Содержание

Введение 3

1. Теоретические основы процесса получения МТБЭ 4

1.1 Химизм и механизм процесса 4

1.2 Роль термодинамики и кинетики в выборе условий процесса 5

1.3 Пути промышленного применения основного и побочных продуктов 5

2. Технологические основы процесса 7

2.1 Требования к исходному сырью 7

2.2 Обоснование выбора реактора 8

2.3 Эскиз технологической схемы 10

3. Технико-экономическая оценка процесса 17

3.1 Доступность, стоимость исходного сырья 17

3.2 Характеристика исходного сырья и продуктов с позиции техники безопасности и охраны окружающей среды 18

3.3 Эскиз технологической схемы 19

3.4 Узкие места данной технологии 20

Библиографический список 22

Введение

Дефицит и дороговизна бензина, ставшие актуальными в настоящее время, вынуждают искать новые октаноповышающие компоненты топлив.

Оксигенатные добавки используют для улучшения эксплуатационных свойств нефтяных топлив и сокращения расхода нефти на производство топлив для автомобилей. Более того оксигенаты снижают содержание токсичных веществ в выхлопных газах, увеличивая полноту сгорания углеводородов.

Взамен бензина в качестве моторного топлива нашли применение метанол и этанол, которые добавляют в количестве до 5% либо используют целиком вместо бензина. Низшие спирты обладают довольно высоким октановым числом (более 100), что позволяет использовать их в качестве присадок в автомобильном бензине. Однако от спиртов в качестве оксигенатов приходится отказываться вследствие того, что они обладают хорошей растворимостью в воде, которая присутствует в бензинах. Спирт переходит в водную фазу, в результате чего происходит нежелательное расслоение. Также метанол обладает более низкой теплотворной способностью и является весьма токсичным.

На данный момент наиболее высокими антидетонационными свойствами обладает метилтретбутиловый эфир. Он растворим в бензине и не переходит в водную фазу. У МТБЭ октановое число смешения достигает 135 04 в зависимости от углеводородного состава бензина, к которому он добавляется. Наибольшую антидетонационную эффективность эфир проявляет в составе бензинов прямой перегонки и каталитического риформинга. Кроме того, введение МТБЭ позволяет уменьшить нагарообразование и снизить токсичность топлив.[1]

1. Теоретические основы процесса получения мтбэ

1. Химизм и механизм процесса

Реакция синтеза МТБЭ из изобутилена и метанола протекает, как и С- алкилирование, по цепному карбений ионному механизму с выделением 66 кДж/моль тепла, а ее рав­новесие смещается вправо при повышении давления и снижении температуры.

1. Первой стадией О-алкилирования метанола изобутеном явля­ется протонирование последнего гидрид ионом кислотного катали­затора:

2.Образовавшийся третичный бутеновый карбениевый ион всту­пает в реакцию с метанолом (при его избытке):

3.Образовавшийся протон далее реагирует с изобутеном, как и в

стадии 1.

4.Причиной обрыва цепи может стать возврат протона к ката­лизатору Н⁺ + А^- = НА.

Помимо основной целевой реакции О-алкилирования, при син­тезе МТБЭ протекают следующие побочные реакции:

1)димеризация изобутена с образованием изоохтиленд (димера изобутилена);

2)гидратация изобутилена водой, содержащейся в исходном сы­рье с образованием изобутилового спирта;

3)дегидроконденсация метанола с образованием диметилового эфира:

2 СН₃ОН СН₃ОСН₃ + Н₂О;

4)если в углеводородном сырье содержится изоамилен, то при его О-алкилировании с метанолом образуется третичный амиловый эфир (ТАЭ);

5)если в метаноле содержится этанол, то образуется этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ) и т.д.[2]