Как производят спирт в промышленных масштабах. Технология производства спирта

Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «спирт», написав вместо нее C2H5OH? А солдаты на утро были в стельку. Как же – написано ОН. Оказалось, и вправду, он!
Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО – главное сырье для водки. Как делают саму водку – полно. От сивухи до элитных марок. А спирт – нет!
Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».

Здесь делают спирт самой высокой категории – «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время Перестройки. Старой доброй перегонкой…

На входе зерно из мешка, на выходе чистейшая 96-градусная жидкость…

Как известно, веселящее действие алкогольных напитков и способы их получения известны человечеству еще с библейских времен: помните, Ной случайно выпил перебродивший фруктовый сок и опьянел. Вообще, ученые предполагают, что идея химической дистилляции жидкостей возникла еще в I тысячелетии до н.э. Впервые процесс дистилляции описал Аристотель (384-320 гг. до н.э.). Многие алхимики того времени занимались совершенствованием техники перегонки, считая, что путем дистилляции им удается выделить душу вина. Благодаря этому продукт дистилляции и был назван «дух вина» (от латинского «spiritus vini»).
Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «aquavitae» – «вода жизни», а в 1386 году благодаря генуэзским купцам спирт добрался и до Москвы.
Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии, в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Варрен усыпил эфиром первого пациента.

Постепенно спирт разделился на пищевой и технический, получаемый путем расщепления древесных отходов. В Англии технический спирт был освобожден от повышенных налогов на продажу, так как рыночная стоимость спиртных напитков окупала государственные сборы, а вот врачам и промышленникам такая стоимость была не под силу. Для предотвращения пищевого употребления токсичного промышленного спирта его смешивали с метанолом и другими неприятными на запах добавками.
Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.
С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта так же снизилось. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн. дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн. дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличившегося выпуска напитков с меньшей крепостью.

В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.
Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые - пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса. Значительно реже используются плодово-ягодные, виноградные материалы, топинамбур и другое богатое углеводами сырье.

Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу. Технический спирт содержит повышенное количество вредных примесей, поэтому использование его для пищевых целей запрещено.
Теперь о категориях спирта и о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.

Второе важное отличие «Альфы» от «Люкс» - пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» - 0,02%. Это существенно!
На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории – «Альфа».

Пшеницу привозят в специальных зерновозах и помещают в высокие бочки-элеваторы, откуда она далее поступает на производство.

Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на итоговом качестве конечного продукта.

Из емкостей-хранилищ при помощи огромного и мощного насоса-турбины зерно «перекачивается» через высокие колонки на первичную переработку.

Насос для «перекачки» зерна с хранилища на очистку.

Первая задача – очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.

Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.

Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.

Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня дня!

Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление.

Зернопровод от сепаратора на дробилку.

Дробилка превращает зерно в грубую муку. Это необходимо для дальнейшего разваривания зерна и высвобождения из него крахмала.

Разваривание зерна происходит с целью разрушения их клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).
Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки около 4 минут.

За всеми процессами, происходящими на спиртзаводе, наблюдают операторы в аппаратном зале. Здесь они видят полностью все происходящее на каждом участке, т.к. процесс производства спирта непрерывен и осуществляется в режиме 24/7.

Сам процесс разваривания включает три операции: строгая дозировка зерна и воды, нагрев замеса до температуры варения, выдержка массы при заданной температуре.
Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

В процессе осахаривания в охлажденную массу добавляют солодовое молоко для расщепления крахмала. Активное химическое взаимодействие приводит к тому, что продукт становится абсолютно пригодным для дальнейшего процесса сбраживания. В результате получается сусло, которое содержит 18% сухого сахара.

Когда из массы делается проба на йод, то окрас сусла должен оставаться неизменным.

Сбраживание сусла начинается при введении в осахаренную массу производственных дрожжей. Мальтоза расщепляется до глюкозы, которая в свою очередь сбраживается в спирт и углекислый газ. Также начинают образовываться вторичные продукты брожения (эфирные кислоты и т.д.).

Процесс сбраживания проходит в огромных закрытых бродильных установках, которые предотвращают потери спирта и выделение диоксида углерода в производственный цех.

Установки настолько большие, что верхняя и нижняя их части находятся на разных этажах!

Вот так выглядит брага в установке. Заглядывать следует очень осторожно, чтобы не вдохнуть пары углекислого газа.

Выделяющийся в процессе брожения диоксид углерода и пары спирта из бродильной установки поступают в специальные отсеки, где происходит отделение водно-спиртовой жидкости и диоксида углерода. Содержание этилового спирта в бражке должно равняться до 9,5 об.%.

Кстати, на заводе нам предложили попробовать бражку.

Кстати, повсюду в цехах можно заметить вот такие фонтанчики. Они предназначены для промывки глаз в случае попадания в них опасных продуктов производства, которых здесь хватает.

Далее приступают к отгонке спирта из бражки и его ректификации. Спирт начинает выделяться из бражки в результате кипения при разных температурах. Сам механизм перегонки основан на следующей закономерности: спирту и воде свойственны разные температуры кипения (вода – 100 градусов, спирт – 78°С). Выделенный пар начинает конденсироваться и собираться в отдельную емкость. Очистку спирта от примесей производят на ректификационной установке.

Над нами расположен этаж с ректификационными установками. Здесь, под ними, проходит целая сеть трубопроводов – какие-то для спирта, какие-то для воды, какие-то для пара, какие-то для побочных продуктов.

А в ректификационном зале жарко!!!
Сырой спирт (спирт-сырец), получаемый на основном этапе производства, не может быть использован для пищевых целей, так как содержит много вредных примесей (сивушные масла, метиловый спирт, сложные эфиры). Многие примеси ядовиты и придают спирту неприятный запах, именно поэтому сырой спирт подвергают очистке - ректификации.

Удаление вредных примесей осуществляется в процессе ректификации, основанном на разной температуре кипения этилового, метилового и высших спиртов, сложных эфиров. При этом все примеси условно делят на головные, хвостовые и промежуточные.
Головные примеси имеют более низкую температуру кипения, чем этиловый спирт. К ним относятся уксусный альдегид и отдельные сложные эфиры (этилацетат, этилформиат и др.), образующиеся при перегонке.

Хвостовые примеси отличаются повышенной температурой кипения по сравнению с этиловым спиртом. В их состав входят в основном сивушные масла и метиловый спирт.

Наиболее трудноотделяемой фракцией являются промежуточные примеси (этиловый эфир изомасляной кислоты и другие сложные эфиры).

При очистке спирта-сырца на ректификационных аппаратах производится отделение вредных примесей и повышается концентрация спирта в готовом продукте (с 88 % в спирте-сырце до 96-96,5 % в ректификате).
Готовый спирт крепостью 96% перекачивается в накопительные емкости.

Заглядывать в эти емкости следует еще более осторожно, чем в емкости с брагой. Здесь можно и опьянеть вмиг…

Готовый спирт отправляется на контрольные замеры и, если все в порядке, ему присваивается категория «Альфа» и дальше он пойдет на производство водки или другие цели…

Спиртовая промышленность занимается производством этилового спирта из пищевого или не пищевого сырья.

Этиловый спирт, который производится из пищевых сырья, далее идет в производство алкогольных напитков, на изготовление автомобильного топлива и нужд радиоэлетроники.

В качестве сырья для получения пищевого спирта используется картофель, зерновые, корнеплоды, сахарная патока или меласса, плодово-ягодное сырье и виноградные продукты – материал, который богат углеводами.

В качестве сырья для получения технического спирта используются отходы деревоперерабатывающей или нефтеперерабатывающей отраслей. Последнее время все больше внимание уделяется использованию растительной биомассы в качестве исходного материала для получения спирта. Их подвергают кислотному гидролизу. Полученный продукт содержит большое количество вредных примесей и поэтому в пищевой промышленности технический спирт категорически запрещен к использованию.

Оборудование для производства спирта

Оборудование для производства состоит из трех отделов – бражной колонны, эпюрационной колонны и ректификационной колонны.

Основная линия производства состоит из следующего оборудования: нория, бункер надвесовой, весы дозатор, бункер подвесовой, шнековый дозатор, дробилка, смесители, чанок замеса, краны трехходовые, краны шаровые, вентиля, задвижки, трубопроводы,насос центробежный, контактная головка, варочный аппарат, (низкотемпературное разваривание), насосы для перекачки сусла, насос дозатор, теплообменник сусла, краны трехходовые и шаровые с обратными клапанами, бродильные аппараты, дрожжанки, ловушка и маточник, насос для подачи бражки и дрожжевой, мерник серной кислоты, спиртоловушку, емкость промывных вод, подогреватель бражки, водяная секция подогревателя, конденсаторы, сепаратор, бардорегулятор, спиртоловушка, дефлегматор, конденсатор и холодильник, пеноловушка, вакуумпрерыватель, гидрозатвор, маслоотделитель, сборник сивушного масла, фонарь спиртовой.

Технология производства спирта + видео как делают

«Технология производства, в целом, состоит из трех последовательностей:

Очистки сырья от различных примесей, подготовка солода или культуры специально подобранных плесневых грибов;
Разваривания крахмалосодержащего сырья, процесс осахаривания крахмала, далее идет сбраживание осахаренного продукта и перегонка полученной бражки – это будет сырой спирт.
И затем сырой спирт подвергается ректификации.

Ректификация – это очистка полученного первоначального сырого спирта. Содержание примесей в сыром спирте настолько высоко, что непосредственное его использование в пищевой промышленности недопустимо.

Вредные примеси, которые образуются в процессе производства этилового спирта – метиловый спирт — как продукт распада пектина, содержащегося в растительных тканях; сивушные масла – или смесь высших спиртов – их провоцирует изначально гидролиз белка, и последующее дезаминирование аминокислот, плюс некоторые промежуточные продукты спиртового брожения также могут провоцировать появление сивушных масел; сложные эфиры, фурфурол. Сложные эфиры также появляются в результате процессов брожения, когда этиловый спирт взаимодействует с сивушными маслами и органическими кислотами.

Все примеси классифицируются как промежуточные, хвостовые или головные.

Во время очистки используется разница кипения спиртов и эфиров. У этилового спирта температура кипения выше по сравнению с головными примесями – уксусным альдегидом, сложными эфирами. И в то же время у этилового спирта температура кипения ниже по сравнению с хвостовыми примесями – сивушными маслами и метиловым спиртом. Самую большую сложность представляют в процессе очистки именно промежуточные примеси.

Во время ректификации готовый продукт насыщается спиртом с восьмидесяти восьми процентов до 90-90,5%.

Кроме сивушных масел, в процессе производства этилового спирта получают еще барду и углекислый газ.

Сивушные масла перегоняют и получают высшие спирты, которые в дальнейшем будут использоваться в различных отраслях промышленности – медицинской, парфюмерной или лакокрасочной.

Углекислый газ очищается и сжижается или идет на производство сухого льда.

Послеспиртовая барда просушивается и идет на производство кормовых дрожжей, которые применяются в животноводстве в качестве кормовой добавки.

Классификация первоначального спирта-сырца идет в зависимости от содержания в нем посторонних примесей: Альфа, Люкс, Экстра, базис, высшей очистки, 1 сорт.

Технология гидролиза получила распространение по причине сокращения ископаемого органического сырья. Гидролиз позволяет получать спирт из растительной биомассы, которая является возобновляемым биоресурсом. Кроме гидролизного спирта выделяют еще и синтетический спирт. Его производство основывается на смешивании газа этана с водой под высоким давлением. При этом вода и газ не очищаются, в результате реакции образовываются побочные продукты, которые токсичны для организма человека.

Для того чтобы выделить технический спирт и сделать его непригодным для использования в пищевых целях, в его состав добавляют ингредиенты, которые изменяют его вкус и цвет с запахом – цвет чаще получается с синефиолетовым оттенком. К добавкам, которые используются в качестве денатурата, предъявляются определенные требования – низкая токсичность, чтобы снизить риск отравления и смертельного исхода, специфичность вкуса и цвета, стойкость в качестве маркера, чтобы его было сложно отделить от этилового спирта с применением современных технологических процессов и оборудования.

Видео как делают на водочном производстве:

На сегодняшний день большинство гидролизных заводов на территории России входят в состав министерства медицинской и микробиологической промышленности.

Пишет блогер Сергей Анашкевич:

Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «СПИРТ», написав вместо нее «C2H5OH»? А солдаты на утро были в стельку. Как же - написано ОН. Оказалось, и вправду, он!

Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО - главное сырье для водки.

Как делают саму водку - полно. От сивухи до элитных марок. А спирт - нет!

Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».

Здесь делают спирт самой высокой категории «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время перестройки. Старой доброй перегонкой…

На входе - зерно из мешка, на выходе - чистейшая 96-градусная жидкость…

Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «Aquavitae» - «вода жизни», а в 1386 году, благодаря генуэзским купцам, спирт добрался и до Москвы.

Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Уоррен усыпил эфиром первого пациента.

Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.

С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта также снизилась. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличивающегося выпуска напитков с меньшей крепостью.

В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.

Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые - пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса.

Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу.

Теперь о категориях спирта и о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.

Второе важное отличие «Альфы» от «Люкса» - пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» - 0,02%. Это существенно!

На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории - «Альфа».

Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на качестве конечного продукта.

Насос для «перекачки» зерна из хранилища на очистку:

Первая задача - очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.

Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.

Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.

Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня!

Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление:

Разваривание зерна происходит с целью разрушения его клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).

Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки - около 4 минут.

За всеми процессами, происходящими на спиртзаводе, наблюдают операторы в аппаратном зале. Здесь они видят полностью все происходящее на каждом участке, так как процесс производства спирта непрерывен и осуществляется в режиме 24/7.

Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

Когда из массы делается проба на йод, окрас сусла должен оставаться неизменным.

Установки настолько большие, что верхняя и нижняя их части находятся на разных этажах!

Выделяющиеся в процессе брожения диоксид углерода и пары спирта из бродильной установки поступают в специальные отсеки, где происходит отделение водно-спиртовой жидкости и диоксида углерода. Содержание этилового спирта в бражке должно равняться до 9,5 об.%.

Кстати, на заводе нам предложили попробовать бражку.

Повсюду в цехах можно заметить вот такие фонтанчики. Они предназначены для промывки глаз в случае попадания в них опасных продуктов производства, которых здесь хватает.

Далее приступают к отгонке спирта из бражки и его ректификации. Спирт начинает выделяться из бражки в результате кипения при разных температурах. Сам механизм перегонки основан на следующей закономерности: спирту и воде свойственны разные температуры кипения (вода - 100 градусов, спирт - 78°С). Выделенный пар начинает конденсироваться и собираться в отдельную емкость. Очистку спирта от примесей производят на ректификационной установке.

Над нами расположен этаж с ректификационными установками. Здесь, под ними, проходит целая сеть трубопроводов - какие-то для спирта, какие-то для воды, какие-то для пара, какие-то для побочных продуктов.

А в ректификационном зале жарко!!!

Сырой спирт (спирт-сырец), получаемый на основном этапе производства, не может быть использован для пищевых целей, так как содержит много вредных примесей (сивушные масла, метиловый спирт, сложные эфиры). Многие примеси ядовиты и придают спирту неприятный запах, именно поэтому сырой спирт подвергают очистке - ректификации.

Этот процесс основан на разной температуре кипения этилового, метилового и высших спиртов, сложных эфиров. При этом все примеси условно делят на головные, хвостовые и промежуточные.

Головные примеси имеют более низкую температуру кипения, чем этиловый спирт. К ним относятся уксусный альдегид и отдельные сложные эфиры (этилацетат, этилформиат и др.), образующиеся при перегонке.

Готовый спирт крепостью 96% перекачивается в накопительные емкости.

Заглядывать в эти емкости следует еще более осторожно, чем в емкости с брагой. Здесь можно и опьянеть в миг…

Готовый спирт отправляется на контрольные замеры и, если все в порядке, ему присваивается категория «Альфа», а дальше он пойдет на производство водки или другие цели…

Все большее развитие получает синтез жидкого искусственного топлива, приближающегося по качеству к топливам нефтяного происхождения. Из угля, природного газа, известняка, отходов лесного хозяйства получают метиловый спирт - метанол, а из сахарного тростника, свеклы, зерновых культур вырабатывают этиловый спирт - этанол. Выпуск в нашей стране синтетического спирта метанола достиг в 1998 г. 44 млн т.

Наиболее перспективным сырьем для расширения производства метанола являются природный газ, нефтяные остатки и особенно уголь.

Для производства 1 т синтетического топлива необходимо большое количество угля - от 3 до 6 т, поэтому оно пока еще дороже бензина в 1,5…2 раза.

Метанол и этанол, используемые в качестве топлива для автомобильных двигателей, характеризуются высоким октановым числом, меньшей по сравнению с бензином теплотворной способностью, высокой скрытой теплотой испарения, низкими упругостью паров и температурой кипения. Кроме того, метанол как автомобильное топливо обусловливает рост мощности и КПД двигателя, снижение теплонапряженности деталей цилиндропоршневой группы, закоксовывания и нагарообразования. Также при использовании метанола (при том же уровне концентрации оксида углерода, что и при работе двигателя на бензине) наблюдается уменьшение в 1,5…2 раза содержания оксида азота и в 1,3… 1,7 раза - углеводородов в отработавших газах.

Однако для повседневного использования метанола в качестве автомобильного топлива необходимы конструктивные изменения топливной аппаратуры двигателя и в какой-то мере самого автомобиля. Поэтому в настоящее время метанол лучше использовать в качестве добавки к бензину. Установлено, что добавка 3…5 % метанола обеспечивает экономию 2,5 % бензина при сохранении мощности двигателя, его динамических и экономических показателей, а также уровня токсичности выхлопных газов. При этом допустимо использовать бензин с несколько меньшим октановым числом или заменять этилированный бензин на неэтилированный.

Применение бензометанольной смеси (с добавкой 15 % метанола и 7 % стабилизатора - изобутилового спирта) позволяет повысить на 6 % динамические качества автомобиля и на 3… 5 % его мощность, одновременно уменьшить выброс оксида азота на 30…35% и углеводородов на 20%, а также получить экономию бензина до 14 %.

При использовании бензометанольной смеси М15 устойчивый пуск холодного двигателя обеспечивается при температуре воздуха -26 °С.

Предельно допустимая концентрация паров метанола в воздухе рабочей зоны двигателя значительно выше, чем при использовании таких антидетонаторов, как ТЭС и ТМС, и составляет 5 мг/м 3 .

В целом применение метанола как добавки к бензину, улучшающей ряд его эксплуатационных свойств, рассматривается как реальный фактор увеличения ресурсов автомобильного топлива.

Реальное улучшение эксплуатационных свойств дизельного топлива при добавлении спирта сопоставимо с улучшением свойств бензина, т. е. низкая температура самовоспламенения (низкое цетановое число) не исключает использования метанола и этанола в качестве добавки к дизельному топливу (при условии конструктивного изменения двигателя) в количестве, не превышающем 15…20%.

studopedia.ru

Синтетические спирты получают в результате синтеза из различного сырья. Наибольшее практическое применение находят метанол-метиловый и этанол-этиловый спирты. В качестве сырья для метанола используют уголь, природный газ, известняк, бытовые отбросы, отходы лесного хозяйства. Этанол получают из сахарного тростника, свеклы, зерновых культур, различных сельскохозяйственных отходов.[ …]

Основным преимуществом спиртов является их высокая детонационная стойкость. Это позволяет повышать степень сжатия в двигателе и соответственно его КПД. При работе на метаноле имеет место снижение тепло-напряженности деталей цилиндропоршневой группы, коксовывание и нагарообразован ие.
оме того, двигатель может работать на очень обедненной смеси с большим избытком воздуха, что повышает его топливную экономичность. При этом отработавшие газы менее токсичны, чем при работе на бензине: содержание оксидов азота уменьшается в 1,5-2 раза, углеводородов — в 1,3-1,7 раза. Обладая высоким октановым числом, спирты имеют меньшую, чем бензин, удельную теплоту сгорания, низкую упругость паров и температуру кипения. При работе на спиртах вдвое снижается запас хода автомобиля, ухудшаются пусковые качества двигателя.[ …]

Метанол обладает, хотя и сравнительно невысокой, коррозионной активностью, ядовит, воздействует на нервно-сосудистую систему и зрение. Этанол не оказывает коррозионного действия на большинство конструкционных материалов, но реагирует со свинцом, цинком и меньше — с алюминием. Этанол также токсичен, и токсичность его повышается с увеличением концентрации.[ …]

Достоинства синтетических спиртов при использовании их в качестве топлива не позволяют, однако, рекомендовать их к повседневному применению в чистом виде в связи с тем, сто при этом появляется необходимость существенных изменений конструкции топливной аппаратуры, двигателя и в какой-то мере автомобиля: оснащение двигателя устройствами для облегчения пуска, особенно при низких температурах; увеличение вместимости топливных баков; замена материала некоторых деталей системы питания вследствие коррозионной агрессивности и этанола.[ …]

Реальным представляется применение спиртов и в дизельных двигателях. При этом имеют место сложности обусловленные высокой удельной теплотой испарения спиртов. У метанола она равна 1,102 МДж, у этанола 0,905, а у дизельного топлива только 0,226 МДж. Это приводит к тому, что при впрыске метанола или этанола температура воздушного заряда в цилиндре снижается на 198 или 1100 соответственно, в то время как при впрыске дизельного топлива снижение температуры составляет только 17 Такое значительное переохлаждение смеси приводит к задержке ее воспламенения и более резкому нарастанию давления в цилиндре (работа двигателя становится жесткой). Чтобы избежать этого, необходимо повышать и без того высокую степень сжатия, а это влечет за собой такие нежелательные явления, как увеличение массы двигателя, снижение механического КПД и т.д. Как выход здесь могут рассматриваться следующие варианты: организация впуска в цилиндр карбюрированной смеси со спиртом и впрыск дизельного топлива через форсунку; впрыск дизельного топлива и спирта через отдельные форсунки с подбором оптималкйиш углов опережения впрыска запальной и основной порций топлива; пуск дизельного двигателя на дизельном топливе с последующим введением во второй такт спиртовой эмульсии.[ …]

Одним из важных вопросов применения спиртов в качестве топлива для автомобилей является организация их крупномасштабного производства. Сырьевая база для производства метанола в разных странах разная: в Германии, например, это в основном уголь, в странах СНГ — природный газ. Но для производства метанола необходимо большое количество сырья (отЗ до 6 т угля, например, на 1 т спирта). Поэтому метанол пока в 1,5-2 раза дороже бензина. По мнению специалистов, метанол может рассматриваться как массовое автомобильное топливо только в отдаленной перспективе (не ранее чем через 30-50 лет).[ …]

Вернуться к оглавлению

ru-ecology.info

По существу и спирты брожения представляют собой продукты синтеза, но природного. Ведь картофель, различные злаки и древесина - все они получаются в результате фотохимического синтеза в растениях из простых. «веществ, находящихся в воздухе и почве. Этот процесс происходит кругом нас в природе в гигантских размерах, несравнимых с масштабами обычных производств. В зелёных частях растений, под влиянием хлорофилла-катализатора, вырабатываемого самими растениями, непрерывно синтезируется крахмал, сахара и другие вещества из угольного ангидрида и воды воздуха. Почти вся пища человека состоит из продуктов этого синтеза.

Следовательно, когда мы упомянули о синтетическом спирте, мы имели в виду искусственный химический синтез.

Синтетический этиловый спирт - это спирт из газов нефтепереработки. Нефть является третьим, важнейшим видом сырья для производства спирта. При нагревании нефти (это осуществляется на больших нефтеперегонных заводах) из неё последовательно выделяется ряд фракций - бензин, керосин, лигроин и т. д. Эти фракции - смесь лёгких углеводородов. В остатке получается тяжёлый мазут.

В прошлом столетии главным продуктом перегонки нефти служил керосин, использовавшийся для освещения. Любопытно, что такой ценнейший нефтепродукт, как бензин, в то время считался отходом и просто сжигался. В настоящее время бензин - главный вид моторного топлива. Вначале его выделяли из нефти только так называемой прямой гонкой, т. е. перегонкой с целью получения лёгких, светлых фракций. Однако со временем, с целью увеличения выработки бензина, который настоятельно требовали быстро развивавшиеся автомобильная промышленность и авиация, основанные на применении двигателей внутреннего сгорания, нефть стали подвергать специальной переработке. Эта переработка, связанная с применением высоких температур и давлений, называется пиролизом или крекингом, в зависимости от условий проведения процесса. Сущность таких процессов будет разобрана ниже, в главе о получении бутадиена из нефти.

При пиролизе и крекинге нефти за счёт расщепления сложных молекул углеводородов, образующих нефть, получаются в большом количестве газообразные углеводороды как предельные - метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8, так и непредельные - этилен С2Н4, пропилен С3Н6 и др.

Газы нефтепереработки представляют ценнейшее химическое сырьё. Однако до последнего времени их использовали мало. Чаще всего эти газы просто сжигали, устраивая «факел» вблизи нефтеперегонного завода, или выбрасывали без всякой пользы в атмосферу. Лишь в последние годы найдены способы улавливания газов нефтепереработки, их разделения и разнообразной химической переработки.

Одним из наиболее ценных газов нефтепереработки является лёгкий горючий газ этилен СH 2 =СH 2 , который содержится в газах пиролиза до 21% по весу. Он имеет двойную связь. Это - простейшее непредельное соединение. Благодаря двойной связи этилен легко вступаете соединения с другими веществами и может полимеризоваться, давая твёрдый политэн. Этилен очень удобен для синтеза и применяется в промышленности в больших количествах для получения различных веществ.

Свойства этилена прекрасно знал. Александр Михайлович Бутлеров. В 1873 г. он произвёл интересный и важный по своим практическим последствиям опыт. Бутлеров пропускал газообразный этилен через серную кислоту. Этилен, взаимодействуя с кислотой, давал этилсерную кислоту:

Обрабатывая получившийся полупродукт водой (гидролизуя его, как сказал бы химик), учёный получил впервые синтетический этиловый спирт:

Так восемьдесят лет назад в Петербурге было сделано замечательное открытие, честь которого принадлежит русскому химику. Было впервые доказано, что столь важный для народного хозяйства продукт, как спирт, можно получать без брожения, чисто химическим путём. В наше время, когда крекинг и пиролиз нефти получили во многих странах большое развитие, реакция Бутлерова осуществлена в промышленном масштабе. Из этилена газов нефтепереработки получают сотни тысяч тонн спирта. Это - спирт из нефти. Для получения его не требуется затраты пищевого сырья и поэтому производство такого спирта имеет неограниченные перспективы развития.

Мысль учёных не остановилась на этом открытии. Производство спирта из этилена с помощью серной кислоты («сернокислотный метод» получения спирта) идёт в две стадии. Это двухступенчатый процесс, а химики всегда стремятся сократить число стадий: чем их меньше - тем больше выход целевого продукта. Реакции, которые мы только что прочитали, означают лишь главные направления процесса, в действительности образуется ряд побочных продуктов. Этилен заставляют взаимодействовать с высококонцентрированной (95-98%) серной кислотой при температуре 60-80° и небольшом избыточном давлении газа. Для получения 1 г 100-процентного этилового спирта нужно затратить около 0,7 т этилена Как видно из уравнения реакции, при получении спирта из этилена через этилсерную кислоту вновь образуется серная кислота, но уже разбавленная (40-60%), так как для гидролиза в процесс вводится вода.

Большой расход серной кислоты и образование слабой кислоты являются недостатками сернокислотного метода получения этилового спирта.

Очень заманчива мысль о получении этилового спирта прямо непосредственно из этилена, в одну стадию. Ведь на бумаге это самая простая реакция:

В действительности получить спирт в одну стадию не так-то просто. Химики призывают здесь на помощь всех своих верных помощников: катализатор, большое давление, высокую температуру. Лишь в этом случае этилен реагирует с водой с хорошим выходом.

В самые последние годы такой процесс осуществлён в производственных условиях. Он носит название прямой гидратации этилена, так как суть его состоит в непосредственном присоединении воды к этилену. Как и гидролиз этилсерной кислоты, реакция прямой гидратации этилена обратима. Процесс может протекать, в зависимости от условий, в том или ином направлении. При определённых условиях наступает момент химического равновесия: в единицу времени образуется столько молекул этилового спирта, сколько их распадается на этилен и воду.

В процесс прямой гидратации не нужно вводить больших количеств серной кислоты. Это является крупным преимуществом для производства.

Так на заводах получают спирт из этилена.

Это также спирт из непищевого сырья.

В ближайшие годы советская промышленность синтетического каучука целиком перейдёт на потребление для производственных нужд спирта из непищевого сырья - древесины и газов нефтепереработки. Пищевое сырьё, затрачиваемое сейчас для этой цели, пойдёт по прямому назначению.

На рисунке 9 наглядно представлен расход различного сырья для получения 1 т этилового спирта. Мы ознакомились со всеми промышленными методами производства этилового спирта, принятыми в настоящее время. Пойдём дальше: посмотрим, как из спирта получают бутадиен по методу С. В. Лебедева.

Рис. 9. Такое количество картофеля, древесины или этилена необходимо для получения 1 т этилового спирта.

Этиловый спирт-сырец, поступающий со спиртовых заводов, направляется на спиртовой склад для составления «шихты», т. е. смеси, идущей на химическое разложение («контактирование»). Для составления шихты берут в строго определённом соотношении свежий спирт-сырец и оборотный, или спирт-регенерат (спирт, не разложившийся при контактировании). Эту смесь центробежный насос непрерывно подаёт на разложение в контактный цех. Образующиеся здесь контактные газы, содержащие нужный нам бутадиен, поступают в цех конденсации. В нём происходит частичная конденсация (сжижение) контактного газа. Составные части шихты, имеющие высокие температуры кипения, превращаются в жидкость, а низкокипящие, в том числе и бутадиен, кипящий при 4°,5 °С, идут дальше в виде паров. Смысл этой технологической операции понятен: отделить бутадиен от тяжёлых примесей, в первую очередь от воды и этилового (неразложившегося) спирта (рис. 10).

Рис. 10. Общая схема производства каучука из спирта по методу С. В. Лебедева.

Неконденсирующийся газ поступает на абсорбцию , т. е. поглощение жидкостью. В высоких аппаратах - скрубберах бутадиен и некоторые его примеси улавливаются стекающим вниз жидким спиртом. Насыщенный абсорбент (спирт) поступает на отгонку, на колонны, обогреваемые паром. Легко кипящий бутадиен отгоняется от абсорбента, конденсируется и в виде бутадиена-сырца поступает на отмывку , заключающуюся в том, что сопутствующий бутадиену ацетальдегид, мешающий полимеризации, отмывается водой и таким образом отделяется от бутадиена. Отмытый бутадиен-сырец подвергается ректификации (очистке путём многократной перегонки), после чего, в виде крепкого чистого бутадиена-ректификата направляется на полимеризацию - превращение в полимер. Отмывка и ректификация составляют в совокупности процесс очистки бутадиена. Полимер подвергается обработке , давая товарный натрий-бутадиеновый каучук.

Такова в самых общих чертах схема получения синтетического каучука по методу С. В. Лебедева. Мы умышленно подчеркнули слова: разложение - конденсация - абсорбция - отгонка - отмывка - ректификация - полимеризация - обработка. Именно эта цепь основных процессов и приводит на заводах к получению синтетического каучука, отправляемого затем на резиновые заводы для переработки в изделия. Совершим экскурсию по заводу синтетического каучука. Когда подходишь к такому заводу, поражает тишина: хорошо налаженные химические заводы работают почти бесшумно.

В этом отношении они сильно отличаются от механических или металлургических заводов, где большинство рабочих процессов сопровождается шумом и лязгом. Издали завод СК (так обычно в практике сокращённо называют синтетический каучук) представляет собой большое промышленное предприятие со многими зданиями и высокими аппаратами, стоящими вне зданий.

www.stroitelstvo-new.ru

В одной известной песне поется «Бывают разные мужья, но вот такого — не встречали». Живу на свете более 65 лет, из них более 50 занимаюсь химией (нефтехимией) , но такого названия не встречал. Наверное Вы хотели узнать об этиловом спирте, «полученном из нефти»?
Непосредственно в нефти спирта нет. Но при различных процессах переработки нефти, в качестве отхода (побочного продукта) получается газ — этилен. Чаще, этилен получают целенаправленно, на специально созданных для этого установках из различных углеводородов, выделяемых из нефти или природного газа, или, на худой конец, из бензинов.
Так вот, гидратацией этилена получают этиловый спирт. Официальное название — синтетический этиловый спирт, неофициальные (народные) названия: «синтик», «шадым».
Это же вещество — этиловый спирт получается при сбраживании различных глюкозо- или сахаро-содержащих растворов (виноградного или фруктовых соков, солода и т. п.) — получение вина, пива, и сотен других напитков. Можно получать этиловый спирт и сбраживанием чистой глюкозы, выделенной из этих растворов. Но чаще всего, глюкозу для производства спирта получают гидролизом крахмала, добываемого из пшеницы или других злаков, картофеля и т. п. , (часто в совмещенном со сбраживанием процессе) . Это так называемый пищевой спирт.
Есть еще один способ. Древесину (опилки) варят в присутствии кислоты. При этом целлюлоза, входящая в состав древесины, гидролизуется до глюкозы. Полученный из такой глюкозы этиловый спирт называют «гидролизным», в народе — «сучок». Не путать с «древесным спиртом». Древесный спирт — МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ или МЕТАНОЛ — ЯД, образуется наряду с десятками других продуктов при пиролизе древесины (нагревании без доступа воздуха) .
Так вот, каким бы образом, и из чего бы ни был получен этиловый спирт, он обязательно содержит массу примесей придающих ему тот или иной привкус и запах («сивуха», «самогон»). Одни из этих примесей специально не убирают (так называемый букет» вина, коньяков, виски и т. п. Другие примеси более или менее полностью удаляются. Такие, высокоочищенные сорта спирта («Люкс», «Экстра». и т. п.) используют при изготовлении различных сортов водки.
Так вот, очистить можно любой (этиловый) спирт, т. е полученный хоть из хлеба, хоть из винограда, хоть из опилок, хоть из «нефти» или «газа», ЛЮБОЙ. Но, я например знаю, что в советское время одному из заводов, производящих этиловый спирт из «нефти» (вернее из отходов нефтепереработки) В ПРИКАЗНОМ ПОРЯДКЕ ЗАПРЕТИЛИ производить высококачественный спирт, чтобы не подорвать экономику заводов, производящих спирт из пищевого сырья.
Так что Ваш «нефтеспирт» — это обыкновенный этиловый спирт.
Правда есть еще так называемый «уайт-спирит». Хотя в его названии есть тот же латинский корень «спирит» (спирт это тоже «спирит», «спирит» — вообще-то означает «дух», сущность, spiritus vini — «винный дух» или «сущность вина»), но к спиртам Уайт-спирит не имеет никакого отношения. Это просто какая-то бензиновая фракция, образующаяся при перегонке нефти. Название (на мой взгляд) может быть связано с тем, что в самых первых экспериментах по перегонке нефти большинство фракций получались окрашенными в цвета от слегка желтоватого до коричневого и даже черного. Так вот Уайт — означает белый (неокрашенный) , так что, это просто светлая фракция нефти. Не знаю почему, но это название сохранилось до сих пор. В настоящее время уайт-спиритом называют часть бензиновой фракции, используемой в качестве растворителя масляных красок.

otvet.mail.ru

Пиролиз нефтяного и газового сырья относится к термическим процессам. Целевое назначение его - получение газообразных олефинов, в первую очередь этилена, а также пропилена, бутадиена и бутиленов, являющихся сырьем для производства полиэтилена и полипропилена, этилового спирта, синтетического каучука и ряда других продуктов. Наряду с газом при пиролизе образуется смола, выход которой тем больше, чем тяжелее сырье пироли-

Этиловый спирт синтетический, ГОСТ 11547-65.

Колонные аппараты широко используют для разделения растворов и газовых смесей при помощи дистилляции, ректификации и абсорбции в производстве синтетических спиртов, синтетического каучука, пластических масс, коксохимии, лесохимии, гидролиза и т. п.

Значительное расширение ассортимента нефтепродуктов и дальнейшее повышение требовании к их качеству в связи с интенсивным развитием техники обусловили необходимость использования широкой гаммы процессов химичесК(ЗЙ технологии при переработке нефти и газа имеются в виду такие процессы, как ректификация, абсорбция, экстракция, адсорбция, сушка, отстаивание, фильтрование, центрифугирование и др., а также различные химические и каталитические процессы пиролиз, каталитический крекинг, риформинг, гидроочистка и др. Это позволило ориентировать нефтегазопереработку на обеспечение народного хозяйства не только топливом, маслами и другими товарными продуктами, но и дешевым сырьем для химической и нефтехимической отраслей промышленности, производящих различные синте тические продукты пластические массы, синтетические каучуки, химические волокна, спирты, синтетические масла и др.

На основе синтетических высших жирных спиртов можно изготовлять различные моющие средства в виде порошков, паст и жидких продуктов для бытовых и промышленных целей. Приготов- тенные на основе жирных спиртов синтетические моющие средства в шде порошков и паст показали высокие моющие свойства. При сравнении их моющих свойств с моющими свойствами жировых мыл определено, что синтетические моющие порошки, приготовленные из 1 т синтетических жирных спиртов, могут заменить свыше

Производство жиров, масел, спиртов, синтетических жирных кислот

Велика также экономия и по капитальным затратам при замене пищевого спирта синтетическим. Она составляет около 460 руб. на 1 7И годовой мощности.

Гидрирование окиси углерода. Смесь СО и На (водной газ) широко применяют в самых различных целях как газообразное топливо, сырье для получения водорода и окиси углерода, метилового и высших спиртов, синтетического бензина и т. д.

Тип производства с большим выпуском однородной продукции при однозначности характеристики производимой продукции, исходных материалов, технологических схем, параметров процесса, применяемого оборудования является массовым типом производства. Этот тип производства свойствен химическим предприятиям по производству минеральных удобрений, синтетического спирта, синтетического каучука, полиолефиновых пластмасс, шин, корда и т. п. Массовый тип производства обеспечивает наиболее высокий уровень специализации как предприятия в целом, так и его отдельных производств, например в системе химических комбинатов.

Количественные ресурсы газов крекинга, ввиду грандиозных масштабов добычи и переработки нефти, весьма значительны. В США они составляют 14 млн. т. Конечно, не может быть и речи о переработке всех этих газов только в спирты, синтетический каучук и т. п.

Переработкой нефтегазового сырья для получения целевых (конечных) продуктов или сырья для других химических производств занимается нефтехимическая промышленность. Она производит в больших количествах прежде всего углеводородное сырье простейшие парафиновые и этиленовые углеводороды, ацетилен (из метана), циклогексан, бензол. Из этого сырья получают синтетическое горючее, мономеры для пластиков, синтетических каучуков, фенол, ацетон, синтетические спирты, синтетический глицерин, кислоты, хлорпроизводные, нитропарафины. Многие из этих промышленных синтезов будут рассмотрены в дальнейшем.

Газ, полученный при пиролизе, богат непредельными углеводородами, из которых наиболее цепным является этилен содер жание его в газе пиролиза достигает 18-28% в зависимости от состава перерабатываемого сырья и температуры процесса. Пиролизный газ является ценным сырьем для химической переработки из него могут быть получены этиловый спирт, синтетический каучук, высокооктановые компоненты авиационных топлив и многие другие химические продукты.

Конверсию углеводородных газов проводят для получения технологических газов (синтез-газ, АВС), используемых в производстве метанола, аммиака, высших спиртов, синтетического бензина, водорода и других продуктов органического и неорганического синтеза восстановительного газа для прямого получения железа, ацетилена. Производство ацетилена методом конверсии метана (окислительный пиролиз) рассмотрено в главе XXI. Процесс конверсии газообразного топлива осуществляется в реакторах различного типа-конвертерах, а полученный методом конверсии газ называют конвертированным газом.

В одиннадцатой пятилетке нефтехимическая промышленность будет развиваться ускоренными темпами. Производство этилена увеличится в 2-3 раза, синтетических моющих средств - в 1,4 раза. Производство синтетических смол и пластмасс должно достигнуть 6-6,25 млн. т, химических волокон и нитей- 1,6 млн. т. Увеличится производство стирола, фенола, спиртов, синтетических каучуков. При этом так же как и в десятой пятилетке, преимущественно будет увеличиваться производство каучуков стереорегуляр-ного строения - СКИ и СКД.

В ряду спирт синтетический-ферментативный-гидролизный соотношение их себестоимости равно 1,0 3,5 4,2.

Это позволило ориентировать нефтегазопереработку на обеспечение потребности хозяйств не только топливом, маслами и другими товарными продуктами, но и дешевым сырьем для химической и нефтехимической отраслей промышленности, производящих различные синтетические продукты пластмассы синтетические каучуки химические волокна спирты синтетические масла и др.

Эта смесь газов применяется в органическом и неорганическом синтезе для получения метилового спирта, синтетического бензина, аммиака, мочевины и т. д.

Оборудование и реактивы. Полярограф с ртутно-капельным электродом-анодом и донной ртутью - катодом. Мерная колба на 250 мл. Микробюретка на 10 мл с ценой деления 0,02 мл. Гидрохинон марки А. Ацетат натрия (0,1 н. раствор в метиловом спирте.) Метиловый спирт (синтетический). Свежеприготовленный стирол, не содержащий гидрохинона. Эталонный раствор гидрохинона, перекристаллизованного из метилового спирта и высушенного до постоянной массы (готовят его так в мерную колбу на 250 мл вносят 0,05 - 0,6 г гидрохинона, взвешенного с точностью до 0,0002 г, и добавляют метиловый спирт до метки).

Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность вырабатывает самые разнообразные продукты газообразное и жидкое топливо, смазочные и специальные масла, консистентные смазки, битумы, сажу, парафин, нефтяные кислоты, кокс, синтетические спирты, синтетические жирные кислоты, продукты полимеризации, ароматические углеводороды, ацетон, фенол и многие другие технические и химические продукты.

Часть 2. Органические продукты основной химии, производство синтетического спирта, синтетического каучука, анилинокрасочные производства, производства химических реактивов, пластических масс, лакокрасочной промышленности и вспомогательные производства.

I группа — производства о физико-химической переработкой оырья нефтепереработка, производство спиртов, синтетических жирозаменителей, синтетических каучуков. переработка сланцев

Согласно ГОСТ 2222-54 (в- зависимости от способа получения) выпускается метиловый спирт синтетический и метиловый лесохимический (1 и И сорт). Кроме того, выпускают спирт метиловый сырец - синтетический и укрепленный.

Метиловый спирт, синтетический, ч., ГОСТ 2222-65.

Калий марганцевокислый, ГОСТ 4527-65, ч. Этиловый спирт синтетический, ГОСТ 11547-65.

Метиловый спирт синтетический, ГОСТ 6995-67.

В работе представлены данные о скорости массообмена при осушке спиртов синтетическими цеолитами. Процесс в этих системах протекал в промежуточной области, и скорость его в значительной степени определялась внешней диффузией. Наиболее приемлемым уравнением кинетики здесь оказалось уравнение (10.5). Коэффщиент его не зависел от исходной концентрации адсорбтива и по экспоненциальному закону убывал по мере увеличения заполнения. Авторы отмечают, что, по-видимому, не существует приближенного уравнения, пригодного для описания кинетики адсорбции во всех системах и ситуациях.

Метиловый спирт, синтетический. Метиловый спирт, не содержащий альдегидов, готовится кипячением с обратным холодильником в течение 2 час. над гранулированным алюминием и едким кали и последующей отгонкой из реакционной колбы. На обработку I л спирта расходуется 5-10 г алюминия и 8-10 г едкого кали .

Метиловый спирт синтетический, ГОСТ 6995-54.

Этиловый спирт синтетический, ГОСТ 9674-61.

Акролеин СН2 = СН-СНО (т. кип. 52,5 С) - жидкость с резким раздражающим запахом. Он хорошо растворим в воде и образует с ней азеотропную смесь. При длительном хранении или нагревании легко полимеризуется в циклические или линейные полимеры, что заставляет ири его переработке использовать добавки ингибиторов. Акролеин широко применяется для получения акриловой кислоты и ее эфиров, аллилового спирта, синтетического глицерина и других продуктов, в том числе метионина HiS H2 H2 H(NH2) OOH, являющегося ценной добавкой к KOipMy для птиц.

Буршй рост производства жидких парафинов обусловлен большим потреблением их в нефтехимич1 кой и особенно в микробиологической промышленности. Жидкие парафины являются высококачественным сырьем для получения биологически разлагаеиух поверхностно-активных веществ (в том числе высших жирных спиртов, синтетических

Конверсия метана природного газа с водяным паром - пока основной промышленный способ производства водорода. Первичный продукт конверсии метана - это синтез-газ (тСО + пИ.2), который помимо получения водорода применяется для производства метанола, высших спиртов, синтетического бензина и др. Предполагается применепне синтез-газа в качестве восстановительного агента для прямого восстановления металлов (железа) из руд. Метод конверсии состоит в окислении метана водным паром или кислородом по следующим основным уравнениям реакций

Характеристики спиртов, получаемых гидрогенизацией различного сырья на разных катализаторах, сопоставлены в табл. 1.9. Состав технических спиртов определяется в основном составом исходных кислот и пределами отбора тех или иных фракций гидрогенизата. При одном и том же сырье, несмотря на технологические различия в процессах, товарные спирты имеют очень близкие характеристики. В отличие от спиртов, получаемых гидрогенизацией природных триглицеридов или эфиров природных жирных кислот, спирты синтетических жирных кислот содержат примеси кетонов, кетосяиртов и гликолей.

Реакции Циглера открывают совершенно новые пути использования олефинов синтез полиэтиленов и димеров олефинов для превращения в синтетические каучуки и ароматические углеводороды, получение первичных спиртов, синтетического волокна и т. д. Полимеризация этилена в смазочные масла в Германии проводится с 95-99% этиленовой фракцией путем обработки ее, после очистки от кислорода и сернистых примесей, хлористым алюминием при 180-200° и 10-25 ат. Давление в автоклавах при этом процессе приходится регулировать, так как оно непрерывно растет из-за образования газов (метана, этана и других углеводородов). Сырой полимеризат после дегазации нейтрализуют при 80-90 взвесью извести в метаноле (разложение А1С1,-комплекса), фильтруют центрифугируют. Из остаточных газов выделяют этилен, который поступает обратно на полимеризацию. Для обеспечения низкой температуры застывания и пологой температурной кривой вязкости к таким смазочным маслам прибавляют эфиры адипиновой кислоты или другие добавки .

Попутный газ - ценное сырье для нефтехимических производств. В нем содержится наряду с метаном большое количество этана, пропана, бутанов, пентанов и гексаиов. На основе попутных газов организовано производство важнейших мономеров этилена, пропилена, дивинила, изопрена, бензола, являющихся в свою очередь главным сырьем для производства спиртов, синтетических каучуков, пластмасс.

Несмотря на технологические неудобства, связанные с транспортировкой, хранением и использоваггием, алюминийорганические соединения очень широко используются в промышленности для получения других метаяяоорганических соедашений, выспшх жирных спиртов, синтетического каучука и полиолефинов-

Нефтехимическая промышленность производит прежде всего углеводородное сырье, служащее базой для дальнейшей переработки это простейшие алканы и алкены (от С, до Сг,), ацетилен, циклогексан, бензол. Из этого сырья получают синтетическое горючее, мономеры для синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, такие химические продукты, как фенол, ацетон, синтетические спирты, синтетический глицерин, кислоты, нитро-парафииы, галогенопроизводные. Со многими из этих промышленных синтезов мы познакомимся в следующих главах, пока же остановимся только на тех превращениях, которые не выходят за пределы класса углеводородов.

Экономическую выгоду перехода к производству этилового спирта синтетическим путем трудно переоценить. Если на производство 1 т этилового спирта расходуется около 10 т картофеля с затратой 280 человеко-дней, то на это же количество этилового спирта потребуется лишь 0,7 т этилена или 3-3,5 т нефтяных газов с затратой всего около 10 человеко-дней. Себестоимость I г этанола, полученного из нефтяного сырья, в 3 раза дешевле, чем из пищевого. Чтобы оценить значение синтетического метода получения этанола, достаточно привести такой пример еще недавно на получение этагюла ежегодно расходовалось пищевого сырья, в пересчете на зерно, более 1 млн. 700 тыс. т. Этого зерна хватило бы на откорм такого количества скота, которое может дать 350 тыс. т мяса

О масштабах использования химических реагентоз в нефтегазодобывающей промышленности можно судить по следующим данным. Неф-тегазодобываюшими управлениями (НГДУ) ПО Башнефть за годы одиннадцатой пятилетки использовались от 85 до 127 наименований различных соединений и реагентов (ингибиторов коррозии, деэмульгаторов, кислот, щелочей, синтетических жирных спиртов, синтетических жирных кислот, спиртов, бактерицидных препаратов, ароматических углеводородов и др.). Объем использованных препаратов составлял несколько десятков тысяч тонн в год. В целом по стране эти показатели выглядят еще более внушительными перечень применяемых химических реагентов различного функционального назначения по Министерству нефтяной промышленности СССР составляет более 250 наименований, в том числе около 200 отечественного производства. Общее количество используемых реагентов исчисляется сотнями тысяч тонн.

Абсолютный метиловый спирт. Синтетический метанол отличается пысокой степенью чистоты, но может содержать до

Основными жидкими исходными веществами являются алкилбен-золсульфонаты натрия, алкилсульфаты натрия, алкилбензолы. Жирные спирты, синтетические жирные кислоты, неионогенные ПАВ, жидкое стекло и др. Многие предприятия за рубежом и в нашей стране оборудованы установками по получению ПАВ иа месте потреблений методом сульфирования алкилбензолов и сульфатирования спиртов.

Смотреть страницы где упоминается термин Спирт синтетический : Химические товары Том 2 Издание 3 (1969) — [ c.306 , c.307 , c.310 ]

Общая технология синтетических каучуков Издание 2 (1954) — [ c.63 ]

Синтетические каучуки Изд 2 (1954) — [ c.52 , c.92 ]

chem21.info

Каким бывает этиловый спирт

Чтобы разобраться, как в России делают этиловый спирт, стоит узнать, что это такое вообще. Спирт этиловый (этанол) бывает двух видов: пищевой и технический. Технический получают путем гидратации этилена. Сырьем для такого продукта может послужить нефть и продукты ее переработки, древесные опилки и т. д. Техническое назначение он обрел потому, что в его состав входят неотделяемые ядовитые примеси и исходное сырье не может употребляться в пищу. К таким спиртам относят метиловый, изопропиловый, медицинский, муравьиную настойку. Пить такой «напиток» очень опасно.

Пищевой этанол определяется в химии по формуле: С2Н5ОН. Его получают исключительно из пищевых продуктов: картофеля, зерновых, фруктов, ягод. Появляется он в результате брожения и очистки от посторонних примесей. Этап ферментации (сбраживания) может происходить только при участии сахара и дрожжей. В этом процессе одна молекула сахара освобождает две молекулы этанола и столько же углекислого газа. Помимо этого образуются такие же ядовитые примеси, как у технического: метанол, уксус, сивушные масла и др.

Путем ректификации из спирта убирают эти вредные компоненты. В итоге получается тот самый спирт, из которого готовят водку. То есть в спиртных напитках должен быть исключительно пищевой этанол.

Как получают пищевой этиловый спирт

По данным Росстата на одного взрослого россиянина приходится примерно 18,5 литров чистого спирта в год. В счет идет не тот спирт, которым протирают стекла, а тот, который пьют – пищевой. По этим данным можно сделать вывод, что производство спирта работает в России буквально на износ. При этом производят и пьют спирты как высокого качества, так и не очень. Стоит отметить, что процесс получения чистого этанола в России ничем не отличается от его производства в других странах.

Качество этого продукта контролирует государство. В зависимости от исходного сырья и степени очистки, этиловый спирт разделяют на несколько видов. Согласно ГОСТ Р 51652-2000 выделяют:

«Альфа» – этанол, полученный из пшеницы или ржи высшего качества. Должен содержать наименьшее количество посторонних примесей. Может быть использован для дальнейшего производства водки класса супер-премиум.
«Люкс» – основа для водки сегмента премиум. Изготавливается из разных видов зерновых в произвольных соотношениях.
«Экстра» – производится из различных видов зерновых в любом соотношении. Для первичного сусла может применяться картофель, содержание которого не должно быть выше 60%. Проходит меньшую очистку, чем «Люкс», но лучше, чем «Базис». Применяется для производства среднеценовой водки.
«Базис» – может быть приготовлен из любого сельскохозяйственного сырья, за исключением фруктово-ягодного сусла. Используется для изготовления водки среднего качества.
Высшая очистка – считается самым низкокачественным спиртом, но пригоден для алкогольной промышленности. Может производиться из любого пищевого сырья в произвольном соотношении. Проходит базовую очистку от посторонних примесей и сивушных масел. Применим для производства настоек, водки, ликеров класса эконом.
Первый сорт – не годится для алкогольной промышленности и употребления внутрь.

При этом по ГОСТу у спирта не должно быть ярко выраженного вкуса. Не смотря на это у каждого вида спирта есть характерный запах и привкус, правда различить их могут только «гурманы». После разбавления и получения водки, продукт может приобретать индивидуальные черты, поскольку производители на свое усмотрение могут добавлять ароматизаторы и пищевые добавки.

Как видно из общей классификации питьевых спиртов, если на водке стоит знак «высшая очистка», это говорит о том, что для ее изготовления использовали спирт самого низкого качества. Среди российских марок самым распространенным считается этанол сегмента «Экстра», поскольку картофель считается самым выгодным сырьем: он богат крахмалом, который хорошо осахаривается и выделяет молекулы этанола. К тому же картофельное сусло обходится дешевле.

К сожалению, производитель может поставить такой значок даже, если использует спирт высшей очистки или «Базис». В этом деле полагаться стоит только на совесть самого производителя, так как даже в лаборатории невозможно установить, какое сырье использовалось. Определить исходные ингредиенты невозможно «благодаря» ректификации, в процессе которой у спирта из любого сырья одна и та же формула – С2Н5ОН. Ввиду этого, подпольное производство алкоголя может применять даже не пищевую базу для спирта.

Качественный пищевой этанол получается по такой технологии:

Производитель отбирает сырье: зерновые, свеклу, сахарный тростник или картофель. Перед использованием ингредиенты проходят очистку, зерно перемалывают в грубую муку.
Пищевую базу разваривают по особым технологиям. Этот этап необходим для освобождения крахмала, особенно, если используется пшеница или рожь.
Затем разваренную массу осахаривают и добавляют дрожжи или солод. С этого момента начинается сбраживание: высвобождаются молекулы этанола. В таком виде сусло бродит до полного окончания сбраживания.
После этого следует первая перегонка, во время которой спирт отделяют от воды. В получившейся жидкости еще есть масса примесей, от которых избавляются путем ректификации – ступенчатой очистки. На первом этапе получают спирт-сырец, который не пригоден для питья.
Сырец очищают от метанола, сивушных масел, изопропанола и других примесей. Основывается такая очистка на разной температуре кипения этих элементов. Одни из них кипят при меньшей температуре, чем этанол – головные фракции, они выделяются первыми, от них избавляются. Другие – хвостовые фракции, кипят при температуре выше, чем этанол, они выделяются последними и тоже подлежат утилизации. Промежуточная фракция – и есть этанол.

Для улучшения качества и лучшей очистки, производитель может ректифицировать спирт несколько раз, тогда получится продукт класса «Люкс» или «Альфа». Однако при такой многоразовой фильтрации конечного продукта будет намного меньше. Поэтому большинство производителей предпочитает «не заморачиваться» и ректифицировать спирт один раз. По окончанию процесса приготовления этанол должен пройти проверку. Затем его смешивают с дистиллированной водой так, чтобы получить примерно 95% крепости. Такой продукт называют питьевым только потому, что он используется дальше в алкогольной промышленности. Пить его в чистом виде нельзя, так как он разрушает слизистую оболочку внутренних органов.

Этиловый спирт присутствует также в виски, джине, текиле и других спиртных напитках. Однако разница между этанолом в водке и этанолом в других видах алкоголя есть. Зарубежные производители не используют ректификацию вообще, процесс очистки у них заменяет дистилляция. Такая фильтрация требует более качественной основы, в отличие от ректификата, который любую основу превращает в одинаковый спирт.

Синтетический «питьевой» спирт

Помимо питьевого есть еще технический этиловый спирт, который в пищевой промышленности не должен применяться ни по закону, ни по логике. Чтобы понять, почему нельзя пить технический спирт, достаточно разобраться в процессе его изготовления. В России его получают таким же способом, как и за границей. Технология получения технического аналога немного сложнее, чем у пищевого.

Для него используют:

продукты нефтепереработки;
любое сырье, содержащее целлюлозу;
торф;
древесину (опилки).

Также его могут получать способом гидратации углеводорода этилена в присутствии катализатора. Чтобы получить из основы этанол, как и в производстве пищевого спирта, базу нужно ферментировать. Для приготовления питьевого этанола применяют пророщенный солод или дрожжи, а в процессе создания технического продукта используют химические катализаторы.

Технический спирт также проходит этапы очистки, но без тщательной ректификации, так как его питьевые свойства производителя и потребителя волновать не должны. Из него не удаляют большинство ядовитых примесей: уксусный альдегид, эфир муравьиной кислоты, метанол, изопропанол, фурфурол, бутиловый спирт и др.

В отличие от пищевого аналога, технический продукт может отличаться по цвету, иногда он с желтоватым оттенком или синевой. Запах у такой жидкости более выраженный – спиртовой, иногда может быть с оттенком ацетона. Добросовестные производители добавляют в технический спирт красители и вещества с выраженным запахом, это делают для того, чтобы исключить возможность употребления такого продукта внутрь.

Технический спирт с такими добавками называется денатуратом. Денатурирующие элементы подбираются так, чтобы их отделение от этанола было невозможно или усложнено в подпольных условиях. Несмотря на это, некоторые сомнительные «компании» все же используют технический спирт как базу для водки и других спиртных напитков. Такая деятельность строго наказывается законом РФ, но продолжает существовать.

Использование технического спирта для производства алкоголя обусловлено тем, что такая основа стоит дешевле питьевого аналога. Для потребителя такая экономия обходится порой очень дорого.

Употребление технического спирта может повлечь:

сильную тошноту и рвоту;
нарушения кровяного давления;
слепоту;
обмороки и кому;
смерть (в случае тяжелого отравления).

Техническим является не только этиловый спирт, но и изопропиловый, метиловый, бутанол и др. Они замечательно подходят в качестве растворителей, для автомобильной промышленности, для промывки плат и дисков, окон, но не для питья. Также популярной заменой пищевому этанолу служит медицинский спирт. Он тоже относится к ряду технических, но среди потребителей считается намного безопаснее остальных. Так, у многих сложилось мнение, что медицинский спирт готовят только из зерна высшего качества. Откуда этот миф появился, непонятно.

Скорее всего, такая путаница получилась благодаря ГОСТу, в котором говорится, что технический этиловый спирт должен производиться из пищевого сырья. По сути, спирт «Экстра» – медицинский. Однако в документе ни слова о стандартах медицинского спирта. А значит и готовят его любым доступным образом. Благонадежные производители используют очищенный этанол «Экстра», неблагонадежные – любой другой спирт. Опять же, синтетические аналоги обходятся производителю намного дешевле, поэтому и соблазн их применять намного выше.

Как отличить питьевой этанол от технического

К сожалению, высокая цена на бутылку водки еще не гарантирует ее качество. Алкоголь легко подделать, достаточно обзавестись похожими этикетками и тарой, и «элитная» выпивка из опилок (в лучшем случае) готова. Магазины тоже не брезгуют закупать более дешевый товар, поэтому риск отравиться не исключается, даже если мы покупаем спиртное в красивой «богатой» упаковке.

Для снижения этого риска подобные покупки лучше делать в гипермаркетах, сетевых или специализированных магазинах. Словом, это должна быть такая точка сбыта, которая дорожит своей репутацией, и к которой, в случае чего, можно будет предъявить претензии (главное, сохраняйте чеки). Избегать стоит ларьков, рыночных палаток, сомнительных частных точек. Такие пункты сбыта любят маскироваться под «конфискат», таким образом объясняя невысокую цену такого «хорошего продукта».

Купленный спиртной напиток стоит поджечь перед употреблением. Достаточно налить немного продукта в столовую ложку и зажечь. Если горит полупрозрачным синим пламенем – перед нами этанол (хотя из чего он сделан остается неизвестным). Если пламя отдает зеленоватым оттенком – это ядовитый технический спирт.

Если есть желание проверить на качество любимую марку водки или только что купленную, поможет долька картофеля. В стакан со спиртным нужно опустить кусочек очищенной картошки и оставить ее на пару часов. Если корнеплод не изменил свой цвет, в основе напитка хороший пищевой этанол. Розовый оттенок картофеля говорит о высоком содержании метанола.

Также проверить спирт на содержание посторонних примесей можно с помощью медной проволоки. Ее нужно раскалить на огне и опустить в емкость с тестируемым продуктом, при этом не должно выделяться неприятного запаха и паров. Если жидкость выделяет резкий запах, пить ее нельзя.

Лучшей профилактикой от отравления техническим спиртом будет отказ от тяжелого алкоголя вообще. Говорить о качестве этанола, даже питьевого, достаточно сложно, поскольку и он является ядом для организма. ГОСТ от 1972 года определял этанол как «сильнодействующий наркотик, вызывающий сначала возбуждение, а затем паралич нервной системы». Сегодня российский ГОСТ определяет его как «бесцветную жидкость с характерным запахом». При том, что стандарты его изготовления не изменялись. Не стоит забывать о том, что алкогольная промышленность приносила и приносит доход государственной казне. А казна заинтересована в продаже спиртного, а не в здоровье нации. Этиловый спирт в 72-ом был ядом и сегодня – яд.

stopalkogolizm.ru

Этиловый спирт необходим. Ведь его используют в медицине и парфюмерии, в производстве взрывчатых веществ, лаков, красок и так далее. Издавна этиловый спирт получали из зерна, картофеля, патоки и прочих пищевых продуктов, содержащих крахмал или сахар. Этот сахар сбраживается с помощью дрожжей и превращается в этиловый спирт и углекислоту. Миллионы тонн зерна и картофеля превращались ежегодно в шины и галоши. Необходимость экономить эти продукты и привела к созданию промышленностью синтетического этилового спирта. Он в 2-3 раза дешевле, чем спирт пищевого происхождения, потому что дешево сырье - газы нефтеперерабатывающих заводов - и малы затраты труда (примерно в 20 раз меньше, чем при производстве спирта из картофеля). Однако технология производства синтетического этилового спирта сложна. О ней-то мы и расскажем.

Основа производства - реакция прямой гидратации этилена. Она протекает при давлении около 80 атмосфер и температуре около 300°С в присутствии катализатора - фосфорной кислоты, нанесенной на твердый носитель. Можно, однако, использовать другой способ гидратации этилена - сернокислый. В этом случае при помощи химических насосов этилен пропускают через крепкую, 98%-ную серную кислоту. Образуется этилсерная кислота. Если ее смешать с водой и подогреть, то она разрушится - образуется этиловый спирт и разбавленная водой серная кислота. Эту слабую кислоту укрепляют, то есть выпаривают из нее воду. В этом как раз и заключается слабое место сернокислотного метода. Поэтому применяют главным образом первый метод - прямой гидратации.

В чистом виде этилен не встречается. Правда, в небольшом количестве он присутствует в газах коксовых печей, но извлечь его оттуда нелегко. Поэтому в промышленности этилен получают пиролизом нефтяных углеводородов (либо газов крекинга нефти, либо попутных газов при добыче нефти). Пиролиз - это термический процесс расщепления углеводородов. В образовавшейся смеси газов интересующего нас этилена до 30%, примерно 30% метана и около 15% водорода. Проводят пиролиз в трубчатых печах, обычно в смеси с водяным паром.

Следующая и, пожалуй, самая трудная задача - разделение газов пиролиза и извлечение из смеси этилена в чистом виде. Эту операцию можно вести по-разному. Расскажем о применяемом на наших заводах синтеза спирта абсорбционно-ректификационном способе разделения газов. Сначала в колонне из пиролизных газов выделяются легкие газы - водород и метан. Для этого в колонну сверху специальные герметичные химически стойкие насосы подают абсорбент - жидкость, поглощающую все газы, кроме этих двух. В колонне из абсорбента отгоняют этан и этилен, в следующей колонне смесь этих продуктов разделяют и получают целевой продукт - этилен. В следующей колонне из абсорбента отгоняют пропан и пропилен, и очищенный абсорбент возвращают вновь в первую колонну.

Теперь очередь основной операции - гидратации этилена. Если посмотреть на схему реакции, то задача кажется элементарно простой: нужно лишь соединить молекулу этилена с молекулой воды и получить молекулу спирта. Но чтобы осуществить эту реакцию технологически, необходимо выполнить ряд условий. Первое: этилен нужен достаточно чистый, а концентрация его должна быть не ниже 99%. Второе: нужен эффективный катализатор, например фосфорная кислота, нанесенная на силикагель. Третье: давление в реакторе-гидрататоре должно быть около 80 атмосфер, и, значит, нужен мощный компрессор. Наконец, четвертое условие: реакция идет при температуре около 300°С, следовательно, воду нужно превратить в перегретый пар. В промышленных условиях это означает потребность в ТЭЦ. Но даже если выполнить все эти условия, то и тогда лишь 3-5% этилена вступает в реакцию с парами воды. Не прореагировавший этилен приходится вновь пропускать с парами воды через катализатор.

В заключение - одно предупреждение. Хотя можно получить синтетический этиловый спирт, практически не отличающийся от спирта из пищевого сырья, это не означает, что синтезспирт можно употреблять для приготовления винно-водочных изделий. Это, кстати, запрещено. Но ведь вовсе не для этой цели производят синтезспирт...