Vergleich von MTBE und ETBE

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Vergleich von MTBE und ETBE: Oktanverbesserer für Benzin (Additive) sind ein Aspekt der Technologie für Benzin mit hohem Oktanwert. Es gibt drei gesetzlich vorgeschriebene Additive für Benzin in den USA, nämlich: a) MTBE (Methyltert-butylether), b) Ethanol (EtOH) und c) ETBE (Ethyltert-butylether). ETBE, Ethanol und MTBE sind alle solche Verbesserungsmittel oder Additive für Benzin. Ihre Mischung mit Benzin in einem bestimmten Verhältnis kann nicht nur die Leistung des Benzins verbessern, sondern ist auch umweltfreundlich. (Kein Blei, keine Umweltbelastung). (1) MTBE (Methyltert-butylether): Methyltert-butylether – Die maximale Zufuhrmenge beträgt 15 Vol%. MTBE ist ein aliphatischer Ether mit der Molformel C5H12O. Seine Molekülmasse liegt bei 88,14, die Dichte bei 0,741 (bei 20 °C) und die Viskosität bei 0,27 (bei 20 °C). Er hat einen etherartigen Geruch. Methyltert-butylether (MTBE) ist das frühest entwickelte und eingesetzte Ether als Oktanverbesserer. Seit der Umweltbehörde der USA im Jahr 1979 die Verwendung von MTBE als Zusatzstoff in bleifreiem Benzin genehmigt hat, wird es in den USA weit verbreitet zur Herstellung von Benzin verwendet. Der Siedepunkt von MTBE ist relativ niedrig; durch seine Zugabe zum Benzin wird die Temperaturspanne des Benzins verringert. Dieser Effekt bringt den Raffinerien, die Benzin mit sehr hohem Oktanwert herstellen, erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Derzeit wird weit verbreitet MTBE (Methyltert-butylether) verwendet. Aufgrund der hohen Herstellungskomplexität sind viele Länder, einschließlich unseres Landes, auf Importe angewiesen. In den letzten Jahren haben wissenschaftliche Studien die Nachteile von MTBE aufgedeckt: Es ist schwer abbaubar und verunreinigt das Grundwasser in gewissem Maße ； Es hat einen leichten Geruch, der dem Fahrer Unbehagen bereitet und zu Symptomen wie Übelkeit, Augenschmerzen sowie Hautbläschen führen kann. Die USA haben kürzlich ein „Reinheitsgesetz für Kraftstoffe“ verabschiedet, das vorsieht, MTBE in den nächsten 4 Jahren zu verbieten. Der größte Teil des Ethanol-Zuwachses in Europa wird voraussichtlich in Form von Ethyltert-butylether (ETBE) erfolgen. (2) ETBE (Ethyl Tertiary Butyl Ether): Ethyltert-butylether – Die maximale Menge, die hinzugefügt werden darf, beträgt 17 Vol%. Er wird aus 47 % Ethanol und 53 % Isobuten hergestellt. Genau wie bei MTBE bedeutet die Zugabe von Ethyltert-butylether zum Benzin, dass Ethanol in den Benzin gemischt wird. ETBE ist nicht nur in Bezug auf die Steigerung des Oktanzahls von Benzin effektiver als MTBE, sondern kann auch als Ko-Solvent verwendet werden. ETBE hat einen hohen Siedepunkt und bildet mit Kohlenwasserstoffen keine Azeotropkombinationen. So kann sowohl der Luftwiderstand im Motor verringert als auch der Verdampfungsverlust gesenkt werden. ETBE kann von aeroben Mikroorganismen abgebaut werden, während MTBE das nicht kann. ETBE erhöht nicht nur den Oktanzahlwert von Benzin, sondern sorgt auch dafür, dass das Benzin in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Sicherheit besser ist als Benzin mit MTBE-Zusatz. Daher hat es ein großes Marktpotenzial. Vergleichsfolgerung: A. Im Vergleich zu MTBE kann ETBE nicht nur den Oktanzahlwert von Benzin erhöhen, sondern auch als Ko-Solvent verwendet werden. Außerdem sind die Wirtschaftlichkeit und Sicherheit von Benzin ohne MTBE besser als die von Benzin mit MTBE. B. ETBE hat einen höheren Siedepunkt und bildet mit Kohlenwasserstoffen keine Azeotropkomplexe. So kann sowohl der Luftwiderstand im Motor verringert als auch der Verdampfungsverlust gesenkt werden. C. Der Destillationsbereich von ETBE und Isooktan ist eng; dadurch kann der Fahrbarkeitsindex verbessert werden ； DI) sowie die Kontrolle von VOC (flüchtigen organischen Verbindungen) bei der Mischung. D. ETBE weist einen höheren Oktanzahlwert auf, einen niedrigeren Siedepunkt sowie eine geringere Wasserlöslichkeit im Vergleich zu MTBE. Deshalb eignet es sich besser als Ethanol als Sauerstoffadditiv für Benzin. Daher hat ETBE ein großes Marktpotenzial. 3. Aktueller Stand der ETBE-Synthesetechnologie (siehe „Anhang 2“): Die katalytische Destillationstechnologie ist die Entwicklungslinie in der ETBE-Produktionstechnologie. Zudem gehört die Ethanolrückgewinnungstechnologie zu den wichtigen Bestandteilen dieser Technologie. Derzeit weist die Technologie zur Rückgewinnung von Ethanol mittels Permeationsmembranen einen geringen Energieverbrauch auf – daher sind ihre Aussichten gut. Derzeit ist die Technologie zur Herstellung von ETBE im Ausland bereits sehr ausgereift. Zu den internationalen Unternehmen, die über diese Technologie verfügen, gehören das Französische Öl-Institut (IFP), das US-Unternehmen CDTECH, ARCO Chemicals, UOP sowie Phillips Petroleum. In China gibt es nur wenige Einrichtungen, die an der Entwicklung von ETBE-Produktionsverfahren arbeiten; die meisten befinden sich noch in der Testphase. Mit der schrittweisen Einschränkung von MTBE rückt die Forschung an ETBE immer stärker in den Fokus. Derzeit sind die Technologien zur Synthese von Ethern im Ausland bereits sehr ausgereift; MTBE, TAME und ETBE werden alle in der Industrie hergestellt. In China wird MTBE in großem Maßstab industriell hergestellt. Die Synthesetechnologie für TAME befindet sich bereits in der industriellen Anwendung, während die Synthesetechnologie für ETBE noch in der Forschungsphase ist. ETBE wird in der Regel durch die Reaktion von Isobuten aus gemischtem C4 mit Ethanol unter Einwirkung eines sauren Katalysators hergestellt. Es handelt sich dabei um eine exotherme Reaktion. In der industriellen Produktion werden in der Regel großporöse Sulfat-Ionenaustauschharze als Katalysatoren verwendet. Die Nebenreaktionen sind hauptsächlich die Dimerisierung und Hydratation von Ethylenbuten. Aus Sicht der Reaktortypen lässt sich die ETBE-Produktionstechnologie in Festbetttechnologie und katalytische Destillationstechnologie einteilen. Bei der Verwendung der Festbetttechnik sind die Anlagen einfach aufgebaut und leicht zu bedienen. Allerdings wird die Umwandlungsrate des Isobuten durch das thermodynamische Gleichgewicht begrenzt – maximal kann eine Umwandlungsrate von 92 % erreicht werden (unter hohen Temperaturen und hohem Druck). Zudem kann die Reaktionswärme nicht genutzt werden. Die Katalytische Destillationstechnik stört das thermische Gleichgewicht der Reaktion – dadurch kann eine Umwandlungsrate von Isobuten von über 99,5 % erreicht werden. Das nach der Etherisierung entstehende C4 enthält kaum noch Isobuten. Es kann daher zur Herstellung von Grundchemikalien wie 1-Buten und Butadien verwendet werden. Zudem wird die Reaktionswärme zur Trennung der Produkte genutzt, wodurch der Energieverbrauch gesenkt wird. Daher ist die Technologie der katalytischen Destillation zur Herstellung von ETBE in der industriellen Produktion wettbewerbsfähiger; der Schlüssel dieser Technologie liegt in der Methode der Befüllung des Katalysators in dem Katalyse-Destillationsbehälter. Die Katalytische Destillationstechnologie ist die Entwicklungslinie der ETBE-Produktionstechnologie. Zudem gehört die Ethanolrückgewinnungstechnologie zu den wichtigen Bestandteilen dieser Produktionsmethode. Derzeit weist die Technologie zur Rückgewinnung von Ethanol mittels Permeationsvaporisationsmembranen einen geringen Energieverbrauch auf – daher sind ihre Aussichten gut. Derzeit ist die Technologie zur Herstellung von ETBE im Ausland bereits sehr ausgereift. Zu den internationalen Unternehmen, die über diese Technologie verfügen, gehören das Französische Öl-Institut (IFP), das US-Unternehmen CDTECH, ARCO Chemicals, UOP sowie Phillips Petroleum. In China gibt es nur wenige Einrichtungen, die an der Entwicklung von ETBE-Produktionsverfahren arbeiten; die meisten befinden sich noch in der Testphase.