Tiểu luận metyl tert- butyl ete (mtbe)

METYL TERT- BUTYL ETE
(MTBE)

>Giới thiệu chung về MTBE
>Công nghệ và phương pháp sản xuất.
>Ứng dụng
> Thông số kỹ thuật.
> Tồn chứa và bảo quản.
Giới thiệu chung về sản phẩm MTBE

1 Lịch sử phát triển MTBE, mục đích ý nghĩa.
1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển
1.2 Mục đích ý nghĩa
1.3 Tính chất vật lí và hóa học

2. Nguyên liệu và sản phẩm.

3. Yêu cầu về chất lượng MTBE thương phẩm.
1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển

Metyl tert butyl ete (MTBE) là hợp chất
oxigenat thuộc họ ete, được tổng hợp lần đầu
vào năm 1904 bởi Williamson. Trong đại chiến
thế giới II nó đã được nghiên cứu nhiều và được
biết đến như một cấu tử có trị số octan cao.
Tuy vậy khi đó nhu cầu về phụ gia này chưa
thực sự lớn do đó mãi đến năm 1970 thì nhà máy công nghiệp
sản xuất MTBE mới được ra đời và đi vào hoạt động tại Italia.
Bắt đầu từ đây nó đã được phát triển trên toàn thế giới với
nhiều công nghệ mới ra đời, đặc biệt khi các chuyên gia môi
trường đã phát hiện phụ gia chì gây độc hại cho con người thì

phụ gia MTBE đã hoàn toàn thay thế.
Williamson, Alexander
William
. Metyl – tert – Butyl ete (MTBE)
Một số ưu điểm của MTBE

Không cần bất cứ thay đổi nào đối với động cơ hiện hành

Áp suất hơi nhiên liệu giảm, do vậy giảm tổn thất bay hơi khi bơm rót, vận chuyển

Giảm khí độc hại, đặc biệt là CO và Hydrocacbon chưa cháy

Thêm 15% MTBE cũng không ảnh hưởng đến động cơ cũng như tăng sự tiêu tốn nhiên
liệu, trong điều kiện thời tiết nhiệt độ thấp khả năng khởi động của động cơ cũng dễ
dàng, ngăn cản sự đóng băng tron bộ chế hòa khí.

Nhiên liệu pha trộn với MTBE tương thích với tất cả vật liệu sử dụng để sản xuất oto
như: đệm cao su, các kim loại trong bộ chế hòa khí, bơm phun …

Ngoài những ưu điểm trên của MTBE trong sử dụng làm phụ gia cho xăng thì MTBE
còn có những ứng dụng khác trong đời sống và trong công nghiệp, làm nguyên liệu
cho quá trình tổng hợp hữu cơ, dung môi
Nhược điểm

Nhược điểm lớn nhất của MTBE là khi bị rò rỉ
trong quá trình sử dụng, tồn chứa sẽ gây ô
nhiễm nguồn nước, mặc dù không gây ảnh
hưởng đến sức khỏe con người nhưng MTBE
gây ra mùi hết sức khó chịu cho nước ngay cả ở
hàm lượng rất thấp. MTBE dễ cháy và có thể

tạo peroxit dễ nổ khi tiếp xúc với không khí.
1.3 Tính chất vật lí và tính chất hóa học

A. Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường MTBE là chất lỏng không
màu và linh động ,có mùi tinh dầu, độ nhớt
thấp, tan ít trong nước (1,4%V) nên lượng nước
lẫn vào ít, khả năng phân chia pha hầu như
không xảy ra. MTBE tan vô hạn trong tất cả các
dung môi hữu cơ thông thường và trong tất cả
các Hydrocacbon.
.
Khối lượng phân tử, M
Nhiệt độ sôi, ts
Nhiệt độ nóng chảy
Hằng số điện môi (200C)
Độ nhớt (200C)
Sức căng bề mặt (200C)
Nhiệt dung riêng (200C)
Nhiệt hóa hơi
Nhiệt hình thành (250C)
Nhiệt cháy
Nhiệt độ chớp cháy
Nhiệt độ bốc cháy
Giới hạn nổ trong không
khí
Áp suất tới hạn, Pcr
Nhiệt độ tới hạn, Tcr

88,15

55,3
-108,6
4,5
0,36
20
2,18
337
-314
-34,88
-28
460
1,65 – 8,4

3,43
224
Kg/mol
0C
0C

mPa.s
mN/m
Kj/Kg.K
Kj/Kg
Kj/mol
Mj/Kg
0C
0C
%V

Mpa

0C

.

MTBE là phụ gia được sử dụng nhiều nhất và phổ
biến nhất trong các phụ gia của Ete. Chẳng hạn ở
Mỹ MTBE được pha trộn với 15%V. Việc tăng hàm
lượng MTBE trong xăng sẽ làm thay đổi áp suất
hơi bão hòa, thành phần cất phân đoạn nhiên liệu.
Thông thường MTBE được pha vào xăng với tỷ lệ
5 – 15%V với tỷ lệ này sẽ tăng 2 – 5 ON cho xăng
sau pha trộn, tương đương với hàm lượng chì từ
0,1 – 0,15g/l.
.
B. Tính chất hóa học

MTBE là chất khá ổn định trong môi trường kiềm,
trung tính và a xit yếu. Khi có mặt của axit mạnh thì nó
bị phân hủy thành metanol và iso – buten phản ứng
sau:
.
Xúc tác: TREVERLYST

Nguyên tử oxi trong phân tử MTBE còn có một cặp
điện tử không chia và các gốc ankyl có hiệu ứng dương
làm cho MTBE mang tính của một Bazo yếu

. Một số phản ứng của MTBE

MTBE phản ứng với các gốc axit vô cơ mạnh như:

HCl, H2SO4 tạo muối

Phản ứng với HI

Phản ứng với Oxi ở nhiệt độ cao
CH
3
OC(CH
3
)
3
+ HCl CH
3
I + CH
3
C CH
3
CH
3
CH
3
HI
.

MTBE không chỉ là một cấu tử có trị số octan cao
pha vào xăng đảm bảo kỹ thuật của xăng thương
phẩm dùng cho động cơ hiện nay mà yêu cầu về
nhiên liệu sạch ngày càng cao nó làm tăng thêm
đáng kể khi mà nguồn nguyên liệu này đang gần
cạn kiệt, nó góp phần không nhỏ vào cải thiện môi

trường vì hạn chế được lượng CO và Hydrocacbon
cháy không hết thải ra ngoài.
Việc thiêt kế phân xưởng sản xuất MTBE có một
ý nghĩa rất quan trọng trong tình hình hiện nay.
2.Nguyên liệu và sản phẩm
A. Metanol
B. Iso-Buten
.
Đại lượng vật lý Điều kiện Giá trị Đơn vị
Tỷ trọng, 101,3kPa


Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ tới hạn
Áp suất tới hạn
Nhiệt dung riêng, (250C và
101,3kPa)
Nhiệt hóa hơi, 101,3kPa
Độ nhớt, 250C
Giới hạn nổ trong không khí
00C
250C
500C




Khí
Lỏng

Lỏng
Hơi
0,8100
0,78664
0,7637
64,70
-97,68
239,49
8,097
44,06
81,08
1138,8
0,5513
9,68.103
5,5 – 44
g/cm3
g/cm3
g/cm3
0C
0C
0C
MPa
J/mol.K
J/mol.K
Kj/kg
MPa.s
Mpa.s
%TT
A. Tính chất vật lí

metanol
Phương pháp tổng hợp Metanol

Trong công nghiệp metanol được tổng hợp bằng nhiều
phương pháp. Trước đây nó được điều chế bằng cách chưng
than gỗ. Ngày nay Metanol được tổng hợp bằng một trong
hai phương pháp sau:

Oxi hóa trực tiếp metan
Tỷ lệ CH4: O2 = 1: 2 (theo thể tích) xúc tác là Cu, Fe hoặc Ni…

Tổng hợp metanol từ khí tổng hợp
Tỷ lệ CO: H2 = 1: 2 (theo thể tích), xúc tác là ZnO – CrO3. Hiệu
suất sản phẩm đạt trên 90%, độ tinh khiết của metanol là 99%.
Hiện nay đây là phương pháp sản xuất chính để tạo Metanol
công nghiệp
Bảng : Tính chất vật lý của Iso – buten
Đại lượng vật lý Điều kiện Giá trị Đơn vị
Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ tới hạn
Áp suất tới hạn
Tỷ trọng tới hạn
Tỷ trọng của lỏng
Tỷ trọng của khí
Nhiệt hóa hơi ở áp suất bão hòa

Nhiệt dung riêng

Nhiệt cháy

Giới hạn nổ với không khí
101,3Kpa
101,3Kpa




00C; 101,3Kpa
250C
T0C
Khí lý tưởng
Lỏng; 101,3Kpa
250C, P = const
200C; 101,3KPa

-6,9
-140,34
147,5
4,00
0,239
0,5879
2,582
366,9
394,2
1589
2336
-2702,3
1,8 – 8,8
0C
0C

0C
MPa
g/cm3
g/cm3
kg/m3
J/g
J/g
J/g.K
J/g.K
Kj/mol
%TT
B. Tính chất hóa học của iso – buten

Phản ứng cộng:

Cộng rượu tạo ete

Cộng nước tạo TBA

Cộng Hydro halogenua (HX)

Phản ứng oxy hóa

Phản ứng cộng polymer hóa
Các nguồn iso – buten hiện nay

Iso – buten lấy từ nguồn rafinat – 1 :là hổn hợp khí thu được từ
xưởng sản xuất etylen bằng quá trình cracking hơi nước . Ưu điểm là
nồng độ iso – buten tương đối cao (khoảng 44% và có thể sử dụng
trực tiếp để sản xuất MTBE.)


Iso – buten từ phân đoạn C4 của quá trình xúc tác tầng sôi (FCC –
BB). So với phân đoạn C4 của Crạking hơi nước thì nồng độ iso –
buten lớn hơn nhiều. Tuy nhiên vốn đầu tư và giá thành sản xuất sẽ
cao hơn khi dùng nguồn cracking hơi nước.

Iso – buten từ quá trình đề Hydrat hóa Tert butyl alcol (TBA), trong
đó TBA thu được từ đồng sản phẩm của quá trình tổng hợp
propylene hơi oxit.

Iso – buten từ quá trình đề hydro hóa iso – butan : trong đó iso –
butan có thể nhận được từ quá trình lọc dầu hoặc từ quá trình isome
hóa khí mỏ n-butan. Đây là nguồn nguyên liệu sẽ đáp ứng được nhu
cầu MTBE và là hướng phát triển có triển vọng. Mặc dù đầu tư cho
sản xuất đòi hỏi cao hơn:
Tình hình sản xuất và tiêu thụ phụ gia
MTBE

MTBE là cấu tử có trị số octan cao được sử dụng phổ biến
nhất hiện nay làm phụ gia pha xăng nâng cao trị số octan.

MTBE,là hợp chất có trị số octan cao, tan hoàn toàn trong
xăng, phân bố đều trong toàn bộ thể tích của xăng, đặc
biệt còn là những hợp chất khá an toàn cho người sử
dụng. Hiện nay các nhà chế tạo động cơ không ngừng cải
tiến công nghệ cho ra đời các động cơ có công suất lớn, tỷ
số nén cao. Những động cơ này đòi hỏi nhiên liệu của
chúng phải có chất lượng cao, để nhiên liệu cháy trong
động cơ phải đảm bảo không bị cháy kích nổ, đồng thời
đảm bảo đạt công suất thiết kế, độ bền cho động cơ và

không hao tổn nhiên liệu.
3. Yêu cầu về chất lượng MTBE thương phẩm

Do tính chất của sản phẩm chủ yếu làm phụ
gia nhu cầu về độ tinh khiết của MTBE là
98,4 – 99 % Wt, còn lại 1 – 2% bao gồm các
sản phẩm phụ như tert butanol và di –
isobuten, metanol dư là những cấu tử
không ảnh hưởng đến trị số octan của
MTBE trong xăng do vậy không cần loại bỏ
một cách khắt khe.
Bảng 1: Thành phần của MTBE
thương phẩm
MTBE 98 – 99%Wt
Alcol (CH3OH, tert
butanol)
0,5 – 1,5 %Wt
Các Hydrocacbon (C5 và
C6)
0,1 – 1%Wt
Nước 50 – 150ppm
Tổng sunfua Max 10ppm
Chất dư thừa trong hệ
bay hơi
Max 10ppm