ПРОИЗВОДСТВО МЕТАНОЛА И ПРОДУКТОВ 2 страница

Применение метанола в качестве топлива обеспечивает снижение до 50% концентрации токсичных веществ в отработавших газах, однако возможно увеличение в них концентрации альдегидов.

Объем производства метанола в мире составляет 30-32 млн т в год, что составляет всего около 3% от объема производства бензина; таким образом, метанол не может заменить бензин в полном объеме и может рассматриваться в лучшем случае как возможный компонент автомобильных бензинов.

Безводный метанол при обычных температурах хорошо смешивается с бензином в любых соотношениях, но даже малейшее попадание воды вызывает расслаивание смеси [22]. Стабилизация бензино-метанольных смесей может быть осуществлена введением высокомолекулярных спиртов С₄-С₈ в количестве, сравнимом или вдвое меньшем метанола в смеси, что приводит к удорожанию топлива и не решает проблемы стабилизации до конца.

В России в качестве добавки разрешено вводить до 3% метанола с обязательным введением стабилизатора. За рубежом (в США) в сравнительно небольших количествах используется топливо М-85, содержащее 85% метанола и 15% бензина и в значительно меньших объемах топливо М-100, т.е. «чистый» метанол, в основном в гоночных автомобилях. Последнее объясняется высо­ким октановым числом метанола (111 и 94 по исследовательскому и моторному методу соответственно), позволяющим повысить степень сжатия до 12-14 и тем самым увеличить мощность двигателя, что особенно важно для участия в гонках.

Для вовлечения в состав моторного топлива в США используется всего около 170 тыс. т метанола, что соста­вляет около 0,04% от выработки бензина в США; в странах Западной Европы для этих целей расходуется около 2 млн т [24].

Метанол используется на автотранспорте в ФРГ: бен-зометанольные смеси (до 15% метанола) M15 и M100 - метанол с добавкой до 5% низкокипящих бензиновых фракций.

В Китае проводятся длительные (в течение почти 20 лет) широкомасштабные испытания бензино-мета­нольных смесей на различных марках автомобилей, в разных условиях, с определением эксплуатационных свойств, выявлением оптимальных составов, уточни ются экономические и экологические аспекты примене­ния таких топлив [19].

В Японии с 1993 г. допущены к коммерческой эк­сплуатации автомобили, использующие в качестве то­плива бензин М-85 с содержанием метанола 85%.

В США была проведена сравнительная оценка безопасности использования пяти топлив: М85, М92, M100, бензина и дизельного топлива [40]. Эта оценка основы­валась на расчете риска здоровью и безопасности и включала: утечки из топливного бака; характеристики сгорания топлива (воспламенение, вспышка, видимость пламени, передача теплоты излучением); токсическое действие на человека при попадании внутрь, вдыхании, попадание на кожу и в глаза. Результаты этой оценки представлены на рис. 8.

Как видно из представленных данных, полный риск для здоровья и безопасности у топлив М85, М92 и M100 приблизительно одинаков, и риск использования метанольных смесей (М85 и М92) и чистого метанола (М100) расположен между бензином и дизельным топливом.

Рис. 8. Токсичные и пожароопасные свойства топлива

В середине 80-х гг. прошлого столетия в СССР проводились длительные и всесторонние испытания бензино-метанольных смесей, содержащих 5 и 15% метанола - БМС-5 и ВМС-15, которые наряду с положительными результатами имели много недостатков, что не позволило рекомендовать их к широкому применению.

В России на основе метанола разработаны рецептуры нескольких октаноповышающих добавок к бензинам, в частности добавка «ОДЭ-М» (ТУ 0258-080-11726438-2000), содержащая стабилизатор, моющую присадку и ингибитор коррозии.

Наряду с отмеченными недостатками широкому использованию метанола в качестве моторного топлива или его компонентов препятствуют экономические показатели. Так, по расчетам специалистов стоимость производства 1 галлона (3,785 л) метанола составляет 2,34 и 1,19 долларов при получении синтез-газа из угля и природного газа соответственно, а производство эквивалентного количества бензина (около 2 л) в пределах 0,5-0,7 долл.

ЭТАНОЛ И БЕНЗИНО-ЭТАНОЛЬНЫЕ ТОПЛИВА.

Несмотря на более высокую стоимость по сравнению с метиловым спиртом, этанол используется в качестве моторного топлива в значительно больших объемах. Так, в США в моторных топливах используется более 4 млн т этанола, что составляет около 1,3% от объема производства бензина, а использование метанола не превышает 200 тыс. т. Это обстоятельство обусловлено следующими преимуществами этанола:

- более высокая теплотворная способность - на 35% выше таковой для метанола;

- лучшая растворимость в бензине;

- меньшая коррозионная агрессивность по отношению к резинотехническим изделиям и металлам;

- значительно меньшая токсичность;

- бензины, содержащие этанол, характеризуются лучшими антидетонационными свойствами.

«Пионером» в использовании этанола в качестве моторного топлива был Генри Форд, который в 1880 г. создал первый автомобиль, работавший на этаноле. Возможность использования спиртов в качестве моторного топлива была показана также в 1902 г., когда на конкурсе в Париже были выставлены более 70 карбюраторных двигателей, работающих на этаноле и смесях этанола с бензином [24].

Однако, несмотря на эти первоначальные опыты, широкое применение этанола в качестве моторного топлива началось во многих западных странах в 70-х и особенно в 80-90-е гг. прошлого столетия, что было обусловлено нефтяными кризисами 70-х гг. и резко возросшими требованиями к экологическим свойствам моторных топлив в 80-90-е гг.

В табл. 24 представлены требования, предъявляемые к топливному этанолу ASTM D 4806-98 «Денатурированный топливный этанол, предназначенный для использования в качестве топлива для двигателей с искровым зажиганием».

Таблица 24 - Наименование показателя

Этанол в промышленности получают несколькими способами [19]:

- методом прямой или сернокислотной гидратации этилена, так называемый синтетический этанол;

- гидролизом непищевого растительного сырья - гидролизный этанол;

- ферментативной переработкой пищевого растительного сырья - пищевой этанол.

При производстве этанола методом прямой гидратации этилена используются фосфорнокислотные катализаторы на твердом носителе; процесс протекает при температуре 260-280 °С и давлении 7-8 МПа. Существенным недостатком этого процесса являются низкая конверсия сырья (4-5%) за проход, что приводит к необходимости рециркуляции больших количеств непревращенного сырья, а также высокая коррозионная агрессивность катализатора и его унос из зоны реакции. Лучшими свойствами обладают твердые вольфрамовые катализаторы, но они значительно дороже фосфорнокислотных. Процесс сернокислотной гидратации является процессом устаревшим и в настоящее время применяется ограниченно.

Синтетический этанол вырабатывается в России по ТУ 2421-117-00151727-98 «Спирт этиловый синтетический денатурированный» трех марок - А,Б,В.

Сбраживанием продуктов гидролиза древесины получают гидролизный этанол. Необходимые для сбраживания сахара получают гидролизом древесного сырья - опилки, щепа и другие отходы деревообработки. Сырье (целлюлоза), содержащее полисахариды, обрабатывают 0,5%-ным раствором серной кислоты при 180 °С и 1-1,5 МПа, что приводит к образованию глюкозы, которую затем подвергают спиртовому брожению. Полученный таким образом водный раствор этанола подвергают ректификации. В результате получают спирт этиловый ректификованный технический с содержанием этанола не менее 96,2% об. В России такой спирт вырабатывается по ГОСТ 18300-87 на гидролизных и биохимических предприятиях.

При получении этанола из пищевого сырья используются такие растительные продукты, как зерно, картофель, сахарный тростник, кукуруза и др., содержащие крахмал или углеводы. Сущность метода заключается в сбраживании этих продуктов при помощи бактерий, перерабатывающих углеводы в этанол. В соответствующих районах тропиков с одного гектара посевов сахарного тростника можно получать свыше 4000 л этанола.

Синтетический этанол является наиболее дешевым продуктом по сравнению с этиловым спиртом, полученным другими процессами. Соотношение себестоимости синтетического, гидролизного и ферментативного этанолов - 1;0:4,2:3,5.

По ориентировочным оценкам ВНИИ НП мощности по производству этанола в России, который может быть использован в составе бензинов, составляют около 320 тыс. т (около 1% от объема производства бензина), в том числе 200 тыс. т гидролизного и 120 тыс. т синтетического этанола.

Необходимо отметить, что «чистый» этанол крепостью 95% и более используется в качестве моторного топлива в сравнительно небольших объемах, наиболее широко применяются различные смеси бензина с эта­нолом, содержащие от 5-10 % до 85-95% этанола, при этом в основном используется этанол, полученный из возобновляемых источников растительного сырья, иногда называемый биоэтанолом. Для производства биоэтанола требуется значительно больше энергии, чем для производства традиционного топлива (бензина) из нефти. Энергия, необходимая для посадки, ухода, производства удобрений, уборки и переработки (ферментация) зерна, сахарного тростника или кукурузы практически равна энергосодержанию полученного биоэтанола. В то же время затраты энергии на производство топлива из нефти составляют около 10-30% от энергосодержания полученного топлива [7].

В 80-х гг. прошлого века начинается массовое использование бензинов, содержащих 5-10 («Газохол»), 15 (Е15) и 22% этанола в Бразилии, США, Швеции, Голландии, Франции, Канаде и Колумбии. На заправочных станциях продают смеси бензина с этанолом E 10(10% этанола), Е85 (85% этанола), E 95 (95% этанола) и «чистый» этанол E 100. Типовое топливо E 10, в котором этанол заменяет МТБЭ, обеспечивает безопасную эксплуатацию всех типов современных автомобилей.

Наиболее широко этанол в качестве моторного топлива используется в Бразилии, что обусловлено небольшой добычей нефти в этой стране и значительными возможностями по производству этанола из растительного сырья - сахарного тростника. Более 90 % автомобилей в Бразилии используют моторное топливо, в большем или меньшем количестве содержащее этанол, что определяется нежеланием страны зависеть от импорта нефти [7]. В Бразилии еще в 1931 г. была принята программа, предусматривающая обязательное примене­ние 5% этанола в составе бензина. В 2000 г. содержание этанола было доведено до 20%. В ближайшие годы этанол будет составлять в среднем около 24% в топливном балансе страны. Бразилия является крупнейшим производителем этанола в мире от 8,9 до 10,5 млн т в год, что составляет 57% мирового производства этанола. Практически весь этанол в Бразилии получают ферментацией сахарного тростника или черной патоки [25]. Около 240 тыс. т топливного этанола Бразилия импортирует из других стран. Все это стало возможным благодаря Национальной программе (1970 г.) по широкомасштабному использованию этанола в качестве автомобильного топлива и субсидиям правительства, которые, в свою очередь, получили соответствующую финансовую поддержку Мирового банка, а также благодаря государственным гарантиям закупки строго определенного количества продукции у государственной нефтяной ком­пании PETPOBRAS.

Значительное место занимает этанол и в производстве моторных топлив в США, как октаноповышающая добавка в количестве до 10% (так называемый «Газохол»). В 2002 г. в США было выработано около 6,5 млн т этанола, главным образом из возобновляемого сырья - кукурузы. Законопроект, внесенный в Сенат США, предусматривает установление стандарта на топлива из возобновляемых источников сырья (renewable fuel standard, RFS), в соответствии с которым в товарном бензиновом фонде страны должно применяться до 15,5 млн т этанола в год в 2012-2014 гг. Этот же законопроект предусматривает запрет на применение МТБЭ [26]. Принятие стандарта RFS и запрет на МТБЭ приведут к повышению цен на реформулированный бензин, составляющий 34% бензинового фонда страны, на 2 цента за литр. Сенат США продлил налоговые льготы на этанол до 2007 г., которые чрезвычайно важны, так как стоимость 1 л этанола примерно в 2,5 раза дороже стоимости бензина.

В соответствии с «Законом о возобновляемых топливах для обеспечения энергетической безопасности США» содержание этанола в бензине должно быть увеличено с 1,3 до 5%, что при производстве бензина в 380-400 млн т потребует производства этанола на уровне 15-20 млн т.

Прогноз в производстве моторного топлива (главным образом этанола) из возобновляемых источников сырья приведен на рис. 9 [25].

Бензино-этанольное топливо E 85 (85% этанола и 15% бензина оказалось наиболее приемлемым для работы новой топливной системы - FFV (flexible fuel vechicle-автомобиль с гибкой топливной системой). Автомобили с FFV должны обладать рядом новых характеристик:

- они должны иметь единый топливный бак для любого вида горючего, как для бензина, не содержащего этанол, так и для 100%-ного спирта и соответственно должны иметь систему автоматической перенастройки и поддержания необходимого соотношения топливо:воздух в зависимости от состава топлива;

- резинотехнические изделия должны быть устойчивы по отношению к спирту и бензину;

- энергетические характеристики должны быть на должном уровне;

- неполное сгорание этанола приводит к увеличению содержания альдегидов в отработавших газах, поэтому использование каталитических нейтрализаторов является необходимым.

Рис. 9. Прогноз по моторным топливам из возобновляемого сырья

Компания «General Motors» приступила к выпуску FFV - автомобилей в 1990 г. и в 1992 г. было произведено 50 автомобилей Chevrolet Lumina Variable Fuel Vehicles (VFS), в 1993 г. - 320.

В 1994 г. компания Ford построила несколько автомобилей, использующих топливо E 85, Taurus FFV. В марте 1998 г. компания Ford Motor Co. и компания Mobil Со. заключили соглашение по быстрейшему созданию автомобилей FFV. Обе компании отметили, что без союза нефтепереработчиков и автомобилестроителей решение этой проблемы невозможно. В 1999 г. Ford планировал выпустить 250 тыс., а в 2000 г. - 500 тыс. автомобилей с FFV.

В 2002 г. компания Daimler Crysler продала миллионный автомобиль, использующий в качестве топлива E 85, а всего в США к 2002 г. около 2 млн автомобилей будут оснащены системой FFV [79]. В Нью-Йорке находятся в эксплуатации около 40 автобусов - FFV.

В Канаде внимание к этанолсодержащему бензину стало проявляться с конца 70-х гг., что было обусловлено в основном экологическими проблемами. Исследования, проведенные в Канаде, показали, что использование топлива E 85 позволяет снизить выбросы газов, вызывающих парниковый эффект, на 37% (для E 10 только на 4%). Содержание токсичных веществ в отработавших газах снижается в % - оксида углерода на 25- 39, оксидов азота на 30, канцерогенных ароматических углеводородов на 50, летучих органических соединений на 30 [19]. Расчеты показывают, что, если бы весь бензин, продаваемый в Канаде, содержал 10% этанола, потребовалось бы около 8 млн т зерна на его производство. В 1997 г. в Канаде произведено 50 млн т зерна, из которых 24 млн т на экспорт. Основной проблемой внедрения бензина, содержащего этанол, в Канаде являлось отсутствие гарантий со стороны производителей автомобилей. В 1979 г. такие гарантии были получены при условии, что бензин будет содержать не более 10% этанола.

Из западноевропейских стран серьезное внимание использованию этанола, получаемого из возобновляемого сырья, в качестве альтернативного компонента бензинов и дизельных топлив, уделяется в Швеции. С применением таких топлив эксплуатируют 100 грузовых автомобилей, работающих в тяжелых условиях, 600 легковых автомобилей и 300 автобусов. Шведское налоговое законодательство освобождает от уплаты налога на топливо E 85 полностью, если оно используется в автобусах. Налог на бензин, содержащий этанол, уменьшается пропорционально доли этанола в топливе.

Европейское сообщество в настоящее время разрабатывает стратегию, целью которой является проникновение на рынок 7% моторных топлив из возобновляемых источников. Ожидается, что использование этанола и биодизельного топлива к 2015 г. составит около 18 млн т.

В отличие от ситуации в США и Европе в Азии использование возобновляемых источников для производства моторных топлив значительно менее централизовано. С 2003 г. в девяти штатах Индии обязательно использование бензино-этанольных смесей. Весь бензин, продаваемый в этих штатах и четырех союзных территориях Индии, должен содержать по крайней мере не менее 5% этанола.

В Австралии намечено к 2010 г. довести производство топлив из возобновляемых источников сырья до 280 тыс. т, для чего планируется строительство пяти новых заводов. В 2000 г. в Австралии общее производство топливного этанола составило 32 тыс. т, большей частью в виде 10%-ной добавки к бензину.

Значительное внимание использованию этанола в ка­честве компонента моторного топлива уделяется в странах бывшего СССР. Правительство Украины 20 июня 2000 г. приняло программу «Этанол», предусматривающую выпуск кислородсодержащей добавки к бензинам на базе этанола, получаемого из сельскохозяйственного сырья и бензинов, содержащих эту добавку. Были разработаны ГОСТ на бензин, содержащий этанол «Бензины моторные смесевые» (ГСТУ 320.00149943.015-2000) и ТУ У 30183376.001 на высокооктановую кислородсодержащую добавку на базе этилового спирта (ВКД), Содержание ВКД во всех марках бензинов А-80Ек, А-92Ек, А-95Ек, А-98ЕК не более 6%. Производство ВКД организовано на нескольких спиртзаводах Украины, и их мощность в 2000 г. составляла около 100 тыс. т.

В августе 2000 г. сейм Литвы принял закон о биотопливе, в соответствии с которым в республике будет выпускаться бензин с 7% этанола, что позволит сэкономить около 30 тыс. т нефти в год и на 25-30% сократить загрязнение окружающей среды токсичными продуктами отработавших газов.

Аналогичные проекты программ «Этанол» разрабатываются в Белоруссии, Узбекистане и Азербайджане. На основании положительных результатов испыта­ний, проведенных ОАО «ВНИИ НП» совместно с ОАО «АвтоВАЗ», бензины, содержащие до 5% этанола, были допущены к производству и применению на автомобильной технике.

В настоящее время разрешение на производство бензина по ТУ 38.401-58-244-99 «Бензины автомобильные неэтилированные, содержащие этанол» имеют предприятия отрасли (ОАО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», ОАО «Новокуйбышевский НПЗ») и ряд нефтебаз.

Октаноповышающие добавки на основе этанола в России выпускают [19]:

- ЗАО «Нефтехимия» (бывший Самарский завод «Этанол») - «Многофункциональная добавка на основе этанола» (ТУ 38.401-58-260-00);

- Хорский гидролизный завод и Кировский биохимический завод - «Продукт спиртосодержащий для повышения октановых чисел бензина» (ТУ 9291-001-32465440-98);

- ЗАО НПО «Химсинтез» - «Октаноповышающая добавка для автомобильных бензинов «ОДЭ» (ТУ 0258-072-11726438-2000);

- ЗАО «Канский биохимический завод» - «Спирт этиловый топливный денатурированный» (ТУ 2421-009-05754593-2001).

Для Бобруйского гидролизного завода (Республика Беларусь) разработана рецептура добавки ВКДЭ (ТУ 38.401-58-318-2002), сочетающая в себе антидетона­ционные и антикоррозионные свойства, включающая стабилизатор, который позволяет сохранять гомогенность бензинов при низких температурах в присутствии небольших количеств воды.

ОАО «ВНИИ НП» совместно с ЗАО НПО «Химсинтез» разработан национальный стандарт - ГОСТ P 52201-2004 «Этанольное моторное топливо для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием. Бензанол. Общие технические требования». Настоящим стандартом устанавливаются основные технические требования к топливам «Бензанолам», а также основные требования по безопасности и охране окружающей среды. Необходимость разработки этого ГОСТа связана с тем, что бензанолы являются самостоятельным видом продукции, принципиально отличающимся от бензинов по техническим характеристикам. В отличие от общетехнических требований, нормируемых в автомобильных бензинах к бензанолам предъявляются дополнительно следующие требования:

- объемная доля этанола в пределах 5- 10%;

- содержание кислорода не более 3,5%;

- антикоррозионные свойства (степень коррозии стального стержня);

- фазовая стабильность (температура помутнения). Кроме того, в связи с использованием в бензанолах этанола к ним могут предъявляться специальные меры государственного регулирования производства и оборота бензанолов.

На бензанолы наряду с ГОСТ разработаны и утверждены технические условия (ТУ 38.401-58-330-2003), в которых в зависимости от детонационной стойкости (по исследовательскому методу) предусматривается произ­водство трех марок бензанолов БИ-80, БИ-92 и БИ-95.

Основным препятствием широкого использования этанолсодержащих моторных топлив является высокая стоимость этанола - в среднем вдвое превышающая стоимость бензина, во многом определяется акцизным сбором, который одинаков и для пищевого этанола, и для этанола денатурированного, используемого для технических целей, в том числе и в качестве моторного топлива.

Проблема денатурации этилового спирта и акцизного сбора известна с середины XIX в. Так, в 1855 г. в Англии был издан Указ, освобождающий технический этиловый спирт от акцизного сбора, который делал убыточной любую непитьевую область применения спирта. Такие технические области уже появились, но развивались слабо из-за высоких налогов на спирт.

Освобождение от акцизов требовало непременной денатурации, т.е. смешения чистого спирта с какой-нибудь дурно пахнущей и красящей добавкой. Из денатурата нельзя изготовить спиртовые напитки, поэтому операция смешения ограждала казенную монополию торговли ликеро-водочными изделиями. Акцизный чиновник по цвету и запаху мог легко установить назначение спирта - питьевое (тогда взимался налог) или техническое (беспошлинное). Но денатурация не всегда давала эффект.

Началась эпоха состязаний между законодателями и потребителями. Законодатели требовали превращения «духа вина» и «воды жизни» едва ли не в самую зловонную жидкость из применяемых в технике. С другой стороны, слишком усердная денатурация часто мешала не столько питьевому, сколько техническому, и прежде всего, химическому использованию спирта. К 30-м гг. прошлого века рецептура денатурации устоялась: добавки мешали «нецелевому» потреблению, не нарушая технических требований промышленного использования. В разных странах, в разное время и в разных дозах в спирт добавляли: метанол, бензин, бензол, йод, йодистый калий, диэтилфталат, этилацетат, толуол, нитробензол, ацетон, метилизобутил-кетон, этиламины, ацетальдегид, керосин, пиридин и др.

В России для денатурации этанола допущены к при­менению кротоновый и уксусный альдегиды, диэтило-вьгй эфир, спирты С₃-С₄, ацетон, скипидар и другие вещества с резким запахом в концентрациях от тысячных долей до нескольких процентов.

ОКСИГЕНАТНЫЕ ТОПЛИВА

Рассмотренные в предыдущем разделе моторные топлива, содержащие низкомолекулярные спирты (метанол и этанол), также относятся к оксигенатным топли-вам, т.е. топливам, в состав которых входят продукты, содержащие кислород. Однако термин «оксигенатные топлива» первоначально закрепился за топливами, в состав которых включены простые эфиры, начиная с ме-тилтретбутилового (МТБЭ), промышленное производство которого началось в Италии в 1973 г. и в США в 1979 г. В настоящее время производство МТБЭ в мире осуществляется более чем на 170 установках общей мощностью около 33 млн т в год. Производство МТБЭ составляет 25-27 млн т ежегодно, причем 57% этого количества вырабатывается в США [29].

Кроме основного оксигената МТБЭ, в качестве компонентов автомобильных бензинов в большей или меньшей степени нашли применение и другие простые эфиры - метил-третамиловый (МТАЭ), этил-требутиловый (ЭТБЭ), этил-третамиловый (ЭТАЭ), диизопропиловый (ДИПЭ) и метил-вторпентиловый (МВПЭ) [19].

Особое место среди простых эфиров занимает диме-тиловый эфир (ДМЭ), который по своим свойствам является высококачественным дизельным топливом и рассматривается в разделе 3.

Введение оксигенатов в состав моторных топлив позволяет решить, как отмечалось выше, по крайней мере две основные задачи:

- улучшить эксплуатационные свойства нефтяных

топлив, в первую очередь октановое число; - сократить расход нефти на производство моторных топлив - введение оксигенатов эквивалентно экономии примерно двойного количества нефти, поскольку на производство 1 т моторного топлива расходуется от 1,5 до 2 т нефти в зависимости от глубины переработки.

Кроме того, оксигенаты снижают содержание токсичных веществ в отработавших газах, увеличивая полноту сгорания углеводородов - введение 2% кислорода в составе оксигената снижает содержание в отработавших газах СО и [СН] на 7-10%, улучшая таким образом экологические свойства моторных топлив.

Поэтому оксигенатные топлива в определенной степени могут быть отнесены к альтернативным топливам.

Основные физико-химические и эксплуатационные свойства простых эфиров приведены в табл. 22.

Сравнение приведенных в табл. 22 данных показывает, что наиболее высокими антидетонационными свойствами обладает ЭТБЭ, совсем немного уступает ему МТБЭ. Однако если сравнивать стоимость этих продуктов, то МТБЭ существенно дешевле, что связано с более высокой ценой этанола, используемого для производства ЭТБЭ.

Метод производства простых эфиров рассмотрен в разделе 1.3.

Основными производителями МТБЭ в России являются нефтехимические предприятия по производству синтетических каучуков, что связано с наличием на этих предприятиях производства изобутилена. К таким предприятиям относятся ОАО «Нижнекамскнефтехим» (г. Нижнекамск), ОАО «Синтезкаучук» (г. Тольятти), ОАО «Волжский каучук» (г. Волжский), ОАО «Уралорг-синтез» (г. Чайковский) и ряд других, которые вырабатывают около 520 тыс. т МТБЭ в год. Около 140 тыс. т МТБЭ вырабатывают на нефтеперерабатывающих заводах - ОАО «Омский НПЗ», ОАО «Коримое» (г. Москва), ОАО «Башнетехим» (г. Уфа) и др. МТБЭ вырабатывается в соответствии с ТУ 38.103704-90 и ТУ 2435-412-05742686-98.

Введение в базовые бензины до 15% МТБЭ позволяет получать неэтилированные автомобильные бензины разных марок с более высоким содержанием низкооктано­вых компонентов, чем при использовании алкилата [19].

Температура кипения МТБЭ равна 55 °С, что позволяет при его введении увеличить содержание в бензине низкокипящей фракции, улучшить ее октановое число и снизить температуру выкипания 50% бензина, что в свою очередь позволяет вовлекать в состав бензина вы-сококипяшие фракции процессов каталитического крекинга и риформинга. Кроме того, введение МТБЭ позволяет снизить содержание в бензине ароматических углеводородов и тем самым улучшить экологические свойства топлива.

МТБЭ хорошо растворяется в углеводородах и в гораздо меньшей степени по сравнению со спиртами вымывается водой, не выделяется из бензина при низких температурах. Несмотря на пониженную по сравнению с бензином энергоплотность (38,2 и 42,5 МДж/кг соответственно) мощностные характеристики двигателя практически не меняются, при этом расход бензина уменьшается на 7%. Температура холодного запуска двигателя снижается на 8-15 °С, предотвращается обледенение карбюратора, улучшаются моющие и другие эксплуатационные свойства бензина.

Применение МТБЭ в составе автомобильных бензинов было разрешено после тщательных исследований, однако многолетнее применение МТБЭ в составе автомобильных бензинов в США показало, что МТБЭ оказывает отрицательное влияние на здоровье человека. Многочисленные исследования установили, что МТБЭ является причиной более 20 заболеваний, в т.ч. астма, кратковременная потеря памяти, головная боль, раздражение кожи и т.п. В организм человека МТБЭ может попасть через органы дыхания из-за высокой испаряемости, а также через грунтовые воды, а затем и в питьевую воду в результате пролива, утечек из резервуаров, подвергшихся усиленной коррозии при контакте с МТБЭ и т.д. МТБЭ был обнаружен в 49 штатах США. Питьевая вода, содержащая МТБЭ, имеет специфический запах и вкус; особо чувствительные люди ощущают присутствие МТБЭ уже при концентрации в воде менее 10^-4%. Учитывая эти обстоятельства, ПДК МТБЭ в питьевой воде установле­на на уровне 5-10^-7 % [30].

Все это привело к тому, что в США в конце 90-х гг. началась мощная кампания за запрет использования МТБЭ в составе автомобильных бензинов. Особо интенсивно эта кампания проводилась в штате Калифорния, в котором запрет на применение МТБЭ предполагалось ввести в 2003 г., однако позднее эта дата была перенесена на январь 2004 г. [28]. На остальной территории США запрет на использование МТБЭ предполагается осуществить к 2010 г. (рис.10). При этом сохраняется требование о содержании кислорода в автомобильном бензине на уровне 2%, что приведет к росту потребления этанола с 13,9 тыс. т/сутки в 2000 г. до 30,8 и 38 тыс. т/сутки в 2005. и 2010 гг. соответственно [29].