Бизнес төлөвлөгөө 

Модны спирт үйлдвэрлэх технологи. Модны спирт (гидролизийн спирт)

Өнөөдөр маш олон хүмүүс гар хийцийн ликёр хийж байгаа боловч зарим ундаа нь согтууруулах ундаа агуулсан байхыг шаарддаг. Гэртээ архи үйлдвэрлэх нь маш их хөдөлмөр шаарддаггүй. Үүнийг хийхийн тулд та метилийн спирт хийх зарим тал, зарчмуудыг мэдэж, анхааралдаа авах хэрэгтэй.

Юуны өмнө метанол үйлдвэрлэхэд үр тариа байх шаардлагатай. -д үр тарианы үүрэг гүйцэтгэдэг энэ тохиолдолдэрдэнэ шиш, улаан буудай байж болно. Та мөн төмс, цардуулыг ашиглаж болно. Гэхдээ мэдэгдэж байгаагаар бодистой харьцах үед цардуул ямар ч хариу үйлдэл үзүүлдэггүй. Химийн элемент үйлдвэрлэхийн тулд сахаржуулах аргыг ашигладаг. Үүнийг элсэн чихэр болгохын тулд соёолжид тодорхой ферментүүд шаардлагатай байдаг; Химийн хольцгүй үр тарианаас этанол хийснээр байгалийн гаралтай бүтээгдэхүүний гарц ажиглагдаж байна.

Метанол үйлдвэрлэх технологи

Гэртээ архины химийн бодис үйлдвэрлэх технологи нь хэд хэдэн үе шатаас бүрдэж болно.

Хамгийн чухал нь доор байна:

  1. Соёолж ашиглан метанол үйлдвэрлэх . Тариалсан ургамлын үр тариа нь жижиг саванд соёолж байх ёстой бөгөөд тэдгээр нь нэг давхаргад, гурван см хүртэл тархсан байна. Урьдчилан нахиалсан үр тариаг калийн перманганатын уусмалаар эмчлэх ёстой гэдгийг санаарай. Боловсруулсны дараа үрийг саванд хийж, усаар чийгшүүлнэ. байгааг анхаарч үзэх хэрэгтэй нарны цацраг, эсвэл гэрлийн хүрэлцээ нь үр тарианы соёололтоос шууд хамаардаг. Савыг полиэтилен материал эсвэл нимгэн шилээр хучих ёстой, өөрөөр хэлбэл хангалттай ил тод байх ёстой. Хэрэв усны хэмжээ багассан бол үүнийг нэмэх шаардлагатай.
  2. Дараагийн шат: цардуул боловсруулах. Эхлээд этилийн спирт үйлдвэрлэхээр сонгосон бүтээгдэхүүнээс цардуулыг гаргаж авдаг. Энэ тохиолдолд энэ нь төмс юм. Бага зэрэг муудсан төмсийг уснаас зуурмаг үүсч эхлэх хүртэл буцалгана. Дараа нь бид бүтээгдэхүүн хөргөх хүртэл хүлээж, энэ хооронд бид соёолж нунтаглана. Дараа нь хоёр бүтээгдэхүүнийг холино. Дараа нь цардуул хуваах процедурыг хамгийн багадаа 60˚ С-ийн температурт хийх ёстой. Одоо хольцыг халуун устай саванд хийж, 1 цагийн турш үлдээнэ. Цаг хугацаа өнгөрсний дараа бүтээгдэхүүнийг бүрэн хөргөнө.
  3. Исгэх үе шат. Мэдэгдэж байгаагаар исгэх нь согтууруулах ундаа агуулсан элементүүдээр тодорхойлогддог. Гэсэн хэдий ч, нухаш гэж нэрлэдэг согтууруулах ундааболомжгүй. Холимог хөргөсний дараа мөөгөнцөр нэмдэг бөгөөд энэ нь өрөөний температурт ч хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч хэрэв температур өндөр байвал бүтээгдэхүүн хурдан исгэх болно. Их хэмжээний дулаан байгаа тохиолдолд исгэх ажиллагаа гурван өдрийн дараа дуусна. Үүний зэрэгцээ та бүтээгдэхүүнээс үр тарианы зөөлөн үнэрийг үнэртэж болно.
  4. Дараагийн шат бол нэрэх юм. Үүнийг хэрхэн үйлдвэрлэдэг вэ? Үүний тулд гэртээ архи үйлдвэрлэх тусгай аппарат ашигладаг.
  5. Эцсийн шат бол цэвэрлэх технологи юм. Ингэж хэлж болно метилийн спиртбэлэн, гэхдээ шингэн нь ил тод биш байгааг анзаараарай. Ийм учраас цэвэрлэгээ хийдэг. Энэ нь калийн перманганатын уусмал нэмэх замаар хийгддэг. Энэ хэлбэрээр метилийн спиртийг нэг өдрийн турш үлдээгээрэй, дараа нь шүүнэ - бүтээгдэхүүн бэлэн болно.

Таны харж байгаагаар гар хийцийн архи хийх технологи нь маш энгийн бөгөөд нэмэлт хүчин чармайлт шаарддаггүй.

Үртсэн үртэсээс этанол бодис үйлдвэрлэх

Сүүлийн жилүүдэд чулуужсан түүхий эдийг хийж болох этилийн спирт. Үр тарианы хомсдол бий. Гэсэн хэдий ч модны үртэсээс архи үйлдвэрлэх нь хамгийн муу сонголт биш юм, учир нь энэ түүхий эд нь олон жилийн туршид байнга шинэчлэгддэг.

Гэсэн хэдий ч модны үртэсээс бодис хийх нь тодорхой ур чадвар шаарддаг бөгөөд үүнээс гадна үйлдвэрлэгч нь тусгай тоног төхөөрөмжтэй байх ёстой бөгөөд үүнгүйгээр этилийн спирт үйлдвэрлэхэд маш их хөдөлмөр зарцуулдаг. Гэртээ модны үртэсээс архи үйлдвэрлэх нь маш их алдартай бөгөөд өндөр зардал шаарддаггүй.

Таны мэдэж байгаагаар өөрийн үйлдвэрлэсэн этилийн спиртийг үйлдвэрийн хувилбартай харьцуулдаггүй. Худалдааны нөхцөлд хийсэн бүтээгдэхүүн нь илүү чанартай байдаг, учир нь найрлага бүр нь өвөрмөц байдаг. Үртсэн модны үртэсээс архи үйлдвэрлэх нь илүү хялбар байдаг!

Гэртээ согтууруулах ундаа хэрхэн хийх вэ?

Гэртээ этилийн спирт үйлдвэрлэх ажлыг тусгай төхөөрөмж ашиглан хийдэг. Энэ төхөөрөмж нь тодорхой элементүүдийг хуваах процедурыг гүйцэтгэх, түүнчлэн тэдгээрийн хооронд химийн урвал явуулах чадвартай. Согтууруулах ундаа үйлдвэрлэх ердийн тоног төхөөрөмж нь мини үйлдвэр шиг харагдаж болно. Тэдгээрийн дотор та ямар ч төрлийн согтууруулах ундаа хийж болно.

Этил бодисыг бэлтгэх технологийг судлах нь маш энгийн бөгөөд бүтээгдэхүүн нь өндөр чанартай байдаг. Та үүнээс юу авч болох вэ? Нэгдүгээрт, эдгээр нь согтууруулах ундаа агуулсан бүтээгдэхүүн юм өндөр чанартай, хоёрдугаарт, өөрийн зардлаа нөхөх нь тусгай төхөөрөмж шаарддаг;

Жишээлбэл, 20 кг элсэн чихэр хэрэглэвэл 12 литр хүртэл спирт гардаг. Энэ тохиолдолд метанолын хувь 96% хүрдэг. Энэ тооцоогоор 25 хагас литрийн шил архи гардаг. Түүнчлэн, төхөөрөмжийн зарцуулсан цахилгаан эрчим хүч нь ойролцоогоор 25 кВт зарцуулагдана.

Ийм төхөөрөмж нь ачаалагдсан бүх бүтээгдэхүүнийг зориулалтын дагуу ашиглах чадвартай. Эхний боловсруулалтаар гаргаж авсан уудаггүй бүтээгдэхүүнийг шилэн гадаргуу болон цонхны цэвэрлэгч болгон ашиглаж болно. Та мөн ийм төхөөрөмжийг ашиглан өөрөө суулгаж болно шаардлагатай диаграммуудболон зураг. Ийм тоног төхөөрөмж нь метилийн спиртийн үйлдвэрлэлийг амархан даван туулж чадна.

Согтууруулах ундаа үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмж нь түүний үйл ажиллагааны зарим зарчимтай байдаг. Төхөөрөмж нь савыг шаардлагатай шингэнээр дүүргэдэг тусгай хүзүүтэй. Ийм шингэн хэлбэрээр Mash ажиллаж болно. Халаалтын шарагчийг ашиглан бүтээгдэхүүнийг буцалгах хүртэл халаана. Үүний дараа төхөөрөмж, төхөөрөмжийг ердийн горимд шилжүүлэх шаардлагатай.

Дараа нь хөргөх нь хөргөлтийн тасалгаагаар дамжин уурыг шаардлагагүй хольцоос нэмэлт цэвэршүүлэх замаар явагддаг. Цэвэршүүлсэн бодис нь саванд орж, уур нь хөргөгчинд орж, шингэн төлөвт хөргөнө. Согтууруулах ундаа үйлдвэрлэх төхөөрөмж нь тогтоосон стандартыг үйлдвэрлэх чадвартай. Уг процедурын үр дүн нь өндөр чанартай архи юм.

Гидролитик "хар моласс" -аас этилийн спирт авах ерөнхий схем нь дараах байдалтай байна. Буталсан түүхий эдийг дотроос нь химийн тэсвэртэй керамикаар бүрсэн олон метрийн ган гидролизийн баганад ачиж байна. Даралтын дор давсны хүчлийн халуун уусмалыг тэнд нийлүүлдэг. Химийн урвалын үр дүнд целлюлоз нь "хар моласс" гэж нэрлэгддэг элсэн чихэр агуулсан бүтээгдэхүүнийг үүсгэдэг. Энэ бүтээгдэхүүнийг шохойгоор саармагжуулж, нялцгай биетийг исгэхийн тулд мөөгөнцөр нэмнэ. Үүний дараа дахин халааж, ялгарсан уур нь этилийн спирт хэлбэрээр өтгөрдөг (би үүнийг "дарс" гэж нэрлэхийг хүсэхгүй байна).
Гидролизийн арга нь этилийн спирт үйлдвэрлэх хамгийн хэмнэлттэй арга юм. Уламжлалт биохимийн исгэх аргаар нэг тонн үр тарианаас 50 литр спирт гаргаж авдаг бол нэг тонн үртэсээс 200 литр спиртийг нэрж, гидролитийн аргаар “хар моласс” болгон хувиргадаг. Тэдний хэлснээр: "Ашиг тусыг нь мэдэр!" Үр тариа, төмс, манжингийн хамт сахаржуулсан целлюлоз болох "хар меласс"-ыг "хүнсний бүтээгдэхүүн" гэж нэрлэж болох уу гэдэг нь бүх асуулт юм. Хямдхан этилийн спирт үйлдвэрлэх сонирхолтой хүмүүс “Яагаад болохгүй гэж? Эцсийн эцэст, "хар молас" -ын үлдэгдэл шиг сэнсийг нэрсний дараа малын тэжээл болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь бас хүнсний бүтээгдэхүүн юм." Ф.М.Достоевскийн хэлсэн үгийг яаж санахгүй байх вэ. "Боловсролтой хүн өөрт хэрэгтэй үедээ ямар ч жигшүүрт хэргийг үгээр зөвтгөж чадна."
Өнгөрсөн зууны 30-аад онд Европ дахь хамгийн том цардуулын нарийн үйлдвэрийг Осетийн Беслан тосгонд байгуулж, түүнээс хойш сая сая литр этилийн спирт үйлдвэрлэжээ. Дараа нь этилийн спирт үйлдвэрлэх хүчирхэг үйлдвэрүүд, тэр дундаа Соликамск, Архангельскийн целлюлоз, цаасны үйлдвэрүүд зэрэг улс даяар баригдсан. I.V. Сталин дайны үед, дайны үеийн хүндрэлийг үл харгалзан тэдгээрийг хугацаанаас нь өмнө ашиглалтад оруулсан гидролизийн үйлдвэрүүдийг барилгачдад баяр хүргэж, үүнийг тэмдэглэв. "Улсад олон сая фунт талх хэмнэх боломжтой болсон"(“Правда” сонин, 1944 оны 5-р сарын 27).
"Хар моласс" -аас гаргаж авсан этилийн спирт, үнэндээ гидролизийн аргаар сахаржуулсан модноос (целлюлоз) гаргаж авсан, хэрэв мэдээжийн хэрэг сайн цэвэршүүлсэн бол үр тариа, төмсөөс гаргаж авсан спиртээс ялгах боломжгүй юм. By одоогийн стандартуудийм архи нь "хамгийн өндөр цэвэршилттэй", "нэмэлт", "тансаг" гэсэн ангилалд багтдаг бөгөөд сүүлийнх нь хамгийн сайн, өөрөөр хэлбэл хамгийн өндөр цэвэршилттэй байдаг. Энэ спиртээр хийсэн архинд хордохгүй. Ийм архины амт нь төвийг сахисан, өөрөөр хэлбэл "үгүй" - амтгүй, зөвхөн "градус" агуулдаг бөгөөд зөвхөн амны салст бүрхэвчийг шатаадаг. Гаднаас нь харахад гидролизийн гаралтай этилийн спиртээр хийсэн архийг таних нь нэлээд хэцүү бөгөөд ийм "архи" -д нэмдэг янз бүрийн амтлагч нь бие биенээсээ бага зэрэг ялгаатай байдаг.
Гэсэн хэдий ч бүх зүйл анх харахад тийм ч сайн биш юм. Генетикчид судалгаа хийсэн: туршилтын хулгануудын нэг хэсэг нь жинхэнэ (үр тариа) архи, нөгөө нь модоор хийсэн гидролизийн архи нэмсэн. “Зангилаа” идсэн хулганууд илүү хурдан үхэж, үр удам нь доройтсон. Гэвч эдгээр судалгааны үр дүн псевдо-Оросын архины үйлдвэрлэлийг зогсоосонгүй. Энэ нь алдартай дуунд гардаг шиг: “Эцсийн эцэст үртсэн үртсээр архи нэрдэггүй юм бол бид таван шилнээс юу авах билээ...”

Сибирийн эрдэмтэд дотоодын биоэтанол үйлдвэрлэх технологи дээр ажиллаж байна

ЗХУ-ын үед үртсээр хийсэн архины тухай хошигнол их гардаг байсныг одоо ч санаж байгаа хүн. Дайны дараа үртсэн спиртээр хямд архи хийдэг байсан гэсэн яриа гарч байсан. Энэ ундааг "сук" гэж нэрлэдэг.

Ерөнхийдөө модны үртэсээс архи үйлдвэрлэх тухай яриа гэнэт гараагүй нь мэдээж. Ийм бүтээгдэхүүн үнэхээр үйлдвэрлэгдсэн. Үүнийг "гидролизийн спирт" гэж нэрлэдэг байв. Үүнийг үйлдвэрлэх түүхий эд нь үнэхээр модны үртэс, бүр тодруулбал ойн үйлдвэрийн хаягдлаас гаргаж авсан целлюлоз байв. Шинжлэх ухааны үүднээс хатуугаар хэлэхэд хүнсний бус ургамлын гаралтай материалаас. Ойролцоогоор 1 тонн модноос 200 литр этилийн спирт авах боломжтой гэсэн тооцоо бий. Энэ нь 1.5 тонн төмс буюу 0.7 тонн үр тариаг нөхөх боломжтой болсон гэж үздэг. ЗХУ-ын спиртийн үйлдвэрүүдэд ийм спирт хэрэглэж байсан эсэх нь тодорхойгүй байна. Мэдээжийн хэрэг үүнийг зөвхөн техникийн зорилгоор үйлдвэрлэсэн.

Органик хог хаягдлаас техникийн этилийн спирт үйлдвэрлэх нь эрдэмтдийн төсөөллийг удаан хугацаанд хөдөлгөж байсныг хэлэх ёстой. Та 19-р зууны үеийн олон төрлийн түүхий эд, тэр дундаа хүнсний бус түүхий эдээс архи үйлдвэрлэх боломжийн талаар ярилцсан уран зохиолыг олж болно. 20-р зуунд энэ сэдэв яригдаж эхэлсэн шинэ хүч. 1920-иод онд ЗХУ-ын эрдэмтэд ... өтгөнөөр архи хийхийг санал болгож байсан! Демьян Беднигийн “Хөгжилтэй” шүлэг хүртэл бий.

За цаг нь ирлээ
Өдөр бүр энэ бол гайхамшиг юм:
Архийг бааснаас нэрдэг -
Нэг фунт тутамд гурван литр!

Оросын оюун ухаан зохион бүтээх болно
Бүх Европын атаархал -
Удахгүй архи урсна
Бөгснөөс ам руу...

Гэсэн хэдий ч баастай санаа нь хошигнолын түвшинд хэвээр байв. Гэхдээ тэд целлюлозыг нухацтай авч үзсэн. "Алтан тугал" кинонд Остап Бендер гадаадынханд "баасанд сарны гэрэл" хийх жорын талаар хэлж байсныг санаарай. Тэр үед целлюлоз нь "химийн" шинж чанартай байсан нь баримт юм. Түүнээс гадна үүнийг зөвхөн ойн үйлдвэрийн хог хаягдлаас гаргаж авах боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Дотоодын Хөдөө аж ахуйЖил бүр асар том сүрэл уулсыг үлдээдэг - энэ нь целлюлозын маш сайн эх үүсвэр юм. Сайн сайхныг дэмий хоосон болгохыг бүү зөвшөөр. Сүрэл бол нөхөн сэргээгдэх эх үүсвэр, үнэ төлбөргүй гэж хэлж болно.

Энэ асуудалд ганц л барьц бий. Шаардлагатай, ашигтай целлюлозоос гадна ургамлын lignified хэсэг (сүрэл орно) нь лигнин агуулдаг бөгөөд энэ нь бүх үйл явцыг улам хүндрүүлдэг. Уусмалд ижил лигнин агуулагддаг тул түүхий эдийг сахаржуулаагүй тул ердийн "нухах" авах нь бараг боломжгүй юм. Лигнин нь бичил биетний хөгжлийг саатуулдаг. Энэ шалтгааны улмаас "хооллох" шаардлагатай байдаг - ердийн хүнсний түүхий эдийг нэмнэ. Ихэнхдээ энэ үүргийг гурил, цардуул эсвэл моласс гүйцэтгэдэг.

Мэдээжийн хэрэг, та лигнинээс салж болно. Целлюлоз, цаасны үйлдвэрт үүнийг химийн аргаар, тухайлбал хүчиллэг аргаар боловсруулдаг. Ганц асуулт бол үүнийг хаана байрлуулах вэ? Зарчмын хувьд лигнинээс сайн хатуу түлш авч болно. Энэ нь сайн шатдаг. Тиймээс SB RAS-ийн Термофизикийн хүрээлэн нь лигнин шатаах тохиромжтой технологийг хүртэл боловсруулсан. Гэвч харамсалтай нь манай целлюлоз, цаасны үйлдвэрлэлээс үлдсэн лигнин нь агуулагдах хүхрийн улмаас (химийн боловсруулалтын үр дагавар) түлш болгон ашиглахад тохиромжгүй байдаг. Хэрэв бид үүнийг шатаавал бид авна хүчиллэг бороо.

Өөр аргууд байдаг - түүхий эдийг хэт халсан уураар боловсруулах (лигнин өндөр температурхайлмал), органик уусгагчаар олборлолт хийх. Зарим газарт яг ийм зүйл хийдэг ч эдгээр аргууд нь маш үнэтэй байдаг. Бүх зардлыг төр хариуцдаг төлөвлөгөөт эдийн засагтай нөхцөлд ийм байдлаар ажиллах боломжтой байсан. Гэсэн хэдий ч нөхцөл байдалд зах зээлийн эдийн засагЭнэ тоглоом, дүрслэлээр хэлэхэд лааны үнэ цэнэтэй биш юм. Зардлыг харьцуулж үзэхэд уламжлалт хүнсний түүхий эдээс үйлдвэрлэлийн спирт (орчин үеийн хэллэгээр - биоэтанол) үйлдвэрлэх нь хамаагүй хямд байдаг. Энэ бүхэн танд байгаа ийм түүхий эдийн тоо хэмжээнээс хамаарна. Жишээлбэл, америкчууд эрдэнэ шишийн үйлдвэрлэлийг хэтрүүлдэг. Илүүдэл архи үйлдвэрлэхэд ашиглах нь өөр тив рүү зөөвөрлөхөөс хамаагүй хялбар бөгөөд ашигтай. Бразилд, бидний мэдэж байгаагаар, илүүдэл чихрийн нишингийг биоэтанол үйлдвэрлэх түүхий эд болгон ашигладаг. Зарчмын хувьд, согтууруулах ундааг ходоодонд төдийгүй машины сав руу цутгадаг улс орнууд цөөнгүй байдаг. Дэлхийн зарим алдартай зүтгэлтнүүд (ялангуяа Кубын удирдагч Фидель Кастро) зарим улс оронд хүмүүс хоол тэжээлийн дутагдалд орж, өлсөж үхэж байгаа нөхцөлд хөдөө аж ахуйн бүтээгдэхүүнийг ийм "шударга бус" ашиглахын эсрэг дуугарахгүй бол бүх зүйл сайхан болно.

Ер нь буяны хүслийг тал талаас нь биелүүлэхийн тулд биоэтанол үйлдвэрлэх чиглэлээр ажиллаж буй эрдэмтэд хүнсний бус түүхий эд боловсруулах илүү оновчтой, илүү дэвшилтэт технологийг хайж олох хэрэгтэй. Арав орчим жилийн өмнө Химийн хүрээлэнгийн мэргэжилтнүүд хатууболон SB RAS-ийн механикохими нь өөр замаар явахаар шийдсэн - эдгээр зорилгоор механик химийн аргыг ашиглах. Түүхий эдийг сайн мэддэг химийн боловсруулалт эсвэл халаахын оронд тусгай механик боловсруулалтыг ашиглаж эхэлсэн. Яагаад тусгай тээрэм, идэвхжүүлэгчийг зохион бүтээсэн бэ? Аргын мөн чанар нь энэ юм. Механик идэвхжүүлэлтийн улмаас целлюлоз нь талст төлөвөөс аморф хэлбэрт шилждэг. Энэ нь ферментийн ажлыг хөнгөвчилдөг. Гэхдээ энд гол зүйл бол түүхий эд нь явцын дунд байна боловсруулахөөр өөр хэсгүүдэд хуваагддаг - өөр өөр (их эсвэл бага) лигниний агууламжтай. Дараа нь - янз бүрийн баярлалаа аэродинамик шинж чанаруудэдгээр хэсгүүд - тэдгээрийг тусгай суурилуулалт ашиглан бие биенээсээ амархан салгаж болно.

Эхлээд харахад бүх зүйл маш энгийн: үүнийг нунтагласнаар бүх зүйл дуусна. Гэхдээ зөвхөн анхны харцаар. Хэрэв бүх зүйл үнэхээр энгийн байсан бол сүрэл болон бусад ургамлын хог хаягдлыг бүх улс оронд нунтаглах байсан. Энд үнэхээр хэрэгтэй зүйл бол түүхий эдийг бие даасан даавуугаар тусгаарлахын тулд зөв эрчимийг олох явдал юм. Үгүй бол та нэг хэвийн масстай болно. Эрдэмтдийн даалгавар бол энд шаардлагатай оновчтой зүйлийг олох явдал юм. Практикаас харахад энэ оновчтой хувилбар нь нэлээд нарийн юм. Та мөн үүнийг хэтрүүлж болно. Энэ бол алтан дундаж утгыг тодорхойлох эрдэмтний ажил гэж хэлэх ёстой. Түүгээр ч зогсохгүй эдийн засгийн талыг харгалзан үзэх шаардлагатай, тухайлбал түүхий эдийг механик болон химийн боловсруулалтын зардал (энэ нь хичнээн хямд байсан ч) үйлдвэрлэлийн өртөгт нөлөөлөхгүйн тулд технологийг хөгжүүлэх шаардлагатай.

Олон арван литр гайхамшигтай спиртийг лабораторийн нөхцөлд аль хэдийн олж авсан. Хамгийн гайхалтай нь согтууруулах ундааг энгийн сүрэлээс гаргаж авдаг. Түүнээс гадна хүчил, шүлт, хэт халсан уурыг ашиглахгүйгээр. Энд гол туслах нь тус хүрээлэнгийн мэргэжилтнүүдийн бүтээсэн "гайхамшигт тээрэм" юм. Зарчмын хувьд үйлдвэрлэлийн загвар руу шилжихэд юу ч саад болохгүй. Гэхдээ энэ бол өөр сэдэв.


Энд байна - сүрэлээс гаргаж авсан анхны дотоодын биоэтанол! Шилэн саванд хэвээр байна. Тэд танканд үйлдвэрлэж эхлэх хүртэл бид хүлээх үү?

Үртсэн биомассаас этилийн спирт үйлдвэрлэх нь гурван аргаар явагддаг.

  • үртсэн модны гидролиз, дараа нь гидролизатыг зохих дрожжоор этанол болгон исгэх замаар;
  • мод, модны үртэс болон бусад хатуу ахуйн хог хаягдлыг пиролизийн аргаар синтезийн хий (CO + H2) үүсгэх замаар хийжүүлэх, улмаар синтезийн хийг зохих бактериар этанол болгон исгэх;
  • модны үртэс, хатуу хог хаягдлын пиролизийн задрал, синтезийн хий үүсэх, синтезийн хийнээс метилийн спирт үйлдвэрлэх, метанолыг этанол болгон катализатор болгон хувиргах (гомогенжих урвал).

    • Гидролизийн аргаар архины гарц нь 1 тонн үртэсээс ердөө 200 литр болно. Мөн пиролизийн аргаар боловсруулахад 1 тонн модны үртэсээс 400 литр архины гарц гарна. Хоёр дахь тохиолдолд согтууруулах ундааны үйлдвэрлэлийн өртөг нь 10 рубль / литр бөгөөд үйлдвэрлэлийн цар хүрээ, модны үртэсээс хамаарна.

    Харьцуулалт янз бүрийн төрөлбио түлш

    Биотүлш

    1 га талбайгаас жилийн ургац

    Биотүлш = Эквивалент

    Үнэ

    Рапс тос

    1,480 литр

    1 литр = 0.96 литр дизель түлш

    1.18 евро (2008 оны 5-р сар)

    Рапс газрын тосны метил эфир (биодизель)

    1550 литр

    1 литр = 0.91 литр дизель түлш

    1.40 евро (2008 оны 6-р сар)

    Биоэтанол

    2,560 литр

    1 литр = 0.65 литр бензин

    Биомасаас шингэн BtL

    4 030 литр

    1 литр = 0.97 литр дизель түлш

    Биометан

    3540 кг

    1 кг = 1.40 литр бензин

    0.93 евро (2008 оны 6-р сар)

    Эдгээр мэдээлэлд үндэслэн биомасс хийжүүлэх бүтээгдэхүүнээс этилийн спиртийг пиролизийн аргаар микробиологийн аргаар үйлдвэрлэх нь эдийн засгийн хувьд илүү боломжтой гэж дүгнэж болно.

    Физик шинж чанар, целлюлоз/эслэгийн шинж чанар, бүтцэд тохиолдох байдал.

    Модны целлюлоз буюу эслэг нь полисахарид бөгөөд ургамлын эсийн ханыг (целлюлоз - эс) үүсгэдэг гол бодис юм. Шилэн утас нь гол зүйл юм бүрэлдэхүүн хэсэгмод (70% хүртэл), жимс, үр гэх мэт бүрхүүлд агуулагддаг. амьтны организмд байдаггүй. Шилэн утас нь ус эсвэл энгийн органик уусгагчид уусдаггүй хатуу ширхэгт бодис юм.

    Хөвөн бол бараг цэвэр утас юм; Маалинга болон Маалинган утас нь ихэвчлэн эслэгээс бүрддэг; мод дахь эслэг нь 50% орчим байдаг. Цаас, хөвөн даавуу- Эдгээр нь шилэн бүтээгдэхүүн юм. Ихэнх нь эслэг агуулсан байдаг хүнсний бүтээгдэхүүн(гурил, үр тариа, төмс, хүнсний ногоо)

    Дүрмээр бол мод дахь эслэгийг гемицеллюлоз (хагас эслэг) гэж нэрлэдэг - пентозууд (пентозанууд) -аас бүрддэг полисахаридууд (C5H8O4) x найрлагатай, мөн манноз (маннан) эсвэл галактоз (галактоз) ​​зэрэг гексосууд дагалддаг. Үүнээс гадна мод нь лигнин буюу 6 гишүүнтэй бензолын цагираг агуулсан маш нарийн төвөгтэй бодис агуулдаг...

    Хүснэгт. Улиас мод, сүрэлийн бүрэлдэхүүн хэсэг, % улаан буудай

    Түүхий эд

    Целлюлоз

    Лигнин

    Гемицеллюлоз

    Олборлох бодис

    Үнс

    Улаан буудайн сүрэл

    48,7

    21,4

    23,2

    Энгийн улиас

    46,3

    21,8

    24,0

    Шилэн эсийн молекул жин нь том бөгөөд хэдэн сая хүрдэг. Цардуултай адил шилэн молекулууд нь C6H10O5 нэгжээс бүрдэнэ. Шилэн молекулуудад хэдэн зуугаас хэдэн арван мянган ийм нэгж байдаг. Тиймээс эслэгийн найрлагыг цардуул шиг (C6H10O5) томъёогоор илэрхийлнэ.

    n. Бүтцийн хувьд эслэг нь цардуулаас ялгаатай бөгөөд шилэн молекулуудын бүтэц нь салаалсан биш, утас шиг бүтэцтэй байдаг тул эслэг нь утас үүсгэж чаддаг.

    Шилэн эфиржих урвалын судалгаа (доороос харна уу) нь C 6 H 10 O 5 нэгж бүр гурван гидроксил бүлэг агуулдаг гэсэн дүгнэлтэд хүргэдэг. Үүний үндсэн дээр эслэгийн молекулын томъёог дараах байдлаар дүрсэлсэн болно.

    Химийн шинж чанарболон эслэгийн хэрэглээ. Хэвийн температурт эслэг нь шингэрүүлсэн хүчил, шүлтлэгт нөлөөлдөггүй, харин төвлөрсөн хүчилд нөлөөлдөг.

    Хэрэв бөөн хөвөн ноосыг (эслэг) төвлөрсөн хүчил - азот ба хүхрийн (ус зайлуулах бодис болгон шаардлагатай) холимогт 8-10 минутын турш байрлуулбал эфиржих урвал явагдана: эслэг ба азотын хүчлийн эфир үүснэ. олж авах - нитро эслэг. By Гадаад төрхнитрофибер нь ердийн эслэгээс бараг ялгаагүй боловч агаарт гал авалцвал тэр даруй шатдаг (нитрат хөвөнгийн бөөгнөрөл, алган дээр шатах үед түүнийг шатаах цаг гардаггүй), хязгаарлагдмал орон зайд халааж, тэсрэх үед, энэ нь дэлбэрч байна. Эфиржүүлсэн гидроксил бүлгийн тооноос хамааран өөр өөр азотын агууламжтай зефир үүсдэг. Эслэгийг бүрэн нитратжуулах нь тринитроцеллюлоз үүсэхэд хүргэдэг.

    Шингэрүүлсэн хүчлээр халаахад цардуул шиг эслэг нь гидролизд орж, эцэст нь глюкоз болж хувирдаг.

    (C 6 H 10 O 5) n +

    nH 2 O ==> nC 6 H 12 O 6

    Гидролизийн аргаар целлюлоз/эслэг боловсруулах бүтээгдэхүүн нь олон төрлийн хэрэглээг олдог (Зураг харна уу. Целлюлозын (эслэг) гидролизийн бүтэц, боловсруулалт). Мод хэлбэрээр барилга байгууламж, олон тооны бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цаасыг утаснаас (модны нухаш) хийдэг. Даавуу, утас, олсыг маалинга, маалинга, хөвөн даавуугаар хийдэг. Химийн боловсруулалт хийснээр эслэг, спирт, хиймэл торго, тэсэрч дэлбэрэх бодис болон бусад зүйлийг бэлтгэдэг.

    Үртсэн үртэсээс гидролитик спирт үйлдвэрлэх.Шилэн бодис нь гидролизийн үед глюкоз үүсгэдэг тул глюкоз нь этилийн спирт (этанол) эсвэл бутилийн спирт (бутанол) болж хувирдаг тул модны химийн боловсруулалтаар архи гаргаж авах боломжтой.

    Аргын аль нэгийг ашиглан модны үртэсээс этилийн спирт үйлдвэрлэх ажлыг гүйцэтгэдэг дараах байдлаар. Модны гидролиз, дараа нь исгэх замаар модноос архи үйлдвэрлэх нь жишээлбэл, нийлэгжсэн хийг дараа нь спирт эсвэл бензиний фракц болгон катализатор болгон хувиргах замаар модыг хийжүүлэхээс илүү их металл шаарддаг бөгөөд өртөг өндөртэй байдаг гэдгийг ойлгох хэрэгтэй.

    Гидролизийн төхөөрөмжид модны үртэс, модны үртэс зэрэг модны хаягдлыг хүхрийн хүчлээр халаана (зураг харна уу). Эслэг нь глюкоз болж гидролиз болдог (дээрхийг харна уу). Дараа нь хүхрийн хүчлийг шохойн уусмалаар саармагжуулж, CaSO4-ийн тунадасыг ялгана. Үүссэн глюкозын уусмалыг мөөгөнцрийн дэргэд том саванд исгэж байна. Исгэлтийн дараа уусмалыг мөөгөнцөрөөс нь салгаж, нэрэх баганад спиртийг нэрэх; Мөөгөнцөрийг исгэх саванд буцааж илгээдэг.

    Энэ аргаар 1 тонн хуурай модноос 200 литр этилийн спирт (этанол) гаргаж авдаг; Өөрөөр хэлбэл, спиртийн үйлдвэрлэлд 1 тонн үртэс 1 тонн төмс буюу 300 кг үр тариаг орлох боломжтой. Синтетик резин болон бусад бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд хэрэглэдэг гэдгийг харгалзан үзвэл олон тооныархи, тэгвэл модноос этилийн спирт үйлдвэрлэх нь хүнсний түүхий эдийг хэмнэхэд хэр чухал болох нь тодорхой болно.

    ОХУ-д модны үртэсээс архи үйлдвэрлэх ажлыг хэд хэдэн гидролизийн үйлдвэрт явуулдаг. Киров БиохимЗавод ХХК-д холимог бензин Е-85 (85% этанол + 15% бензин) авах жишээг үзнэ үү. Модны үртэсээс архины гидролизийн үйлдвэрлэлийн том тоннын хаягдал бол лигнин бөгөөд хогийн цэгт задрах нь агаарыг үнэртүүлэхгүй байх нь тодорхой юм. Гэхдээ Америкийн эрдэмтдийн үзэж байгаагаар никель катализатор нь лигнинийг боловсруулах болно.

    Модны үртэс боловсруулах дараагийн сонирхолтой арга бол пиролиз, нийлэг хий (CO ба H2-ийн холимог) үйлдвэрлэх, дараа нь спирт, синтетик бензин, дизель түлшболон бусад зүйлс.

    Энэ чиглэлийг чанарын хувьд хөгжүүлэхэд нэрэмжит Нефть химийн синтезийн хүрээлэнгийн эрдэмтэд амжилтанд хүрсэн. А.В. Топчиев РАС нь Евро-4 стандартын ирээдүйтэй шаардлагад нийцсэн эцсийн бүтээгдэхүүний сайн гарц бүхий модны целлюлозыг боловсруулах хамгийн энгийн бөгөөд хэмнэлттэй схемийг ашиглан өндөр октантай байгаль орчинд ээлтэй синтетик бензин үйлдвэрлэх технологийг боловсруулсан.

    Модны целлюлозоос синтетик бензин үйлдвэрлэх аргын мөн чанар нь дараах байдалтай байна.
    Нэгдүгээрт, өндөр даралттай модны целлюлозоос устөрөгч, нүүрстөрөгчийн исэл, ус, үйлдвэрлэсний дараа үлдсэн урвалд ороогүй нүүрсустөрөгч, түүнчлэн тогтворжуулагч азот агуулсан эсвэл агуулаагүй синтезийн хий гаргаж авдаг. Дараа нь конденсацийн замаар усыг ялгаж, синтезийн хийнээс гаргаж аваад дараа нь диметил эфирийн хийн фазын нэг үе шаттай катализаторын синтезийг гүйцэтгэдэг. Ийнхүү олж авсан хийн хольцыг диметилийн эфирийг тусгаарлахгүйгээр катализатор - өөрчилсөн өндөр цахиурын цеолит дээр даралтын дор дамжуулж, бензин үйлдвэрлэх ба хийн урсгалыг хөргөж, синтетик бензинийг тусгаарладаг.

    Синтезийн хий нь модны целлюлозоос үүсдэг янз бүрийн арга замууджишээлбэл, нүүрсустөрөгчийн түүхий эдийг даралтын дор хэсэгчлэн исэлдүүлэх явцад нэмэлт шахалтгүйгээр катализаторын боловсруулалт хийх боломжийг олгодог. Эсвэл нүүрсустөрөгчийн түүхий эдийг уураар каталитик реформ хийх эсвэл автотермаль реформ хийх замаар олж авдаг. Энэ тохиолдолд процессыг агаараар хангах, эсвэл хүчилтөрөгчөөр баяжуулсан агаар, эсвэл цэвэр хүчилтөрөгч. Бусад сонголтуудыг мөн дибаг хийсэн. Гурав дахь шатанд хийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийлэгжилтийн үндсэн дээр шингэн нүүрсустөрөгчийн нийлэгжилт явагддаг Фишер-Тропш процесс өөрөө явагддаг. Жишээлбэл, нийлэг хий (нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн CO ба устөрөгчийн Н2-ийн холимог) 200 ° C хүртэл халаасан бууруулсан төмөр (цэвэр төмөр Fe) агуулсан катализатороор дамжуулахад голчлон ханасан нүүрсустөрөгчийн холимог (нийлэг бензин) үүсдэг.

    1939-45 оны Дэлхийн 2-р дайны үед Германд анх удаа синтетик шингэн түлш GTL их хэмжээгээр үйлдвэрлэгдсэн бөгөөд энэ нь газрын тосны хомсдолтой холбоотой байв. Синтезийг 170-200 ° C температурт, 0.1-1 Mn / м2 (1-10 цаг) даралтаар Co-based катализатороор хийсэн; Үүний үр дүнд 40-55 октантай бензин (Когазин 1, эсвэл синтин), 80-100 цетантай өндөр чанартай дизель түлш (Когазин II), хатуу парафин зэргийг олж авсан. 1 литр синтетик бензинд 0.8 мл тетраэтил хар тугалга нэмснээр октаны тоог 55-аас 74 болгож нэмэгдүүлсэн. Fe-д суурилсан катализатор ашиглан нийлэгжилтийг 220 0С ба түүнээс дээш температурт 1-3 Мн/м2 даралтын дор гүйцэтгэсэн. (10-30 цаг). Эдгээр нөхцөлд үйлдвэрлэсэн синтетик бензин нь хэвийн ба салаалсан бүтэцтэй 60-70% олефин нүүрсустөрөгч агуулсан; түүний октаны тоо 75-78 байна. Дараа нь CO болон H2-аас синтетик шингэн түлш SLT үйлдвэрлэх нь өндөр өртөгтэй, ашигласан катализаторын үр ашиг багатай тул өргөн хөгжөөгүй байв. Синтетик бензин, дизель түлшээс гадна өндөр октантай түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нийлэг аргаар үйлдвэрлэж, тогшихын эсрэг шинж чанарыг нэмэгдүүлнэ. Үүнд: изобутаныг бутилентэй каталитик алкилжуулах замаар олж авсан изооктан; полимер бензин - пропан-пропилен фракцын каталитик полимержилтын бүтээгдэхүүн гэх мэт Литийг үзнэ үү: Rapoport I. B., Хиймэл шингэн түлш, 2-р хэвлэл, М., 1955; Петров А.Д., Мотор түлшний хими, М., 1953; Лебедев Н.Н., Органик ба нефтийн химийн үндсэн синтезийн хими, технологи, М., 1971).

    Уур (200 ° С ба түүнээс дээш температурт) төмрийн дээгүүр дамждаг.

    Температураас хамааран реакторын хананд дараахь зүйл үүсдэг: Fe + H2O = FeO + H2 + дулаан (зэв) эсвэл 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + дулаан (масштаб).

    Эдгээр нь үйлдвэрт устөрөгч үйлдвэрлэх стандарт урвал юм. Дараа нь ашигласан төмрийн ислийг дахин төмрөөр бууруулах ёстой.

    Үүнийг дараах байдлаар хийнэ: FeO + CO = Fe + CO2.

    CH (бензин) халуун төмрийг цохиход CO үүснэ.

    Синтетик бензин , нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн катализаторын устөрөгчөөр олж авсан, бага октан тоо; Дотоод шаталтат хөдөлгүүрт өндөр зэрэглэлийн түлш авахын тулд нэмэлт боловсруулалт хийх шаардлагатай.

    Аж үйлдвэрийн метилийн спиртийг (метанол) голчлон байгалийн хийн метаны хувиргалтаас үүссэн синтезийн хийнээс гаргаж авдаг. Урвалыг цайрын исэл болон бусад катализаторын оролцоотойгоор 300-600 ° C температурт, 200-250 кгс/см даралтад явуулна: CO + H2 -----> CH3OH

    Синтезийн хийнээс метилийн спирт (метанол) үйлдвэрлэхийг хялбаршуулсан хэлхээний диаграммд үзүүлэв.

    Метанолыг этанол болгон гомологжуулах. Гомологизаци гэдэг нь метилений бүлэг СН2-ийг нэвтрүүлснээр органик нэгдлүүдийг гомолог болгон хувиргах урвал юм. 1940 онд 600 атм даралттай кобальтын ислээр катализлагдсан метанолыг синтезийн хийтэй урвалд оруулснаар этанолыг үндсэн бүтээгдэхүүн болгон гаргаж авсан.

    Кобальт карбонил Co2(CO)8-ийг катализатор болгон ашигласнаар урвалын даралтыг 250 атм хүртэл бууруулах боломжтой болсон бол метанолыг этанол болгон хувиргах зэрэг нь 70%, гол бүтээгдэхүүн болох этанол нь сонгомол байдлаар үүссэн. 40%. Урвалын дайвар бүтээгдэхүүн нь ацетальдегид ба цууны хүчлийн эфир юм. Дараа нь фосфины лигандыг нэмсэн кобальт ба рутений нэгдлүүд дээр суурилсан илүү сонгомол катализаторуудыг санал болгосон бөгөөд энэ нь дэмжигчид болох иодидын ионуудыг нэвтрүүлэх замаар урвалыг хурдасгах боломжтой болохыг тогтоожээ. Одоогоор этанолын сонгомол чанар 90%-д хүрсэн байна. Гомологийн механизм бүрэн тогтоогдоогүй байгаа ч метанолын карбонилжилтын механизмтай ойролцоо гэж үзэж болно.

    Изобутилийн спиртийг изобутилен үйлдвэрлэх, уусгагч, түүнчлэн резинэн үйлдвэрт флотацийн урвалж, вулканжуулалтын хурдасгагч үйлдвэрлэх түүхий эд болгон ашигладаг.

    Аж үйлдвэрт изобутилийн спиртийг нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн СО ба устөрөгч Н2-аас метанолын нийлэгжилттэй адил үйлдвэрлэдэг. Урвалын механизм нь дараахь өөрчлөлтүүдээс бүрдэнэ.

    Изобутилийн спиртийг изобутилен болгон усгүйжүүлэх нь катализаторын урвал юм. Изобутил спиртийн молекулуудаас усыг зайлуулах нь 370 ° C, 3-4 атм даралттай байдаг. Архины уурыг катализатороор дамжуулдаг - цэвэршүүлсэн хөнгөн цагаан исэл (идэвхтэй хөнгөн цагаан исэл).


    Энгийн нэг технологийн схемүүдизобутилийн спиртийг усгүйжүүлэх замаар изобутилен үйлдвэрлэхийг доор үзүүлэв.


    Изобутиленийг этилийн спиртээр дараа нь эфиржүүлснээр бензинд хүчилтөрөгч агуулсан нэмэлт бодис үүсдэг - байгаль орчинд ээлтэй этил терт-бутил эфир (ETBE), октаны тоо 112 оноотой (Судалгааны арга).

    Этил терт-бутил эфир ETBE нь изобутиленийг этилийн спирттэй нийлэгжүүлэх бүтээгдэхүүн юм.

    Технологийн схем нь маш энгийн: дулаан солилцуурт халсан түүхий эдийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь реактороор дамждаг бөгөөд илүүдэл дулааныг зайлуулдаг (урвал нь маш экзотермик байдаг) ба хоёр баганад хуваагддаг.

    Эхний шулуутгах баганад n-бутан ба бутиленийг урвалын хольцоос салгаж, дараа нь алкилизаци (изомержуулалт) хийхэд ашигладаг, хоёрдугаарт бэлэн ETBE-ийг дээрээс нь, илүүдэл метанолыг доороос нь ялгаж авдаг. Энэ нь түүхий хольц руу буцаж ирдэг.

    Катализатор нь ион солилцооны давирхай (сульфон катион солилцуур), хувиргах зэрэг нь 94% (изобутиленийн хувьд), үүссэн ETBE-ийн цэвэр байдал 99% байна.

    1 тонн ETBE-д 360 кг этанол (100% этилийн спирт), 690 кг 100% изобутилен зарцуулдаг.




    Цагаан будаа. ETBE авах схем:

    1 - реактор; 2, 3 - нэрэх багана; Урсгал: I - изобутилен; II - этилийн спирт; III - бутан ба бутилен; IV - ETBE; V - этилийн спиртийн дахин боловсруулалт.

    ETBE-ийн илчлэгийн үнэ цэнэ нь бензинээс бага байдаг ETBE нь бензинд өндөр октантай нэмэлт болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь тэдний DNP-ийг нэмэгдүүлж, катализаторын шинэчлэгдсэн бензиний бага буцалгах фракцуудын октаны тоонуудын тархалтыг сайжруулдаг. 11% ETBE хольцыг OC ба /OC = 85/91 OC-тэй 89-90% суурьтай бензинд нэмснээр АИ-93 бензин авах боловч илчлэг нь 42.70 МДж/кг (нэмэлтгүйгээр) буурснаар оновчтой үр дүнд хүрнэ. ) 41.95 МЖ/кг хүртэл.

      Цууны хүчил нь CH3COOH молекул томьёотой органик нэгдэл бөгөөд нэхмэл эдлэл, будаг, резин, хуванцар болон бусад эцсийн хэрэглэгчдэд үйлчилдэг төрөл бүрийн химийн бодис үйлдвэрлэх урьдал бодис юм. Түүний хэрэглээний гол сегментүүдэд винил ацетат мономер (VAM), цэвэршүүлсэн терефталийн хүчил (PTA), цууны ангидрид, эфир уусгагч (этил ацетат ба бутил ацетат) үйлдвэрлэл орно.

    Цууны хүчил үйлдвэрлэгчдийн чадамж: BP Plc (Их Британи), Celanese Corporation (АНУ), Eastman Chemical Company (АНУ), Daicel Corporation (Япон), Jiangsu Sofo (Group) Co. Ltd. (Хятад), LyondellBasell Industries NV (Нидерланд), Shandong Hualu-Hengsheng Chemical Co. Ltd. (Хятад), Shanghai Huayi (Group) компани (Хятад), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. Ltd. (Хятад), Kingboard Chemical Holdings Ltd. (Хонг Конг).

     Celanese бол дэлхийн хамгийн том ацетил бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэгчдийн нэг юм (бараг бүх томоохон үйлдвэрүүдэд зориулсан цууны хүчил зэрэг химийн зуучлалын бүтээгдэхүүн); ацетил завсрын бүтээгдэхүүн нь нийт борлуулалтын 45 орчим хувийг эзэлдэг. Celanese нь метанолын карбонизацийн процессыг (метанол ба нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн урвал) ашигладаг; Урвалд ашигласан катализатор болон үүссэн бүтээгдэхүүн (цууны хүчил) нь нэрэх замаар цэвэрлэгддэг.

     2013 оны 1-р сард Celanese цагаан алт/цагаан тугалга катализатор ашиглан цууны хүчлээс этанол үйлдвэрлэх шууд ба сонгомол процессын төлөө АНУ-ын патент (#7863489) авсан. Патент нь этанол үйлдвэрлэхийн тулд катализаторын найрлагад устөрөгчжүүлэх явцад цууны хүчлийн уурын фазын урвалыг ашиглан этанолыг сонгон үйлдвэрлэх аргыг хамардаг. Энэхүү шинэ бүтээлийн нэг хувилбарт цахиур, бал чулуу, кальцийн силикат эсвэл алюминосиликат дээр тулгуурласан цагаан алт/цагаан тугалга катализатор дээр цууны хүчил ба устөрөгчийн урвал нь 250 ° C-ийн температурт уурын үе шатанд этанол үүсгэдэг.

     Цууны хүчлээр этилийн спирт үйлдвэрлэх өртөг, чанарын давуу тал

     Үнэ Цууны хүчил, цууны ангидрид, винил ацетат мономер АНУ-д

     Цууны хүчил, цууны ангидрид, винил ацетат мономерын Европ дахь үнэ

     Ази дахь цууны хүчил, цууны ангидрид, винил ацетат мономерын үнэ

    Энэхүү тайлбарыг ашиглан олж авсан шингэн нь метанол юм. Үүнийг мөн метилийн (мод) спирт гэж нэрлэдэг бөгөөд CH 3 OH томъёотой.

    Метанолыг цэвэр хэлбэрээр нь уусгагч болон моторын түлшинд өндөр октантай нэмэлт болгон, мөн өндөр октантай түлш (октаны тоо => 115) болгон шууд хэрэглэдэг.

    Энэ бол уралдааны мотоцикль, автомашины савыг дүүргэхэд ашигладаг "бензин" юм.

    Гадаадын судалгаагаар метанолоор ажилладаг хөдөлгүүр нь бидний дассан бензинийг ашиглахаас хэд дахин удаан ажилладаг бөгөөд тогтмол ажиллах хүчин чадал нь 20% -иар нэмэгддэг.

    Энэ түлшээр ажиллаж байгаа хөдөлгүүрийн яндан нь байгаль орчинд ээлтэй бөгөөд хоруу чанарыг шалгахад ямар ч хортой бодис илрээгүй.

    Энэхүү түлшийг үйлдвэрлэх жижиг оврын аппарат нь үйлдвэрлэхэд хялбар, тусгай мэдлэг, ховор эд анги шаарддаггүй, ажиллахад асуудалгүй байдаг. Түүний гүйцэтгэл нь янз бүрийн шалтгаан, түүний дотор хэмжээсээс хамаарна.

    Зөвхөн 75 мм-ийн реакторын диаметр бүхий диаграмм, угсралтын тайлбарыг доор өгсөн төхөөрөмж нь цагт гурван литр бэлэн түлш үйлдвэрлэдэг. Түүнээс гадна бүх бүтэц нь ойролцоогоор 20 кг жинтэй бөгөөд ойролцоогоор дараах хэмжээтэй байна: өндөр нь 20 см, урт нь 50 см, өргөн нь 30 см.

    Үйл явцын хими

    Бид химийн процессын хувилбаруудад гүнзгий орохгүй бөгөөд тооцооллыг хялбарчлахын тулд бид хэзээ гэж таамаглах болно. хэвийн нөхцөл(20°С ба 760 ммМУБ) синтезийн хийг метанаас дараах томьёоны дагуу гаргаж авна.

    2CH 4 + O 2 -> 2CO + 4H 2 + 16.1 ккал,

    44.8 литр метан, 22.4 литр хүчилтөрөгч, 44.8 литр нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, 89.6 литр устөрөгч ялгарвал эдгээр хийнээс метанолыг дараахь томъёогоор гаргана.

    CO + 2H 2<=>CH 3 OH

    22.4 л нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, 44.8 л устөрөгчөөс: 12 г (C) + 3 г (H) + 16 г (O) + 1 г (H) = 32 г метанол.

    Энэ нь арифметикийн хуулийн дагуу 22.4 литр метанаас 32 г метанол ялгардаг буюу ойролцоогоор: 1 шоо метр метан нийлэгждэг гэсэн үг юм. 1.5 кг 100% метанол(энэ нь ~2 литр).

    Бодит байдал дээр дотоодын нөхцөлд үр ашиг багатай тул 1 шоо метрээс. байгалийн хий та эцсийн бүтээгдэхүүнээс 1 литрээс бага хэмжээгээр авах болно (энэ сонголтын хувьд хязгаар нь 1 л / цаг байна!).

    2011 оны хувьд үнэ нь 1 шоо метр юм. ОХУ-д ахуйн хэрэглээний хий 3.6-3.8 рубль бөгөөд байнга нэмэгдэж байна. Метилийн спирт нь бензинээс хоёр дахин их илчлэгтэй байдаг тул бид 7.5 рубльтэй тэнцэх үнийг авдаг. эцэст нь 8 рубль хүртэл дугуйлна. бусад зардлын хувьд - имэйл. эрчим хүч, ус, катализатор, хий цэвэршүүлэх - энэ нь бензинээс хамаагүй хямд хэвээр байгаа бөгөөд ямар ч тохиолдолд "тоглоом нь лааны үнэтэй" гэсэн үг юм!

    Энэ түлшний үнэд суурилуулах зардал ороогүй болно (шилжих үед өөр үзэл бодолтүлш нь үргэлж нөхөн төлөх хугацааг шаарддаг), энэ тохиолдолд үнэ нь бүтээмж, процессын автоматжуулалт, хэний хүчээр үйлдвэрлэхээс хамаарч 5-50 мянган рубль хооронд хэлбэлзэнэ.

    At өөрөө угсрах, хамгийн багадаа 2, хамгийн ихдээ 10 tr үнэтэй болно. Мөнгөний ихэнх хэсгийг эргүүлэхэд зарцуулна гагнуурын ажил, түүнчлэн компрессор бэлтгэх (энэ нь алдаатай хөргөгч байж болно, дараа нь хямд байх болно) болон энэ нэгжийг угсарч буй материалын хувьд.

    Анхааруулга: Метанол нь хортой.Энэ нь 650С буцлах температуртай, өнгөгүй, энгийн ундны архины үнэртэй төстэй, ус болон олон органик шингэнтэй бүх талаараа холилдох чадвартай шингэн юм. 50 миллилитр согтуу метанол нь бага хэмжээгээр үхэлд хүргэдэг, метанолын задралын бүтээгдэхүүнээр хордох нь хараа мууддаг гэдгийг санаарай!

    Төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны зарчим ба үйл ажиллагаа

    Төхөөрөмжийн функциональ диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 1.

    Цоргоны ус нь "усны оролт" (15) -тай холбогдсон бөгөөд цааш дамжин хоёр урсгалд хуваагддаг: нэг урсгал (хортой хольцоос шүүлтүүрээр цэвэрлэсэн) ба цорго (14) ба нүхээр (C) холигч руу ордог. (1), нөгөө нь цорго (4) ба нүхээр (G) урсах урсгал нь хөргөгч (3) руу орж, нийлэгжсэн хий, метанолын конденсатыг хөргөж, ус (Y) -ээр дамжин гардаг.

    Хүхрийн хольц, анхилуун үнэрт бодисоос цэвэршүүлсэн ахуйн хэрэглээний байгалийн хий нь “Хийн оролт” дамжуулах хоолойд (16) холбогдсон. Дараа нь хий нь холигч руу (1) нүхэнд (B) орж, усан ууртай холилдсоны дараа шатаагч (12) дээр 100 - 120 ° C хүртэл халаана. Дараа нь холигчоос (1) нүхээр (D) халсан хий ба усны уурын хольц (B) нүхээр реактор (2) руу ордог.

    Реактор (2) №1 катализатороор дүүргэгдсэн, массын фракцууд: 25% NiO (никель исэл) ба 60% Al 2 O 3 (хөнгөн цагааны исэл), үлдсэн нь 15% CaO (түргэн шохой) болон бусад хольц, катализаторын идэвхжил - үлдэгдэл Хүхрийн нэгдлээс бүрэн цэвэршүүлсэн, 90%-иас доошгүй метан агуулсан, уурын эзлэхүүний харьцаатай нүүрсустөрөгчийн хий (метан) -ийг уураар хувиргах үед метан эзлэхүүний фракц: хий = 2:1,: -ээс ихгүй байна.

    500 ° C - 37%
    700 ° C - 5%.

    Реакторт нийлэг хий нь ойролцоогоор 700°С-ийн температурын нөлөөн дор үүсдэг бөгөөд үүнийг шатаагчаар халаах замаар олж авдаг (13). Дараа нь халаасан синтез хий нь нүхээр (E) хөргөгчинд (3) ордог бөгөөд үүнийг 30-40 ° C ба түүнээс доош температурт хөргөх шаардлагатай. Дараа нь хөргөсөн синтезийн хий нь (I) нүхээр хөргөгчнөөс гарч, нүхээр (M) компрессор (5) руу ордог бөгөөд үүнийг гэр ахуйн ямар ч хөргөгчний компрессор болгон ашиглаж болно.

    Дараа нь 5-10 атм даралттай шахсан синтез хий. нүхээр (H) компрессороос гарч, нүхээр (O) реактор (6) руу ордог. Реактор (6) нь 80% зэс, 20% цайраас бүрдэх 2-р катализатороор дүүрсэн.

    Аппаратын хамгийн чухал нэгж болох энэ реакторт метанолын уур үүсдэг. Реактор дахь температур нь 270 ° C-аас хэтрэхгүй байх ёстой бөгөөд үүнийг термометрээр (7) хянаж, цорго (4) -ээр тохируулах боломжтой. Температурыг 200-250 ° C буюу түүнээс доош байлгахыг зөвлөж байна.

    Дараа нь метанолын уур болон урвалд ороогүй синтезийн хий нь реакторыг (6) нүхээр (P) орхиж, хөргөгчинд (W) нүхээр (L) орж, метанолын уур конденсац болж, (K) нүхээр хөргөгчнөөс гардаг.

    Дараа нь конденсат ба урвалд ороогүй синтезийн хий нь нүхээр (U) конденсатор (8) руу орж, тэнд бэлэн метанол хуримтлагдаж, конденсаторыг нүх (P) ба цорго (9) -аар дамжуулан саванд үлдээдэг.

    Конденсатор (8) дахь нүх (T) нь конденсатор дахь даралтыг хянахад шаардлагатай даралт хэмжигч (10) суурилуулахад ашиглагддаг. Энэ нь голчлон цорго (11) болон хэсэгчлэн цорго (9) -ийн тусламжтайгаар 5-10 ба түүнээс дээш атмосферт хадгалагдана.

    Нүх (X) ба цорго (11) нь конденсатороос урвалд ороогүй синтезийн хийг гаргахад шаардлагатай бөгөөд энэ нь холигч (1) руу буцаан (А) нүхээр дамжин эргэлддэг боловч практикээс харахад гаралтын хийг шатаах шаардлагатай. зулын голд, систем рүү буцаж орохгүй. Тиймээ, энэ нь үр ашгийг бууруулдаг, гэхдээ энэ нь тохиргоог ихээхэн хялбаршуулдаг.

    Цорго (9) нь хийгүй цэвэр шингэн метанол байнга гарч байхаар тохируулагдсан.

    Конденсатор дахь метанолын түвшин буурахаас илүү ихсэх нь дээр. Гэхдээ хамгийн оновчтой тохиолдол бол метанолын түвшин тогтмол байх явдал юм (үүнийг шилэн эсвэл өөр аргаар хянах боломжтой).

    Цорго (14) нь метанолд ус байхгүй байхаар тохируулагдсан бөгөөд холигч дотор уур үүсдэг, илүү их биш харин бага байвал зохимжтой.

    Төхөөрөмжийг эхлүүлж байна

    Хийн гарц нээгдсэн, ус (14) хаалттай, шатаагч (12), (13) ажиллаж байна. Цорго (4) бүрэн нээлттэй, компрессор (5) асаалттай, цорго (9) хаалттай, цорго (11) бүрэн нээлттэй байна.

    Дараа нь усны цоргыг (14) онгойлгож, цорго (11) ашиглан конденсатор дахь шаардлагатай даралтыг зохицуулж, даралт хэмжигч (10) -аар хяна. Гэхдээ ямар ч тохиолдолд цоргыг (11) бүрэн хааж болохгүй!!!

    Дараа нь таван минутын дараа цорго (14) ба асаалттай шатаагч (21) ашиглан реактор (6) дахь температурыг 200-250°С-д хүргэнэ. Үүний дараа шатаагч (21) унтардаг, учир нь энэ нь зөвхөн урьдчилан халаахад шаардлагатай байдаг Метанол нь дулаан ялгарснаар нийлэгждэг. Дараа нь цоргыг (9) бага зэрэг онгойлгож, түүнээс метанолын урсгал урсах ёстой. Хэрэв энэ нь байнга урсаж байвал цоргыг (9) бага зэрэг онгойлгож, хэрэв метанол хийтэй холилдсон бол цоргыг (14) нээнэ.

    Ерөнхийдөө та төхөөрөмжийг өндөр бүтээмжтэй тохируулах тусам илүү сайн байдаг.

    Энэ төхөөрөмжийг зэвэрдэггүй ган эсвэл төмрөөр хийхийг зөвлөж байна. Бүх хэсгүүд нь хоолойгоор хийгдсэн зэс хоолойг нимгэн холбох хоолой болгон ашиглаж болно. Хөргөгчинд X:Y=4 харьцааг хадгалах шаардлагатай, жишээлбэл, X+Y=300 мм бол X нь 240 мм, Y нь 60 мм байх ёстой. 240/60=4. Хөргөгчинд нэг талдаа эсвэл нөгөө талдаа багтах олон эргэлт байх тусмаа сайн.

    Бүх цорго нь хийн гагнуурын бамбараас ашиглагддаг. (9) ба (11) цоргоны оронд та гэр ахуйн хийн цилиндрээс даралт бууруулах хавхлага эсвэл ахуйн хөргөгчний хялгасан хоолойнуудыг ашиглаж болно.

    Холигч (1) ба реактор (2) нь хэвтээ байрлалд халаадаг (зураг харна уу).

    За ингээд л болоо биз дээ. Эцэст нь хэлэхэд, 1992-93 онд Priority сэтгүүлийн хэд хэдэн дугаарт автомашины түлшийг гэртээ үйлдвэрлэх илүү дэвшилтэт загварыг нийтэлсэн болохыг нэмж хэлмээр байна.
    №1-2 — ерөнхий мэдээлэлбайгалийн хийнээс метанол үйлдвэрлэх талаар .
    No3-4 - метаныг метанол болгон боловсруулах үйлдвэрийн зураг.
    № 5-6 - суурилуулах, аюулгүй байдлын арга хэмжээ, хяналт, тоног төхөөрөмжийг асаах заавар.


    Зураг 1 - Бүдүүвч диаграммаппарат


    Зураг 2 - Холигч


    Зураг 3 - Реактор


    Зураг 4 - Хөргөгч


    Зураг 5 - Конденсатор


    Зураг 6 - Реактор

    Игорь Квасниковын нэмэлтүүд

    Хайлтын системээс таны нийтлэлтэй санамсаргүй таарч, агуулгыг нь маш их сонирхож эхэлсэн. Богино тойм хийсний дараа зохиогчийн хийсэн алдаанууд тэр даруй гарч ирэв.

    "Метанол" -ын талаархи мэдээллийг "Тэргүүлэх" сэтгүүлийн 1991, 92, 93 дугаарт нийтэлсэн. , гэхдээ бүрэн дууссан төсөлхэзээ ч хэвлэгдээгүй (захиалагчдад амласан катализаторууд шахагдсан).

    Эдгээр тоонууд нь реакторын зургийг агуулсан байв цахилгаан диаграммудирдлага, сэрүүн дизайн, үүний дараа ноён Вакс (нийтлэлийг зохиогч) эелдэгээр уучлалт гуйж, цаашдын нийтлэлийг зогсооно гэж мэдэгдэв. ЗХУ-ын аюулгүй байдлын хүчний хүсэлтээрмөн энэ суулгацыг давтахыг хүсч буй хүмүүсийн хувьд бүтээлч талбар нь хязгааргүй юм. Зураг 1(а) - Өөрчлөгдсөн төхөөрөмжийн диаграм

    1-р шат - өмнө дурьдсанчлан 2 ба 6-р реакторын катализаторыг нэн даруй хордуулахгүйн тулд хий, усыг цэвэршүүлэх ёстой (гэрийн шүүлтүүрээр, эсвэл нэрэх төхөөрөмжөөр илүү сайн). Илүү нарийвчлалтай, уур: хийн харьцаа 2: 1. 1-р шат руу урвалд ороогүй бүтээгдэхүүн буцаж байх ёсгүй.

    2-р шат - метан хувиргалт нь t=~400°C-д эхэлдэг, гэхдээ ийм бага t°C-д хувирсан хийн хувь бага, хамгийн оновчтой нь t=700°C, үүнийг термопар ашиглан хянах нь зүйтэй.

    Реактор ба хөргөгчийн дараа уг суурилуулалт нь даралт хэмжигч (10) ба даралт бууруулах хавхлага (11) -ийг 25-35 атм даралтаар тохируулсан (даралтын сонголт нь катализаторын элэгдлийн зэргээс хамаарна). Синтезийн хийн хангалттай даралтыг шахахын тулд хөргөгчнөөс хоёр компрессор ашиглах нь дээр.

    Би конденсаторыг (8) цилиндр хэлбэртэй биш, харин конус хэлбэртэй (энэ нь метанолын ууршилтын талбайг багасгахын тулд хийгддэг), метанолын түвшинг хянах цонхтой болгохыг танд зөвлөж байна. Урвалжсан бүтээгдэхүүнийг конусын дээрээс (u) Ø 8 мм хоолой ашиглан нийлүүлдэг.

    Хоолойг тохируулагч гаралтын (P) доороос 10 мм-ийн конус хэлбэрийн саванд буулгана.

    Урвалжаагүй синтезийн хийг конусын дээд хэсэгт гагнаж (x) Ø 5 мм хоолойгоор гадагшлуулж, дөл нь конус сав руу орохоос сэргийлж, энэ хоолойгоор дамжин гарч буй хийг төгсгөлд нь шатаана. хоолойн төгсгөл нь зэс утсаар дүүргэгдсэн байна.

    Метанолын түвшинг савны нийт өндрийн 2/3-д хадгалдаг тул тунгалаг цонх хийх нь дээр. 100% аюулгүй байдлыг хангахын тулд гаралтын зулын голыг термопараар тоноглож болно, дохио нь (дөл байхгүйн улмаас) суурилуулалтын хийн хангамжийг автоматаар хаадаг орчин үеийн хийн зуухнаас ямар ч зохицуулагч эдгээр зорилгод тохиромжтой .

    Метанол үйлдвэрлэх катализаторын арга ( модны спирт) байгалийн хийнээс дэлгэрэнгүй тайлбарласан.