Comparação entre MTBE e ETBE

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Comparação entre MTBE e ETBE. Os melhoradores do índice de octano da gasolina (aditivos) são um aspecto da tecnologia da gasolina de alto índice de octano. Existem três aditivos para gasolina legalizados nos Estados Unidos, a saber: a) MTBE (metil ter-butil éter), b) etanol (EtOH) e c) ETBE (etil ter-butil éter). O ETBE, o etanol e o MTBE são todos aditivos ou melhoradores para esse tipo de gasolina. Misturá-los à gasolina em uma proporção adequada não só melhora o desempenho da gasolina, como também é ecologicamente correto. (Sem chumbo, sem poluição). (1) MTBE (Metil Terciário Butil Éter): É um éter alifático. A concentração máxima permitida é de 15% em volume. A fórmula molecular do MTBE é C5H12O; sua massa molecular é 88,14. A densidade do MTBE é 0,741 (a 20°C), e sua viscosidade é 0,27 (a 20°C). O MTBE tem odor semelhante ao do éter etílico. O éter metil-t-butílico (MTBE) foi o primeiro aditivo de tipo éter a ser desenvolvido e utilizado para melhorar o octanagem. Desde que a Agência de Proteção Ambiental dos EUA aprovou, em 1979, o uso do MTBE como aditivo para gasolina sem chumbo, ele tem sido amplamente utilizado nos Estados Unidos na composição da gasolina. O ponto de ebulição do MTBE é relativamente baixo; ao adicioná-lo à gasolina, a faixa de temperatura de destilação da gasolina diminui. Esse efeito trouxe grandes benefícios econômicos para as refinarias que produzem gasolina de alto octanagem. Atualmente, o MTBE (éter metil-t-butílico) é amplamente utilizado. Devido às dificuldades em sua produção, muitos países, incluindo o nosso, dependem de importações. Nos últimos anos, pesquisas científicas descobriram as desvantagens do MTBE: ele não se decompõe facilmente e causa certa poluição nas águas subterrâneas ； Tem um odor fraco, que desconforta o motorista; pode causar náuseas, dor nos olhos, aparecimento de herpes e outras reações. Os Estados Unidos aprovaram recentemente um “Ato de Combustíveis Limpos”, que proibirá o uso do MTBE nos próximos 4 anos. Espera-se que a maior parte do crescimento do etanol na Europa venha na forma de éter terbutilo-etílico (ETBE). (2) ETBE (Éter de Etila e Butilo Terciário): É um éter formado pela mistura de etanol a 47% com isobuteno a 53%. A quantidade máxima que pode ser adicionada é de 17% em volume. Assim como no caso do MTBE, a adição de ETBE à gasolina equivale à adição de etanol à mesma. O ETBE não é apenas mais eficaz do que o MTBE no aumento do índice de octano da gasolina, mas também pode ser utilizado como co-solvente. O ponto de ebulição do ETBE é elevado; ele não forma compostos azeotrópicos quando misturado com hidrocarbonetos. Dessa forma, é possível reduzir a resistência do ar no motor, além de diminuir as perdas por evaporação. O ETBE pode ser decomposto por microrganismos aeróbicos, mas o MTBE não. O ETBE não só aumenta o índice de octano da gasolina, como também torna a gasolina mais econômica e segura em comparação com a gasolina à qual se adiciona MTBE. Por isso, ele possui grande potencial de mercado. Conclusão da comparação: A. Em comparação com o MTBE, o ETBE não só permite aumentar o índice de octano da gasolina, mas também pode ser utilizado como cosolvente. Além disso, a economia e a segurança da gasolina melhoram em comparação com a gasolina adicionada com MTBE. B. O ponto de ebulição do ETBE é relativamente alto; ao ser misturado com hidrocarbonetos, não forma compostos azeotrópicos. Dessa forma, é possível reduzir a resistência do ar no motor, além de diminuir as perdas por evaporação. C. A faixa de destilação do ETBE e do isooctano é bastante estreita; isso pode melhorar o Índice de Conduzibilidade (Drivability Index) ； DI) e o controle de VOCs (compostos orgânicos voláteis) durante a mistura. O ETBE possui um índice de octano mais alto, uma pressão de vapor menor e menor solubilidade em água em comparação com o MTBE. Por isso, é mais adequado como aditivo contendo oxigênio para gasolina do que o etanol. Assim, o ETBE tem grande potencial de mercado. 3. Situação atual das tecnologias de síntese do ETBE (ver “Anexo 2” para detalhes) A tecnologia de destilação catalítica é a direção do desenvolvimento das tecnologias de produção do ETBE. Além disso, a tecnologia de recuperação do etanol é um componente importante dessas tecnologias. Atualmente, a tecnologia de recuperação de etanol por separação por membranas de pervaporação apresenta baixo consumo energético e boas perspectivas de futuro. Atualmente, a tecnologia de produção de ETBE no exterior já está bastante desenvolvida. As empresas internacionais que possuem essa tecnologia são, principalmente, o IFP da França, a CDTECH dos Estados Unidos, a ARCO, a UOP e a Phillips. No território chinês, há poucas instituições que pesquisam a tecnologia de produção de ETBE, e a maioria delas ainda está na fase de testes em pequena escala. Com a proibição gradual do MTBE, o estudo do ETBE tem recebido cada vez mais atenção. Atualmente, a tecnologia de síntese de éteres no exterior já está bastante madura; o MTBE, TAME e ETBE são todos produzidos industrialmente. Na China, apenas o MTBE é produzido industrialmente em grande escala; a tecnologia de síntese do TAME está em fase de implementação industrial, enquanto a tecnologia de síntese do ETBE ainda se encontra em fase de pesquisa. O ETBE é geralmente produzido pela reação entre isobuteno, presente no C4 misto, e etanol, sob a ação de um catalisador ácido. Trata-se de uma reação exotérmica. Na produção industrial, são utilizadas, em sua maioria, resinas de troca iônica de sulfato de grandes poros como catalisadores. As reações adversas são principalmente a dimerização e a hidratação do etilbuteno. Do ponto de vista da forma do reator, a tecnologia de produção de ETBE pode ser dividida em tecnologia de leito fixo e tecnologia de destilação catalítica. Ao utilizar a tecnologia de leito fixo, os equipamentos são simples e fáceis de operar. No entanto, a taxa de conversão do isobuteno é limitada pelo equilíbrio termodinâmico; o máximo que pode ser alcançado é de 92% (em condições de alta temperatura e pressão). Além disso, o calor gerado pela reação não é aproveitado. A tecnologia de destilação catalítica quebra o equilíbrio termodinâmico da reação, permitindo que a taxa de conversão do isobuteno atinja mais de 99,5%. O C4 resultante da eteração não contém praticamente nenhum isobuteno, podendo ser utilizado na produção de 1-buteno, butadieno e outros materiais químicos básicos. Além disso, o calor gerado pela reação é utilizado para a separação dos produtos, o que reduz o consumo de energia. Portanto, a tecnologia de síntese de ETBE por destilação catalítica é mais competitiva na produção industrial. A chave dessa tecnologia está no método de instalação do catalisador dentro da coluna de destilação catalítica. A tecnologia de destilação catalítica é a direção de desenvolvimento da tecnologia de produção de ETBE. Além disso, a tecnologia de recuperação de etanol é um componente importante dessa tecnologia de produção. Atualmente, a técnica de separação e recuperação de etanol por meio de membranas de vaporização por osmose tem baixo consumo energético, o que a torna uma opção promissora. Atualmente, a tecnologia de produção de ETBE no exterior já está bastante desenvolvida. As empresas internacionais que possuem essa tecnologia são, principalmente, o IFP da França, a CDTECH dos Estados Unidos, a ARCO, a UOP e a Phillips. No território chinês, há poucas instituições que pesquisam a tecnologia de produção de ETBE, e a maioria delas ainda está na fase de testes em pequena escala.