Eter metil-t-butilic
| Eter metil-t-butilic | |
|---|---|
 | |
 | |
| Numele IUPAC | |
| 2-metil-2-metoxipropan | |
| Abrevieri | |
| MTBE | |
| Denumiri alternative | |
| t -butil-metil eter eter metil- t- butilic | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | C 5 H 12 O |
| Masa moleculară ( u ) | 88,15 |
| Aspect | lichid incolor |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 216-653-1 |
| PubChem | 15413 |
| ZÂMBETE | CC(C)(C)OC |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 0,74 |
| Solubilitate în apă | ~ 26 g / l (10 ° C) 42 g / l la 20 ° C |
| Temperatură de topire | −108,6 ° C (164,6 K) |
| Temperatura de fierbere | 55,3 ° C (328,5 K) |
| Informații de siguranță | |
| Punct de flacără | −28 ° C (245 K) (cc) |
| Limite de explozie | 1,65 - 8,4 Vol% |
| Temperatură de autoaprindere | 460 ° C (733 K) |
| Simboluri de pericol chimic | |
  | |
| Pericol | |
| Fraze H | 225 - 315 [1] |
| Sfaturi P | 210 [2] |
Eterul metil- t- butilic [3] (sau MTBE ) este un eter , având formula brută C 5 H 12 O.
La temperatura camerei apare ca un lichid incolor cu miros caracteristic.
Este un compus organic sintetic derivat din metanol (sau alcool metilic) și din 2-metil-2-propanol (sau alcool t- butilic) [4] . Este utilizat ca aditiv pentru benzină pentru a-și crește numărul octanic [5] pentru a înlocui plumbul tetraetil și benzenul . [6]
Producție
Este produs prin adăugare electrofilă de metanol la izobutenă , în prezența unui catalizator acid (în special o rășină schimbătoare de ioni cu grupe funcționale acide sau grupări sulfonice -SO 3 H [7] ), conform următoarei reacții : [8 ] [9]
Dietă
Încărcarea instalației de producție poate consta din gaze produse prin crăparea patului fluidului catalitic (bogat în izobutenă) sau dacă cantitatea este insuficientă, izobutilena poate fi produsă prin deshidrogenarea catalitică a izobutanului . Furajele cu concentrație de izobutenă de la 12% la 30% pot fi obținute și din demetanare și fracționarea ulterioară a produselor reactoarelor de cracare cu abur.
Conditii de operare
Reacția este slab exotermă (adică dezvoltă căldură , egală cu -37,7 kJ / mol ) și se desfășoară de obicei în faza lichidă într-un reactor cu fascicul de tuburi izoterme , cu ajutorul catalizatorilor constând din rășini schimbătoare de acid (dar și bentonită și zeolit ) și la presiune și temperatură controlate (în general între 30-100 ° C și 1-1,5 MPa ), pentru a maximiza randamentele și a minimiza dezactivarea catalizatorului și reacțiile secundare nedorite. [6] [10] În special, dezactivarea catalizatorului poate fi cauzată de polimerizarea diolefinelor și a alchinelor prezente în tăietura C4 care este introdusă în furaj. [10]
Mai mult, prin operarea cu un ușor exces de metanol (10% față de cantitatea stoichiometrică) se obțin selectivități foarte apropiate de 100%. De fapt, excesul de metanol împiedică reacțiile de oligomerizare competitive (nedorite). [6]
Mecanism de reacție
Mecanismul de reacție poate fi rezumat după cum urmează:
- deschiderea legăturii π a izobutenului prin acțiunea de protonație a catalizatorilor acizi (rășini schimbătoare de cationi), cu formarea unei carbocații terțiare;
- atacul dubletului nepartajat al metanolului prin carbocația terțiară (care acționează ca un electrofil ), cu formarea unei legături σ și expulzarea unui hidrogen .
Formarea carbocației terțiare este favorizată față de reacția de formare a carbocației secundare, care ar fi nedorită (dacă s-ar produce) pentru procesul de producție MTBE.
Secțiunea de separare
La ieșirea reactorului, MTBE este „prins” într-un amestec azeotrop împreună cu metanolul și rafinatul C4 nereacționat. Pentru a avea MTBE pur, amestecul azeotrop este apoi separat printr-o coloană de distilare , din capul căruia (adică partea cea mai înaltă a coloanei) iese un azeotrop al C4 tăiat cu metanol și din coadă (adică din partea de jos a coloanei ) MTBE iese pur. [10] Amestecul azeotropic C4-metanol este apoi separat prin extracție cu solvent, folosind apă .
Alternativ, MTBE poate fi separat de metanol prin adsorbția metanolului printr-un proces de membrană de pervaporare . [10]
Distilarea catalitică
Conversia finală a izobutenei poate fi îmbunătățită în continuare prin urmarea unui prim pat catalitic cu o distilare catalitică. Coloana de distilare este realizată cu umplere structurată și adăugare de catalizator, astfel încât distilarea MTBE, scăzând produsul din amestecul de reactivi, deplasează echilibrul reacției, crescând conversia. Mai mult, căldura furnizată de reacție (de natură exotermă) este utilizată direct pentru distilare.
Avantajele și dezavantajele în comparație cu plumbul tetraetil și benzenul
Odată cu eliminarea progresivă a plumbului , începând cu mijlocul anilor '80 a fost una dintre cele mai utilizate componente pentru reformularea benzinelor: costul redus și toxicitatea cu siguranță mai scăzute decât cele ale plumbului tetraetil și benzenului și-au sporit utilizarea ca anti-lovire agent. în toate benzine fără plumb, până la a fi utilizate în prezent în procente variind de la 7% la 12%.
Ceea ce îl face să fie înfricoșător, în comparație cu alte hidrocarburi conținute de benzină, este solubilitatea ridicată în apă : valoarea medie a solubilității în apă a hidrocarburilor nu depășește, în general, 0,15 g / l , în timp ce solubilitatea în apă a MTBE este de aproximativ 50 g / l.
Spre deosebire de benzen, atunci nu este reținut în straturile de suprafață ale solului și odată ce ajunge la acviferul adânc, este ușor dispersat și rămâne acolo pentru perioade nedeterminate, deoarece este slab degradabil .
În cazurile în care contaminarea se referă doar la sol (partea nesaturată), datorită presiunii ridicate de vapori și afinității scăzute de absorbție a MTBE, există două tehnici de remediere foarte eficiente:
- extragerea vaporilor de sol ( in situ ) [11]
- desorbție termică la temperatură scăzută ( ex situ ) [12]
Cu toate acestea, tratamentele biodegradative nu sunt recomandate.
Dimpotrivă, dacă poluarea implică și acviferul, problema este decisiv gravă: acviferul nu mai poate fi folosit pentru alimentarea cu apă potabilă mult timp, deoarece operațiunile de remediere MTBE a apelor subterane realizează în prezent rezultate foarte incerte, la costuri ridicate și într-un timp îndelungat. [ fără sursă ]
Notă
- ^ ESIS - Clasificare și etichetare: CLP / GHS, pagina 3 [ link rupt ]
- ^ Sigma Aldrich; rev. din 06.06.2011
- ^ citiți metil-terțiar-butil eter
- ^ Curtea Administrativă Regională Lombardia, Sentința nr. 1738/2009. ( Text online Arhivat la 19 aprilie 2011 la Internet Archive .)
- ^ Weissermel-Arpe , p. 72.
- ^ a b c lui Ullmann , cap. 8.
- ^ Adăugarea grupărilor sulfonice la rășină se obține prin sulfonare .
- ^ Ullmann's , cap. 4 .
- ^ Weissermel-Arpe , p. 69.
- ^ a b c d Weissermel-Arpe , p. 71.
- ^ Ullmann's , cap. 13.
- ^ Ullmann's , cap. 13 .
Bibliografie
- ( EN ) AAVV, metil terț-butil eter [ link broken ] , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a16_543 .
- ( EN ) Klaus Weissermel, Hans-Jürgen Arpe, Charlet R. Lindley, Chimie organică industrială , ediția a IV-a, Wiley-VCH, 2003, ISBN 3-527-30578-5 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe eter metil-t-butilic
linkuri externe
- EFOA , pe efoa.org .
- Raportul de evaluare a riscurilor MTBE al Uniunii Europene ( PDF ), pe ecb.jrc.ec.europa.eu . Adus la 8 iulie 2009 (arhivat din original la 26 martie 2009) .
- Evaluarea impactului Directivei privind calitatea combustibilului ( PDF ), pe europarl.europa.eu .
- Ghid de resurse MTBE , pe efoa.org . Adus la 8 iulie 2009 (arhivat din original la 4 iulie 2008) .
- Directiva 85/536 / CEE a Consiliului din 5 decembrie 1985 privind economiile de țiței prin utilizarea componentelor de combustibil substitutive în benzină , pe eur-lex.europa.eu .
- O evaluare a impactului benzinei amestecate cu etanol asupra emisiilor totale de COVNM din transportul rutier în anumite țări , pe circa.europa.eu (arhivat din original la 30 septembrie 2011) .
- O resursă în limba italiană privind utilizările, producția și sinteza , onchimindustrialeessenziale.org .
