Производство метил-трет-бутилового эфира

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Инженерная школа новых производственных технологий

НОЦ Н.М. Кижнера

18.03.01 «Химическая технология»

«Производство метил-трет-бутилового эфира»

Реферат

по дисциплине:

Общая химическая технология

Томск 2020



ВВЕДЕНИЕ

эфир бутиловый технология

Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) является кислородсодержащим октаноповышающим компонентом и применяется для повышения октанового числа автобензинов.

Для обеспечения конкурентоспособности любого нефтеперерабатывающего предприятия России необходимо строго соответствовать требованиям мирового рынка, предъявляемым к эксплуатационным и экологическим свойствам автобензинов. Положительное воздействие на качество топлива оказывает введение кислородсодержащих октаноповышающих добавок (МТБЭ, МТАЭ, ИПТБЭ, ДИПЭ). Во-первых, это улучшение параметров детонационной стойкости. Во-вторых, снижение содержания в выхлопных газах окиси углерода и углеводородов. В результате важно ещё и повысить их дорожное октановое число до уровня минимальных требований общеевропейских норм.

Известна способность двигателей внутреннего сгорания работать на низших спиртах. Примером является метанол, на котором и по сей день продолжает ездить транспорт. В США широко популярно использование нового топлива - газохол, представляющего собой смесь бензина и этанола.

Как правило, кислородсодержащие соединения характеризуются высокими октановыми числами, которые по исследовательскому методу достигают 100. Наибольшей уникальностью среди таких веществ отличается метил-трет-бутиловый эфир (2-метил-2-метоксипропан) (CH3)3COCH3, октановое число смешения которого в зависимости от составляющих бензин углеводородов может доходить до 135. Максимально допустимая законодательно объемная доля МТБЭ в бензинах Европейского союза - 15 %, в Польше - 5 %, в России - 15 % [1].

Применение МТБЭ не требует добавления гомогенизатора для предотвращения расслоения водной фазы, поскольку он растворяется только в бензине. А использование метанола и этанола, пусть даже с хорошими показателями детонационной стойкости, приводит к дополнительным затратам в связи с их растворимостью в воде с последующим отслоением в низ резервуара.

Из-за более низкой теплоты сгорания низших спиртов по сравнению с бензинами возникает необходимость большего запаса топлива либо затрат времени на частые заправки. Ещё одним достоинством МТБЭ является их схожие с бензином топливные характеристики, а наличие кислорода ещё и увеличивает экономичность двигателя и способствует уменьшению продуктов неполного сгорания в выхлопах.

Использование метил-трет-бутилового эфира позволяет сократить расход нефти при выпуске указанного количества товарного автобензина, достичь оптимальных октановых характеристик компонентов продукта.

Благодаря использованию бензина в смеси с МТБЭ [2]:

увеличивается антидетонационная стойкость топлива;

снижается температура запуска двигателя и негативное воздействие выхлопных газов на окружающую среду;

уменьшается износ деталей двигателя, образование нагара и лаковых отложений;

уменьшается расход топлива.

Основные производители МТБЭ в России [3]:

ОАО «Нижнкамскнефтехим»;

ОАО «Синтезкаучук» (г. Тольятти);

ОАО «Уралоргсинтез» (г. Чайковский);

ОАО «Омский НПЗ»;

ОАО «Ярославнефтеоргсинтез»;

ООО «Тобольск-Нефтехим»;

ОАО «Уралоргсинтез»;

ЗАО «Сибур-Химпром»;

ООО «СИБУР Тольятти»;

ОАО «Эктос-Волга».

В России в среднем за год изготавливают 1 млн. тонн в год.

Цены на МТБЭ в России на начало 2020 года составляли от 50 тыс. руб./т до 56 тыс. руб./т [3].

Российские производители метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) в 2019 году уменьшили отгрузки компонента на внутренний рынок в прошлом году на 64,5 тыс. т - до 475,6 тыс. т.

Поставки присадок для моторного топлива МТБЭ на рынок России снижаются шестой год подряд после пикового значения 912,6 тыс. т в 2014 г.

Наибольшее сокращение закупок МТБЭ в 2019 г. отмечено у компании «ЛУКОЙЛ» - на 74,3 тыс. т. Она перестала быть крупнейшим получателем компонента в России, закупив до 67,8 тыс. т метил-трет-бутилового эфира. Нижегородский НПЗ («ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез») в прошедшем году отказался от использования МТБЭ. В 2018 г. на завод было поставлено 23,1 тыс. т продукта [4].

В первой главе будут приведены основные физико-химические процессы, происходящие при производстве МТБЭ.



1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА

В этой главе будут рассмотрены химизм и механизм процесса, роль термодинамики в выборе условий процесса, катализатор избранной технологии, роль кинетики и катализа в выборе условий процесса.

В таблице 1 отражены основные характеристики МТБЭ.

Таблица 1 - Физико-химические и топливные свойства МТБЭ [2]

Структурная формула	(СН3)3СОСН3
Показатель
Молекулярная масса	88,146
Цвет	Бесцветная прозрачная жидкость с эфирным запахом
Температура замерзания	-108,6 ?
Температура кипения	55,2 ?
Плотность при 20 ?	0,7405 г/см3
Коэффициент преломления при 20 ?	1,369
Удельная теплоемкость	2,1 кДж/кг?К
Теплота парообразования	332,5 кДж/кг
Температура вспышки	-27 ?
Температура самовоспламенения	443 ?
Концентрационные пределы воспламенения	1,4 - 10 %
Предельно-допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны	100 мг/м3
Предельно-допустимая концентрация в атмосфере населенных мест	0,1 мг/м3
Октановое число по исследовательскому методу	115ч135
Октановое число по моторному методу	100ч101



1.1 Химизм и механизм процесса

Одним из основных способов получения МТБЭ является проведение селективного взаимодействия метанола с содержащимся в С4-фракциях изобутиленом в присутствии кислотных катализаторов с выделением

66 кДж/моль тепла. Равновесие реакции смещается вправо при повышении давления и снижении температуры. В основе процесса получения МТБЭ лежит реакция:

Реакция взаимодействия олефинов со спиртами является реакцией электрофильного присоединения по кратным связям, механизм которой описывается карбоний-ионной теорией, согласно которой каталитически активным центром является протон. Первая стадия _ взаимодействие протона катализатора с кратной связью олефина:

Образующийся карбониевый ион неустойчив из-за дефицита электронов и он должен быть черезвычайно реакционноспособен к реагентам, которые могут предоставить электронную пару для образования ковалентной связи. Вследствие этого на второй стадии карбониевый ион быстро взаимодействует с нуклеофильным реагентом с образованием продукта реакции:

Причиной обрыва цепи может стать возврат протона к катализатору:

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

димеризация изобутена с образованием изооктилена;

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

дегидроконденсация метанола с образованием диметилового эфира:

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

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

1.2 Роль термодинамики в выборе условий процесса

Реакция синтеза МТБЭ является обратимой и экзотермической и при реагировании одного моля изобутилена с одним молем метанола выделяется

10 ккал/моль тепла. Поэтому низкая температура на выходе из реактора способствует более полному превращению исходных реагентов, а повышение температуры напротив сдвигает равновесие влево и уменьшает степень превращения изобутилена и метанола. Высокая температура в реакционной зоне ускоряет протекание основной, но в большей степени побочных реакций, в том числе межмолекулярной дегидратации метанола.

Используются различные приемы для получения наибольших конверсий:

снижение температуры в заключительном пространстве реакционной зоны: синтез МТБЭ проводят при температуре не более 77 ?. В нижней части каждого яруса катализатора регистрируется температура: после 1-го слоя не более 77 ?, после 2-го и 3-го слоев не более 70 ?;

увеличение мольного соотношения спирт/изоолефин: характерно использование избыточного от эквимолярного количества метанола с целью увеличения степени превращения изобутилена и исключения процесса димеризации последнего.

Мольное соотношение метанол/изобутилен 1,075:1.

Процесс синтеза МТБЭ проводят при повышенном давлении - не более 1,15 МПа, обеспечивающем перевод всех компонентов реакционной массы в жидкое состояние.

1.3 Катализатор избранной технологии

Известны два основных направления синтеза МТБЭ из третичных олефинов и первичных спиртов, связанные с применением гомогенных и гетерогенных катализаторов кислотно-основного типа.

В качестве гомогенных катализаторов были предложены минеральные кислоты - серная, фосфорная, соляная, борная, катализаторы

Фриделя-Крафтса, органические сульфокислоты.

Общими недостатками большинства перечисленных гомогенных катализаторов являются высокая коррозионная агрессивность среды и связанная с этим необходимость использования оборудования из дорогостоящих материалов, а также низкая селективность процесса и трудности разделения реакционной смеси от катализатора. Перечисленные недостатки в значительной степени могут быть устранены при использовании гетерогенных катализаторов.

Из предложенных гомогенных (серная, фосфорная, борная кислоты) и гетерогенных (оксиды алюминия, цеолиты, сульфоугли и др.) кислотных катализаторов в промышленных процессах синтеза МТБЭ наибольшее распространение получили сульфированные ионообменные смолы. В качестве полимерной матрицы сульфокатионов используются полимеры различного типа: поликонденсационные (фенолформальдегидные), полимеризационные (сополимер стирола с дивинилбензолом), фторированный полиэтилен, активированное стекловолокно и некоторые другие. Самыми распространенными являются сульфокатиониты со стиролдивинилбензольной матрицей двух типов: с невысокой удельной поверхностью около 1 м2/г (дауэкс-50, КУ-2) и макропористые с развитой удельной поверхностью

(20 ч 400 м2/г), такие как амберлист-15, КУ-23 и др. Основные трудности, возникающие при использовании сульфокатионитов в промышленном синтезе МТБЭ, связаны с большим гидродинамическим сопротивлением катализаторного слоя. С целью получения необходимой совокупности катализирующих, массообменных и гидродинамических свойств разработан отечественный (в НИИМСК) высокоэффективный формованный ионитный катализатор КИФ-2, имеющий большие размеры гранул и высокую механическую прочность.

Катализатор КИФ-2 характеризуется достаточно высокой активностью, продолжительным сроком службы, удобными размерами и формой гранул, позволяющей использовать его одновременно как ректификационную насадку. Сочетание реактора с ректификацией в одном реакционно-ректификационном аппарате позволяет:

обеспечить практически полную конверсию за счет исключения термодинамических ограничений путем непрерывного вывода целевого продукта из зоны реакции;

проводить процесс при более низком давлении и более эффективно использовать тепло реакции для проведения процессов ректификации непосредственно в реакторе, снижая энергоемкость процесса;

упростить аппаратурное оформление и значительно сократить металлоемкость процесса и др.

1.4 Роль кинетики и катализа в выборе условий процесса

Для обеспечения высокой производительности катализатора, с одной стороны, и высокой степени превращения исходных реагентов в состоянии близком к равновесному, с другой, необходимо разработать и строго поддерживать температурный режим работы реактора. На расчет оптимального температурного режима работы реактора определяющее влияние оказывает большое количество выделяемого при синтезе эфира тепла (10 ккал/моль) наряду с кинетическими и термодинамическими закономерностями протекания реакции.

Равновесное состояние любой обратимой реакции, в том числе и синтеза МТБЭ характеризует наивысшую степень превращения исходных реагентов при различных условиях проведения процесса (содержание изобутилена в исходной С4-фракции; мольное отношение метанол/изобутилен, температура).

Для определения состава реакционной массы в состоянии близком равновесному, а также содержания исходных реагентов в отработанной

С4-фракции и товарном МТБЭ, следует знать значения констант равновесия в интересуемом интервале температур.

Известно, что при одной и той же температуре концентрационная константа равновесия практически не зависит от мольного отношения метанол/изобутилен в интервале от 0,8:1 до 1,1:1. Показано, что температурную зависимость концентрационной константы равновесия можно выразить уравнением Вант-Гоффа:

где  - концентрационная константа равновесия, л/моль;

 - предэкспоненциальный множитель;

ДН-энтальпия реакции, Дж/моль;

R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31441 Дж/(моль?град).

Вычислены параметры уравнения и получена следующая зависимость концентрационной константы равновесия от температуры:

Равновесный состав реакционной смеси рассчитывали по известным константам равновесия реакции синтеза МТБЭ:

где , , - равновесные концентрации МТБЭ, изобутилена и метанола, соответственно, моль/л.

При известных концентрации изобутилена в исходной С4-фракции и мольном отношении метанол/изобутилен, а также высокой селективности превращения исходных реагентов в конечный продукт (что имеет место при синтезе МТБЭ) можно записать константу равновесия в следующем виде:

где  и - концентрация изобутилена и метанола в исходной смеси, соответственно, моль/л;

- равновесная концентрация МТБЭ, моль/л;

- равновесная концентрация метанола, моль/л

Использование С4-фракции с содержанием изобутилена 18 % масс, позволяет проводить процесс синтеза МТБЭ при мольном избытке метанола. Расчеты равновесного состояния, проведенные для С4-фракций с содержанием 18 % масс, изобутилена, показали, что мольный избыток метанола можно поддерживать равным 1,075:1. Следует отметить, что увеличение мольного избытка метанола ведет к увеличению степени превращения изобутилена, однако, в не очень высокой степени. Для исходной С4-фракции с содержанием изобутилена 18 % масс, увеличение мольного избытка метанола от 1 до 1,075 повышает степень превращения от 92,77 % до 95,55 % при 60 ?, то есть менее, чем на 3 %. Более сильное влияние на конверсию исходных реагентов оказывает температура. При мольном избытке метанола 1,075 снижение температуры от 90 ? до 50 ? повышает степень превращения от 87,95 % до 97,07 % (более чем на 9 %). Поэтому температуру лучше всего поддерживать ниже 70 ?.

При производстве бензинов происходит механическое смешение низкооктанового бензина и МТБЭ. Установлено, что наиболее оптимальное содержание МТБЭ в бензинах находится в районе 5 ч 15 %. Добавление 10 % эфира повышает ОЧИ на 2,1 ч 5,8 единиц, исходя из компонентного состава углеводородного сырья.

МТБЭ растворим в этаноле, диэтиловом эфире, плохо -- в воде (4,6 % при 20 ?).

Образует азеотропные смеси:

с метанолом (МТБЭ - 85 % масс), температура кипения - 52 ?;

с водой (МТБЭ - 96 % масс), температура кипения - 52,6 ?.

При высоких температурах (460 ?) или использовании катализатора происходит разложение на метанол и изобутилен.

В таблице 2 приведены основные характеристики спиртов, применяемых в бензинах.

Таблица 2 - Основные характеристики спиртов, применяемых в бензинах[5]

Показатели	Этанол	Изопропанол	N-пропанол	Втор-бутанол	Трет-бутанол	Примечание
Октановое число смешения (ИМ)	133	122	118	105	109	Базовый бензин ОЧИ=91 ОЧМ=84
Октановое число смешения (ММ)	102	98	91	92	94
Содержание эфира в бензине, % об.	5,7	7,4	7,4	9,3	9,3	Обеспечивает 2 % кислорода в бензине
	7,7	10	10	12,5	12,5	Обеспечивает 2,7 % кислорода в бензине
ПДК, мг/м3	1000	980	10	450	100	Нормируется в России
Tкип., ?	78	82	98	100	83	-
Упругость паров при 38 ?, кПа	124	60	20	16	48	При содержании спирта 10 % об. в бензине

При этом важной особенностью эфиров являются большие объемы использования при компаундировании бензинов. Имея в виду две важные особенности оксигенатов - введение кислорода или повышение октанового числа - спирты или эфиры имеют предпочтительное применение. Если стоит задача максимального выпуска риформулированных бензинов при минимальном производстве оксигенатов, то предпочтение отдается спиртам, так как для достижения требуемой нормы по кислороду требуется спирта почти в два раза меньше, чем эфира. При этом октановая эффективность некоторых спиртов ничуть не ниже. Если стоит задача максимального замещения ароматики (высокооктановых риформатов) оксигенатами, то стремятся к максимальному объему оксигенатов, то есть к применению эфиров.

В следующей главе будет представлена технологическая схема производства МТБЭ и ее описание.



2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА

Процесс получения МТБЭ должен включать в себя несколько стадий:

проведение синтеза эфира в реакторном блоке в присутствии катализатора при повышенных температуре и давлении;

разделение реакционной смеси и выделение товарного продукта;

отмывка отработанных углеводородов от метанола и выделение его безводного раствора.

В состав промышленной установки входит реакторный блок, узел ректификации, в котором получают товарный продукт, и блок выделения метанола из отработанной С4-фракции, включающий отмывочную и ректификационную колонны.

Реакторный блок состоит адиабатического реактора. Он представляет собой полый цилиндрический аппарат. Адиабатические реакторы работают в таких условиях, когда теплообмен с внешней средой практически исключен. Этого достигают хорошей теплоизоляцией внешней поверхности реактора. При протекании реакции в адиабатических условиях изменяется температура в реакторе и, следовательно, меняется скорость реакции. Скорость экзотермических реакций в адиабатических условиях увеличивается, так как выделяющееся в результате реакции тепло расходуется только на нагрев реакционной смеси. Эндотермические реакции в адиабатических условиях проводить невыгодно ввиду того, что уменьшение скорости реакции приводит к значительному увеличению времени пребывания компонентов в реакторе.

Синтез МТБЭ ведется в реакторах шахтного типа с тремя реакционными зонами, работающими в адиабатическом режиме с промежуточным охлаждением реакционной массы. Отвод выделяемого реакцией синтеза МТБЭ тепла осуществляется в выносных кожухотрубчатых теплообменниках промышленной водой. Для удерживания зерен катализатора в нижней части каждой зоны устанавливается сетка с разметом ячеек менее 0,2 мм, закрепленная на колосниковой решетке.

Использование трехзонного реактора позволяет получить качественный МТБЭ при высокой степени превращения исходных реагентов и высокой производительности катализатора без заметного протекания побочных реакций.

Товарный МТБЭ выделяют из реакционной массы кубом ректификационной колонны без дополнительной очистки. Содержащийся в отработанной С4-фракции метанол отмывают водой, затем водный раствор метанола выводится на сжигание, так как выделение его из водной фракции экономически нецелесообразно. Рассмотрим технологическую схему производства МТБЭ (Рисунок 1).

Рисунок 1 - Принципиальная технологическая схема установки получения метил-трет-бутилового эфирах [6]:

I - сырье (бутан-бутиленовая фракция); II - свежий метанол; III - циркулирующий метанол; IV - метил-трет-бутиловый эфир; V - отработанная бутан-бутиленовая фракция; VI - сброс воды; VII - раствор щелочи.



Процесс синтеза МТБЭ осуществляется в ректификационно-реакционном аппарате, состоящем из средней реакторной зоны, разделенной на три слоя катализатора, и верхней и нижней ректификационных зон с двумя тарелками в каждой. На установке имеются два таких аппарата: на одном из них после потери активности катализатора (через 4000 ч работы) осуществляется предварительная очистка исходной сырьевой смеси от серо- и азотсодержащих примесей, а также для поглощения катионов железа, присутствующих в рециркулирующем метаноле вследствие коррозии оборудования. Таким образом, поочередно первый аппарат работает в режиме форконтактной очистки сырья на отработанном катализаторе, а другой - в режиме синтеза МТБЭ на свежем катализаторе. Катализатор после выгрузки из форконтактного аппарата (на схеме не показан) не подвергают регенерации (направляют на захоронение).

Исходная бутан-бутиленовая фракция (ББФ) с установки каталитического крекинга, подвергнутая демеркаптанизации, и циркулирующий метанол через емкость Е поступают в верхнюю часть реактора форконтактной очистки. Очищенная смесь после нагрева в теплообменнике до 60 ? поступает в зону синтеза под каждый слой катализатора Р-1(2). В верхнюю часть реакционной зоны во избежание перегрева катализатора подается также подогретый в теплообменнике до 50 ч 60 ? свежий метанол.

Жидкие продукты реакции, состоящие из МТБЭ с примесью метанола и углеводородов, выводят из куба Р-1(2) и направляют на сухую отпарку примесей в отпарную колонну К-2, снабженную паровым кипятильником. Целевой продукт - МТБЭ - выводят с куба К-2 и после теплообменников и холодильников откачивают в товарный парк.

Паровая фаза Р-1(2), состоящая из отработанной ББФ, метанола и следов МТБЭ, поступает на конденсацию МТБЭ в колонну К-1, являющуюся по существу конденсатором смешения. Конденсированный МТБЭ возвращают на верхнюю тарелку Р-1(2) в качестве холодного орошения.

С верха К-1 отводят несконденсировавшиеся пары отработанной ББФ и метанола, которые после охлаждения и конденсации в холодильниках поступают в емкость-сепаратор С-1.

Разделение конденсата в С-1 на отработанную ББФ и метанол осуществляют экстракцией последнего водой в экстракторе К-3 (при температуре 40 ? и давлении 0,9 МПа). Отработанную ББФ, выводимую с верха К-3, после охлаждения в холодильниках давлением системы направляют в товарный парк и далее для последующей переработки (например, на

С-алкилирование).

Отгонку циркуляционного метанола от воды производят в ректификационной колонне К-4 при давлении 0,02 ч 0,06 МПа и температуре в кубе 120 ? и верха колонны около 70 ?. Метанол, выводимый с верха К-4, охлаждают и конденсируют в воздушных и водяных конденсаторах-холодильниках и собирают в рефлюксной емкости С-3. Часть метанола подают в качестве холодного орошения К-4, а остальную часть -- в емкость Е.

Воду, выводимую из куба К-4, после охлаждения в теплообменнике и холодильнике направляют в экстрактор К-3 для отмывки метанола от отработанной ББФ.

В следующей главе будет рассмотрено влияние всех вредных веществ производства МТБЭ на экологию и организм человека.



3 ЭКОЛОГИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА

В таблице 3 представлены предельно допустимые концентрации вредных веществ и их характеристика, образующихся в производстве МТБЭ.

Таблица 3 - Предельно допустимые концентрации веществ, участвующих в производстве МТБЭ [7]

Соединение	ПДК, мг/м3	Влияние на человека и окружающую среду
Метил-трет-бутиловый эфир С5Н12О	100	МТБЭ действует угнетающе на центральную нервную систему. Действие обратимое. Через неповрежденную кожу практически не проникает. Местное действие на кожу отсутствует. Попадание в глаза жидкого продукта вызывает легкое раздражение конъюнктивы, на роговицу не действует. В организме не накапливается. При попадании в окружающую среду МТБЭ способен оказывать отравляющее действие на биологические объекты, обитающие в воздушной и водной средах и в почве.
Бутан-бутиленовая фракция С4	100	При высоких концентрациях в воздухе бутан-бутиленовая фракция действует угнетающе на нервную систему, в малых концентрациях раздражает слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей.
Изобутилен С4Н8	10,0	При высоких концентрациях в воздухе действует угнетающе на нервную систему, а малых концентрациях раздражает слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Острое отравление характеризуется общей слабостью, сонливостью, головной болью, шумом в ушах, ощущение опьянения.
Метанол CH4 O	5,0	Метанол обладает политропным действием с преимущественным воздействием на нервную систему, печень и почки. Обладает выраженным кумулятивным эффектом. Метанол представляет собой опасность, вплоть до смертельного исхода, при поступлении через желудочно-кишечный тракт. Острые отравления при вдыхании паров встречаются редко. Метанол обладает слабовыраженным местным действием на кожу, может проникать через неповрежденные кожные покровы. Симптомы отравления - головная боль, головокружение, тошнота, рвота, боль в желудке, общая слабость, раздражение слизистых оболочек, мелькание в глазах, а в тяжелых случаях - потеря зрения и смерть.
Изобутиловый спирт	10	Пары его могут вызывать раздражение глаз и слизистых оболочек дыхательных путей. При попадании на кожу вызывает раздражение.
Этанол С2 H6 O	1000	Этанол обладает наркотическим действием, вызывает сухость кожи, пары спирта раздражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Кумулятивными и кожно-резорбтивными свойствами спирт не обладает. Этанол в воздушной среде, сточных водах и в присутствии других веществ или факторов, а также при высоких температурах (в условиях пожара) токсичных соединений не образует, в химическое взаимодействие с кислородом воздуха при обычных условиях не вступает.
ЭТБЭ C?H??O	100	ЭТБЭ является веществом, угнетающе действующим на центральную нервную систему, действие обратимое.
Диметиловый эфир C?H?O	200	При вдыхании - слабость, сонливость, головная боль, головокружение, покраснение лица, удушье, нарушение координации движений и зрения, тошнота. При вдыхании высоких концентраций - потеря сознания. При воздействии на кожу вызывает красноту, боль, зуд, отечность; возможно действие по типу обморожения, в последствии - пузыри. При длительных и повторных воздействиях повышается чувствительность кожи. При попадании в глаза вызывает резь, слезотечение, боль.
Изоамилены С5Н10	100	Сильный наркотик, действует на сосудистую и нервную системы, раздражает слизистые оболочки и дыхательные пути.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Согласно ТУ, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) допускается вовлекать в автомобильные бензины в качестве кислородосодержащего высокооктанового компонента до 15 % (по объему). Это обеспечивает снижение содержания токсичных продуктов в отработавших газах за счет увеличения полноты сгорания углеводородов.

В процессе производства некоторых марок автомобильных бензинов на НПЗ низкая температура кипения и высокое давление насыщенных паров не позволяют вовлекать МТБЭ до максимально разрешенного уровня 15 % (по объему). Из-за высокой летучести МТБЭ (Ткип = 55 ?) в летний период возможно снижение октанового числа автомобильных бензинов, что может создавать трудности при эксплуатации автотранспорта [8].

Многолетнее применение МТБЭ в составе автомобильных бензинов показало, что такое топливо оказывает отрицательное влияние на организм человека. Установлено, что постоянное воздействие МТБЭ на лиц, контактирующих с бензином, вызывает такие заболевания, как астма, кратковременная потеря памяти, головная боль, раздражение кожи. Этот эфир оказывает токсическое действие, угнетающее центральную нервную систему. И обусловлены эти напасти наркотическим эффектом.

Несмотря на то, что ограничения или какие-либо запреты на использование МТБЭ в большинстве европейских стран не применяются, объемы производства МТБЭ с 2000 года неуклонно снижаются. Основной высокооктановый компонент, вытесняющий МТБЭ с рынка, - ЭТБЭ, который вырабатывается из растительного сырья. То есть это возобновляемый энергоресурс.

МТБЭ обладает свойством очень быстро проникать сквозь слои грунта и заражать питьевую воду. Это особенно опасно, если бензин с МТБЭ разольется в непосредственной близости от источников воды - колодцев, скважин, водоемов.

В организме МТБЭ почти не изменяется. Он выводится в чистом виде, легкими (80 ч 90 %) и почками (10 ч 20 %). При этом угнетаются дыхательный и сосудодвигательный центры, поражаются печень и почки. В тяжелых случаях возникают потери сознания.

К сожалению, методы контроля содержания МТБЭ в воде, обеспечивающие необходимую точность отсутствуют. Диапазон определяемых концентраций МТБЭ хромато-масс-спектрометрическим методом колеблется 0,005 мг/л до 0,250 мг/л [9]. А предельно допустимая концентрация МТБЭ для воды рыбохозяйственных водоемов составляет 0,001 мг/л.

Скандинавия и США полностью отказались от использования метил-трет-бутилового эфира в автомобильных бензинах из-за его неэкологичности. Считается, что МТБЭ вреден для резины, а также улетучивается в жару. Это ведет к понижению октанового числа топлива. Он имеет относительно низкую теплоту сгорания. В России МТБЭ остался практически единственной присадкой, которую разрешено добавлять в бензин. На этом фоне «Татнефть» и Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (Новосибирск) изучают возможность синтеза октаноповышающих добавок из отходов сельхозпроизводства. Добавки могут производиться, к примеру, из кукурузных стеблей, подсолнечной лузги.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Технический регламент "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту" № ТР ТС 118/2008: сайт Нефтяное обозрение [Электронный ресурс]. Дата обновления: 29.12.2012. - URL: http://www.oilreview.ru/index.php?reglament. (дата обращения: 05.06.2020).

2 МТБЭ: Свойства, получение и применение. - Официальный сайт компании ООО «ИннТехТрейд» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://inntt.ru/blog/toplivo/mtbe-svojstva-poluchenie-i-primenenie/ (дата обращения: 06.05.2020)

3 Кирсанов О. Еженедельный ценовой обзор нефтехимии в России и странах СНГ/ О.Кирсанов, С.Новолодская // Argus Нефтехимия. - 2020. - №2. - Режим доступа: URL: https://www.argusmedia.com/-/media/Files/sample-reports/argus-russian-petrochemicals-2020-01-20.ashx?la=ru&hash=AAE4C43F8A5D604A7C356195E0C48AF371CD0155 (дата обращения: 06.06.2020)

4 Российские НПЗ наращивают собственное производство запрещенного на Западе МТБЭ. - Национальная Ассоциация нефтегазового сервиса. - 2020. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://nangs.org/news/technologies/rossiyskie-npz-narashtivayut-sobstvennoe-proizvodstvo-zapreshtennogo-na-zapade-mtbe (дата обращения: 06.05.2020)

5 Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков. МТБЭ: Свойства, получение, применение. - Аналитический портал химической промышленности. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://newchemistry.ru/letter.php?n_id=4958&cat_id=5&page_id=2 (дата обращения: 02.05.2020)

6 Каталитическое О-алкилирование метанола изобутиленом [Электронный ресурс] / С.А.Ахметов, Т.П.Сериков, И.Р.Кузеев, М.И.Баязитов // Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа. - 2006. - Режим доступа: https://www.neft-product.ru/info_detail-173.html (дата обращения 04.06.2020)

7 ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.consultant.ru (дата обращения 09.06.2020)

8 Емельянов В. Е., д-р техн. наук, проф., Климова Т. А., канд. хим. наук. ОАО «ВНИИ НП» // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2013. - № 5

9 МУК 4.1.3093-13 Хромато-масс-спектрометрическое определение метил-трет-бутилового эфира в воде

Размещено на Allbest.ru