Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Производство спирт
Производство этилового спирта
Московская Государственная Академия
Тонкой Химической Технологии
им. М.В. Ломоносова
Кафедра общей химической технологии
Курсовая работа
на тему: «Производство этилового спирта»
Москва
2003 г
Содержание
1. Введение
2. Исходное сырьё
3. Характеристика целевого продукта
4. Физико-химическое обоснование основных процессов производства этилового спирта
5. Описание технологической схемы процесса производства этилового спирта
6. Материальный баланс ХТС производства этанола на 9000кг 100% С2 Н5 ОН
7. Расчет основных технологических показателей процесса
8. Литература
1. Введение
Этиловый спирт находит широкое применение в народном хозяйстве в качестве растворителя, также применяется в производстве дивинила, в пищевой и медицинской промышленности, в качестве горючего для ракетных двигателей, антифриза и т.д., является важным промежуточным продуктом органического синтеза (в производстве сложных эфиров, целлулоида, искусственного шелка, ацетальдегида, уксусной кислоты, хлороформа, хлораля, диэтилового эфира и других продуктов).
Таким образом, этиловый спирт относится к числу многотоннажных продуктов основного органического синтеза, мировое производство этилового спирта составляет свыше 2,5 млн. т/г (по объему производства занимает первое место в мире среди всех органических продуктов).
2. Характеристика исходного сырья
В качестве исходного сырья в производстве этилового спирта используется этилен. В настоящее время основным способом его получения является пиролиз (высокотемпературный крекинг) углеводородов. Пиролизу подвергают фракции прямой перегонки нефти, состоящие алканов, циклоалканов, аренов, природные и попутные нефтяные газы, содержащие алканы.
Этилен образуется в результате реакций распада тяжелых алканов и дегидрирования низкомолекулярных алканов. Потенциальный выход этилена зависит от вида исходного сырья. Виды сырья, используемые в мировом производстве этилена, и их доля в общем балансе производства следующие:
Лучшим сырьем являются парафины, поскольку с повышением содержания водорода в исходных углеводородах выход алкенов возрастает.
3. Характеристика целевого продукта
Этанол C2 H5 OH является жидкостью, кипящей при температуре 78,390 С, с воздухом образует взрывоопасные смеси в пределах концентраций 3-20% (по объему). С водой дает азеотропную смесь, содержащую 95,6% спирта и кипящую при температуре 78,10 С. В виде такого ректификата этиловый спирт обычно и употребляют в технике.
4.Физико-химическое обоснование основных процессов производства этилового спирта
До недавнего времени производство этилового спирта основывалось на пищевом сырье – сбраживание крахмала из некоторых зерновых культур и картофеля с помощью ферментов, вырабатываемых дрожжевыми грибками. Этот способ сохранился и до сих пор, но он связан с большими затратами пищевого сырья и не может удовлетворить промышленность. Другой метод, также основанный на переработке растительного сырья, заключается в переработке древесины (гидролизный спирт). Древесина содержит до 50% целлюлозы, и при ее гидролизе водой в присутствии серной кислоты образуется глюкоза, которую подвергают затем спиртовому брожению:
(C6 h20 O5 )x + xh3 O - xC6 h22 O6 ,
C6 h22 O6 - 2C2 H5 OH + 2CO2 .
Синтетический этиловый спирт получают гидратацией этилена.
Гидратация этилена осуществляется двумя методами: при помощи серной кислоты (сернокислая гидратация) и непосредственным взаимодействием этилена с водяным паром в присутствии катализатора (парофазная каталитическая гидратация).
Сернокислая гидратация этилена
Сернокислый способ, предложенный А.М. Бутлеровым, получил промышленное осуществление только в послевоенные годы. Он состоит из следующих четырех стадий: 1) абсорбция этилена серной кислотой с образованием сернокислых эфиров; 2) гидролиз эфиров; 3) выделение спирта и его ректификация; 4) концентрирование серной кислоты.
Взаимодействие между этиленом и серной кислотой состоит из двух этапов: первый – физическое растворение этилена в серной кислоте и второй - гомогенное взаимодействие обоих компонентов с образованием алкилсульфатов по уравнениям:
C2 h5 + h3 SO4 = C2 H5 OSO3 H
C2 H5 OSO3 H + C2 h5 = (C2 H5 O)2 SO2.
Поглощение (абсорбция) этилена серной кислотой – процесс обратимый, экзотермический (DH=-50232 кДж/моль), протекает с уменьшением объема.
Скорость абсорбции этилена описывается уравнением:
dG/dt = K*F*P*f(с),
где G – количество поглощаемого этилена, t – время, К – коэффициент, зависящий от интенсивности диффузии, и, следовательно, от интенсивности контакта реагентов (барботаж, перемешивание и т.д.), F – поверхность контакта реагентов, Р – парциальное давление этилена, f(c) – множитель, зависящий от концентрации серной кислоты.
Так, абсорбция этилена 93%-ной кислотой протекает в 10 раз медленнее, чем при концентрации 97,5%. Однако, применение для абсорбции этилена олеума нецелесообразно, т.к. при этом снижается выход этанола из-за образования побочных продуктов – сульфосоединений и повышенного образования полимеров.
При прочих равных условиях скорость абсорбции этилена увеличивается с ростом температуры и парциального давления, однако, при температуре выше 900 С начинается интенсивное образование полимеров. Увеличение парциального давления этилена выше 2 МПа становится тоже малоэффективным.
Фактором, ускоряющим процесс абсорбции, является наличие в исходной серной кислоте этилсульфатов, которые, обладая свойствами эмульгаторов, увеличивают поверхность контакта вследствие пенообразования, и тем самым способствуют более быстрому и полному растворению этилена.
В настоящее время в промышленных установках приняты следующие условия абсорбции этилена: концентрация серной кислоты 97-98%, температура 80-850 С, парциальное давление этилена на входе в абсорбер 1-1,5МПа, содержание пропилена и высших олефинов в исходной этилен-этановой фракции <0,1%. В ходе второй стадии идет гидролиз этил - и диэтилсульфата по уравнениям:
C2 H5 OSO3 H + h3 O - C2 H5 OH + h3 SO4 ,
(C2 H5 O)2 SO2 + 2h3 O - 2 C2 H5 OH + h3 SO4
Эта стадия также обратима, для обеспечения ее протекания необходим избыток воды, и, по возможности, быстрое удаление спирта из зоны реакции, т.к. кроме основной реакции идет образование диэтилового эфира:
(C2 H5 O)2 SO2 + C2 H5 OH - C2 H5 OC2 H5 + C2 H5 OSO3 H,
(C2 H5 O)2 SO2 + h3 O - C2 H5 OC2 H5 + h3 SO4.
Главным преимуществом сернокислой гидратации по сравнению с прямой гидратацией является возможность применения неконцентрированного этилена, т.к. его концентрирование связано с большими капитальными и эксплуатационными затратами.
Однако, метод сернокислой гидратации имеет ряд недостатков. Среди них можно отметить следующие:
- применение сложных и громоздких конструкций;
- малоэффективное удаление полимеров однократным экстрагированием. При принятом методе экстрагирования в экстракт переходит 70-75% полимеров, значит, до 30% полимеров остается в разбавленной кислоте;
- концентрирование отработанной серной кислоты. Эта часть технологического процесса является самым слабым звеном во всем методе сернокислой гидратации. Во-первых, концентрировать кислоту удается лишь до 88-90%, а, во-вторых, такой процесс концентрирования из-за высокой температуры топочных газов приводит к ощутимым потерям серной кислоты от раскисления, сопровождающегося выбросом вредного SO2 в атмосферу;
- неиспользованные возможности экономии энергетических средств.
Парофазная гидратация этилена
Наиболее разработанным применительно к имеющимся промышленным установкам в настоящее время является процесс газофазной гидратации:
Ch3 =Ch3(г.) + h3 O(г.) = C2 H5 OH(г.) + 41868Дж/моль.
Механизм:
Ch3 =Ch3 + Н+ « СН3 -СН2+ ,
СН3 -СН2+ + Н2 О « СН3 -СН2 -ОН2+ ,
СН3 -СН2 -ОН2+ « СН3 -СН2 -ОН + Н+ .
Но наряду с основной реакцией идут параллельные и последовательные побочные реакции:
C2 h5 + h3 O = C2 H5 OC2 H5 ,
n(C2 h5 ) = (-Ch3 -Ch3 -)n .
Таким образом, процесс сложный, обратимый, несмещенный (см. таблицу), экзотермический, протекает с уменьшением объема.
Таб. Равновесный выход этанола.
Следует обратить внимание на два физико-химических фактора, которые определяют основные технологические параметры процесса. Прежде всего, это активность катализатора, которая имеет решающее значение для определения температуры процесса. Катализаторами прямой гидратации могут служить фосфорная кислота и ее соли. Чаще всего используется фосфорная кислота концентрацией 85-87% на таких носителях, как алюмосиликаты, силикагели, пемза и др.; значительная часть кислоты (до 35%) находится в свободном состоянии. Активность этого катализатора является невысокой. Только при температуре 280-3000 С ее можно считать более или менее приемлемой для промышленных условий. При более высокой температуре в значительной мере развиваются побочные процессы: полимеризация этилена, усиленное образование эфира и т.д.
mirznanii.com
Производство этилового спирта
Производство этилового спирта
Федеральное агентство по образованию
Томский государственный университет (ТГУ)
Химический факультет
Реферат
Тема: Производство этилового спирта
Выполнила:
Солтыс Е.В.
Томск 2013
План
Введение
. Характеристика целевого продукта
. Транспортировка и хранение
. Экологическая безопасность
. Характеристика исходного сырья
. Физико-химическое обоснование основных процессов производства этилового спирта
.1 Спиртовое брожение
.2 Сернокислая гидратация этилена
. Описание технологической схемы процесса производства этилового спирта
.1 Структурная схема процесса
.2 Операторская схема процесса
. Расчет материального баланса ХТС
.1 Блок-схема
.2 Пересчет единиц
.3 Условная постоянная информация
.4 Балансовая математическая модель
.5 Соответствие переменных потокам
.6 Упорядочение переменных
.7 Материальный баланс ХТС производства этанола на 7900 кг этиленэтановой фракции
.8 Расчет основных технологических показателей процесса
.9 Поточная диаграмма
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Спиртами называются органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько функциональных гидроксильных групп, соединенных с углеводородным радикалом.
Этиловый спирт широко используют в различных областях промышленности и прежде всего в химической. Из него получают синтетический каучук, уксусную кислоту, красители, эссенции, фотопленку, порох, пластмассы. Спирт является хорошим растворителем и антисептиком. Поэтому он находит применение в медицине, парфюмерии. В больших количествах этиловый спирт идет для получения спиртоводочных изделий. Таким образом, этиловый спирт относится к числу многотоннажных продуктов основного органического синтеза, мировое производство этилового спирта составляет свыше 2,5 млн. т/г (по объему производства занимает первое место в мире среди всех органических продуктов).
1. Характеристика целевого продукта
Этанол C2H5OH (метилкарбинол, этиловый спирт) - бесцветная подвижная жидкость с жгучим вкусом и характерным запахом, температура кипения 78,39°С, температура плавления -114,15°С, плотность 0,794 т/м3. Этанол смешивается во всех отношениях с водой, спиртами, глицерином, диэтиловым эфиром и другими органическими растворителями. С некоторыми из них (водой, бензолом, этилацетатом, хлороформом) он образует азеотропные смеси различного состава. С водой дает азеотропную смесь, содержащую 95,6% спирта и, кипящую при температуре 78,1°С. В виде такого ректификата этиловый спирт обычно и употребляют в технике. Температура самовоспламенения этанола составляет 422,8°С. С воздухом образует взрывоопасные смеси в пределах концентраций 20% (по объему). Температура вспышки 13,0°С.
А спирт содержащий только доли процента воды - абсолютным спиртом. Такой спирт получают химической обработкой в присутствии водоотнимающих средств (например, свежепрокаленного СаО). Этанол образует алкоголяты с солями кальция и магния, например: CaCl2*4C2H5OH и MgCl2*6C2H5OH.
2. Транспортировка и хранение
Этиловый спирт перевозится в железнодорожных цистернах, автоцистернах, в бочках, бутылях и во флягах автомобильным транспортом в соответствии с Правилами перевозки опасных грузов. Этиловый спирт хранят на складах в специально оборудованных и предназначенных для него металлических резервуарах в соответствии с правилами приемки, хранения, отпуска, транспортирования и учета этилового спирта. Допускается хранить этиловый спирт на складах, предназначенных для хранения огнеопасных продуктов, в упаковке изготовителя.
3. Экологическая безопасность
Этиловый спирт - сильный наркотик. Попадая в организм, он быстро всасывается в кровь и приводит организм в возбужденное состояние, при котором человеку трудно контролировать свое поведение. Употребление спирта часто является основной причиной тяжелых дорожно-транспортных аварий, несчастных случаев на производстве и бытовых преступлений. Спирт вызывает тяжелые заболевания нервной и сердечно-сосудистой систем, а также желудочно-кишечного тракта. Спирт опасен в любой концентрации (водка, настойки, вино, пиво и т.д.). Этиловый спирт, применяемый для технических целей, специально загрязняют дурно пахнущими веществами. Такой спирт называют денатуратом (для этого спирт подкрашивают, чтобы отличить его от чистого спирта).
4. Характеристика исходного сырья
В качестве исходного сырья в производстве этилового спирта используется этилен. В настоящее время основным способом его получения является пиролиз (высокотемпературный крекинг) углеводородов. Пиролизу подвергают фракции прямой перегонки нефти, состоящие алканов, циклоалканов, аренов, природные и попутные нефтяные газы, содержащие алканы. Этилен образуется в результате реакций распада тяжелых алканов и дегидрирования низкомолекулярных алканов. Потенциальный выход этилена зависит от вида исходного сырья. Виды сырья, используемые в мировом производстве этилена, и их доля в общем балансе производства следующие:
СырьеЭтанПропанБутанБензинГазойльДоля, %36113473
Лучшим сырьем являются парафины, поскольку с повышением содержания водорода в исходных углеводородах выход алкенов возрастает.
5. Физико-химическое обоснование основных процессов производства этилового спирта
.1 Спиртовое брожение
Известный с давних времён способ получения этанола - спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы (виноград, плоды и т. п.) под действием ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, источником получения топливного спирта является вырабатываемый из тростника сахар-сырец и проч. Реакция эта довольно сложна, её схему можно выразить уравнением:
C6h22O6 ? 2C2H5OH + 2CO2
В результате брожения получается раствор, содержащий не более 15 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.
Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:
Подготовка и измельчение крахмалистого сырья - зерна (прежде всего - ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и т.п.
Ферментация. На этой стадии происходит ферментативное расщепление крахмала до сбраживаемых сахаров. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путем - глюкамилаза, амилосубтилин.
Брожение. Благодаря сбраживанию дрожжами сахаров происходит накопление в бражке спирта.
Брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах (например, «Комсомолец»).
Отходами бродильного производства являются углекислый газ, барда, эфиро-альдегидная фракция, сивушный спирт и сивушные масла.
Спирт, поступающий из брагоректификационной установки (БРУ) не является безводным, содержание этанола в нем до 96,6 %. В зависимости от содержания в нем посторонних примесей, его разделяют на следующие категории:
сорт
высшей очистки
базис
Экстра
Люкс
Альфа
Производительность современного спиртового завода около 30000-100000 литров безводного спирта в сутки. Этот способ сохранился и до сих пор, но он связан с большими затратами пищевого сырья и не может удовлетворить промышленность.
В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. В странах Западной Европы и Америки эта технология не получила распространения, но в СССР (ныне в России) существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола.
5.2 Сернокислая гидратация этилена
Сернокислый способ, предложенный А.М. Бутлеровым, получил промышленное осуществление только в послевоенные годы. Он состоит из следующих четырех стадий: 1) абсорбция этилена серной кислотой с образованием сернокислых эфиров; 2) гидролиз эфиров; 3) выделение спирта и его ректификация; 4) концентрирование серной кислоты.
Взаимодействие между этиленом и серной кислотой состоит из двух этапов: первый - физическое растворение этилена в серной кислоте и второй - гомогенное взаимодействие обоих компонентов с образованием алкилсульфатов по уравнениям:
C2h5 + h3SO4 = C2H5OSO3HH5OSO3H + C2h5 = (C2H5O)2SO2.
Поглощение (абсорбция) этилена серной кислотой - процесс обратимый, экзотермический (DH=-50232 кДж/моль), протекает с уменьшением объема.
Скорость абсорбции этилена описывается уравнением:
dG/dt = K*F*P*f(с),
где G - количество поглощаемого этилена, t - время, К - коэффициент, зависящий от интенсивности диффузии, и, следовательно, от интенсивности контакта реагентов (барботаж, перемешивание и т.д.), F - поверхность контакта реагентов, Р - парциальное давление этилена, f(c) - множитель, зависящий от концентрации серной кислоты.
Так, абсорбция этилена 93%-ной кислотой протекает в 10 раз медленнее, чем при концентрации 97,5%. Однако, применение для абсорбции этилена олеума нецелесообразно, т.к. при этом снижается выход этанола из-за образования побочных продуктов - сульфосоединений и повышенного образования полимеров.
При прочих равных условиях скорость абсорбции этилена увеличивается с ростом температуры и парциального давления, однако, при температуре выше 900С начинается интенсивное образование полимеров. Увеличение парциального давления этилена выше 2 МПа становится тоже малоэффективным.
Фактором, ускоряющим процесс абсорбции, является наличие в исходной серной кислоте этилсульфатов, которые, обладая свойствами эмульгаторов, увеличивают поверхность контакта вследствие пенообразования, и тем самым способствуют более быстрому и полному растворению этилена.
В настоящее время в промышленных установках приняты следующие условия абсорбции этилена: концентрация серной кислоты 97-98%, температура 80-850С, парциальное давление этилена на входе в абсорбер 1-1,5МПа, содержание пропилена и высших олефинов в исходной этилен-этановой фракции <0,1%. В ходе второй стадии идет гидролиз этил - и диэтилсульфата по уравнениям:
C2H5OSO3H + h3O à C2H5OH + h3SO4,
(C2H5O)2SO2 + 2h3O à 2 C2H5OH + h3SO4
Эта стадия также обратима, для обеспечения ее протекания необходим избыток воды, и, по возможности, быстрое удаление спирта из зоны реакции, т.к. кроме основной реакции идет образование диэтилового эфира:
(C2H5O)2SO2 + C2H5OH à C2H5OC2H5 + C2H5OSO3H,
(C2H5O)2SO2 + h3O à C2H5OC2H5 + h3SO4.
Главным преимуществом сернокислой гидратации по сравнению с прямой гидратацией является возможность применения неконцентрированного этилена, т.к. его концентрирование связано с большими капитальными и эксплуатационными затратами.
Однако, метод сернокислой гидратации имеет ряд недостатков. Среди них можно отметить следующие:
применение сложных и громоздких конструкций;
малоэффективное удаление полимеров однократным экстрагированием. При принятом методе экстрагирования в экстракт переходит 70-75% полимеров, значит, до 30% полимеров остается в разбавленной кислоте;
концентрирование отработанной серной кислоты. Эта часть технологического процесса является самым слабым звеном во всем методе сернокислой гидратации. Во-первых, концентрировать кислоту удается лишь до 88-90%, а, во-вторых, такой процесс концентрирования из-за высокой температуры топочных газов приводит к ощутимым потерям серной кислоты от раскисления, сопровождающегося выбросом вредного SO2 в атмосферу;
неиспользованные возможности экономии энергетических средств.
.3 Парофазная гидратация этилена
Наиболее разработанным применительно к имеющимся промышленным установкам в настоящее время является процесс газофазной гидратации:
Ch3=Ch3(г.) + h3O(г.) = C2H5OH(г.) + 41868Дж/моль.
Механизм:
Ch3=Ch3 + Н+ « СН3-СН2+,
СН3-СН2+ + Н2О « СН3-СН2-ОН2+,
СН3-СН2-ОН2+ « СН3-СН2-ОН + Н+.
Но наряду с основной реакцией идут параллельные и последовательные побочные реакции:
C2h5 + h3O = C2H5OC2H5,(C2h5) = (-Ch3-Ch3-)n.
Таким образом, процесс сложный, обратимый, несмещенный (таблица 1), экзотермический, протекает с уменьшением объема.
Таблица 1. Равновесный выход этанола.
Отношение количеств веществ: Мh3O/MC2h5Равновесный выход за один проход при давлении 8Мпа при температуре:2800С2900С0,615,48,530,818,310,15
Следует обратить внимание на два физико-химических фактора, которые определяют основные технологические параметры процесса. Прежде всего, это активность катализатора, которая имеет решающее значение для определения температуры процесса. Катализаторами прямой гидратации могут служить фосфорная кислота и ее соли. Чаще всего используется фосфорная кислота концентрацией 85-87% на таких носителях, как алюмосиликаты, силикагели, пемза и др.; значительная часть кислоты (до 35%) находится в свободном состоянии. Активность этого катализатора является невысокой. Только при температуре 280-3000С ее можно считать более или менее приемлемой для промышленных условий. При более высокой температуре в значительной мере развиваются побочные процессы: полимеризация этилена, усиленное образование эфира и т.д.
Другим отправным фактором в газофазном процессе выступает весьма низкая по сравнению с этиленом летучесть воды, которая имеет решающее значение для определения давления процесса. Последнее, при прочих равных условиях, зависит от парциального давления паров воды, т.е. тоже от температуры.
Таким образом, температура становится важнейшим параметром, определяющим не только скорость, но и общее давление процесса. Так, в соответствии со стехиометрическим уравнением реакции, для эквимолярной смеси этилена и паров воды, парциальное давление последних должно составлять примерно половину от общего давления. Однако с целью предотвращения конденсации водяного пара в самом реакторе, что приводит к разбавлению фосфорной кислоты и парализует действие катализатора, парциальное давление паров воды, а, значит, и общее давление, должно быть несколько ниже. И действительно, в промышленности применяют общее давление около 8,0МПа.
Имеются и другие пути, предотвращающие появление водяного конденсата. Во-первых, это повышение температуры. Однако, в силу экзотермичности процесса, этот путь принципиально непригоден, т.к. приводит к снижению конверсии этилена и интенсификации побочных процессов. Во-вторых, это снижение парциального давления паров водяного пара за счет повышения парциального давления этилена. Однако, этот путь тоже непригоден. Он также приводит к снижению выхода этанола, т.к. оптимальным соотношением между реагирующими компонентами является эквимолярное. Мольное соотношение, используемое в промышленности, этилен - пары воды равно 1 : 0,6-0,8.
Выбранное соотношение компонентов диктует выбор общего давления:
Робщ = РС2Н4 + РН2О + Ринерт.
Известно, что давление паров воды над 85%-ной фосфорной кислотой при температуре 2800С составляет 2,7МПа. Принимая во внимание мольное соотношение между компонентами, видно, что давление паров этилена составляет около 4,7МПа. В таком случае концентрация инертных примесей должна быть порядка 15% (Ринерт = РС2Н4*0,15/0,85). Давление больше 8МПа нежелательно т.к. происходит конденсация водяного пара.
В настоящее время процесс гидратации этилена реализуется в промышленности при следующих условиях: t = 280-3000С; Р = 8,0МПа; мольное соотношение пары воды: этилен = 0,6 : 0,8; катализатор - фосфорная кислота и фосфаты на алюмосиликате или силикагеле при содержании Н3РО4 до 35% в свободном состоянии, объемная скорость циркулирующего газа 1800-2000ч-1, что соответствует продолжительности контакта 18-20с и производительности 180-200кг этанола с 1м3 катализатора в 1 ч.
При этих условиях этилен расходуется примерно следующим образом: 95% - на образование этанола; 2-3% - этилового эфира; 1-2% - ацетальдегида; 1-2% - полимеров и др. продуктов.
В приведенных условиях гидратации максимальный выход (равновесный) за один проход может составить только 10%; практически он достигает лишь 5%, что приводит к необходимости многократной циркуляции реакционной газовой смеси через слой катализатора.
Увеличение объемной скорости является методом интенсификации рециркуляционного процесса, поэтому процесс синтеза этанола ведут с большими объемными скоростями.
Малая конверсия этилена и низкая производительность катализатора обусловили необходимость работы не с разбавленным, а с концентрированным 98-99% этиленом. Даже при таком концентрированном этилене, т.е. при содержании в нем до 2% инертных примесей, они накапливаются в рециркулирующем газе, что приводит к снижению содержания этилена. Нижний предел концентрации этилена принят сегодня 85%, что соответствует содержанию инертных примесей до 15%. Поэтому необходим отвод последних с частью рециркулирующего газа (отдувка), которая составляет 13% от подачи свежего 98%-ного этилена.
Из рециркулирующей реакционной газовой смеси необходим непрерывный отвод получаемого этанола. Практически удаление этанола производится обычным методом конденсации, при этом вода как менее летучий компонент конденсируется с большей полнотой. Это приводит к огромным затратам тепла (учитывая крупнотоннажность производства этанола) на получение водяного пара, из которого только 5% расходуется на конденсацию этанола, а остальные 95% - на конденсацию воды. Поэтому возникает острая необходимость в утилизации тепла непрореагировавшего водяного пара путем эффективного теплообмена между потоками выходящего из реактора и входящего в него газовых смесей, а также путем генерации вторичного водяного пара в котлах-утилизаторах. Относительно низкий температурный потенциал тепла (250-3000С) приводит к громоздкой системе теплообмена и теплоиспользующих аппаратов.
Однако интенсивная циркуляция реакционной газовой смеси, кратность которой (при выходе этанола около5%) достигает 20, и сравнительно невысокая теплота реакции позволяет весьма просто реализовать процесс в адиабатическом реакторе колонного типа. Выделяющаяся теплота реакции повышает температуру реагирующего газового потока лишь на 15-200С, что допустимо.
Несмотря на весьма малую летучесть фосфорной кислоты, унос ее в виде паров при такой значительной рециркуляции реакционной газовой смеси и высокой температуре достигает 0,4-0,5кг/ч с 1м3 катализатора, что может вызвать коррозию аппаратуры и ограничивает длительность нормальной работы катализатора до 500-600 часов. В связи с этим была разработана технология непрерывной подачи свободной фосфорной кислоты в реакционную газовую смесь на входе в реактор, нейтрализации ее щелочью на выходе из реактора и регенерация из полученных при нейтрализации солей. Это позволило увеличить длительность работы катализатора до 1500 часов, заметно сократить расход фосфорной кислоты и значительно уменьшить коррозию оборудования. Такой процесс можно проводить в стальной аппаратуре.
Из приведенной физико-химической характеристики процесса можно вывести основные положения, которые были приняты при разработке существующей технологической схемы.
Необходимо построить схему по принципу многократной циркуляции реакционной газовой смеси через реактор с отводом целевого продукта - этанола - конденсацией;
В качестве исходного продукта следует применять чистый этилен с минимальным содержанием инертных примесей, которые накапливаются в реакционной смеси и частично отводятся с рециркулирующей газовой смесью в виде «отдувки»;
Повышение давления процесса ограничено из-за опасности конденсации воды, снижающей активность катализатора;
Процесс необходимо проводить при эквимолярном или близком к нему соотношении этилен / водяной пар;
Необходимо наиболее полно регенерировать тепло, расходуемое на получение водяного пара;
Возможно применение адиабатического реактора простейшей конструкции;
Целесообразно подпитывать поступающую в реактор реакционную газовую смесь свежей фосфорной кислотой, необходима нейтрализация паров кислоты на выходе из реактора, включая регенерацию ее из выпавших солей.
6. Описание технологической схемы процесса производства этилового спирта
Технологические схемы синтеза этанола различаются способами получения водяного пара и системами утилизации тепла. В наиболее совершенных схемах водяной пар для синтеза получают путем рецикла воды после отделения этанола и использованием парового конденсата.
.1 Структурная схема процесса
Свежий и оборотный этилен сжимается в компрессорах (1), (2) до 8,0 Мпа, смешивается с водяным паром, поступающим обычно с ТЭЦ, подогревается в теплообменнике (4) теплом отходящей из реактора смеси и перегревается в трубчатой печи (3) до 275°С, после чего подается в реактор-гидратор (5). Перед входом в реактор в поток «вбрызгивается» фосфорная кислота для подпитки катализатора, что продлевает срок его службы (реакционная газовая смесь смешивается с подаваемой фосфорной кислотой при температуре 280-3000С).
Реактор представляет собой полую колонну высотой 10 м и диаметром 1,5 м, работающую в режиме идеального вытеснения. Для исключения влияния коррозии от фосфорной кислоты он выложен листами красной меди.
Реакционные газы содержат пары унесенной фосфорной кислоты, которая нейтрализуется гидроксидом натрия, а образующиеся соли выделяются в солеотделителе (6). Отток фосфорной кислоты составляет 0,4 - 0,5 т/час с 1 м3 катализатора.
Теплота отходящих реакционных газов регенерируется в теплообменнике (4) для нагрева входящей смеси. В холодильнике (7) происходит конденсация продуктов реакции, а в сепараторе (8) разделяются жидкие и газовые потоки. Вода, как менее летучий компонент, конденсируется с большей полнотой. Поэтому для дополнительного выделения спирта производится его отмывка водой в абсорбере (9). Непрореагировавший газ, содержащий 90 - 92% этилена, рециркулируют компрессором (2), а часть его сбрасывают, чтобы избежать накопления примесей в системе.
Отдувка составляет примерно 20% от введенного этилена и направляется на установку газоразделения для выделения этилена.
Водный конденсат после сепаратора (8) и жидкость из абсорбера (9) дросселируют, в результате чего выделяются растворенные газы, отделяемые в сепараторе низкого давления (10) и направляемые в топливную линию.
Жидкая фаза из сепаратора (10) представляет собой 15%-ный водный раствор этанола, содержащий примеси диэтилового эфира, ацетальдегида и низкомолекулярных полимеров этилена. Этот раствор подвергают ректификации в ректификационных колоннах (11) и (12). В первой отгоняют наиболее летучие диэтиловый эфир и ацетальдегид, а во второй - этиловый спирт в виде азеотропной смеси, содержащей 95% этанола и 5% воды. Обогрев колонны осуществляется острым паром. В кубе колонны (12) остается вода, которую очищают от соли в ионообменной установке (13) и возвращают на гидратацию, организуя замкнутый цикл по технологической воде. Это позволяет значительно снизить расход свежей воды, исключить сброс отработанной воды в стоки и сократить потери этанола.
При необходимости получения безводного спирта этанол-ректификат направляют в дегидратор. Расход этилена на производство 1 т этилового спирта составляет 0,7 т (теоретический расходный коэффициент 0,61 т C2h5). В структуре себестоимости спирта 30% приходится на стоимость сырья.
.2. Операторная схема процесса:
7. Расчет материального баланса ХТС
.1 Блок-схема
.2 Пересчет единиц
Доля по объему доля по массе;
h5 = 0,96*MC2h5 = 0,96*28 = 26,88 г,H6 = 0,04*MC2H6 = 0,04*30 = 1,2 г,? = mC2h5 + mC2H6 = 26,88 + 1,2 = 28,08 г,
Тогда 26,88/28,08 = 0,958 масс долей или 95,8 % масс.,
,2/28,08 = 0,042 масс долей или 4,2 % масс.
7.3 Условная постоянная информация
№Содержание информацииУсловное обозначениеЕдиница измеренияПринятые значения1.Содержание С2Н4 в этиленовой фракцииg011доля по объему0,962.Содержание С2Н5ОН в ректификатеg401доля по массе0,9453.Норма расхода параКмоль Н2О / моль С2Н40,74.Конверсия этиленаcдоля единицы0,0555.Селективностьj1доля единицы0,9556.Степень превращения конвертированного этилена в - диэтиловый эфир - ацетальдегид j2 j3доля единицы 0,035 0,017.Содержание инертов в циркуляционном газеg51идоля по объему0,168.Количество свежей этиленэтановой фракции (базис расчета)Пкг79009.Доля отдуваемого газа, выходящего из сепаратораg35идоля по объему0,15
.4 Балансовая математическая модель
Баланс по этилену по первому узлу:
N12 = П*g011/Мэтилена + N51*(1-g51и)\
Количество воды, пошедшее на образование этанола:
(N012 + N41)/N12 = K
Баланс по этилену по третьему и пятому узлам:
N12*(1-c) = N51*(1-g51и) + N501*(1-g35и)
Баланс по этанолу по четвертому узлу:
N12*c*j1*Mэтанола = G401*g401
Баланс по диэтиловому эфиру:
G402 = 0,5* N12*c*j2*Mэфира
Баланс по ацетальдегиду:
G403 = N12*c*j3*Mацетальдегида
Баланс по воде по всей схеме:
N012= G401*g401/*Mэтанола + G401*(1-g401)/Мводы + G402/ Mэфира + G403/ Mацетальдегида
Отдувка
П*(1-g011)/Мэтана + G403/Mацетальдегид = N50*g35
.5 Соответствие переменных потокам
№Наименование потокаУсловное обозначениеciРазмерностьЗначение по расчету1.Циркул. поток этиленаN51c1кмоль39882.Поток этиленаN12c2кмоль36203.Свежий поток водяного параN012c3кмоль228,034.Циркул. поток водяного параN51c4кмоль23065.ОтдувкаN501c5кмоль83,4316.Поток этанола на выходе из блока разделенияG401c6Кг92697.Поток диэтилового эфира на выходе из блока разделенияG402c7Кг253,3798.Поток ацетальдегида на выходе из блока разделенияG403c8Кг87,597
.6 Упорядочение переменных
c2 = (1 - 0,16)c1 + 7900*0,957/28 = 0,84c1 + 270
c2 - 0,84c1= 270
(c3 + c4)/c2 = 0,7
c3 + c4 - 0,7c2 = 0
c2*(1 - 0,055) = c1*(1 - 0,16) + c5*(1 - 0,15)
,945c2 - 0,84c1 - 0,85c5 = 0
c2*0,055*0,955*46 = c6*0,945
,42c2 - 0,945c6 = 0
c7 = 0,5*0,055*0,035*74*c2
,07c2 - c7 = 0
c8 = 0,055*0,01*44*c2
,0242c2 - c8 = 0
c3 = c6*0,945/46 + c6*(1 - 0,945)/18 + c7/74 + c8/44
c3 - 0,024*c6 - 0,014*c7 - 0,023*c8 = 0
*(1 - 0,96)/30 + c8/44 = 0,15*c5
,023*c8 - 0,15*c5 = - 10,5
ciСв. членc1c2c3c4c5c6c7c8-0,84 0 -0,84 0 0 0 0 01 -0,7 0,945 2,42 0,07 0,0242 0 00 1 0 0 0 0 1 00 1 0 0 0 0 0 00 0 -0,85 0 0 0 0 -0,150 0 0 -0,945 0 0 -0,024 00 0 0 0 -1 0 -0,014 00 0 0 0 0 -1 -0,023 0,023270 0 0 0 0 0 0 -10,5
.7 Материальный баланс ХТС производства этанола на 7900 кг
этиленэтановой фракции
этилена = П*0,958 = 7900*0,958 = 7568 кгводы = N012*Мводы = 228,03*18 = 4104,54 кг (приход)этана= П*0,042 = 7900*0,042 = 332 кгспирта = G401*0,945 = 9269*0,945 =8759,2 кгпарар = N51*Мводы =2306*18 = 41508 кг воды = G401 - Gспирта = 9269 - 8759,2 = 509,8 кг (расход)диэтилового эфира = G402 = 253,379 кгацетальдегида = G403= 87,597 кг
Приходрасходнаименованиекг% массНаименованиекг% масс.1.Этиленовая фракция: этилен этан 2.Водяной пар (рец.) 3. Вода 7568 332 41508 4104,54 14 0,6 77,6 7,8Этанол Вода, введенная со спиртом Водяной пар (рец.) Диэтиловый эфир Отдувка Ацетальдегид Невязка8759,2 509,8 41508 253,38 2336,1 87,597 58,49416,4 0,9 77,6 0,5 4,3 0,2 0,1Всего53512,54100Всего53512,54100
.8 Расчет основных технологических показателей процесса
Расходные коэффициенты по сырью:
gпрактэтилена = G0этилена/ Gспирта = 7568/8759,2= 0,864
gпрактводы = G0воды/ Gспирта = 4204,54/8759,2 = 0,48
gтеорэтилена = Мэтилена/ Мспирта = 28/46 = 0,609
gтеорводы = Мводы/ Мспирта = 18/46 = 0,391
Выход этанола:
h = G спирта/Gспиртастех= Gспирта/(G этилена*(Mспирта /Мэтилена)) = 8759,2/7568*(46/28)*100% = 70,4 %
Конверсия этилена:
Х = (G спирта/Mспирта +Gдиэтилового эфира/Mдиэтилового эфира *2/1)/ (G этилена/ Мэтилена) = (8759,2/46+253,379/74*2)/(7568/28)=0,728=72,8%
7.9 Поточная диаграмма
Заключение
В заключении хотелось бы сказать, что в настоящее время находится широкое применение спиртов. На многих производствах спирты применяются в качестве растворителей. В химической промышленности они используются для различных синтезов. Метиловый спирт в больших количествах «идёт» на получение формальдегида, используемого в производстве пластмасс уксусной кислоты и других органических веществ. В настоящее время разрабатывается много новых технологических процессов на основе использования метилового спирта как исходного продукта, поэтому значение его в промышленном производстве нужных народному хозяйству, веществ и материалов будет всё более возрастать.
Перспективным считается использование метилового спирта в качестве моторного топлива т.к. добавка его к бензину повышает октановое число горючей смеси и снижает образование вредных веществ в выхлопных газах.
Этиловый спирт в больших количествах идёт на производство синтетического каучука. Окислением спирта получают пищевую уксусную кислоту. Путём его дигидратации готовят диэтиловый (медицинский) эфир, с взаимодействием с хлороводородом получают хлорэтан, для местной анестезии. Спирт применяется при изготовлении многих лекарств. В парфюмерии он идёт на изготовление духов и одеколонов.
Но также спирты могут оказывать негативное воздействие на организм. Особенно ядовит метиловый спирт: 5 -10 мл спирта вызывают слепоту и сильное отравление организма, а 30 мл могут привести к смертельному исходу.
Этиловый спирт - наркотик. При приеме внутрь он вследствие высокой растворимости быстро всасывается в кровь и возбуждающе действует на организм. Под влиянием спиртного у человека ослабевает внимание, затормаживается реакция, нарушается координация, появляется развязность, грубость в поведении и т. д. Все это делает его неприятным и неприемлемым для общества. Но следствия употребления алкоголя могут быть и более глубокими. При частом потреблении появляется привыкание, пагубное пристрастие к нему, и в конце концов тяжелое заболевание - алкоголизм. Спиртом поражаются слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, что может вести к возникновению гастрита, язвенной болезни желудка, двенадцатиперстной кишки. Печень, где должно происходить разрушение спирта, не справляясь с нагрузкой, начинает перерождаться, в результате возникает цирроз. Проникая в головной мозг, спирт отравляюще действует на нервные клетки, что проявляется в нарушении сознания, речи, умственных способностей, в появлении психических расстройств и ведет к деградации личности.
Особенно опасен алкоголь для молодых людей, так как в растущем организме интенсивно протекают процессы обмена веществ, а они особенно чувствительны к токсическому воздействию. Поэтому у молодежи быстрее, чем у взрослых, может появиться алкоголизм.
Список использованной литературы
Общая химическая технология: Учебник для химико-технологических специальностей. Т. 2.
Важнейшие химические производства. / Мухленов И.П., Авербух А.Я., Кузнецов Д.А. и др. Под редакцией И.П. Мухленова. - М.: Высш. шк.,1984.
Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1981.
Тимофеев В.С., Серафимов Л.А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1992.
Кононова Г.Н., Сафонов В.В. Учебно-методическое пособие « Производство этилового спирта прямой гидратацией этилена».
Сборник заданий курсовых и домашних работ для студентов 4 курса. В двух частях. Ч. 1./ Егорова Е.В., Игумнов М.С., Кононова Г.Н. и др. Под ред. Кононовой Г.Н., Сафонова В.В., Смирновой С.Н. - М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2002.
diplomba.ru
Производство - этиловый спирт - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Производство - этиловый спирт
Cтраница 1
Производство этилового спирта при помощи дрожжей основано на давно устоявшейся технологии ( см. также гл, 3), Для получения топливного спирта необходимо осуществить ряд процессов ( рис. 2.5): подготовить сырье, провести брожение, отгонку и очистку, обезвоживание если предполагается использовать продукт в смеси с нефтью), денатурацию и организовать хране1 - ние. На каждой стадии есть свои узкие места, о которых надо всегда помнить, поскольку это прямо определяет саму возможность использования процесса сбраживания для получения жидкого топлива, его энергобаланс и экономичность. [1]
Производство этилового спирта из этилена растет с каждым годом и в настоящее время достигло больших масштабов. Синтетический спирт значительно дешевле спирта, полученного из пищевого сырья. [2]
Производство этилового спирта является наиболее многотоннажным среди производства других спиртов. По производству этилового спирта Советский Союз занимает первое место в мире. [3]
Производство этилового спирта из коксового газа имеет большие преимущества по сравнению с производством этого продукта из пищевого сырья. [4]
Производство этилового спирта из этилена растет с каждым годом и в настоящее время достигло больших масштабов. Синтетический спирт значительно дешевле спирта, полученного из пищевого сырья. [5]
Производство этилового спирта путем сернокислотной гидратации началось лишь после 1930 г. В Советском Союзе исследования в области промышленного применения этого способа производились М. А. Далиным с сотрудниками, и в 1936 г. в Баку была построена первая установка для производства этилового спирта из этилена нефтезаводских газов. [6]
Производство этилового спирта путем прямой гидратации этилена, полученного при пиролизе этана, должно быть предусмотрено дальнейшим развитием химической промышленности в Грозном. [7]
Для производства этилового спирта наиболее широко используется сахарный тростник. В Бразилии чистый этанол и смесь этанола с бензином являются широко распространенным видом топлива. Такое биотопливо легко хранить и транспортировать, оно обладает высокой теплотворной способностью, более полно сгорает в двигателе. При сгорании такого топлива атмосфера загрязняется гораздо меньше, чем при сжигании обычного топлива. Бразилия, приступившая к использованию этанола в качестве автомобильного топлива в 70 - е гг., обладает лучшей в мире технологией его производства. К числу перспективных методов биоконверсии относится способ получения моторного топлива ( метилового эфира) из семян рапса. Моторное топливо на основе рапса, обладая характеристиками, близкими к дизельному топливу, практически не дает выбросов вредных веществ. В Чехии производится около 1 млн т биодизельного топлива в год. В США разработан способ производства спирта из кукурузы, в Италии ведутся работы над разработкой способа рентабельного производства спирта из сорго. Около 200 автобусов в Стокгольме уже работают на спирте. [8]
Для производства этилового спирта методом прямой гидратации требуется этиленовая фракция приблизительно следующего состава: этилена 97 % объемн. [9]
Для производства этилового спирта используют также остатки свеклосахарного производства, так называемую мелассу, или патоку, содержащую тростниковый сахар. [10]
Для производства этилового спирта используют также остатки свеклосахарного производства, так называемую мелассу, или патоку, содержащую тростниковый сахар. [11]
Для производства этилового спирта используется крахмалсо-цержащее сырье - различные виды зерна и картофель. В некоторых случаях спиртовые заводы, перерабатывающие зерно-картофельное сырье, используют для производства спирта сахарную свеклу, картофельную мезгу, мелассу, отходы виноделия, некондиционные фрукты. [12]
Позже производство этилового спирта сернокислотной гидратацией этилена коксовых газов было начато на севере Франции. [13]
Для производства этилового спирта используется крахмалсо-держащее сырье - различные виды зерна и картофель. В некоторых случаях спиртовые заводы, перерабатывающие зерно-картофельное сырье, используют для производства спирта сахарную свеклу, картофельную мезгу, мелассу, отходы виноделия, некондиционные фрукты. [14]
Для производства этилового спирта наиболее широко используется сахарный тростник. В Бразилии чистый этанол и смесь этанола с бензином являются широко распространенным видом топлива. Такое биотопливо легко хранить и транспортировать, оно обладает высокой теплотворной способностью, более полно сгорает в двигателе. При сгорании такого топлива атмосфера загрязняется гораздо меньше, чем при сжигании обычного топлива. Бразилия, приступившая к использованию этанола в качестве автомобильного топлива в 70 - е гг., обладает лучшей в мире технологией его производства. К числу перспективных методов биоконверсии относится способ получения моторного топлива ( метилового эфира) из семян рапса. Моторное топливо на основе рапса, обладая характеристиками, близкими к дизельному топливу, практически не дает выбросов вредных веществ. В Чехии производится около 1 млн т биодизельного топлива в год. В США разработан способ производства спирта из кукурузы, в Италии ведутся работы над разработкой способа рентабельного производства спирта из сорго. Около 200 автобусов в Стокгольме уже работают на спирте. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Производство - спирт - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Производство - спирт
Cтраница 1
Производство спиртов полностью обеспечивается сырьем - кислотами фракции Сю - Ci8, вводом на Уфимском НПЗ им. [1]
Производство спирта, таким образом, обычно распадается на ряд этапов. [2]
Производство спирта возможно осуществить путем дистилляции продуктов на основе свеклы или вина. [3]
Производство спиртов С12 - С16 осуществляется пока в сравнительно небольших масштабах; ожидается, что освоение крупнотоннажного производства спиртов приведет к снижению их себестоимости в 2 - 2 5 раза. [4]
Производство спирта, таким образом, обычно распадается на ряд этапов. [5]
Производство спирта и производство прессованных дрожжей являются очень распространенными процессами. Небольшие предприятия в зависимости от спроса на рынке могут производить или больше спирта, или больше дрожжей. [6]
Производство спирта из разнообразного сырья ( мелассы, сахарной свеклы и дефектного зерна) усложняет процесс ректификации его на спиртовых и ликеро-водочных заводах, поскольку основная масса напитков изготавливается из спирта высшей очистки. [7]
Производство спирта из растительного сырья имеет большое значение для народного хозяйства. Не меньшее значение имеет также и использование ценных отходов спиртового производства, важнейший из которых - барда - служит отличным кормом и имеет большое значение для животноводства. [8]
Производство спиртов в связи с использованием токсичных и взрывоопасных продуктов, высоких давлений ( до 35 МПа) и температур ( до 450 С) относится к пожаро - и взрывоопасным производствам и требует строгого соблюдения правил и норм техники безопасности. [10]
Производство спиртов занимает значительное место в основном органическом синтезе. Из них значительная доля по объему производства падает на этиловый спирт. Он находит применение не только как растворитель, но и как сырье в разнообразных синтезах. Особенно большое количество этилового спирта расходуется в производстве синтетического каучука. Из спиртов жирного ряда получили применение изопропиловый, бутиловые, амиловые спирты, из многоатомных - этиленгликоль, глицерин и петаэритрит, из циклических - циклогексанол, из непредельных - аллиловыи, который используется в производстве пластмасс, в парфюмерной и химико-фармацевтической промышленности. [11]
Производство спирта из этилена с помощью серной кислоты, осуществленное в настоящее время в промышленном масштабе, представляет собой двухступенчатый процесс. [12]
Производство спирта имеет очень важное значение для сельского хозяйства, так как спирт получается в конечном счете из крахмала, а крахмал синтезируется в зеленых частях растений непосредственно из СО2 воздуха и воды. Все же азотистые и минеральные вещества материалов возвращаются в почву обратно в виде корма для скота - барды, а затем навоза. Таким образом можно производить огромные количества спирта, не истощая плодородия почвы. Поэтому во многих государствах, где налоги на спиртные напитки играют видную роль в бюджете, приняты меры к тому, чтобы сделать спирт, предназначенный для технических надобностей, негодным для питья и освободить таким образом от налога и тем способствовать развитию винокурения. Испортить спирт нужно так, чтобы он не был ядовит, не содержал нерастворимых примесей и сгорал бы нацело. Такая порча спирта называется денатурацией. Обычно для этой цели к спирту примешивают неочищенный метиловый спирт, который пахнет дегтем, и так называемые пиридиновые основания, получаемые сухой перегонкой свежих костей. [13]
Производство спирта состоит из нескольких этапов. [14]
Производство спирта из этилена дает экономию миллионов тонн зерна и картофеля. Каждая тонна синтетического спирта позволяет сэкономить более 4 т зерна или 12 т картофеля. Капитальные затраты на 1 т мощности для производства синтетического спирта примерно на 10 - 15 % ниже, чем для производства спирта из пищевого сырья. Себестоимость синтетического спирта значительно ниже, чем пищевого. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Производство - гидролизный спирт - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Производство - гидролизный спирт
Cтраница 1
Производство гидролизного спирта из сельскохозяйственных отходов на южных заводах предполагается прекратить из-за его высокой стоимости. [2]
Является побочным продуктом при производстве гидролизного спирта. [3]
Советские ученые и инженеры успешно развивают и рационализируют технологический процесс производства гидролизного спирта, применяя новые прогрессивные методы производства. В 1946 г. группе ученых и инженеров ( Шарков, Чепиго, Мартыненко, Иванов) за разработку и внедрение методов производства этилового спирта из древесины присуждена Сталинская премия. [4]
Известны два вида технического лигнина: гидролизный лигнин, получаемый при производстве гидролизного спирта из древесины, и лигнин из сульфитных щелоков - отхода производства целлюлозы сульфитным способом. Химический состав лигнина не установлен, по-видимому, в основе его лежат производные ароматического ряда. В настоящее время установлена возможность частичной ( до 15 %) замены древесной муки лигнином в пресс-композициях темных цветов. [5]
За годы войны ( 1941 - 1945 гг.) в Советском Союзе благодаря развитию производства гидролизного спирта было сэкономлено 10 млн. т зерна; с начала 60 - х годов, благодаря производству этилового спирта из этилена, в год экономится не менее 2 млн. т зерна. [6]
Промышленное использование ксилана организуется как самостоятельное производство для переработки растительного сырья67 72 или комбинируется с производством гидролизного спирта и целлюлозы. В последнем случае растительный материал подвергается предварительному гидролизу для удаления пентозанов с последующей их переработкой на фурфурол или ксилозу, а затем производится гидролиз целлюлозы до глюкозы с дальнейшей переработкой в спирт. [7]
Окисление лигнинсодержащего сырья ( например, лигносульфатов - отхода в производстве древесной целлюлозы сульфитной варки, барды - отхода в производстве гидролизного спирта или дрожжей, древесных опилок и др.) в щелочной среде в присутствии оксидов Со, Си, Мп или других катализаторов; из смеси продуктов реакции ванилин экстрагируют бутанолом или бензолом и очищают гидросульфитной обработкой, перегонкой или кристаллизацией. [8]
Получается из подсолнечной или овсяной лузги, из кендыря, при действии серной кислоты под давлением, и как побочный продукт при производстве гидролизного спирта из древесины. [9]
Указанные обстоятельства определяют целесообразность развития гидролизного производства в Советском Союзе. Производство гидролизного спирта было организовано в Советском Союзе в годы довоенных пятилеток. В настоящее время по производству гидролизного спирта Советский Союз занимает одно из первых мест в мире. [10]
Однако на практике встречаются и обратные задачи. При производстве гидролизного спирта получаются отходы, состоящие из пропитанной раствором серной кислоты клетчатки. При сжигании этих отходов вначале имеет место разложение серной кислоты на HjO я SO3, а затем диссоциация SOs. [11]
Накапливается как отход производства гидролизного спирта и дрожжей из древесины и другого растительного сырья. [12]
Сульфитный щелок после соответствующей подготовки ( отдувка SO2, нейтрализация, отделение гипсового шлама) поступает в бродильное отделение. Сброженное сусло, так же как и при производстве гидролизного спирта, проходит брагоректификационную колонну, затем спирт укрепляется, чистится от примесей и направляется на склад готовой продукции. [13]
Вначале пищевое сырье в производстве спирта стала вытеснять древесина. Из 1 т древесины при гидролизе получается около 160 кг этилового спирта, что заменяет 1 6 т картофеля или 0 6 т зерна. Производство гидролизного спирта обходится дешевле, чем из пищевого сырья. При комплексной химической переработке древесина используется вместо пищевого сырья также в производстве глицерина, кормового сахара, кормовых дрожжей, уксусной, лимонной и молочной кислот и других продуктов. [14]
Указанные обстоятельства определяют целесообразность развития гидролизного производства в Советском Союзе. Производство гидролизного спирта было организовано в Советском Союзе в годы довоенных пятилеток. В настоящее время по производству гидролизного спирта Советский Союз занимает одно из первых мест в мире. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
© 2005-2018, Национальный Экспертный Совет по Качеству.