MTBE转产ETBE技术可行性分析

摘要：乙基叔丁基醚（ETBE）是一种高辛烷值汽油改良剂，能够改善汽油的经济性能及安全性能。结合ETBE的产品性能及国内外发展现状，本文重点分析MTBE转产ETBE技术的可行性。

ETBE是由乙醇与异丁烯在催化剂的作用下反应合成，常用的催化剂有离子交换树脂、分子筛及硫酸。其中，大孔酸性阳离子交换树脂在工业生产中应用较多。该工艺与MTBE工业生产过程基本相同，可有效利用MTBE的生产设备，但产物性能指标优于MTBE。ETBE具有较低雷德蒸汽压（RVP）、容易分解、较高沸点且易与烃类物质互溶不生成共沸化合物等优点，不仅可以提高汽油辛烷值，还可以减少发动机内气阻以降低蒸发能耗，使汽油的安全性及经济性均得到有效改善。在MTBE产业面临转型的形势下，ETBE的生产研究受到人们的广泛关注。

ETBE优势性能凸显，是乙醇汽油战略的“促进因素”

作为汽油调和组分，MTBE的替代品主要可分为醇类和醚类，其中，醇类包括甲醇和乙醇，醚类包括TAME(甲基叔戊基醚)和ETBE两种。甲醇毒性较高，用作汽油添加剂对车辆引擎系统会造成损坏。TAME当前全球产量尚不足以填补汽油添加剂的巨大缺口，均不适合用作汽油添加剂。当前，生物乙醇被认为是取代MTBE的较好添加剂，并且主要分为两种情况：纯乙醇以及由乙醇为原料合成的ETBE(原料为53%的异丁烯及47%的乙醇)。乙醇的来源较广，可由玉米、甘蔗等农作物及木质纤维素中获取，并且作为汽油添加剂生产过程对环境较为友好，但是其制取过程具有能耗大、成本高等缺点。此外，乙醇汽油也存在些许问题，如会促使汽油挥发性增高等。ETBE由异丁烯与乙醇合成，可避免直接使用乙醇带来的问题，作为含氧化合物用于汽油调和剂可使汽油燃烧更为清洁，并且ETBE与MTBE同属于醚类化合物，性质较为相似，可以直接替代MTBE而不需要修改汽车引擎供油系统。由此可见，ETBE并非竞争者，而是乙醇汽油战略的“促进因素”。生物乙醇、ETBE、MTBE用作汽油添加剂优缺点比较如下。

表1 生物乙醇、ETBE及MTBE用作汽油添加剂优缺点比较

（资料来源：中国知网）

ETBE在发达国家已实现全面应用 逐渐形成全球化的发展趋势

MTBE转化成ETBE投资少，无需在乙醇运输及混合方面加大成本，已经在日本、美国和欧盟等地区全面应用，逐渐形成全球化的发展趋势。

2006年，日本政府发布新的国家能源战略，其指出，到2030年，生物乙醇的产量要达到0.6万吨，并提出要大力推广生物燃料的技术发展。日本石油公司于2007年4月宣布，在半年内将年产量10吨的MTBE制造设备改产ETBE，并于2009年开始生产ETBE。数据显示，截至2017年，ETBE年产量约为12.64万吨，然而日本ETBE的年消费量约160万吨，国内呈现供不应求的局面，主要依赖国外进口。为加大国内ETBE产量，2017年4月17日，日本宣布了新的生物燃料政策，政策指出，允许进口美国玉米乙醇生产ETBE。该项政策的提出，不仅促进了日本ETBE的生产，还为美国农民开启了一个规模不断增长的新市场。

在美国，MTBE曾是主要的汽油添加剂，但由于其存在环境污染隐患在2006年左右被逐渐停用。美国逐渐推广乙醇汽油的使用，然而该举措导致了加州地区地面臭氧增加，为缓解这种现象，美国环境局降低了汽油中雷德蒸汽压（RVP）要求及增加了机动车排放标准。然而，美国联邦政府没有禁止MTBE的生产，厂商利用原有的MTBE装置改产ETBE，主要供应出口市场。

欧盟地区，分别在2000年及2016年先后颁布的燃料质量指令（FQD）及可再生能源指令（RED）推动了燃料醚市场，两项指令均在鼓励在汽油中添加ETBE及乙醇。1994年，法国率先将ETBE作为汽油添加剂，随后西班牙与德国也分别于2000年与2004年开始使用。截至目前，ETBE等燃料醚已经在欧洲28个成员国汽油中广泛使用。

我国MTBE转产ETBE在技术、市场和管理等方面均具有可行性

我国生产ETBE的可行性可从技术、市场和管理等方面来分析。从技术层面来看，国内对于ETBE生产技术研究较少，齐鲁石化研究院对乙醇与混合C4中的异丁烯催化蒸馏合成ETBE的全流程进行了可行性分析，研究结果表明，异丁烯转化率可高达99%以上。此外，西安交通大学开发了以叔丁醇替代异丁烯，与乙醇在常压液态下合成ETBE的新工艺路线，用渗透蒸发膜分离生成的水以提高ETBE收率。该技术为ETBE合成开辟了新的原料来源，具有一定的技术可行性；从市场层面来看，ETBE暂未发现类似MTBE的环境污染及对人体健康危害等问题，并且由于MTBE转产ETBE具有较大可能性，ETBE的市场应用潜力较大；从管理层面看，ETBE与MTBE性质相似，无需修改引擎供油系统便可以直接生产，不仅节约成本，而且方便管理。综合来看，ETBE在技术、市场以及管理等方面均具有可行性。

结语

ETBE具有调和辛烷值高、易与汽油互溶、沸点高、对环境污染小等性能优势，是可以替代MTBE的一种重要汽油添加剂。目前，发达国家ETBE生产技术已经较为成熟，国内应该加快该技术的研发应用。我国是燃料油消费大国，随着国内有关ETBE生产技术的研究深入，不仅可以为ETBE成为车用燃料油添加剂商业许可证提供动力，还可以加快我国ETBE作为汽车添加剂走向市场的步伐。