MTBE的生產工藝及市場發展趨勢簡析

摘 要：文章介紹了到目前國內外甲基叔丁基醚（MTBE）的生產工藝，如美國UOP公司的聯合工藝、我國的混相床反應蒸餾工藝。簡單分析國內外的需求情況以及在美國部分地區遭到禁用后，MTBE在全世界以及我國的市場前景趨勢和未來幾年可能出現的問題提出簡單的市場發展建議。

關鍵詞：MTBE；生產工藝；市場分析

MTBE（甲基叔丁基醚）是一種透明、無色、高辛烷值，具有醚樣氣味的液體，與汽油具有良好的互溶性，是生產高辛烷值、無鉛含氧汽油的理想調合組份，作為汽油添加劑在全球范圍內廣泛使用。MTBE在提高汽油的辛烷值和汽油的燃燒效率的同時減少CO的排放量，提高汽車的性能，同時降低汽油的成本，減少其他有害物質（如苯，丁二烯等）排放。MTBE的應用已有30多年歷史，其生產工藝技術已漸趨完善，但由于MTBE的致癌性，在美國大部分地區已被禁止使用，而在歐洲大部分國家以及亞洲未被禁止，還有一定的發展價值，甚至需求及產量有所提高。我國煉油工業對MTBE的需求也呈上升趨勢，總體來說。MTBE的總需求趨勢穩步增長。

1 MTBE的生產工藝簡介

MTBE的生產工藝發展歷程基本可分為四個階段：第一階段為20世紀70年代的管式反應器生產工藝；第二階段為20世紀70年代后期的筒式反應器生產工藝；第三階段為20世紀80年代的催化蒸餾工藝，該工藝將反應器與產品分餾合并，節約了投資成本；第四階段為20世紀90年代后期，先由丁烷異構化脫氫、再與甲醇醚化生成MTBE的聯合工藝。從反應機理和具體的生產設備來區分，制備MTBE的主要工藝可分為以下四種：膨脹床反應技術、固定床反應技術、混相反應技術和混相反應蒸餾技術、催化蒸餾反應技術。

1.1 國外的生產工藝

目前國際上生產MTBE的技術各不相同，都有各自的特點，比較有代表性的有：意大利的斯納姆·普羅蓋蒂·阿尼克（SNAM PROGETIT/ANIC）工藝、法國的IFP工藝，美國的催化蒸餾及聯合工藝等。

1.1.1 意大利斯納姆·普羅蓋蒂·阿尼克（SNAM PROGETIT/ANIC）工藝

意大利于1973年開發了世界上首套MTBE工業生產裝置。早期的MTBE生產工藝大多是列管式固定床反應技術，如許爾（HULS）工藝，使用聚苯乙烯一二乙烯苯離子交換樹脂作為催化劑，反應溫度50～60℃，MTBE的產品純度達98%以上。但這種工藝缺陷明顯，難以消除反應區中的熱點，在現代MTBE工業擴大化生產中已很少采用。

1.1.2 法國IFP工藝

IFP工藝的獨特之處在于采用上流式膨脹床反應器，反應物料由下而上進入反應器，同時反應器中的催化劑處于蠕動狀態，這種進料方式改善了反應器內部的傳質及傳熱性能。這種工藝的優勢在于結構簡單，低投資、低能耗、催化劑裝卸方便。此外，采用上流式操作，可減少反應器內部壓力降和副反應的發生，同時防止催化劑燒結，延長催化劑使用壽命。

1.1.3 美國催化蒸餾工藝

催化蒸餾工藝由美國Chem.ResearchLiecensing公司于1987年率先研發成功并實現工業化。該工藝的關鍵技術是將反應過程與共沸蒸餾過程進行有機結合，使醚化反應和產物分離在同一塔中同時進行，節省了設備的投資成本。不足之處在于反應催化劑的更換和填裝困難，且由于催化劑的包裝問題，反應物料與催化劑的難以充分接觸，必須擴散進入布包中才能與催化劑有效接觸反應，對于提高收率和產物分離帶來了困難。

1.2 國內生產工藝

20世紀70年代末開始。我國多家機構先后開始MTBE合成技術的研究和開發，如清華大學、齊魯石化公司研究院、上海石化研究院等單位，目前已開發出多種MTBE生產工藝，就工業應用來說，主要有以下三種常用工藝。

（1）常規工藝

在固定床反應器中的強酸性陽離子交換樹脂存在下合成MTBE，整個工藝可分為反應、共沸蒸餾和甲醇回收三部分。

（2）催化蒸餾法工藝

催化蒸餾法工藝由齊魯石化公司在結合國外先進工藝開發經驗的基礎上開發出的一種新型MTBE生產工藝，該工藝改進了美國催化蒸餾工藝催化劑填裝困難的缺陷，催化蒸餾塔采用新型散裝筒式的結構，使催化劑在催化床層內直接均勻分布，在相鄰兩床層間設置一個或多個分餾塔盤，并在床層中預留氣體通道，整個反應段可看作多個重疊放置的小型固定床反應器和多個分設在各床層間的分餾段組成，生產過程中反應與分餾交替進行，提高了反應效率和產品收率。

（3）混相床反應蒸餾工藝

混相床反應蒸餾工藝的特別之處在于在反應塔內添加了一個固定床反應段，將混相反應與分離相結合，同時控制反應壓力使反應在沸點溫度下進行?；煜啻卜磻麴s工藝可分為煉油型和石油化工型兩類，分別應用在不同的工業領域，煉油型反應塔的上部和下部分別為精餾段和提餾段，中部是混相反應段；而化工型是將煉油型工藝反應塔上部的精餾段刪除，改為催化蒸餾反應段，使異丁烯和甲醇先在混相反應段內預反應，提高反應效率。

2 MTBE的市場現狀及發展趨勢

近年來由于各國環保政策的調整，國際MTBE市場風云變幻。如美國將MTBE列為“可能致癌物質”，導致美國本土市場MTBE的生產量和消費量逐年下降，而作為MTBE替代品的乙基叔丁基醚（ETBE）消費量日益增長；歐洲方面，由于生物質能源的不斷開發以及受美國禁用MTBE 的影響，MTBE的需求也有所下滑；中東方面。目前沙特阿拉伯、阿聯酋、卡塔爾、巴林和科威特等國家使用的都是添加MTBE的無鉛汽油，所以MTBE在中東的需求將持續增長。此外，2008年初歐盟解除了對MTBE的“警報”，預計將使MTBE再次成為歐洲、亞洲和中東清潔汽油的主要添加劑，從而帶動MTBE產業發展。

3 結束語

從長遠來看，國內MTBE產業的發展必然受到國際趨勢的影響，總結來說可以關注以下三個方面：

首先，新建裝置應慎重。雖然目前MTBE作為汽油添加劑并未在我國明令禁止使用，但從長遠看，美國對MTBE的禁用可能會對世界MTBE的生產消費帶來消極影響。同時，隨著乙醇汽油在國內的逐步推廣和新型清潔汽油添加劑的不斷開發，國內的MTBE產業將遭受巨大的沖擊。

其次，關注新型技術，轉變產業類型。縱觀MTBE的發展趨勢，已逐漸淪為夕陽產業，所以在可預見的時期內，對現有生產裝置進行轉產調整是大勢所趨。另一方面，新型汽油添加劑乙基叔丁基醚（ETME）的工藝也比較成熟，與MTBE相比，ETME除了氧含量稍低外，具有易于汽油混溶、沸點高、調和辛烷值高、雷德蒸汽壓低、對環境的污染小、原料無毒、水中的溶解度低等眾多優點，可為已建或在建的MTBE裝置轉變生產工藝提供良好的參考。

最后，除了作為汽油添加劑外，可逐步開發MTBE的其他化工用途。除作為汽油添加劑用途外，還可作為其他化學品生產的溶劑，如甲醇、異戊烯、苯酚的烷基化工藝；也可作為制備叔丁胺、叔丁醇、三甲基乙酸、叔丁氧基乙酸等精細化工行業的基礎原料；這些都可以為MTBE未來的需求方面，而不僅僅只是汽油添加劑的單一產業。

參考文獻

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作者簡介：佘啟明（1984-），男，安徽銅陵人，助教，碩士，主要從事化工專業的教學和科研研究。