Opća shema za dobivanje etilnog alkohola iz hidrolize "crne melase" je sljedeća. Zdrobljena sirovina se ubacuje u višemetarsku čeličnu hidroliznu kolonu obloženu iznutra hemijski otpornom keramikom. Vruća otopina hlorovodonične kiseline se tamo dovodi pod pritiskom. Kao rezultat kemijske reakcije iz celuloze, dobiva se proizvod koji sadrži šećer, takozvana "crna melasa". Ovaj proizvod se neutralizira vapnom i tu se dodaje kvasac - melasa se fermentira. Zatim se ponovo zagreva, a oslobođene pare kondenzuju u obliku etil alkohola (ne želim da ga zovem „vinski alkohol“).
Metoda hidrolize je najekonomičniji način proizvodnje etilnog alkohola. Ako se tradicionalnom biohemijskom metodom fermentacije iz jedne tone žitarica može dobiti 50 litara alkohola, onda se iz jedne tone piljevine izbaci 200 litara alkohola koji se hidrolizira u “crnu melasu”. Kako se kaže: "Osjetite dobrobiti!" Cijelo je pitanje može li se "crna melasa" kao saharizirana celuloza nazvati "prehrambenim proizvodom", uz žitarice, krompir i cveklu. Osobe koje su zainteresovane za proizvodnju jeftinog etilnog alkohola misle tako: „Pa, zašto ne? Uostalom, bard, kao ostatak “crne melase”, nakon destilacije ide za ishranu stoke, što znači da je i prehrambeni proizvod. Kako se ne prisjetiti riječi F.M. Dostojevskog: "Obrazovana osoba, kada mu zatreba, može verbalno opravdati svaku gadost."
Tridesetih godina prošlog veka u osetskom selu Beslan izgrađena je najveća fabrika skroba u Evropi, koja od tada proizvodi milione litara etil alkohola. Tada su širom zemlje izgrađene moćne fabrike za proizvodnju etilnog alkohola, uključujući fabrike celuloze i papira Solikamsk i Arkhangelsk. I.V. Staljin je, čestitajući graditeljima hidroliznih postrojenja, koji su ih tokom rata, uprkos ratnim teškoćama, prije roka pustili u rad, istakao da je ovo "omogućava državi da uštedi milione puda žita"(Novine "Pravda" od 27. maja 1944).
Etilni alkohol dobiven iz "crne melase", ali, zapravo, iz drveta (celuloze), sahariziran metodom hidrolize, ako je, naravno, dobro pročišćen, ne može se razlikovati od alkohola dobivenog iz žitarica ili krumpira. Prema sadašnjim standardima, takav alkohol je „najviše čistoće“, „ekstra“ i „luksuz“, ovaj drugi je najbolji, odnosno ima najviši stepen prečišćavanja. Vodka pripremljena na bazi takvog alkohola vas neće otrovati. Okus takvog alkohola je neutralan, odnosno "nikakav" - neukusan, ima samo jedan "stepen", samo peče sluznicu usta. Izvana je prilično teško prepoznati votku napravljenu na bazi etilnog alkohola hidrolitičkog porijekla, a razni okusi koji se dodaju takvim "vodkama" daju im neku razliku jedni od drugih.
Međutim, nije sve tako dobro kao što se čini na prvi pogled. Genetičari su proveli istraživanje: jedna serija eksperimentalnih miševa dodana je u prehranu prave (zrnate) votke, a druga - hidrolitička, od drveta. Miševi koji su koristili "kučku" umirali su mnogo brže, a potomci su degenerirali. Ali rezultati ovih studija nisu zaustavili proizvodnju pseudo-ruskih vodki. To je kao popularna pjesma: „Uostalom, ako se votka ne vozi iz piljevine, šta bismo onda imali od pet boca...“
Piljevina je vrijedna sirovina za proizvodnju raznih alkohola koji mogu biti koristiti kao gorivo.
Takva biogoriva mogu raditi:
- Benzinski motori za automobile i motocikle;
- generatori energije;
- benzinska oprema za domaćinstvo.
Glavni problem ono što se mora prevazići u proizvodnji biogoriva od piljevine je hidroliza, odnosno pretvaranje celuloze u glukozu.
Celuloza i glukoza imaju istu osnovu - ugljovodonike. Ali za transformaciju jedne supstance u drugu neophodni su različiti fizički i hemijski procesi.
Glavne tehnologije za pretvaranje piljevine u glukozu mogu se podijeliti u dvije vrste:
- industrijski zahtijevaju sofisticiranu opremu i skupe sastojke;
- domaće za koje nije potrebna nikakva sofisticirana oprema.
Bez obzira na metodu hidrolize, piljevina se mora usitniti što je više moguće. Za to se koriste razne drobilice.
Kako manja veličina piljevina, teme efikasnije doći će do razlaganja drveta na šećer i druge komponente.
Više informacija o opremi za mljevenje piljevine možete pronaći ovdje:. Nije potrebna nikakva druga priprema piljevine.
industrijskim putem
Piljevina se zatim sipa u vertikalni rezervoar napunjen rastvorom sumporne kiseline(40%) u težinskom omjeru 1:1 i, hermetički zatvoren, zagrijava se na temperaturu od 200-250 stepeni.
U tom stanju piljevina se drži 60-80 minuta uz stalno miješanje.
Za to vrijeme odvija se proces hidrolize i celuloza se, upijajući vodu, razlaže na glukozu i druge komponente.
Supstanca dobivena kao rezultat ove operacije filter, dobijanje mješavine otopine glukoze sa sumpornom kiselinom.
Pročišćena tekućina se sipa u posebnu posudu i pomiješa s otopinom krede, koja neutrališe kiselinu.
Zatim se sve filtrira i dobije se:
- toksičnog otpada;
- rastvor glukoze.
Mana ova metoda u:
- visoki zahtjevi za materijalom od kojeg je oprema napravljena;
- visoki troškovi za regeneraciju kiseline,
stoga nije bio u širokoj upotrebi.
Postoji i jeftinija metoda., u kojem se koristi otopina sumporne kiseline jačine 0,5-1%.
Međutim, efikasna hidroliza zahtijeva:
- visok pritisak (10-15 atmosfera);
- zagrevanje do 160-190 stepeni.
Vrijeme postupka je 70-90 minuta.
Oprema za takav proces može biti napravljena od jeftinijih materijala, jer je takva razrijeđena otopina kiseline manje agresivna od one koja se koristi u gore opisanoj metodi.
ALI pritisak od 15 atmosfera nije opasančak i za konvencionalnu hemijsku opremu, jer se mnogi procesi odvijaju i pod visokim pritiskom.
Za obje metode koristite čelične, hermetički zatvorene posude do 70 m³, iznutra obložen ciglom ili pločicama otpornim na kiseline.
Ova obloga štiti metal od kontakta s kiselinom.
Sadržaj posuda se zagrijava dovođenjem vruće pare u njih.
Na vrhu je postavljen odvodni ventil koji je podešen na potreban pritisak. Zbog toga višak pare izlazi u atmosferu. Ostatak pare stvara potreban pritisak.
Obje metode uključuju isti hemijski proces.. Pod uticajem sumporne kiseline, celuloza (C6H10O5)n apsorbuje vodu H2O i pretvara se u glukozu nC6H12O6, odnosno mešavinu različitih šećera.
Nakon pročišćavanja, ova glukoza se koristi ne samo za dobijanje biogoriva, već i za proizvodnju:
- piće i tehničko alkohol;
- Sahara;
- metanol.
Obje metode vam omogućavaju da obrađujete drvo bilo koje vrste, stoga jesu univerzalni.
Kao nusproizvod prerade piljevine u alkohol, dobiva se lignin - tvar koja se spaja:
- peleti;
- briketi.
Stoga se lignin može prodavati preduzećima i poduzetnicima koji se bave proizvodnjom peleta i briketa od drvnog otpada.
Još jedan nusprodukt hidrolize je furfural. To je uljasta tečnost, efikasan konzervans za drvo.
Furfural se također koristi za:
- prerada nafte;
- pročišćavanje biljnog ulja;
- proizvodnja plastike;
- razvoj antifungalnih lijekova.
U procesu obrade piljevine kiselinom oslobađaju se otrovni gasovi, zbog toga:
- sva oprema mora biti instalirana u ventiliranoj radionici;
- radnici moraju nositi zaštitne naočare i respiratore.
Prinos glukoze po težini je 40-60% težine piljevine, ali uzimajući u obzir veliku količinu vode i nečistoća težina proizvoda je nekoliko puta veća od početne težine sirovine.
Višak vode će biti uklonjen tokom procesa destilacije.
Pored lignina, nusproizvodi oba procesa su:
- alabaster;
- terpentin,
koji se može prodati za neki profit.
Prečišćavanje rastvora glukoze
Čišćenje se odvija u nekoliko faza:
- Mehanički čišćenje korištenje separatora uklanja lignin iz otopine.
- Tretman mleko od krede neutrališe kiselinu.
- naseljavanje odvaja proizvod u tečnu otopinu glukoze i karbonata, koji se zatim koriste za dobivanje alabastera.
Evo opisa tehnološkog ciklusa prerade drveta u postrojenju za hidrolizu u gradu Tavda (Sverdlovska oblast).
kućna metoda
Ova metoda je lakša ali traje u prosjeku 2 godine. Piljevina se sipa u veliku hrpu i obilno zalijeva vodom, nakon čega:
- pokriti nečim
- ostavi pljuvanje.
Temperatura unutar gomile raste i počinje proces hidrolize, kao rezultat toga celuloza se pretvara u glukozu koji se mogu koristiti za fermentaciju.
Nedostatak ove metodeČinjenica je da se na niskoj temperaturi aktivnost procesa hidrolize smanjuje, a na negativnoj temperaturi potpuno prestaje.
Stoga je ova metoda efikasna samo u toplim krajevima.
osim toga, postoji velika vjerovatnoća degeneracije procesa hidrolize u propadanje, zbog čega će se ispostaviti ne glukoza, već mulj, a sva će se celuloza pretvoriti u:
- ugljen-dioksid;
- mala količina metana.
Ponekad u kućama grade instalacije slične industrijskim. . Izrađeni su od nerđajućeg čelika, koji bez posledica može da izdrži dejstvo slabog rastvora sumporne kiseline.
Zagrijte sadržaj takvi uređaji sa:
- otvorena vatra (lomača);
- kalem od nerđajućeg čelika kroz koji cirkuliše vrući vazduh ili para.
Pumpanjem pare ili vazduha u posudu i praćenjem očitavanja manometra, pritisak u posudi se reguliše. Proces hidrolize počinje pri pritisku od 5 atmosfera, ali najefikasnije se odvija pri pritisku od 7-10 atmosfera.
Zatim, baš kao u industrijskoj proizvodnji:
- pročistiti otopinu od lignina;
- obrađene rastvorom krede.
Nakon toga se otopina glukoze taloži i fermentira uz dodatak kvasca.
Fermentacija i destilacija
Za fermentaciju u rastvor glukoze dodati običan kvasac koji aktiviraju proces fermentacije.
Ova tehnologija se koristi kako u poduzećima, tako iu proizvodnji alkohola od piljevine kod kuće.
Vrijeme fermentacije 5-15 dana, u zavisnosti od:
- temperatura vazduha;
- vrste drveta.
Proces fermentacije kontrolira se količinom stvaranja mjehurića ugljičnog dioksida.
Tokom fermentacije dolazi do takvog hemijskog procesa - glukoza nC6H12O6 se razlaže na:
- ugljični dioksid (2CO2);
- alkohol (2C2H5OH).
Nakon završetka fermentacije materijal je destilovan- zagrevanje na temperaturu od 70–80 stepeni i hlađenje izduvne pare.
Na ovoj temperaturi ispariti iz otopine:
- alkoholi;
- eteri,
dok voda i nečistoće rastvorljive u vodi ostaju.
- hlađenje parom;
- kondenzacija alkohola
koristite zavojnicu uronjen u hladnu vodu ili hlađen hladnim vazduhom.
Za povećanje snage gotovog proizvoda, destilira se još 2-4 puta, postepeno snižavajući temperaturu na vrijednost od 50-55 stupnjeva.
Snaga rezultirajućeg proizvoda utvrđeno alkoholom koji procjenjuje specifičnu težinu supstance.
Proizvod destilacije može se koristiti kao biogorivo sa jačinom od najmanje 80%. Manje jak proizvod ima previše vode, pa će tehnika na njemu raditi neefikasno.
Iako je alkohol dobiven iz piljevine vrlo sličan mjesečini, njegov ne može se koristiti za piće zbog visokog sadržaja metanola, koji je jak otrov. Osim toga, velika količina fuzelnih ulja kvari okus gotovog proizvoda.
Da biste očistili od metanola, morate:
- prva destilacija se vrši na temperaturi od 60 stepeni;
- ocijedite prvih 10% dobivenog proizvoda.
Nakon destilacije ostaju:
- težak terpentinske frakcije;
- kvasca masa, koji se može koristiti kako za fermentaciju sljedeće serije glukoze, tako i za proizvodnju stočnog kvasca.
Hranjivije su i zdravije od zrna bilo koje žitarice, pa ih rado kupuju farme koje uzgajaju krupnu i malu stoku.
Primjena biogoriva
U poređenju sa benzinom, biogoriva (alkohol napravljen od recikliranog otpada) imaju i prednosti i nedostatke.
Evo Glavne prednosti:
- visoki (105-113) oktanski broj;
- niža temperatura sagorevanja;
- nedostatak sumpora;
- niža cijena.
Zbog visokog oktanskog broja, povećati omjer kompresije, povećavajući snagu i efikasnost motora.
Niža temperatura sagorevanja:
- produžava vijek trajanja ventili i klipovi;
- smanjuje toplinu motora u režimu maksimalne snage.
Zbog odsustva sumpora, biogoriva ne zagađuje vazduh I ne skraćuje vijek trajanja motornog ulja, jer sumpor oksid oksidira ulje, pogoršavajući njegove karakteristike i smanjujući resurs.
Zbog znatno niže cijene (osim akciza) biogorivo štedi porodični budžet.
Biogoriva imaju ograničenja:
- agresivnost prema gumenim dijelovima;
- nizak omjer mase goriva i zraka (1:9);
- slabo isparavanje.
biogorivo oštetiti gumene zaptivke, dakle, tokom konverzije motora za rad na alkohol, sve gumene brtve se mijenjaju u poliuretanske dijelove.
Zbog nižeg omjera goriva i zraka, potreban je normalan rad na biogorivo rekonfiguracija sistema goriva, odnosno ugradnju većih mlaznica u karburator ili treptanje kontrolera injektora.
Zbog malog isparavanja Poteškoće pri pokretanju hladnog motora na temperaturama ispod plus 10 stepeni.
Da bi se riješio ovaj problem, biogoriva se razrjeđuju benzinom u omjeru 7:1 ili 8:1.
Za rad na mješavini benzina i biogoriva u omjeru 1:1, nije potrebna modifikacija motora.
Ako ima više alkohola, onda je poželjno:
- zamijeniti sve gumene zaptivke poliuretanskim;
- izbrusiti glavu cilindra.
Brušenje je neophodno kako bi se povećao omjer kompresije, što će omogućiti ostvari viši oktan. Bez takve izmjene, motor će izgubiti snagu kada se alkohol doda u benzin.
Ako se biogoriva koriste za električne generatore ili kućanske benzinske aparate, tada je poželjno zamijeniti gumene dijelove poliuretanskim.
U takvim se uređajima može izostaviti brušenje glave, jer se mali gubitak snage nadoknađuje povećanjem dovoda goriva. osim toga, potrebno je rekonfigurirati karburator ili injektor, svaki stručnjak za sisteme goriva to može učiniti.
Za više informacija o upotrebi biogoriva i izmjeni motora za rad na njemu, pročitajte ovaj članak (Primjena biogoriva).
Povezani video zapisi
Kako napraviti alkohol od piljevine možete pogledati u ovom videu:
zaključci
Proizvodnja alkohola od piljevine - težak proces, što uključuje mnogo operacija.
Ako postoji jeftina ili besplatna piljevina, ulivajući biogorivo u rezervoar vašeg automobila, uštedjet ćete mnogo, jer je njegova proizvodnja mnogo jeftinija od benzina.
Sada znate kako dobiti alkohol iz piljevine koja se koristi kao biogorivo i kako to možete učiniti kod kuće.
Takođe, da li ste znali za nusproizvodi koji nastaju prilikom prerade piljevine u biogoriva. Ovi proizvodi se također mogu prodati za mali, ali ipak profit.
Zahvaljujući tome, posao sa biogorivom od piljevine postaje sve veći veoma koristan, posebno ako koristite gorivo za sopstveni prevoz i ne plaćate akcizu na promet alkohola.
U kontaktu sa
Trenutno mnogi ljudi mogu stvoriti metanol čak i vlastitim rukama kod kuće. Uključujući i koji se bave pripremom alkohola od piljevine. Upravo se proizvodnja alkohola iz piljevine smatra najjednostavnijim i najekonomičnijim od svih danas poznatih metoda. Istovremeno, samo na prvi pogled izgleda komplikovano i dugotrajno. Zapravo, ponavljanje ovog procesa bit će prilično jednostavno čak i za početnika. Glavna stvar je znati sve osnovne principe za proizvodnju metil alkohola, kao i uzeti u obzir neke od trikova postupka koje profesionalci otkrivaju svima. Standardna tehnologija za proizvodnju hemikalije o kojoj se raspravlja kod kuće obično se sastoji od nekoliko osnovnih koraka odjednom. Za početak, slad se dobiva iz žitarica, zatim se kuha pasta od blago pokvarenog krumpira, zbog čega se škrob prerađuje.
Sljedeća faza je fermentacija. Na njemu se već dodaje kvasac u prethodno pripremljenu smjesu. Što je temperatura okoline viša, to će brže biti moguće prevladati fazu o kojoj se raspravlja. Ali može da se završi sam od sebe čak i pod normalnim prirodnim uslovima. Naravno, u slučaju da je odabran kvalitetan kvasac. Pretposljednja faza se zove "destilacija". Može se nazvati najzahtjevnijim i najdugotrajnijim. Za ovu fazu uvijek je potreban poseban aparat, koji, inače, moderni majstori lako izrađuju vlastitim rukama. I na kraju, ostaje samo čišćenje. Ovo je posljednji korak u proizvodnji alkohola kod kuće. Proizvod je skoro spreman, ali mu nedostaje željena prozirnost. To će biti moguće postići uz pomoć najčešćeg kalijum permanganata, kojim se tečnost infuzira 24 sata. U zaključku, ostaje samo filtrirati proizvod.
Budući da je u posljednje vrijeme količina fosilnih sirovina pogodnih za proizvodnju alkohola kod kuće počela postupno opadati, postalo je potrebno pronaći nove mogućnosti. Kao što znate, postoji nedostatak žita, pa je bilo potrebno pronaći dostojnu alternativu za to. I brzo je pronađeno - to je piljevina. Ova sirovina je trenutno svima najdostupnija. Pronaći ga nije teško. I na kraju, ali ne i najmanje važno, piljevina je jeftina. A u nekim slučajevima čak se mogu naći i besplatno. Nije iznenađujuće da su sirovine o kojima se raspravlja vrlo popularno među svima koji su uključeni u proizvodnju alkohola kod kuće. Istina, proizvodnja ove tvari zahtijeva određene vještine od osobe, kao i stjecanje neke dodatne opreme.
Prije svega, morate pripremiti piljevinu. Na primjer, 1 kilogram originalnog proizvoda. Veoma je važno da se piljevina dobro izgnječi. Morat će se dobro osušiti prije nego što se nastavi s proizvodnjom metanola. Najbolje je odbiti korištenje pećnice i drugih sličnih opcija u tu svrhu. Dovoljno je da piljevinu u tankom sloju izlijete na čiste novine u tamnom, dobro prozračenom prostoru i ostavite u ovom obliku nekoliko dana. Naravno, sirovine takođe ne bi trebalo da budu nikakve nečistoće i prljavština. Stručnjaci napominju da je piljevina tvrdog drveta najprikladnija za ovaj proces. Ali bolje je ne koristiti sirovine od četinjača.
Kroz hladnjak, u kojem će se vršiti sublimacija i elektrolit, koji je savršen za sumpornu kiselinu, pažljivo osušena piljevina šalje se u prikladnu tikvicu ili drugu sličnu posudu. Moraju ga napuniti do 2/3 ukupne zapremine. Zatim morate zagrijati masu na 150 stepeni. Gotova tečnost obično ima blagu plavkastu nijansu. Naravno, ne zaboravite na korištenje visokokvalitetnog katalizatora. Na primjer, možete koristiti aluminij oksid - dijelove korunda. Sljedeću porciju možete sipati u iskorištenu posudu odmah nakon što tekućina u njoj pocrni. Veoma je važno da svoje disajne organe zaštitite respiratorom ili posebnom maskom. Također je najbolje razmisliti o izdržljivim rukavicama. Prostorija u kojoj se proizvodi alkohol od piljevine treba da bude prostrana i dobro provetrena. Ne biste to trebali raditi u kuhinji, jer uokolo ima proizvoda.
Gotova tvar se može koristiti kao gorivo i za bilo koje druge slične svrhe. Ali nije preporučljivo koristiti nastali alkohol unutra i koristiti ga za daljnju pripremu alkoholnih pića od njega. Od samo jednog kilograma osušene piljevine može se dobiti oko pola litre (nešto manje) gotovog metanola.
Proizvodnja etil alkohola iz biomase piljevine ili slame žitarica ostvaruje se na tri načina:
Sa metodom hidrolize, prinos alkohola će biti samo 200 litara iz 1 tone piljevine. Ali s metodom proizvodnje pirolize, prinos alkohola će već biti 400 litara iz 1 tone piljevine. A trošak proizvodnje alkohola u drugom slučaju iznosi 10 rubalja / litar i ovisi o obimu proizvodnje i cijeni piljevine ili slame.
Proizvodnja alkohola iz piljevine enzimskom hidrolizom.
Nedostatak fosilnih resursa, energetska sigurnost, klimatske promjene, zaštita životne sredine - to su problemi koji nas danas brinu u energetskom sektoru. Moraju se pronaći alternativni izvori energije kako bismo smanjili našu ovisnost o nafti, a to nigdje nije tako evidentno nego u sektoru transporta. U Evropskoj uniji, Sjedinjenim Državama i drugim velikim ekonomskim područjima, kreatori politike razvili su osnovni okvir za promoviranje upotrebe održivih biogorivaVeć neko vrijeme mnoge kompanije pokazuju sve veći interes za proizvodnju etanola iz obnovljivih lignoceluloznih resursa kao što je poljoprivredni otpad. Ovi resursi se ne nadmeću sa usevima za hranu i stočnu hranu, već se stvaraju u dovoljnim količinama širom svijeta kao nusproizvod modernih poljoprivrednih praksi, poput slame iz proizvodnje žitarica.
Proces sunliquid®, koji je razvio Clariant, ispunjava sve zahtjeve tehnički i isplativog, inovativnog procesa za pretvaranje poljoprivrednog otpada u ekološki prihvatljivo biogorivo - etanol. Korištenjem procesa integrirane proizvodnje enzima, optimiziranih enzima, simultane konverzije celuloze i hemiceluloze u alkohol (etanol) i dizajna procesa koji štedi energiju, bilo je moguće prevladati tehnološke probleme i značajno smanjiti troškove proizvodnje kako bi se dobio komercijalno isplativ alkohol. .
Od 2009. godine Clariant je uspješno vodio prvu pilot destileriju u svom istraživačkom pogonu u Minhenu. Ovo pilot postrojenje je sposobno proizvesti do dvije tone alkohola godišnje. U julu 2012. godine u Straubingu je počela sa radom najveća destilerija Straubing do sada, demonstracioni projekat sa godišnjim kapacitetom do 1.000 tona alkohola.
Različite sirovine se pretvaraju u celulozni alkohol nakon prethodnog tretmana, enzimske hidrolize i fermentacije. Proizvodnja enzima ugrađenih u proces daje najnižu moguću cijenu alkohola.
Prednosti sunliquid® procesa
Sunliquid® proces
Prethodni tretman ostataka celuloze
Predtretman pulpe bez upotrebe hemikalija smanjuje proizvodne i investicione troškove proizvodnje alkohola. Istovremeno, rizici za životnu sredinu, zdravlje i sigurnost su minimizirani.
Proizvodnja enzima
Mali postotak prethodno obrađenih celuloznih sirovina koristi se za proizvodnju vlastitih enzima direktno u postrojenju i sastavni su dio procesa proizvodnje alkohola. Ovo značajno doprinosi ekonomskoj efikasnosti cjelokupnog proizvodnog procesa, što rezultira značajnim smanjenjem troškova proizvodnje i neovisnošću od nestašice ponude i volatilnosti cijena enzima.
Enzimska hidroliza
Posebna mješavina enzima hidrolizira lance celuloze i hemiceluloze kako bi se formirali šećerni monomeri. Ova faza se također naziva saharifikacija. Enzimi su visoko optimizovani na osnovu parametara sirovine i procesa, što rezultira maksimalnim prinosima i kratkim vremenima reakcije u optimalnim uslovima.
Fermentacija / Fermentacija
Koristeći optimizirane mikroorganizme, sunliquid® proces osigurava efikasnu fermentaciju, osiguravajući maksimalan prinos etanola. Ovaj visoko optimizovani sistem sa jednim rezervoarom pretvara i C5 i C6 šećer u etanol u isto vreme, obezbeđujući do 50% više etanola od konvencionalnih procesa koji pretvaraju samo C6 šećere.
Destilacija i rektifikacija alkohola
Inovativna i vrlo štedljiva metoda destilacije i rektifikacije alkohola smanjuje potrebu za energijom do 50% u odnosu na konvencionalnu destilaciju. Zasnovan je na pažljivom planiranju procesa i energetskoj integraciji, što rezultira potpuno energetski samoodrživim procesom.
Sljedeći, ništa manje zanimljiv način prerade drva piljevine je piroliza (termička razgradnja celuloze), dobivanje sintetskog plina (mješavina CO i H2) i naknadna proizvodnja alkohola, sintetičkog benzina, dizel goriva i ostalog iz sintetskog plina.
Uspeh u kvalitativnom razvoju ove oblasti postigli su naučnici sa Instituta za petrohemijsku sintezu imena V.I. A.V. Topčijev sa Ruske akademije nauka, koji je razvio tehnologiju koja obezbeđuje proizvodnju visokooktanskog ekološki prihvatljivog sintetičkog benzina sa dobrim prinosom konačnog proizvoda koji ispunjava obećavajuće zahteve standarda Euro-4 koristeći najjednostavniju i najekonomičniju šemu. za preradu drvne mase.
Suština njihove metode za proizvodnju sintetičkog benzina iz drvne pulpe je sljedeća.
Najprije se iz drvene celuloze pod povišenim tlakom dobiva sintezni plin, koji sadrži vodonik, ugljične okside, vodu, neizreagirani ugljovodonik koji ostaje nakon njegove proizvodnje, a također sadrži ili ne sadrži balastni dušik. Zatim se kondenzacijom izoluje voda i uklanja iz sintetskog gasa, a zatim se izvodi jednostepena katalitička sinteza dimetil etera u gasnoj fazi. Ovako dobijena gasna mešavina prolazi pod pritiskom preko katalizatora - modifikovanog zeolita sa visokim sadržajem silicijuma - da bi se dobio benzin, a struja gasa se hladi da bi se odvojio sintetički benzin.
Proizvodnja sintetskog plina iz drvne celuloze provodi se na različite načine, na primjer, u procesu djelomične oksidacije ugljikovodičnih sirovina pod pritiskom, što omogućava njegovu katalitičku obradu bez dodatne kompresije (kompresije). Ili se dobiva katalitičkim reformiranjem sirovine ugljikovodika parom ili autotermalnim reformiranjem. U ovom slučaju, proces se odvija uz dovod zraka, ili zraka obogaćenog kisikom, ili čistog kisika. Druge opcije su takođe izmenjene. U trećoj fazi provodi se sam Fischer–Tropsch proces u kojem se tečni ugljikovodici sintetiziraju na bazi komponenti sintetskog plina. Na primjer, kada se sin-gas (mješavina ugljičnog monoksida CO i vodika H2) prođe preko katalizatora koji sadrži redukovano željezo (čisto željezo Fe) zagrijano na 200°C, formiraju se mješavine pretežno zasićenih ugljovodonika (sintetski benzini).
Po prvi put sintetičko tečno gorivo GTL proizvedeno je u značajnim količinama u Njemačkoj tokom 2. svjetskog rata 1939-45, što je bilo zbog nedostatka nafte. Sinteza je izvedena na 170–200°C, pritisku 0,1–1 MN/m2 (1–10 am) sa katalizatorom na bazi Co; kao rezultat dobijen je benzin (kogazin 1, ili sintin) sa oktanskim brojem 40-55, visokokvalitetno dizel gorivo (kogazin II) sa cetanskim brojem 80-100 i čvrsti parafin. Dodatak 0,8 ml tetraetil olova na 1 litar sintetičkog benzina povećava njegov oktanski broj sa 55 na 74. Sinteza pomoću katalizatora na bazi Fe izvedena je na 220 °C i više, pri pritisku od 1-3 MN/m2 (10–30 sati). Sintetički benzin dobijen u ovim uslovima sadržavao je 60-70% olefinskih ugljovodonika normalne i razgranate strukture; njegov oktanski broj je 75-78. Nakon toga, proizvodnja sintetičkog tekućeg goriva GTL iz CO i H2 nije bila široko razvijena zbog visoke cijene i niske učinkovitosti korištenih katalizatora. Osim sintetičkog benzina i dizel goriva, sintetički se proizvode visokooktanske komponente goriva koje im se dodaju radi poboljšanja antidetonskih svojstava. To uključuje: izooktan dobijen katalitičkom alkilacijom izobutana butilenima; polimerni benzin je proizvod katalitičke polimerizacije propan-propilenske frakcije itd. Vidi Lit.: Rapoport IB, Veštačko tečno gorivo, 2. izd., M., 1955; Petrov A. D., Hemija motornih goriva, M., 1953; Lebedev N. N., Hemija i tehnologija osnovne organske i petrohemijske sinteze, M., 1971.).
sintetički benzin , dobijen katalitičkom hidrogenacijom ugljičnog monoksida, ima nizak oktanski broj; da bi se dobilo visokokvalitetno gorivo za motore sa unutrašnjim sagorevanjem, mora se podvrgnuti dodatnoj preradi.
Metil alkohol (metanol) u industriji se uglavnom dobija iz sintetskog gasa koji nastaje konverzijom prirodnog gasa metan. Reakcija se odvija na temperaturi od 300-600 °C i pritisku od 200-250 kgf/cm u prisustvu cink oksida i drugih katalizatora: CO + H2 -----> CH3OH
Proizvodnja metil alkohola (metanola) iz sintetskog plina prikazana je na pojednostavljenom šematskom dijagramu
|
|
Homologacija metanola na etanol. Homologizacija je reakcija u kojoj se organsko jedinjenje pretvara u svoj homolog uvođenjem metilenske grupe CH2. Godine 1940. prvi put je izvedena reakcija metanola sa sintetskim plinom kataliziranim kobalt oksidom pri tlaku od 600 atm s formiranjem etanola kao glavnog proizvoda:
Upotreba kobalt karbonil Co2(CO)8 kao katalizatora omogućila je smanjenje reakcionog pritiska na 250 atm, dok je stepen konverzije metanola u etanol bio 70%, a glavni proizvod, etanol, nastao je selektivnošću od 40%. Nusprodukti reakcije su acetaldehid i estri sirćetne kiseline. Naknadno su predloženi selektivniji katalizatori na bazi spojeva kobalta i rutenijuma sa dodatkom fosfinskih liganada, a utvrđeno je da se reakcija može ubrzati uvođenjem promotora - jodid iona. Trenutno je postignuta selektivnost od 90% za etanol. Iako mehanizam homologacije nije u potpunosti utvrđen, može se smatrati da je blizak mehanizmu karbonilacije metanola.
Izobutil alkohol se koristi za proizvodnju izobutilena, kao rastvarač, ali i kao sirovina za proizvodnju nekih flotacijskih reagensa i akceleratora vulkanizacije u gumarskoj industriji.
U industriji se izobutil alkohol dobija iz ugljičnog monoksida CO i vodika H2, slično kao i sintezom metanola. Mehanizam reakcije sastoji se od sljedećih transformacija:
Dehidracija izobutil alkohola u izobutilen je katalitička reakcija. Odvajanje vode od molekula izobutil alkohola događa se pri 370°C i pritisku od 3-4 atm. Alkoholna para se propušta preko katalizatora - prečišćene glinice (aktivna glinica).
U nastavku je prikazana jedna od općih tehnoloških shema za proizvodnju izobutilena dehidratacijom izobutil alkohola.
Naknadna esterifikacija izobutilena etil alkoholom proizvodi aditiv za benzin koji sadrži kisik - ekološki prihvatljiv etil terc-butil eter (ETBE), koji ima oktanski broj od 112 bodova (istraživačka metoda).
Etil terc-butil eter ETBE je proizvod sinteze izobutilena sa etanolom:
Tehnološka shema je vrlo jednostavna: komponente sirovina, zagrijane u izmjenjivaču topline, prolaze kroz reaktor gdje se uklanja višak topline (reakcija je vrlo egzotermna) i razdvajaju se u dvije kolone.
U prvoj koloni za destilaciju iz reakcione smjese se odvajaju n-butan i butileni koji se zatim koriste za alkilaciju (izomerizaciju), au drugoj - gotov ETBE odozgo, a višak metanola odozdo koji se vraća u smeša za hranu.
Katalizator je jonoizmenjivačka smola (sulfonski kationski izmenjivači), stepen konverzije je 94% (izobutilenom), čistoća dobijenog ETBE je 99%.
Za 1 tonu ETBE troši se 360 kg etanola (100% etil alkohola) i 690 kg 100% izobutilena.
Rice. Šema za dobijanje ETBE:
1 - reaktor; 2, 3 - kolone za destilaciju; Niti: I - izobutilen; II - etanol; III - butan i butileni; IV - ETBE; V - recikliranje etanola.
Kalorična vrijednost ETBE je niža od one kod benzina, ETBE se koriste kao visokooktanski aditivi benzinima, povećavajući njihov DNP i poboljšavajući raspodjelu oktanskih brojeva u frakcijama niskog ključanja katalitičkog reforminga benzina. Optimalni efekat se postiže dodavanjem 11% ETBE mešavine u 89-90% baznog benzina sa OC i /OC i = 85/91, nakon čega se dobija benzin AI-93, međutim, njegova kalorijska vrednost opada sa 42,70 MJ/kg ( bez aditiva) do 41,95 MJ/kg.
Sirćetna kiselina je organsko jedinjenje sa molekulskom formulom CH3COOH, i prekursor je za proizvodnju raznih drugih hemikalija koje služe raznim industrijama krajnjeg korisnika kao što su tekstil, boje, guma, plastika i druge. Njegovi glavni segmenti primjene uključuju proizvodnju monomera vinil acetata (VAM), prečišćene tereftalne kiseline (PTA), anhidrida sirćetne kiseline i esterskih rastvarača (etil acetat i butil acetat).
Kompetentnost proizvođača octene kiseline: BP Plc (UK), Celanese Corporation (SAD), Eastman Chemical Company (SAD), Daicel Corporation (Japan), Jiangsu Sopho (Group) Co. doo (Kina), LyondellBasell Industries NV (Holandija), Shandong Hualu-Hengsheng Chemical Co. doo (Kina), Shanghai Huayi (Group) Company (Kina), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. doo (Kina) i Kingboard Chemical Holdings Ltd. (Hong kong).
Celanese je jedan od najvećih svjetskih proizvođača acetilnih proizvoda (hemijskih međuproizvoda kao što je sirćetna kiselina za gotovo sve glavne industrije); acetil intermedijeri čine oko 45% ukupne prodaje. Celanese koristi proces karbonilacije metanola (reakcija metanola i ugljičnog monoksida); katalizator koji se koristi u reakciji i rezultirajući proizvod (octena kiselina) se pročišćavaju destilacijom.
U januaru 2013., Celanese je dobio američki patent (#7863489) za direktan i selektivan proces proizvodnje etanola iz octene kiseline pomoću platina/kalajnog katalizatora. Patent pokriva proces za selektivnu proizvodnju etanola koristeći reakciju octene kiseline u prostoru za vrijeme hidrogenacije na kompoziciji katalizatora kako bi se formirao etanol. U jednom ostvarenju ovog pronalaska, reakcija sirćetne kiseline i vodonika preko platina/kalajnog katalizatora na silicijum dioksidu, grafit, kalcijum silikat ili aluminosilikat selektivno proizvodi etanol u parnoj fazi na oko 250°C.
Troškovi proizvodnje etil alkohola kroz octenu kiselinu i prednosti u kvaliteti
Cijena sirćetne kiseline, anhidrida sirćetne kiseline, monomera vinil acetata u SAD
Cijene sirćetne kiseline, anhidrida sirćetne kiseline, monomera vinil acetata u Evropi
Cijene sirćetne kiseline, anhidrida sirćetne kiseline, monomera vinil acetata u Aziji
Kako dobiti alkohol ili drugo tečno gorivo iz piljevine?
- u Njemačkoj na kraju Drugog svjetskog rata svi tenkovi su otišli na sintetičke. gorivo od piljevine. a automobili u Brazilu voze jako puno na alkohol, 20% automobila tamo je na alkohol. tako da je istina, mozes koristiti fermentaciju, prestizati i dobiti alkohol i imaces auto
možda možete dobiti metan uz pomoć bakterija? čak i bolje tada - Podijeliću svoje iskustvo, neka bude! U principu, uzimate 1 kg. vrlo pažljivo sušite drvnu piljevinu ili druge stvari, pa u tikvicu ili nešto drugo dodajte elektrolit (sumpornu kiselinu) 1/3 zapremine kroz frižider (doći će sublimacije). zagrejete ga na temperaturu od 150 stepeni i dobijete metil alkohol, a na istom mestu i njegove estre itd. ZAPALJIVI produkti reakcije. tečnost može biti različitih boja. ali obično plavkasto, hlapljivo. Da, kada kuhate, ne zaboravite dodati komadiće korunda (aluminij oksida) - ovo je katalizator. čim tečnost u posudi ili tikvici pocrni, do neprepoznatljivosti, promenite i dopunite sledeću porciju. sa 1 kg ćete dobiti negdje 470 ml. alkohol, ali samo 700 nesto. Uradite to na otvorenom prostoru, dobro provetrenom i dalje od hrane. Da, ne zaboravite masku i respirator. Crnu (potrošenu) tečnost procijedite, a gornji sloj nakon sušenja jako dobro zagori. dodati i to u gorivo.
- Od četinara - loše. Tipično, hidrolizni alkohol se dobija iz tvrdog drveta. Ovdje, zapravo, postoje dvije opcije, a obje se praktično ne provode kod kuće. A votka-stolica je uglavnom šala, jer je proizvodnja neefikasna, a upotreba konačnog proizvoda može biti opasna po zdravlje. Prva opcija. Piljevinu je potrebno staviti u prilično veliku hrpu na ulici, navlažiti je vodom i ostaviti nekoliko godina (tačnije dvije godine ili više). U središtu gomile će se smjestiti anaerobni mikroorganizmi, koji će postupno vršiti razgradnju celuloze do monomera (šećera), koji već mogu fermentirati. Dalje - kao obična mjesečina. Ili druga opcija, koja se implementira u industriji. Piljevina se kuva sa slabim rastvorom sumporne kiseline pod povišenim pritiskom. U ovom slučaju, hidroliza celuloze se provodi za nekoliko sati. Dalje - destilacija kao i obično.
Ako uzmemo u obzir ne samo etilni alkohol, onda možemo ići drugim putem, ali, opet, to se kod kuće praktično ne ostvaruje. Ovo je suha destilacija piljevine. Sirovina se mora zagrijati u zatvorenoj posudi na 800-900 stepeni. i sakupljaju gasove koji izlaze. Kada se ovi plinovi ohlade, kondenziraju se kreozot (glavni proizvod), metanol i octena kiselina. Gasovi su mješavina različitih ugljovodonika. Ostalo je drveni ugalj. Upravo se ova vrsta uglja u industriji zove drveni ugalj, a ne iz vatre. Ranije se koristio u metalurgiji umjesto koksa. Nakon njegove dodatne obrade dobija se aktivni ugljen. Kreozot je smola koja se koristi za katranje pragova i telegrafskih stubova. Plin se može koristiti kao običan prirodni plin. Sada tečnosti. Metil, ili drveni alkohol, destiluje se iz tečnosti na temperaturama do 75 stepeni. Može da prođe za gorivo, ali je prinos mali i veoma je otrovan. Sljedeća je sirćetna kiselina. Kada se neutrališe vapnom, dobija se kalcijum acetat ili, kako su ga ranije nazivali, sivi drveni octeni prah. Kada se kalcinira, dobija se aceton - zašto ne gorivo? Istina, sada se aceton dobiva na potpuno sintetički način.
Izgleda da nisam ništa zaboravio. Pa, kada ćemo otvoriti prodavnicu kreozota? - "A da se votka ne tjera iz piljevine, šta bismo onda imali, iz pet boca?" (V.S. Vysotsky)
- fermentacija slatkih materija. kao što je celuloza. samo za ubrzanje vam je potreban enzim-kvasac. a o metil alkoholu....pa generalno, u malim dozama je smrtonosan.
- Sublimacija.
- Potrebno je fermentirati celulozu, pa prestići
