Obraz5 (8)

4.13. ALKOHOL STYLOWY

Produkcja syntetycznego alkoholu atylowsgo

4.13.1. Właściwości fizyczna i matody otrzymywania

Alkohol etylowy c_aH_aOH (etanol) jest bezbarwną cieczą o charakterystycznym zapachu, palącym amaku_# o tomp. wrz. 78,3°C. t wodą tworzy mis-ssanlnę azeotropową zawierającą 95,6% alkoholu, wrzącą w temp. 78°C. Jeat związkiem palnym. Pary etanolu tworzą z powietrzem mieazaniny wybuchowe w zakreaie .stężeń 3-20% obj.

W przemyśle realizuje alf produkcjo etanolu metodą fermentacyjną (światowa produkcja.w 1985 r. 5,5 min t) oraz poprzez syntezę chemiczną (światowa produkcja w 1985 r. 3,0 min t).

Otrzymywanie alkoholu etylowego fermentacyjnego

W celu otrzymania alkoholu etylowego metodą fermentacji wykorzyatuje aig aurowce roślinne lub pochodzenia roślinnego, bogate w węglowodany:

-ziemniaki i ziarna zbot (iyto, kukurydza, jęczmień, ryż) - surowca te .zawierają skrobię,i

-    cukier spożywczy, melas, buraki cukrowe, trzcina cukrowa - surowca

te zawierają sacharozę,    ¹7$.    ■. ,

-    ługi posulfitowe atanowiąca odpady przemysłu celulozowego — aurowce te zawierają healcalulozy, oligoaacharydy i cukry proste,

-    roztwory> cukrów otrzymane przez hydrolizę (acukrzanie) odpadów drzewnych, jak równlet drewna.

Istotę fermentacji alkoholowej jeat przekształcenie cukrów prostych ■ hekaoz (najczęściej glukozy i fruktozy) w etanol pod wpływem z y m a z y, enzymu zawartego w drozdZach. Surowce wykorzystywane w przemyśle do produkcji etanolu zawierają przede wszystkim cukry złożone (skrobię, hemieelulozy, sacharozę i inne dwucukry). Polisacharydy zawarte w tych surowcach poddaje się uprzednio hydrolizie do cukrów prostych, a dopiero potem właściwej fermentacji, alkoholowej. Z mieszaniny poreak-^cyj*»oj alkohol etylowy wyodrębnia się przez destylację, po czym oczysz-^c** cię go przez rektyfikację otrzymując tzw. spirytus ^r*ktyf ikowany (azeotrop z wodą). Metody produkcji alkoholu etylowego z surowców roślinnych przedstawiono w p. 2.1.1. Alkohol etylowy fermentacyjny wykorzystuje się nie tylko do celów konsumpcyjnych. M takich krajach, jak Brazylia, Meksyk, Indie, Pakistan, RPA, Peru, Indonezja i Filipiny - alkohol produkowany z trzciny cukrowej przerabia się na etylen. W Brazyli duże ilości etanolu przeznacza aię ponadto na potrzeby motoryzacji (stanowi dodatek do benzyn lub samodzielne paliwo dla pojazdów wyposażonych w silniki o specjalnej konstrukcji).

■

W syntezie organicznej podstawowym surowcem do produkcji etanolu jest etylen. Przemiana etylenu w alkohol etylowy następuje poprzez hydratację. Przyłączanie cząsteczki wody do cząsteczki etylenu można prowadzić bądź pośrednio (z utworzeniem jako produktów przejściowych estrów otyłosiarkowyoh), bądl bezpośrednio.

W latach 1935-1950 syntetyczny alkohol etylowy otrzymywano B aldehydu octowego uzyskiwanego przez przerób acetylenu karbidowego w metodzie polegającej na uwodornieniu aldehydu octowego w temp. 170-190°C, wobec katalizatora miedziowugo lub niklowegoi

CH_aCHO | H, -» CH_aCM_aOH J

Obecnie większe znaczenie ma reakcja odwrotna polegająca na otrzymywaniu aldehydu octowego z etanolu uzyskiwanego z surowców węglowodo»«wych lub poprzez fermentaoję.

A. Otrzymywanie alkoholu stylowego przaz pośrednią hydratacją etylenu

Proces ten realizowany jest w przemyśle od 1930 r. Surowcem w procesie może być czysty etylen lub frakcja etylen-etan pochodząca z pirolizy olafinowej, zawierająca ok. 50% etylenu (reaztę etanowi etan z małą ilością domieszek, który zachowuje się jak gaz inertay). Unika się dzięki temu kosztownej operacji rozdzielania mieszaniny tych dwóch węglowodorów.

Pierwszy etap metody - absorpcja. - polega na pochłanianiu etylenu przez kwas siarkowy o stężeniu 94-98%, w temp. 55-80°C, pod ciśnieniem 1-3,5 MPai

CM 3=04 a •    H₃S0_% -•    C^,0*SO,H

AM--24 IkJ/mol

CjH^O-SOjM • CMjuCHj ——• (CaM_s0)_aS0,

*z utworzeniem jako produktu pośredniego siarczanu dietylu oraz kwasu monoetylosiarkowego. Absorpcję etylenu w kwasie siarkowym przeprowadza się w półkowej wieży chłodzonej przepooowo, zaopatrzonej w aparat bełkotkowy (rys.- 111). Gazy opuszczająca górą kolumnę abeorpcy)ną uwierają ponad 90%, etanu oraz • domieszkę nie przereagowenego etylenu. Rozpręża się je do clśnienia-1 HPa i oczyszefa od cząstek pozwanego kwasu siarkowego przez przemycie,wodą, a następnie roztworem ługu sodowego - po czym kieruje do instnincji pirolizy w celu przekształcenia etanu w etylen. Z dolnej części wisty reakcyjnej (1) odpływa mieszanina estrów kwasu siarkowego oraz nie przereagowenego kwasu siarkowego, którą kieruje się do hydrolizy. Rozkład estrów etylowych kwasu etarkowego odbywa eią w hydrolizarze (2), w temp. 70-100°C, po zredukowanie ciśnienia do 0,5 HPa. Czynnikiem hydroliłującym jest wodę, dodawana w takiej ilości.

349