Реферат: Этиловый спирт

--PAGE_BREAK--  СН3 – СН2 – СН2 –СН2 – ОН                        СН3 –  СН – СН2 – ОН
  В зависимости от положения гидроксильной группы при том и другом углеродном скелете возможны еще два изомерных спирта:

    1          2         3         4                                  

<img width=«2» height=«12» src=«ref-1_701532664-153.coolpic» v:shapes="_x0000_s1066">                                                                                                                     1                  

<img width=«2» height=«12» src=«ref-1_701532817-154.coolpic» v:shapes="_x0000_s1069"><img width=«2» height=«12» src=«ref-1_701532664-153.coolpic» v:shapes="_x0000_s1068">СН3 – СН – СН2 –СН3                                   Н3С –  С – СН3 

          ОН                                                                  ОН

              
Число структурных изомеров в гомологическом ряду спиртов быстро возрастает. Например, на основе бутана существует 4 изомера, пентана – 8, а декана – уже 567 [5].

--PAGE_BREAK--1.2. Особенности технологии этилового спирта


До  начала  30-х  годов  20  века  его  получали  исключительно  сбраживанием  пищ  углеводсодержащего  сырья, и  при обработки  зерна

(рожь, ячмень, кукуруза, овёс, просо). В  30-е  по  50-е  годы  было  разработанно  несколько  способов  синтеза  Э.С.  из  химического  сырья

например: лидрирования  ацентальдецида  и  д.р… Оси  современных  способов –односейадистная  (прямая)  гидраитация. Этилена

(CU2=CU2+H2O–C2H5OH), осуществляется  на  фосфорно-кислотном

католизаторе  при  280-300 С  и  7,2-8,3  Мн/м (72-83  кг/см ). Так, в США

в  1976 г.  было  выработано  около  800  тыс. тонн  этонола, в  т.ч.  550  тыс.  тонн  прямой  гидротацией  (остальное  сбраживание  пищевого  сырья). В  других  странах  (СССР, Франция  и  др.)  Э.С.  получают  также  двухстадийной  (сернокислотной  гидраитацией  этилена  при: 75-80 С  и  2,48  Мн/м/24,8 нес/м )  этилен  взаимодействует  с концетрированой  серной  кислотой  с  образованием  смеси  моно  и диэнтилеульфатов  [С2Н5OSO2ОН  и  (С2Н5О)2SO2], которые  затем гидрилизуясь  при  100 С  и  0,3-0,4  Мн/м  дают  Э.С.  и  Н2SO4.

В  ряде  стран  Э.С.  получают  также  сбраживанием  продуктов  гидролиза  растительных  материалов. Очистку  технических  Э.С. проводят  различными  способами. Пищевой  спирт-сырец, обычно  освобождают  от  примесей  (сивушные  масла  и  др.) рекитификацией .

Слинтентичиский  Э.С.  очищают  от  этилового  эфира, ацетальдегида  и  др.  рекитификаций  в  присутствии  щёлочи и гидрированием  в паровой фазе  на  никелевых  католизаторах  при  105 С  и  0,52  Мн/м  (5,2  кгс/см)

Спирт –рекитификат представляет  собой  асеотропную  смесь  Э.С.  с

Водой  (95,57%  спирта  t  кипения  78,15  С. ). Для  многих  целей  требуется  обезвоженый, Т.Н. абсолютный, Э.С. Последний  в  промышленности  готовят, воду  в  виде  стройной  азеотропной  смеси  вода-спирит-бензол (специальная  добавка), а  в лабороторных условиях-химическом  связыванием  воды  различными  реагентами, окисью  кальция, металлическим  кальцием  или  магнием  Э.С., предназначеный  для  технических  и  бытовых  целей, иногда  денантурируют .

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

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

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

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

Если реакцию гидратации проводить при высокой температуре (300 — 350 °С) и давлении в присутствии катализатора (смеси фосфорной к вольфрамовой кислот), то реакция идет в одну стадию. Это—метод прямой гидратации. При получении этилового спирта этот метод вытеснил сернокислотную гидратацию. Гидратация алкенов имеет важное промышленное значение. Этот способ позволяет получать спирты из доступного и дешевого сырья — газов крекинга. Так, из 1 т этилене можно получить 1,4 т спирта. Впервые в нашей стране этиловый спирт начали получать гидратацией этилена с 1952 г. (г. Сумгаит).

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

C2H6Cl + H2O ®C2H6OH + HC

3. Получение метанола из синтез-газа. Процесс идет при 220—300 °С и сравнительно невысоком давлении с использованием катализатора из оксидов меди и цинка:

                      кат.
CO + 2H2®CH3OH

Из синтез-газа можно получать и другие спирты.

4. Восстановление альдегидов и кетонов. При восстановлении альдегидов образуются первичные, а при восстановлении кетонов — вторичные:
             O
            //   2H
H3C—C   ®   H3C—CH2OH
            \ H
уксусный          этиловый
альдегид                спирт

                            2H
H3C—CO—CH3®H3C—CH—CH3
                                             |
                                            OH
    ацетон                 изопропиловый
                                       спирт

5. Спиртовое брожение (расщепление) моносахаридов C6H12O6 под влиянием ферментов:
                   зимаза
C6H12O6     —®     C2H6OH + 2CO2

    

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

С6Н12О6®2С2Н5ОН + 2СО2

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

         Исходным продуктом для получения спирта может служить полисахарид крахмал, содержащийся, например, в клубнях картофеля, зернах ржи, пшеницы, кукурузы. Для превращения в сахаристые вещества (глюкозу) крахмал предварительно подвергают гидролизу. Для этого муку или измельченный картофель заваривают горячей водой и по охлаждении добавляют солод – проросшие, а затем подсушенные и растертые с водой зерна ячменя. В солоде содержится диастаз (сложная смесь ферментов), действующий на процесс осахаривания крахмала каталитически. По оканчании осахаривания к полученной жидкости прибавляют дрожжи, под действием фермента которых образуется спирт. Его отгоняют, а затем очищают повторной перегонкой.

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


    продолжение
--PAGE_BREAK--