Производство спирта

В природе  спирты встречаются редко, чаще —  в виде производных (сложные эфиры и др.), из которых они могут быть получены. Для получения спиртов важную роль играет органический синтез. Приведем некоторые способы синтеза спиртов.

1. Гидратация (присоединение воды к алкенам). Реакция проводится в присутствии катализаторов. При использовании в качестве катализатора серной кислоты (сернокислотная гидратация) реакция идет в две стадии:

H₂C==CH₂ + HO—SO₂—OH ® H₃C—CH₂—OSO₂—OH

                                                          этилсерная кислота

H₃C—CH₂—OSO₂—OH + H₂O ® H₃C—CH₂—OH + H₂SO₄

                                                             этиловый спирт

Если  реакцию гидратации проводить при  высокой температуре (300 - 350 °С) и давлении в присутствии катализатора (смеси фосфорной к вольфрамовой кислот), то реакция идет в одну стадию. Это—метод прямой гидратации. При получении этилового спирта этот метод вытеснил сернокислотную гидратацию. Гидратация алкенов имеет важное промышленное значение. Этот способ позволяет получать спирты из доступного и дешевого сырья — газов крекинга. Так, из 1 т этилене можно получить 1,4 т спирта. Впервые в нашей стране этиловый спирт начали

получать  гидратацией этилена с 1952 г. (г. Сумгаит).

2. Гидролиз  моногалогенопроизводных. Реакцию  проводят, нагревая галогеналкилы с водой или водным раствором щелочей:

C₂H₆Cl + H₂O ® C₂H₆OH + HC

3. Получение  метанола из синтез-газа. Процесс  идет при 220—300 °С и

сравнительно  невысоком давлении с использованием катализатора из оксидов меди и цинка:

     ^кат.

CO + 2H₂ ® CH₃OH

Из синтез-газа можно получать и другие спирты.

4. Восстановление  альдегидов и кетонов. При восстановлении  альдегидов образуются первичные, а при восстановлении кетонов — вторичные:

O

//   2H

H₃C—C   ®   H₃C—CH₂OH

\ H

уксусный          этиловый

альдегид                спирт

2H

H₃C—CO—CH₃ ® H₃C—CH—CH₃

|

OH

ацетон                 изопропиловый

спирт

5. Спиртовое  брожение (расщепление) моносахаридов  C₆H₁₂O

₆ под влиянием ферментов:зимаза

C₆H₁₂O₆     —®     C₂H₆OH + ₂CO₂

Для получения  этилового спирта издавна пользуются различными сахаристыми веществами, например, виноградным сахаром, или глюкозой, которая путем "брожения", вызываемого действием ферментов (энзимов), вырабатываемых дрожжевыми грибками, превращается в этиловый спирт.

С₆Н₁₂О₆ ® 2С₂Н₅ОН + 2СО₂

Глюкоза в свободном виде содержится, например, в виноградном соке, при брожении которого получается виноградное вино с содержанием спирта от 8 до 16%.

Исходным  продуктом для получения спирта может служить полисахарид крахмал,содержащийся, например, в клубнях картофеля, зернах ржи, пшеницы, кукурузы.

Для превращения  в сахаристые вещества (глюкозу) крахмал  предварительноподвергают гидролизу. Для этого муку или измельченный картофель завариваютгорячей водой  и по охлаждении добавляют солод  – проросшие, а затем

подсушенные и растертые с водой зерна  ячменя. В солоде содержится диастаз(сложная смесь ферментов), действующий на процесс осахаривания крахмалакаталитически. По оканчании осахаривания к полученной жидкости прибавляютдрожжи, под действием фермента которых образуется спирт. Его отгоняют, азатем очищают повторной перегонкой.

В настоящее  время осахариванию подвергают также  другой полисахарид –целлюлозу (клетчатку), образующую главную массу древесины. Для этогоцеллюлозу подвергают гидролизу  в присутствии кислот (например, древесные опилки при 150 -170°С обрабатывают 0,1 - 5% серной кислотой под давлением 0,7- 1,5 МПа). Полученный таким образом продукт также содержит глюкозу исбраживается на спирт при помощи дрожжей. Из 5500 т сухих опилок (отходылесопильного завода средней производительности за год) можно получить 790 тспирта (считая на 100%-ный). Это дает возможность сэкономить около 3000 т зерна или 10000 т картофеля [1].

  

    Литература:

1.     Федеральный закон «О государственном  регулировании производства  и

оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции»

2.Джатдоева  М.Р. Теоретические основы прогрессивных  технологий.

Химический  раздел. – Ессентуки: ЕГИЭиМ, 1998. – 78 с

3.Несмеянов  А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической  химии. - М.: Химия,

1974. -  624 с.

4.http://www.spirtzavod.com/index.php/tech.html

5.Технология  спирта / Яровенко В.Л., Маринченко  В.А., Смирнов В.А. - М.: "Колос", "Колос  - пресс", 2002.

6.Процессы и аппараты пищевой промышленности. В 2-х книгах. - М.: "КолосС", 2004.