TAEE (Terc-amil etil éter) como aditivo para gasolinas automotivas : síntese, purificação e aplicação

Abstract

Esta dissertação tem por objetivo descrever a produção em escala semipiloto do terc-amil etil éter (TAEE), em reator de fluxo contínuo, sua purificação e aplicação deste oxigenado em gasolinas automotivas, testando seu desempenho quanto à octanagem (RON,MON e IAD), influência na alteração da propriedade de densidade e ainda volatilidade do combustível (curvas de destilação, pressão de vapor Reid). Para obtenção do TAEE foi usada uma corrente de hidrocarbonetos rica em componentes de cinco carbonos, na qual estão o 2-metil-1-buteno e o 2-metil-2-buteno (componentes reativos), e ainda etanol de pureza elevada. Como catalisador usou-se a resina Amberlyst A35. A avaliação das melhores condições de reação percorreu diferentes relações molares de etanol/ iso-amilenos (1,0; 1,1; 1,6 e 2,5) e temperaturas de reação entre 44°C à 75°C, obtendo-se então as conversões dos iso-amilenos. Na etapa para obtenção de TAEE com grau de pureza de 99,0% além de uma seção de destilação, foi necessária uma seção de extração com água, devido à formação de azeótropo entre TAEE e etanol. A partir da construção de um diagrama de equilíbrio líquido-vapor, com misturas do éter e do álcool, foi identificado tal azeótropo com ponto de ebulição à 77°C e composição molar de TAEE igual à 0,25. Os testes realizados com TAEE em gasolina automotiva mostraram que este oxigenado melhora as características antidetonantes e reduz a pressão de vapor, diminuindo as perdas por evaporação e minimizando as emissões de compostos orgânicos voláteis.

This dissertation purports to describe the production, on a semi-pilot scale, of tert-amyl-ethyl ether (TAEE) in a continuous flow reactor, its purification, and the application of this oxygenate in automotive gasolines, testing its performance in terms of octane rating (RON, MON and IAD) and its influence on the alteration of the fuel’s properties of density and volatility (distillation curves, Reid vapor pressure). To obtain the TAEE, a hydrocarbon flow rich in five carbon compounds was used, containing 2-methyl-1-butene and 2-methyl-2-butene (reactive compounds) as well as high purity ethanol. Amberlyst A35 resin was used as the catalyst. The best reaction conditions were evaluated by testing different molar ratios of ethanol/isoamylenes (1.0, 1.1, 1.6 and 2.5) and reaction temperatures ranging from 44°C to 75°C to achieve the conversion of the isoamylenes. In the process of obtaining purity with 99.0% of TAEE, in addition to a distillation section, a water extraction section was required due to the formation of a azeotrope between TAEE and ethanol. Based on the construction of a diagram of liquid-vapor equilibrium, with mixtures of ether and alcohol, this azeotrope was identified at a boiling point of 77°C and a TAEE molar composition of 0.25. The tests carried out with TAEE in automotive gasoline demonstrated that this oxygenate improves the antiknock characteristics and reduces the vapor pressure, reducing losses by evaporation and minimizing volatile organic compound emissions.