Отримання спиртів: способи і сировину
Спирти застосовуються в дуже багатьох галузях промисловості і сферах діяльності. З них виробляють різні синтетичні полімери, пластифікатори, каучуки, миючі засоби і безліч інших різновидів продукції. Отримання спиртів здійснюється за допомогою біохімічних і хімічних способів. Багато з них є масовими продуктами нафтохімічного синтезу. Хімічний синтез з вуглеводнів є відносно недорогим виробничим способом. Також одним з найважливіших методів є отримання спиртів за допомогою гідратації олефінів. Так отримують ізопропіловий, трет і втор- бутиловий і етиловий спирти. Отримання метилового спирту (метанолу) ґрунтується на сухій перегонці деревини.
Основні процеси, за допомогою яких отримують спирти:
- Лужний гідроліз похідних галогенів: виробництво гліцерину, бензилового спирту та інших.
- Гідратація епоксидів і алкенів: етиленгліколь, етанол та ін.
- Гідроформілірованіе: гексанол, метанол та ін.
- Методи окислення: виробництво вищих жирних спиртів.
- Методи відновлення: вищі жирні спирти, ксиліт та ін.
- Біохімічні способи: виробництво гліцерину і етанолу.
Одним з найбільш масово вироблених продуктів є етиловий спирт (етанол). На його основі був розроблений спосіб виготовлення синтетичного каучуку. Етанол отримують з продуктів гідролізу дерева, етилену, сульфітних лугів і ферментативним методом з харчової сировини.
Отримання спиртів (етанолу і метанолу) з харчової сировини і деревини є дорогим і трудомістким процесом. Етиловий спирт набагато вигідніше і простіше виробляти з недорогого вуглеводневої сировини, наприклад, за допомогою гідратації етилену. Щоб отримати одну тонну етанолу ферментативним способом, необхідно переробити чотири тонни зерна або вісім тонн тирси. Для порівняння: одна тонна етанолу виходить з 2,5 тонн нафтових дистилятів або газу етилену. Трудовитрати в людино-годинах при виробництві етилового спирту з різної сировини: із зерна - 160, з картоплі - 280, з етилену - 10. Отримання спиртів з нафтохімічної сировини є менш витратним і трудомістким.
Також дуже важливим хімічним продуктом є метанол. Сучасне виробництво метилового спирту здійснюється методом органічного синтезу на базі оксиду вуглецю (II) або синтезу-газу в промислових масштабах. Технологічні схеми існують різні. Умовно їх можна розділити на наступні три групи.
- Синтез на цинк-хромових каталізаторах при високому тиску. Даний технологічний процес є застарілим і замінюється різними способами синтезу при низькому тиску.
- Синтез на мідь-цинк-алюмінієвих каталізаторах при низькому тиску. Використання методів синтезу при низькому тиску дозволяє значно знизити витрати енергії на виробництво. При даному способі виробництва потрібна висока ступінь очищення сировини від домішок, що негативно впливають на каталізатор.
- Синтез метанолу в трифазній системі, який проводиться в суспензії з інертною рідини і тонкодисперсного каталізатора. Це метод, що дозволяє збільшити вихід продукту, знизивши при цьому витрати енергії. Способи отримання спиртів удосконалюються. Трифазна система є прогресивною технологією виробництва.