В настоящее время МТБЭ является основной высокооктановой добавкой в России. Относительно перспектив продукта существуют разные мнения. Представляем комментарий специалистов НИИ «Ярсинтез», разработчика технологии МТБЭ.

Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) - эффективный нетоксичный высокооктановый компонент,  добавляемый к бензину. Применение МТБЭ позволяет производить высокооктановый бензин на основе широкой гаммы базового бензина. Первоначальная цель внедрения МТБЭ – исключение тетраэтилсвинца как добавки к бензину.

Введение МТБЭ в бензин в количестве 10-15%  об. (эквивалентно 2,0-2,7%  мас. кислорода) существенно повышает детонационную стойкость бензинов,  а также улучшает экономические и мощностные характеристики двигателей, снижает количество вредных выбросов (оксида углерода на 15-30%, углеводородов на 7-8%). Введение МТБЭ особенно эффективно для прямогонных бензинов и бензинов каталитического крекинга.

МТБЭ имеет следующие характеристики:

Молекулярная масса                                    88,15
Температура кипения, оС                              55,2
Температура плавления, оС                            -109
Температура вспышки, оС                              -28
Плотность, г/см3                                              0,742
Показатель преломления, n4D                      1,369
Давление паров по Рейду (Rvp), рsi (фунт/дюйм2,абс.) 8.0  
                                                                кПа                    53,8
Теплота сгорания, кДж/кг                           38220
Теплота испарения, кДЖ/кг                            337
Октановое число по исследовательскому методу (ОЧи)   118
Октановое число по моторному методу (ОЧм)            102
Октановый индекс (ОЧи + ОЧм)/2                       110
Максимально допустимая объемная доля в бензине, %     15
Максимальное содержание кислорода в бензине, % мас.    2,7

В настоящее время МТБЭ является основным высокооктановой добавкой в мире и в России.

Проблема опасности МТБЭ основана на том, что МТБЭ биологически не разрушается и частично растворяется в воде. В США эта проблема возникла из-за  хранения МТБЭ в подземных резервуарах, откуда он попадал в грунтовые воды и приводил воду в непригодность для бытовых нужд. Других проблем нет. Насколько известно, во всем остальном мире в запас МТБЭ не хранят (или хранят герметично). В отличие от МТБЭ – ЭТБЭ биологически разлагается.

По нашим данным запрет на использование МТБЭ установлен только в ряде штатов США. В других странах ограничений нет. Есть сильная государственная поддержка (в виде требований, льгот и дотаций) применения ЭТБЭ, как продукта полученного с частичным использованием возобновляемого сырья (этанол), а не замена опасного или вредного МТБЭ. Поддержка ЭТБЭ – поддержка национальных сельских хозяйств (рабочие места и т.д.) и снижение энергозависимости от поставщиков нефти.

ЭТБЭ, как высокооктановая добавка, лучше МТБЭ. ЭТБЭ имеет несколько лучшие октановые характеристики, имеет более высокую температуру кипения (т.е. низкое давление паров), и его максимально-допустимое содержание в бензине больше.

Основной минус – стоимость этанола, как сырья. Цена этанола почти в три раза выше, чем у метанола. Следовательно, и стоимость ЭТБЭ будет значительно выше, чем стоимость МТБЭ. Без дотаций, для производителей бензина ЭТБЭ будет не интересен.

К настоящему времени синтез МТБЭ достаточно полно изучен, появление новых технических решений маловероятно. Существующие процессы производства МТБЭ эффективны, технологичны и экологически чистые.

Процесс получения МТБЭ основан на реакции селективного взаимодействия изобутилена с метанолом:

          СН3-С(СН3) =СН2 + СН3ОН  ↔ СН3-С(СН3)2 -О-СН3
          изобутилен               метанол               МТБЭ

Реакция осуществляется в мягких условиях (50-70оС) в присутствии катализатора.

В настоящее время на территории бывшего СССР используются технологии производства МТБЭ разработанные в ОАО НИИ "Ярсинтез" (ранее НИИМСК) г. Ярославль. Технология Ярсинтеза, в различных вариантах, используется на 10 действующих производствах в России и на 5 производствах за рубежом.

ОАО НИИ "Ярсинтез" занимается технологией получения высокооктановых эфирных компонентов бензинов с 1973 г. За это время разработано несколько технологий получения таких высокооктановых компонентов как метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), метил-трет-амиловый эфир (МТАЭ / ТАМЭ), этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ) и других эфиров.

Для получения высокооктановых эфиров ОАО НИИ "Ярсинтез" может предложить несколько вариантов технологических схем, учитывающих используемое сырье, требования к продукции и взаимосвязь с другими производствами. В том числе рекомендуется наиболее совершенная в мире технология с использованием принципа "каталитической дистилляции", позволяющая иметь максимальную производительность и эффективность.

Мы не располагаем точными цифрами по объемам производства МТБЭ и др. эфирных компонентов на действующих производствах, эта информация особо не афишируется. Предлагаем список установок (названия предприятий м.б. изменены) с указанием проектных мощностей. Известно, что практически все производители превысили проектные показатели.
 

* - Высокооктановый эфирсодержащий компонент (смесь МТБЭ, МТАЭ и углеводородов С5).

Цены на МТБЭ отражают цену нефти, т.к. сырье нефтяного происхождения.

Производство МТБЭ организовывалось только на предприятиях имевших собственные ресурсы изобутилена. Сырьевая проблема существует для перспективного развития производства МТБЭ, свободных ресурсов сырья сейчас нет. Реальное увеличение сырьевой базы для МТБЭ произойдет, если компании-владельцы НПЗ будут стремиться увеличивать степень переработки нефти, строить вторичные процессы, в т.ч. и каталитический крекинг. С другой стороны имеется значительное количество ресурсов для производства МТАЭ (метил-трет-амилового эфира) – гомолога МТБЭ. Ресурсы по изоамиленам очень значительны. Потенциал по производству МТАЭ по объему равен производству МТБЭ.

В мире давно признано и доказано, что МТБЭ является наиболее эффективной высокооктановой добавкой (суммарно по всем показателям). Использование других добавок возможно (метиланилин), но есть проблемы выбросов. Какие-то другие могут использоваться или в малых масштабах (имеющиеся побочные продукты, не производимые специально), или (в России) от жадности и безконтрольности. Имеет смысл говорить о вовлечении содобавок (напр. метиланилина к МТБЭ), что может быть разумным ввиду существенного снижения содержания МА в бензине. Использование толуола (как, впрочем, и др. ароматики) возможно, но существуют ограничения на содержание ароматики в бензине, причем с каждым Евро (имеется в виду нормы качества бензина) они существенно ужесточаются. Это связано с высоким содержанием СО и СН в продуктах сгорания.

Озвучено желание (на перспективу) организации 4-5 новых производств МТБЭ/ЭТБЭ, мощностью 30-40 тт/год каждое. По нашему мнению, потребление и производство в России будет расти, пока есть рост доли высокооктановых бензинов, а автопарк переходит на высокооктановые бензины. Предстоит ограничение на 80-ый бензин и наблюдается рост потребления 95 и 98. Октан бензинов надо чем-то поднимать. Базовые бензины имеют октан 80÷88, а бензиновые компоненты вторичных процессов 92-94.

В ближайшей перспективе в мире основными оксигенатами останутся – ЭТБЭ и МТБЭ (местами, напр. Бразилия - этанол).

В.А. Смирнов, НИИ «Ярсинтез»

Newchemistry.ru

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка МТБЭ можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок МТБЭ в России».