Anda berada di hutan... Batang pohon yang tebal dan tipis berkerumun. Bagi seorang ahli kimia, semuanya terdiri dari bahan yang sama - kayu, yang bagian utamanya adalah bahan organik - serat (C 6 H 10 O 5) x. Serat membentuk dinding sel tumbuhan, yaitu kerangka mekanisnya; Kami memilikinya cukup murni dalam serat kertas katun dan rami; di pohon selalu ditemukan bersama dengan zat lain, paling sering lignin, dengan komposisi kimia yang hampir sama, tetapi dengan sifat yang berbeda. Rumus dasar serat C 6 H 10 O 5 sama dengan rumus pati, gula bit mempunyai rumus C 12 H 2 2O 11. Perbandingan jumlah atom hidrogen dengan jumlah atom oksigen pada rumus ini sama dengan air: 2:1. Oleh karena itu, zat ini dan zat serupa disebut “karbohidrat” pada tahun 1844, yaitu zat yang tampaknya (tetapi sebenarnya tidak) terdiri dari karbon dan air.

Serat karbohidrat memiliki berat molekul yang tinggi. Molekulnya adalah rantai panjang yang terdiri dari tautan individu. Berbeda dengan butiran pati putih, serat merupakan benang dan serabut yang kuat. Hal ini dijelaskan oleh perbedaan struktur struktural molekul pati dan serat yang kini telah terbentuk dengan tepat. Serat murni secara teknis disebut selulosa.

Pada tahun 1811, akademisi Kirchhoff membuat penemuan penting. Dia mengambil pati biasa yang diperoleh dari kentang dan mengolahnya dengan asam sulfat encer. Di bawah pengaruh H 2 SO 4 terjadi hidrolisis pati dan berubah menjadi gula:

Reaksi ini sangat penting secara praktis. Produksi pati dan sirup didasarkan pada itu.

Namun serat memiliki rumus empiris yang sama dengan pati! Artinya Anda juga bisa mendapatkan gula darinya.

Memang pada tahun 1819, sakarifikasi serat menggunakan asam sulfat encer pertama kali dilakukan. Untuk tujuan ini, asam pekat juga dapat digunakan; Ahli kimia Rusia Vogel pada tahun 1822 memperoleh gula dari kertas biasa dengan menggunakan larutan 87% H 2 SO 4.

Pada akhir abad XIX. Insinyur yang berpraktik telah tertarik untuk memperoleh gula dan alkohol dari kayu. Saat ini alkohol diproduksi dari selulosa dalam skala pabrik. Metode tersebut, ditemukan dalam tabung reaksi oleh seorang ilmuwan, kemudian dilakukan dalam peralatan baja besar milik seorang insinyur.

Ayo kunjungi pabrik hidrolisis... Serbuk gergaji, serutan atau serpihan kayu dimasukkan ke dalam reaktor besar (perkolator). Ini adalah limbah dari pabrik penggergajian atau perusahaan pengolahan kayu. Sebelumnya, sampah berharga ini dibakar atau dibuang begitu saja ke tempat pembuangan sampah. Larutan asam mineral yang lemah (0,2-0,6%) (paling sering sulfat) melewati perkolator dengan arus kontinu. Tidak mungkin menyimpan asam yang sama di dalam peralatan untuk waktu yang lama: gula yang terkandung di dalamnya, diperoleh dari kayu, mudah hancur. Dalam perkolator, tekanannya 8-10 atm, dan suhunya 170-185°. Dalam kondisi ini, hidrolisis selulosa berlangsung jauh lebih baik dibandingkan kondisi biasa, ketika prosesnya sangat sulit. Perkolator menghasilkan larutan yang mengandung sekitar 4% gula. Hasil zat manis selama hidrolisis mencapai 85% dari kemungkinan teoritis (menurut persamaan reaksi).

Beras. 8. Diagram visual produksi alkohol hidrolitik dari kayu.

Bagi Uni Soviet, yang memiliki hutan tak terbatas dan terus mengembangkan industri karet sintetis, produksi alkohol dari kayu merupakan hal yang menarik. Sejak tahun 1934, Kongres Partai Komunis Seluruh Serikat Bolshevik ke-17 memutuskan untuk mengembangkan produksi alkohol dari serbuk gergaji dan limbah industri kertas dengan segala cara. Pabrik hidrolisis-alkohol Soviet pertama mulai beroperasi secara teratur pada tahun 1938. Selama tahun rencana lima tahun kedua dan ketiga, kami membangun dan meluncurkan pabrik untuk produksi alkohol hidrolisis - alkohol dari kayu. Alkohol ini kini semakin banyak diolah menjadi karet sintetis dalam jumlah besar. Ini adalah alkohol dari bahan baku non-makanan. Setiap juta liter etil alkohol terhidrolisis melepaskan sekitar 3 ribu ton roti atau 10 ribu ton kentang untuk makanan dan, akibatnya, sekitar 600 hektar lahan tanam. Untuk memperoleh alkohol hidrolitik sebanyak itu diperlukan 10.000 ton serbuk gergaji dengan kadar air 45%, yang dapat dihasilkan oleh satu pabrik penggergajian kayu dengan produktivitas rata-rata per tahun.

Produksi etil alkohol dari biomassa serbuk gergaji dilakukan dengan tiga cara:

dengan hidrolisis serbuk gergaji kayu diikuti dengan fermentasi hidrolisat dengan ragi yang sesuai menjadi etanol,

gasifikasi kayu, serbuk gergaji dan limbah padat rumah tangga lainnya melalui pirolisis dengan pembentukan gas sintesis (CO + H2) dan selanjutnya fermentasi gas sintesis tersebut oleh bakteri yang sesuai menjadi etanol,

dekomposisi pirolisis serbuk gergaji dan limbah padat dengan pembentukan gas sintesis, produksi metil alkohol dari gas sintesis dan selanjutnya konversi katalitik metanol menjadi etanol (reaksi homogenisasi).

Dengan metode hidrolisis, rendemen alkohol hanya 200 liter dari 1 ton serbuk gergaji. Dan dengan metode pengolahan pirolisis, hasil alkohol akan menjadi 400 liter dari 1 ton serbuk gergaji. Dan biaya produksi alkohol dalam kasus kedua adalah 10 rubel/liter dan tergantung pada skala produksi dan biaya serbuk gergaji.

Perbandingan berbagai jenis biofuel

bahan bakar nabati	Hasil tahunan dari 1 hektar lahan	Biofuel = Setara	Harga
Minyak lobak	1.480 liter	1 liter = 0,96 liter Solar	1,18 Euro (Mei 2008)
Minyak Rapeseed Metil Ester (Biodiesel)	1.550 liter	1 liter = 0,91 liter Solar	1,40 Euro (Juni 2008)
Bioetanol	2.560 liter	1 liter = 0,65 liter bensin
Biomassa menjadi BtL cair	4 030 liter	1 liter = 0,97 liter Solar
Biometana	3.540 kilogram	1 kg = 1,40 liter bensin	0,93 Euro (Juni 2008)

Berdasarkan data tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa produksi mikrobiologis etanol dari produk gasifikasi biomassa melalui pirolisis lebih layak secara ekonomi.

Sifat fisik, keberadaan di alam dan struktur selulosa/serat.

Selulosa kayu, atau serat, adalah polisakarida, yang merupakan bahan utama pembentuk dinding sel tumbuhan (selulosa - sel). Serat merupakan komponen utama kayu (sampai 70%), terdapat pada cangkang buah, biji, dll. dan tidak ditemukan pada organisme hewan. Selulosa adalah zat padat berserat yang tidak larut dalam air atau pelarut organik biasa.

Kapas hampir merupakan serat murni; serat rami dan rami juga sebagian besar terdiri dari serat; serat dalam kayu sekitar 50%. Kertas dan kain katun merupakan produk yang terbuat dari serat. Banyak makanan juga mengandung serat (tepung, sereal, kentang, sayuran)

Biasanya serat pada kayu disertai dengan apa yang disebut hemiselulosa (semi selulosa) - polisakarida yang dibentuk oleh pentosa (pentosan) dan mempunyai komposisi (C5H8O4) x, serta heksosa seperti manosa (mannans) atau galaktosa (galaktan). Selain itu, kayu mengandung lignin - zat yang sangat kompleks yang mengandung cincin benzena beranggota enam ...

Meja. Komposisi komponen kayu aspen dan jerami, % gandum

Bahan baku	Selulosa	Lignin	Hemiselulosa	Ekstraktif	Abu
Jerami gandum	48,7	21,4	23,2
Aspen biasa	46,3	21,8	24,0

Berat molekul serat besar dan mencapai beberapa juta. Seperti pati, molekul serat terdiri dari unit C6H10O5. Terdapat beberapa ratus hingga puluhan ribu ikatan serupa dalam molekul selulosa. Oleh karena itu, komposisi serat, seperti pati, dinyatakan dengan rumus (C6H10O5)

N. Namun dari segi strukturnya, serat berbeda dengan pati karena struktur molekul serat tidak bercabang, melainkan struktur seperti benang, sehingga serat dapat membentuk serat.

Studi tentang reaksi esterifikasi serat (lihat di bawah) mengarah pada kesimpulan bahwa setiap unit C 6 H 10 O 5 mengandung tiga gugus hidroksil. Atas dasar ini rumus molekul serat digambarkan sebagai berikut:

Sifat kimia dan kegunaan serat. Pada suhu normal, serat tidak terpengaruh oleh asam encer dan basa, namun asam pekat terpengaruh.

Jika segumpal kapas (serat) dimasukkan ke dalam campuran asam pekat - nitrat dan sulfat (diperlukan sebagai bahan penghilang air) selama 8-10 menit, akan terjadi reaksi esterifikasi: ester serat dan asam nitrat akan terjadi. diperoleh - serat nitro. Secara tampilan serat nitro hampir tidak ada bedanya dengan serat biasa, namun bila dinyalakan di udara langsung terbakar (segumpal kapas yang diberi nitrat, bila dibakar di telapak tangan, tidak sempat terbakar), bila dipanaskan dalam ruang tertutup. luar angkasa dan karena ledakan, ia meledak. Tergantung pada jumlah gugus hidroksil yang teresterifikasi, marshmallow dengan kandungan nitrogen berbeda akan terbentuk. Nitrasi lengkap serat mengarah pada pembentukan trinitroselulosa:

Ketika dipanaskan dengan asam encer, serat, seperti pati, mengalami hidrolisis, akhirnya berubah menjadi glukosa:

(C 6 H 10 O 5) n+

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

Produk pengolahan selulosa/serat melalui hidrolisis mempunyai beragam kegunaan (Lihat gambar. Struktur dan pengolahan selulosa (serat) melalui hidrolisis). Dalam bentuk kayunya digunakan untuk bangunan dan berbagai produk. Kertas terbuat dari serat (pulp kayu). Kain, benang, dan tali terbuat dari serat rami, rami, dan kapas. Dengan memproses serat secara kimia, alkohol, sutra buatan, bahan peledak, dan banyak lagi disiapkan.

Produksi alkohol hidrolitik dari serbuk gergaji. Karena serat menghasilkan glukosa melalui hidrolisis, dan glukosa, seperti diketahui, dapat diubah menjadi etil alkohol (etanol) atau butil alkohol (butanol), oleh karena itu, alkohol dapat diperoleh melalui pengolahan kimia kayu.

Produksi etil alkohol dari serbuk gergaji dengan salah satu metode dilakukan sebagai berikut. Perlu dipahami bahwa produksi alkohol dari kayu melalui hidrolisis kayu dan fermentasi selanjutnya selalu lebih intensif logam dan mahal dibandingkan, misalnya, gasifikasi kayu dengan konversi katalitik berikutnya dari gas sintesis yang dihasilkan menjadi fraksi alkohol atau bensin.

Dalam alat hidrolisis, limbah kayu seperti serbuk gergaji dan serpihan kayu dipanaskan dengan asam sulfat (lihat gambar). Serat dihidrolisis menjadi glukosa (lihat di atas). Asam sulfat kemudian dinetralkan dengan larutan kapur dan dipisahkan endapan CaSO4 yang dihasilkan. Larutan glukosa yang dihasilkan difermentasi dalam tong besar dengan adanya ragi. Setelah fermentasi, larutan dipisahkan dari ragi dan alkohol disuling dalam kolom distilasi; Ragi dikirim kembali ke tangki fermentasi.

Dari 1 ton kayu kering, diperoleh hingga 200 liter etil alkohol (etanol) dengan cara ini; dengan kata lain, 1 ton serbuk gergaji dapat menggantikan 1 ton kentang atau 300 kg biji-bijian dalam produksi alkohol. Mengingat banyaknya alkohol yang dikonsumsi dalam produksi karet sintetis dan produk lainnya, menjadi jelas betapa pentingnya produksi etil alkohol dari kayu untuk konservasi bahan baku pangan.

Di Rusia, produksi alkohol dari serbuk gergaji dilakukan di sejumlah pabrik hidrolisis. Lihat contoh memperoleh bensin campuran E-85 (85% etanol + 15% bensin) di Kirov BioKhimZavod LLC. Produk limbah bertonase besar dari produksi hidrolisis alkohol dari serbuk gergaji adalah lignin, yang penguraiannya di tempat pembuangan sampah jelas tidak membuat udara menjadi beraroma. Namun menurut ilmuwan Amerika, katalis nikel akan mengolah lignin.

Cara pengolahan serbuk gergaji selanjutnya yang tidak kalah menarik adalah dengan pirolisis, menghasilkan gas sintesis (campuran CO dan H2) dan selanjutnya sintesis alkohol, bensin sintetik, solar dan lain-lain.

Keberhasilan dalam pengembangan kualitatif bidang ini dicapai oleh para ilmuwan dari Institut Sintesis Petrokimia. A.V. Topchiev RAS, yang mengembangkan teknologi yang memastikan produksi bensin sintetis ramah lingkungan beroktan tinggi menggunakan skema pemrosesan selulosa kayu yang paling sederhana dan ekonomis dengan hasil produk akhir yang baik yang memenuhi persyaratan standar Euro-4 yang menjanjikan.

Inti dari metode pembuatan bensin sintetis dari selulosa kayu adalah sebagai berikut.
Pertama, gas sintesis yang mengandung hidrogen, karbon oksida, air, sisa hidrokarbon yang tidak bereaksi setelah produksinya, serta mengandung atau tidak mengandung nitrogen pemberat diperoleh dari selulosa kayu pada tekanan tinggi. Kemudian, dengan kondensasi, air dipisahkan dan dikeluarkan dari gas sintesis, dan kemudian dilakukan sintesis katalitik satu tahap dimetil eter dalam fase gas. Campuran gas yang diperoleh, tanpa mengisolasi dimetil eter darinya, dilewatkan di bawah tekanan melalui katalis - zeolit ​​​​silikon tinggi yang dimodifikasi - untuk menghasilkan bensin, dan aliran gas didinginkan untuk mengisolasi bensin sintetis.

Gas sintesis dihasilkan dari selulosa kayu dengan berbagai cara, misalnya melalui proses oksidasi parsial bahan baku hidrokarbon di bawah tekanan, yang memungkinkan untuk diproses secara katalitik tanpa kompresi tambahan. Atau diperoleh dengan reformasi katalitik bahan baku hidrokarbon dengan uap atau dengan reformasi autotermal. Dalam hal ini proses dilakukan dengan menyuplai udara, atau udara yang diperkaya oksigen, atau oksigen murni. Opsi lain juga telah di-debug. Pada tahap ketiga dilakukan proses Fischer – Tropsch sendiri, dimana sintesis hidrokarbon cair terjadi berdasarkan komponen gas sintesis. Misalnya, ketika syngas (campuran karbon monoksida CO dan hidrogen H2) dilewatkan ke katalis yang mengandung besi tereduksi (besi murni Fe) yang dipanaskan hingga 200°C, campuran hidrokarbon jenuh dominan (bensin sintetik) akan terbentuk.

Untuk pertama kalinya, bahan bakar cair sintetis GTL diproduksi dalam jumlah besar di Jerman selama Perang Dunia ke-2 1939-45, yang disebabkan oleh kekurangan minyak. Sintesis dilakukan pada suhu 170-200 °C, tekanan 0,1-1 Mn/m2 (1-10 pagi) dengan katalis berbasis Co; Hasilnya adalah bensin (Kogazin 1, atau syntin) dengan angka oktan 40-55, solar berkualitas tinggi (Kogazin II) dengan angka setana 80-100, dan parafin padat. Penambahan 0,8 ml timbal tetraetil per 1 liter bensin sintetik meningkatkan angka oktannya dari 55 menjadi 74. Sintesis menggunakan katalis berbahan dasar Fe dilakukan pada suhu 220 °C ke atas, pada tekanan 1-3 Mn/m2 (10-30 pagi). Bensin sintetis yang diproduksi dalam kondisi ini mengandung 60-70% hidrokarbon olefin dengan struktur normal dan bercabang; angka oktannya 75-78. Selanjutnya, produksi SLT bahan bakar cair sintetis dari CO dan H2 tidak banyak dikembangkan karena biayanya yang tinggi dan rendahnya efisiensi katalis yang digunakan. Selain bensin sintetis dan solar, komponen bahan bakar beroktan tinggi diproduksi secara sintetis dan ditambahkan ke dalamnya untuk meningkatkan sifat anti-benturan. Ini termasuk: isooctane, diperoleh dengan alkilasi katalitik isobutana dengan butilena; bensin polimer - produk polimerisasi katalitik dari fraksi propana-propilena, dll. Lihat Lit.: Rapoport I. B., Bahan bakar cair buatan, edisi ke-2, M., 1955; Petrov A.D., Kimia bahan bakar motor, M., 1953; Lebedev N.N., Kimia dan teknologi sintesis organik dasar dan petrokimia, M., 1971).

Uap (pada suhu 200°C atau lebih) melewati setrika.

Tergantung pada suhu, terbentuklah zat berikut pada dinding reaktor: Fe + H2O = FeO + H2 + panas (karat) atau 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + kalor (skala).

Ini adalah reaksi standar untuk memproduksi hidrogen di industri. Oksida besi bekas kemudian harus direduksi kembali menjadi besi.

Hal ini dilakukan seperti ini: FeO + CO = Fe + CO2.

CO dihasilkan ketika CH (bensin) mengenai besi panas.

Bensin sintetis , diperoleh melalui hidrogenasi katalitik karbon monoksida, memiliki angka oktan rendah; Untuk memperoleh bahan bakar bermutu tinggi untuk mesin pembakaran dalam harus melalui proses tambahan.

Metil alkohol (metanol) dalam industri terutama diperoleh dari gas sintesis hasil konversi gas alam metana. Reaksi dilakukan pada suhu 300-600 °C dan tekanan 200-250 kgf/cm dengan adanya seng oksida dan katalis lainnya: CO + H2 -----> CH3OH

Produksi metil alkohol (metanol) dari gas sintesis ditunjukkan dalam diagram sirkuit yang disederhanakan

Homologisasi metanol menjadi etanol. Homologisasi adalah reaksi di mana senyawa organik diubah menjadi homolognya dengan memasukkan gugus metilen CH2. Pada tahun 1940, reaksi metanol dengan gas sintesis yang dikatalisis oleh kobalt oksida pada tekanan 600 atm dilakukan untuk pertama kalinya, menghasilkan etanol sebagai produk utama:

Penggunaan kobalt karbonil Co2(CO)8 sebagai katalis memungkinkan penurunan tekanan reaksi hingga 250 atm, sedangkan derajat konversi metanol menjadi etanol adalah 70%, dan produk utama, etanol, terbentuk dengan selektivitas sebesar 40%. Produk sampingan dari reaksi ini adalah asetaldehida dan ester asam asetat. Selanjutnya, katalis yang lebih selektif berdasarkan senyawa kobalt dan rutenium dengan penambahan ligan fosfin diusulkan, dan ditemukan bahwa reaksi dapat dipercepat dengan memasukkan promotor - ion iodida. Saat ini, selektivitas terhadap etanol sebesar 90% telah tercapai. Meskipun mekanisme homologasi belum sepenuhnya diketahui, mekanisme ini dianggap mirip dengan mekanisme karbonilasi metanol.

Isobutil alkohol digunakan untuk memproduksi isobutilena, sebagai pelarut, dan juga sebagai bahan baku untuk produksi beberapa reagen flotasi dan akselerator vulkanisasi di industri karet.

Dalam industri, isobutil alkohol dihasilkan dari karbon monoksida CO dan hidrogen H2, mirip dengan sintesis metanol. Mekanisme reaksi terdiri dari transformasi berikut:

Dehidrasi isobutil alkohol menjadi isobutilena merupakan reaksi katalitik. Penghapusan air dari molekul isobutil alkohol terjadi pada 370 °C dan tekanan 3-4 atm. Uap alkohol dilewatkan melalui katalis - alumina murni (aluminium oksida aktif)..

Salah satu skema teknologi umum untuk produksi isobutilena dengan dehidrasi isobutil alkohol disajikan di bawah ini.

Esterifikasi selanjutnya dari isobutilena dengan etil alkohol menghasilkan aditif yang mengandung oksigen pada bensin - etil tert-butil eter (ETBE) yang ramah lingkungan, yang memiliki angka oktan 112 poin (Metode penelitian).

Etil tert-butil eter ETBE adalah produk sintesis isobutilena dengan etanol:

Skema teknologinya sangat sederhana: komponen bahan mentah, dipanaskan dalam penukar panas, melewati reaktor, di mana kelebihan panas dihilangkan (reaksinya sangat eksotermik) dan dipisahkan dalam dua kolom.

Pada kolom rektifikasi pertama, n-butana dan butilena dipisahkan dari campuran reaksi, yang kemudian digunakan untuk alkilasi (isomerisasi), dan kolom kedua, ETBE yang sudah jadi dipisahkan dari atas, dan kelebihan metanol dari bawah, yang dikembalikan ke campuran mentah.

Katalisnya adalah resin penukar ion (sulfonic cation exchanger), derajat konversinya 94% (untuk isobutilena), kemurnian ETBE yang dihasilkan 99%.

Untuk 1 ton ETBE, dikonsumsi 360 kg etanol (100% etil alkohol) dan 690 kg isobutilena 100%.

Beras. Skema untuk mendapatkan ETBE:

1 - reaktor; 2, 3 - kolom distilasi; Aliran: I - isobutilena; II - etanol; III - butana dan butilena; IV - ETBE; V - daur ulang etanol.

Nilai kalor ETBE lebih rendah dibandingkan bensin; ETBE digunakan sebagai bahan tambahan beroktan tinggi pada bensin, meningkatkan DNP-nya dan meningkatkan distribusi angka oktan di antara fraksi-fraksi bensin catalytic reformed dengan titik didih rendah. Efek optimal diperoleh dengan penambahan campuran ETBE 11% pada bensin dasar 89-90% dengan OC dan /OC = 85/91, setelah itu diperoleh bensin AI-93, namun nilai kalornya turun dari 42,70 MJ/kg (tanpa bahan tambahan ) sampai dengan 41,95 MJ/kg.

Asam asetat merupakan senyawa organik dengan rumus molekul CH3COOH, dan merupakan prekursor pembuatan berbagai bahan kimia lainnya yang melayani berbagai industri pengguna akhir seperti tekstil, cat, karet, plastik dan lain-lain. Segmen aplikasi utamanya meliputi pembuatan monomer vinil asetat (VAM), asam tereftalat murni (PTA), asetat anhidrida, dan pelarut ester (etil asetat dan butil asetat).

Kompetensi produsen asam asetat: BP Plc (Inggris), Celanese Corporation (USA), Eastman Chemical Company (USA), Daicel Corporation (Jepang), Jiangsu Sofo (Group) Co. Ltd. (Cina), LyondellBasell Industries NV (Belanda), Shandong Hualu-Hengsheng Chemical Co. Ltd. (Cina), Perusahaan Shanghai Huayi (Grup) (Cina), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. Ltd. (Tiongkok), dan Kingboard Chemical Holdings Ltd. (Hongkong).

 Celanese adalah salah satu produsen produk asetil terbesar di dunia (zat antara kimia seperti asam asetat untuk hampir semua industri besar); produk antara asetil menyumbang sekitar 45% dari total penjualan. Celanese menggunakan proses karbonilasi metanol (reaksi metanol dan karbon monoksida); Katalis yang digunakan dalam reaksi dan produk yang dihasilkan (asam asetat) dimurnikan dengan distilasi.

 Pada bulan Januari 2013, Celanese dianugerahi paten AS (#7863489) untuk proses langsung dan selektif untuk produksi etanol dari asam asetat menggunakan katalis platina/timah. Paten ini mencakup metode produksi etanol secara selektif menggunakan reaksi fase uap asam asetat selama hidrogenasi pada komposisi katalis untuk menghasilkan etanol. Dalam salah satu perwujudan penemuan ini, reaksi asam asetat dan hidrogen dengan katalis platina/timah yang didukung oleh silika, grafit, kalsium silikat atau aluminosilikat secara selektif menghasilkan etanol dalam fase uap pada suhu sekitar 250 °C.

 Biaya produksi etil alkohol melalui asam asetat dan keunggulan kualitas

 Harga asam asetat, asetat anhidrida, monomer vinil asetat di AS

 Harga asam asetat, anhidrida asetat, monomer vinil asetat di Eropa

 Harga asam asetat, asetat anhidrida, monomer vinil asetat di Asia

Ada peningkatan permintaan akan biofuel – cairan mudah terbakar yang terbuat dari sumber daya hayati terbarukan. Salah satunya adalah kayu. Mungkinkah memperoleh bahan bakar dari kayu yang tidak kalah dengan minyak?

Hal pertama yang perlu Anda pahami adalah tidak mungkin membuat bensin atau minyak tanah dari kayu. Ia tidak terurai menjadi hidrokarbon rantai lurus, yang sebagian besar merupakan produk minyak bumi. Namun bukan berarti tidak bisa diperoleh zat yang bisa menggantikan produk minyak bumi.

Beberapa orang menyukai bangku

Tentu saja, yang pertama dalam daftar adalah alkohol. Dua jenis alkohol berbeda dapat diperoleh dari kayu. Yang pertama, yang disebut alkohol kayu, secara ilmiah adalah metil alkohol. Zat ini sangat mirip dengan etil alkohol biasa, baik dari segi mudah terbakar maupun bau dan rasanya. Namun, metil alkohol dibedakan oleh fakta bahwa ia sangat beracun, dan meminumnya secara oral dapat menyebabkan keracunan yang fatal. Pada saat yang sama, ini adalah bahan bakar motor berkualitas tinggi, angka oktannya bahkan lebih tinggi daripada etil alkohol, dan jauh lebih tinggi daripada bensin biasa.

Teknologi pembuatan metil alkohol dari kayu sangat sederhana. Itu diperoleh dengan distilasi kering, atau pirolisis. Lebih tepatnya, ini adalah salah satu komponen cairan - campuran zat organik yang mengandung oksigen yang dipisahkan dari resin pohon yang baru dikeluarkan. Namun, hasil alkohol yang diperoleh dengan cara ini terlalu rendah untuk digunakan sebagai bahan bakar. Hal ini membuat teknologi produksi bahan bakar seperti itu tidak menjanjikan.

Namun etil alkohol juga dapat diperoleh dari kayu, dalam jumlah yang jauh lebih besar. Alkohol ini - yang disebut hidrolisis - diperoleh dengan menguraikan selulosa, komponen utama kayu, dengan bantuan asam sulfat. Lebih tepatnya, penguraian selulosa menghasilkan gula, yang selanjutnya dapat diolah menjadi alkohol dengan cara biasa. Metode produksi etil alkohol ini sangat umum di industri; hampir semua alkohol industri yang digunakan untuk keperluan non-makanan diproduksi melalui hidrolisis.

Etil alkohol dapat digunakan baik secara langsung sebagai pengganti bensin maupun sebagai bahan tambahan pada bensin. Dengan menggunakan bahan tambahan tersebut, berbagai jenis biofuel diperoleh, yang populer khususnya di negara-negara seperti Brazil.

Memperoleh etil alkohol dengan hidrolisis kayu secara ekonomi kurang menguntungkan dibandingkan memperolehnya dari berbagai tanaman pertanian. Namun, keuntungan dari metode produksi biofuel ini adalah tidak memerlukan alokasi kawasan pertanian untuk tanaman “bahan bakar” yang tidak menghasilkan produk pangan, namun memungkinkan penggunaan kawasan yang termasuk dalam sektor kehutanan untuk produksinya. Hal ini menjadikan produksi biofuel etanol dari kayu menjadi teknologi yang cukup praktis.

Dan apakah terpentin berguna untuk apa pun?

Kerugian etanol sebagai bahan bakar adalah nilai kalornya yang rendah. Ketika digunakan pada mesin dalam bentuknya yang murni, ia menghasilkan tenaga yang lebih kecil atau konsumsi yang lebih tinggi dibandingkan bensin. Mencampur alkohol dengan zat dengan panas pembakaran yang tinggi membantu mengatasi masalah ini. Dan ini belum tentu produk minyak bumi: terpentin atau terpentin cukup cocok sebagai bahan tambahan.

Terpentin juga merupakan produk pengolahan kayu, lebih khusus lagi kayu jenis konifera: pinus, cemara, larch dan lain-lain. Ini banyak digunakan sebagai pelarut, dan varietasnya yang paling murni digunakan dalam pengobatan. Namun, industri pengolahan kayu, sebagai produk sampingan, menghasilkan sejumlah besar apa yang disebut terpentin sulfat - kadar rendah yang mengandung pengotor beracun, tidak hanya tidak dapat diterapkan dalam pengobatan, tetapi juga penggunaannya sangat terbatas dalam bahan kimia dan cat serta pernis. industri.

Pada saat yang sama, terpentin, dari semua produk pengolahan kayu, paling mirip dengan produk minyak bumi, atau lebih tepatnya, dengan minyak tanah. Ia memiliki nilai kalor yang sangat tinggi dan dapat digunakan sebagai bahan bakar kompor minyak tanah, lampu, dan gas minyak tanah. Cocok juga sebagai bahan bakar motor, meskipun hanya untuk waktu yang singkat: jika dituangkan ke dalam tangki dalam bentuk murni, mesin akan segera mati karena ter.

Namun, terpentin dapat digunakan sebagai bahan bakar bukan dalam bentuk murni, tetapi sebagai bahan tambahan etanol. Bahan tambahan ini tidak terlalu menurunkan angka oktan etil alkohol, namun meningkatkan panas pembakaran. Sisi positif lain dari teknologi produksi biofuel ini adalah terpentin mengubah sifat alkohol, sehingga tidak cocok untuk dikonsumsi sebagai alkohol. Dan konsekuensi sosial dari meluasnya penggunaan alkohol yang tidak didenaturasi sebagai bahan bakar bisa menjadi sangat serius.

Limbah lignin berubah menjadi pendapatan!

Salah satu komponen kayu, seperti lignin, dianggap kurang bermanfaat. Penggunaan industrinya jauh lebih sedikit dibandingkan selulosa. Meskipun digunakan dalam produksi bahan bangunan dan industri kimia, lebih sering dibakar langsung di industri kimia hutan. Namun ternyata pirolisis lignin dapat menghasilkan produk yang lebih beragam dibandingkan pirolisis selulosa.

Lignin sebagian besar terdiri dari cincin aromatik dan rantai hidrokarbon lurus pendek. Oleh karena itu, pirolisisnya menghasilkan sebagian besar hidrokarbon. Namun, bergantung pada teknologi pirolisis, dimungkinkan untuk memperoleh produk dengan kandungan fenol tinggi dan zat terkait, atau cairan yang menyerupai produk minyak bumi. Cairan ini juga cocok sebagai bahan tambahan etil alkohol untuk produksi biofuel.

Teknologi dan instalasi pirolisis telah dikembangkan yang dapat mengkonsumsi lignin dari timbunan dan limbah kayu yang tidak dipisahkan menjadi lignin dan selulosa. Hasil yang lebih baik diperoleh dengan mencampurkan lignin atau limbah kayu dengan limbah plastik atau karet bekas: cairan pirolisis lebih mirip minyak.

Atom dan serbuk gergaji yang damai

Teknologi lain untuk memproduksi biofuel dari kayu baru-baru ini dikembangkan oleh para ilmuwan Rusia. Itu milik bidang radiokimia, yaitu proses kimia yang terjadi di bawah pengaruh radiasi radioaktif. Dalam percobaan para ilmuwan dari Institut Kimia Fisika dan Elektrokimia. Serbuk gergaji Frumkin dan limbah kayu lainnya secara bersamaan terkena radiasi beta yang kuat dan distilasi kering, dan pemanasan kayu dilakukan secara tepat menggunakan radiasi ultra-kuat. Anehnya, di bawah pengaruh radiasi, komposisi produk pirolisis berubah.

Kandungan alkana dan sikloalkana yang tinggi, yaitu hidrokarbon yang terutama ditemukan dalam minyak, ditemukan dalam cairan pirolisis yang diperoleh dengan metode “radioaktif”. Cairan ini ternyata jauh lebih ringan daripada minyak, lebih mirip dengan kondensat gas. Selain itu, pemeriksaan memastikan kesesuaian cairan ini untuk digunakan sebagai bahan bakar motor atau diolah menjadi bahan bakar berkualitas tinggi, seperti bensin motor. Kami rasa hal ini tidak perlu disebutkan secara khusus, namun mari kita perjelas demi menenangkan ketakutan para radiofobia: radiasi beta tidak mampu menyebabkan radioaktivitas terinduksi, oleh karena itu bahan bakar yang diperoleh dengan cara ini aman dan tidak menunjukkan sifat radioaktif itu sendiri. .

Apa yang harus didaur ulang

Jelas bahwa lebih baik menggunakan bukan batang pohon utuh untuk produksi biofuel, tetapi limbah pengolahan kayu, seperti serbuk gergaji, serpihan kayu, ranting, kulit kayu, dan bahkan lignin yang sama yang dibuang ke tempat pembuangan sampah dan tungku. Hasil limbah per hektar hutan yang ditebang tentu saja lebih rendah dibandingkan kayu pada umumnya, namun kita tidak boleh lupa bahwa limbah tersebut diperoleh sebagai produk sampingan dari proses produksi yang sudah berlangsung di banyak perusahaan di tanah air. masing-masing, limbah produksi murah dan tidak perlu menebang atau menanami kawasan hutan tambahan untuk ditebang.

Bagaimanapun, kayu merupakan sumber daya terbarukan. Cara-cara untuk memulihkan kawasan hutan telah lama diketahui, dan di banyak wilayah di negara ini bahkan terdapat pertumbuhan berlebih yang tidak terkendali dari lahan pertanian terbengkalai menjadi hutan. Dengan satu atau lain cara, Federasi Rusia bukanlah salah satu negara di mana konservasi hutan harus dilakukan dengan segala uji tuntas; luas hutan kita dan potensi restorasi mandiri cukup untuk memenuhi kebutuhan industri pengolahan kayu, produksi biofuel, dan banyak industri lainnya.

Bagaimana cara memperoleh alkohol atau bahan bakar cair lainnya dari serbuk gergaji?

1. di Jerman pada akhir Perang Dunia II, semua tank menggunakan bahan sintetis. bahan bakar serbuk gergaji. dan mobil di Brasil menggunakan alkohol, 20% mobil di sana menggunakan alkohol. jadi memang benar, Anda bisa menggunakan fermentasi, menyalip dan mendapatkan alkohol dan Anda akan punya mobil
   Mungkinkah Anda bisa mendapatkan metana dengan bantuan bakteri? kemudian lebih baik lagi
2. Saya akan berbagi pengalaman saya, biarlah! Secara umum, Anda mengambil 1KG. anda mengeringkan serbuk gergaji kayu atau benda lain dengan sangat hati-hati, lalu menambahkan elektrolit (asam sulfat) 1/3 volume ke dalam labu atau yang lainnya melalui lemari es (akan terjadi sublimasi). Anda memanaskannya hingga suhu 150 derajat, dan Anda mendapatkan Metil Alkohol, dan di tempat yang sama esternya, dll. Produk reaksi yang mudah terbakar. cairannya bisa berbeda warna. tetapi biasanya berwarna kebiruan, sangat fluktuatif. Ya, saat memasak, jangan lupa tambahkan potongan Korundum (aluminium oksida) - ini katalisnya. segera setelah cairan dalam bejana atau labu berubah menjadi hitam sampai tidak dapat dikenali lagi, ganti dan isi bagian berikutnya. dari 1 kg Anda akan mendapatkan sekitar 470 ml. alkohol, tapi hanya 700 sesuatu. Lakukan di tempat terbuka, berventilasi baik, dan jauh dari makanan. Ya, jangan lupa masker dan respirator. Saring cairan hitam (bekas), dan lapisan atas akan terbakar dengan baik setelah dikeringkan. tambahkan ini ke bahan bakar juga.
3. Spesies jenis konifera - buruk. Biasanya, alkohol hidrolisis diperoleh dari pohon gugur. Faktanya, ada dua opsi di sini dan keduanya hampir tidak mungkin diterapkan di rumah. Tapi feses vodka pada umumnya hanya lelucon, karena produksinya tidak efisien dan konsumsi produk akhir bisa berbahaya bagi kesehatan. Pilihan pertama. Anda perlu meletakkan serbuk gergaji dalam tumpukan yang cukup besar di jalan, membasahinya dengan air dan membiarkannya selama beberapa tahun (tepatnya dua tahun atau lebih). Mikroorganisme anaerobik akan menetap di tengah tumpukan, yang lambat laun akan menguraikan selulosa menjadi monomer (gula) yang sudah dapat difermentasi. Selanjutnya - seperti minuman keras biasa. Atau opsi kedua yang diterapkan di industri. Serbuk gergaji direbus dengan larutan asam sulfat lemah pada tekanan tinggi. Dalam hal ini, hidrolisis selulosa terjadi dalam beberapa jam. Selanjutnya - penyulingan seperti biasa.
   Jika kita mempertimbangkan tidak hanya etil alkohol, maka kita dapat memilih cara lain, tetapi, sekali lagi, praktis tidak dijual di rumah. Ini adalah penyulingan serbuk gergaji kering. Bahan baku harus dipanaskan dalam wadah tertutup hingga 800-900 derajat. dan mengumpulkan gas yang keluar. Ketika gas-gas ini mendingin, kreosot (produk utama), metanol, dan asam asetat mengembun. Gas adalah campuran berbagai hidrokarbon. Sisanya adalah arang. Batubara jenis inilah yang dalam industri disebut arang, dan bukan dari api. Sebelumnya digunakan dalam metalurgi sebagai pengganti kokas. Setelah pemrosesan tambahan, karbon aktif diperoleh. Creosote adalah resin yang digunakan untuk bantalan tar dan tiang telegraf. Gas dapat digunakan seperti gas alam biasa. Sekarang cairan. Metil, atau kayu, alkohol disuling dari cairan pada suhu hingga 75 derajat. Ini bisa digunakan sebagai bahan bakar, tetapi hasilnya kecil dan sangat beracun. Berikutnya adalah asam asetat. Bila dinetralkan dengan jeruk nipis, diperoleh kalsium asetat, atau biasa disebut sebelumnya, bubuk cuka kayu abu-abu. Ketika dikalsinasi, aseton diperoleh - mengapa tidak bahan bakar? Benar, sekarang aseton diperoleh sepenuhnya secara sintetis.
   Sepertinya saya belum melupakan apa pun. Jadi kapan kita buka toko kreosot?
4. “Dan jika kita tidak menyuling vodka dari serbuk gergaji, lalu apa yang akan kita lakukan dengan lima botol?” (V.S. Vysotsky)
5. fermentasi zat manis. misalnya selulosa. Hanya untuk akselerasi Anda membutuhkan enzim-ragi. dan tentang metil alkohol... yah, sebenarnya dalam dosis kecil, itu mematikan.
6. Sublimasi.
7. Selulosa harus difermentasi dan kemudian disuling

Produksi alkohol dari kentang, biji-bijian, molase, dan gula bit memerlukan konsumsi bahan mentah berharga ini dalam jumlah besar. Mengganti bahan mentah tersebut dengan yang lebih murah merupakan salah satu sumber penghematan produk makanan dan penurunan harga alkohol. Oleh karena itu, produksi etil alkohol teknis dari bahan baku non-makanan baru-baru ini meningkat secara signifikan: kayu, minuman keras sulfit, dan secara sintetis dari gas yang mengandung etilen.

Produksi alkohol dari kayu

Industri hidrolisis menghasilkan sejumlah produk dari limbah tanaman yang mengandung selulosa, khususnya limbah kayu: etil alkohol, ragi pakan, glukosa, dll.

Di pabrik hidrolisis, selulosa dihidrolisis dengan asam mineral menjadi glukosa, yang digunakan untuk difermentasi menjadi alkohol, menumbuhkan ragi, dan melepaskannya dalam bentuk kristal. Ada pabrik hidrolisis dari berbagai profil: hidrolisis-alkohol, hidrolisis-ragi, hidrolisis-glukosa. Industri hidrolisis mempunyai kepentingan ekonomi yang besar; Hal ini disebabkan produk yang bernilai diperoleh dari limbah tanaman yang bernilai rendah. Khususnya, dari 1 ton kayu jenis konifera yang benar-benar kering diperoleh 170-200 liter etil alkohol, yang produksinya membutuhkan 0,7 ton biji-bijian atau 2 ton kentang.

Industri hidrolisis memproses kayu secara komprehensif, sehingga pabrik hidrolisis-alkohol menghasilkan, selain etil alkohol, produk berharga lainnya: furfural, lignin, karbon dioksida cair, dan ragi pakan.

Bahan baku untuk produksi hidrolisis

Bahan baku produksi hidrolisis adalah kayu berupa berbagai limbah industri kehutanan dan perkayuan: serbuk gergaji, serpihan kayu, serutan, dll. Kadar air kayu berkisar antara 40 hingga 60%. Serbuk gergaji yang diolah dengan tanaman hidrolisis biasanya memiliki kadar air 40-48%. Komposisi bahan kering kayu meliputi selulosa, hemiselulosa, lignin dan asam organik.

Hemiselulosa kayu terdiri dari heksosan: mannan, galaktan dan pentosan: xilan, araban dan turunan termetilasinya. Lignin adalah zat aromatik yang kompleks; komposisi dan struktur kimianya belum diketahui.

Komposisi kimia kayu yang benar-benar kering diberikan pada Tabel 1.

Tabel 1 - Komposisi kimia kayu yang benar-benar kering

Selain kayu, limbah tanaman pertanian juga dimanfaatkan sebagai bahan baku industri hidrolisis: sekam bunga matahari, tongkol jagung, sekam kapas, dan jerami serealia.

Komposisi kimia limbah tanaman pertanian disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2 - Komposisi kimia limbah tanaman pertanian

Diagram teknologi pengolahan kayu yang kompleks

Skema teknologi pengolahan kayu kompleks terdiri dari tahapan berikut: hidrolisis kayu, netralisasi dan pemurnian hidrolisat; fermentasi wort hidrolitik, distilasi tumbukan hidrolitik.

Kayu yang dihancurkan dihidrolisis dengan asam sulfat encer ketika dipanaskan di bawah tekanan. Selama hidrolisis, hemiselulosa dan selulosa terurai. Hemiselulosa diubah menjadi heksosa: glukosa, galaktosa, manosa dan pentosa: xilosa dan arabinosa; selulosa - menjadi glukosa. Lignin tetap sebagai residu yang tidak larut selama hidrolisis.

Hidrolisis kayu dilakukan dalam peralatan hidrolisis - bejana silinder baja. Sebagai hasil hidrolisis, diperoleh hidrolisat yang mengandung sekitar 2-3% monosakarida yang dapat difermentasi dan residu lignin yang tidak larut. Yang terakhir ini dapat digunakan langsung dalam produksi papan bangunan, dalam produksi batu bata, dalam penggilingan semen, sebagai bahan bakar; Setelah diproses dengan benar, lignin dapat digunakan dalam produksi plastik, industri karet, dll.

Hidrolisat yang dihasilkan dikirim ke evaporator, tempat uap dipisahkan dari cairan. Uap yang dilepaskan dikondensasikan dan digunakan untuk mengisolasi furfural, terpentin, dan metil alkohol darinya. Kemudian hidrolisat didinginkan hingga 75-80°C, dinetralkan dalam penetral dengan susu kapur hingga pH 4-4,3 dan ditambahkan garam nutrisi untuk ragi (amonium sulfat, superfosfat). Penetralan yang dihasilkan mempertahankan pelepasan kalsium sulfat dan partikel tersuspensi lainnya dari pengendapan. Endapan kalsium sulfat yang mengendap dipisahkan, dikeringkan, dibakar dan pualam diperoleh, digunakan dalam peralatan konstruksi. Produk yang dinetralkan didinginkan hingga 30-32°C dan dikirim untuk fermentasi. Hidrolisat yang disiapkan dengan cara ini untuk fermentasi disebut wort. Fermentasi wort hidrolitik dilakukan secara terus menerus dalam tangki fermentasi. Dalam hal ini, ragi terus bersirkulasi di dalam sistem; Ragi dipisahkan dari tumbukan menggunakan pemisah. Karbon dioksida yang dilepaskan selama fermentasi digunakan untuk melepaskan karbon dioksida cair atau padat. Tumbuk matang yang mengandung 1,0-1,5% alkohol dikirim untuk distilasi dan rektifikasi ke alat rektifikasi tumbuk dan diperoleh etil alkohol, metil alkohol, dan minyak fusel. Stillage yang diperoleh setelah distilasi mengandung pentosa dan digunakan untuk menumbuhkan ragi pakan.

Gambar 1 — Diagram teknologi pengolahan kayu kompleks di pabrik hidrolisis-alkohol

Jika diproses sesuai dengan skema yang ditunjukkan, jumlah produk yang dapat dipasarkan berikut dapat diperoleh dari 1 ton kayu jenis konifera yang benar-benar kering:

• Etil alkohol, l………………….. 187
• Karbon dioksida cair, kg……….. 70
• atau karbon dioksida padat, kg………40
• Pakan ragi, kg…………….. .. 40
• Furfural, kg…………………………….9.4
• Terpentin, kg……………………………0.8
• Isolasi termal dan konstruksi pelat ligno, m 2 .... 75
• Konstruksi pualam, kg……..225
• Minyak badan pesawat, kg………………..0.3

Produksi alkohol dari minuman keras sulfit

Saat memproduksi pulp dari kayu menggunakan metode sulfit, produk limbahnya adalah cairan sulfit - cairan berwarna coklat dengan bau belerang dioksida. Komposisi kimia cairan sulfit (%): air - 90, bahan kering - 10, termasuk turunan lignin - lignosulfonat - 6, heksosa - 2, pentosa -1, asam volatil, furfural dan zat lainnya - sekitar 1. Minuman keras sulfit jangka panjang dilepaskan ke sungai, mereka mencemari air dan menghancurkan ikan di waduk. Saat ini, kami memiliki sejumlah pabrik untuk pengolahan kompleks cairan sulfit menjadi etil alkohol, ragi pakan, dan konsentrat sulfit-vinage. Produksi alkohol dari minuman keras sulfit terdiri dari tahapan berikut: persiapan minuman keras sulfit untuk fermentasi, fermentasi wort minuman keras sulfit, distilasi tumbukan sulfit matang.

Persiapan minuman keras sulfit untuk fermentasi dilakukan secara terus menerus. Larutan alkali dibersihkan dengan udara untuk menghilangkan asam volatil dan furfural, yang memperlambat proses fermentasi. Larutan alkali yang telah dibersihkan dinetralkan dengan susu jeruk nipis dan kemudian disimpan untuk memperbesar kristal kalsium sulfat dan kalsium sulfida yang diendapkan; Pada saat yang sama, garam nutrisi untuk ragi (amonium sulfat dan superfosfat) ditambahkan. Kemudian alkali diendapkan. Sedimen yang mengendap - lumpur - dialirkan ke saluran pembuangan, dan cairan yang telah diklarifikasi didinginkan hingga 30-32°C. Minuman keras yang dibuat dengan cara ini disebut wort. Wort dikirim ke bagian fermentasi dan difermentasi dengan cara yang sama seperti hidrolisat kayu, atau digunakan metode moving-pack. Pengepakan bergerak mengacu pada serat selulosa yang tersisa dalam minuman keras. Metode fermentasi dengan nosel bergerak didasarkan pada sifat ras ragi tertentu untuk diserap pada permukaan serat selulosa dan membentuk serpihan massa ragi berserat, yang dalam tumbukan matang dengan cepat dan sepenuhnya mengendap di dasar serat. tong. Fermentasi dilakukan dalam baterai fermentasi yang terdiri dari tong kepala dan ekor. Dalam fermentasi wort, serat selulosa dengan ragi yang diserap berada dalam gerakan terus menerus di bawah pengaruh karbon dioksida yang dilepaskan. Tumbuk yang difermentasi berasal dari tong kepala hingga tong ekor, tempat berakhirnya proses fermentasi dan serat-serat ragi mengendap di dasar. Massa serat ragi yang mengendap dikembalikan dengan pompa ke tong kepala, di mana wort disuplai secara bersamaan, dan tumbukan matang, yang mengandung alkohol 0,5-1%, dikirim ke alat distilasi dan etil alkohol, metil alkohol, dan minyak fusel diperoleh. . Stillage yang diperoleh setelah distilasi mengandung pentosa dan berfungsi sebagai media nutrisi untuk menumbuhkan ragi pakan, yang kemudian dipisahkan, dikeringkan dan dilepaskan sebagai ragi kering. Setelah ragi dipisahkan, stillage yang mengandung lignosulfonat diuapkan hingga kadar bahan kering 50-80%. Produk yang dihasilkan disebut konsentrat sulfit-vintage dan digunakan dalam produksi plastik, bahan bangunan, bahan penyamakan sintetis untuk kulit, pengecoran logam, dan konstruksi jalan.

Dari konsentrat sulfit-vinage Anda bisa mendapatkan zat aromatik yang berharga - vanillin.

Skema teknologi untuk pengolahan kompleks cairan sulfit menjadi etil alkohol, ragi pakan dan konsentrat sulfit-vinage ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2 - Diagram alir proses untuk memproses cairan sulfit menjadi alkohol

Saat mengolah minuman keras sulfit, diperoleh hal berikut dalam 1 ton kayu cemara:

• Etil alkohol, aku……………….. 30-50
• Metil alkohol, l …………………… 1
• Karbon dioksida cair, l.............. 19-25
• Ragi pakan kering, kg…. 15
• Konsentrat sulfit-vintage dengan kadar air 20%, kg.... 475

Produksi alkohol sintetis

Bahan baku pembuatan etil alkohol sintetik adalah gas dari kilang minyak yang mengandung etilen. Selain itu, gas lain yang mengandung etilen dapat digunakan: gas oven kokas yang diperoleh dari batubara kokas, dan gas minyak bumi terkait.

Saat ini, etil alkohol sintetik diproduksi dengan dua cara: hidrasi asam sulfat dan hidrasi langsung etilen.

Hidrasi sulfat dari etilen

Produksi etil alkohol dengan metode ini terdiri dari proses berikut: interaksi etilen dengan asam sulfat, yang menghasilkan etil asam sulfat dan dietil sulfat; hidrolisis produk yang dihasilkan dengan pembentukan alkohol; memisahkan alkohol dari asam sulfat dan memurnikannya.

Bahan baku hidrasi asam sulfat adalah gas yang mengandung 47-50% berat. etilen, serta gas dengan kandungan etilen lebih sedikit. Prosesnya dilakukan sesuai dengan skema di bawah ini.

Gambar 3 - Skema teknologi untuk memproduksi alkohol sintetik dengan hidrasi asam sulfat

Etilen bereaksi dengan asam sulfat dalam kolom reaksi yang berbentuk silinder vertikal. Di dalam kolom terdapat pelat penutup dengan kaca luapan. Gas yang mengandung etilen disuplai ke bagian bawah kolom melalui kompresor, dan asam sulfat 97-98% disuplai ke bagian atas kolom untuk direfluks. Gas, yang naik ke atas, menggelembung melalui lapisan cairan di setiap pelat. Etilen bereaksi dengan asam sulfat melalui reaksi berikut:

Campuran asam etil sulfat, dietil sulfat dan asam sulfat yang tidak bereaksi terus menerus mengalir dari kolom reaksi. Campuran ini didinginkan dalam lemari es hingga suhu 50°C dan dikirim untuk hidrolisis, di mana reaksi berikut terjadi:

Monoetil sulfat yang dihasilkan dari reaksi kedua mengalami dekomposisi lebih lanjut untuk membentuk molekul alkohol lain.

Hidrasi langsung etilen

Skema teknologi produksi etil alkohol dengan hidrasi langsung etilen disajikan di bawah ini.

Gambar 4 — Diagram teknologi hidrasi langsung etilen dalam produksi etil alkohol

Bahan baku metode hidrasi langsung adalah gas dengan kandungan etilen tinggi (94-96%). Etilen dikompresi oleh kompresor hingga 8-9 kPa. Etilena terkompresi dicampur dengan uap air dalam proporsi tertentu. Interaksi etilen dengan uap air dilakukan dalam peralatan kontak - hidrator, yaitu kolom silinder berongga baja vertikal yang di dalamnya terdapat katalis (asam fosfat diendapkan pada aluminosilikat).

Campuran etilen dan uap air pada 280-300°C di bawah tekanan sekitar 8,0 kPa dimasukkan ke dalam hidrator, di mana parameter yang sama dipertahankan. Ketika etilen berinteraksi dengan uap air, selain reaksi utama pembentukan etil alkohol, terjadi reaksi samping yang menghasilkan produk polimerisasi dietil eter, asetaldehida, dan etilen. Produk sintesis membawa sejumlah kecil asam fosfat dari hidrator, yang selanjutnya dapat menimbulkan efek korosif pada peralatan dan saluran pipa. Untuk menghindari hal ini, asam yang terkandung dalam produk sintesis dinetralkan dengan alkali. Setelah netralisasi, produk sintesis dilewatkan melalui pemisah garam, kemudian didinginkan dalam penukar panas dan terjadi kondensasi uap air-alkohol. Campuran cairan berair-alkohol dan etilen yang tidak bereaksi diperoleh. Etilena yang tidak bereaksi dipisahkan dari cairan dalam pemisah. Ini adalah silinder vertikal di mana partisi dipasang yang secara tajam mengubah kecepatan dan arah aliran gas. Etilena dari separator dibuang ke saluran hisap kompresor sirkulasi dan dikirim untuk dicampur dengan etilen segar. Larutan air-alkohol yang mengalir dari separator mengandung 18,5-19% vol. alkohol Ini dipekatkan dalam kolom pengupasan dan dikirim dalam bentuk uap ke kolom distilasi untuk pemurnian. Alkohol diperoleh dengan kekuatan 90,5% vol. Pabrik alkohol sintetik menggunakan metode hidrasi langsung etilen.

Produksi alkohol sintetik, apapun metode produksinya, jauh lebih efisien dibandingkan produksi alkohol dari bahan baku makanan. Untuk memperoleh 1 ton etil alkohol dari kentang atau biji-bijian diperlukan waktu 160-200 hari kerja, dari gas penyulingan minyak hanya 10 hari kerja. Biaya alkohol sintetis kira-kira empat kali lebih murah dibandingkan biaya alkohol dari bahan baku makanan.