Siz o‘rmondasiz... Yo‘g‘on va ingichka daraxt tanasi gavjum. Kimyogar uchun ularning barchasi bir xil materialdan - yog'ochdan iborat bo'lib, uning asosiy qismini organik moddalar - tola (C 6 H 10 O 5) x. Elyaf o'simlik hujayralarining devorlarini, ya'ni ularning mexanik skeletini hosil qiladi; Bizda paxta qog'ozi va zig'ir tolalarida juda toza; daraxtlarda u har doim deyarli bir xil kimyoviy tarkibga ega, ammo har xil xususiyatlarga ega bo'lgan boshqa moddalar, ko'pincha lignin bilan birga topiladi. C 6 H 10 O 5 tolasining elementar formulasi kraxmal formulasiga to'g'ri keladi, lavlagi shakar C 12 H 2 2O 11 formulasiga ega. Bu formulalardagi vodorod atomlari sonining kislorod atomlari soniga nisbati suvdagi bilan bir xil: 2:1. Shuning uchun bu va shunga o'xshash moddalar 1844 yilda "uglevodlar", ya'ni uglerod va suvdan iborat bo'lgan (lekin aslida emas) moddalar deb nomlangan.

Karbongidrat tolasi yuqori molekulyar og'irlikka ega. Uning molekulalari alohida bo'g'inlardan tashkil topgan uzun zanjirlardir. Oq kraxmal donalaridan farqli o'laroq, tolalar kuchli iplar va tolalardir. Bu kraxmal va tola molekulalarining har xil, hozirda aniq belgilangan strukturaviy tuzilishi bilan izohlanadi. Sof tola texnik jihatdan tsellyuloza deb ataladi.

1811 yilda akademik Kirxgof muhim kashfiyot qildi. U kartoshkadan olingan oddiy kraxmalni oldi va uni suyultirilgan sulfat kislota bilan ishladi. H 2 SO 4 ta'sirida mavjud edi gidroliz kraxmal va u shakarga aylandi:

Bu reaksiya katta amaliy ahamiyatga ega edi. Kraxmal va sirop ishlab chiqarish unga asoslangan.

Ammo tola kraxmal bilan bir xil empirik formulaga ega! Bu shuni anglatadiki, undan shakar ham olishingiz mumkin.

Darhaqiqat, 1819 yilda suyultirilgan sulfat kislota yordamida tolani shakarlash birinchi marta amalga oshirildi. Ushbu maqsadlar uchun konsentrlangan kislota ham ishlatilishi mumkin; Rus kimyogari Vogel 1822 yilda oddiy qog'ozdan shakar oldi, unga 87% H 2 SO 4 eritmasi bilan ta'sir qiladi.

19-asr oxirida. Amaliyot muhandislari allaqachon yog'ochdan shakar va spirt olishga qiziqish bildirishgan. Hozirgi vaqtda tsellyulozadan zavod miqyosida spirt ishlab chiqariladi. Olim tomonidan probirkada kashf etilgan usul keyinchalik muhandisning katta po'lat apparatida amalga oshiriladi.

Keling, gidroliz zavodiga tashrif buyuraylik ... Talaş, talaş yoki yog'och chiplari ulkan parchalanuvchilarga (perkolyatorlarga) yuklanadi. Bu arra tegirmonlari yoki yog'ochni qayta ishlash korxonalarining chiqindilari. Ilgari bu qimmatbaho chiqindilar yoqib yuborilgan yoki oddiygina poligonga tashlangan. Mineral kislotaning zaif (0,2-0,6%) eritmasi (ko'pincha oltingugurt) doimiy oqim bilan perkolyatorlardan o'tadi. Bir xil kislotani apparatda uzoq vaqt ushlab turish mumkin emas: uning tarkibidagi yog'ochdan olingan shakar osongina yo'q qilinadi. Perkolyatorlarda bosim 8-10 atm, harorat esa 170-185°. Bunday sharoitda tsellyuloza gidrolizi odatdagi sharoitlarga qaraganda ancha yaxshi davom etadi, bu jarayon juda qiyin bo'ladi. Perkolatorlar taxminan 4% shakarni o'z ichiga olgan eritma ishlab chiqaradi. Gidroliz paytida shakarli moddalarning hosildorligi nazariy jihatdan mumkin bo'lgan 85% ga etadi (reaktsiya tenglamasiga ko'ra).

Guruch. 8. Yog'ochdan gidrolitik spirt ishlab chiqarishning vizual sxemasi.

Keng o'rmonlarga ega bo'lgan va sintetik kauchuk sanoatini izchil rivojlantirayotgan Sovet Ittifoqi uchun yog'ochdan spirt olish alohida qiziqish uyg'otadi. 1934 yilda Butunittifoq Kommunistik partiyasining (bolsheviklar) XVII s'ezdi qog'oz sanoatining talaş va chiqindilaridan spirt ishlab chiqarishni to'liq rivojlantirishga qaror qildi. Birinchi sovet gidroliz-spirtli zavodlari 1938-yilda muntazam ishlay boshladi.Ikkinchi va uchinchi besh yillik rejalar yillarida yogʻochdan gidroliz spirti — spirt ishlab chiqaruvchi zavodlar qurib, ishga tushirdik. Ushbu spirt endi tobora ko'proq sintetik kauchukga aylantirilmoqda. Bu nooziq-ovqat xom ashyosidan olingan spirt. Har bir million litr gidrolitik etil spirti 3 ming tonnaga yaqin non yoki 10 ming tonna kartoshkani va shuning uchun 600 gektarga yaqin ekin maydonlarini oziq-ovqat uchun bo'shatadi. Bunday miqdordagi gidrolitik spirtni olish uchun sizga 45 foiz namlikka ega 10 ming tonna talaş kerak bo'ladi, bu har yili o'rtacha hosildorlikdagi bitta arra tegirmonini ishlab chiqarishi mumkin.

Talaş biomassasidan etil spirtini ishlab chiqarish uchta usulda amalga oshiriladi:

yog'och talaşining gidrolizlanishi, so'ngra gidrolizatning tegishli xamirturush bilan etanolga fermentatsiyasi;

yog'och, talaş va boshqa qattiq maishiy chiqindilarni sintez gazini (CO + H2) hosil qilish bilan piroliz yo'li bilan gazlashtirish va keyinchalik sintez gazini tegishli bakteriyalar tomonidan etanolga fermentatsiyalash;

sintez gazining hosil bo'lishi bilan talaş va qattiq chiqindilarning piroliz parchalanishi, sintez gazidan metil spirtini ishlab chiqarish va keyinchalik metanolni etanolga katalitik aylantirish (gomogenizatsiya reaktsiyasi).

Gidroliz usuli bilan spirtli ichimlik 1 tonna talaşdan atigi 200 litrni tashkil qiladi. Va qayta ishlashning piroliz usuli bilan alkogolning hosildorligi 1 tonna talaşdan 400 litr bo'ladi. Va ikkinchi holatda spirtli ichimliklar ishlab chiqarish narxi 10 rubl / litrni tashkil etadi va ishlab chiqarish ko'lamiga va talaş narxiga bog'liq.

Har xil turdagi bioyoqilg'ilarni solishtirish

Bioyoqilg'i	1 gektar yerdan yillik hosil	Bioyoqilg'i = Ekvivalent	Narxi
Raps yog'i	1480 litr	1 litr = 0,96 litr dizel	1,18 evro (2008 yil may)
Raps yog'i metil efir (biodizel)	1550 litr	1 litr = 0,91 litr dizel	1,40 evro (2008 yil iyun)
Bioetanol	2560 litr	1 litr = 0,65 litr benzin
Biomassadan suyuqlik BtL	4 030 litr	1 litr = 0,97 litr dizel
Biometan	3540 kilogramm	1 kg = 1,40 litr benzin	0,93 evro (2008 yil iyun)

Ushbu ma'lumotlarga asoslanib, biz piroliz yo'li bilan biomassani gazlashtirish mahsulotlaridan etanolni mikrobiologik ishlab chiqarish iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiqroq degan xulosaga kelishimiz mumkin.

Tsellyuloza/tolaning fizik xossalari, tabiatda uchrashi va tuzilishi.

Yog'och tsellyulozasi yoki tolasi polisakkarid bo'lib, o'simlik hujayralarining devorlari (tsellyuloza - hujayra) qurilgan asosiy moddadir. Elyaf - yog'ochning asosiy tarkibiy qismi (70% gacha), mevalar, urug'lar va boshqalarning qobig'ida joylashgan. va hayvon organizmlarida uchramaydi. Elyaf suvda ham, oddiy organik erituvchilarda ham erimaydigan qattiq tolali moddadir.

Paxta deyarli toza toladir; zig'ir va kanop tolalari ham asosan toladan iborat; yog'ochdagi tola taxminan 50% ni tashkil qiladi. Qog'oz va paxta matolari toladan tayyorlangan mahsulotlardir. Ko'pgina oziq-ovqatlar ham tolani o'z ichiga oladi (un, don, kartoshka, sabzavotlar)

Odatda, yog'ochdagi tolalar gemitsellyulozalar (yarim tolalar) bilan birga keladi - pentozalar (pentozanlar) tomonidan hosil qilingan va (C5H8O4) x tarkibiga ega bo'lgan polisaxaridlar, shuningdek, mannoz (mannanlar) yoki galaktoza (galaktanlar) kabi geksozalar. Bundan tashqari, yog'och tarkibida lignin mavjud - olti a'zoli benzol halqalarini o'z ichiga olgan juda murakkab modda...

Jadval. Aspen daraxti va somonning komponent tarkibi, % bug'doy

Xomashyo	Tsellyuloza	Lignin	Gemitsellyuloza	Ekstraktiv moddalar	Ash
Bug'doy somoni	48,7	21,4	23,2
Oddiy aspen	46,3	21,8	24,0

Tolaning molekulyar og'irligi katta va bir necha millionga etadi. Kraxmal kabi tola molekulalari C6H10O5 birliklaridan iborat. Elyaf molekulalarida bunday birliklar bir necha yuzdan bir necha o'n minglabgacha mavjud. Shuning uchun tolaning tarkibi kraxmal kabi (C6H10O5) formulasi bilan ifodalanadi.

n. O'z tuzilishiga ko'ra, tolalar kraxmaldan farq qiladi, chunki tola molekulalarining tuzilishi shoxlangan emas, balki ipga o'xshash tuzilishga ega, buning natijasida tolalar tolalar hosil qilishi mumkin.

Elyafning esterifikatsiya reaktsiyalarini o'rganish (pastga qarang) har bir C 6 H 10 O 5 birligi uchta gidroksil guruhini o'z ichiga oladi degan xulosaga keladi. Shu asosda tolaning molekulyar formulasi quyidagicha tasvirlangan:

Tolaning kimyoviy xossalari va ishlatilishi. Oddiy haroratda tolaga suyultirilgan kislotalar va ishqorlar ta'sir qilmaydi, ammo konsentrlangan kislotalar ta'sir qiladi.

Agar paxta momig'i (tola) konsentrlangan kislotalar - azot va sulfat (suvni yo'qotuvchi vosita sifatida kerak) aralashmasiga 8-10 daqiqa davomida joylashtirilsa, esterifikatsiya reaktsiyasi sodir bo'ladi: tola va nitrat kislotaning efiri. olinadi - nitro-tola. Tashqi ko'rinishiga ko'ra, nitro tola oddiy toladan deyarli farq qilmaydi, lekin havoda yondirilganda u bir zumda yonib ketadi (bir bo'lak nitratlangan paxta, kaftda kuyganda, uni yoqishga ulgurmaydi), yopiq idishda qizdirilganda. kosmik va portlashdan, u portlaydi. Esterlashtirilgan gidroksil guruhlari soniga qarab, turli xil azotli zefirlar hosil bo'ladi. Elyafning to'liq nitrlanishi trinitrotsellyuloza hosil bo'lishiga olib keladi:

Suyultirilgan kislotalar bilan qizdirilganda, kraxmal kabi tolalar gidrolizga uchraydi va natijada glyukozaga aylanadi:

(C 6 H 10 O 5) n +

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

Gidroliz yo'li bilan tsellyuloza/tolani qayta ishlash mahsulotlari turli xil ilovalarni topadi (rasmga qarang. Tsellyuloza (tola) gidroliz bilan tuzilishi va qayta ishlanishi). Yog'och shaklida u binolar va ko'plab mahsulotlar uchun ishlatiladi. Qog'oz toladan (yog'och xamiridan) tayyorlanadi. Kanop, zigʻir va paxta tolasidan gazlamalar, iplar va arqonlar tayyorlanadi. Kimyoviy ishlov berish orqali tola, spirt, sun'iy ipak, portlovchi moddalar va boshqalar tayyorlanadi.

Talaşlardan gidrolitik spirt ishlab chiqarish. Elyaf gidroliz paytida glyukoza hosil qilganligi sababli va glyukoza, ma'lumki, etil spirti (etanol) yoki butil spirti (butanol) ga aylanishi mumkin, shuning uchun yog'ochni kimyoviy qayta ishlash orqali spirtni olish mumkin.

Usullardan biri yordamida talaşdan etil spirtini ishlab chiqarish quyidagi tarzda amalga oshiriladi. Shuni tushunish kerakki, yog'ochni gidrolizlash va undan keyingi fermentatsiya yo'li bilan yog'ochdan spirt ishlab chiqarish, masalan, hosil bo'lgan sintez gazini keyinchalik alkogol yoki benzin fraktsiyalariga katalitik aylantirish bilan yog'ochni gazlashtirishdan ko'ra har doim ko'proq metallni talab qiladi va qimmatroqdir.

Gidroliz apparatida yog'och qoldiqlari, masalan, talaş va yog'och chiplari sulfat kislota bilan isitiladi (rasmga qarang). Elyaf glyukozaga gidrolizlanadi (yuqoriga qarang). Keyin sulfat kislota ohak eritmasi bilan neytrallanadi va hosil bo'lgan CaSO4 cho'kmasi ajratiladi. Olingan glyukoza eritmasi xamirturush ishtirokida katta idishlarda fermentlanadi. Fermentatsiyadan so'ng eritma xamirturushdan ajratiladi va undan distillash ustunlarida spirt distillanadi; Xamirturush yana fermentatsiya tankiga yuboriladi.

1 tonna quruq yog'ochdan shu tarzda 200 litrgacha etil spirti (etanol) olinadi; boshqacha aytganda, spirt ishlab chiqarishda 1 tonna talaş 1 tonna kartoshka yoki 300 kg don o‘rnini bosishi mumkin. Sintetik kauchuk va boshqa mahsulotlar ishlab chiqarishda ko‘p miqdorda spirt iste’mol qilinishini hisobga oladigan bo‘lsak, yog‘ochdan etil spirti ishlab chiqarish oziq-ovqat xom ashyosini tejash uchun qanchalik muhim ekani ayon bo‘ladi.

Rossiyada talaşlardan spirt ishlab chiqarish bir qator gidroliz zavodlarida amalga oshiriladi. Kirov BioXimzavod MChJda E-85 aralash benzinini (85% etanol + 15% benzin) olish misoliga qarang. Talaşdan spirtning gidrolizlanishi natijasida hosil bo'lgan katta tonnali chiqindi mahsulot lignin bo'lib, uning poligonda parchalanishi havoni aromatizatsiya qilmaydi. Ammo, amerikalik olimlarning fikriga ko'ra, nikel katalizatori ligninni qayta ishlaydi.

Yog'och talaşlarini qayta ishlashning keyingi, unchalik qiziq bo'lmagan usuli - bu piroliz, sintez gazini (CO va H2 aralashmasi) ishlab chiqarish va keyinchalik spirtlar, sintetik benzin, dizel yoqilg'isi va boshqa narsalarni sintez qilish.

nomidagi Neft-kimyo sintezi instituti olimlari bu sohani sifatli rivojlantirishda muvaffaqiyatga erishdilar. A.V. Topchiev RAS, Yevro-4 standartining istiqbolli talablariga javob beradigan yakuniy mahsulotning yaxshi rentabelligi bilan yog'och tsellyulozasini qayta ishlashning eng oddiy va tejamkor sxemasidan foydalangan holda yuqori oktanli ekologik toza sintetik benzin ishlab chiqarishni ta'minlaydigan texnologiyani ishlab chiqdi.

Yog'och tsellyulozasidan sintetik benzin olish uchun ularning usulining mohiyati quyidagicha.
Birinchidan, yog'och tsellyulozasidan yuqori bosimda vodorod, uglerod oksidi, suv, ishlab chiqarilgandan keyin qolgan reaksiyaga kirmagan uglevodorod, shuningdek, tarkibida balast azoti bo'lgan yoki bo'lmagan sintez gazi olinadi. Keyin kondensatsiya yo'li bilan suv ajratiladi va sintez gazidan chiqariladi, so'ngra dimetil efirning gaz fazali, bir bosqichli katalitik sintezi amalga oshiriladi. Shu tarzda olingan gaz aralashmasi, undan dimetil efirni ajratmasdan, benzin ishlab chiqarish uchun katalizator - modifikatsiyalangan yuqori kremniyli zeolit ​​ustidan bosim ostida o'tkaziladi va gaz oqimi sintetik benzinni ajratib olish uchun sovutiladi.

Sintez gazi yog'och tsellyulozasidan turli yo'llar bilan, masalan, bosim ostida uglevodorod xom ashyosini qisman oksidlanish jarayonida ishlab chiqariladi, bu esa uni qo'shimcha siqilishsiz katalitik qayta ishlashga imkon beradi. Yoki uglevodorod xomashyosini bug 'bilan katalitik reforming yoki avtotermik reforming yo'li bilan olinadi. Bunday holda, jarayon havo yoki kislorod bilan boyitilgan havo yoki toza kislorod bilan ta'minlash orqali amalga oshiriladi. Boshqa variantlar ham tuzatildi. Uchinchi bosqichda Fisher-Tropsh jarayonining o'zi amalga oshiriladi, bunda suyuq uglevodorodlar sintezi gaz komponentlari sintezi asosida sodir bo'ladi. Misol uchun, singaz (karbon monoksit CO va vodorod H2 aralashmasi) 200 ° C gacha qizdirilgan qaytarilgan temir (sof temir Fe) bo'lgan katalizator orqali o'tkazilganda, asosan to'yingan uglevodorodlar (sintetik benzin) aralashmalari hosil bo'ladi.

Birinchi marta sintetik suyuq yoqilg'i GTL Germaniyada 1939-45 yillardagi Ikkinchi Jahon urushi davrida sezilarli miqdorda ishlab chiqarilgan, bu neft taqchilligi tufayli edi. Sintez 170-200 ° C, bosim 0,1-1 Mn / m2 (1-10 am) da Co-asosli katalizator bilan amalga oshirildi; Natijada, oktan soni 40-55 bo'lgan benzin (Kogazin 1 yoki sintin), setan soni 80-100 bo'lgan yuqori sifatli dizel yoqilg'isi (Kogazin II) va qattiq parafin olindi. 1 litr sintetik benzinga 0,8 ml tetraetil qo'rg'oshin qo'shilishi uning oktan sonini 55 dan 74 gacha oshirdi. Fe asosli katalizator yordamida sintez 220 ° C va undan yuqori haroratda, 1-3 Mn / m2 bosim ostida amalga oshirildi. (10-30 soat). Bunday sharoitlarda ishlab chiqarilgan sintetik benzin tarkibida 60-70% oddiy va tarmoqlangan tuzilishga ega olefin uglevodorodlari mavjud edi; uning oktan soni 75-78 ni tashkil qiladi. Keyinchalik, CO va H2 dan sintetik suyuq yoqilg'i SLT ishlab chiqarish uning yuqori narxi va ishlatiladigan katalizatorlarning past samaradorligi tufayli keng rivojlanmagan. Sintetik benzin va dizel yoqilg'isidan tashqari, yuqori oktanli yoqilg'i komponentlari sintetik ravishda ishlab chiqariladi va ularga taqillatishga qarshi xususiyatlarni oshirish uchun qo'shiladi. Bularga quyidagilar kiradi: izobutanni butilenlar bilan katalitik alkillash natijasida olingan izooktan; polimer benzini - propan-propilen fraktsiyasining katalitik polimerizatsiyasi mahsuloti va boshqalar. Qarang: Litsenziyalangan: Rapoport I. B., Sun'iy suyuq yoqilg'i, 2-nashr, M., 1955; Petrov A.D., Motor yoqilg'ilari kimyosi, M., 1953; Lebedev N.N., Kimyo va asosiy organik va neft-kimyoviy sintez texnologiyasi, M., 1971).

Bug '(200 ° C va undan yuqori haroratda) dazmoldan o'tadi.

Haroratga qarab reaktor devorlarida quyidagilar hosil bo'ladi: Fe + H2O = FeO + H2 + issiqlik (zang) yoki 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + issiqlik (shkala).

Bu sanoatda vodorod ishlab chiqarish uchun standart reaktsiyalar. Ishlatilgan temir oksidi keyin yana temirga qaytarilishi kerak.

Bu shunday amalga oshiriladi: FeO + CO = Fe + CO2.

CO CH (benzin) issiq temirga urilganda hosil bo'ladi.

Sintetik benzin , uglerod oksidini katalitik gidrogenlash orqali olingan, past oktan soniga ega; Ichki yonish dvigatellari uchun yuqori sifatli yoqilg'ini olish uchun uni qo'shimcha ishlov berish kerak.

Sanoatda metil spirti (metanol) asosan tabiiy gaz metanini aylantirish natijasida hosil bo'lgan sintez gazidan olinadi. Reaksiya 300-600 °C haroratda va 200-250 kgf/sm bosimda rux oksidi va boshqa katalizatorlar ishtirokida amalga oshiriladi: CO + H2 -----> CH3OH.

Sintez gazidan metil spirti (metanol) ishlab chiqarish soddalashtirilgan sxemada ko'rsatilgan.

Metanolning etanolga gomologizatsiyasi. Gomologizatsiya - bu organik birikma CH2 metilen guruhini kiritish orqali uning gomologiga aylanadigan reaktsiya. 1940 yilda metanolning 600 atm bosimda kobalt oksidi bilan katalizlangan sintez gazi bilan reaksiyasi birinchi marta asosiy mahsulot sifatida etanol ishlab chiqarildi:

Katalizator sifatida kobalt karbonil Co2(CO) 8 dan foydalanish reaksiya bosimini 250 atm gacha kamaytirishga imkon berdi, metanolning etanolga aylanish darajasi 70% ni tashkil etdi va asosiy mahsulot etanol selektivlik bilan hosil bo'ldi. 40%. Reaktsiyaning qo'shimcha mahsuloti atsetaldegid va sirka kislotasi efirlaridir. Keyinchalik, fosfin ligandlari qo'shilgan kobalt va ruteniy birikmalari asosida ko'proq selektiv katalizatorlar taklif qilindi va promotorlar - yodid ionlarini kiritish orqali reaktsiyani tezlashtirish mumkinligi aniqlandi. Hozirgi vaqtda etanol uchun 90% selektivlikka erishildi. Gomologatsiya mexanizmi to'liq o'rnatilmagan bo'lsa-da, uni metanol karbonillanish mexanizmiga yaqin deb hisoblash mumkin.

Izobutil spirti izobutilen ishlab chiqarish uchun erituvchi sifatida, shuningdek, kauchuk sanoatida ba'zi flotatsiya reagentlari va vulkanizatsiya tezlatgichlarini ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi.

Sanoatda metanol sinteziga o'xshash karbon monoksit CO va vodorod H2 dan izobutil spirti ishlab chiqariladi. Reaktsiya mexanizmi quyidagi o'zgarishlardan iborat:

Izobutil spirtining izobutilenga suvsizlanishi katalitik reaksiya hisoblanadi. Izobutil spirti molekulalaridan suvni yo'q qilish 370 ° C va 3-4 atm bosimda sodir bo'ladi. Alkogol bug'i katalizator - tozalangan alumina (faol alyuminiy oksidi) orqali o'tkaziladi.

Izobutil spirtini suvsizlantirish orqali izobutilen olishning umumiy texnologik sxemalaridan biri quyida keltirilgan.

Keyinchalik izobutilenni etil spirti bilan esterifikatsiya qilish natijasida benzinga kislorodli qo'shimcha - ekologik toza etil tert-butil efir (ETBE) hosil bo'ladi, uning oktan soni 112 ball (Tadqiqot usuli).

Etil tert-butil efir ETBE izobutilenning etanol bilan sintezi mahsulotidir:

Texnologik sxema juda oddiy: issiqlik almashtirgichda isitiladigan xom ashyo komponentlari reaktordan o'tadi, bu erda ortiqcha issiqlik chiqariladi (reaktsiya juda ekzotermik) va ikkita ustunga bo'linadi.

Birinchi distillash kolonkasida reaksiya aralashmasidan n-butan va butilenlar ajratiladi, ular keyinchalik alkillanish (izomerlanish) uchun ishlatiladi, ikkinchisida yuqoridan tayyor ETBE, pastdan esa ortiqcha metanol ajratiladi. bu xom aralashmaga qaytariladi.

Katalizator ion almashinadigan qatron (sulfonik kation almashinuvchilari), konversiya darajasi 94% (izobutilen uchun), hosil bo'lgan ETBE ning tozaligi 99% ni tashkil qiladi.

1 tonna ETBE uchun 360 kg etanol (100% etil spirti) va 690 kg 100% izobutilen sarflanadi.

Guruch. ETBE olish sxemasi:

1 - reaktor; 2, 3 - distillash ustunlari; Oqimlar: I - izobutilen; II - etanol; III - butan va butilenlar; IV - ETBE; V - etanolni qayta ishlash.

ETBE ning kalorifik qiymati benzinga qaraganda pastroq bo'lib, ETBE benzinga yuqori oktanli qo'shimchalar sifatida ishlatiladi, ularning DNP ni oshiradi va katalitik reformatsiyalangan benzinning past qaynaydigan fraktsiyalari o'rtasida oktan sonlarining taqsimlanishini yaxshilaydi. Optimal ta'sirga OC va /OC = 85/91 bo'lgan 89-90% bazaviy benzinga 11% ETBE aralashmasi qo'shilishi bilan erishiladi, shundan so'ng AI-93 benzini olinadi, lekin uning kaloriyali qiymati 42,70 MJ / kg dan (qo'shimchasiz) kamayadi. ) 41,95 MJ/kg gacha.

  Sirka kislotasi CH3COOH molekulyar formulasiga ega bo'lgan organik birikma bo'lib, to'qimachilik, bo'yoqlar, kauchuk, plastmassa va boshqalar kabi oxirgi iste'molchilarga xizmat qiluvchi turli xil kimyoviy moddalarni ishlab chiqarish uchun kashshof hisoblanadi. Uning asosiy qo'llash segmentlari vinil asetat monomerini (VAM), tozalangan tereftalik kislotani (PTA), sirka angidridini va ester erituvchilarni (etil asetat va butil asetat) ishlab chiqarishni o'z ichiga oladi.

Sirka kislotasi ishlab chiqaruvchilarining vakolatlari: BP Plc (Buyuk Britaniya), Celanese Corporation (AQSh), Eastman Chemical Company (AQSh), Daicel Corporation (Yaponiya), Jiangsu Sofo (Group) Co. Ltd. (Xitoy), LyondellBasell Industries NV (Niderlandiya), Shandong Hualu-Hengsheng Chemical Co. Ltd. (Xitoy), Shanxay Huayi (Group) kompaniyasi (Xitoy), Yankuang Cathay Coal Chemicals Co. Ltd. (Xitoy) va Kingboard Chemical Holdings Ltd. (Gongkong).

 Celanese dunyodagi eng yirik atsetil mahsulotlarini ishlab chiqaruvchilardan biri (deyarli barcha asosiy tarmoqlar uchun sirka kislotasi kabi kimyoviy vositachilar); atsetil oraliq mahsulotlar umumiy savdoning taxminan 45% ni tashkil qiladi. Celanese metanol karbonillanish jarayonidan foydalanadi (metanol va uglerod oksidi reaktsiyasi); Reaksiyada ishlatiladigan katalizator va hosil bo'lgan mahsulot (sirka kislotasi) distillash orqali tozalanadi.

 2013-yil yanvar oyida Celanese platina/qalay katalizatori yordamida sirka kislotasidan etanol ishlab chiqarish boʻyicha toʻgʻridan-toʻgʻri va selektiv jarayon uchun AQSh patenti (№7863489) bilan taqdirlandi. Patent etanol ishlab chiqarish uchun katalizator tarkibida gidrogenlash jarayonida sirka kislotasining bug 'fazasi reaktsiyasidan foydalangan holda etanolni tanlab olish usulini o'z ichiga oladi. Ushbu topilmaning bir variantida, sirka kislotasi va vodorodning kremniy oksidi, grafit, kaltsiy silikat yoki aluminosilikatda qo'llab-quvvatlanadigan platina/qalay katalizatori ustidagi reaksiyasi bug' fazasida taxminan 250 °C haroratda etanolni tanlab ishlab chiqaradi.

 Etil spirti ishlab chiqarish narxi sirka kislotasi va sifat afzalliklari orqali

 AQShda sirka kislotasi, sirka angidrid, vinilatsetat monomerining narxi

 Evropada sirka kislotasi, sirka angidrid, vinil asetat monomeri narxlari

 Osiyoda sirka kislotasi, sirka angidrid, vinil asetat monomeri narxlari

Qayta tiklanadigan biologik resurslardan tayyorlanadigan bioyoqilg‘i – yonuvchan suyuqliklarga talab ortib bormoqda. Ulardan biri yog'och. Yog'ochdan yog'dan kam bo'lmagan yoqilg'ini olish mumkinmi?

Siz tushunishingiz kerak bo'lgan birinchi narsa - yog'ochdan benzin yoki kerosin qilish mumkin emas. U to'g'ri zanjirli uglevodorodlarga parchalanmaydi, ulardan asosan neft mahsulotlari. Biroq, bu neft mahsulotlari o'rnini bosadigan moddalarni undan olish mumkin emas degani emas.

Ba'zi odamlar tabureni yaxshi ko'radilar

Ro'yxatda birinchi navbatda, albatta, spirtli ichimliklar. Yog'ochdan ikki xil spirtli ichimliklarni olish mumkin. Yog'och spirti deb ataladigan birinchisi, ilmiy jihatdan metil spirtidir. Ushbu modda odatdagi etil spirtiga juda o'xshash, ham yonuvchanligi, ham hidi va ta'mi. Biroq, metil spirti juda zaharli ekanligi bilan ajralib turadi va uni og'iz orqali qabul qilish halokatli zaharlanishga olib kelishi mumkin. Shu bilan birga, u yuqori sifatli motor yoqilg'isi bo'lib, uning oktan soni etil spirtidan ham yuqori va oddiy benzinnikidan ancha yuqori.

Yog'ochdan metil spirtini ishlab chiqarish texnologiyasi juda oddiy. U quruq distillash yoki piroliz orqali olinadi. Aniqroq aytganda, bu suyuqlikning tarkibiy qismlaridan biri - yangi chiqarilgan daraxt qatronidan ajratilgan kislorod o'z ichiga olgan organik moddalar aralashmasi. Biroq, shu tarzda olingan spirtning rentabelligi yoqilg'i sifatida foydalanish uchun juda past. Bu yoqilg'i ishlab chiqarishning bunday texnologiyasini istiqbolsiz qiladi.

Biroq, etil spirtini yog'ochdan ham ko'proq miqdorda olish mumkin. Bu spirt - gidroliz deb ataladigan narsa - yog'ochning asosiy tarkibiy qismi bo'lgan tsellyulozani sulfat kislota yordamida parchalash orqali olinadi. Aniqroq aytganda, tsellyulozaning parchalanishi shakarlarni ishlab chiqaradi, bu esa o'z navbatida odatdagi usulda spirtli ichimliklarni qayta ishlanishi mumkin. Etil spirtini ishlab chiqarishning bu usuli sanoatda juda keng tarqalgan bo'lib, nooziq-ovqat maqsadlarida ishlatiladigan deyarli barcha sanoat spirtlari gidroliz orqali ishlab chiqariladi;

Etil spirti to'g'ridan-to'g'ri benzin o'rniga ham, benzinga qo'shimcha sifatida ham ishlatilishi mumkin. Bunday qo'shimchalar yordamida, xususan, Braziliya kabi mamlakatlarda mashhur bo'lgan har xil turdagi bioyoqilg'i olinadi.

Yog'ochni gidrolizlash yo'li bilan etil spirtini olish uni turli qishloq xo'jaligi ekinlaridan olishdan ko'ra iqtisodiy jihatdan bir oz kamroq foydalidir. Biroq, bioyoqilg'i ishlab chiqarishning ushbu usulining afzal tomoni shundaki, u oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarmaydigan "yoqilg'i" ekinlari uchun qishloq xo'jaligi maydonlarini ajratishni talab qilmaydi, lekin uni etishtirish uchun o'rmon xo'jaligiga tegishli maydonlardan foydalanishga imkon beradi. Bu yog'ochdan bioyoqilg'i etanol ishlab chiqarishni juda amaliy texnologiyaga aylantiradi.

Va turpentin har qanday narsa uchun foydalimi?

Yoqilg'i sifatida etanolning kamchiligi uning past kaloriyali qiymatidir. Dvigatellarda sof shaklda foydalanilganda, u benzinga qaraganda kamroq quvvat yoki yuqori iste'molni ta'minlaydi. Spirtli ichimliklarni yuqori yonish issiqligi bo'lgan moddalar bilan aralashtirish bu muammoni hal qilishga yordam beradi. Va bu, albatta, neft mahsulotlari emas: turpentin yoki turpentin bunday qo'shimcha sifatida juda mos keladi.

Turpentin shuningdek, yog'ochni qayta ishlash mahsuloti, aniqrog'i, ignabargli daraxt: qarag'ay, archa, lichinka va boshqalar. U hal qiluvchi sifatida keng qo'llaniladi va uning eng tozalangan navlari tibbiyotda qo'llaniladi. Shu bilan birga, yog'ochni qayta ishlash sanoati qo'shimcha mahsulot sifatida ko'p miqdorda sulfat turpentinini ishlab chiqaradi - toksik aralashmalarni o'z ichiga olgan past nav, nafaqat tibbiyotda qo'llanilmaydi, balki kimyoviy va bo'yoq va laklarda juda cheklangan foydalanishni topadi. tarmoqlar.

Shu bilan birga, barcha yog'ochni qayta ishlash mahsulotlaridan turpentin neft mahsulotiga, aniqrog'i, kerosinga o'xshaydi. U juda yuqori kalorifik qiymatga ega va kerosin pechlari, lampalar va kerosin gazlarida yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin. U motor yoqilg'isi sifatida ham mos keladi, garchi qisqa muddatga bo'lsa-da: agar u sof shaklda tanklarga quyilsa, dvigatellar tez orada shpal tufayli ishlamay qoladi.

Biroq, turpentin yoqilg'i sifatida sof shaklda emas, balki etanolga qo'shimcha sifatida ishlatilishi mumkin. Ushbu qo'shimcha etil spirtining oktan sonini sezilarli darajada kamaytirmaydi, lekin yonish issiqligini oshiradi. Ushbu bioyoqilg'i ishlab chiqarish texnologiyasining yana bir ijobiy jihati shundaki, skipidar spirtni denatüratsiya qiladi va uni alkogol sifatida qabul qilish uchun yaroqsiz qiladi. Yoqilg'i sifatida denatüratsiyalanmagan spirtni keng joriy etishning ijtimoiy oqibatlari juda jiddiy bo'lishi mumkin.

Lignin chiqindilari daromadga aylanadi!

Yog'ochning tarkibiy qismi, masalan, lignin, kam foyda keltiradigan hisoblanadi. Uning sanoatda qo'llanilishi tsellyulozanikiga qaraganda ancha kam tarqalgan. Qurilish materiallari ishlab chiqarishda va kimyo sanoatida qo'llanilishiga qaramay, u ko'pincha to'g'ridan-to'g'ri o'rmon kimyo sanoatida yoqiladi. Biroq, ma'lum bo'lishicha, ligninning pirolizi tsellyuloza pirolizidan ko'ra turli xil mahsulotlarni ishlab chiqarishi mumkin.

Lignin asosan aromatik halqalardan va qisqa toʻgʻri uglevodorod zanjirlaridan iborat. Shunga ko'ra, uning pirolizida asosan uglevodorodlar hosil bo'ladi. Biroq, piroliz texnologiyasiga qarab, fenol va tegishli moddalarning yuqori miqdori bo'lgan mahsulotni yoki neft mahsulotlariga o'xshash suyuqlikni olish mumkin. Ushbu suyuqlik bioyoqilg'i ishlab chiqarish uchun etil spirtiga qo'shimcha sifatida ham mos keladi.

Piroliz uchun texnologiyalar va qurilmalar ishlab chiqilgan bo'lib, ular lignin va tsellyulozaga ajratilmagan axlatxonalardagi ligninni ham, yog'och chiqindilarini ham iste'mol qila oladi. Yaxshiroq natijalar lignin yoki yog'och chiqindilarini tashlangan plastmassa yoki kauchukdan tashkil topgan chiqindilar bilan aralashtirish orqali olinadi: piroliz suyuqligi ko'proq yog'ga o'xshaydi.

Tinch atom va talaş

Yog'ochdan bioyoqilg'i olishning yana bir texnologiyasi yaqinda rus olimlari tomonidan ishlab chiqilgan. Bu radiokimyo sohasiga, ya'ni radioaktiv nurlanish ta'sirida sodir bo'ladigan kimyoviy jarayonlarga kiradi. Fizik kimyo va elektrokimyo instituti olimlarining tajribalarida. Frumkin talaşlari va boshqa yog'och chiqindilari bir vaqtning o'zida kuchli beta nurlanish va quruq distillash ta'siriga duchor bo'ldi va yog'ochni isitish juda kuchli nurlanish yordamida aniq amalga oshirildi. Ajablanarlisi shundaki, radiatsiya ta'sirida pirolizdan olingan mahsulotlarning tarkibi o'zgargan.

"Radioaktiv" usulda olingan piroliz suyuqligida alkanlar va sikloalkanlarning, ya'ni asosan neftda bo'lgan uglevodorodlarning yuqori miqdori topilgan. Bu suyuqlik neftga qaraganda ancha engilroq bo'lib chiqdi, aksincha, gaz kondensati bilan solishtirish mumkin. Bundan tashqari, ekspertiza ushbu suyuqlikning motor yoqilg'isi sifatida foydalanish yoki yuqori sifatli yoqilg'iga, masalan, avtobenzinga qayta ishlashga yaroqliligini tasdiqladi. Biz buni alohida ta'kidlashga loyiq emas deb o'ylaymiz, ammo radiofobi qo'rquvini tinchlantirish uchun aniqlik kiritamiz: beta-nurlanish induktsiyalangan radioaktivlikni keltirib chiqarishga qodir emas, shuning uchun bu yo'l bilan olingan yoqilg'i xavfsizdir va o'zi radioaktiv xususiyatni ko'rsatmaydi. .

Nimani qayta ishlash kerak

Ma'lumki, bioyoqilg'ini ishlab chiqarish uchun butun daraxt tanasidan emas, balki yog'ochni qayta ishlash chiqindilaridan, masalan, talaş, yog'och chiplari, novdalar, po'stloqlar va hatto axlatxonalar va pechlarga tushadigan bir xil ligninlardan foydalanish afzalroqdir. Bu chiqindilarning har gektar kesilgan o'rmondan olinadigan hosili, albatta, yog'ochdan kam, lekin shuni unutmasligimiz kerakki, u shunga mos ravishda mamlakatimizning ko'plab korxonalarida olib borilayotgan ishlab chiqarish jarayonlarida qo'shimcha mahsulot sifatida olinadi; , ishlab chiqarish chiqindilari ular uchun arzon, kesish uchun qo'shimcha o'rmon maydonlarini kesish yoki ekish kerak emas.

Har holda, yog'och qayta tiklanadigan manba hisoblanadi. O'rmon maydonlarini tiklash usullari uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lib, mamlakatning ko'plab hududlarida hatto tashlandiq qishloq xo'jaligi erlarining o'rmonlar bilan nazoratsiz o'sishi kuzatilmoqda. Qanday bo'lmasin, Rossiya Federatsiyasi o'rmonni saqlashga juda ehtiyotkorlik bilan munosabatda bo'lishi kerak bo'lgan mamlakatlardan biri emas; Bizning o'rmonimiz maydoni va uning o'zini o'zi tiklash imkoniyatlari yog'ochni qayta ishlash sanoati, bioyoqilg'i ishlab chiqarish va boshqa ko'plab tarmoqlarni to'liq ishlatish uchun etarli.

Talaşdan spirt yoki boshqa suyuq yoqilg'ini qanday olish mumkin?

1. Germaniyada Ikkinchi Jahon urushi oxirida barcha tanklar sintetik bo'lgan. talaş yoqilg'isi. va Braziliyada avtomobillar spirtli ichimliklar bilan ishlaydi, u erdagi mashinalarning 20% ​​spirtli ichimliklar bilan ishlaydi. shuning uchun bu to'g'ri, siz fermentatsiyadan foydalanishingiz, distillashingiz va spirtli ichimliklar olishingiz mumkin va sizda mashina bo'ladi
   Balki bakteriyalar yordamida metan olishingiz mumkin? keyin yanada yaxshi
2. Men o'z tajribamni baham ko'raman, shunday bo'lsin! Umuman olganda, siz 1 kg olasiz. Siz talaşni yoki boshqa narsalarni juda ehtiyotkorlik bilan quritasiz, so'ngra muzlatgich orqali (u erda sublimatsiya bo'ladi) kolbaga elektrolitlar (sulfat kislotasi) hajmining 1/3 qismini qo'shing ... Men sizga muzlatgich 450 sotib olishingizni maslahat beraman. Labtech-dan va uni terlamang. siz uni 150 daraja haroratgacha qizdirasiz va siz Metil spirtini olasiz va uning efirlari va boshqa YONGILGAN reaktsiya mahsulotlari mavjud. suyuqlik turli xil rangda bo'lishi mumkin. lekin odatda mavimsi, juda uchuvchan. Ha, ovqat pishirganda, korund (alyuminiy oksidi) bo'laklarini qo'shishni unutmang, bu katalizatordir. Idishdagi yoki kolbadagi suyuqlik tanib bo'lmaydigan darajada qora rangga aylanishi bilan uni o'zgartiring va keyingi qismini to'ldiring. 1 kg dan siz taxminan 470 ml olasiz. spirtli ichimliklar, lekin faqat 700 narsa. Buni ochiq joyda, yaxshi havalandırılan va oziq-ovqatdan uzoqroq joyda qiling. Ha, niqob va respiratorni unutmang. Qora (ishlatilgan) suyuqlikni torting va quritgandan keyin yuqori qatlam juda yaxshi yonadi. Buni ham yoqilg'iga qo'shing.
3. Ignabargli turlar - yomon. Odatda, gidroliz spirti bargli daraxtlardan olinadi. Bu erda, aslida, ikkita variant bor va ikkalasini ham uyda amalga oshirish deyarli mumkin emas. Ammo najas aroqlari umuman hazildir, chunki ishlab chiqarish samarasiz va yakuniy mahsulotni iste'mol qilish sog'liq uchun xavfli bo'lishi mumkin. Birinchi variant. Siz talaşni ko'chada juda katta qoziqqa qo'yishingiz kerak, uni suv bilan namlashingiz va bir necha yilga (aniq ikki yil yoki undan ko'proq) qoldiring. Anaerob mikroorganizmlar uyum markaziga joylashadi, ular asta-sekin tsellyulozani allaqachon fermentatsiyalanishi mumkin bo'lgan monomerlarga (shakarlarga) parchalaydi. Keyingi - oddiy moonshine kabi. Yoki sanoatda joriy etilayotgan ikkinchi variant. Talaş yuqori bosimda sulfat kislotaning kuchsiz eritmasi bilan qaynatiladi. Bunday holda, tsellyuloza gidrolizi bir necha soat ichida sodir bo'ladi. Keyingi - odatdagidek distillash.
   Agar biz nafaqat etil spirtini hisobga olsak, unda biz boshqa yo'l bilan borishimiz mumkin, lekin yana, u uyda deyarli sotilmaydi. Bu talaşning quruq distillashidir. Xom ashyo yopiq idishda 800-900 darajaga qadar qizdirilishi kerak. va chiqayotgan gazlarni to'plang. Bu gazlar soviganida kreozot (asosiy mahsulot), metanol va sirka kislotasi kondensatsiyalanadi. Gazlar har xil uglevodorodlar aralashmasidir. Qolgan qismi ko'mirdir. Aynan shu turdagi ko'mir sanoatda olovdan emas, balki ko'mir deb ataladi. Ilgari metallurgiyada koks o'rniga ishlatilgan. Qo'shimcha ishlov berishdan so'ng faollashtirilgan uglerod olinadi. Kreozot - smola shpallar va telegraf ustunlari uchun ishlatiladigan qatron. Gazni oddiy tabiiy gaz kabi ishlatish mumkin. Endi suyuqliklar. Metil yoki yog'och, spirt suyuqlikdan 75 darajagacha bo'lgan haroratda distillanadi. U yoqilg'iga o'tishi mumkin, ammo unumdorligi kichik va u juda zaharli. Keyingi sirka kislotasi. Ohak bilan zararsizlantirilganda, kaltsiy asetat yoki ilgari deyilganidek, kulrang yog'och sirka kukuni olinadi. Kalsinlanganda aseton olinadi - nega yoqilg'i emas? To'g'ri, endi aseton butunlay sintetik ravishda olinadi.
   Men hech narsani unutmaganga o'xshayman. Xo'sh, qachon kreozot do'konini ochamiz?
4. "Agar biz talaşdan aroqni distillamagan bo'lsak, beshta shisha bilan nima qilgan bo'lardik?" (V.S. Vysotskiy)
5. shakarli moddalarning fermentatsiyasi. masalan tsellyuloza. Faqat tezlashtirish uchun ferment-xamirturush kerak. va metil spirti haqida ... yaxshi, aslida, kichik dozalarda, bu halokatli.
6. Sublimatsiya.
7. Tsellyulozani fermentatsiyalash va keyin distillash kerak

Kartoshka, don, shinni va qand lavlagidan spirt ishlab chiqarish ushbu qimmatbaho xom ashyoni ko'p miqdorda iste'mol qilishni talab qiladi. Bunday xom ashyoni arzonroqqa almashtirish oziq-ovqat mahsulotlarini tejash va spirtli ichimliklar tannarxini pasaytirish manbalaridan biridir. Shu sababli, so'nggi paytlarda nooziq-ovqat xom ashyosidan texnik etil spirti ishlab chiqarish sezilarli darajada oshdi: yog'och, sulfit suyuqliklari va sintetik ravishda etilen o'z ichiga olgan gazlardan.

Yog'ochdan spirt ishlab chiqarish

Gidroliz sanoati tarkibida tsellyuloza bo'lgan o'simlik chiqindilaridan, xususan, yog'och chiqindilaridan bir qator mahsulotlar ishlab chiqariladi: etil spirti, ozuqa xamirturushlari, glyukoza va boshqalar.

Gidroliz zavodlarida tsellyuloza mineral kislotalar bilan gidrolizlanib, glyukoza hosil bo'ladi, u spirtga fermentatsiya qilish, xamirturush o'stirish va uni kristall shaklda chiqarish uchun ishlatiladi. Turli profilli gidroliz zavodlari mavjud: gidroliz-spirtli, gidroliz-xamirturush, gidroliz-glyukoza. Gidroliz sanoati katta iqtisodiy ahamiyatga ega; past baholi o'simlik chiqindilaridan qimmatbaho mahsulotlar olinishi bilan bog'liq. Xususan, 1 tonna mutlaqo quruq ignabargli daraxtdan 170-200 litr etil spirti olinadi, uni ishlab chiqarish uchun 0,7 tonna don yoki 2 tonna kartoshka talab qilinadi.

Gidroliz sanoati yog'ochni har tomonlama qayta ishlaydi, buning natijasida gidroliz-spirtli zavodlar etil spirtidan tashqari, boshqa qimmatbaho mahsulotlar: furfural, lignin, suyuq karbonat angidrid, ozuqa xamirturushlarini ishlab chiqaradi.

Gidroliz ishlab chiqarish uchun xom ashyo

Gidroliz ishlab chiqarish uchun xom ashyo o'rmon xo'jaligi va yog'ochga ishlov berish sanoatining turli xil chiqindilari ko'rinishidagi yog'och hisoblanadi: talaş, yog'och chiplari, talaşlar va boshqalar Yog'och namligi 40 dan 60% gacha. Gidroliz zavodlari tomonidan qayta ishlangan talaşlar odatda 40-48% namlikka ega. Yog'ochning quruq moddasi tarkibiga tsellyuloza, gemitsellyuloza, lignin va organik kislotalar kiradi.

Yog'och gemitsellyulozalari geksosanlar: mannan, galaktan va pentozanlar: ksilan, araban va ularning metillangan hosilalaridan iborat. Lignin murakkab aromatik moddadir, uning kimyoviy tarkibi va tuzilishi hali aniqlanmagan.

Mutlaq quruq yog'ochning kimyoviy tarkibi 1-jadvalda keltirilgan.

1-jadval - Mutlaq quruq yog'ochning kimyoviy tarkibi

Yog'ochdan tashqari, qishloq xo'jaligi o'simliklarining chiqindilari ham gidroliz sanoati uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi: kungaboqar qobig'i, makkajo'xori, paxta qobig'i, don somoni.

Qishloq xoʻjaligi oʻsimliklari chiqindilarining kimyoviy tarkibi 2-jadvalda keltirilgan.

2-jadval - Qishloq xo'jaligi o'simliklari chiqindilarining kimyoviy tarkibi

Yog'ochni murakkab qayta ishlashning texnologik sxemasi

Yog'ochni kompleks qayta ishlashning texnologik sxemasi quyidagi bosqichlardan iborat: yog'ochni gidrolizlash, gidrolizatni neytrallash va tozalash; gidrolitik sutni fermentatsiyalash, gidrolitik mashni distillash.

Ezilgan yog'och bosim ostida qizdirilganda suyultirilgan sulfat kislota bilan gidrolizlanadi. Gidroliz jarayonida gemitsellyuloza va tsellyuloza parchalanadi. Gemitsellyulozalar geksozalarga aylanadi: glyukoza, galaktoza, mannoz va pentozalar: ksiloza va arabinoza; tsellyuloza - glyukozaga. Lignin gidroliz jarayonida erimaydigan qoldiq sifatida qoladi.

Yog'ochni gidrolizlash gidroliz apparatida - po'lat silindrsimon idishda amalga oshiriladi. Gidroliz natijasida taxminan 2-3% fermentlangan monosaxaridlar va erimaydigan lignin qoldig'ini o'z ichiga olgan gidrolizat olinadi. Ikkinchisi to'g'ridan-to'g'ri qurilish taxtalarini ishlab chiqarishda, g'isht ishlab chiqarishda, tsementni maydalashda, yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin; Tegishli qayta ishlashdan so'ng lignin plastmassa, kauchuk sanoati va boshqalarni ishlab chiqarishda ishlatilishi mumkin.

Olingan gidrolizat bug'latgichga yuboriladi, u erda bug' suyuqlikdan ajratiladi. Chiqarilgan bug 'kondensatlanadi va undan furfural, skipidar va metil spirtini ajratish uchun ishlatiladi. Keyin gidrolizat 75-80° gacha sovutiladi, ohak suti bilan neytralizatorda pH 4-4,3 gacha neytrallanadi va xamirturush uchun ozuqa tuzlari (ammiak sulfat, superfosfat) qo'shiladi. Olingan neytralizat cho'kma kaltsiy sulfat va boshqa to'xtatilgan zarrachalardan ozod qilish uchun cho'ktiriladi. Kaltsiy sulfatning cho'kma cho'kmasi ajratiladi, quritiladi, pishiriladi va alebastr olinadi, qurilish texnikasida ishlatiladi. Neytrallangan mahsulot 30-32 ° S gacha sovutiladi va fermentatsiyaga yuboriladi. Fermentatsiya uchun shu tarzda tayyorlangan gidrolizat wort deb ataladi. Gidrolitik sutni fermentatsiya qilish fermentatsiya tanklarida doimiy ravishda amalga oshiriladi. Bunday holda, xamirturush tizimda doimiy ravishda aylanadi; Xamirturush seperatorlar yordamida pyuredan ajratiladi. Fermentatsiya paytida chiqarilgan karbonat angidrid suyuq yoki qattiq karbonat angidridni chiqarish uchun ishlatiladi. Tarkibida 1,0-1,5% spirt boʻlgan etuk mash distillash va rektifikatsiya qilish uchun mash rektifikatsiya apparatiga yuboriladi va etil spirti, metil spirti va fusel moyi olinadi. Distillashdan keyin olingan stilaj pentozalarni o'z ichiga oladi va ozuqa xamirturushlarini etishtirish uchun ishlatiladi.

1-rasm - Gidroliz-spirtli zavodlarda yog'ochni kompleks qayta ishlashning texnologik sxemasi

Ko'rsatilgan sxema bo'yicha qayta ishlansa, 1 tonna mutlaqo quruq ignabargli daraxtdan quyidagi miqdordagi tovar mahsulotini olish mumkin:

• Etil spirti, l………………….. 187
• Suyuq karbonat angidrid, kg…………….. 70
• yoki qattiq karbonat angidrid, kg………40
• Ozuqa xamirturushlari, kg…………….. .. 40
• Furfural, kg…………………………….9.4
• Turpentin, kg…………………………0,8
• Issiqlik izolyatsiyasi va qurilish ligno-plitalari, m 2 .... 75
• Qurilish alebastr, kg……..225
• Fusel moyi, k g………………..0.3

Sulfitli suyuqliklardan spirt ishlab chiqarish

Yog'ochdan sulfit usulida pulpa ishlab chiqarishda chiqindi mahsulot sulfit suyuqligi - oltingugurt dioksidi hidli jigarrang suyuqlikdir. Sulfitli suyuqlikning kimyoviy tarkibi (%): suv - 90, quruq moddalar - 10, shu jumladan lignin hosilalari - lignosulfonatlar - 6, geksozalar - 2, pentozalar -1, uchuvchi kislotalar, furfural va boshqa moddalar - taxminan 1. Uzoq muddatli sulfitli suyuqlik daryolarga tashlab, suvni ifloslantirdi va suv omborlaridagi baliqlarni yo'q qildi. Ayni paytda bizda sulfitli suyuqlikdan etil spirti, ozuqa xamirturushlari va sulfit-vinaj konsentratlarini kompleks qayta ishlash zavodlari mavjud. Sulfitli suyuqliklardan spirt ishlab chiqarish quyidagi bosqichlardan iborat: sulfitli suyuqlikni fermentatsiyaga tayyorlash, sulfit likyorini fermentatsiyalash, etuk sulfit pyuresini distillash.

Fermentatsiya uchun sulfitli suyuqlikni tayyorlash uzluksiz sxema bo'yicha amalga oshiriladi. Fermentatsiya jarayonini kechiktiradigan uchuvchi kislotalar va furfuralni olib tashlash uchun lye havo bilan tozalanadi. Tozalangan lye ohak suti bilan neytrallanadi va keyin kaltsiy sulfat va kaltsiy sulfidning cho'kma kristallarini kattalashtirish uchun saqlanadi; Shu bilan birga, xamirturush uchun ozuqa tuzlari (ammiak sulfat va superfosfat) qo'shiladi. Shundan so'ng lye o'rnatiladi. Cho'kma - loy kanalizatsiyaga quyiladi va tiniqlangan suyuqlik 30-32 ° S gacha sovutiladi. Shu tarzda tayyorlangan suyuqlik wort deb ataladi. Wort fermentatsiya bo'limiga yuboriladi va yog'och gidrolizatlari kabi fermentlanadi yoki harakatlanuvchi paket usuli qo'llaniladi. Harakatlanuvchi qadoqlash suyuqlikda qolgan tsellyuloza tolalarini anglatadi. Harakatlanuvchi nozul bilan fermentatsiya usuli ma'lum xamirturush irqlarining tsellyuloza tolalari yuzasida so'rilishi va tolali-xamirturush massasining parchalarini hosil qilish xususiyatiga asoslanadi, ular etuk pyureda tez va to'liq idish tubiga joylashadi. Fermentatsiya bosh va quyruq idishidan iborat fermentatsiya akkumulyatorida amalga oshiriladi. Fermentatsiya qiluvchi sutda sorbsiyalangan xamirturushli tsellyuloza tolalari ajralib chiqadigan karbonat angidrid ta'sirida doimiy harakatda bo'ladi. Achitilgan pyuresi bosh idishdan quyruq idishiga keladi, bu erda fermentatsiya jarayoni tugaydi va xamirturushli tolalar pastki qismga joylashadi. Cho'kkan xamirturush tolasi massasi nasos yordamida bosh idishga qaytariladi, u erda bir vaqtning o'zida usti beriladi va 0,5-1% spirt bo'lgan etuk pyuresi distillash apparatiga yuboriladi va etil spirti, metil spirti va fusel moyi olinadi. . Distillashdan so'ng olingan stilaj pentozalarni o'z ichiga oladi va ozuqa xamirturushlarini etishtirish uchun ozuqa muhiti bo'lib xizmat qiladi, keyin ajratiladi, quritiladi va quruq xamirturush sifatida chiqariladi. Xamirturush ajratilgandan so'ng, lignosulfonatlar bo'lgan stilaj 50-80% quruq moddaga qadar bug'lanadi. Olingan mahsulot sulfit-vintage kontsentrati deb ataladi va plastmassa, qurilish materiallari, teri, quyish va yo'l qurilishi uchun sintetik ko'nlashtiruvchi moddalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Sulfit-vinaj konsentratlaridan siz qimmatbaho aromatik modda - vanillinni olishingiz mumkin.

Sulfitli suyuqliklarni etil spirti, ozuqa xamirturushlari va sulfit-vinaj konsentratlariga kompleks qayta ishlashning texnologik sxemasi 2-rasmda keltirilgan.

2-rasm - Sulfitli suyuqliklarni spirtga qayta ishlash jarayonining sxemasi

Sulfitli suyuqliklarni qayta ishlashda 1 tonna archa daraxti hisobidan quyidagilar olinadi:

• Etil spirti, l……………….. 30-50
• Metil spirti, l…………………… 1
• Suyuq karbonat angidrid, l………….. 19-25
• Quruq yem xamirturush, kg…. 15
• Namligi 20% bo'lgan sulfit-vintaj konsentratlar, kg.... 475

Spirtli ichimliklarni sintetik ishlab chiqarish

Sintetik etil spirtini ishlab chiqarish uchun xom ashyo etilenni o'z ichiga olgan neftni qayta ishlash zavodlarining gazlari hisoblanadi. Bundan tashqari, boshqa etilen o'z ichiga olgan gazlardan ham foydalanish mumkin: kokslangan ko'mirdan olingan koks gazi va u bilan bog'liq neft gazlari.

Hozirgi vaqtda sintetik etil spirti ikki usulda ishlab chiqariladi: sulfat kislota hidratsiyasi va etilenning bevosita hidratsiyasi.

Etilenning sulfat hidratlanishi

Bu usulda etil spirtini olish quyidagi jarayonlardan iborat: etilenning sulfat kislota bilan oʻzaro taʼsirida etil sulfat kislota va dietil sulfat hosil boʻladi; olingan mahsulotlarning gidrolizlanishi natijasida spirt hosil bo'ladi; spirtni sulfat kislotadan ajratish va uni tozalash.

Sulfat kislota gidratatsiyasi uchun xom ashyo 47-50% og'irlikdagi gazlardir. etilen, shuningdek, etilen miqdori kamroq bo'lgan gazlar. Jarayon quyida keltirilgan sxema bo'yicha amalga oshiriladi.

3-rasm - Sulfat kislota hidratsiyasi orqali sintetik spirt olishning texnologik sxemasi.

Etilen vertikal tsilindr bo'lgan reaksiya ustunida sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishadi. Ustun ichida to'lib toshgan ko'zoynakli qopqoq plitalari mavjud. Kompressor yordamida kolonkaning pastki qismiga etilenli gaz, kolonkaning yuqori qismiga esa qaytarilish uchun 97-98% li sulfat kislota beriladi. Yuqoriga ko'tarilgan gaz har bir plastinkada suyuqlik qatlami orqali pufakchalarga aylanadi. Etilen sulfat kislota bilan quyidagi reaksiyalar bo'yicha reaksiyaga kirishadi:

Reaksiya ustunidan etil sulfat kislota, dietil sulfat va reaksiyaga kirishmagan sulfat kislota aralashmasi uzluksiz oqadi. Ushbu aralashma muzlatgichda 50 ° C ga qadar sovutiladi va gidrolizga yuboriladi, bunda quyidagi reaktsiyalar sodir bo'ladi:

Ikkinchi reaksiya natijasida hosil bo'lgan monoetil sulfat boshqa spirt molekulasini hosil qilish uchun keyingi parchalanishga uchraydi.

Etilenning bevosita hidratsiyasi

Etilenni to'g'ridan-to'g'ri hidratsiya qilish yo'li bilan etil spirtini ishlab chiqarishning texnologik sxemasi quyida keltirilgan.

4-rasm - Etil spirtini ishlab chiqarishda etilenni to'g'ridan-to'g'ri hidratsiya qilishning texnologik sxemasi

To'g'ridan-to'g'ri hidratsiya usuli uchun xom ashyo etilen miqdori yuqori bo'lgan gazdir (94-96%). Etilen kompressor yordamida 8-9 kPa gacha siqiladi. Siqilgan etilen ma'lum nisbatlarda suv bug'lari bilan aralashtiriladi. Etilenning suv bug'i bilan o'zaro ta'siri kontakt apparati - gidratatorda amalga oshiriladi, u vertikal po'latdan yasalgan ichi bo'sh silindrsimon ustun bo'lib, unda katalizator (alyuminosilikatga yotqizilgan fosfor kislotasi) mavjud.

Taxminan 8,0 kPa bosim ostida 280-300 ° S haroratda etilen va suv bug'ining aralashmasi hidratorga beriladi, unda bir xil parametrlar saqlanadi. Etilen suv bug'i bilan o'zaro ta'sirlashganda, etil spirtining hosil bo'lishining asosiy reaktsiyasidan tashqari, yon reaktsiyalar yuzaga keladi, natijada dietil efir, asetaldegid va etilen polimerizatsiyasi mahsulotlari paydo bo'ladi. Sintez mahsulotlari hidratordan oz miqdorda fosfor kislotasini olib ketadi, bu esa keyinchalik uskuna va quvurlarga korroziy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun sintez mahsulotlari tarkibidagi kislota gidroksidi bilan neytrallanadi. Neytrallashgandan so'ng sintez mahsulotlari tuz ajratgichdan o'tkaziladi, so'ngra issiqlik almashtirgichda sovutiladi va suv-spirtli bug'larning kondensatsiyasi sodir bo'ladi. Suvli-spirtli suyuqlik va reaksiyaga kirishmagan etilen aralashmasi olinadi. Reaksiyaga kirmagan etilen suyuqlikdan ajratgichda ajratiladi. Bu vertikal tsilindr bo'lib, unda gaz oqimining tezligi va yo'nalishini keskin o'zgartiradigan qismlar o'rnatiladi. Separatordan olingan etilen sirkulyatsiya kompressorining assimilyatsiya liniyasiga tushiriladi va yangi etilen bilan aralashtirish uchun yuboriladi. Separatordan oqib chiqadigan suv-spirtli eritma 18,5-19% vol. spirtli ichimliklar U tozalash kolonnasida to'planadi va bug'lar shaklida distillash ustuniga tozalash uchun yuboriladi. Spirtli ichimliklar 90,5% volt quvvat bilan olinadi. Sintetik spirt zavodlarida etilenni to'g'ridan-to'g'ri hidratsiya qilish usuli qo'llaniladi.

Sintetik spirt ishlab chiqarish, uni ishlab chiqarish usulidan qat'i nazar, oziq-ovqat xom ashyosidan spirt ishlab chiqarishga qaraganda ancha samaralidir. Kartoshka yoki dondan 1 t etil spirtini olish uchun 160-200 kishi-kun, neftni qayta ishlash gazlaridan atigi 10 kishi-kun sarflanishi kerak. Sintetik spirtning narxi oziq-ovqat xom ashyosidan olingan alkogol narxidan taxminan to'rt baravar kam.