MTBE催化劑是一種高辛烷值汽油組分，是優良的汽油高辛烷值添加劑和抗爆劑。

MTBE一般是以甲醇和異丁烯為原料，借助酸性催化劑合成，其中催化劑在工業上用得最多的是樹脂催化劑。其中由于異丁烯的來源不同而形成了不同的合成路線。

合成MTBE的催化劑：雜多酸及其鹽類、氫氟酸、硫酸、苯乙烯系陽離子交換樹脂、固體酸、分子篩。

MTBE的反應是一個選擇性加成反應，烯烴中的叔碳原子在酸性催化劑的存在下形成正碳離子，再與醇結合形成醚。其反應是一個可逆放熱反應。工業裝置上，MTBE催化醚化反應是在固定床或膨脹床內進行的，反應物料是液相。反應后的物流中除產物MTBE之外，還有未反應的甲醇以及除異丁烯以外的其他C4組分。由于甲醇與C4或MTBE都會形成共沸物，在產物分離時可以有多種方案。在這個流程中，用三個塔在壓力下進行產物分離。先在第一個塔內將甲醇與C4的共沸物蒸出，從塔底得到MTBE產物，然后用水萃取的方法從共沸物中回收甲醇，最后再從甲醇水溶液中蒸出甲醇返回反應器。反應后剩下的C4組分主要是正丁烯和異丁烷等，可作為烷基化的原料。

固定床或膨脹床的醚化工藝的異丁烯轉化率一般為90%一96%，若要求異丁烯轉化率大十99%，須采用反應—分離—再反應—再分離的工藝流程，導致流程長、投資大、能耗高。美國CD Tech公司開發的催化蒸餾工藝將反應和產品分離結合在一臺設備中進行，由于反應與分離同時進行，打破了反應平衡，提高了轉化率，降低了能耗，將異丁烯的轉化率提高到了99.5%以上。