¿Qué es ETBE?
El éter etil terc-butílico (ETBE) es un excelente componente de mezcla de gasolina de alto octanaje. El ETBE, el etanol y el metil terc-butil éter son mejoradores de gasolina de alto octanaje, también conocidos como "aditivos de biogasolina".
El contenido máximo de ETBE en la gasolina es de 17Vol%. El ETBE no sólo puede aumentar el octanaje de la gasolina, sino que también puede utilizarse como disolvente. El ETBE tiene un alto punto de ebullición y cuando se mezcla con hidrocarburos no produce *compuestos de punto de ebullición. Esto no sólo reduce la resistencia del gas dentro del motor, sino que también reduce las pérdidas por evaporación. El ETBE también puede ser degradado por microorganismos aeróbicos.
Por lo tanto, el ETBE no sólo puede aumentar el octanaje de la gasolina, sino también mejorar la economía y seguridad de la gasolina. Es un excelente aditivo con un gran potencial de mercado.
Las materias primas sintéticas del ETBE: 47% etanol (EtOH) 47% isobutileno (IB) 53%. Es decir:
Bioetanol (EtOH) y agua (H2O) (92 ~ 95 % en volumen) + mezcla de IB (isobutileno)
2. IBF Co., Ltd., consulte el "Apéndice 1" para obtener más detalles)
Basándonos en una comprensión general de ETBE, el ETBE presentado aquí es proporcionado por Japan IBF Co., Ltd., y lo llamamos mezcla biológica de ETBE aquí. Es una "mezcla de ETBE, TBA (acrilato de butilo etanol) y EtOH (etanol)" obtenida a partir de bioetanol acuoso (92 ~ 95 % en volumen) e isobutileno (C4H8) mediante una serie de procesos. Es un alcano limpio con alto contenido de noxinas. Mejorador de gasolina.
Después de 13 años de investigación científica y tecnológica, el IBF de Japón ha superado el futuro problema de la gasolina con etanol y ha desarrollado una "tecnología de fabricación de mezclas de bio-ETBE" que es más competitiva que el ETBE proporcionado por los fabricantes de ETBE que tienen Se ha puesto en producción en Europa y Estados Unidos. La tecnología de producción de este producto ha sido patentada por la IBF de Japón en Japón y Corea del Sur (número de solicitud de patente: 2004-327533) y ha comenzado a solicitar tecnología en China.
La mezcla biológica de ETBE se produce a partir de residuos vegetales, productos residuales de fermentación y metano en destilado mediante un tratamiento a baja temperatura y baja presión.
3.ETBE II (proporcionado por Japan IBF Co., Ltd., consulte el "Apéndice 1" para obtener más detalles).
Japón IBF Co., Ltd. ha avanzado "tecnología de fabricación de mezclas de bio-ETBE" y está desarrollando una fábrica experimental de bio-ETBEII hecha de materias primas 100% biológicas, que puede lograr un alto valor de producción y buscar eficacia. Contramedidas para hacer frente al efecto invernadero.
Los combustibles para automóviles, incluida la gasolina, se obtienen actualmente de fuentes subterráneas. La mezcla de ETBE fabricada por ETBEII se deriva completamente de fuentes biológicas y tiene un buen desempeño en el reciclaje de recursos y en la lucha contra el efecto invernadero. (Isobutileno de combustibles fósiles a bioextracción).
II. Antecedentes
1. La “gasolina de alto octanaje” y su tendencia de desarrollo
Cuando se quema gasolina en el cilindro del motor de un automóvil, debido La falta de oxígeno, la combustión incompleta y la fuerte vibración de la máquina reducirán la potencia de salida y dañarán las piezas. Esta es la propiedad antidetonante de la gasolina. El índice numérico que refleja el rendimiento antidetonante de la gasolina se llama número de octanaje, que es como la gente suele llamar a las etiquetas de las gasolinas, como gasolina "90#" y "93#", que se refiere al rendimiento antidetonante de estas gasolinas. . Cuanto mayor sea el índice, mejor será el rendimiento antiexplosión.
El uso de gasolina de alto octanaje se ha convertido en un medio importante para proteger los motores de los automóviles y mejorar el rendimiento de conducción.
La forma de mejorar el rendimiento antidetonante de la gasolina es añadir otros productos químicos a la gasolina. En el pasado, se solía añadir tetraetilo de plomo, por lo que se producía gasolina con plomo. Debido a los efectos nocivos del plomo en el cuerpo humano, el tetraetilo de plomo está prohibido en todo el mundo desde 1997. Las gasolinas de alto octanaje comúnmente utilizadas actualmente incluyen la gasolina sin plomo No. 92, No. 93, No. 95, No. 97 y No. 98. Los éteres incluyen metil terc-butil éter (MTBE), etil terc-butil éter (ETBE) y metil terc-amil éter (TAME), que son excelentes mezclas para producir componentes de gasolina sin plomo, oxigenada y de alto octanaje.
Con el desarrollo de los tiempos, la gente presta cada vez más atención a la protección del medio ambiente. Para reducir la contaminación causada por los gases de escape de los automóviles a la atmósfera, los países de todo el mundo formulan constantemente normas sobre gasolina cada vez más estrictas.
En la última década, el metil terc-butil éter (MTBE) se ha utilizado como principal aditivo en la gasolina reformulada (RFG) en los Estados Unidos y en la gasolina en muchos países y regiones (incluida la provincia de Taiwán) para aumentar el octanaje de la gasolina y reducir las emisiones de los vehículos. Sin embargo, en los últimos años, se han producido fugas de tanques de petróleo y contaminación de aguas subterráneas con MTBE en muchos estados de Estados Unidos (especialmente California), lo que ha provocado preocupación y pánico. En los últimos años, la investigación científica ha descubierto las deficiencias del MTBE: no es fácil de descomponer y contamina las aguas subterráneas, tiene un ligero olor, lo que incomoda a los conductores y puede causar náuseas, dolor de ojos, herpes y otros; reacciones. Estados Unidos aprobó recientemente una Ley de Combustibles Limpios que prohíbe el uso de MTBE durante cuatro años a partir de 2004.
Una vez que se prohíba el MTBE, surgirán preguntas como qué tipo de compuesto se utilizará para reemplazar el índice de octano en la gasolina, dónde se ubicarán los equipos de producción relevantes y cuál es el uso de la materia prima. isobutileno? Entre las alternativas existentes al MTBE, el etanol (alcohol) es la más popular, pero enfrenta problemas de suministro interno insuficiente y precios altos en Estados Unidos. Aunque el gobierno actualmente cuenta con incentivos fiscales y subsidios, su sostenibilidad es cuestionable. Además, la presión de vapor de Reynolds del etanol es bastante alta (18 psia) (por lo que es ideal mezclar materias primas con Rvp-isoocteno bajo), lo cual no es adecuado porque. Absorbe fácilmente el polvo y las impurezas sexuales solubles en agua. En cuanto a la eliminación de isobutileno, actualmente se encuentra en desarrollo activo. El isobuteno primero se dimeriza en isoocteno y luego se hidrogena en isooctano, un aceite para mezclar gasolina de alto octanaje. En segundo lugar, el etanol se utiliza para sintetizar etil terc-butil éter (ETBE). Aunque el ETBE pertenece a la misma categoría que el MTBE, tiene un índice de octanaje más alto (111 [(R+M)/2]) y una presión de vapor de Reynolds más baja (4 psia). Es menos soluble en agua que el MTBE, por lo que lo es. más adecuado que el etanol como aditivo de oxígeno para la gasolina. Además, el ETBE y el isooctano tienen rangos de destilación estrechos. DI) y control de VOC (compuestos orgánicos volátiles) durante el proceso de mezclado. Actualmente, el Departamento del Tesoro de Estados Unidos ha acordado otorgar incentivos fiscales al etanol cuando se mezcla ETBE con gasolina.
Europa es el segundo mercado más grande de MTBE, y el Parlamento Europeo ha emitido una directiva. El objetivo es que para 2010, el 5,75% del consumo de combustible para el transporte (basado en el contenido energético) provenga de biocombustibles. El biodiesel se convertirá en el principal biocombustible. Se espera que la gran mayoría del crecimiento del etanol en Europa provenga del éter etil terc-butílico (ETBE). Se han convertido varias unidades de MTBE para producir ETBE. Se espera que la conversión de otras unidades y un pequeño número de nuevas unidades de ETBE se complete antes de 2010, y se espera que el consumo de ETBE aumente a 2,15 millones a 2,57 millones de toneladas/año. Se espera que el consumo europeo de etanol (como componente de mezcla directa o alimentación de ETBE) aumente a 17.000 a 15.000 toneladas/año.
De cara al futuro, las especificaciones globales de la gasolina serán cada vez más estrictas. Además del contenido de oxígeno y de azufre, otros requisitos, como un alto índice de octanaje, un bajo Rvp, un bajo contenido de olefinas y un bajo contenido de aromáticos, aumentarán el coste de la gasolina, y es posible que en el futuro se agreguen "indicadores de capacidad de conducción" ( di
2. Comparación de metil terc-butil éter, ETBE y etanol combustible.
El mejorador de octano de gasolina (aditivo) es un aspecto de la tecnología de gasolina de alto octanaje. Hay tres tipos legales. Los mejoradores de gasolina son: a) metil terc-butil éter (MTBE), b) etanol (EtOH) y c) ETBE (etil terc-butil éter).
El ETBE, el etanol y el metil terc-butil éter son mejoradores o aditivos de la gasolina. Mezclarlos con gasolina en una determinada proporción no solo puede mejorar el rendimiento de la gasolina, sino también ser limpio y respetuoso con el medio ambiente. (Sin plomo, sin contaminación).
(1) MTBE (metil terc-butil éter): metil terc-butil éter.
——La cantidad máxima de adición es 15Vol%.
MTBE es un éter alifático con una fórmula molecular de C5 H12 O, un peso molecular de 88,14, una gravedad específica de 0,741 (20°C), una viscosidad de 0,27 (20°C) y una sabor similar al éter.
El metil terc-butil éter (MTBE) es el primer mejorador del índice de octano desarrollado y aplicado. El MTBE se ha utilizado ampliamente en la mezcla de gasolina en los Estados Unidos desde que fue aprobado por la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. como aditivo para la gasolina sin plomo en 1979. El punto de ebullición del MTBE es relativamente bajo y la adición de gasolina reduce la temperatura del rango de destilación de la gasolina. Este efecto aporta enormes beneficios económicos a las refinerías que producen gasolina de muy alto octanaje.
En la actualidad el MTBE (metil terc-butil éter) es un producto muy utilizado.
Debido a las dificultades de producción, muchos países, incluida China, dependen de las importaciones. En los últimos años, la investigación científica ha descubierto las deficiencias del MTBE: no es fácil de descomponer y contamina las aguas subterráneas, tiene un ligero olor, lo que incomoda a los conductores y puede causar náuseas, dolor de ojos, herpes y otros; reacciones. Estados Unidos aprobó recientemente una Ley de Combustibles Limpios que prohibirá el MTBE en los próximos cuatro años. Se espera que la gran mayoría del crecimiento del etanol en Europa provenga del éter etil terc-butílico (ETBE).
(2) Etanol: Alcohol
——La cantidad máxima añadida es 10Vol%.
El nombre científico del alcohol es etanol, su fórmula química es C2H6O (CH3-CH2-OH) y su peso molecular es 46.
El etanol no es sólo una materia prima química básica, sino también una nueva fuente de energía. La dirección futura del mercado del etanol como industria básica se refleja principalmente en tres aspectos: primero, el combustible para vehículos, principalmente gasolina con etanol y diésel con etanol. Esto es lo que tradicionalmente llamamos mercado del etanol combustible. El etanol combustible se añade a la gasolina en una determinada proporción. No es simplemente un sustituto del petróleo, sino un excelente mejorador de la calidad del petróleo o un agente oxigenante. También es un componente de mezcla de gasolina de alto octanaje. El efecto de oxigenación y la protección ambiental del etanol son mejores que los del MTBE. Por lo tanto, en China no se adoptó el MTBE al principio, pero se adoptó directamente la producción y promoción de aditivos para etanol.
(3)ETBE (etil terc-butil éter): etil terc-butil éter.
——La cantidad máxima es 17Vol%, que es una mezcla de 47% de etanol y 53% de isobutileno.
Al igual que el metil terc-butil éter, mezclar ETBE con gasolina equivale a mezclar etanol con gasolina. El ETBE no sólo es superior al MTBE para aumentar el octanaje de la gasolina, sino que también puede utilizarse como ** disolvente. El ETBE tiene un alto punto de ebullición y cuando se mezcla con hidrocarburos no produce *compuestos de punto de ebullición. Esto no sólo reduce la resistencia del gas dentro del motor, sino que también reduce las pérdidas por evaporación. El ETBE puede ser degradado por microorganismos aeróbicos, pero el MTBE no. El ETBE no sólo mejora el octanaje de la gasolina, sino que también hace que la gasolina sea más económica y segura que la gasolina con MTBE añadido, por lo que tiene un enorme potencial de mercado.
Conclusión de la comparación:
A. En comparación con el MTBE, el ETBE no solo mejora el octanaje de la gasolina, sino que también se puede utilizar como * * * disolvente. Además, la economía y la seguridad de la gasolina son mejores que las de aquellas a las que se les añade MTBE.
B.ETBE tiene un alto punto de ebullición y no produce * * * compuestos de punto de ebullición cuando se mezcla con hidrocarburos. Esto no sólo reduce la resistencia del gas dentro del motor, sino que también reduce las pérdidas por evaporación.
El C. ETBE y el isooctano tienen rangos de destilación estrechos, lo que puede mejorar los indicadores de rendimiento de conducción; el control de DI) y VOC (compuestos orgánicos volátiles).
D. El ETBE tiene un mayor índice de octano, una menor presión de vapor de Reynolds y una menor solubilidad en agua que el MTBE, por lo que es más adecuado como aditivo de oxígeno para la gasolina que el etanol, por lo que el ETBE tiene un gran potencial de mercado.
3. Estado actual de la tecnología de síntesis de ETBE (ver "Apéndice 2" para más detalles)
Con la prohibición gradual del metil terc-butil éter, la gente está prestando cada vez más atención a la investigación sobre la ETBE. En la actualidad, la tecnología de síntesis de éteres extranjeros está muy madura y MTBE, TAME y ETBE se producen industrialmente. China solo tiene producción industrial a gran escala de MTBE, la tecnología de síntesis TAME se encuentra en la etapa de implementación industrial y la tecnología de síntesis de ETBE aún se encuentra en la etapa de investigación. El ETBE se produce generalmente mezclando isobutileno y etanol en C4 bajo la acción de un catalizador ácido. Esta reacción es una reacción exotérmica. La resina de intercambio iónico de ácido sulfúrico macroporosa se utiliza básicamente como catalizador en la producción industrial. La principal reacción secundaria es la dimerización e hidratación del etileno.
Desde la perspectiva de la forma del reactor, la tecnología de producción de ETBE se puede dividir en tecnología de lecho fijo y tecnología de destilación catalítica. La tecnología de lecho fijo tiene un equipo simple y una operación fácil, pero la tasa de conversión de isobutileno está limitada por el equilibrio termodinámico y solo puede alcanzar un máximo del 92 % (bajo alta temperatura y presión), y el calor de reacción no se puede utilizar. La tecnología de destilación catalítica rompe el equilibrio termodinámico de la reacción. La tasa de conversión de isobutileno puede alcanzar más del 99,5%. El C4 eterificado básicamente no contiene isobutileno y puede usarse para producir materias primas químicas básicas como 1-buteno y butadieno. El calor se utiliza en la separación de productos, reduciendo el consumo de energía. Por tanto, la tecnología de destilación catalítica para sintetizar ETBE es más competitiva en la producción industrial. La tecnología clave es el método de llenado del catalizador en la torre de destilación catalítica.
La tecnología de destilación catalítica es la dirección de desarrollo de la tecnología de producción de ETBE. Además, la tecnología de recuperación de etanol es una parte importante de la tecnología de producción de ETBE. En la actualidad, las tecnologías de separación por membranas de pervaporación y recuperación de etanol tienen un bajo consumo de energía y buenas perspectivas. En la actualidad, la tecnología de producción de ETBE extranjera está muy madura. Entre las principales empresas internacionales con tecnología de producción de ETBE se encuentran el Instituto Francés del Petróleo (IFP), la American Catalytic Distillation Technology Company (CDTECH), Alco Chemical Technology Company (ARCO), United Petroleum Products Company (UOP) y Philips Company. No hay muchas unidades nacionales que investiguen la tecnología de producción de ETBE y la mayoría de ellas se encuentran en la etapa piloto.