Сырье для получения МТБЭ и ЭТБЭ

МТБЭ получают на основе метанола и изобутена. В настоящее время мировое производство метанола превышает 20 млн. т/год [1].

ЭТБЭ получают из этанола и изобутена.

Метод синтеза метанола основан на газофазной реакции оксида углерода с водородом в присутствии специальных катализаторов. В промышленном масштабе реализованы две схемы, различающиеся используемым в них катализатором и позволяющие вести процесс при высоком (20−35 МПа) давлении и температуре 370−420°С или низком (3−5 МПа) давлении и температуре 250−300°С. Второй метод вытесняет первый как менее энергоемкий, более простой в аппаратурном оформлении и более экономичный. Наибольшее распространение получили технологии фирм «Lurgy» и ICI.

Разработан ряд перспективных процессов производства метанола, в частности прямое парциальное окисление метана (CH4+0,5O2=CH3OH). Однако в обозримом будущем этот процесс вряд ли сможет конкурировать с широко распространенным процессом производства метанола из синтез-газа. В мировом производстве на различные сырьевые источники метанола приходятся следующие доли: 74% - на природный газ, 20% - на нефтяные дистилляты и остатки, 4% - на сжиженные нефтяные газы и 2% - на уголь [6, 7].

Синтез этанола для получения ЭТБЭ основан на реакции гидратации этилена.

Вторым сырьевым источником для промышленного производства ЭТБЭ является изобутен. Его получают в промышленном масштабе различными методами, обычно используя в качестве сырья фракцию С4 пиролиза прямогонного бензина (а в некоторых случаях и рафинат с установки каталитического риформинга с экстракцией), содержащую (после экстракции бутадиена) — 50% изобутена, и фракцию С4 каталитического крекинга, отличающуюся от первой более низким (15−17%) содержанием изобутена.

Как видно, фракция С4 процесса пиролиза более предпочтительна как сырье для производства ЭТБЭ, однако ресурсы ее ограниченны. Следовательно, установки пиролиза не в состоянии обеспечить сырьем крупнотоннажное производство МТБЭ, потребность в котором из года в год растет. В последние годы все шире используют изобутен, получаемый дегидрированием изобутана в псевдоожиженном слое алюмохромового катализатора. Данный процесс был разработан и впервые осуществлен в России [6, 7].

Сырьевые источники в основном и обусловливают различие структур производства МТБЭ и ЭТБЭ в разных регионах. Например, в странах Северной Америки этот продукт получают из изобутена, производимого на установках каталитического крекинга или пиролиза. В США ввиду большого спроса на бензин каталитического крекинга и применения в качестве сырья процесса пиролиза легких углеводородов бутены, содержащиеся в газах пиролиза, составляют небольшую долю от общего количества производимых углеводородов С4. С переводом пиролиза на более тяжелое сырье эта доля может несколько возрасти. Сегодня изобутен получают в основном из фракции каталитического крекинга флюид. Его содержание в этой фракции колеблется от 10 до 20% [8].

В европейских странах каталитический крекинг не получил столь широкого распространения, а для установок пиролиза используют более тяжелое сырье. В результате около 40% бутенов производят из фракции С4 пиролиза. В нефтедобывающих странах из попутных газов выделяют н-бутан, из которого и получают изобутен, направляемый на производство МТБЭ.

Таким образом, основным фактором, сдерживающим развитие производства как МТБЭ, так ЭТБЭ является дефицит изобутена.