ETBE是什么東東？

【專(zhuān)家解說(shuō)】：1、ETBE (Ethyl Tertiary Butyl Ether) 乙基叔丁基醚 乙基叔丁基醚（ETBE）是一種性能優(yōu)良的高辛烷值汽油調(diào)和組分。ETBE與乙醇及MTBE都是高辛烷汽油改良劑，也叫“生物汽油添加劑”。 汽油中ETBE的最大添加量為17Vol%。ETBE不但能提高汽油辛烷值的效果，而且還可以作為共溶劑使用。ETBE的沸點(diǎn)較高，與烴類(lèi)物質(zhì)相混不生成共沸化合物。這樣既可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣阻，又可降低蒸發(fā)損耗。ETBE 同時(shí)還能被好氧性微生物分解。 因此ETBE不僅能使汽油的辛烷值得以提高，而且可使汽油的經(jīng)濟(jì)性及安全性都得到改善，所以說(shuō)它是具有很大的市場(chǎng)潛力的一種優(yōu)良添加劑。 ETBE的合成原料：乙醇（EtOH ）47％與異丁烯（IB）53％。即: BIO Ethanol(EtOH) with Water(H2O)(92～95vol%)＋I(xiàn)B(Isobutene) 2、生物ETBE混合物（日本株式會(huì)社IBF提供，詳見(jiàn)“附件1”） 在了解了一般意義上的ETBE的基礎(chǔ)上，這里介紹的ETBE是由日本株式會(huì)社IBF提供的，在這里我們稱(chēng)它為生物ETBE混合物。它是用含水生物乙醇（92～95 vol％）和異丁烯（C4H8）通過(guò)一系列工藝得到的“ETBE、TBA（丙烯酸 丁基乙醇）、EtOH（乙醇）的混合物”，是一種清潔的高辛烷汽油改良劑。 日本株式會(huì)社IBF經(jīng)過(guò)13年的科技攻關(guān)，克服了乙醇汽油的未來(lái)課題，研發(fā)出比當(dāng)今世界歐洲和美國(guó)已在生產(chǎn)的ETBE制造廠(chǎng)家所提供的ETBE更具競(jìng)爭(zhēng)力的“生物ETBE混合物制造技術(shù)”，該產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)已由日本株式會(huì)社IBF在日本和韓國(guó)等地申請(qǐng)了技術(shù)專(zhuān)利（專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?004-327533）并已著手在我國(guó)申請(qǐng)技術(shù)專(zhuān)利。 生物ETBE混合物以制造生物乙醇時(shí)的植物殘?jiān)蛷U棄發(fā)酵物以及蒸餾液的甲烷為原料，經(jīng)過(guò)低溫低壓工藝的加工而生成。 3、ETBE II（日本株式會(huì)社IBF提供，詳見(jiàn)“附件1”） 在擁有了先進(jìn)的“生物ETBE混合物制造技術(shù)”之后，日本株式會(huì)社IBF正在開(kāi)發(fā)以100％生物原料制成的生物ETBEII實(shí)驗(yàn)工廠(chǎng)，能實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)值，并尋求有效應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)的對(duì)策。 包括汽油在內(nèi)，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的燃料目前是從地下資源獲得。ETBEII完全以生物作為原料制造ETBE混合物，在資源循環(huán)使用及應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)等方面很優(yōu)秀。（將異丁烯從石油化學(xué)燃料轉(zhuǎn)換為從生物提取）。 二、背景資料 1、“高辛烷值汽油”及其發(fā)展趨勢(shì) 汽油在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)燃燒時(shí)由于汽缸內(nèi)氧氣不足，燃燒不完全，機(jī)器強(qiáng)烈震動(dòng)，從而使輸出功率下降，機(jī)件受損，這就是汽油的抗爆性。反映汽油抗爆性的數(shù)字指標(biāo)叫辛烷值，就是人們通常說(shuō)的汽油的標(biāo)號(hào)，如“90＃”、“93?！逼停傅木褪沁@些汽油的抗爆性，指數(shù)越高，抗爆性越好。 使用高辛烷值汽油就成為保護(hù)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、提高汽車(chē)駕駛性能的重要手段。 改善汽油抗爆性的辦法就是在汽油中添加其他化學(xué)制劑。過(guò)去普遍加入四基乙鉛，結(jié)果生成的是含鉛汽油，由于鉛對(duì)人體的危害，四基乙鉛從1997年在世界上被禁止使用。目前常用的高辛烷值汽油有92、93、95、97、98號(hào)無(wú)鉛汽油，醚類(lèi)化合物包括甲基叔丁基醚（MTBE）、乙基叔丁基醚（ETBE）、甲基叔戊基醚（TAME）等，是生產(chǎn)無(wú)鉛、含氧、高辛烷值汽油的優(yōu)良調(diào)和組分。 隨著時(shí)代的發(fā)展，環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越為人們所重視。為減少汽車(chē)尾氣對(duì)大氣的污染，世界各國(guó)不斷制定越來(lái)越嚴(yán)格的汽油標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)去十年來(lái)，甲基第三丁基醚(MTBE)一直作為美國(guó)新配方汽油（RFG）及許多國(guó)家和地區(qū)（包括臺(tái)灣）汽油的主要添加劑，用以提高汽油辛烷值及降低汽車(chē)排放污染。然而近年來(lái)，美國(guó)境內(nèi)數(shù)州（尤其是加州）發(fā)生油槽滲漏、MTBE污染地下水事件，引起各方關(guān)切及恐慌。近年來(lái)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了MTBE的缺點(diǎn)：它不易分解，對(duì)地下水有一定污染；它有少量氣味，使駕駛者不舒服，可引起惡心、眼睛疼、出現(xiàn)皰疹等反應(yīng)。美國(guó)最近已通過(guò)一項(xiàng)“清潔燃料法案”，將從2004年起4年內(nèi)禁用MTBE。 一旦禁用MTBE后，將衍生包括汽油中辛烷值將以何種化合物取代、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備去處及原料—異丁烯的用途何在等問(wèn)題。在現(xiàn)有MTBE的替代品中，以乙醇（酒精）呼聲最高，但在美國(guó)卻面臨境內(nèi)供應(yīng)量不足且價(jià)格較高等問(wèn)題，目前政府雖有稅賦優(yōu)惠補(bǔ)助，但是否持久令人質(zhì)疑，且乙醇之雷氏蒸汽壓相當(dāng)高（18psia）(因此之故，低Rvp之摻配原料－異辛烯較為理想)，加上具易吸收灰塵及水溶性雜質(zhì)之特性，不宜利用管線(xiàn)輸送，其摻配作業(yè)通常在油庫(kù)進(jìn)行。至于異丁烯去處目前正在積極發(fā)展中，其一為將異丁烯以雙聚合成為異辛烯，再氫化成一種高辛烷值的汽油摻配油－異辛烷，其二為與乙醇化合成乙基第三丁基醚(ETBE)；ETBE雖與MTBE屬同一類(lèi)，但其辛烷值較高（111 [(R+M)/2]）、雷氏蒸汽壓較低（4psia），且水溶性較MTBE小，因此較乙醇更適合作為汽油的含氧添加劑，此外，ETBE與異辛烷之蒸餾范圍較窄，可改進(jìn)可駕駛指針(Drivability Index； DI)及摻配時(shí)VOC（揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)）之控制，目前美國(guó)財(cái)政部已同意以ETBE摻配汽油使用時(shí)給予乙醇部分之賦稅優(yōu)惠。 歐洲是MTBE的第二大市場(chǎng)，歐洲議會(huì)已發(fā)布指令，目標(biāo)是到2010年，運(yùn)輸燃料消費(fèi)量（基于能源含量）的5.75%（體）（基于能源含量）來(lái)自生物燃料。生物柴油將成為首要的生物燃料。歐洲絕大多數(shù)的乙醇增長(zhǎng)可望來(lái)自乙基叔丁基醚（ETBE）形式，已有好幾套MTBE裝置被轉(zhuǎn)換生產(chǎn)ETBE，其他的裝置轉(zhuǎn)換加上少量新建的ETBE裝置可望在2010年前完成，ETBE用量可望增加到215萬(wàn)～257萬(wàn)t/年。歐洲的乙醇用量（作為直接調(diào)合組分或ETBE進(jìn)料）可望提高到107萬(wàn)～150萬(wàn)t/年。 展望未來(lái)全球汽油規(guī)范日趨嚴(yán)格，除含氧量、含硫量?jī)身?xiàng)規(guī)范外，其它包括高辛烷值、低Rvp、低烯烴含量及低芳香烴含量等要求均將增加汽油成本，未來(lái)或許還將增加「可駕駛指針」一項(xiàng)（DI<1,200）；另一方面，由于MTBE一直存有被淘汰的疑慮，煉油廠(chǎng)及MTBE制造業(yè)者在考量原料異丁烯出路的同時(shí)，也必須思考如何充分利用現(xiàn)有MTBE制造設(shè)備，以及新建工廠(chǎng)時(shí)同步變化設(shè)計(jì)異辛烯、異辛烷、MTBE、ETBE等四種制程。 2、MTBE、ETBE及燃料乙醇的比較 汽油辛烷值改進(jìn)劑（添加劑）是高辛烷值汽油技術(shù)的一個(gè)方面。美國(guó)法定的汽油改良劑有三種，即： a）MTBE(甲基叔丁基醚)、b）乙醇（EtOH）和c）ETBE(乙基叔丁基醚)。 ETBE與乙醇及MTBE都是這種汽油改良劑或叫添加劑。將它們按一定比例混入汽油不但可以改進(jìn)汽油性能，且清潔環(huán)保。（無(wú)鉛，無(wú)污染）。 （1）MTBE （Methyl Tertiary Butyl Ether）: 甲基叔丁基醚 ——加入最大量為15Vol% MTBE是一脂肪族醚，分子式為C5 H12 O，分子量為88.14，比重0.741（20℃），粘滯度0.27（20℃），具乙醚味。 甲基叔丁基醚(MTBE)是開(kāi)發(fā)和應(yīng)用最早的醚類(lèi)辛烷值改進(jìn)劑。自1979年美國(guó)環(huán)保局批準(zhǔn)將MTBE作為無(wú)鉛汽油添加劑使用以來(lái)，它在美國(guó)已廣泛用于調(diào)和汽油中。MTBE的沸點(diǎn)比較低，將其調(diào)入汽油后使汽油的餾程溫度降低。這一效應(yīng)給生產(chǎn)超高辛烷值汽油的煉油廠(chǎng)帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益。 目前普遍使用的是MTBE（甲基叔丁基醚），由于它的生產(chǎn)難度大，包括我國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家都是依賴(lài)進(jìn)口。近年來(lái)，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了MTBE的缺點(diǎn)：它不易分解，對(duì)地下水有一定污染；它有少量氣味，使駕駛者不舒服，可引起惡心、眼睛疼、出現(xiàn)皰疹等反應(yīng)。美國(guó)最近已通過(guò)一項(xiàng)“清潔燃料法案”，將在今后4年內(nèi)禁用MTBE。歐洲絕大多數(shù)的乙醇增長(zhǎng)可望來(lái)自乙基叔丁基醚（ETBE）形式。 （2）乙醇（EtOH）：酒精 ——加入最大量為10Vol% 酒精學(xué)名乙醇，化學(xué)分子式C2 H6 O（CH3－CH2－OH），分子量46。 乙醇既是一種化工基本原料，又是一種新能源。未來(lái)乙醇作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)方向?qū)⒅饕w現(xiàn)在三個(gè)方面：一是車(chē)用燃料，主要是乙醇汽油和乙醇柴油。這就是我們傳統(tǒng)所說(shuō)的燃料乙醇市場(chǎng)。燃料乙醇按一定比例加入汽油中，不是簡(jiǎn)單做為替代油品使用，而是一種優(yōu)良的油品質(zhì)量改良劑，或者說(shuō)是增氧劑。它還是汽油的高辛烷值調(diào)合組分。乙醇無(wú)論是增氧效果還是對(duì)環(huán)保均比MTBE要好。因此在中國(guó)一開(kāi)始就沒(méi)有走M(jìn)TBE的路而是直接采用乙醇添加劑的生產(chǎn)與推廣。 （3）ETBE (Ethyl Tertiary Butyl Ether) ：乙基叔丁基醚 ——加入最大量為17Vol%，用乙醇47％與異丁烯53％混合制成 同MTBE一樣，把乙基叔丁基醚(ETBE)調(diào)入汽油中，相當(dāng)于在汽油中調(diào)入了乙醇。ETBE不但在提高汽油辛烷值的效果方面比MTBE好，而且還可以作為共溶劑使用。ETBE的沸點(diǎn)較高，與烴類(lèi)相混不生成共沸化合物。這樣既可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣阻，又可降低蒸發(fā)損失。ETBE 能被好氧性微生物分解，但MTBE 則不能。ETBE不僅使汽油的辛烷值得以提高，而且使汽油的經(jīng)濟(jì)性及安全性都比添加MTBE的汽油要好，因此它具有很大的市場(chǎng)潛力。 比較結(jié)論： A. 與MTBE相比，ETBE不僅使汽油的辛烷值得以提高，還可以作為共溶劑使用。而且使汽油的經(jīng)濟(jì)性及安全性都比添加MTBE的汽油要好。 B. ETBE的沸點(diǎn)較高，與烴類(lèi)相混不生成共沸化合物。這樣既可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣阻，又可降低蒸發(fā)損失。 C. ETBE與異辛烷之蒸餾范圍較窄，可改進(jìn)可駕駛指針(Drivability Index； DI)及摻配時(shí)VOC（揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)）之控制。 D. ETBE辛烷值較高、雷氏蒸汽壓較低，且水溶性較MTBE小，因此較之乙醇更適合作為汽油的含氧添加劑，因此ETBE具有很大的市場(chǎng)潛力。 3、ETBE合成技術(shù)現(xiàn)狀（詳見(jiàn)“附件2”） 隨著MTBE的逐漸被禁用，ETBE的研究越來(lái)越為人們所關(guān)注。目前，國(guó)外醚類(lèi)合成技術(shù)已經(jīng)十分成熟，MTBE、TAME、ETBE均有工業(yè)生產(chǎn)。中國(guó)國(guó)內(nèi)只有MTBE實(shí)現(xiàn)的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，TAME合成技術(shù)正處于工業(yè)實(shí)施階段，而ETBE合成技術(shù)尚處于研究階段。ETBE一般由混合C4中的異丁烯與乙醇在酸性催化劑的作用下反應(yīng)制得，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，工業(yè)生產(chǎn)上催化劑基本都采用大孔硫酸型離子交換樹(shù)脂。副反應(yīng)主要是乙丁烯的二聚和水合。 從反應(yīng)器形式看，ETBE生產(chǎn)技術(shù)可分為固定床技術(shù)和催化蒸餾技術(shù)。采用固定床技術(shù)，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但異丁烯轉(zhuǎn)化率受熱力學(xué)平衡限制，最高只能達(dá)到92%（高溫高壓下），而且反應(yīng)熱得不到利用。催化蒸餾技術(shù)打破了反應(yīng)的熱力平衡，異丁烯轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.5%以上，醚化后的C4基本不含異丁烯，可用于生產(chǎn)1-丁烯、丁二烯等基本化工原料，而且反應(yīng)熱用于產(chǎn)品分離，降低了能耗。因此，催化蒸餾合成ETBE技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上更具競(jìng)爭(zhēng)力，技術(shù)關(guān)鍵是催化劑在催化蒸餾塔中的裝填方法。 催化蒸餾技術(shù)是ETBE生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向，另外，乙醇回收技術(shù)是ETBE生產(chǎn)技術(shù)的重要組成部分，目前滲透汽化膜分離回收乙醇技術(shù)能耗低，前景較好。目前國(guó)外ETBE生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，國(guó)際上擁有ETBE生產(chǎn)技術(shù)的公司主要有法國(guó)石油學(xué)會(huì)（IFP）、美國(guó)催化蒸餾技術(shù)（CDTECH）公司、阿爾科化學(xué)技術(shù)（ARCO）公司、聯(lián)合油品（UOP）公司、飛利浦石油（Phillips）公司。中國(guó)國(guó)內(nèi)研究ETBE生產(chǎn)技術(shù)的單位不多大多處于小試階段。