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1、中国石油大学胜利学院专科毕业设计专科生毕业设计（论文）题 目： 甲基叔丁基醚的研究及发展 学生姓名： 徐晓宁 系 别： 化学化工系 专业年级： 2008级应用化工技术专业 指导教师： 王艳丽 2011 年 5 月 30 日摘要甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE，是一种高辛烷值（研究法辛烷值115）汽油添加剂，具有一定的毒性。MTBE主要来自炼厂催化裂化、石脑油裂解及天然气的碳四馏分。烯烃分子里由于具有双键，性质非常活泼，可进行加成、取代、氧化、齐聚、聚合等多种化学反应，是现代石油化学工业重要的基础原料。本文综述了MTBE的性质、工艺流程及发展。关键字：甲基叔丁基醚；MTBE；碳四ABSTRACT
2、Methyl uncle butyl ether, abbreviations for MTBE, is a kind of high octane (115) gasoline additive organum octane rating, has certain toxicity. MTBE mainly from refinery catalytic cracking, naphtha cracking and natural gas carbon four fractions. Olefins molecules in nature, because it has double bon
3、d, and can be made very lively bonus, substitution, oxidation, gathered, polymerization and so on many kinds of chemical reaction, modern petroleum chemical industry important basic raw materials. This paper reviewed the nature of MTBE, process flow and development.Keyword：Methyl uncle butyl ether；M
4、TBE;Carbon four目录第一章 甲基叔丁基醚的简介11. 概述11.1 简介11.2 MTBE的组成部分11.3 MTBE的毒性12. 性质及应用22.1 MTBE 的性质22.2 丁烯的物理性质22.4 丁烯的主要应用52.5 MTBE的应用53. 原料63.1 碳四63.2 甲醇7第二章 工艺流程及技术特点91. 合成MTBE的工艺流程91.1 MTBE化学反应热力学101.2 MTBE化学反应动力学101.3 MTBE反应典型工艺流程及技术特点112. MTBE反应技术特点142.1 列管固定床技术142.2 固定床外循环技术142.3 膨胀床反应技术142.4 混相床反应技术
5、142.5 催化蒸馏技术152.6 混相反应蒸馏技术16第三章 甲基叔丁基醚的发展181. 发展历程182. 发展趋势19参考文献20致谢21中国石油大学胜利学院专科毕业设计第一章 甲基叔丁基醚的简介1. 概述1.1 简介甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE，溶点-109，沸点55.2，是一种无色、透明、高辛烷值的液体，具有醚样气味，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。另外，MTBE还是一种重要化工原料，如通过裂解可制备高纯异丁烯。MTBE是含氧量为18.
6、2%的有机醚类。它的蒸汽比空气重，可沿地面扩散，与强氧化剂共存时可燃烧。MTBE的纯度约为97%-99.5%，分子式为：CH3OC(CH3)3 。甲基叔丁基醚是一种高辛烷值（研究法辛烷值115）汽油添加剂，化学含氧量较甲醇低得多，利于暖车和节约燃料，蒸发潜热低，对冷启动有利，常用于无铅汽油和低铅油的调合1。也可以重新裂解为异丁烯，作为橡胶及其它化工产品的原料。质量最好的甲基叔丁基醚，可以用作医药，是医药中间体。俗称“医药级MTBE”，“医药级甲基叔丁基醚”百度百科有相应解释。要求纯度高，批次质量稳定，波动范围小。 1.2 MTBE的组成部分MTBE是一种高辛烷值汽油组分，其基础辛烷值RON：1
7、18，MON：100，是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂。MTBE与汽油可以任意比例互溶而不发生分层现象，与汽油组分调和时，有良好的调和效应，调和辛烷值高于其净辛烷值。MTBE含氧量相对较高，能够显著改善汽车尾气排放。但如果加入的MTBE比例不加以控制、使理论当量空燃比超出闭环控制发动机电子控制单元自适应能力所及的调节范围，则会因富氧而干扰闭环控制，使三元催化转化器的转化效率下降。研究还发现MTBE会污染地下水源，因此美国加州等地已经准备禁用MTBE。日本的一家研究机构的研究也表明，汽油中的MTBE的含量超过7%，汽车排放中的氮氧化物会增加。因此，日本的高级无铅汽油中，MTBE的加入量不超过7
8、%2。 1.3 MTBE的毒性MTBE具有一定的毒性。20世纪80年代末开始研究其毒性。研究发现，它易于与水融合，可渗入土壤，破坏地下水质，认为它是一种可能的污染物。MTBE主要经呼吸道吸收，也可以经皮肤和消化道吸收，动物在高浓度的MTBE中可致癌。对小鼠的麻醉浓度为1.0mmol/L，致死浓度为1.6mmol/L。对人体的影响主要表现在上呼吸道、眼睛粘膜的刺激反应，长期接触可使皮肤干燥。美国EPA推荐饮用水中MTBE的质量浓度为5.210.3微克/L3。 2. 性质及应用2.1 MTBE 的性质碳四烯烃是分子式为C4H8的单烯烃异构体及丁二烯的统称。没有天然来源，主要来自炼厂催化裂化、石脑油
9、裂解及天然气的碳四馏分。烯烃分子里由于具有双键，性质非常活泼，可进行加成、取代、氧化、齐聚、聚合等多种化学反应，是现代石油化学工业重要的基础原料。密度 (kg/m2,20)： 740.6临界温度 ()： 223.9比热容 ()： 2.135蒸发热 (J/(gK)： 30.10燃烧热 (MJ/kg)： 38.21雷德蒸汽压 (bar)： 0.55临界压力 (KPC)： 223.9折光指数 (20 )： 1.3689着火点 ()： 480空气中爆炸极限 (%V)：上限1.65；下限8.4研究法辛烷值： 117马达法辛烷值： 101水在MTBE中的溶解度 (20,g/100g)： 1.5MTBE在水
10、中的溶解度 (20,g/100g)： 4.3分子式为C4H8的单烯烃异构体统称丁烯，由于各异构体的物理性质及化学性质均很接近，往往放在一起讨论。而丁二烯通常指1,3-丁二烯。2.2 丁烯的物理性质丁烯的分子量为56.80，在常温及常压下为气体，重于空气。丁烯的主要物理性质见表1-1。表1-1 丁烯的物理性质性 质1-丁烯顺2-丁烯反2-丁烯异丁烯熔点(101.325kPa)/-185.35-138.922-105.533-140.337沸点(101.325KPa)/-6.253.7180.88-6.896临界温度/K419.60435.55428.6417.89临界压力/kPa4.021034
11、.151034.151034.00103临界体积/(L/mol)0.2400.2340.2380.339液体密度(25)/(g/mL)0.5880.61540.59840.5879气体密度（0，101.325kPa）/(g/L)2.5822.5912.5912.582摩尔体积(0,101.325kPa)/(L/mol)21.7321.6521.6521.73折射率n-25.5D（液体）1.37921.39461.38621.3811比热容（25）/J/（molK）气体（Cp）/理想状态85.783579.039387.949283.2398液体（Cp）（101.325kPa）129.06521
12、26.3384127.7748131.1805表面张力（20）/（10-5N/m）1.251.5071.3431.242生成热（气体,298K,101.325kPa）/（kJ/mol）-0.12-6.99-11.17-16.90燃烧热（气体,298K,101.325kPa）/（kJ/mol）-2717.0-2710.23-2704.79-2700.02自由焓（气体,298K,101.325kPa）/（kJ/mol）71.5065.8662.9758.07生成熵（气体,298K,101.325kPa）/（kJ/mol）306.60300.83296.48293.59氢化为丁烷时的反应热（气体,2
13、98K,101.325kPa)/（kJ/mol）-126.02-119.16-114.98-117.61蒸发热（25）/（kJ/mol）3.85057.31359.76315.9347（沸点）/（kJ/mol）20.389722.190021.562020.5990粘度（气体，300K）/MPas79.2475.4975.6982.63 （液体，293K）/MPas0.1540.2390.2090.141 （气体/300K）3.563.483.564.34 （液体/293K）25.226.127.224.3在下述温度下的蒸气压/kPa 0127.387.998.4130.3 20252.918
14、1.2199.7257.0在空气中的爆炸极限 上限/%（体积）9.3109.79.78.8 g/m3220235260260210 下限/%（体积）1.61.71.71.82.3 丁烯的化学性质丁烯具有典型烯烃的化学性质，其分子中的双键是由一个键和一个键所组成，当原子间的距离一定时，键的能量高于键，因此在化学反应中，键比较活泼，容易发生许多按亲电子、金属化及自由基机理进行的反应4。丁烯的主要化学反应是加成反应、异构化反应和聚合反应。（1）加成反应 丁烯的加成反应是各种原子或原子团分别加到双键两个碳原子上的反应。不同的丁烯异构，具有不同的反应速度，它们的加成反应速度次序是异丁烯1-丁烯顺2-丁烯反2-丁烯。丁烯的加成反应规律与一般不对称烯烃化合物基本一致，有亲电子加成反应和自由基加成反应两种类型。
