MTBEとETBEの比較

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MTBEとETBEの比較　ガソリンオクタン価向上剤（添加剤）は、高オクタン価ガソリン技術の一側面である。アメリカで法定されているガソリン改良剤には3種類あり、すなわち：a）MTBE（メチルトリブチルエーテル）、b）エタノール（EtOH）、およびc）ETBE（エチルトリブチルエーテル）である。ETBE、エタノール、MTBEはいずれもこの種のガソリン改良剤、または添加剤です。それらを一定の比率でガソリンに混ぜることで、ガソリンの性能が向上するだけでなく、環境にも優しい。（鉛無し、汚染なし）。 （1）MTBE（メチルターシャリー・ブチルエーテル）：メチル第三ブチルエーテル――最大添加量は15体積％。MTBEは脂肪族エーテルであり、分子式はC5H12O、分子量は88.14、比重は0.741（20℃）、粘度は0.27（20℃）。エーテルのような臭いがする。メチル tert-ブチルエーテル（MTBE）は、最も早く開発・利用されたエーテル系オクタン価向上剤である。1979年に米国環境保護庁がMTBEを無鉛ガソリンの添加剤として使用することを承認して以来、それはアメリカでガソリンの調合に広く用いられている。MTBEの沸点は比較的低いため、ガソリンに混ぜることでガソリンの留出範囲の温度が下がります。この効果により、高オクタン価ガソリンを製造する石油精製所に大きな経済的利益がもたらされている。現在、一般的に使用されているのはMTBE（メチルトリブチルエーテル）であり、その製造が困難なため、我が国を含む多くの国々が輸入に依存しています。近年、科学研究によりMTBEの欠点が明らかになった。それは分解しにくく、地下水をある程度汚染するということだ；わずかな臭いがあり、運転手を不快にさせ、吐き気や目の痛み、水疱ができるなどの症状を引き起こすことがある。アメリカは最近、「クリーン燃料法」を可決し、今後4年間でMTBEの使用を禁止することになった。ヨーロッパにおけるエタノールの増加のほとんどは、エチルターシャリーブチルエーテル（ETBE）の形態からもたらされると見込まれている。 （2）ETBE（エチル・テルシアリー・ブチル・エーテル）：エチル叔ブチルエーテル ——最大で17Vol％まで添加可能で、47％のエタノールと53％のイソブテンを混合して製造される。MTBEと同様に、エチル叔ブチルエーテル（ETBE）をガソリンに混入することは、エタノールをガソリンに混入するのに相当する。ETBEは、ガソリンのオクタン価を向上させる効果においてMTBEよりも優れているだけでなく、共溶剤としても使用できる。ETBEの沸点は高く、炭化水素類と混合して共沸混合物を生成しない。こうすることで、エンジン内の気流抵抗を減らすとともに、蒸発損失も低減できる。ETBEは好気性微生物によって分解されるが、MTBEは分解されない。ETBEはガソリンのオクタン価を向上させるだけでなく、MTBEを添加したガソリンよりも経済性や安全性に優れているため、大きな市場潜在力を持っています。 比較結論： A. MTBEと比べて、ETBEはガソリンのオクタン価を向上させるだけでなく、共溶剤としても使用できる。また、ガソリンの経済性および安全性も、MTBEを添加したガソリンよりも優れている。 B. ETBEの沸点は高く、炭化水素類と混合して共沸化合物を生成しない。こうすることで、エンジン内の気流抵抗を減らすとともに、蒸発損失も低減できる。 C. ETBEとイソオクタンの蒸留範囲は狭く、ドライバビリティ指数を改善できる； DI）および混合時のVOC（揮発性有機化合物）の制御。 D. ETBEはオクタン価が高く、ライ氏蒸気圧が低く、またMTBEよりも水溶性が低いため、エタノールよりもガソリンの酸素含有添加剤として適しており、そのためETBEには大きな市場ポテンシャルがある。 3、ETBE合成技術の現状（詳細は「添付資料2」を参照） 触媒蒸留技術はETBE生産技術の発展方向であり、また、エタノール回収技術もETBE生産技術において重要な要素である。現在、浸透気化膜分離法によるエタノール回収技術はエネルギー消費が少なく、今後の展望が良い。現在、海外におけるETBEの製造技術はすでに非常に成熟しており、国際的にETBE製造技術を有する企業には、フランス石油協会（IFP）、アメリカの触媒蒸留技術社（CDTECH）、アルコ化学技術社（ARCO）、ユニオン・オイルプロダクツ社（UOP）、フィリップス石油社（Phillips）などがある。中国国内でETBE製造技術を研究している機関は少なく、ほとんどがパイロット試験の段階にある。MTBEが徐々に禁止されるにつれて、ETBEに関する研究がますます注目を集めている。現在、海外のエーテル系合成技術はすでに非常に成熟しており、MTBE、TAME、ETBEはいずれも工業的に生産されている。中国国内ではMTBEのみが大規模な工業生産が実現しており、TAME合成技術は工業的導入段階にあり、一方ETBE合成技術はまだ研究段階にある。ETBEは一般的に、混合C4中のイソブテンとエタノールを酸性触媒の作用で反応させて製造される。この反応は発熱反応であり、工業的な生産においては触媒としてほとんどが大孔性硫酸型イオン交換樹脂が用いられる。副反応は主にブタジエンの二量体化と水和である。反応器の形態から見ると、ETBE製造技術は固定床技術と触媒蒸留技術に分けられる。固定床技術を採用しており、装置が簡単で操作も容易ですが、イソブテンの転化率は熱力学的平衡に制限され、最高でも92％（高温高圧下）にしか達せず、さらに反応熱も利用できません。触媒蒸留技術により反応の熱的平衡が破られ、イソブテンの転化率は99.5％以上に達する。エーテル化後のC4にはイソブテンがほとんど含まれず、1-ブテンやブタジエンなどの基本的な化学原料の製造に利用できる。また、反応熱が製品分離に利用されることで、エネルギー消費も削減される。したがって、触媒蒸留によるETBE合成技術は工業生産においてより競争力があり、技術的な鍵は触媒を触媒蒸留塔に充填する方法である。触媒蒸留技術はETBE生産技術の発展方向であり、また、エタノール回収技術もETBE生産技術の重要な構成要素である。現在、浸透気化膜分離によるエタノール回収技術はエネルギー消費が少なく、将来性が高い。現在、海外におけるETBEの製造技術はすでに非常に成熟しており、国際的にETBE製造技術を有する企業には、フランス石油協会（IFP）、アメリカの触媒蒸留技術社（CDTECH）、アルコ化学技術社（ARCO）、ユニオン・オイルプロダクツ社（UOP）、フィリップス石油社（Phillips）などがある。中国国内でETBE製造技術を研究している機関は少なく、ほとんどがパイロット試験の段階にある。