Spirtu iegūšana: metodes un izejvielas

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Spirtus lieto tik daudzās nozarēs un darbības jomās. Tie ražo dažādus sintētiskos polimērus, plastifikatorus, gumijas, mazgāšanas līdzekļus un daudzus citus izstrādājumu veidus. Spirtu ražošana tiek veikta, izmantojot bioķīmiskas un ķīmiskas metodes. Daudzi no tiem ir naftas ķīmijas sintēzes masveida produkti. Ķīmiskā sintēze no ogļūdeņražiem ir salīdzinoši lēts ražošanas process. Arī viena no svarīgākajām metodēm ir spirtu iegūšana, hidratējot olefīnus. Tādā veidā tiek iegūti izopropil-, terc- un sec-butil- un etilspirti. Metilspirta (metanola) ražošanas pamatā ir koksnes sausā destilācija.

Galvenie procesi, ar kuriem iegūst spirtus:

• Halogēna atvasinājumu sārmaina hidrolīze: glicerīna, benzilspirta un citu ražošana.
• Epoksīdu un alkēnu hidratācija: etilēnglikols, etanols utt.
• Hidroformilēšana: heksanols, metanols utt.
• Oksidācijas metodes: augstāku taukskābju spirtu ražošana.
• Atgūšanas metodes: augstāki taukspirti, ksilīts utt.
• Bioķīmiskās metodes: glicerīna un etanola ražošana.

Etilspirts (etanols) ir viens no visvairāk masveidā ražotajiem produktiem. Pamatojoties uz to, tika izstrādāta sintētiskā kaučuka ražošanas metode. Etanolu iegūst no koksnes hidrolīzes produktiem, etilēna, sulfītu šķidrumiem un ar fermentatīvu metodi no pārtikas izejvielām.

Spirtu (etanola un metanola) ražošana no pārtikas izejvielām un koksnes ir dārgs un laikietilpīgs process. Etilspirts ir daudz izdevīgāks un vieglāk ražojams no lētām ogļūdeņražu izejvielām, piemēram, izmantojot etilēna hidratāciju. Lai fermentatīvā ceļā iegūtu vienu tonnu etanola, nepieciešams pārstrādāt četras tonnas graudu vai astoņas tonnas zāģu skaidas. Salīdzinājumam: vienu tonnu etanola iegūst no 2,5 tonnām naftas destilātu vai etilēna gāzes. Darbastundu izmaksas etilspirta ražošanai no dažādām izejvielām: no graudiem - 160, no kartupeļiem - 280, no etilēna - 10. Spirtu iegūšana no naftas ķīmijas izejvielām ir mazāk dārga un darbietilpīga.

Arī ļoti svarīgs ķīmiskais produkts ir metanols. Mūsdienīga metilspirta ražošana tiek veikta ar organisko sintēzi, kuras pamatā ir oglekļa monoksīds (II) vai sintēzes gāze rūpnieciskā mērogā. Tehnoloģiskās shēmas ir dažādas. Parasti tos var iedalīt šādās trīs grupās.

- Sintēze uz cinka-hroma katalizatoriem augstā spiedienā. Šis process ir novecojis unaizstāts ar dažādām zema spiediena sintēzes metodēm.

- Sintēze uz vara-cinka-alumīnija katalizatoriem zemā spiedienā. Zema spiediena sintēzes metožu izmantošana var ievērojami samazināt ražošanas enerģijas izmaksas. Izmantojot šo ražošanas metodi, ir nepieciešama augsta izejvielu attīrīšanas pakāpe no piemaisījumiem, kas nelabvēlīgi ietekmē katalizatoru.

- Metanola sintēze trīsfāzu sistēmā, ko veic inerta šķidruma un smalka katalizatora suspensijā. Šī ir metode, kas ļauj palielināt produkta ražu, vienlaikus samazinot enerģijas izmaksas. Tiek pilnveidotas spirtu iegūšanas metodes. Trīsfāzu sistēma ir uzlabota ražošanas tehnoloģija.