Hidroliz "siyah melas" tan etil alkol elde etmek için genel şema aşağıdaki gibidir. Ezilmiş hammadde, içeriden kimyasal olarak dirençli seramiklerle kaplı çok metrelik bir çelik hidroliz kolonuna yüklenir. Buraya basınç altında sıcak bir hidroklorik asit çözeltisi verilir. Selülozun kimyasal reaksiyonu sonucunda "siyah melas" adı verilen şeker içeren bir ürün elde edilir. Bu ürün kireç ile nötralize edilir ve oraya maya eklenir - melas fermente edilir. Daha sonra tekrar ısıtılır ve açığa çıkan buharlar etil alkol şeklinde yoğunlaşır (buna “şarap alkolü” demek istemiyorum).
Hidroliz yöntemi, etil alkol üretmenin en ekonomik yoludur. Geleneksel biyokimyasal fermantasyon yöntemiyle bir ton tahıldan 50 litre alkol elde edilebiliyorsa, bir ton talaştan 200 litre alkol hidrolize edilerek “siyah melas”a dönüştürülür. Söylediği gibi: "Faydaları hissedin!" Bütün soru, şekerlenmiş selüloz olarak "siyah melas"ın tahıl, patates ve pancarla birlikte bir "gıda ürünü" olarak adlandırılıp adlandırılamayacağıdır. Ucuz etil alkol üretimiyle ilgilenen kişiler şöyle düşünüyor: “Peki, neden olmasın? Ne de olsa, ozan, damıtıldıktan sonra “siyah pekmezin” geri kalanı olarak hayvancılık beslemeye gidiyor, bu da onun bir gıda ürünü olduğu anlamına geliyor. F.M. Dostoyevski'nin sözlerini nasıl hatırlamazsınız: "Eğitimli bir kişi, ihtiyacı olduğunda, herhangi bir iğrençliği sözlü olarak haklı çıkarabilir."
1930'larda, Avrupa'nın en büyük nişasta fabrikası, o zamandan beri milyonlarca litre etil alkol üreten Osetya'nın Beslan köyünde kuruldu. Ardından, Solikamsk ve Arkhangelsk kağıt hamuru ve kağıt fabrikaları da dahil olmak üzere ülke genelinde etil alkol üretimi için güçlü fabrikalar kuruldu. I.V. Savaş sırasında, savaşın zorluklarına rağmen, onları planlanandan önce devreye sokan hidroliz tesislerinin inşaatçılarını tebrik eden Stalin, bunun olduğunu kaydetti. “Devletin milyonlarca pud tahıl tasarrufu yapmasını mümkün kılıyor”(27 Mayıs 1944 tarihli "Pravda" Gazetesi).
"Siyah melastan" elde edilen, ancak aslında, hidroliz yöntemiyle şekerlenen odundan (selüloz) elde edilen etil alkol, tabii ki iyi saflaştırılmışsa, tahıl veya patateslerden elde edilen alkolden ayırt edilemez. Mevcut standartlara göre, bu tür alkol “en yüksek saflıkta”, “ekstra” ve “lüks” dür, ikincisi en iyisidir, yani en yüksek saflaştırma derecesine sahiptir. Bu tür alkol bazında hazırlanan votka sizi zehirlemez. Bu tür alkolün tadı nötrdür, yani “hiçbiri” - tatsız, sadece bir “derecesi” vardır, sadece ağzın mukoza zarını yakar. Dışarıdan, hidrolitik kökenli etil alkol bazında yapılan votkayı tanımak oldukça zordur ve bu tür "votkalara" eklenen çeşitli aromalar, onlara birbirinden biraz farklılık verir.
Ancak, her şey ilk bakışta göründüğü kadar iyi değildir. Genetikçiler araştırma yaptı: gerçek (tahıl) votka diyetine bir grup deneysel fare eklendi, diğeri - odundan hidrolitik. "Orospu"yu kullanan fareler çok daha hızlı öldü ve yavruları dejenere oldu. Ancak bu çalışmaların sonuçları, sözde Rus votkalarının üretimini durdurmadı. Popüler bir şarkı gibi: “Sonuçta, votka talaştan sürmezse, beş şişeden ne elde ederiz ...”
Talaş, çeşitli alkollerin üretimi için değerli bir hammaddedir. yakıt olarak kullanmak.
Bu tür biyoyakıtlar şunları çalıştırabilir:
- otomobil ve motosiklet benzinli motorlar;
- güç jeneratörleri;
- ev benzin ekipmanları.
Asıl sorun Talaştan biyoyakıt üretiminde üstesinden gelinmesi gereken hidroliz, yani selülozun glikoza dönüştürülmesidir.
Selüloz ve glikoz aynı temele sahiptir - hidrokarbonlar. Ancak bir maddenin diğerine dönüşmesi için çeşitli fiziksel ve kimyasal işlemler gereklidir.
Talaşın glikoza dönüştürülmesi için ana teknolojiler iki türe ayrılabilir:
- Sanayi sofistike ekipman ve pahalı malzemeler gerektiren;
- ev yapımı herhangi bir gelişmiş ekipman gerektirmez.
Hidroliz yöntemi ne olursa olsun, talaş mümkün olduğunca ezilmelidir. Bunun için çeşitli kırıcılar kullanılır.
Nasıl daha küçük beden talaş, konular daha verimli ahşabın şeker ve diğer bileşenlere ayrışması olacaktır.
Talaş öğütme ekipmanı hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:. Başka bir talaş hazırlığı gerekli değildir.
endüstriyel yol
Talaş dikey bir hazneye dökülür, ardından sülfürik asit çözeltisi ile doldurulmuş(%40) ağırlıkça 1:1 oranında ve hermetik olarak kapatılarak 200-250 derece sıcaklığa kadar ısıtılır.
Bu durumda, talaş sürekli karıştırılarak 60-80 dakika tutulur.
Bu süre zarfında hidroliz işlemi gerçekleşir ve suyu emen selüloz, glikoz ve diğer bileşenlere ayrılır.
Bu işlem sonucunda elde edilen madde filtre, sülfürik asit ile bir glikoz çözeltisi karışımı elde etmek.
Arıtılmış sıvı ayrı bir kaba dökülür ve bir tebeşir çözeltisi ile karıştırılır. asidi nötralize eder.
Sonra her şey filtrelenir ve şunu elde eder:
- zehirli atık;
- glikoz çözeltisi.
kusur bu yöntemde:
- ekipmanın yapıldığı malzeme için yüksek gereksinimler;
- asit rejenerasyonu için yüksek maliyetler,
bu nedenle yaygın olarak kullanılmamıştır.
Daha ucuz bir yöntem de var., % 0,5-1'lik bir güce sahip bir sülfürik asit çözeltisinin kullanıldığı.
Bununla birlikte, etkili hidroliz şunları gerektirir:
- yüksek basınç (10–15 atmosfer);
- 160-190 dereceye kadar ısıtma.
İşlem süresi 70-90 dakikadır.
Böyle bir işlem için ekipman daha ucuz malzemelerden yapılabilir, çünkü böyle bir seyreltik asit çözeltisi yukarıda açıklanan yöntemde kullanılandan daha az agresiftir.
FAKAT 15 atmosferlik basınç tehlikeli değildir geleneksel kimyasal ekipman için bile, çünkü birçok işlem de yüksek basınçta gerçekleşir.
Her iki yöntem için çelik, hava geçirmez şekilde kapatılmış kaplar kullanın 70 m³'e kadar, içeriden aside dayanıklı tuğla veya fayanslarla kaplanmıştır.
Bu astar metali asitle temastan korur.
Kapların içeriği, içlerine sıcak buhar verilerek ısıtılır.
Üstte, gerekli basınca ayarlanmış bir tahliye vanası monte edilmiştir. Bu nedenle, fazla buhar atmosfere kaçar. Buharın geri kalanı gerekli basıncı oluşturur.
Her iki yöntem de aynı kimyasal işlemi içerir.. Sülfürik asidin etkisi altında selüloz (C6H10O5)n, su H2O'yu emer ve glikoz nC6H12O6'ya, yani çeşitli şekerlerin bir karışımına dönüşür.
Saflaştırıldıktan sonra, bu glikoz sadece biyoyakıt elde etmek için değil, aynı zamanda aşağıdakilerin üretimi için de kullanılır:
- içme ve teknik alkol;
- Sahra;
- metanol.
Her iki yöntem de herhangi bir türden ahşabı işlemenize izin verir, bu nedenle evrensel.
Talaşın alkole işlenmesinin bir yan ürünü olarak lignin elde edilir - birbirine yapışan bir madde:
- peletler;
- briketler.
Bu nedenle, odun atıklarından pelet ve briket üretimi yapan işletmelere ve girişimcilere lignin satılabilir.
Bir tane daha hidrolizin bir yan ürünü furfuraldir. Yağlı bir sıvıdır, etkili bir ahşap koruyucudur.
Furfural ayrıca şunlar için kullanılır:
- petrol arıtma;
- bitkisel yağın saflaştırılması;
- plastik üretimi;
- antifungal ilaçların geliştirilmesi.
Asit ile talaş işleme sürecinde zehirli gazlar açığa çıkar, bu yüzden:
- tüm ekipman havalandırmalı bir atölyeye kurulmalıdır;
- işçiler koruyucu gözlük ve solunum cihazı takmalıdır.
Ağırlıkça glikoz verimi, talaş ağırlığının% 40-60'ı kadardır, ancak büyük miktarda su ve safsızlıklar dikkate alınır. ürünün ağırlığı, hammaddenin başlangıç ağırlığından birkaç kat daha fazladır.
Damıtma işlemi sırasında fazla su uzaklaştırılacaktır.
Lignine ek olarak, her iki işlemin yan ürünleri şunlardır:
- kaymaktaşı;
- terebentin,
hangi bir kar için satılabilir.
Glikoz çözeltisinin saflaştırılması
Temizlik birkaç aşamada gerçekleştirilir:
- Mekanik temizlik bir ayırıcı kullanarak lignini çözeltiden uzaklaştırır.
- Tedavi kireçli süt asidi nötralize eder.
- yerleşmeürünü, daha sonra kaymaktaşı elde etmek için kullanılan sıvı bir glikoz ve karbonat çözeltisine ayırır.
Tavda şehrinde (Sverdlovsk Bölgesi) bir hidroliz tesisinde ahşap işlemenin teknolojik döngüsünün bir açıklaması.
ev yöntemi
Bu yöntem daha kolay ancak ortalama 2 yıl sürer. Talaş büyük bir yığın halinde dökülür ve bol su ile sulanır, bundan sonra:
- bir şeyle örtmek
- tükürmeyi bırakın.
Yığın içindeki sıcaklık yükselir ve bunun sonucunda hidroliz süreci başlar. selüloz glikoza dönüştürülür fermantasyon için kullanılabilir.
Bu yöntemin dezavantajı Gerçek şu ki, düşük bir sıcaklıkta hidroliz işleminin aktivitesi azalır ve negatif bir sıcaklıkta tamamen durur.
Bu nedenle bu yöntem sadece sıcak bölgelerde etkilidir.
Ayrıca, hidroliz işleminin bozunmaya dönüşme olasılığı yüksek, çünkü glikoz değil çamur ortaya çıkacak ve tüm selüloz şunlara dönüşecek:
- karbon dioksit;
- az miktarda metan.
Bazen evlerde endüstriyel tesislere benzer tesisler kurarlar. . Zayıf bir sülfürik asit çözeltisinin etkilerine sonuç vermeden dayanabilen paslanmaz çelikten yapılmıştır.
İçeriği ısıtın bu tür cihazlar ile:
- açık ateş (şenlik ateşi);
- içinden sıcak hava veya buhar dolaşan paslanmaz çelik bobin.
Kabın içine buhar veya hava pompalayarak ve basınç göstergesinin okumalarını izleyerek, kaptaki basınç düzenlenir. Hidroliz işlemi 5 atmosferlik bir basınçta başlar, ancak 7-10 atmosferlik bir basınçta en verimli şekilde ilerler.
O zaman, tıpkı endüstriyel üretimde olduğu gibi:
- çözeltiyi ligninden arındırın;
- tebeşir çözeltisi ile işlenir.
Bundan sonra, glikoz çözeltisi çökeltilir ve maya ilavesiyle fermente edilir.
Fermantasyon ve damıtma
Glikoz çözeltisine fermantasyon için normal maya ekleyin fermantasyon sürecini aktive eder.
Bu teknoloji hem işletmelerde hem de evde talaştan alkol üretiminde kullanılmaktadır.
Fermantasyon süresi 5-15 gün, bağlı olarak:
- hava sıcaklığı;
- ahşap türleri.
Fermantasyon süreci, karbondioksit kabarcıklarının oluşum miktarı ile kontrol edilir.
Fermantasyon sırasında, böyle bir kimyasal süreç meydana gelir - glikoz nC6H12O6 şu şekilde parçalanır:
- karbon dioksit (2C02);
- alkol (2C2H5OH).
Fermantasyonun bitiminden sonra malzeme damıtılmış- 70-80 derecelik bir sıcaklığa ısıtma ve egzoz buharını soğutma.
bu sıcaklıkta çözeltiden buharlaşın:
- alkoller;
- eterler,
su ve suda çözünür safsızlıklar kalırken.
- buharlı soğutma;
- alkol yoğunlaşması
bobin kullan soğuk suya daldırılır veya soğuk hava ile soğutulur.
İçin güç artışı bitmiş ürün 2-4 kez daha damıtılır, sıcaklık kademeli olarak 50-55 derecelik bir değere düşürülür.
Ortaya çıkan ürünün gücü alkolmetre ile belirlenir Bu, bir maddenin özgül ağırlığını tahmin eder.
Damıtma ürünü biyoyakıt olarak kullanılabilir en az %80 mukavemete sahip. Daha az güçlü bir üründe çok fazla su vardır, bu nedenle teknik üzerinde verimsiz çalışacaktır.
Talaştan elde edilen alkol, kaçak içkiye çok benzese de, içmek için kullanılamaz güçlü bir zehir olan yüksek metanol içeriği nedeniyle. Ayrıca çok miktarda fuzel yağı, bitmiş ürünün tadını bozar.
Metanolden temizlemek için şunları yapmalısınız:
- ilk damıtma 60 derecelik bir sıcaklıkta gerçekleştirilir;
- ortaya çıkan ürünün ilk %10'unu boşaltın.
Damıtmadan sonra kalır:
- ağır terebentin fraksiyonları;
- maya kütlesi hem bir sonraki glikoz partisinin fermantasyonu için hem de yem mayası üretimi için kullanılabilir.
Herhangi bir tahıl ürününün tahıllarından daha besleyici ve sağlıklıdırlar, bu nedenle büyük ve küçük çiftlik hayvanları yetiştiren çiftlikler tarafından kolayca satın alınırlar.
Biyoyakıt uygulaması
Benzine kıyasla biyoyakıtların (geri dönüştürülmüş atıklardan yapılan alkol) hem avantajları hem de dezavantajları vardır.
Burada Ana avantajlar:
- yüksek (105-113) oktan sayısı;
- düşük yanma sıcaklığı;
- kükürt eksikliği;
- Düşük fiyat.
Yüksek oktan sayısı nedeniyle, sıkıştırma oranını artır, motorun gücünü ve verimliliğini arttırır.
Daha düşük yanma sıcaklığı:
- hizmet ömrünü artırır valfler ve pistonlar;
- motor ısısını azaltır maksimum güç modunda.
Kükürt olmaması nedeniyle, biyoyakıtlar havayı kirletmez Ve motor yağı ömrünü kısaltmazçünkü kükürt oksit yağı oksitleyerek özelliklerini kötüleştirir ve kaynağı azaltır.
Önemli ölçüde daha düşük fiyat nedeniyle (tüketimler hariç), biyoyakıt aile bütçesinden tasarruf sağlar.
Biyoyakıtların sahip olduğu sınırlamalar:
- kauçuk parçalara karşı saldırganlık;
- düşük yakıt/hava kütle oranı (1:9);
- zayıf buharlaşma
biyoyakıt lastik contalara zarar vermek bu nedenle motorun alkolle çalışmaya dönüşümü sırasında tüm kauçuk contalar poliüretan parçalara değiştirilir.
Daha düşük yakıt/hava oranı nedeniyle, normal biyoyakıt işletimi aşağıdakileri gerektirir: yakıt sisteminin yeniden yapılandırılması, yani, karbüratöre daha büyük jetler takmak veya enjektör kontrolörünün yanıp sönmesi.
Düşük buharlaşma nedeniyle Soğuk bir motoru çalıştırmada zorluk artı 10 derecenin altındaki sıcaklıklarda.
Bu sorunu çözmek için biyoyakıtlar benzinle 7:1 veya 8:1 oranında seyreltilir.
1: 1 oranında benzin ve biyoyakıt karışımı ile çalışmak için motor modifikasyonu gerekmez.
Daha fazla alkol varsa, arzu edilir:
- tüm kauçuk contaları poliüretanla değiştirin;
- silindir kapağını zımparalayın.
Sıkıştırma oranını artırmak için taşlama gereklidir, bu da daha yüksek oktanı fark et. Böyle bir değişiklik olmadan, benzine alkol eklendiğinde motor güç kaybeder.
Elektrik jeneratörleri veya benzinli ev aletleri için biyoyakıtlar kullanılıyorsa, kauçuk parçaların poliüretan olanlarla değiştirilmesi arzu edilir.
Bu tür cihazlarda, kafa taşlamadan vazgeçilebilir, çünkü küçük bir güç kaybı, yakıt beslemesindeki bir artışla telafi edilir. Ayrıca, karbüratörü veya enjektörü yeniden yapılandırmanız gerekiyor, yakıt sistemlerindeki herhangi bir uzman bunu yapabilir.
Biyoyakıt kullanımı ve üzerinde çalışacak motorların değiştirilmesi hakkında daha fazla bilgi için bu makaleyi okuyun (Biyoyakıt uygulaması).
İlgili videolar
Bu videoda talaştan nasıl alkol yapılacağını görebilirsiniz:
sonuçlar
Talaştan alkol üretimi - zor süreç, çok sayıda işlemi içerir.
Ucuz veya ücretsiz talaş varsa, biyoyakıtı arabanızın deposuna dökerek çok tasarruf edersiniz, çünkü üretimi benzinden çok daha ucuzdur.
Artık biyoyakıt olarak kullanılan talaştan nasıl alkol alacağınızı ve bunu evde nasıl yapabileceğinizi biliyorsunuz.
Ayrıca, hakkında bilgin var mıydı yan ürünler talaşın biyoyakıtlara işlenmesi sırasında ortaya çıkan. Bu ürünler ayrıca küçük ama yine de kar için satılabilir.
Bu sayede talaştan biyoyakıt işi giderek artıyor. son derece faydalı, özellikle kendi ulaşımınız için yakıt kullanıyorsanız ve alkol satışında ÖTV ödemiyorsanız.
Temas halinde
Şu anda birçok insan evde kendi elleriyle bile metanol üretebilmektedir. Talaştan alkol hazırlanması dahil. Günümüzde bilinen diğer tüm yöntemlerin en basit ve en ekonomik olduğu kabul edilen talaştan alkol üretimidir. Aynı zamanda, yalnızca ilk bakışta karmaşık ve zaman alıcı görünüyor. Aslında, bu işlemi tekrarlamak yeni başlayanlar için bile oldukça basit olacaktır. Ana şey, metil alkol üretimi için tüm temel ilkeleri bilmek ve ayrıca profesyonellerin herkese açıkladığı prosedürün bazı püf noktalarını dikkate almaktır. Evde tartışılan kimyasalın üretimi için standart teknoloji, genellikle aynı anda birkaç temel adımdan oluşur. Başlangıç olarak, tahıl mahsullerinden malt elde edilir, daha sonra nişastanın işlendiği hafif şımarık patateslerden bir macun demlenir.
Bir sonraki aşama fermantasyondur. Üzerinde, önceden hazırlanmış bir karışıma maya eklenir. Ortam sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, tartışılan aşamanın üstesinden gelmek o kadar hızlı mümkün olacaktır. Ancak normal doğal koşullarda bile kendi kendine bitebilir. Tabii ki, yüksek kaliteli maya seçilmesi durumunda. Sondan bir önceki aşamaya "damıtma" denir. En zahmetli ve uzun olarak adlandırılabilir. Bu aşama için, bu arada, modern ustaların kendi elleriyle kolayca yaptıkları özel bir aparat her zaman gereklidir. Ve son olarak, sadece temizlik var. Bu, evde alkol üretimindeki son adımdır. Ürün neredeyse hazır, ancak istenen şeffaflıktan yoksun. Sıvının 24 saat boyunca demlendiği en yaygın potasyum permanganatın yardımıyla bunu başarmak mümkün olacaktır. Sonuç olarak, sadece ürünü filtrelemek için kalır.
Son zamanlarda evde alkol üretimine uygun fosil hammaddelerin miktarı giderek azalmaya başladığından, yeni seçenekler bulmak gerekli hale geldi. Bildiğiniz gibi, tahıl sıkıntısı var, bu yüzden ona layık bir alternatif bulmak gerekiyordu. Ve çabucak bulundu - talaş. Bu hammadde şu anda herkes için en erişilebilir olanıdır. Onu bulmak zor değil. Ve son olarak, talaş ucuzdur. Ve bazı durumlarda, ücretsiz olarak bile bulunabilirler. Tartışılan hammaddelerin evde alkol üretimine katılan herkes arasında çok popüler olması şaşırtıcı değildir. Doğru, bu maddenin üretimi, bir kişiden belirli becerilerin yanı sıra bazı ek ekipmanların satın alınmasını gerektirir.
Her şeyden önce, talaş hazırlamanız gerekir. Örneğin, orijinal üründen 1 kilogram. Talaşın iyice ezilmesi çok önemlidir. Metanol üretimine geçmeden önce iyice kurutulmaları gerekecektir. Bu amaç için bir fırın ve diğer benzer seçenekleri kullanmayı reddetmek en iyisidir. Talaşı karanlık, iyi havalandırılmış bir alanda temiz bir gazetenin üzerine ince bir tabaka halinde dökmek ve birkaç gün bu şekilde bırakmak yeterli olacaktır. Tabii ki, hammaddeler de herhangi bir kirlilik ve kir olmamalıdır. Uzmanlar, parke talaşının bu işlem için en uygun olduğunu belirtiyor. Ancak kozalaklı ağaçlardan hammadde kullanmamak daha iyidir.
Sülfürik asit için mükemmel olan süblimasyon ve elektrolitin uygulanacağı buzdolabından, dikkatlice kurutulmuş talaş uygun bir şişe veya benzeri bir kaba gönderilir. Toplam hacmin 2/3'üne kadar doldurmaları gerekir. Ardından, kütleyi 150 dereceye ısıtmanız gerekir. Bitmiş sıvı genellikle hafif mavimsi bir renk tonuna sahiptir. Tabii ki, yüksek kaliteli katalizör kullanımını unutmayın. Örneğin, alüminyum oksit - korundum parçaları kullanabilirsiniz. Bir sonraki kısmı, içindeki sıvı siyaha döndükten hemen sonra kullanılmış kaba dökebilirsiniz. Solunum organlarınızı solunum cihazı veya özel bir maske ile korumanız çok önemlidir. Dayanıklı eldivenler hakkında düşünmek de en iyisidir. Alkolün talaştan yapıldığı oda geniş ve iyi havalandırılmış olmalıdır. Etrafta ürünler olduğu için bunu mutfakta yapmamalısınız.
Bitmiş madde yakıt olarak ve diğer benzer amaçlar için kullanılabilir. Ancak ortaya çıkan alkolün içeride kullanılması ve ondan alkollü içeceklerin daha fazla hazırlanması için kullanılması önerilmez. Sadece bir kilogram kuru talaştan yaklaşık yarım litre (biraz daha az) bitmiş metanol elde edebilirsiniz.
Talaş biyokütlesinden veya tahıl samanından etil alkol üretimi üç şekilde gerçekleştirilir:
Hidroliz üretim yöntemi ile 1 ton talaştan alkol verimi sadece 200 litre olacaktır. Ancak piroliz üretim yöntemiyle, 1 ton talaştan alkol verimi zaten 400 litre olacaktır. İkinci durumda alkol üretiminin maliyeti 10 ruble / litredir ve üretim ölçeğine ve talaş veya saman maliyetine bağlıdır.
Enzimatik hidroliz ile talaştan alkol üretimi.
Fosil kaynakların eksikliği, enerji güvenliği, iklim değişikliği, çevre koruma - bunlar bugün enerji sektöründe bizi ilgilendiren sorunlardır. Petrole olan bağımlılığımızı azaltmak için alternatif enerji kaynakları bulunmalıdır ve bu hiçbir yerde ulaşım sektöründen daha belirgin değildir. Avrupa Birliği, Amerika Birleşik Devletleri ve diğer önemli ekonomik alanlarda, politika yapıcılar sürdürülebilir biyoyakıtların kullanımını teşvik etmek için temel bir çerçeve geliştirdiler.Bir süredir birçok şirket, tarımsal atıklar gibi yenilenebilir lignoselülozik kaynaklardan etanol üretimine artan bir ilgi gösteriyor. Bu kaynaklar gıda ve yem bitkileri ile rekabet etmez, ancak tahıl üretiminden saman gibi modern tarım uygulamalarının bir yan ürünü olarak dünya çapında yeterli miktarlarda üretilir.
Clariant tarafından geliştirilen sunliquid® prosesi, tarımsal atıkları çevre dostu biyoyakıt - etanole dönüştürmek için teknik ve uygun maliyetli, yenilikçi bir prosesin tüm gereksinimlerini karşılar. Prosese entegre enzim üretimi, optimize edilmiş enzimler, selüloz ve hemiselülozun alkole (etanol) eşzamanlı dönüşümü ve enerji tasarrufu sağlayan bir proses tasarımı kullanılarak, ticari olarak uygun bir alkol elde etmek için teknolojik sorunların üstesinden gelmek ve üretim maliyetlerini önemli ölçüde azaltmak mümkün oldu. .
2009'dan beri Clariant, Münih'teki araştırma tesisinde ilk pilot damıtma fabrikasını başarıyla işletiyor. Bu pilot tesis, yılda iki tona kadar alkol üretme kapasitesine sahiptir. Temmuz 2012'de Straubing'de bugüne kadarki en büyük Straubing içki fabrikası, yıllık 1.000 tona kadar alkol kapasitesine sahip bir tanıtım projesi faaliyete geçti.
Çeşitli hammaddeler ön işlem, enzimatik hidroliz ve fermentasyondan sonra selüloz alkole dönüştürülür. Sürecin içine yerleştirilmiş enzimlerin üretimi, mümkün olan en düşük alkol maliyetini verir.
sunliquid® işleminin faydaları
Sunliquid® Süreci
Selüloz kalıntılarının ön işlemi
Hamurun kimyasal kullanılmadan ön işlemi, alkol üretiminin üretim ve yatırım maliyetlerini azaltır. Aynı zamanda çevre, sağlık ve güvenlik riskleri en aza indirilir.
enzim üretimi
Ön işleme tabi tutulmuş selülozik hammaddelerin küçük bir yüzdesi, kendi enzimlerini doğrudan tesiste üretmek için kullanılır ve alkol üretim sürecinin ayrılmaz bir parçasıdır. Bu, tüm üretim sürecinin ekonomik verimliliğine önemli bir katkı sağlayarak, üretim maliyetlerinde önemli bir azalma ve arz kıtlığından ve enzim fiyatı oynaklığından bağımsızlıkla sonuçlanır.
Enzimatik hidroliz
Özel bir enzim karışımı, şeker monomerleri oluşturmak için selüloz ve hemiselüloz zincirlerini hidrolize eder. Bu aşamaya sakarifikasyon da denir. Enzimler, besleme stoğu ve proses parametrelerine dayalı olarak yüksek düzeyde optimize edilmiş olup, optimum koşullar altında maksimum verim ve kısa reaksiyon süreleri ile sonuçlanır.
Fermantasyon / Fermantasyon
Optimize edilmiş mikroorganizmalar kullanan sunliquid® işlemi, verimli fermantasyon sağlayarak maksimum etanol verimi sağlar. Bu yüksek düzeyde optimize edilmiş tek tank sistemi, hem C5 hem de C6 şekerlerini aynı anda etanole dönüştürerek, yalnızca C6 şekerlerini dönüştüren geleneksel işlemlere göre %50'ye kadar daha fazla etanol sağlar.
Alkolün damıtılması ve rektifikasyonu
Yenilikçi ve çok enerji tasarruflu alkol damıtma ve arıtma yöntemi, geleneksel damıtma ile karşılaştırıldığında enerji gereksinimini %50'ye kadar azaltır. Dikkatli süreç planlamasına ve enerji entegrasyonuna dayanır, bu da tamamen enerjiyi kendi kendine sürdüren bir süreçle sonuçlanır.
Talaş ağacını işlemenin bir sonraki, daha az ilginç olmayan yolu, pirolizdir (selülozun termal ayrışması), sentez gazı (CO ve H2 karışımı) ve ardından alkollerin, sentetik benzinin, dizel yakıtın ve sentez gazından diğer şeylerin üretilmesidir.
Bu alanın niteliksel gelişimindeki başarı, V.I.'nin adını taşıyan Petrokimya Sentez Enstitüsü'nden bilim adamları tarafından sağlandı. AV En basit ve en ekonomik şemayı kullanarak Euro-4 standardının umut verici gereksinimlerini karşılayan iyi bir nihai ürün verimi ile yüksek oktanlı çevre dostu sentetik benzin üretimini sağlayan bir teknoloji geliştiren Rusya Bilimler Akademisi'nden Topchiev odun hamurunun işlenmesi için.
Odun hamurundan sentetik benzin üretme yöntemlerinin özü aşağıdaki gibidir.
İlk olarak, yüksek basınçta odun selülozundan hidrojen, karbon oksitler, su, üretiminden sonra kalan reaksiyona girmemiş hidrokarbon ve ayrıca balast azotu içeren veya içermeyen sentez gazı elde edilir. Daha sonra, yoğunlaştırma ile su izole edilir ve sentez gazından uzaklaştırılır ve ardından gaz fazında, tek aşamalı dimetil eter katalitik sentezi gerçekleştirilir. Bu şekilde elde edilen gaz karışımı, benzin üretmek için bir katalizör - modifiye edilmiş bir yüksek silikonlu zeolit - üzerinden basınç altında geçirilir ve gaz akımı, sentetik benzini ayırmak için soğutulur.
Odun hamurundan sentez gazının üretimi, örneğin hidrokarbon hammaddelerinin basınç altında kısmi oksidasyonu sürecinde, çeşitli şekillerde gerçekleştirilir; bu, ek sıkıştırma (sıkıştırma) olmadan katalitik olarak işlenmesini mümkün kılar. Veya hidrokarbon besleme stoğunun buharla katalitik reformasyonu veya ototermal reform ile elde edilir. Bu durumda işlem, hava veya oksijenle zenginleştirilmiş hava veya saf oksijen verilmesi ile gerçekleştirilir. Diğer seçenekler de ayarlandı. Üçüncü aşamada, sıvı hidrokarbonların sentez gazı bileşenleri temelinde sentezlendiği Fischer-Tropsch işleminin kendisi gerçekleştirilir. Örneğin sentez gazı (bir karbon monoksit CO ve hidrojen H2 karışımı) indirgenmiş demir (saf demir Fe) içeren bir katalizör üzerinden 200°C'ye ısıtıldığında geçirildiğinde, ağırlıklı olarak doymuş hidrokarbonların (sentetik benzinler) karışımları oluşur.
Sentetik sıvı yakıt GTL ilk kez, 1939-45 2. Dünya Savaşı sırasında Almanya'da, petrol eksikliği nedeniyle önemli miktarlarda üretildi. Sentez 170–200°C'de, 0,1–1 MN/m2 (1–10 am) basınçta Co-bazlı bir katalizör ile gerçekleştirildi; sonuç olarak, oktan sayısı 40-55 olan benzin (kogazin 1 veya syntin), setan sayısı 80-100 olan yüksek kaliteli dizel yakıt (kogazin II) ve katı parafin elde edildi. 1 litre sentetik benzin başına 0,8 ml tetraetil kurşun eklenmesi, oktan sayısını 55'ten 74'e yükseltti. Fe bazlı bir katalizör kullanılarak sentez, 220 °C ve üzerinde, 1-3 MN/m2'lik bir basınçta gerçekleştirildi. (10-30 am). Bu koşullar altında elde edilen sentetik benzin, normal ve dallı yapıya sahip olefinik hidrokarbonların %60-70'ini; oktan sayısı 75-78'dir. Daha sonra, CO ve H2'den sentetik sıvı yakıt GTL'nin üretimi, yüksek maliyeti ve kullanılan katalizörlerin düşük verimliliği nedeniyle yaygın olarak geliştirilmemiştir. Sentetik benzin ve dizel yakıta ek olarak, yüksek oktanlı yakıt bileşenleri, vuruntu önleyici özellikleri geliştirmek için bunlara eklenen sentetik olarak üretilir. Bunlar şunları içerir: izobütanın bütilenlerle katalitik alkilasyonuyla elde edilen izooktan; polimer benzin, propan-propilen fraksiyonunun vb. katalitik polimerizasyonunun bir ürünüdür. Bkz. Lif.: Rapoport IB, Yapay sıvı yakıt, 2. baskı, M., 1955; Petrov A.D., Motor yakıtları kimyası, M., 1953; Lebedev N.N., Kimya ve temel organik ve petrokimyasal sentez teknolojisi, M., 1971.).
sentetik benzin karbon monoksitin katalitik hidrojenasyonu ile elde edilen, düşük bir oktan sayısına sahiptir; içten yanmalı motorlar için yüksek kaliteli bir yakıt elde etmek için ek işleme tabi tutulmalıdır.
Sanayide metil alkol (metanol) esas olarak doğal gaz metanın dönüştürülmesinden elde edilen sentez gazından elde edilir. Reaksiyon, çinko oksit ve diğer katalizörlerin varlığında 300-600 °C sıcaklıkta ve 200-250 kgf/cm basınçta gerçekleştirilir: CO + H2 -----> CH3OH
Sentez gazından metil alkolün (metanol) üretimi basitleştirilmiş bir şematik diyagramda gösterilmiştir.
|
|
Metanolün etanole homologasyonu. Homologizasyon, bir organik bileşiğin, bir metilen grubu CH2 eklenerek homologuna dönüştürüldüğü bir reaksiyondur. 1940 yılında, ilk kez, metanolün 600 atm basınçta kobalt oksit tarafından katalize edilen sentez gazı ile reaksiyonu, ana ürün olarak etanol oluşumu ile gerçekleştirildi:
Katalizör olarak kobalt karbonil Co2(CO)8'in kullanılması reaksiyon basıncını 250 atm'ye düşürmeyi mümkün kılarken, metanolün etanole dönüşüm derecesi %70 idi ve ana ürün olan etanol bir seçicilikle oluşturuldu. %40. Reaksiyonun yan ürünleri asetaldehit ve asetik asit esterleridir. Daha sonra, fosfin ligandlarının eklenmesiyle kobalt ve rutenyum bileşiklerine dayanan daha seçici katalizörler önerildi ve reaksiyonun hızlandırıcılar - iyodür iyonları dahil edilerek hızlandırılabileceği bulundu. Şu anda, etanol için %90'lık bir seçicilik elde edilmiştir. Homologasyon mekanizması tam olarak kurulmamış olsa da metanol karbonilasyon mekanizmasına yakın olduğu düşünülebilir.
İzobütil alkol, bir çözücü olarak ve ayrıca kauçuk endüstrisinde bazı yüzdürme reaktiflerinin ve vulkanizasyon hızlandırıcılarının üretimi için bir hammadde olarak izobütilen üretmek için kullanılır.
Endüstride izobütil alkol, metanol sentezine benzer şekilde karbon monoksit CO ve hidrojen H2'den elde edilir. Reaksiyon mekanizması aşağıdaki dönüşümlerden oluşur:
İzobütil alkolün izobütilene dehidrasyonu katalitik bir reaksiyondur. Suyun izobütil alkol moleküllerinden ayrılması 370 °C'de ve 3-4 atm basınçta gerçekleşir. Alkol buharı bir katalizör - saflaştırılmış alümina (aktif alümina) üzerinden geçirilir.
İzobütil alkolün dehidrasyonu ile izobütilen üretimi için genel teknolojik şemalardan biri aşağıda sunulmuştur.
İzobutilenin etil alkol ile müteakip esterleştirilmesi, oksijen içeren bir benzin katkı maddesi üretir - 112 puanlık bir oktan derecesine sahip çevre dostu etil tert-bütil eter (ETBE) (Araştırma yöntemi).
Etil tert-butil eter ETBE, izobutilenin etanol ile sentezinin bir ürünüdür:
Teknolojik şema çok basittir: ısı eşanjöründe ısıtılan hammadde bileşenleri, fazla ısının çıkarıldığı (reaksiyon çok ekzotermiktir) reaktörden geçer ve iki sütunda ayrılır.
İlk damıtma kolonunda, n-bütan ve bütilenler, daha sonra alkilasyon (izomerizasyon) için kullanılan reaksiyon karışımından ve ikinci hazır ETBE'de yukarıdan ve alttan fazla metanolden ayrılır, bu da alttan geri döndürülür. yem karışımı.
Katalizör bir iyon değişim reçinesidir (sülfonik katyon değiştiriciler), dönüşüm derecesi %94'tür (izobütilen ile), elde edilen ETBE'nin saflığı %99'dur.
1 ton ETBE için 360 kg etanol (%100 etil alkol) ve 690 kg %100 izobütilen tüketilir.
Pirinç. ETBE edinme planı:
1 - reaktör; 2, 3 - damıtma kolonları; Konular: I - izobütilen; II - etanol; III - bütan ve bütilenler; IV - ETBE; V - etanol geri dönüşümü.
ETBE'nin kalorifik değeri benzinlerden daha düşüktür, ETBE'ler benzinlere yüksek oktanlı katkı maddeleri olarak kullanılır, DNP'lerini arttırır ve katalitik reforming benzinin düşük kaynama noktalı fraksiyonlarında oktan sayılarının dağılımını iyileştirir. OC ve /OC ve = 85/91 ile %89-90 baz benzine %11 ETBE karışımının eklenmesi optimal etkiyi verir, bundan sonra AI-93 benzini elde edilir, ancak kalorifik değeri 42.70 MJ/kg'dan (olmadan) düşer. katkı maddesi) 41,95 MJ/kg'a kadar.
Asetik asit, CH3COOH moleküler formülüne sahip organik bir bileşiktir ve tekstil, boya, kauçuk, plastik ve diğerleri gibi çeşitli son kullanıcı endüstrilerine hizmet eden çeşitli diğer kimyasalların üretimi için bir öncüdür. Ana uygulama bölümleri arasında vinil asetat monomeri (VAM), saflaştırılmış tereftalik asit (PTA), asetik anhidrit ve ester çözücülerin (etil asetat ve bütil asetat) üretimi yer alır.
Asetik asit üreticilerinin yetkinliği: BP Plc (İngiltere), Celanese Corporation (ABD), Eastman Chemical Company (ABD), Daicel Corporation (Japonya), Jiangsu Sopho (Group) Co. Ltd. (Çin), LyondellBasell Industries NV (Hollanda), Shandong Hualu-Hengsheng Chemical Co. Ltd. (Çin), Shanghai Huayi (Grup) Şirketi (Çin), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. Ltd. (Çin) ve Kingboard Chemical Holdings Ltd. (Hong Kong).
Celanese, dünyanın en büyük asetil ürünleri üreticilerinden biridir (hemen hemen tüm büyük endüstriler için asetik asit gibi kimyasal ara ürünler); asetil ara ürünleri toplam satışların yaklaşık %45'ini oluşturmaktadır. Celanese, metanol karbonilasyon işlemini (metanol ve karbon monoksitin reaksiyonu) kullanır; reaksiyonda kullanılan katalizör ve ortaya çıkan ürün (asetik asit) damıtma yoluyla saflaştırılır.
Ocak 2013'te Celanese, platin/kalay katalizörü kullanarak asetik asitten etanol üretmeye yönelik doğrudan ve seçici bir işlem için bir ABD Patenti (#7863489) aldı. Patent, etanol oluşturmak için bir katalizör bileşimi üzerinde hidrojenasyon sırasında asetik asidin bir buhar fazı reaksiyonu kullanılarak etanolün seçici üretimi için bir işlemi kapsar. Mevcut buluşun bir düzenlemesinde, silika, grafit, kalsiyum silikat veya alüminosilikat üzerinde desteklenen bir platin/kalay katalizörü üzerinde asetik asit ve hidrojenin reaksiyonu, seçici olarak yaklaşık 250°C'de buhar fazında etanol üretir.
Etil alkolün asetik asit ile üretim maliyeti ve kalite avantajları
ABD'de asetik asit, asetik anhidrit, vinil asetat monomer fiyatı
Avrupa'da asetik asit, asetik anhidrit, vinil asetat monomer fiyatları
Asya'da asetik asit, asetik anhidrit, vinil asetat monomer fiyatları
Talaştan alkol veya diğer sıvı yakıt nasıl elde edilir?
- İkinci Dünya Savaşı'nın sonunda Almanya'da tüm tanklar sentetik hale geldi. talaş yakıtı. ve Brezilya'daki arabalar çok fazla alkol kullanıyor, oradaki arabaların %20'si alkol kullanıyor. yani doğru, fermantasyon kullanabilirsin, sollayabilirsin ve alkol alabilirsin ve bir araban olacak
belki bakterilerin yardımıyla metan elde edebilirsiniz? o zaman daha da iyi - Deneyimimi paylaşacağım, öyle olsun! Genelde 1 kg alırsınız. odun talaşı veya diğer şeyleri çok dikkatli bir şekilde kurutun, sonra hacmin 1/3'ünü elektrolit (sülfürik asit) şişeye veya buzdolabından başka bir şey ekleyin (süblimleşme olacaktır). 150 dereceye kadar ısıtırsınız ve Metil Alkol alırsınız ve aynı yerde esterleri vs. YANICI reaksiyon ürünleri. sıvı farklı renklerde olabilir. ama genellikle mavimsi, uçucudur. Evet, pişirirken Korindon (alüminyum oksit) parçalarını eklemeyi unutmayın - bu bir katalizördür. kap veya şişedeki sıvı tanınmaz hale gelinceye kadar siyaha döner dönmez değiştirin ve bir sonraki kısmı doldurun. 1 kg ile 470 ml'lik bir yere sahip olacaksınız. alkol, ama sadece 700 şey. Açık alanda, iyi havalandırılmış ve yiyeceklerden uzak bir yerde yapın Evet, maskenizi ve solunum cihazınızı unutmayın. Siyah (harcanmış) sıvıyı süzün ve üst tabaka kuruduktan sonra çok iyi yanar. Onu da yakıta ekleyin.
- Kozalaklılardan - kötü. Tipik olarak, hidroliz alkolü sert ağaçlardan elde edilir. Burada aslında iki seçenek var ve ikisi de pratikte evde uygulanmıyor. Ve votka-dışkı, üretim verimsiz olduğundan ve nihai ürünün kullanımı sağlığa zararlı olabileceğinden, genel olarak bir şakadır. İlk seçenek. Talaşı sokağa oldukça büyük bir yığın halinde koymak, suyla ıslatmak ve birkaç yıl (tam olarak iki yıl veya daha fazla) bırakmak gerekir. Anaerobik mikroorganizmalar, selülozun zaten fermente edilebilen monomerlere (şekerlere) yavaş yavaş parçalanmasını gerçekleştirecek olan yığının merkezine yerleşecektir. Ayrıca - sıradan bir kaçak içki olarak. Veya endüstride uygulanan ikinci seçenek. Talaş, yüksek basınçta zayıf bir sülfürik asit çözeltisi ile kaynatılır. Bu durumda selülozun hidrolizi birkaç saat içinde gerçekleştirilir. Sonraki - her zamanki gibi damıtma.
Sadece etil alkolü dikkate almazsak, farklı bir yoldan gidebiliriz, ancak yine pratikte evde gerçekleştirilmez. Bu, talaşın kuru damıtılmasıdır. Hammadde, kapalı bir kapta 800-900 dereceye kadar ısıtılmalıdır. ve kaçan gazları toplayın. Bu gazlar soğutulduğunda kreozot (ana ürün), metanol ve asetik asit yoğunlaşır. Gazlar, çeşitli hidrokarbonların bir karışımıdır. Gerisi kömür. Endüstride kömür denilen, ateşten değil, bu tür kömürdür. Metalurjide kok yerine kullanılırdı. Ek işlenmesinden sonra aktif karbon elde edilir. Kreozot traverslerde ve telgraf direklerinde kullanılan reçinedir. Gaz, sıradan doğal gaz olarak kullanılabilir. Şimdi sıvılar. Metil veya ahşap alkol, 75 dereceye kadar sıcaklıklarda sıvıdan damıtılır. Yakıt olarak geçebilir, ancak verimi azdır ve çok zehirlidir. Sıradaki asetik asit. Kireç ile nötralize edildiğinde, kalsiyum asetat veya daha önce adlandırıldığı gibi gri ahşap asetik tozu elde edilir. Kalsine edildiğinde aseton elde edilir - neden yakıt olmasın? Doğru, şimdi aseton tamamen sentetik bir şekilde elde ediliyor.
Görünüşe göre hiçbir şey unutmadım. Peki, ne zaman bir kreozot dükkanı açıyoruz? - "Ve votka talaştan çıkmasaydı, beş şişeden ne elde ederdik?" (VS Vysotsky)
- şekerli maddelerin fermantasyonu. selüloz gibi. sadece hızlanma için bir enzim mayasına ihtiyacınız var. ve metil alkol hakkında .... peki, genel olarak, düşük dozlarda ölümcüldür.
- süblimasyon.
- Selülozu fermente etmek, sonra sollamak gerekir.
