甲基叔丁基醚的工藝技術探討

摘 要:本文主要是對目前甲基叔丁基醚的工藝技術進行探討，對幾種主要的工藝進行了比較總結。在此基礎上，對甲基叔丁基醚的應用范圍及發展前景進行了研究探索。

關鍵詞:甲基叔丁基醚(甲基叔丁基醚)工藝技術應用

中圖分類號:TQ223文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0117-01

引言

甲基叔丁基醚(methyl tertiary-butyl ether，簡稱MTBE)，其生產工藝僅醚化反應和反應后的物料處理階段，制作非常簡單。甲基叔丁基醚可以和汽油調和，提高汽油的辛烷值。它的含氧量相對較高，能有效降低尾氣中一氧化碳的含量。還可廣泛應用于生物分析技術中。因而得到廣泛應用。然而近幾年的研究發現，甲基叔丁基醚具有毒性，會污染地下水源。世界上一些國家已經禁止使用甲基叔丁基醚，但在亞洲，目前仍無禁用意向。在未來一段時間內，甲基叔丁基醚仍會繼續使用。因此，研究合成甲基叔丁基醚的各種工藝技術，開發其新的應用領域，仍具有重要價值。本文對幾種主要的生產工藝技術進行了比較總結，并展望甲基叔丁基醚未來發展前景。以使其更好地服務于生產領域。

1 甲基叔丁基醚的生產工藝技術

合成甲基叔丁基醚主要是醚化工藝，根據醚化反應器的不同，甲基叔丁基醚的合成技術主要包括:固定床反應技術、膨脹床反應技術、催化蒸餾反應技術、膨脹床——催化蒸餾反應技術、混相反應技術和混相反應蒸餾技術。

1.1 固定床反應技術

固定床反應技術采用下流式固定床反應器，主要是甲醇和異丁烯在70℃～100℃左右進行反應，反應器外多用冷卻水移走反應熱，產物用一個或多個分餾塔分離甲基叔丁基醚和甲醇以及剩下的碳四餾分。這種方法適用于含異丁烯濃度變化較大的碳四原料。由于在生產過程中，反應器用水冷卻仍會出現熱點，導致反應速率下降，因此在近年來新建的廠房中已經很少采用。

1.2 膨脹床反應技術

膨脹床反應技術的反應器采用上流式膨脹床，與固定床不同的是，在生產過程中，反應物了自下而上流經膨脹床反應器催化劑床層。其中催化劑處于蠕動狀態，活性較高，可以加快反應床層的傳熱過程，有利于反應的進行和反應熱的擴散。整個床層徑向溫度分布均勻，不存在熱點不均的問題。催化劑可以得到較高程度的利用，降低副產物的生成。這種方法降低了能耗和成本，結構簡單、裝卸方便，但對催化劑要求較高。

1.3 催化蒸餾反應技術

催化蒸餾技術主要在蒸餾塔中進行，合成甲基叔丁基醚的時候分離出反應產物，其核心是反應和共沸蒸餾同時進行。這種技術的優點是減少外部冷卻設備的使用，防止了反應區熱點超溫現象，控制了反應的溫度，降低能耗節省投資。同時，由于催化蒸餾塔中可以使甲基叔丁基醚和反應物分離。反應物中的甲基叔丁基醚濃度降低，克服了平衡的障礙，可以提高異丁烯的轉化率。但其缺點也多。其中催化劑的填裝比較困難，包裝要求較高，而且擺放的位置要能使氣液兩相對流。

1.4 膨化床——催化蒸餾反應技術

膨化床——催化蒸餾主要是一級反應器采用一臺膨脹床反應器，外循環物料取熱。原料在膨脹床反應器內完成一級反應后，反應產物進入催化蒸餾塔進行二級反應。二級反映和共沸蒸餾由一臺催化蒸餾塔來完成，在催化蒸餾塔內，催化劑和殘余異丁烯繼續反應，從而提高了甲基叔丁基醚的產出量。這種工藝操作方便。

1.5 混相反應技術

混相反應技術克服了固定床和膨脹床外循環取熱稀釋反應物濃度及增加反應推動力的弊端。該技術是在混相反應蒸餾塔內設置一個固定床混相反應段，不再需要冷卻設施。混相固定床反應技術和分餾技術有機的結合起來。通過控制反應壓力使反應在沸點溫度下進行。這種技術減少了設備，提高了設備的使用效率。

1.6 混相反應蒸餾技術

這種技術是齊魯石化研究院研究的甲基叔丁基醚生產新工藝，在混相反應的基礎上開發出的。這種技術分為煉油型和化工型。煉油型技術工藝的反應塔中部是混相反應段，上部和下部是精餾段和提留段。催化劑容易填裝，節省投資。化工型技術工藝是將煉油型工藝反應塔的上部精餾段改為催化蒸餾反應段。這種技術可以提高異丁烯的轉化效率。這兩種技術將混相反應與分離相結合。融合了混相反應技術和蒸餾技術的優點。

2 甲基叔丁基醚的應用

2.1 作為汽油添加劑

甲基叔丁基醚主要用于辛烷值汽油改進。它可以和汽油以任意比例互溶而不發生分層現象，與汽油分組調和時，有良好的調和效應，調和辛烷值高于其凈辛烷值。而且，甲基叔丁基醚的化學性質穩定，抗爆炸性能也很穩定，在空氣中不易生成過氧化物。含氧量相對較高，可以改善汽車尾氣排放，降低尾氣中的一氧化碳含量。燃燒效率高，可以抑制臭氧的生成。同時減少了苯、丁二烯等的排放，降低對人體健康的危害。目前人們普遍認為甲基叔丁基醚在有氧條件下是可以被降解的，但在無氧條件下卻不可以。鑒于甲基叔丁基醚的危害性及難降解性，必須盡早為甲基叔丁基醚的生產尋找新的出路，才能在它作為汽油成分停止使用后占據主動。

2.2 裂解制取高純度的異丁烯

異丁烯在化工中的應用非常廣泛，是一種重要的化工原料。在合成彈性體、農藥中間體和叔丁烯、叔丁基苯等的生產中應用廣泛。甲基叔丁基醚裂解異丁烯是一種比較新的工藝技術。利用甲基叔丁基醚生產純度高的異丁烯，具有無污染、無腐蝕、產品純度高、流程轉化效率高、裝置獨立性強等特點。進而產生附加值高的一系列下游產品，可以緩解禁用甲基叔丁基醚帶來的危機。裂解甲基叔丁基醚生產異丁烯，在適當的酸性催化劑作用下，甲基叔丁基醚可以產出異丁烯和甲醇。經冷卻、吸收、回收、精餾后，就可以得到高純度的異丁烯。

2.3 用作反應溶劑和試劑

甲基叔丁基醚的穩定性良好，抗氧化，可以用于反應溶劑、萃取劑、色譜液和試劑等。在用多聚甲醛、苯酚和二烷基氨制備臨二烷基氨甲基苯酚中，甲基叔丁基醚就作為溶劑使用，在苯酚的烷基化、甲基叔丁基醚碳基化、甲酯的制備等，甲基叔丁基醚都是作為溶劑使用。除此之外，甲基叔丁基醚還是一種高效快速的膽固醇結石溶解劑，在目前所有的膽固醇溶解劑中，甲基叔丁基醚的溶解能力最強。能有效溶解大部分結石。

3 展望

甲基叔丁基醚的抗爆炸性和化學性質穩定，應用領域非常廣泛。通過以上幾種生產工藝可以看出，它的操作簡單，投資少見效快，可以根據不同的要求選擇不同的甲基叔丁基醚生產工藝，制作非常靈活。然而，作為目前使用廣泛的高辛烷值汽油的添加劑，對于空氣、地下水的污染問題使得這種用途的甲基叔丁基醚備受質疑。作為甲基叔丁基醚的生產者來說，應盡早研究開發甲基叔丁基醚新的應用領域。為甲基叔丁基醚尋找新的出路。

參考文獻

[1] 李文波，付靜，高步良等.我國汽油添加劑的現狀與發展趨勢[J].齊魯石油化工，2002，30(2).

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