трет-Бутилметиловый эфир
| трет-бутилметиловый эфир | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Общие | |||
| Хим. формула | C5H12O | ||
| Физические свойства | |||
| Состояние | бесцветная жидкость | ||
| Молярная масса | 88,15 г/моль | ||
| Плотность | 0,74 г/см³ | ||
| Энергия ионизации | 9,24 эВ[1] | ||
| Термические свойства | |||
| Температура | |||
| • плавления | −108,6 °C | ||
| • кипения | 55,2 °C | ||
| • вспышки | −28 °C | ||
| Химические свойства | |||
| Растворимость | |||
| • в воде | 4,2 г/100 мл | ||
| Оптические свойства | |||
| Показатель преломления | 1,3690 | ||
| Классификация | |||
| Рег. номер CAS | 1634-04-4 | ||
| PubChem | 15413 | ||
| Рег. номер EINECS | 216-653-1 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| RTECS | KN5250000 | ||
| ChEBI | 27642 | ||
| ChemSpider | 14672 | ||
| Безопасность | |||
| NFPA 704 | |||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 Медиафайлы на Викискладе | |||
Мети́л-трет-бути́ловый эфи́р (трет-бутилметиловый эфир, 2-метил-2-метоксипропан, МТБЭ) — химическое вещество с химической формулой СН3—O—C(СН3)3, один из важнейших представителей простых эфиров.
Физические свойства
- Температура кипения 54—55 °C при 764 мм рт. ст.
- d204 0,7578; n20D 1,37566.
- Растворимость в воде — низкая.
- Азеотропные смеси с водой (52,6 °C) и метанолом (51,3 °C).
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Давление насыщенных паров | 27,1 кПа (20 °C) |
| Теплота образования | 291 кДж/моль |
| Температура самовоспламенения | 443 °C |
| Пределы взрываемости | 1,65 — 8,4 %, об |
| ПДК в воздухе рабочей зоны | 100 мг/м³ |
| ПДК в атмосферном воздухе | 0,5 мг/м³ |
| Смертельная доза 50 % отравляющихся | 4 г/кг (орально) |
Плотность при 20 °С: 0,7405.
Коэффициент преломления при 20 °С: 1,3690.
Удельная теплоёмкость: 2,1 кДж/кг·К.
Теплота парообразования: 332,5 кДж/кг.
Растворим в этаноле, диэтиловом эфире, плохо — в воде (4,6 % при 20 °С).
Образует азеотропные смеси:
- с метанолом (МТБЭ — 85 % мас.), температура кипения — 52 °С;
- с водой (МТБЭ — 96 % мас.), температура кипения — 52,6 °С.
При нагревании выше 460С, а также при нагревании с катализатором разлагается на метанол и изобутилен.
Пероксидных соединений не образует.
Температура вспышки: минус 33 °С.
Температура самовоспламенения: 443 °С.
Концентрационные пределы воспламенения: 1,4—10 %.
Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны: 100 мг/м³.
Предельно допустимая концентрация в атмосфере населённых мест: 0,1 мг/м³.
Хорошо растворяется в бензине в любых соотношениях, практически не растворяется в воде, не ядовит.
Топливные характеристики:
- октановое число по исследовательскому методу — 115—135.
- октановое число по моторному методу — 100—101.
Опасен при проглатывании или при контакте с кожей, вызывает раздражение кожи, вызывает серьезное раздражение слизистой глаз. Опасен при вдыхании, может вызвать раздражение органов дыхания [2]
Производство
Получается при взаимодействии метанола с изобутиленом в присутствии кислых катализаторов (например, ионообменных смол). 
Синтез МТБЭ в присутствии кислотного катализатора осуществляется путём алкилирования метанола изобутиленом по обратимой реакции: iС4Н8 + СН3ОН ↔ СН3ОС(СН3)3
Реакция протекает в жидкой фазе с выделением тепла. Тепловой эффект реакции составляет 41,8 кДж/моль. Равновесие реакции смещается вправо при повышении давления и снижении температуры. Процесс синтеза МТБЭ ведут при температуре от 50 до 100 °С и давлении, необходимом для поддержания реагентов в жидкой фазе. При правильно подобранных режимах побочные реакции можно практически полностью подавить, обеспечив селективность процесса 98 % и выше.
На 2004 год производство в США составляло половину мирового выпуска, на 1999 год произведено более 8,5 млн т. во время использования его в качестве добавки к топливу. Однако (из-за утечек из подземных хранилищ на территории США) МТБЭ был запрещён различными инстанциями, и с конца 2006 года его производство начало сокращаться. Вообще 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. При этом сохраняется требование о содержании кислорода в автомобильном бензине на уровне 2 %, что привело к росту потребления этанола с 13,9 тыс. т/сутки в 2000 г до 30,8 тыс. т/сутки в 2005 и 2010 гг., соответственно[3].
Во многих штатах загрязнение водоносного горизонта МТБЭ вызывает серьёзные опасения. Большинство поставщиков бензина отказались от его использования в пользу этил-трет-бутилового эфира в связи с налоговыми льготами производителям.
В Евросоюзе на 2003 год произведено около 2,6 млн т, крупнейшее производство размещено в Роттердаме (в 2004 году произведено более 1 млн т. — 90 % производства Голландии), в Бельгии производство составляет около 387 тыс. т. в год. Динамика производства в Европе повторяет ситуацию в США.
В целом мировое производство и применение эфира на 2006 год продолжает расти и имеет значительные перспективы.
Применение
Применяется в качестве добавки к моторным топливам, повышающей октановое число бензинов (антидетонатор). Максимально допустимая законодательно объёмная доля МТБЭ в бензинах Европейского союза — 15 %, в Польше — 5 %, в России — 15 %[4].
МТБЭ широко применяется в производстве высокооктановых бензинов, при этом выступает как нетоксичный, но менее теплотворный высокооктановый компонент и как оксигенат (носитель кислорода), способствующий более полному сгоранию топлива и предотвращению коррозии металлов. Мировое потребление МТБЭ находится на уровне 20—22 млн т в год.
МТБЭ используется в органической химии, как относительно недорогой растворитель со свойствами, сравнимыми с диэтиловым эфиром, но с более высокой температурой кипения и меньшей растворимостью в воде. Как растворитель, МТБЭ обладает одним явным преимуществом перед большинством эфиров — он имеет гораздо меньшую склонность к образованию взрывоопасных органических пероксидов. Он широко используется в качестве растворителя в промышленности, где из соображений безопасности и правил работа с диэтиловым эфиром, ТГФ или другими эфирами намного сложнее и дороже. МТБЭ как растворитель используется в нефтеперерабатывающей промышленности для депарафинизации парафинистых нефтяных фракций, и также в качестве растворителя жиров, масел, восков, отдушек, смол, красителей, камедей и углеводородов.
Подготовка сырья МТБЭ
Основным сырьём МТБЭ на нефтеперерабатывающих заводах является изобутан-изобутиленовая фракция (ИИФ) после каталитического крекинга, которую необходимо очищать от сернистых соединений. Сернистые соединения в ИИФ представлены в основном метил- и этилмеркаптаном, очистка от которых осуществляется их щелочной экстракцией и последующим окислением тиолятов с применением гомогенных или гетерогенных катализаторов в присутствии кислорода воздуха с получением дисульфидного масла.
Происшествия
7 апреля 2018 в общине Мянтюхарью (Финляндия) в результате схода с рельсов из российской железнодорожной цистерны в почву вылилось около 35 тысяч литров метилтретбутилового эфира, в результате был нанесён большой ущерб окружающей среде[5].
Примечания
- ↑ David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
- ↑ MTBE Паспорт безопасности: https://трансавтоцистерна.рф/uploadedFiles/files/pasporta_bezopasnosti/MTBE_pasport_bezopasnosti.pdf Архивная копия от 27 ноября 2021 на Wayback Machine
- ↑ Козин В. Г. и др. Современные технологии производства компонентов моторных топлив. Учебное пособие. — Казань: КГТУ, 2009. — 327 с.
- ↑ Технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту». Дата обращения: 22 мая 2015. Архивировано 22 мая 2015 года.
- ↑ В Мянтюхарью продолжается ликвидация последствий вчерашней железнодорожной аварии. Сайт телерадиокомпании Yleisradio Oy. Служба новостей Yle (8 апреля 2018). Дата обращения: 10 апреля 2018. Архивировано 8 апреля 2018 года.
Литература
- Химический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1983.
- Справочник. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. — М: Химия, 1990.
- Ахмадуллина А. Г. и др. Гетерогенно-каталитическая демеркаптанизация легкого углеводородного сырья. // Нефтепереработка и нефтехимия, № 2, 1994, с. 39.
