摘要：MTBE是車用汽油的重要調(diào)和組分，在燃料油添加劑領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。然而，MTBE具有較好的水溶性，對(duì)自然環(huán)境和人體健康的負(fù)面影響受到了關(guān)注，國(guó)內(nèi)外對(duì)MTBE禁用呼聲較高。本文結(jié)合MTBE行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，重點(diǎn)分析了MTBE裝置的轉(zhuǎn)型方向。

MTBE是一種無(wú)色、易揮發(fā)和易燃的液體，是提高汽油辛烷值的有效添加劑。MTBE具有化學(xué)穩(wěn)定性好、易運(yùn)輸及可有效降低尾氣一氧化碳排放等優(yōu)點(diǎn)，然而，近年來(lái)有研究表明，MTBE正在成為一種蔓延性的地下污染物。

MTBE會(huì)造成嚴(yán)重水質(zhì)污染，面臨被取代的發(fā)展窘境

MTBE污染源主要分為兩大類，一是車船等交通事故，地下和地上汽油儲(chǔ)蓄罐以及運(yùn)輸管線的泄露；二是排放到陸地上及擴(kuò)散到大氣中的MTBE，經(jīng)過(guò)降雨和江河徑流重新滲透到地下水。常溫下，MTBE在水中的溶解度為50g/L,并且在土壤中很難被吸附，一旦進(jìn)入土壤中便能迅速?gòu)臏\表地下含水層滲透到深層含水層，在地下與地下水同步蔓延，在地下水中的半衰期至少兩年。此外，有研究表明，在適宜的條件下，MTBE能夠被微生物有氧降解。但在自然條件下，由于很多外在環(huán)境的卷入，能為微生物降解提供生長(zhǎng)環(huán)境的機(jī)率非常有限，到目前為止，環(huán)境中MTBE被厭氧微生物降解是十分困難的。

隨著水環(huán)境中MTBE的不斷增加，其對(duì)人類及動(dòng)植物的危害凸顯。MTBE對(duì)動(dòng)物是一種致癌物質(zhì)，相關(guān)研究該物質(zhì)對(duì)小白鼠慢性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著MTBE濃度的增加，小白鼠肝細(xì)胞癌變機(jī)率也隨之增加。此外，MTBE會(huì)引發(fā)人體呼吸困難、氣喘、頭痛、頭暈、失眠及皮疹等負(fù)作用。為減少M(fèi)TBE對(duì)環(huán)境造成的潛在危害，該類物質(zhì)將面臨被取代的發(fā)展窘境。

政策施壓，MTBE裝置轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行

2017年，國(guó)家能源局、國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實(shí)施方案》中指出，到2020年，我國(guó)將在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用車用乙醇汽油。乙醇是一種可再生能源，作為汽油調(diào)和組分，是可持續(xù)清潔汽油發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)乙醇汽油標(biāo)準(zhǔn)要求，除乙醇外，該類汽油中其他含氧化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得高于0.5%，且不能人為添加，意味著MTBE將不能繼續(xù)作為汽油添加劑使用。對(duì)于本就產(chǎn)能過(guò)剩的MTBE行業(yè)將受到嚴(yán)重沖擊，到2020年將全部轉(zhuǎn)產(chǎn)或停產(chǎn)。為減少當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)的損失，現(xiàn)有MTBE裝置的升級(jí)改造勢(shì)在必行。

間接烷基化以及ETBE技術(shù)為MTBE轉(zhuǎn)型主要方向

當(dāng)前來(lái)看，MTBE裝置的升級(jí)利用主要分為兩個(gè)方面，一方面是可以通過(guò)裂解生產(chǎn)高純度異丁烯，合成異丁橡膠，用作化工原料；另一方面，可改產(chǎn)烷基化油、異辛烷或乙基叔丁基醚（ETBE），用于汽油調(diào)和。前者用量較少，后者可解決我國(guó)當(dāng)前年產(chǎn)近千萬(wàn)噸異丁烯（生產(chǎn)MTBE的原料）問(wèn)題，其目標(biāo)仍是汽油的清潔化。

間接烷基化技術(shù)是將異丁烯本身或與其他C₃-C₅烯烴采用固體磷酸催化劑或樹(shù)脂進(jìn)行烷基化反應(yīng)，產(chǎn)品分餾后使用催化劑使C₅+烯烴加氫。如果原料為異丁烯，所得烷基化油辛烷值約為98-99，高于普通烷基化油。烷基化油因其不含硫、烯烴等成分，逐漸成為MTBE的首選替代物，全球首家將該工藝工業(yè)化的廠家是美國(guó)UOP公司。MTBE裝置還可以改產(chǎn)異辛烷，異辛烷具有較低蒸汽壓，且具有較高辛烷值，并且可以利用合成MTBE相同的原料，即通過(guò)異丁烯疊合反應(yīng)生成異辛烯，異辛烯經(jīng)加氫反應(yīng)生成異辛烷。這種改造MTBE裝置的技術(shù)，在國(guó)外得到了廣泛認(rèn)可。擁有該技術(shù)的公司有：萊昂德?tīng)柟尽xen北美公司、美國(guó)UOP公司及KBR公司。

ETBE是性能優(yōu)良的高辛烷值汽油調(diào)和組分，由異丁烯與乙醇發(fā)生醚化反應(yīng)而成。ETBE技術(shù)路線不僅可以利用乙醇，還可以為異丁烯的市場(chǎng)應(yīng)用找到出路。從油品升級(jí)的角度來(lái)看，ETBE可以避免乙醇汽油帶來(lái)的很多問(wèn)題，如乙醇熱值相對(duì)較低，且燃燒產(chǎn)生的乙酸容易腐蝕車體以及汽油揮發(fā)性增高等。從成本角度來(lái)看，ETBE技術(shù)成本要考慮原料異丁烯以及乙醇的價(jià)格，目前乙醇市場(chǎng)價(jià)格偏高，異丁烯價(jià)格相對(duì)較低，且隨著異丁烯應(yīng)用市場(chǎng)受限，價(jià)格勢(shì)必仍會(huì)下降。綜合來(lái)看，ETBE技術(shù)成本不會(huì)太高。ETBE技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)非常成熟，但在國(guó)內(nèi)處于起步期，當(dāng)前缺乏工業(yè)化裝置。

結(jié)語(yǔ)

MTBE作為汽油添加劑對(duì)環(huán)境危害較為嚴(yán)重，被取代已成為大勢(shì)所趨。對(duì)于改造現(xiàn)有的MTBE裝置，國(guó)外已有相對(duì)成熟的經(jīng)驗(yàn)，將MTBE裝置改造生產(chǎn)ETBE、或改產(chǎn)異辛烷，或改產(chǎn)烷基化油均是較好出路。