甲基叔丁基醚（甲基 Tertiary Butyl Ether，简称MTBE），又称α-甲基-2-甲氧基丙（2-Methyl-2-methoxypropane），是一种高辛烷值汽油添加剂。其化学结构式为CH3OC(CH3)3，分子式为C5H12O，分子量为88.15。甲基叔丁基醚是具有醚样气味的无色液体，蒸气与空气可形成爆炸性混合物。其主要用途是作为高辛烷值汽油的调合组分。
MTBE的发现可追溯至1807年，当时比利时化学家A. Reychler首次观察到叔烯烃与醇反应产生叔烷基醚的现象。1930年代，美国的壳牌和美孚石油公司公布了合成MTBE的首批专利。直到1973年，MTBE才开始成为工业产品。随后的几年内，德国、美国、荷兰等国陆续建立了许多MTBE生产装置，使其成为大规模用作汽油添加剂的石油化工产品。
MTBE与汽油组分调合时表现出良好的调合效应，其调合辛烷值高于其净辛烷值。因此，MTBE被视为汽油理想的含氧化合物添加组分。此外，MTBE的生产原料易得，可利用未充分利用的烃类原料中的2-甲基丙烯，生产工艺简单、灵活，使用性能良好、生产装置投资额低，这些也是MTBE生产迅速扩大的重要原因之一。工业生产MTBE的基本原料是甲醇和含有异丁烯的烃类，包括炼厂催化裂化的烃类馏分、蒸汽裂解制乙烯得到的烃类馏分及其他烃类。MTBE的制造采用固定床反应器的液固相反应，催化剂为磺酸型二乙烯苯交联的聚苯乙烯树脂。各生产厂的工艺基本相同，流程根据产品需求和用途的不同而有所差异。
理化性质
甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE（甲基 tert-butyl ether），是一种无色、透明、高辛烷值的液体，具有醚样气味，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。
MTBE是含氧量为18.2%的有机醚类。它的蒸气比空气重，可沿地面扩散，与强氧化剂共存时可燃烧。MTBE的纯度约为97%~99.5%。
熔点109℃
沸点55.2℃
密度 (kg/m,20℃）：740.6
临界温度（°C）：223.9
比热容（°C）：2.135
蒸发热 (J/(g·K））：30.10
燃烧热 (MJ/kg）：38.21
雷德蒸汽压 (bar）：0.55
临界压力 (MPa）：3.37
折光指数（20 °C）：1.3689
着火点（°C）：480
空气中爆炸极限 (%V）：上限15.1；下限1.6
研究法辛烷值：118
马达法辛烷值：100
水在MTBE中的溶解度（20℃，g/100g）：1.5
MTBE在水中的溶解度（20℃，g/100g）：4.3
MTBE是一种高辛烷值汽油组分，其基础辛烷值RON：118，MON：100，是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂。MTBE与汽油可以任意比例互溶而不发生分层现象，与汽油组分调和时，有良好的调和效应，调和辛烷值高于其净辛烷值。MTBE含氧量相对较高，能够显着改善汽车尾气排放。但如果加入的MTBE比例不加以控制、使理论当量空燃比超出闭环控制发动机电子控制单元自适应能力所及的调节范围，则会因富氧而干扰闭环控制，使三元催化转化器的转化效率下降。研究还发现MTBE会污染地下水源，因此加利福尼亚州等地已经准备禁用MTBE。
化学性质
无色、低粘度液体，具有类似烯的臭味。微溶于水，但与许多有机溶剂互溶。
合成
MTBE一般是以甲醇和异丁烯为原料，借助酸性催化剂合成，其中催化剂在工业上用得最多的是树脂催化剂。其中由于异丁烯的来源不同而形成了不同的合成路线。
异丁烯的来源：
- 裂解制乙烯副产的C4馏分
-炼油厂催化裂化装置副产的C4馏分
- 以碳四为原料经异构化和脱氢制得
合成MTBE的催化剂：
- 杂多酸及其盐类
- 氢氟酸
- 硫酸
- 固体酸
-分子筛
MTBE的反应是一个选择性加成反应，烯烃中的叔碳原子在酸性催化剂的存在下形成正碳离子，再与醇结合形成醚。其反应是一个可逆放热反应。
工艺流程
工业装置上，催化醚化反应是在固定床或膨胀床内进行的，反应物料是液相。反应后的物流中除产物MTBE之外，还有未反应的甲醇以及除2-甲基丙烯以外的其他C4组分。由于甲醇与C4或MTBE都会形成共沸物，在产物分离时可以有多种方案，如图1所示是其中的一种，图中：1—反应器；2—共沸分馏塔；3—水萃取塔；4—甲醇回收塔。在这个流程中，用三个塔在压力下进行产物分离。先在第一个塔内将甲醇与C4的共沸物蒸出，从塔底得到MTBE产物，然后用水萃取的方法从共沸物中回收甲醇，最后再从甲醇水溶液中蒸出甲醇返回反应器。反应后剩下的C4组分主要是3-氯-1-丁烯和丁烷等，可作为烷基化的原料。
上述固定床或膨胀床的醚化工艺的2-甲基丙烯转化率一般为90%一96%，若要求异丁烯转化率大于99%，须采用反应—分离—再反应—再分离的工艺流程，导致流程长、投资大、能耗高。美国CD Tech公司开发的催化蒸馏工艺将反应和产品分离结合在一台设备中进行，由于反应与分离同时进行，打破了反应平衡，提高了转化率，降低了能耗，将异丁烯的转化率提高到了99.5%以上。
应用
甲基叔丁基醚是目前四乙基铅的替代产品。以裂解碳四中的异丁烯和甲醇为原料，在大孔磺酸阳离子交换树脂催化作用下生成，并经精制而成。
产品性能：该品有类似樟脑的气味，无色透明，在室温下，能与醇、醚、脂肪烃、芳烃、卤化溶剂等完全互溶。该品同其他甲基叔烷基醚一样，还有另一个非常重要的性能，即很强的抗自动氧化性，不易生成过氧化物。
主要供炼油厂作高辛烷值汽油的调合剂，也可作石蜡、油品、香料、生物碱、没药树、橡胶的溶剂、有机合成反应剂。易燃易挥发，遇火种、热源有爆炸的危险。
20世纪70年代，MTBE作为提高汽油辛烷值的汽油调和组分开始被人们注意。MTBE可以增加汽油的辛烷值，而且化学性质稳定。添加MTBE的汽油还能改善汽车的行车性能，降低尾气中一氧化碳的含量。而且燃烧效率高，可以抑制臭氧的生成。它可以替代四乙基铅作为抗暴剂，生产无铅汽油。现在约有95%的MTBE用作辛烷值提高剂和汽油中含氧剂。
MTBE也是制取聚合级异丁烯的重要原料。还用于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸的生产。
1973年意大利开发了世界上第一套MTBE工业装置。1990年美国制定的空气清洁法修正案（CAA-1990）要求新配方汽油添加含氧化合物（如MTBE），以减少汽车污染。中国从二十世纪70年代末和80年代初开始进行MTBE技术的研究。1983年中国石化齐鲁石油化工公司公司橡胶厂建成了中国第一套MTBE工业试验装置，1986年吉化公司建成了中国第一套万吨级MTBE工业装置。1999年，中国启动了“全国空气净化工程——清洁汽车行动”，开始鼓励使用含有MTBE的汽油。
MTBE作为汽油的辛烷值改进剂，除可增加汽油含氧量外，还可促进清洁燃烧，减少汽车有害物排放污染。MTBE在水中有一定溶解度，因此，主要由于地下和地上汽油贮罐的泄漏，美国在地下饮用水体中越来越多地发现了MTBE。MTBE即使在很低浓度也会造成水质恶臭。美国国家环境保护局已将MTBE列为人类可能的致癌物质。
美国汽油加入MTBE不仅为了满足汽油含氧2%的要求，MTBE也具有道路辛烷值110和RVP（雷德蒸气压）仅为8（磅/2）的优点。加入MTBE满足汽油含氧2%的要求，使汽油数量增加11%。美国原确定汽油总量的3.65%为MTBE，约87%的新配方汽油均使用MTBE作为含氧化合物。鉴于MTBE对水质的污染，加利福尼亚州2004年起禁用MTBE，亚利桑那州、康涅狄格州和纽约州等也于2005年起禁用MTBE。其他州也纷纷减少MTBE掺入量，并加入禁用MTBE的行列。澳大利亚也于2004年起禁用MTBE。2006年起，美国汽油禁用MTBE的步伐进一步加快。2006年5月起，美国已有25个州禁用MTBE。预计美国MTBE需求量将从2001年的1290万吨/年减少到2010年的344万吨/年。全球MTBE需求2001年曾达到峰值2258万吨/年，预测未来的需求将进一步下降。
安全说明
研究还发现MTBE会污染地下水源，日本的一家研究机构的研究也表明，汽油中的MTBE的含量超过7%，汽车排放中的氮氧化物会增加。因此，日本的高级无铅汽油中，MTBE的加入量不超过7%。1996年美国Santa Monica市部分地区由于饮用水中MTBE含量太高，使得这些地区50%的供水系统关闭，这是首次引起公众关注的MTBE污染事件。1999年，加利福尼亚州空气资源委员会规定从2002年12月31日起，禁止加州新配方汽油中使用MTBE。如今已被推迟一年到2003年12月31日。纽约州也签署法案，规定从2004年1月起禁止使用MTBE。2010年将全面禁用MTBE。禁用MTBE后，许多厂家开始研究替代产品，如乙醇汽油、烷基化油、改产异辛烷、聚异丁烯添加剂等。但是迄今为止，欧洲和亚洲尚无禁用MTBE的意向，在一定时期内，MTBE仍将继续成为清洁汽油的主要组分。
化学品安全说明书(MSDS)
甲基叔丁基醚化学品安全说明书
2.,对环境的影响:
2.1、健康危害
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：本品蒸气或雾对眼睛、粘膜和上呼吸道有刺激作用，可引起化学性肺炎。对皮肤有刺激性。
2.2、毒理学资料及环境行为
甲基叔丁基醚毒性
MTBE具有一定的毒性。20世纪80年代末开始研究其毒性。研究发现，它易于与水融合，可渗入土壤，破坏地下水质，认为它是一种可能的污染物。
MTBE主要经呼吸道吸收，也可以经皮肤和消化道吸收，动物在高浓度的MTBE中可致癌。对小鼠的麻醉浓度为1.0mmol/L，致死浓度为1.6mmol/L。对人体的影响主要表现在上呼吸道、眼睛粘膜的刺激反应，长期接触可使皮肤干燥。
美国EPA推荐饮用水中MTBE的质量浓度为5.2~10.3μg/L。
危险货物编号：32084
急性毒性：LD503030mg/kg(大鼠经口)；\u003e7500mg/kg(兔经皮)；LC5085000mg/m，4小时(大鼠吸入)
危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸有危险。与氧化剂接触会猛烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。
燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。
3.现场应急监测方法:
便携式气相色谱法
4.实验室监测方法:
气相色谱法
5.环境标准：
美国 车间卫生标准 144mg/m
6.应急处理处置方法:
6.1、泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫复盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
6.2、防护措施
呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿防静电工作服。
手防护：戴橡胶手套。
其它：工作现场严禁吸烟。工作毕，淋浴更衣。
6.3、急救措施
皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：饮足量温水，禁止催吐，就医。
储运特性
灭火方法：尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
物性数据
1.性状：无色液体，具有醚样气味。
2.熔点（℃）：-108.6
3.沸点（℃）：55.2
4.相对密度（水=1）：0.74
5.相对蒸气密度（空气=1）：3.1
6.饱和蒸气压（kPa）：27（20℃）
7.燃烧热（kJ/摩尔）：-3360.7
8.临界压力（MPa）：3.4
9.正辛醇/水分配系数：0.94~1.24
10.闪点（℃）：-34~-28
11.引燃温度（℃）：375
12.爆炸上限（%）：8
13.爆炸下限（%）：1
15.相对密度（20℃，4℃）：0.7406
16.常温折射率（n20）：1.3690
17.常温折射率（n25）：1.3663
18.偏心因子：0.267
19.溶度参数(J·cm-3)0.5：15.117
20.van der Waals面积（cm2·摩尔1）：9.080×109
21.van der Waals体积（cm3·mol-1）：61.710
22.气相标准燃烧热()(kJ·mol-1)：-3399.03
23.气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：-283.47
24.气相标准(J·mol-1·K-1) ：357.8
25.气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-117.45
26.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-3368.97
27.液相标准声称热(焓)( kJ·摩尔1)：-313.56
28.液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：265.3
29.液相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-119.96
30.液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：187.5
存储方法
储存注意事项储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过37℃。保持容器密封。应与氧化剂分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
主要用途
1.该品主要用作汽油添加剂，具有优良的抗爆性。它与汽油的混溶性好，吸水少，对环境无污染。MTBE能改善汽油的冷起动特性和加速性能，对气阻没有不良影响。虽然甲基叔丁基醚热值低，但行车试验证明使用含10%MTBE的汽油能使燃料消耗下降7%，并使废气中含铅量、CO量特别是致癌多环芳烃的排放物明显降低。作为有机合成原料，可制高纯度的2-甲基丙烯。还可用于生产2-甲基丙烯醛、甲基丙烯酸及2-甲基-1，3-丁二烯等。另外，还可用作分析溶剂、萃取剂。主要用作汽油添加剂，提高辛烷值，亦可裂解制得异丁烯。用作石蜡、香料、生物碱、没药树、天然及合成橡胶、脂肪物质的溶剂。2.一种优良的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂。甲基叔丁基醚作为无铅汽油添加剂，具有优良的抗爆性。它与汽油的混溶性好，吸水少，对环境无污染。试验证明，含10%MTBE的汽油能使燃料消耗下降7%，并使废气中含铅量、co量特别是致癌多环芳烃的排放物明显降低。另外，还可用作有机合成原料、萃取剂等。3.用作汽油添加剂。
安全信息
风险术语
R11:Highly flammable. 高度易燃。
R38:Irritating to skin. 刺激皮肤。
安全术语
S16:Keep away from sources of ignition. 远离火源。
S24:Avoid contact with skin. 避免皮肤接触。
S9:Keep container in a well-ventilated place. 保持容器置于良好通风处。
系统编号
CAS号：1634-04-4
MDL号：MFCD00008812
EINECS号：216-653-1
RTECS号：KN5250000
BRN号：1730942
毒理学数据
1.急性毒性
LD50：4g/kg（大鼠经口）；＞7500mg/kg（兔经皮）
LC50：41000mg/m3（大鼠吸入，4h）
2.刺激性 水溶性偶氮引发剂资料
分子结构数据
2、摩尔体积（m3/mol）：117.4
3、等张比容（90.2K）：245.8
4、表面张力（dyne/cm）：19.1
5、极化率（10-24cm3）：10.67
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值（XlogP）：0.9
2、氢键供体数量：0
3、氢键受体数量：1
4、可旋转化学键数量：1
5、互变异构体数量：无
6、拓扑分子极性表面积（TPSA）：9.2
7、重原子数量：6
8、表面电荷：0
9、复杂度：33.7
10、同位素原子数量：0
11、确定原子立构中心数量：0
12、不确定原子立构中心数量：0
13、确定化学键立构中心数量：0
14、不确定化学键立构中心数量：0
15、共价键单元数量：1
生态学数据
1.生态毒性
LC50：110mg/L（96h）（黑头呆鱼）
EC50：11.4~55mg/L（5，15，30min）（发光菌，Microtox测试）
2.生物降解性
好氧生物降解（h）：672~4320
厌氧菌降解（h）：2688~17280
3.非生物降解性
空气中光氧化半衰期（h）：20.7~265
性质与稳定性
1.稳定性 稳定
2.禁配物 强氧化剂
3.聚合危害不聚合
参考资料
Methyl tert-butyl ether.PubChem .2024-11-14