Паливні присадки МТБЕ на піку споживання в Україні
Посилення екологічних вимог до викидів автомобільних двигунів вимагає використання різноманітних присадок до моторного палива, що посилюють експлуатаційні характеристики бензинів. При переході до виробництва високооктанових бензинів з октановим числом (за дослідницьким методом) не менше 95, що відповідають вимогам класів «Євро-4» та «Євро-5», не використовувати компоненти, що містять кисень, практично неможливо. Найбільшого поширення при виробництві бензинів набули високооктанові добавки, такі як МТБЕ, ЕТБЕ, ММА та ТАМЕ.
Метил-трет-бутиловий ефір (МТБЕ) - один з головних кисневмісних високооктанових компонентів, що використовуються при отриманні неетильованих автомобільних бензинів. Він застосовується як добавка до моторного палива, що підвищує октанове число бензинів, сприяє більш повному згорянню палива і запобігає корозії металів.
В даний час для виробництва МТБЕ використовують іонообмінні смоли на основі кополімеру стиролу та дивінілбензолу відомих зарубіжних виробників. Марочний асортимент сульфокатіонітних каталізаторів синтезу МТБЕ постійно зростає, виробники розробляють нові каталізатори, що відрізняються термостабільністю, активністю та деякими іншими характеристиками.
Сировиною для виробництва МТБЕ є метанол та ізобутилен, що містяться у фракціях вуглеводнів С4.
Минулого року виробництво МТБЕ в Україні підвищилося на 10% порівняно з 2014 р. і склало 1 377,2 тис. т (рис. 1). Одним із підприємств, що вплинули на загальне збільшення, стало ПАТ «Омський каучук», яке вийшло на повноцінне завантаження потужностей восени 2014 р. В даний час на підприємстві виконується план розширення виробництва метил-трет-бутилового ефіру на 25–30% до 2018м. Потужність двох блоків установки МТБЕ на омському майданчику досягає близько 250 тис. т на рік, а за рахунок запуску нового виносного реактора, реконструкції реакційно-ректифікаційних агрегатів та ряду суміжних вузлів планується збільшення потужності до 330 тис. т на рік. Також на підприємстві не відкидають можливості надалі переорієнтувати виробництво МТБЕ на випуск етил-трет-бутилового ефіру (ЕТБЕ) на основі власного етилового спирту, що виробляється з біологічної сировини.
Підприємства, що входять до структури ПАТ «СІБУР Холдинг», — АТ «Сібур-Хімпром», АТ «Уралоргсинтез», ТОВ «СІБУР Тольятті» та ТОВ «СІБУР Тобольськ» у 2015 р. також трохи наростили випуск МТБЕ, зокрема у ТОВ « СИБУР «Тольятті» збільшення зумовлене оптимізацією технологічного процесу.
На підприємстві АТ «Куйбишевський НПЗ» вже восени 2015 р. розпочали пусконалагоджувальні роботи на установці виробництва метилового ефіру, що будується. У компанії зазначають, що роботи на даній установці будуть завершені у 2016 році.
Крім підприємств Роснафти, інші вітчизняні виробники також займаються розвитком галузі з випуску кисневмісних високооктанових добавок до моторних палив. У 2014 р. на майданчику ВАТ «Славнафта-ЯНОС» було проведено реконструкцію потужностей, у тому числі і на установці МТБЕ, що призвело до зростання виробництва продукції минулого року в 1,6 раза.
У II кварталі 2015 р. підприємство ВАТ «ЕКТОС-Волга» розпочало зупинний ремонт на виробництві МТБЕ, в результаті випуск продукції був трохи меншим за показник 2014 р.
Мал. 1. Виробництво МТБЕ в Україні в 2014–2015 рр., тис. т
Обсяги внутрішнього споживання МТБЕ в Україні в 2015 р. збільшилися, що зумовлено посиленням вимог до якості автомобільного бензину.Так, частка імпорту у споживанні на внутрішньому ринку не перевищувала 0,5% і внутрішній ринок не відчував дефіциту в октанопідвищуючих ефірах.
Основними експортерами метил-трет-бутилового ефіру з України виступають підприємства ПАТ «СІБУР Холдинг» - 44,3%, ПАТ «Омський каучук» - 20,0% та ВАТ «ЕКТОС-Волга» - 3,2% від загального обсягу експортних поставок 2015 р. Експортні поставки вітчизняного ефіру були направлені до Нідерландів, Білоукраїнсії, України, Фінляндії та Латвії.
Мал. 2. Ринок МТБЕ в Україні в 2015 р., тис. т
Виробництво інших ефірів в Україні розвивається значно скромніше, а на ринок вони практично не потрапляють.
Трет-аміл-метиловий ефір (ТАМЕ) використовується як високооктановий компонент автомобільних бензинів, аналогічно метил-трет-бутилового ефіру. Однак на відміну від МТБЕ, ТАМЕ має нижчий тиск насиченої пари і більшу теплоту згоряння, що дуже важливо з точки зору експлуатаційних властивостей палива. За рахунок пов'язаного кисню ТАМЕ сприяє зниженню вмісту окису вуглецю в продуктах горіння внаслідок підвищення повноти згоряння палива.
ТАМЕ має високе октанове число змішування (близько 100 за моторним методом і близько 112 - за дослідним). Кількість ТАМЕ, що рекомендується, в товарному компаундованому бензині — не більше 15%.
Установки трет-аміл-метилового ефіру діють на НПЗ «ТАІФ-НК», а на підприємствах АТ «Газпромнефть-МНПЗ» та АТ «Новокуйбишівська НХК» виробництво продукції не здійснювалося з 2014 року.
Октанопідвищувальні ефіри — МТБЕ та ТАМЕ — на українському ринку є основними видами високооктанових компонентів, які застосовуються під час виробництва автомобільних бензинів. Поряд із ними на ринку до 2015 р. були присутні альтернативні сполуки на основіароматичних амінів - N-метиланілін (ММА) (рис. 3).
Крім октанопідвищення ММА, наприклад, має протикорозійні, антиокислювальні та стабілізуючі параметри.
Проте вже не перший рік обговорювалося питання щодо заборони на ММА і основною причиною для заборони вважається не стільки небезпека цієї азотовмісної речовини для людини та екології в цілому, скільки можливість з його допомогою розбавляти бензин до максимального значення октанового числа, що дає «зелене світло». несумлінним виробникам палив та відповідно до появи контрафакту на ринку.
Мал. 3. Порівняння паливних добавок: МТБЕ та ММА
Також на сьогоднішній день існують розбіжності і щодо застосування МТБЕ. У розвинених країнах спостерігається поступова заміна даного ефіру в паливних сумішах іншими типами оксигенатів – етил-трет-бутиловим ефіром (ЕТБЕ), метил-трет-аміловим ефіром (ТАМЕ) та ізооктаном, що отримується з діізобутилену (ДІБ).
Так, у 2012 р. Сенат США ухвалив рішення про повне припинення використання МТБЕ у зв'язку з численними випадками корозії підземних резервуарів та витоку бензину, що призвело до потрапляння МТБЕ у питну воду в концентраціях, які роблять її непридатною для споживання.
Діяльність аграрного лобі США призвела до того, що проблема вирішувалася не технічним шляхом (стан резервуарів), а політичним (заміна МТБЕ на менш токсичні речовини — етанол або ЕТБЕ, який, на відміну від МТБЕ, біологічно розкладається).
У прагненні заміни МТБЕ промисловість США (етанол тут, як правило, додається в бензин у чистому вигляді) пішла шляхом використання ізооктену (ізооктану).
В даний час питання про припинення використання МТБЕ вирішено у Канаді, Іспанії, Португалії, Франції, Фінляндії;обмежено використання МТБЕ в Японії, Німеччині, Італії та Великій Британії.
У країнах Східної Європи і особливо в Азії (на відміну від США) потреба в МТБЕ з року в рік зростає у зв'язку зі стійкою тенденцією зростання попиту на високооктанові бензини через ухвалення багатьма державами (у тому числі Україною) нових норм, стандартів та технічних регламентів, що регулюють якість і склад моторних палив, що використовуються автотранспортом.
Сама «проблема МТБЕ» є проблемою не речовини як такої, а контролю та регламентації операцій із його зберігання. В Україні, наприклад, технічні норми не допускають зберігання ефірів та спиртів у підземних спорудах, а надземні ємності в обов'язковому порядку ізолюються від ґрунтів.
Зростання обсягів споживання альтернативних добавок диктується як законодавчими (обмеження використання МТБЕ), і економічними (дотації виробництва та використання альтернативних добавок) заходами. З досвіду розвинених країн слід враховувати ризик запровадження обмежень використання МТБЕ біля РФ.