Alkoholių gavimas: metodai ir žaliavos

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Alkoholiai naudojami daugelyje pramonės šakų ir veiklos sričių. Jie gamina įvairius sintetinius polimerus, plastifikatorius, kaučiukus, ploviklius ir daugybę kitų gaminių. Alkoholių gamyba vykdoma biocheminiais ir cheminiais metodais. Daugelis jų yra masiniai naftos chemijos sintezės produktai. Cheminė sintezė iš angliavandenilių yra palyginti nebrangus gamybos procesas. Taip pat vienas iš svarbiausių būdų yra alkoholių gamyba hidratuojant olefinus. Taip gaunami izopropilo, tretinio ir antrinio butilo bei etilo alkoholiai. Metilo alkoholio (metanolio) gamyba pagrįsta sausuoju medienos distiliavimu.

Pagrindiniai procesai, kuriais gaunami alkoholiai:

• Halogeno darinių šarminė hidrolizė: glicerolio, benzilo alkoholio ir kitų gamyba.
• Epoksidų ir alkenų drėkinimas: etilenglikolis, etanolis ir kt.
• Hidroformilinimas: heksanolis, metanolis ir kt.
• Oksidacijos metodai: aukštesnių riebalų alkoholių gamyba.
• Atkūrimo metodai: didesni riebalų turintys alkoholiai, ksilitolis ir kt.
• Biocheminiai metodai: glicerolio ir etanolio gamyba.

Etilo alkoholis (etanolis) yra vienas iš labiausiai masiškai gaminamų produktų. Jos pagrindu buvo sukurtas sintetinio kaučiuko gamybos būdas. Etanolis gaunamas iš medienos hidrolizės produktų, etileno, sulfitinių skysčių ir fermentiniu būdu iš maisto žaliavų.

Alkoholio (etanolio ir metanolio) gamyba iš maisto žaliavų ir medienos yra brangus ir daug laiko reikalaujantis procesas. Etilo alkoholis yra daug pelningesnis ir lengviau gaminamas iš nebrangių angliavandenilių žaliavos, pavyzdžiui, naudojant etileno hidrataciją. Norint gauti vieną toną etanolio fermentiniu būdu, reikia apdoroti keturias tonas grūdų arba aštuonias tonas pjuvenų. Palyginimui: viena tona etanolio gaunama iš 2,5 tonos naftos distiliatų arba etileno dujų. Darbo sąnaudos žmogaus valandomis gaminant etilo alkoholį iš įvairių žaliavų: iš grūdų - 160, iš bulvių - 280, iš etileno - 10. Alkoholių gavimas iš naftos chemijos žaliavų yra pigesnis ir sudėtingesnis.

Taip pat labai svarbus cheminis produktas yra metanolis. Šiuolaikinė metilo alkoholio gamyba pramoniniu mastu vykdoma organinės sintezės būdu anglies monoksido (II) arba sintezės dujų pagrindu. Technologinės schemos skiriasi. Paprastai juos galima suskirstyti į šias tris grupes.

- Sintezė ant cinko-chromo katalizatorių esant aukštam slėgiui. Šis procesas yra pasenęs irpakeisti įvairiais žemo slėgio sintezės metodais.

- Vario-cinko-aliuminio katalizatorių sintezė esant žemam slėgiui. Žemo slėgio sintezės metodų naudojimas gali žymiai sumažinti energijos sąnaudas gamybai. Taikant šį gamybos metodą reikalingas aukštas žaliavų gryninimo nuo priemaišų, kurios neigiamai veikia katalizatorių, laipsnį.

- Metanolio sintezė trifazėje sistemoje, kuri atliekama inertiško skysčio ir smulkaus katalizatoriaus suspensijoje. Tai metodas, leidžiantis padidinti produkto išeigą, tuo pačiu sumažinant energijos sąnaudas. Tobulinami alkoholių gavimo būdai. Trifazė sistema yra pažangi gamybos technologija.