将何去何从,原料——异丁烯的用途是什么等问题。在现有的MTBE替代品中,乙醇(酒精)是最受欢迎的,但它面临着国内供应不足和美国价格高的问题。目前政府虽然有税收优惠补贴,但能否持续值得怀疑,而且乙醇的雷诺蒸气压相当高(18psia)(因此Rvp-异辛烯低的调和原料比较理想),不适合,因为容易吸附灰尘和水溶性杂质。至于异丁烯的脱除,目前正在积极开发中。异丁烯先二聚成异辛烯,再加氢成高辛烷值的汽油调合油——异辛烷。其次,用乙醇合成乙基叔丁基醚(ETBE)。ETBE虽然与MTBE同属一类,但具有较高的辛烷值(111 [(R+M)/2])和较低的雷诺蒸气压(4psia),水溶性比MTBE小,因此比乙醇更适合作为汽油的氧添加剂。此外,ETBE和异辛烷的馏程较窄。DI)和混合过程中VOC(挥发性有机化合物)的控制。目前,美国财政部已经同意在ETBE与汽油混合时给予乙醇税收优惠。

欧洲是MTBE的第二大市场,欧洲议会已经发布了指令。目标是到2010年,5.75%的交通燃料消耗(基于能量含量)将来自生物燃料。生物柴油将成为主要的生物燃料。预计欧洲绝大部分乙醇增长将来自乙基叔丁基醚(ETBE)。几个甲基叔丁基醚装置已经转化为生产ETBE。其他装置和少量新ETBE装置的转换预计在2010之前完成,ETBE的消耗量预计增加到215万~ 257万t/年。欧洲乙醇的消费量(作为直接混合组分或ETBE饲料)预计将增加到1.7万~ 1.5万吨/年。

展望未来,全球汽油规格越来越严格。除了氧含量和硫含量之外,包括高辛烷值、低Rvp、低烯烃含量和低芳烃含量在内的其他要求将增加汽油的成本,并且将来可能会添加“可驾驶指标”( di

2.甲基叔丁基醚、ETBE和燃料乙醇的比较

汽油辛烷值改进剂(添加剂)是高辛烷值汽油技术的一个方面。美国有三种合法的汽油改进剂,即:

a)甲基叔丁基醚(MTBE),b)乙醇(EtOH)和c)ETBE(乙基叔丁基醚)。

ETBE、乙醇和甲基叔丁基醚都是汽油改进剂或添加剂。将它们按一定比例掺入汽油中,不仅可以提高汽油的性能,而且清洁环保。(无铅、无污染)。

(1) MTBE(甲基叔丁基醚):甲基叔丁基醚。

——最大添加量为15Vol%。

MTBE是一种脂肪族醚,分子式为C5 H12 O,分子量为88.14,比重为0.741(20℃),粘度为0.27(20℃),味道类似乙醚。

甲基叔丁基醚(MTBE)是最早开发和应用的辛烷值改进剂。自1979被美国环保局批准作为无铅汽油添加剂以来,MTBE在美国被广泛用于调和汽油。MTBE的沸点相对较低,加入汽油后降低了汽油的馏程温度。这种效应给生产超高辛烷值汽油的炼油厂带来了巨大的经济效益。

目前广泛使用的是MTBE(甲基叔丁基醚)。由于生产困难,包括中国在内的许多国家依赖进口。近年来,科学研究发现了MTBE的缺点:不易分解,对地下水有一定污染;它有少量的气味,使司机不舒服,并可引起恶心,眼睛疼痛,疱疹和其他反应。美国最近通过了一项“清洁燃料法案”,将在未来四年内禁用MTBE。预计欧洲绝大部分乙醇增长将来自乙基叔丁基醚(ETBE)。

(2)乙醇:酒精

——最大添加量为10Vol%。

酒精的学名是乙醇,化学分子式为C2H6O (CH3-CH2-OH),分子量为46。

乙醇不仅是一种基础化工原料,也是一种新能源。未来乙醇作为基础产业的市场方向主要体现在三个方面:一是车用燃料,主要是乙醇汽油和乙醇柴油。这就是我们传统上所说的燃料乙醇市场。燃料乙醇按一定比例添加到汽油中,并不是简单地作为油品的替代品,而是一种优良的油品质量改进剂,或者说是一种氧合剂。它也是汽油的高辛烷值混合组分。乙醇的增氧效果和环保性优于MTBE。所以在中国,一开始并没有采取MTBE,而是直接采用乙醇添加剂的生产和推广。

(3)ETBE(乙基叔丁基醚):乙基叔丁基醚。

——最大量为17Vol%,由47%乙醇和53%异丁烯混合而成。

像甲基叔丁基醚一样,将ETBE掺入汽油相当于将乙醇掺入汽油。ETBE不仅在提高汽油辛烷值方面优于MTBE,而且可以用作* * *溶剂。ETBE具有高沸点,当与碳氢化合物混合时,它不会生成* * *沸点化合物。这样不仅可以减少发动机内的气体阻力,还可以减少蒸发损失。ETBE可以被好氧微生物分解,但MTBE不能。ETBE不仅提高了汽油的辛烷值,而且使汽油的经济性和安全性优于添加MTBE的汽油,因此具有巨大的市场潜力。

比较结论:

A.与MTBE相比,ETBE不仅提高了汽油的辛烷值,而且可以用作* * *溶剂。而且汽油的经济性和安全性都优于添加MTBE的汽油。

B.ETBE具有高沸点,与碳氢化合物混合时不会产生* * *沸点化合物。这样不仅可以减少发动机内的气体阻力,还可以减少蒸发损失。

C.ETBE和异辛烷的馏程窄,可以提高驾驶性能指标;;DI)和VOC(挥发性有机化合物)的控制。

D.ETBE比MTBE具有更高的辛烷值、更低的雷诺蒸气压和更低的水溶性,因此比乙醇更适合作为汽油的氧添加剂,因此ETBE具有很大的市场潜力。

3.ETBE合成技术现状(详见“附件2”)

随着甲基叔丁基醚的逐步禁用,人们越来越重视对ETBE的研究。目前国外醚类的合成技术已经非常成熟,MTBE、TAME、ETBE都有工业化生产。中国只有大规模工业化生产的MTBE,TAME合成技术处于工业化实施阶段,而ETBE合成技术仍处于研究阶段。ETBE一般由混合C4中的异丁烯与乙醇在酸性催化剂作用下反应制得,该反应为放热反应。大孔硫酸离子交换树脂在工业生产中基本用作催化剂。主要副反应是亚乙基的二聚和水合。

从反应器的形式来看,ETBE生产技术可分为固定床技术和催化蒸馏技术。固定床技术设备简单,操作方便,但异丁烯转化率受热力学平衡限制,最高只能达到92%(高温高压下),反应热无法利用。催化蒸馏技术打破了反应的热力学平衡,异丁烯转化率可达99.5%以上,醚化后的C4基本不含异丁烯,可用于生产1-丁烯、丁二烯等基础化工原料,反应热用于产品分离,降低了能耗。因此,催化精馏合成ETBE的技术在工业生产中更具竞争力,其关键技术是催化精馏塔中催化剂的装填方式。

催化蒸馏技术是ETBE生产技术的发展方向。此外,乙醇回收技术是ETBE生产技术的重要组成部分。目前,渗透汽化膜分离和乙醇回收技术能耗低,前景良好。目前,国外ETBE的生产技术已经非常成熟。拥有ETBE生产技术的国际公司主要有法国石油学会(IFP)、美国催化蒸馏技术公司(CDTECH)、阿尔考化学技术公司(ARCO)、联合石油产品公司(UOP)和菲利普公司。国内研究ETBE生产技术的单位不多,大部分处于试点阶段。