MTBE
目录
简介
组成部分
MTBE的毒性
MTBE的合成
物理性质
应用
编辑本段简介
MTBE结构图
甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE（methyl tert-butyl ether），溶点-109℃，沸点55.2℃，是一种无、透明、高辛烷值的液体，具有醚样气味，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。另外，MTBE 还是一种重要化工原料，如通过裂解可制备高纯异丁烯。MTBE是含氧量为18.2%的有机醚类。它的蒸汽比空气重，可沿地面扩散，与强氧化剂共存时可燃烧。MTBE的纯度约为97%~99.5%，分子式为：CH3OC(CH3)3，相对分子量：88.15，CAS NO.：1634-04-4 甲基叔丁基醚是一种高辛烷值（研究法辛烷值115）汽油添加剂，化学含氧量较甲醇低得多，利于暖车和节约燃料，蒸发潜热低，对冷启动有利，常用于无铅汽油和低铅油的调合。也可以重新裂解为异
丁烯，作为橡胶及其它化工产品的原料。质量最好的甲基叔丁基醚，可以用作医药，是医药中间体。俗称"医药级MTBE" ,“医药级甲基叔丁基醚”百度百科有相应解释。要求纯度高，批次质量稳定，波动范围小。
编辑本段组成部分
MTBE是一种高辛烷值汽油组分，其基础辛烷值RON：118，MON：100，是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂。MTBE与汽油可以任意比例互溶而不发生分层现象，与汽油组分调和时，有良好的调和效应，调和辛烷值高于其净辛烷值。MTBE含氧量相对较高，能够显著改善汽车尾气排放。但如果加入的MTBE比例不加以控制、使理论当量空燃比超出闭环控制发动机电子控制单元自适应能力所及的调节范围，则会因富氧而干扰闭环控制，使三元催化转化器的转化效率下降。研究还发现MTBE会污染地下水源，因此美国加州等地已经准备禁用MTBE。日本的一家研究机构的研究也表明，汽油中的MTBE的含量超过7%，汽车排放中的氮氧化物会增加。因此，日本的高级无铅汽油中，MTBE的加入量不超过7%。 编辑本段MTBE的毒性
MTBE具有一定的毒性。20世纪80年代末开始研究其毒性。研究发现，它易于与水融合，可渗入土壤，破坏地下水质，认为它是一种可能的污染物。
MTBE主要经呼吸道吸收，也可以经皮肤和消化道吸收，动物在高浓度的MTBE中可致癌。对小鼠的麻醉浓度为1.0mmol/L，致死浓度为1.6mmol/L。对人体的影响主要表现在上呼吸道、眼睛粘膜的刺激反应，长期接触可使皮肤干燥。
美国EPA推荐饮用水中MTBE的质量浓度为5.2~10.3μg/L。
编辑本段MTBE的合成
MTBE一般是以甲醇和异丁烯为原料，借助酸性催化剂合成，其中催化剂在工业上用得最多的是树脂催化剂。其中由于异丁烯的来源不同而形成了不同的合成路线。
异丁烯的来源：
- 裂解制乙烯副产的C4馏分
-炼油厂催化裂化装置副产的C4馏分
- 以正丁烷为原料经异构化和脱氢制得
合成MTBE的催化剂：
-
- 硫酸
-苯乙烯系阳离子交换树脂
- 固体酸
-分子筛
反应方程式
MTBE的反应是一个选择性加成反应，烯烃中的叔碳原子在酸性催化剂的存在下形成正碳离子，再与醇结合形成醚。其反应是一个可逆放热反应。
编辑本段物理性质
密度(kg/m3,20℃)：740.6
临界温度(°C)： 223.9
比热容(°C)： 2.135
蒸发热(J/(g·K))：30.10
燃烧热(MJ/kg)：38.21
雷德蒸汽压 (bar)：0.55
临界压力 (MPa)： 3.37
折光指数(20 °C)： 1.3689
着火点(°C)： 480
空气中爆炸极限 (%V)：上限1.65；下限8.4
研究法辛烷值： 117
马达法辛烷值： 101
水在MTBE中的溶解度(20℃,g/100g)： 1.5
MTBE在水中的溶解度(20℃,g/100g)： 4.3
编辑本段应用
甲基叔丁基醚是目前四乙基铅的替代产品。以裂解碳四中的异丁烯和甲醇为原料，在大孔磺酸阳离子交换树脂催化作用下生成，并经精制而成。
产品性能：本品有类似樟脑的气味，无透明，在室温下，能与醇、醚、脂肪烃、芳烃、卤化溶剂等完全互溶。本品同其他甲基叔烷基醚一样，还有另一个非常重要的性能，即很强的抗自动氧化性，不易生成过氧化物。
主要供炼油厂作高辛烷值汽油的调合剂，也可作石蜡、油品、香料、生物碱、树脂、橡胶的溶剂、有机合成反应剂。易燃易挥发，遇火种、热源有爆炸的危险。
20世纪70年代，MTBE作为提高汽油辛烷值的汽油调和组分开始被人们注意。MTBE可以增加汽油的辛烷值，而且化学性质稳定。添加MTBE的汽油还能改善汽车的行车性能，降低尾气中一氧化碳的含量。而且燃烧效率高，可以抑制臭氧的生成。它可以替代四乙基铅作为抗暴剂，生产无铅汽油。现在约有95%的MTBE用作辛烷值提高剂和汽油中含氧剂。
MTBE也是制取聚合级异丁烯的重要原料。还用于甲基和甲基丙烯酸的生产。
1973年意大利开发了世界上第一套MTBE工业装置。1990年美国制定的空气清洁法修正案(CAA-1990)
要求新配方汽油添加含氧化合物(如MTBE)，以减少汽车污染。中国从二十世纪70年代末和80年代初开始进行MTBE技术的研究。1983年齐鲁石化公司橡胶厂建成了中国第一套MTBE工业试验装置，1986年吉化公司建成了中国第一套万吨级MTBE工业装置。1999
年，中国启动了“全国空气净化工程——清洁汽车行动”，开始鼓励使用含有MTBE的汽油。
MTBE作为汽油的辛烷值改进剂，除可增加汽油含氧量外，还可促进清洁燃烧，减少汽车有害物排放污染。MTBE极易溶解于水。主要由于地下和地上汽油贮罐的泄漏，美国在地下饮用水体中越来越多地发现了MTBE。MTBE 即使在很低浓度也会造成水质恶臭。美国环保局已将MTBE列为人类可能的致癌物质。
美国汽油加入MTBE不仅为了满足汽油含氧2%的要求，MTBE也具有道路辛烷值110和RVP（雷德蒸气压）仅为8（磅/吋2）的优点。加入MTBE 满足汽油含氧2%的要求，使汽油数量增加11%。美国原确定汽油总量的3.65%为MTBE，约87%的新配方汽油均使用MTBE作为含氧化合物。鉴于MTBE对水质的污染，美国加州2004年起禁用MTBE，亚利桑那州、康涅狄格州和纽约州等也于2005年起禁用MTBE。其他州也纷纷减少MTBE掺入量，并加入禁用MTBE的行列。澳大利亚也于2004年起禁用MTBE。2006年起，美国汽油禁用MTBE的步伐进一步加快。2006年5月起，美国已有25个州禁用MTBE。预计美国MTBE需求量将从2001年的1290万吨/年减少到2010年的344万吨/年。全球MTBE需求2001年曾达到峰值2258万吨/年，预测未来的需求将进一步下降。
汽油禁用MTBE的预测分析
钱伯章（中国石化股份公司高桥石化分公司，上海201208）
甲基叔丁基醚（MTBE）是汽油的辛烷值改进剂，在汽油的无铅化中发挥了重要作用，但近来发现它会污染地下水，因此已在美国的部分地区遭禁用。文章预测了MTBE大规模禁用的可能性，分析了替代产品的开发情况。
关键词：汽油禁用 MTBE 预测
1 对汽油掺合MTBE的责疑
MTBE（甲基叔丁基醚）是有特殊气味的可燃性液体，吸入少量就会引起鼻子和咽喉的炎症。即使在浓度很低时也会导致水质恶臭。美国环保局(EPA)基于吸入研究，将MTBE列为可能对人类致癌的物质。
MTBE作为汽油的辛烷值改进剂，除了增加汽油含氧量外，还可促进清洁燃烧，减少汽车有害物排放的污染。但是，MTBE极易溶解于水中，比汽油中其他成分会更快地进入水体。主要是由于地下汽油储罐的泄漏，导致美国在饮用水中越来越多地发现了MTBE。美国地质调查表明，使用新配方汽油地区中20％的地下水检测到MTBE，而未使用新配方汽油的地区只有约2％的地下
水中检测到MTBE。
美国1990年制定的空气清洁法修正案(CAA-1990)要求新配方汽油添加含氧化合物(如MTBE)，以减少汽车污染。现在，美国汽油总量的3.65%为MTBE，约87%的新配方汽油均使用MTBE作为含氧化合物。到2000年，美国议会接受撤消清洁空气法中含氧化合物条款以保护饮用水的提案。美国环保局也着手按毒物控制法制定禁止在汽油中使用MTBE的法案。
美国加利福尼亚州已决定在2002年12月31日后禁止使用MTBE，纽约州也签署法案，规定从2004年1月起禁止使用MTBE。根据这一趋势，美国其他州也可能在不久的将来限用或禁用MTBE。Dewitt公司分析认为，2005年美国MTBE的用量将大大减少，2010年将全面禁用MTBE，但2005年全部禁用MTBE也存在50%的可能。如果EPA证实MTBE对人体健康确实有危害，2001年美国国会将就2003年以后在全美禁用MTBE的议案进行审议表决。欧洲委员会也将于2001年初提出MTBE 危害性的评估报告，但因为欧洲的汽油储罐以地上为主，与美国的情况不一样，所以一直未采取实际限制措施。
2 全球MTBE需求预测
目前，美国仍是MTBE的主要用户地区，1991年全球MTBE的用量为22Mt，其中美国占61%，亚洲占12%，西欧占12%，加拿大和墨西哥占4%，中东占4%，南美占4%，东欧占3%。
Purrin & Gertyz 公司和CMAI对MTBE的前景联合作出分析。分析认为有三种潜在情况：一是假定美国2005年全部禁用MTBE；二是美国加利福尼亚州2002年禁用MTBE，其他州到2005年要求MTBE最高含量为1%(摩尔百分数)；三是仅在加利福尼亚州禁用，使用MTBE的联邦规范无变化。
如果MTBE不再使用，则必须补偿汽油的辛烷值数量和其他性质的损失。美国消费的MTBE约为12.9Mt/a，约为美国汽油生产量的4%。MTBE需求减少将大大影响其世界贸易，北美MTBE和甲醇生产商也将另出路。据CMAI世界甲醇年会预测，到2005年北美将有三分之二以上的甲醇生产能力停工。其时，北美甲醇的生产能力将降至3Mt/a，而1997年的峰值为9.8Mt/a。
如果美国2005年全部禁用MTBE，对世界MTBE的需求可作出如下预测。世界MTBE的需求量已由1995年的16Mt、1996年17.5Mt、1997年18Mt、1998年19Mt增加到1999年22Mt、2000年23Mt(预计数)，2003年将减少到18Mt，2004年为17Mt,2005年为11Mt。美国对MTBE的需求量相应地从2000年13Mt减少到2003年8Mt、2004年6Mt，2005年将接近于零。
3 禁用MTBE后的替代措施
3.1 增产乙醇
乙醇作为替代MTBE的生物燃料、辛烷值改进剂和含氧化合物的用途日益重要。美国的乙醇产量已由1
981年的3.785×105m3增加到2000年的6.06×106m3，2004年将在2000年的基础上增加一倍，达到1.32×107m3。
目前，美国纷纷建设乙醇生产厂。如Aykenol公司生物炼油厂将生产乙醇1.5×104m3/a;Masada 资源集团投资1.05亿美元建设乙醇厂；BCI国际公司也在建设年产7.57×104m3乙醇的工厂。在
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