Le schéma général d'obtention d'alcool éthylique à partir d'hydrolyse de "mélasse noire" est le suivant. La matière première broyée est chargée dans une colonne d'hydrolyse en acier de plusieurs mètres doublée de céramique chimiquement résistante de l'intérieur. Une solution chaude d'acide chlorhydrique y est amenée sous pression. À la suite d'une réaction chimique à partir de la cellulose, un produit contenant du sucre, appelé "mélasse noire", est obtenu. Ce produit est neutralisé avec de la chaux et de la levure y est ajoutée - la mélasse est fermentée. Ensuite, il est à nouveau chauffé et les vapeurs dégagées se condensent sous forme d'alcool éthylique (je ne veux pas l'appeler "alcool de vin").
La méthode d'hydrolyse est le moyen le plus économique de produire de l'alcool éthylique. Si 50 litres d'alcool peuvent être obtenus à partir d'une tonne de grain par la méthode biochimique traditionnelle de fermentation, alors 200 litres d'alcool sont expulsés d'une tonne de sciure de bois, hydrolysée en « mélasse noire ». Comme le dit le proverbe : "Ressentez les bienfaits !" Toute la question est de savoir si la "mélasse noire" en tant que cellulose saccharifiée peut être qualifiée de "produit alimentaire", au même titre que les céréales, les pommes de terre et les betteraves. Les personnes intéressées par la production d'alcool éthylique bon marché le pensent : « Eh bien, pourquoi pas ? Après tout, le barde, comme le reste de la «mélasse noire», après sa distillation sert à nourrir le bétail, ce qui signifie qu'il s'agit également d'un produit alimentaire. Comment ne pas se souvenir des paroles de F.M. Dostoïevski : "Une personne instruite, quand elle en a besoin, peut justifier verbalement n'importe quelle abomination."
Dans les années 1930, la plus grande amidonnerie d'Europe a été construite dans le village ossète de Beslan, qui produit depuis des millions de litres d'alcool éthylique. Ensuite, de puissantes usines de production d'alcool éthylique ont été construites dans tout le pays, y compris dans les usines de pâtes et papiers de Solikamsk et d'Arkhangelsk. I.V. Staline, félicitant les constructeurs d'usines d'hydrolyse qui, pendant la guerre, malgré les difficultés du temps de guerre, les ont mises en service plus tôt que prévu, a noté que ce "permet à l'État d'économiser des millions de pouds de céréales"(Journal "Pravda" du 27 mai 1944).
L'alcool éthylique obtenu à partir de "mélasse noire", mais, en fait, à partir de bois (cellulose), saccharifié par la méthode d'hydrolyse, si, bien sûr, il est bien purifié, ne peut être distingué de l'alcool obtenu à partir de céréales ou de pommes de terre. Selon les normes en vigueur, cet alcool est de «la plus haute pureté», «extra» et «de luxe», ce dernier est le meilleur, c'est-à-dire qu'il a le plus haut degré de purification. La vodka préparée à base d'un tel alcool ne vous empoisonnera pas. Le goût d'un tel alcool est neutre, c'est-à-dire «aucun» - insipide, il n'y a que des «degrés», il ne brûle que la membrane muqueuse de la bouche. Extérieurement, il est assez difficile de reconnaître la vodka à base d'alcool éthylique d'origine hydrolytique, et diverses saveurs ajoutées à ces «vodkas» leur confèrent une certaine différence les unes par rapport aux autres.
Cependant, tout n'est pas aussi bon qu'il n'y paraît à première vue. Les généticiens ont mené des recherches: un lot de souris expérimentales a été ajouté au régime alimentaire de la vraie vodka (céréale), l'autre - hydrolytique, du bois. Les souris qui ont mangé de la "chienne" sont mortes beaucoup plus rapidement et leur progéniture a dégénéré. Mais les résultats de ces études n'ont pas arrêté la production de vodkas pseudo-russes. C'est comme une chanson populaire : "Après tout, si la vodka n'est pas chassée de la sciure de bois, alors qu'aurions-nous de cinq bouteilles ..."
La sciure de bois est une matière première précieuse pour la production de divers alcools qui peuvent être utiliser comme combustible.
Ces biocarburants peuvent fonctionner :
- moteurs à essence pour automobiles et motos;
- groupes électrogènes;
- équipement ménager à essence.
Problème principal l'hydrolyse, c'est-à-dire la conversion de la cellulose en glucose, est un obstacle à surmonter dans la fabrication de biocarburants à partir de sciure de bois.
La cellulose et le glucose ont la même base - les hydrocarbures. Mais pour la transformation d'une substance en une autre, divers processus physiques et chimiques sont nécessaires.
Les principales technologies de conversion de la sciure de bois en glucose peuvent être divisées en deux types :
- industriel nécessitant un équipement sophistiqué et des ingrédients coûteux;
- fait maison qui ne nécessitent aucun équipement sophistiqué.
Quelle que soit la méthode d'hydrolyse, la sciure de bois doit être broyée au maximum. Pour cela, divers concasseurs sont utilisés.
Comment taille plus petite sciure de bois, sujets plus efficace il y aura une décomposition du bois en sucre et autres composants.
Vous pouvez trouver plus d'informations sur l'équipement de broyage de sciure ici :. Aucune autre préparation de sciure de bois n'est nécessaire.
façon industrielle
La sciure est versée dans une trémie verticale, puis rempli d'une solution d'acide sulfurique(40%) dans un rapport de 1: 1 en poids et, après avoir fermé hermétiquement, est chauffé à une température de 200 à 250 degrés.
Dans cet état, la sciure de bois est conservée pendant 60 à 80 minutes, en remuant constamment.
Pendant ce temps, le processus d'hydrolyse a lieu et la cellulose, absorbant l'eau, se décompose en glucose et autres composants.
La substance obtenue à la suite de cette opération filtre, obtenant un mélange de solution de glucose avec de l'acide sulfurique.
Le liquide purifié est versé dans un récipient séparé et mélangé avec une solution de craie, qui neutralise l'acide.
Ensuite tout est filtré et obtient :
- déchet toxique;
- solution glucosée.
Défaut cette méthode dans :
- exigences élevées pour le matériau à partir duquel l'équipement est fabriqué;
- coûts élevés de régénération de l'acide,
par conséquent, il n'était pas largement utilisé.
Il existe également une méthode moins coûteuse., dans lequel une solution d'acide sulfurique d'une force de 0,5 à 1% est utilisée.
Cependant, une hydrolyse efficace nécessite :
- haute pression (10–15 atmosphères);
- chauffage jusqu'à 160-190 degrés.
Le temps de traitement est de 70 à 90 minutes.
L'équipement pour un tel procédé peut être fabriqué à partir de matériaux moins coûteux, car une telle solution acide diluée est moins agressive que celle utilisée dans le procédé décrit ci-dessus.
MAIS une pression de 15 atmosphères n'est pas dangereuse même pour les équipements chimiques conventionnels, car de nombreux processus se déroulent également à haute pression.
Pour les deux méthodes utiliser des récipients en acier hermétiquement fermés jusqu'à 70 m³, revêtu de briques ou de tuiles résistantes aux acides de l'intérieur.
Ce revêtement protège le métal du contact avec l'acide.
Le contenu des récipients est chauffé en y injectant de la vapeur chaude.
Une vanne de vidange est installée sur le dessus, qui est ajustée à la pression requise. Par conséquent, la vapeur en excès s'échappe dans l'atmosphère. Le reste de la vapeur crée la pression nécessaire.
Les deux méthodes impliquent le même processus chimique.. Sous l'influence de l'acide sulfurique, la cellulose (C6H10O5)n absorbe l'eau H2O et se transforme en glucose nC6H12O6, c'est-à-dire un mélange de divers sucres.
Après purification, ce glucose est utilisé non seulement pour obtenir des biocarburants, mais aussi pour la production de :
- potable et technique de l'alcool;
- Sahara;
- méthanol.
Les deux méthodes vous permettent de traiter le bois de toutes les essences, elles sont donc universel.
En tant que sous-produit de la transformation de la sciure de bois en alcool, on obtient de la lignine - une substance qui colle:
- pellets;
- briquettes.
Par conséquent, la lignine peut être vendue aux entreprises et aux entrepreneurs qui se consacrent à la production de granulés et de briquettes à partir de déchets de bois.
Un de plus un sous-produit de l'hydrolyse est le furfural. C'est un liquide huileux, un agent de conservation du bois efficace.
Le furfural est également utilisé pour :
- raffinage de pétrole;
- purification d'huile végétale;
- production de matières plastiques ;
- développement de médicaments antifongiques.
En cours de traitement de la sciure de bois avec de l'acide des gaz toxiques sont libérés, Voilà pourquoi:
- tous les équipements doivent être installés dans un atelier ventilé ;
- les travailleurs doivent porter des lunettes de sécurité et des respirateurs.
Le rendement en glucose en poids est de 40 à 60% du poids de la sciure de bois, mais en tenant compte de la grande quantité d'eau et d'impuretés le poids du produit est plusieurs fois supérieur au poids initial de la matière première.
L'excès d'eau sera éliminé au cours du processus de distillation.
En plus de la lignine, les sous-produits des deux procédés sont :
- albâtre;
- essence de térébenthine,
qui peut être vendu pour un certain profit.
Purification de solution de glucose
Le nettoyage s'effectue en plusieurs étapes :
- Mécanique nettoyage l'utilisation d'un séparateur élimine la lignine de la solution.
- Traitement le lait crayeux neutralise l'acide.
- règlement sépare le produit en une solution liquide de glucose et de carbonates, qui sont ensuite utilisés pour obtenir de l'albâtre.
Voici une description du cycle technologique de la transformation du bois dans une usine d'hydrolyse de la ville de Tavda (région de Sverdlovsk).
méthode maison
Cette méthode est plus simple mais prend en moyenne 2 ans. La sciure de bois est versée dans un gros tas et arrosée abondamment avec de l'eau, après quoi:
- couvrir avec quelque chose
- laisser cracher.
La température à l'intérieur du tas augmente et le processus d'hydrolyse commence, à la suite de quoi la cellulose est convertie en glucose qui peut être utilisé pour la fermentation.
L'inconvénient de cette méthode Le fait est qu'à basse température, l'activité du processus d'hydrolyse diminue et qu'à une température négative, elle s'arrête complètement.
Par conséquent, cette méthode n'est efficace que dans les régions chaudes.
Outre, il y a une forte probabilité de dégénérescence du processus d'hydrolyse en décomposition, à cause de quoi il ne se transformera pas en glucose, mais en boue, et toute la cellulose se transformera en:
- gaz carbonique;
- une petite quantité de méthane.
Parfois, dans les maisons, ils construisent des installations similaires aux installations industrielles. . Ils sont fabriqués en acier inoxydable, qui peut résister aux effets d'une faible solution d'acide sulfurique sans conséquences.
Chauffez le contenu ces appareils avec :
- feu ouvert (feu de joie);
- serpentin en acier inoxydable traversé par de l'air chaud ou de la vapeur.
En pompant de la vapeur ou de l'air dans le récipient et en surveillant les lectures du manomètre, la pression dans le récipient est régulée. Le processus d'hydrolyse commence à une pression de 5 atmosphères, mais se déroule le plus efficacement à une pression de 7 à 10 atmosphères.
Ensuite, comme dans la production industrielle :
- purifier la solution de la lignine ;
- traité avec une solution de craie.
Après cela, la solution de glucose est décantée et fermentée avec l'ajout de levure.
Fermentation et distillation
Pour la fermentation en solution de glucose ajouter de la levure ordinaire qui activent le processus de fermentation.
Cette technologie est utilisée à la fois dans les entreprises et dans la production d'alcool à partir de sciure de bois à la maison.
Temps de fermentation 5–15 jours, en fonction de la:
- température de l'air;
- essences de bois.
Le processus de fermentation est contrôlé par la quantité de formation de bulles de dioxyde de carbone.
Pendant la fermentation, un tel processus chimique se produit - le glucose nC6H12O6 se décompose en :
- dioxyde de carbone (2CO2);
- alcool (2C2H5OH).
Après la fin de la fermentation la matière est distillée- chauffage à une température de 70 à 80 degrés et refroidissement de la vapeur d'échappement.
A cette température évaporer de la solution :
- alcools;
- éthers,
tandis que l'eau et les impuretés solubles dans l'eau restent.
- refroidissement à la vapeur ;
- condensation d'alcool
utiliser une bobine immergé dans de l'eau froide ou refroidi par de l'air froid.
Pour augmentation de la force le produit fini est distillé 2 à 4 fois de plus, en abaissant progressivement la température jusqu'à une valeur de 50 à 55 degrés.
La force du produit obtenu déterminé avec un alcoomètre qui estime la gravité spécifique d'une substance.
Le produit de la distillation peut être utilisé comme biocarburant avec une force d'au moins 80%. Un produit moins fort contient trop d'eau, la technique fonctionnera donc de manière inefficace.
Bien que l'alcool obtenu à partir de la sciure de bois ressemble beaucoup à l'alcool de contrebande, son ne peut pas être utilisé pour boire en raison de la teneur élevée en méthanol, qui est un puissant poison. De plus, une grande quantité d'huiles de fusel gâche le goût du produit fini.
Pour nettoyer du méthanol, vous devez :
- la première distillation est effectuée à une température de 60 degrés;
- égoutter les premiers 10% du produit obtenu.
Après distillation restent :
- lourd fractions de térébenthine;
- masse de levure, qui peut être utilisé à la fois pour la fermentation du lot suivant de glucose, et pour la production de levure fourragère.
Ils sont plus nutritifs et sains que le grain de toute culture céréalière, ils sont donc facilement achetés par les fermes qui élèvent du gros et du petit bétail.
Application biocarburant
Par rapport à l'essence, les biocarburants (alcool fabriqué à partir de déchets recyclés) présentent à la fois des avantages et des inconvénients.
Ici Principaux avantages:
- indice d'octane élevé (105-113);
- température de combustion plus basse;
- manque de soufre;
- Prix inférieur.
En raison de l'indice d'octane élevé, augmenter le taux de compression, augmentant la puissance et l'efficacité du moteur.
Basse température de combustion :
- augmente la durée de vie soupapes et pistons;
- réduit la chaleur du moteur en mode puissance maximale.
En raison de l'absence de soufre, les biocarburants ne pollue pas l'air Et ne raccourcit pas la durée de vie de l'huile moteur, car l'oxyde de soufre oxyde le pétrole, aggravant ses caractéristiques et réduisant la ressource.
En raison du prix nettement inférieur (hors accises), le biocarburant permet d'économiser le budget familial.
Les biocarburants ont limites:
- agressivité envers les pièces en caoutchouc;
- faible rapport massique carburant/air (1:9);
- faible évaporation.
biocarburant endommager les joints en caoutchouc, par conséquent, lors de la conversion du moteur pour fonctionner à l'alcool, tous les joints en caoutchouc sont remplacés par des pièces en polyuréthane.
En raison du rapport carburant-air inférieur, le fonctionnement normal du biocarburant nécessite reconfiguration du système de carburant, c'est-à-dire installer des jets plus gros dans le carburateur ou faire clignoter le contrôleur d'injecteur.
En raison de la faible évaporation Difficulté à démarrer un moteur froidà des températures inférieures à plus 10 degrés.
Pour résoudre ce problème, les biocarburants sont dilués avec de l'essence dans un rapport de 7:1 ou 8:1.
Pour fonctionner avec un mélange d'essence et de biocarburant dans un rapport de 1: 1, aucune modification du moteur n'est nécessaire.
S'il y a plus d'alcool, alors il est souhaitable:
- remplacer tous les joints en caoutchouc par du polyuréthane ;
- rectifier la culasse.
Le broyage est nécessaire pour augmenter le taux de compression, ce qui permettra réaliser un indice d'octane plus élevé. Sans une telle modification, le moteur perdra de la puissance lorsque de l'alcool sera ajouté à l'essence.
Si des biocarburants sont utilisés pour les générateurs électriques ou les appareils électroménagers à essence, il est souhaitable de remplacer les pièces en caoutchouc par des pièces en polyuréthane.
Dans de tels dispositifs, le meulage de la tête peut être supprimé, car une petite perte de puissance est compensée par une augmentation de l'alimentation en carburant. Outre, besoin de reconfigurer le carburateur ou l'injecteur, n'importe quel spécialiste des systèmes à carburant peut le faire.
Pour plus d'informations sur l'utilisation du biocarburant et la modification des moteurs pour y travailler, lisez cet article (Application du biocarburant).
Vidéos connexes
Vous pouvez voir comment faire de l'alcool à partir de sciure de bois dans cette vidéo :
conclusion
Production d'alcool à partir de sciure de bois - processus difficile, qui comprend de nombreuses opérations.
S'il y a de la sciure de bois bon marché ou gratuite, alors en versant du biocarburant dans le réservoir de votre voiture, vous économiserez beaucoup, car sa production est beaucoup moins chère que l'essence.
Vous savez maintenant comment obtenir de l'alcool à partir de sciure de bois utilisée comme biocarburant et comment vous pouvez le faire à la maison.
Aussi, saviez-vous sous-produits qui surviennent lors de la transformation de la sciure de bois en biocarburants. Ces produits peuvent également être vendus pour un petit profit.
Grâce à cela, le commerce des biocarburants à partir de sciure de bois devient très bénéfique, surtout si vous utilisez du carburant pour votre propre transport et que vous ne payez pas de droits d'accise sur la vente d'alcool.
En contact avec
Actuellement, de nombreuses personnes sont capables de créer du méthanol même de leurs propres mains à la maison. Y compris engagé dans la préparation d'alcool à partir de sciure de bois. C'est la production d'alcool à partir de sciure de bois qui est considérée comme la plus simple et la plus économique de toutes les autres méthodes connues aujourd'hui. En même temps, cela ne semble compliqué et chronophage qu'à première vue. En fait, répéter ce processus sera assez simple même pour un débutant. L'essentiel est de connaître tous les principes de base de la fabrication de l'alcool méthylique, ainsi que de prendre en compte certaines des astuces de la procédure que les professionnels révèlent à tout le monde. La technologie standard pour la production du produit chimique en question à la maison consiste généralement en plusieurs étapes de base à la fois. Pour commencer, le malt est obtenu à partir de céréales, puis une pâte est brassée à partir de pommes de terre légèrement gâtées, à la suite de quoi l'amidon est traité.
La prochaine étape est la fermentation. Sur celui-ci, la levure est déjà ajoutée à un mélange pré-préparé. Plus la température ambiante est élevée, plus il sera possible de surmonter rapidement l'étape discutée. Mais il est capable de se terminer tout seul même dans des conditions naturelles normales. Bien sûr, dans le cas où une levure de haute qualité a été choisie. L'avant-dernière étape est appelée "distillation". Il peut être appelé le plus laborieux et le plus long. Pour cette étape, un appareil spécial est toujours nécessaire, ce que les artisans modernes fabriquent facilement de leurs propres mains. Et enfin, il n'y a que le nettoyage. C'est la dernière étape de la production d'alcool à la maison. Le produit est presque prêt, mais il lui manque la transparence souhaitée. Il sera possible d'y parvenir à l'aide du permanganate de potassium le plus courant, avec lequel le liquide est infusé pendant 24 heures. En conclusion, il ne reste plus qu'à filtrer le produit.
Étant donné que récemment, la quantité de matières premières fossiles adaptées à la production d'alcool à domicile a commencé à diminuer progressivement, il est devenu nécessaire de trouver de nouvelles options. Comme vous le savez, il y a une pénurie de céréales, il était donc nécessaire de trouver une alternative valable. Et il a été rapidement trouvé - c'est de la sciure de bois. Cette matière première est actuellement la plus accessible à tous. Le trouver n'est pas difficile. Et enfin et surtout, la sciure de bois est peu coûteuse. Et dans certains cas, ils peuvent même être trouvés gratuitement. Il n'est pas surprenant que les matières premières en question soient très populaires parmi toutes les personnes impliquées dans la production d'alcool à domicile. Certes, la fabrication de cette substance nécessite certaines compétences d'une personne, ainsi que l'acquisition de certains équipements supplémentaires.
Tout d'abord, vous devez préparer de la sciure de bois. Par exemple, 1 kilogramme du produit d'origine. Il est très important que la sciure de bois soit bien broyée. Ils devront être soigneusement séchés avant de procéder à la production de méthanol. Il est préférable de refuser d'utiliser un four et d'autres options similaires à cette fin. Il suffira de verser la sciure de bois en fine couche sur un journal propre dans un endroit sombre et bien ventilé et de la laisser sous cette forme pendant plusieurs jours. Bien sûr, les matières premières ne devraient pas non plus être des impuretés et de la saleté. Les experts notent que la sciure de bois dur est la mieux adaptée à ce processus. Mais il vaut mieux ne pas utiliser de matières premières provenant de conifères.
À travers le réfrigérateur, dans lequel la sublimation et l'électrolyte, parfaits pour l'acide sulfurique, seront effectués, la sciure de bois soigneusement séchée est envoyée dans un flacon pratique ou un autre récipient similaire. Ils doivent le remplir aux 2/3 du volume total. Ensuite, vous devez chauffer la masse à 150 degrés. Le liquide fini a généralement une légère teinte bleutée. Bien sûr, n'oubliez pas l'utilisation d'un catalyseur de haute qualité. Par exemple, vous pouvez utiliser de l'oxyde d'aluminium - des parties de corindon. Vous pouvez verser la portion suivante dans le récipient utilisé immédiatement après que le liquide qu'il contient est devenu noir. Il est très important de protéger vos organes respiratoires avec un respirateur ou un masque spécial. Il est également préférable de penser à des gants durables. La pièce dans laquelle l'alcool est fabriqué à partir de sciure de bois doit être spacieuse et bien ventilée. Vous ne devriez pas le faire dans la cuisine, car il y a des produits autour.
La substance finie peut être utilisée comme combustible et à toute autre fin similaire. Mais il n'est pas recommandé d'utiliser l'alcool résultant à l'intérieur et de l'utiliser pour la préparation ultérieure de boissons alcoolisées. À partir d'un seul kilogramme de sciure de bois séchée, vous pouvez obtenir environ un demi-litre (un peu moins) de méthanol fini.
La production d'alcool éthylique à partir de biomasse de sciure de bois ou de paille de céréales est réalisée de trois manières :
Avec la méthode de production par hydrolyse, le rendement en alcool ne sera que de 200 litres à partir d'une tonne de sciure de bois. Mais avec la méthode de production par pyrolyse, le rendement en alcool sera déjà de 400 litres à partir d'une tonne de sciure de bois. Et le coût de la production d'alcool dans le second cas est de 10 roubles / litre et dépend de l'échelle de production et du coût de la sciure de bois ou de la paille.
Production d'alcool à partir de sciure de bois par hydrolyse enzymatique.
Le manque de ressources fossiles, la sécurité énergétique, le changement climatique, la protection de l'environnement - tels sont les problèmes qui nous préoccupent aujourd'hui dans le secteur de l'énergie. Des sources d'énergie alternatives doivent être trouvées pour réduire notre dépendance au pétrole, et cela n'est nulle part plus évident que dans le secteur des transports. Dans l'Union européenne, aux États-Unis et dans d'autres grandes zones économiques, les décideurs politiques ont élaboré un cadre de base pour promouvoir l'utilisation de biocarburants durablesDepuis quelques temps, de nombreuses entreprises s'intéressent de plus en plus à la production d'éthanol à partir de ressources lignocellulosiques renouvelables comme les déchets agricoles. Ces ressources ne concurrencent pas les cultures vivrières et fourragères, mais sont créées en quantité suffisante dans le monde entier comme sous-produit des pratiques agricoles modernes, comme la paille de la production céréalière.
Le procédé sunliquid®, développé par Clariant, répond à toutes les exigences d'un procédé techniquement et économiquement innovant de transformation des déchets agricoles en biocarburant respectueux de l'environnement : l'éthanol. En utilisant la production d'enzymes intégrée au processus, des enzymes optimisées, la conversion simultanée de la cellulose et de l'hémicellulose en alcool (éthanol) et une conception de processus économe en énergie, il a été possible de surmonter les problèmes technologiques et de réduire considérablement les coûts de production afin d'obtenir un alcool commercialement viable. .
Depuis 2009, Clariant exploite avec succès la première distillerie pilote dans son centre de recherche à Munich. Cette usine pilote est capable de produire jusqu'à deux tonnes d'alcool par an. En juillet 2012, la plus grande distillerie de Straubing à ce jour, un projet de démonstration d'une capacité annuelle allant jusqu'à 1 000 tonnes d'alcool, a commencé à fonctionner à Straubing.
Diverses matières premières sont transformées en alcool de cellulose après prétraitement, hydrolyse enzymatique et fermentation. La production d'enzymes intégrée au processus donne le coût d'alcool le plus bas possible.
Avantages du procédé sunliquid®
Procédé Sunliquid®
Prétraitement des résidus cellulosiques
Le prétraitement de la pâte sans l'utilisation de produits chimiques réduit les coûts de production et d'investissement de la production d'alcool. Dans le même temps, les risques pour l'environnement, la santé et la sécurité sont minimisés.
Production d'enzymes
Un faible pourcentage de matières premières cellulosiques prétraitées sont utilisées pour produire leurs propres enzymes directement à l'usine et font partie intégrante du processus de production d'alcool. Cela contribue de manière significative à l'efficacité économique de l'ensemble du processus de production, ce qui se traduit par une réduction significative des coûts de production et une indépendance vis-à-vis des pénuries d'approvisionnement et de la volatilité des prix des enzymes.
Hydrolyse enzymatique
Un mélange spécial d'enzymes hydrolyse les chaînes de cellulose et d'hémicellulose pour former des monomères de sucre. Cette étape est également appelée saccharification. Les enzymes sont hautement optimisées en fonction des paramètres de la matière première et du procédé, ce qui se traduit par des rendements maximaux et des temps de réaction courts dans des conditions optimales.
Fermentation / Fermentation
Utilisant des micro-organismes optimisés, le procédé sunliquid® assure une fermentation efficace, garantissant un rendement maximal en éthanol. Ce système à réservoir unique hautement optimisé convertit simultanément les sucres C5 et C6 en éthanol, fournissant jusqu'à 50 % d'éthanol en plus que les procédés conventionnels qui ne convertissent que les sucres C6.
Distillation et rectification d'alcool
La méthode innovante et très économe en énergie de distillation et de rectification de l'alcool réduit les besoins énergétiques jusqu'à 50 % par rapport à la distillation conventionnelle. Il est basé sur une planification minutieuse des processus et une intégration énergétique, résultant en un processus entièrement autonome en énergie.
La méthode suivante, non moins intéressante, de traitement de la sciure de bois est la pyrolyse (décomposition thermique de la cellulose), l'obtention de gaz de synthèse (un mélange de CO et de H2) et la production ultérieure d'alcools, d'essence synthétique, de carburant diesel et d'autres éléments à partir de gaz de synthèse.
Le succès dans le développement qualitatif de ce domaine a été réalisé par des scientifiques de l'Institut de synthèse pétrochimique nommé d'après V.I. UN V. Topchiev de l'Académie russe des sciences, qui a développé une technologie permettant la production d'essence synthétique à indice d'octane élevé et respectueuse de l'environnement avec un bon rendement du produit final qui répond aux exigences prometteuses de la norme Euro-4 en utilisant le plus simple et le plus économique régime de transformation de la pâte à papier.
L'essence de leur méthode de production d'essence synthétique à partir de pâte de bois est la suivante.
Premièrement, le gaz de synthèse est obtenu à partir de cellulose de bois à pression élevée, contenant de l'hydrogène, des oxydes de carbone, de l'eau, l'hydrocarbure n'ayant pas réagi restant après sa production, et contenant également ou non de l'azote de ballast. Ensuite, par condensation, l'eau est isolée et éliminée du gaz de synthèse, puis une synthèse catalytique en une étape en phase gazeuse de l'éther diméthylique est effectuée. Le mélange gazeux ainsi obtenu est passé sous pression sur un catalyseur - une zéolithe modifiée à haute teneur en silicium - pour produire de l'essence, et le flux gazeux est refroidi pour séparer l'essence synthétique.
La production de gaz de synthèse à partir de pâte de bois s'effectue de différentes manières, par exemple dans le processus d'oxydation partielle de matières premières hydrocarbonées sous pression, ce qui permet de le traiter catalytiquement sans compression supplémentaire (compression). Soit il est obtenu par reformage catalytique de charge hydrocarbonée à la vapeur ou par reformage autothermique. Dans ce cas, le procédé est mis en oeuvre avec apport d'air, ou d'air enrichi en oxygène, ou d'oxygène pur. D'autres options ont également été modifiées. À la troisième étape, le procédé Fischer – Tropsch lui-même est mis en œuvre, dans lequel des hydrocarbures liquides sont synthétisés sur la base de composants de gaz de synthèse. Par exemple, lorsque du gaz de synthèse (un mélange de monoxyde de carbone CO et d'hydrogène H2) est passé sur un catalyseur contenant du fer réduit (fer pur Fe) chauffé à 200°C, des mélanges d'hydrocarbures majoritairement saturés (essences synthétiques) se forment.
Pour la première fois, le carburant liquide synthétique GTL a été produit en quantité importante en Allemagne pendant la 2e guerre mondiale 1939-45, ce qui était dû à un manque de pétrole. La synthèse a été réalisée à 170–200°C, pression 0,1–1 MN/m2 (1–10 am) avec un catalyseur à base de Co ; en conséquence, de l'essence (kogazin 1 ou syntin) avec un indice d'octane de 40 à 55, du carburant diesel de haute qualité (kogazin II) avec un indice de cétane de 80 à 100 et de la paraffine solide ont été obtenus. L'ajout de 0,8 ml de plomb tétraéthyle pour 1 litre d'essence de synthèse a fait passer son indice d'octane de 55 à 74. La synthèse à l'aide d'un catalyseur à base de Fe a été réalisée à 220 °C et plus, à une pression de 1 à 3 MN/m2 (10h-30h). L'essence de synthèse obtenue dans ces conditions contenait 60 à 70 % d'hydrocarbures oléfiniques de structure normale et ramifiée ; son indice d'octane est de 75-78. Par la suite, la production de carburant liquide synthétique GTL à partir de CO et H2 ne s'est pas largement développée en raison de son coût élevé et de la faible efficacité des catalyseurs utilisés. En plus de l'essence synthétique et du carburant diesel, des composants de carburant à indice d'octane élevé sont produits synthétiquement, qui leur sont ajoutés pour améliorer les propriétés anti-détonantes. Ceux-ci comprennent : l'isooctane obtenu par alkylation catalytique de l'isobutane avec des butylènes ; l'essence polymère est un produit de la polymérisation catalytique de la fraction propane-propylène, etc. Voir Litt. : Rapoport IB, Combustible liquide artificiel, 2e éd., M., 1955 ; Petrov A. D., Chimie des carburants, M., 1953 ; Lebedev N. N., Chimie et technologie de la synthèse organique et pétrochimique de base, M., 1971.).
essence synthétique , obtenu par hydrogénation catalytique du monoxyde de carbone, présente un faible indice d'octane ; pour obtenir un carburant de haute qualité pour les moteurs à combustion interne, il doit être soumis à un traitement supplémentaire.
L'alcool méthylique (méthanol) dans l'industrie est principalement obtenu à partir de gaz de synthèse résultant de la conversion du gaz naturel en méthane. La réaction est effectuée à une température de 300-600 °C et une pression de 200-250 kgf/cm en présence d'oxyde de zinc et d'autres catalyseurs : CO + H2 -----> CH3OH
La production d'alcool méthylique (méthanol) à partir de gaz de synthèse est illustrée dans un schéma simplifié
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Homologation du méthanol à l'éthanol. L'homologisation est une réaction dans laquelle un composé organique est converti en son homologue par l'introduction d'un groupe méthylène CH2. En 1940, pour la première fois, la réaction du méthanol avec du gaz de synthèse catalysée par l'oxyde de cobalt à une pression de 600 atm a été réalisée avec la formation d'éthanol comme produit principal :
L'utilisation de cobalt carbonyl Co2(CO)8 comme catalyseurs a permis d'abaisser la pression de réaction à 250 atm, tandis que le taux de conversion du méthanol en éthanol était de 70 % et que le produit principal, l'éthanol, s'est formé avec une sélectivité de 40 %. Les sous-produits de la réaction sont l'acétaldéhyde et les esters de l'acide acétique. Par la suite, des catalyseurs plus sélectifs à base de composés de cobalt et de ruthénium avec l'ajout de ligands phosphine ont été proposés, et il a été constaté que la réaction peut être accélérée en introduisant des promoteurs - ions iodure. A l'heure actuelle, une sélectivité de 90% pour l'éthanol a été atteinte. Bien que le mécanisme d'homologation ne soit pas complètement établi, on peut considérer qu'il est proche du mécanisme de carbonylation du méthanol.
L'alcool isobutylique est utilisé pour produire de l'isobutylène, comme solvant, et aussi comme matière première pour la production de certains réactifs de flottation et accélérateurs de vulcanisation dans l'industrie du caoutchouc.
Dans l'industrie, l'alcool isobutylique est obtenu à partir de monoxyde de carbone CO et d'hydrogène H2, de manière similaire à la synthèse du méthanol. Le mécanisme réactionnel consiste en les transformations suivantes :
La déshydratation de l'alcool isobutylique en isobutylène est une réaction catalytique. La séparation de l'eau des molécules d'alcool isobutylique se produit à 370 ° C et à une pression de 3-4 atm. La vapeur d'alcool est passée sur un catalyseur - alumine purifiée (alumine active).
L'un des schémas technologiques généraux pour la production d'isobutylène par déshydratation de l'alcool isobutylique est présenté ci-dessous.
L'estérification ultérieure de l'isobutylène avec de l'alcool éthylique produit un additif pour essence contenant de l'oxygène - l'éthyl tert-butyl éther (ETBE) respectueux de l'environnement, ayant un indice d'octane de 112 points (méthode de recherche).
Ethyl tert-butyl éther ETBE est un produit de la synthèse de l'isobutylène avec l'éthanol :
Le schéma technologique est très simple : les composants des matières premières, chauffés dans l'échangeur de chaleur, traversent le réacteur, où l'excès de chaleur est évacué (la réaction est très exothermique) et sont séparés dans deux colonnes.
Dans la première colonne de distillation, le n-butane et les butylènes sont séparés du mélange réactionnel, qui sont ensuite utilisés pour l'alkylation (isomérisation), et dans la seconde - ETBE prêt à l'emploi d'en haut, et le méthanol en excès d'en bas, qui est renvoyé à le mélange alimentaire.
Le catalyseur est une résine échangeuse d'ions (échangeurs de cations sulfoniques), le taux de conversion est de 94 % (par l'isobutylène), la pureté de l'ETBE obtenu est de 99 %.
Pour 1 tonne d'ETBE, 360 kg d'éthanol (100% alcool éthylique) et 690 kg d'isobutylène 100% sont consommés.
Riz. Schéma d'obtention de l'ETBE :
1 - réacteur ; 2, 3 - colonnes de distillation ; Fils : I - isobutylène ; II - éthanol; III - butane et butylènes ; IV-ETBE ; V - recyclage de l'éthanol.
Le pouvoir calorifique de l'ETBE est inférieur à celui des essences, les ETBE sont utilisés comme additifs à indice d'octane élevé des essences, augmentant leur DNP et améliorant la répartition des indices d'octane dans les fractions à bas point d'ébullition de l'essence de reformage catalytique. L'ajout d'un mélange de 11 % d'ETBE à une essence de base à 89-90 % avec OC et /OC et = 85/91 donne l'effet optimal, après quoi l'essence AI-93 est obtenue, cependant, sa valeur calorifique diminue de 42,70 MJ/kg (sans additif) jusqu'à 41,95 MJ/kg.
L'acide acétique est un composé organique de formule moléculaire CH3COOH, et est un précurseur pour la fabrication de divers autres produits chimiques qui servent diverses industries d'utilisateurs finaux telles que les textiles, les peintures, le caoutchouc, les plastiques et autres. Ses principaux segments d'application comprennent la fabrication de monomère d'acétate de vinyle (VAM), d'acide téréphtalique purifié (PTA), d'anhydride acétique et de solvants esters (acétate d'éthyle et acétate de butyle).
Compétence des fabricants d'acide acétique : BP Plc (UK), Celanese Corporation (USA), Eastman Chemical Company (USA), Daicel Corporation (Japon), Jiangsu Sopho (Group) Co. Ltd. (Chine), LyondellBasell Industries NV (Pays-Bas), Shandong Hualu-Hengsheng Chemical Co. Ltd. (Chine), Shanghai Huayi (Group) Company (Chine), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. Ltd. (Chine) et Kingboard Chemical Holdings Ltd. (Hong Kong).
Celanese est l'un des plus grands fabricants mondiaux de produits à base d'acétyle (intermédiaires chimiques tels que l'acide acétique pour pratiquement toutes les grandes industries) ; les intermédiaires acétyle représentent environ 45 % des ventes totales. Celanese utilise le procédé de carbonylation du méthanol (la réaction du méthanol et du monoxyde de carbone) ; le catalyseur utilisé dans la réaction et le produit obtenu (acide acétique) sont purifiés par distillation.
En janvier 2013, Celanese a reçu un brevet américain (#7863489) pour un procédé direct et sélectif de production d'éthanol à partir d'acide acétique à l'aide d'un catalyseur platine/étain. Le brevet couvre un procédé de production sélective d'éthanol utilisant une réaction en phase vapeur de l'acide acétique lors de l'hydrogénation sur une composition catalytique pour former de l'éthanol. Dans un mode de réalisation de la présente invention, la réaction de l'acide acétique et de l'hydrogène sur un catalyseur platine/étain supporté sur de la silice, du graphite, du silicate de calcium ou de l'aluminosilicate produit sélectivement de l'éthanol en phase vapeur à environ 250°C.
Coût de production de l'alcool éthylique par l'acide acétique et avantages qualité
Prix de l'acide acétique, de l'anhydride acétique et du monomère d'acétate de vinyle aux États-Unis
Prix de l'acide acétique, de l'anhydride acétique et de l'acétate de vinyle monomère en Europe
Prix de l'acide acétique, de l'anhydride acétique et de l'acétate de vinyle monomère en Asie
Comment obtenir de l'alcool ou un autre combustible liquide à partir de sciure de bois?
- en Allemagne à la fin de la Seconde Guerre mondiale, tous les chars sont passés au synthétique. combustible à sciure de bois. et les voitures au Brésil roulent beaucoup à l'alcool, 20% des voitures y sont à l'alcool. donc c'est vrai, vous pouvez utiliser la fermentation, dépasser et obtenir de l'alcool et vous aurez une voiture
Peut-être pouvez-vous obtenir du méthane à l'aide de bactéries ? encore mieux alors - Je partage mon expérience, tant pis ! En général, vous prenez 1KG. vous séchez très soigneusement la sciure de bois ou d'autres choses, puis ajoutez de l'électrolyte (acide sulfurique) 1/3 du volume dans le flacon ou autre chose à travers le réfrigérateur (il y aura sublimation). vous le chauffez à une température de 150 degrés, et vous obtenez de l'alcool méthylique, et au même endroit ses esters, etc. Produits de réaction COMBUSTIBLES. le liquide peut être de différentes couleurs. mais généralement bleuâtre, volatile. Oui, lorsque vous cuisinez, n'oubliez pas d'ajouter des morceaux de corindon (oxyde d'aluminium) - c'est un catalyseur. dès que le liquide dans le récipient ou le flacon devient noir, au point d'être méconnaissable, changez et remplissez la portion suivante. avec 1 kg, vous obtiendrez quelque 470 ml. l'alcool, mais seulement 700 quelque chose. Faites-le dans un endroit ouvert, bien ventilé et à l'écart de la nourriture.Oui, n'oubliez pas votre masque et votre respirateur. Filtrez le liquide noir (usé) et la couche supérieure brûle très bien après séchage. ajoutez-le aussi au carburant.
- De conifères - mauvais. En règle générale, l'alcool d'hydrolyse est obtenu à partir de bois durs. Ici, en fait, il y a deux options, et les deux ne sont pratiquement pas mises en œuvre à la maison. Et la vodka-stool est en gros une blague, car la production est inefficace et l'utilisation du produit final peut être dangereuse pour la santé. Première possibilité. Il est nécessaire de mettre la sciure de bois dans un tas assez gros dans la rue, de la mouiller avec de l'eau et de la laisser pendant quelques années (précisément deux ans ou plus). Des micro-organismes anaérobies vont s'installer au centre du tas, ce qui va progressivement procéder à la décomposition de la cellulose en monomères (sucres), qui peuvent déjà être fermentés. Plus loin - comme un clair de lune ordinaire. Ou la deuxième option, qui est mise en œuvre dans l'industrie. La sciure de bois est bouillie avec une faible solution d'acide sulfurique à pression élevée. Dans ce cas, l'hydrolyse de la cellulose s'effectue en quelques heures. Ensuite - distillation comme d'habitude.
Si nous considérons non seulement l'alcool éthylique, nous pouvons emprunter une autre voie, mais, encore une fois, cela n'est pratiquement pas réalisé à la maison. C'est la distillation sèche de la sciure de bois. La matière première doit être chauffée dans un récipient scellé à 800-900 degrés. et récupérer les gaz qui s'échappent. Lorsque ces gaz sont refroidis, la créosote (le produit principal), le méthanol et l'acide acétique se condensent. Les gaz sont un mélange de divers hydrocarbures. Le reste est du charbon de bois. C'est ce type de charbon dans l'industrie qui s'appelle charbon de bois, et non d'un feu. Il était utilisé en métallurgie à la place du coke. Après son traitement supplémentaire, le charbon actif est obtenu. La créosote est la résine utilisée pour goudronner les traverses et les poteaux télégraphiques. Le gaz peut être utilisé comme gaz naturel ordinaire. Maintenant liquides. L'alcool méthylique ou de bois est distillé du liquide à des températures allant jusqu'à 75 degrés. Il peut passer pour du carburant, mais le rendement est faible et il est très toxique. Vient ensuite l'acide acétique. Lorsqu'il est neutralisé avec de la chaux, on obtient de l'acétate de calcium ou, comme on l'appelait auparavant, de la poudre acétique de bois gris. Lorsqu'il est calciné, on obtient de l'acétone - pourquoi pas du carburant ? Certes, l'acétone est désormais obtenue de manière entièrement synthétique.
On dirait que je n'ai rien oublié. Eh bien, quand ouvrons-nous un magasin de créosote ? - "Et si la vodka n'était pas chassée de la sciure de bois, alors qu'aurions-nous, à partir de cinq bouteilles?" (V.S. Vysotsky)
- fermentation des substances sucrées. comme la cellulose. seulement pour l'accélération, vous avez besoin d'une levure enzymatique. et à propos de l'alcool méthylique .... eh bien, en général, à faible dose, c'est mortel.
- Sublimation.
- Il faut faire fermenter la cellulose, puis dépasser
