химический каталог




ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ (этанол, метилкарбинол, винный спирт) C2H5OH, молекулярная масса 46,069; бесцв. легкоподвижная жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом; температура плавления -114,15 °С, температура кипения 78,39 °С; 0,78927; 1,3611; tкрит 243,1 °С, ркрит 6,395 МПа, dкрит 0,275 г/см3; 1,17 мПа х с (20 °С); 231 мН/м (25 °С); 5,67 х 10-30 Кл х м (в бензоле); Ср (20 °С) 2,428 кДж/(кг х К) (для жидкости), 1,197 кДж/(кг х К) (для пара); 839,3 Дж/г; 4,81 кДж/моль; -29,68 кДж/г; -234,8 кДж/моль (для пара); 281,380 Дж/(моль-К), 25,7 (20 °С).
ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. смешивается во всех соотношениях с водой (свойства водных растворов ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. приведены в табл.), спиртами, диэтиловым эфиром, глицерином, хлороформом, ацетальдегидом, бензином и др.; образует азеотропные смеси с водой (95,6% по массе ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с., температура кипения 78,15 оС); бензолом (32,4%, 68,24 °С); гексаном (21%, 58,7 °С); толуолом (68%, 75,65 °С); этилацетатом (30,8%, 71,8 °С) и др., а также тройные азеотропные смеси, например ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с.- бензол - вода (содержание в % по массе соответственно 18,5-74,1-7,4, температура кипения 64,86 °С), ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с.-дихлорэтан -вода (17-78-5, 66,7 °С). ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. горит бледно-голубым пламенем.

Химические свойства. Э. с.- типичный одноатомный алифатич. спирт. С металлами образует этилаты, например C2H5ONa, (С2Н5О)3Al; с неорганическое и органическое кислотами, ангидридами, галогенангидридами - сложные эфиры, например с Н2SO4 этилсульфат С2Н5ОSО3Н или диэтилсульфат (С2Н5О)2SO2, с СН3СООН -этилацетат. Реакция с эпоксидами приводит к раскрытию кольца и образованию гидроксиэфиров, например:

СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЭТИЛОВОГО СПИРТА
Содержание этилового спирта в фазе, молярные %
Т. кил., оС
жидкость
пар
10
43,7
86,2
0,96571
20
52,8
82,9
0,93697
30
57,25
81,64
0,89848
40
61,02
80,66
0,88396
50
64,75
79,96
0,86308
60
69,8
79,4
0,84509
70
75,3
78,89
0,82296
80
81,55
78,47
0,81499
90
89,9
78,2
0,80178
100
100
78,39
0,78927

Дегидратация ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. приводит к этилену или диэтиловому эфиру; дегидрирование - к ацетальдегиду; реакция с альдегидами и кетонами RR"CO - к ацеталям RR"C(OC2H5)2; с NaClO -к хлороформу (см. Галоформная реакция), хлорирование - к хлоралю; взаимодействие с NH3 - к моно-, ди- и триэтиламинам; реакция с РОCl3 или SO2Cl2 в присутствии третичных аминов - к полным эфирам фосфорной или серной кислоты. При пропускании паров Э. с. над сложным катализатором при 380-400 °С образуется 1,3-бутадиен, при взаимодействии ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. с ацетиленом -винилэтиловый эфир С2Н5ОСН = СН2.

Получение. В промышлености ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. получают анаэробным брожением углеводов растит. происхождения в присутствии дрожжей и гидратацией этилена. Перспективен способ получения ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. из синтез-газа: прямым синтезом из СО и Н2 либо через метиловый спирт.
Сырьем для производства ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. служат пищевое растит. сырье, отходы деревообрабатывающей промышлености, сульфитные щелоки.
Сбраживание пищевого растит. сырья- наиболее древний способ получения ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с., известный с доисторич. времен. Перед брожением сырье (сок плодово-ягодных культур, зерно, картофель, меласса - отход сахароварения) очищают, толстокожурное зерно дробят и разваривают 1-2 ч острым паром при давлении 0,4-0,5 МПа для разрушения клеточных оболочек. Крахмалсодержащее сырье перед подачей на брожение осахаривают ферментсодержащим препаратом (солодом или микробными ферментами) при 60 °С. При необходимости сырье подкисляют, добавляют водный раствор аммиака и фосфаты. Брожение происходит в присутствии дрожжей при 15-30 °С, длительность от 10-15 ч до 2-3 сут. Теоретич. выход ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. определяется уравением реакции: С6Н12О62Н5ОН + 2СО2; практическое выход 90-93%. Побочно при брожении образуются метанол, спирты С35, глицерин, янтарная кислота, ацетальдегид, сложные эфиры и др. Реакц. смесь после брожения (бражку) очищают на ректификационных установках; остаток от перегонки (барда) идет на корм скоту. Расход пищевая сырья на получение 1 т ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с.: картофеля 10-13 т, ячменя 4-5 т, пшеницы и кукурузы 3,5-4 т. О механизме спиртового брожения см. в ст. Брожение.
Гидролиз отходов деревообрабатывающей промышлености осуществляют водой в присутствии кислот либо солей, дающих кислую реакцию (см. Гидролизные производства). Сбраживание полученных Сахаров и выделение ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. из бражки аналогичны вышеописанному. Из 1 т сухой хвойной древесины получают 130-160 кг ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. и до 120 кг сжиженной углекислоты. При комплексной переработке гидролизата получают также фурфурол, кормовые дрожжи, гипс, лигнин. Метод используют в основном в России. За рубежом применяют ограниченно из-за высокой себестоимости спирта.
Для получения ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. из сульфитных щелоков (отход производства целлюлозы методом сульфитной варки древесины) древесину обрабатывают раствором, содержащим 3-6% свободный SO2 и 2% SO2 в виде гидросульфитов щелочных или щел.-зем. металлов при 135 150 °С и повыш. давлении. При этом целлюлоза не растворяется, а в раствор сульфитных щелоков переходят сульфолигнин, олиго- и моносахариды, часть смол, формальдегид и др. Щелоки продувают паром или воздухом, нейтрализуют известковым молоком, отделяют от гипсового шлама и направляют на сбраживание. Выход ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. на 1 т переработанной древесины около 80 кг; побочно образуется до 60 кг белковых дрожжей и 600-700 г сульфолигнина.
Осн. пром. способ получения синтетич. Э. с.- прямая гидратация этилена; катализатор - ортофосфорная кислота на пористом носителе (силикагель, диатомит, кизельгур, пористые стекла и др.). В качестве побочных продуктов образуются: ацетальдегид, диэтиловый эфир, кретоновый альдегид, ацетон, спирты С34, метилэтилкетон, низкомолекулярный полиэтилен.
Технологический схема производства ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с.: смесь этиленсодержащего газа и воды нагревают в системе теплообменников (в основные за счет тепла, выходящего из реактора потока, а на последней ступени - печи огневого нагрева или паром высокого давления в теплообменнике) и подают в реактор - цилиндрич. аппарат, заполненный катализатором (для защиты от коррозии реактор футеруется медью). На выходе из реактора или после охлаждения потока до точки росы реакционное смесь нейтрализуют раствором щелочи. Поток охлаждают направляемым в реактор сырьем, на последней ступени - в водяном холодильнике. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с., непрореагировавшая вода и побочные продукты реакции конденсируются, водно-спиртовый раствор (содержание Э. с. около 13%) сепарируется от непрореагировавшего этилена и направляется на узел выделения и очистки. Этиленсодержащий газ отмывается от остатков спирта водой, смешивается со свежими порциями этилена и вновь направляется в реактор.
Очистка ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. включает все или некоторые из следующей стадий: удаление из водно-спиртового раствора легкокипящих головных фракций (ацетальдегид, диэтиловый эфир, ацетон, кротоновый альдегид, легкие полимеры) экстрактивной дистилляцией с водой; ректификацию кубового продукта и получение спирта-сырца (90-94% Э, с.); гидрирование спирта-сырца при 100 °С в паровой (давление 0,1-0,2 МПа), чаще жидкой фазе (давление 1,5-2,5 МПа) на никельсодержащем катализаторе; окончат. ректификацию (95-96%-ный Э. с.). Спирт, очищенный по полной схеме, по качеству не уступает пищевому.
Отходы производства - высшие спирты (применяются как растворители), диэтиловый эфир (рециклизуется на стадию гидратации либо используется как товарный продукт) и полимеры этилена (сжигаются).
Метод получения синтетич. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. сернокислотной гидратацией этилена, распространенный в 40-60-х гг. 20 в., полностью вытеснен прямой гидратацией этилена; это связано со сложностью защиты оборудования от коррозии, высоким расходом H2SO4 и большими энергозатратами, проблемами экологии.
Произ-во ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. и выбор метода определяются наличием сырьевой базы и соотношением цен на пищевые и нефтепродукты.
Абсолютирование ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. осуществляют перегонкой с третьим компонентом, образующим с ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. и водой азеотроп, например с бензолом или циклогексаном. Установка для абсолютирования состоит из 2 колонн. В первую ректификац. колонну в середину подается 92-95%-ный ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с., а в верхнюю часть - бензол. С верха колонны отбирается смесь ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с., бензола и воды, из куба - абсолютир. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. (концентрация 99,9%). Смесь конденсируется, охлаждается и направляется в разделит. сосуд для расслаивания. Бензол возвращается в колонну абсолютирования, а водно-спиртовый раствор - на вторую ректификац. колонну, в которой выделяют 92-95%-ный ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с., рециклизуемый в первую колонну.
Разработаны способы пром. абсолютирования Э. с. на мол. ситах, полупроницаемых мембранах, абсорбцией жидким СО2, сжиженными алкенами и др. Иногда абсолютирование ведут азеотропной перегонкой с бензиновыми фракциями, особенно в случаях, когда абсолютир. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. используется как добавка к моторному топливу. В препаративных целях ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. абсолютируют СаCl2, CuSO4, мол. ситами и др.
Идентифицируют ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. физических-химический методами либо через фенилуретан, температура плавления 57 °С.

Применение. Э. с. - растворитель в лакокрасочной и фармацев-тич. промышлености, в производстве кинофотоматериалов, товаров радиоэлектроники и бытовой химии, ВВ и др. Сырье в производстве диэтилового эфира, хлороформа, тетраэтилсвинца, ацетальдегида, уксусной кислоты, этилацетата, этиламина, этилакрилатов, этилсиликатов и др. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. из пищевая сырья часто используют для получения чистого этилена. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с.- компонент антифриза, топливо для реактивных двигателей. В ряде стран - компонент автомобильного топлива: повышает октановое число, сокращает расход бензина, снижает содержание вредных веществ в выхлопных газах. Содержание ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. в автомобильном топливе в зависимости от сырьевой базы составляет от 10% в США до полной замены бензина этанолом в Бразилии.
Для техн. целей часто используют денатурированный спирт (денатурат) - спирт-сырец, содержащий добавки красителя, окрашивающего Э. с. в сине-фиолетовый цвет, и спец. веществ, придающих ему неприятный запах и вкус; денатурат ядовит. В медицине ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. применяется для дезинфекции, как поверхностное сосудорасширяющее средство, коагулянт белка, в том числе при лечении ожогов. Значит. часть ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. идет на изготовление спиртных напитков.
ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. чрезвычайно гигроскопичен, при концентрации выше 70% (по объему) прижигает кожу и слизистые оболочки; при приеме внутрь угнетает центры торможения мозга, вызывает опьянение, при многократном употреблении - алкоголизм.
Легко воспламеняется, температура вспышки 13 °С, т. самовоспл. 404 °С, пределы взрываемости: температурные 11-41 °С, концентрационные 3,6-19% (по объему), ПДК в атм. воздухе 5 мг/м3, в воздухе рабочей зоны 1000 мг/м3, ЛД50 9 г/кг (крысы, перорально).
Наиболее крупные производители ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. (тысяч т в год): Бразилия 7500 (1985), США 2700 (1986), Россия 1200 (1989), Великобритания 200 (1986), Япония 179 (1985).
Впервые ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. выделен из продуктов брожения в Италии в 11-12 вв. Абсолютир. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. получил перегонкой водного раствора над поташом Т. Е. Ловиц (1796). В 1855 М. Бертло синтезировал ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. из этилена через этил серную кислоту. Произ-во синтетич. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ с. началось с 1930 в США.

Литература: Брунштейн Б. А., Клименко В. Л., Цыркин Е.Б., Производство спиртов из нефтяного и газового сырья, Л., 1964; Сапотницкий С. А., Использование сульфитных щелоков, 2 изд., М., 1965; Технология гидролизных производств, М., 1973; Стабников В. Н., Ройтер И. М., Процюк Т. Б., Этиловый спирт, М., 1976; Новые тенденции в производстве синтетического этилового спирта, М., 1981; Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль, М., 1981.

Б. С. Боуден.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
Газовые котлы Ariston GENUS PREMIUM EVO SYSTEM 24 FF
итальянская посуда биалетти леонардо перфекта
отзывы о курсах профессиональных бухгалтеров москва
курсы компьютерные в ювао

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)