синтетический спирт что это такое
Что такое синтетический спирт и как его получают
Этиловый спирт — это не только высокий риск развития алкоголизма и заболеваний, но и важная составляющая большого количества продукции, например, косметики, лакокрасочных материалов, а также спирт необходим в медицине. Изначально его получали из пищевых продуктов, например, картофеля или зерна. За счет дрожжей сахар сбраживался, выделяя этиловый спирт и углекислоту. В промышленных масштабах потребность в спирте просто огромная. Именно поэтому возникла необходимость экономить качественный спирт. В результате этого начали выпускать синтетический этиловый спирт. По себестоимости он выходит в 2-3 раза дешевле, так как в качестве сырья используется газ нефтеперерабатывающих заводов. В то же время сама технология производства достаточно сложная.
Как производится синтетический спирт
Основой является реакция прямой гидратации этилена. Добиться реакции можно только при условии давления в 80 атмосфер и температуры выше 300 градусов. Также обязательным условием является наличие катализатора или фосфорной кислоты, которая наносится на твердый носитель.
Существует и другой вариант, когда используется серная кислота 98%, через которую пропускают этилен. Если полученный состав смешать с водой и подвергнуть нагреванию, то кислота разрушается с выделением этилового спирта и водой с примесями серной кислоты. Минусом является то, что нужно дополнительно выпаривать воду для получения укреплённой серной кислоты. Поэтому чаще применяется фосфорная кислота.
Этилен сам по себе в чистом виде не существует. Конечно, он содержится в газах коксовых печей, но в очень малом количестве. Поэтому наиболее часто этилен получают в результате пиролиза газов крекинга нефти. Также может использоваться попутный газ при добыче нефти. В результате пиролиза или термического воздействия на углеводород выделяется 30% этилена, столько же метана и 15 % водорода.
Далее самый сложный этап. Необходимо разделить газы, полученные в результате пиролиза, и получить чистый этилен. Процедура проводится разными способами, рассмотрим тот, который используется на отечественных заводах.
Только после этого приступают к основному этапу или гидратации этилена. На первый взгляд все просто, достаточно соединить молекулы воды и этилена. Но достигается это только при соблюдении определенных условий:
Наша цель превратить воду в перегретый пар. Но и при соблюдении условий только 4% этилена вступает в реакцию с парами воды. Не вступивший в реакцию этилен снова и снова прогоняется через гидрататор.
Можно ли пить такой спирт
Несмотря на то, что по своим свойствам синтетический спирт практически не отличается от того, что получен из пищевых продуктов, в качестве сырья для напитков он не подходит. К слову применение синтетического спирта для изготовления вино-водочной продукции запрещено, соответственно и в домашних условиях тоже не стоит использовать этот спирт не для технических целей.
Синтетический спирт что это такое
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.
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.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Синтетический спирт
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. [1]
Синтетический спирт из этилена в несколько раз дешевле пищевого и требует меньших затрат труда. [3]
Синтетический спирт широко применяется в различных отраслях промышленности: для получения синтетического каучука, целлулоида, искусственного шелка, лекарственных соединений, душистых веществ, ДДТ, бездымного пороха, в качестве растворителя и как исходное соединение для дальнейших разнообразных синтезов. [4]
Синтетический спирт можно получать также из ацетилена ( путем присоединения к ацетилену воды получают ацетальдегид, который затем восстанавливают в спирт) или из этилена путем его гидратации. Спирт, получаемый из ацетилена, сравнительно дорог; этим способом его вырабатывали только в периоды острого дифицита спирта. [5]
Синтетический спирт можно получать также из ацетилена ( путем присоединения к ацетилену воды получают ацетальдегид. Спирт, получаемый из ацетилена, сравнительно дорог; этим способом его вырабатывали только в периоды острого дифицита спирта. [6]
Синтетический спирт обходится гораздо дешевле, чем спирт, получаемый из пищевого сырья ( картофель, зерно) примерно в три раза. Одна тонна этилена дает до 1 4 тонны спирта, для изготовления такого количества спирта требуется до 5 тонн зерна или 12 тонн картофеля. [7]
Синтетический спирт по качеству почти не отличается от полученного из пищевого сырья, а себестоимость его в четыре раза ниже. [9]
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. [10]
Производства синтетического спирта предусматривает многократное использование фузельной воды. Основная ее часть ( 99 %) используется для промывки спирто-водных паров, полимерной фракции и эфира-сырца. Вода от промывки полимерной фракции и эфира-сырца возвращается на ректификацию. Большая часть ( 80 %) воды от промывки спирто-водных паров используется на гидролиз экстракта, получаемого в результате сернокислотной гидратации этилена. [11]
Производство синтетического спирта и синтетических жирозаменителей должно быть к 1970 г. увеличено так, чтобы полностью удовлетворить нужды народного хозяйства и полностью заменить пищевые продукты в технике. [12]
Применением синтетических спиртов в качестве растворителей, компонент моторных топлив или сырья для производства моющих средств далеко не исчерпывается потенциальная ценность спиртов. [13]
Получение синтетического спирта из этилена позволяет суще ственно сократить расходы пищевого сырья. Так, 1 т этилена, переработанная на этанол позволяет сэкономить 4 т зерна. [15]
Производство синтетического этилового спирта из природного газа метана
Производство этилового спирта из целлюлозы опилок 
Ссылка
Китай запустил завод по производству синтетического этилового спирта из каменного угля 
Мощность спиртового производства 100 000 тонн в год. Этиловый спирт (этанол) применяется в виде топлива, в химической, пищевой промышленности, а также в медицине
Дистилляция этилового спирта из бражки
Эпюрация и ректификация этилового спирта
Производство синтетического этилового спирта из природного газа метана
Производство синтетического этилового спирта из природного газа метана в промышленности реализуется следующими способами:
3) сернокислотным и методом прямой гидратации этилена, выделенного из природного газа метана или попутных газов нефтяных месторождений или получаемых при нефтепереработке
Получение метилового спирта ( метанола ) из синтез-газа изображено на упрощенной принципиальной схеме
Гомологизация метанола до этанола. Гомологизацией называется реакция, в результате которой органическое соединение превращается в свой гомолог путем внедрения метиленовой группы. В 1940 году впервые была осуществлена катализируемая оксидом кобальта при давлении 600 атм реакция метанола с синтез-газом с образованием в качестве основного продукта этанола:
Наряду с получением этилового спирта каталитической конверсией природного газа, этиловый спирт получают и ферментативным методом.
Ферментативным методом этиловый спирт получают из сельскохозяйственного сырья (зерна, картофеля, свеклы и др.) и отходов пищевых производств (свеклосахарной мелассы, отходов виноделия). Кроме сельскохозяйственных продуктов, в качестве сырья для производства спирта используются отходы сульфитно-целлюлозного производства и продукты гидролиза и пиролиза древесины.
В 1974 году выработка синтетического спирта на 10 предприятиях Бельгии, великобритании, Дании, Италии, Франции, ФРГ и Японии достигла 104,0 млн. дал.
В соответствии с семилетним планом развития народного хозяйства СССР на 1959—1965 гг. производство этилового спирта увеличилось с 158,8 млн. дал в 1958 г. до 202,68 млн. дал в 1965 г., что составило 128% к 1958 г. В 1974 г. в СССР вырабатывалось 97,4 млн. дал синтетического этилового спирта.
В СССР в 1974 году было выработано 29,4 млн. дал сульфитно-гидролизного спирта или 9,7% от всего этилового спирта, вырабатываемого в стране.
Одновременно предусматривалось уменьшение производства спирта из пищевого сырья, расходуемого на технические цели, на 10% за счет его замены синтетическим этиловым спиртом, полученным из природного газа или газов от нефтепереработки.
Приведем некоторые данные, характеризующие экономическую целесообразность такой замены.
Стоимость капитальных вложений на 1 дал спирта годовой выработки в руб.
(в ценах до 1 января 1961 г.)
Если учесть, что очистка синтетического этилового спирта различными способами увеличит себестоимость его на 50%, то и тогда она будет гораздо ниже себестоимости пищевого спирта, и экономия от замены спирта-ректификата из пищевого сырья синтетическим спиртом составит 3 руб. на 1 дал (в новых ценах).
В 1965 году было намечено выработать 100 млн. дал спирта из пищевого сырья, из них 82 млн. дал будут израсходованы на водочные изделия, вино и соки, а 18 млн. дал на другие нужды народного хозяйства. При замене только этого количества спирта синтетическим этиловым спиртом экономия составит
18 · 3,4 = 61,2 млн. руб.
Кроме того, выработка каждого декалитра синтетического спирта высвобождает 31,4 кг зерна или 86 кг картофеля.
Приведенные данные доказывают огромное значение организации производства синтетического этилового спирта из природных и попутных газов, а также отходящих газов нефтеперерабатывающих заводов.
В течение нескольких лет в СССР был введен в эксплуатацию ряд заводов по производству синтетического этилового спирта двумя методами: сернокислотным и методом прямой гидратации этилена.
Исходя из потребностей народного хозяйства и возможности замены пищевого спирта синтетическим, предусмотрена разработка проектного задания и рабочих чертежей на строительство опытной установки для получения синтетического этилового спирта, пригодного для питьевых целей, на одном из заводов синтетического спирта, а Центральному научно-исследовательскому институту спиртовой и ликеро-водочной промышленности поручено провести органолептические исследования этого спирта и разработать технологию получения из него ликеро-водочных изделий.
В течение 2-го полугодия 1959 г. в Центральный научно-исследовательский институт спиртовой промышленности для органолептических исследований поступали образцы синтетического спирта, полученного методом прямой гидратации этилена и очищенного различными способами.
Сравнительная характеристика синтетического спирта-сырца и пищевого ректификованного этилового спирта приведена в таблице 1.
ТОЛЬКО по официальным данным Госкомстата РФ в I квартале 2000 г. по сравнению с аналогичным периодом в 1999 г., в среднем по Российской Федерации смертность от случайных отравлений алкоголем увеличилась на 45,5%.
Это лишний раз подтверждает и так уже слишком хорошо известный «экспериментальный» факт: там, где более всего заметно сокращение легального производства алкогольной продукции, наблюдается наибольший рост смертности населения от случайных отравлений алкоголем.
В России промышленно производятся три разновидности этилового спирта (ЭС): из пищевого сырья, синтетический и гидролизный. Для производства водок на ликероводочных заводах используют ЭС, получаемый путем ректификации спирта-сырца из пищевого сырья нескольких степеней очистки: спирт ректифицированный высшей очистки, а также спирты «Экстра» и «Люкс».
Наиболее распространенные технические сорта гидролизного и особенно синтетического ЭС обладают неприятным, а попросту говоря, отвратительным запахом и вкусом. А вот высокоочищенные сорта синтетического и гидролизного ЭС по своим химико-техническим и вкусовым (органолептическим) показателям не отличаются от спирта из пищевого сырья. И в этом его основная опасность!
Сравнительная оценка токсических свойств различных ЭС в эксперименте на крысах показала, что острая токсичность гидролизного спирта в 1,2 раза превышает токсичность натурального спирта-ректификата из пищевого сырья. Острая токсичность синтетического ЭС, очищенного в соответствии с требованиями ГОСТа к пищевому спирту, в 1,1 раза превышала токсичность натурального ЭС. Разница вроде бы несущественная, но опыты по исследованию хронической токсичности показали, что высокоочищенные синтетический и гидролизный ЭС оказывают более выраженное воздействие на условно-рефлекторную деятельность и устойчивость животных к этанолу, не отличаясь, судя по другим физиологическим, биохимическим и морфологическим критериям, от натурального ЭС. На основании этих данных в середине шестидесятых годов был даже сформулирован отказ в рекомендации использовать такие ЭС для производства алкогольных напитков. Но┘
В последние годы отечественными технологами разработаны способы дополнительной промышленной очистки синтетического и гидролизного ЭС. Образцы этих спиртов недавно прошли токсикологическую экспертизу и разрешены Госсанэпиднадзором РФ для использования в качестве сырья в пищевой промышленности и в производстве алкогольных напитков. Применение этих спиртов для изготовления винно-водочной продукции сдерживают сегодня региональные структуры идентификации. Собственно выдача соответствующих удостоверяющих марок была основным финансовым источником существования этих структур.
Совсем по-другому теперь воспринимаются и показатели, приведенные Владимиром Путиным в его послании Федеральному собранию Российской Федерации: «Уже несколько лет численность населения страны в среднем ежегодно уменьшается на 750 тысяч человек. И если верить прогнозам, уже через 15 лет россиян может стать меньше на 22 миллиона человек. Если нынешняя тенденция сохранится, выживаемость нации окажется под угрозой».
Однако исполнительная власть при этом как будто специально принимает такие решения, которые способствуют реализации именно такого сценария развития событий. Это следует, например, из новой концепции главы «Акцизы» второй части Налогового кодекса. Согласно этому законопроекту фактически упраздняются все региональные системы идентификации качества алкогольной продукции. Если сегодня этиловый спирт-сырец из всех видов сырья, включая технический, не облагается акцизами, то согласно внесенному правительством предложению производители винно-водочной продукции за литр безводного этилового спирта будут платить 11 руб. 90 копеек. Естественно, что в этом случае они предпочтут использовать в своих производствах значительно более дешевый синтетический спирт. Со всеми вытекающими отсюда токсикологическими последствиями.
Кроме того, по оценкам Сергея Глазьева, при остром дефиците оборотных средств у отечественных товаропроизводителей принятие новых акцизов приведет к значительному удорожанию производства. Так, московскому заводу «Кристалл» на закупку спирта-сырца дополнительно потребуется ежегодно свыше 300 миллионов рублей.
Остается только добавить, что, по мнению компетентных отечественных специалистов, ряд западных компаний кровно заинтересованы в строительстве у нас в стране огромных комплексов по производству синтетического этанола. Как видим, соответствующая лоббистская работа уже приносит свои результаты.