Производство этилового спирта и этилацетата, а также изобутилацетата, амилацетата, пропилацетата. Канадская компания Enerkem разработала революционный способ переработки мусора в этанол и метанол.
Этан этанол
2. Получить этиловый спирт из этана легкой реакцией дозволено в процессе каталитического окисления при нагревании до 2000 градусов в присутствии. Колба с уксусным альдегидом Итак, этан этилен этиловый спирт уксусный альдегид имеет вид. Этано́л (эти́ловый спи́рт, эти́лгидрат, мети́лкарбино́л, ви́нный спи́рт или алкого́ль, в просторечии — «спи́рт», химическая формула — C2H6O, или C2H5OH, или CH3CH2OH).
Наука + Спирт
Вопрос по химии: Приведите два способа получения этанола из этана. В 2017 году группа исследователей помогла спроектировать первую в мире линию по производству этанола из угля мощностью 100 000 тонн в год, которую построили в северо-западной провинции Шэньси. Существуют несколько способов получения этанола из этана, но одним из наиболее распространенных является процесс гидратации, при котором водород из воды добавляется к молекуле этана, образуя молекулу этанола. Наряду с этиловым спиртом на гидролизных заводах получают ценные побочные продукты – фурфурол, метиловый спирт, уксусную кислоту, скипидар, белковые дрожжи, лигнин и другие. §10. Химические свойства и получение спиртов.
СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЭТАНА ДО ЭТИЛЕНА
Для вывода из. При этом «концентрированный» конденсат вводят в колонну на несколько тарелок выше по отношению к «слабому». Ниже приведена схема ректификации только «концентрированного» конденсата, так как работа и устройство колонн и соответствующего оборудования одинаковы. Ректификационная колонна состоит как бы из двух колонн, поставленных одна на другую. Нижняя часть колонны называется исчерпывающей, а верхняя — укрепляющей. Границей между ними служит тарелка питания 17-я при переработке «концентрированного» конденсата, 24-я в случае «слабого» , на которую непрерывно подается сырье. Исчерпывающая часть колонны служит для извлечения остатков легкокипящего компонента спирта из вы-сококипящего воды. Эта часть соединена с трубчатым кипятильником 14 обогреваемым водяным паром. В кипятильнике происходит частичное испарение циркулирующего через неге кубового продукта фузельной воды. Часть фузельной воды после холодильника 13 сбрасывают в канализацию, а остальное поступает в емкость 12 для орошения скруббера в отделении гидратации.
Фузельная вода из куба колонны, перерабатывающей «слабый» водно-спиртовый конденсат, после холодильника сбрасывается в канализацию. Конденсат из дефлегматора 2 поступает в емкость 16, откуда насосом 15 частично подается в виде флегмы в верхнюю часть колонны 1; остальной конденсат спирт-ректификат направляется на очистку от ацетиленовых соединений. Несконденсировавшиеся в дефлегматоре 2 пары спирта поступают в конденсатор 3, где конденсируются; конденсат также направляется в емкость 16. Полученный в колонне 1 спирт-ректификат подогревается очищенным спиртом в теплообменнике 4 и через паровой подогреватель 5 поступает в колонну 6, где от спирта отгоняется ацетилен. Вместе с ацетиленом уходит также некоторое количество эфира, альдегида и спирта. Из куба колонны 6 отбирается готовый спирт-ректификат. Он проходит теплообменник 4, водяной холодильник 19 и поступает в емкость 18, откуда насосом 17 откачивается на склад. Отходящий с верха колонны 6 поток проходит водяной холодильник 7 и поступает в колонну 8 для извлечения остатков спирта. С верха этой колонны пары, содержащие ацетилен, направляются в дефлегматор 9, флегма из которого стекает в сборник 23, а оттуда насосом 22 подается на орошение колонны 8.
Несконденси-ровавшиеся пары из дефлегматора 9 идут в рассольный конденсатор 10, оттуда конденсат стекает в сборник 18. При наличии ацетилена в спирте отбор ведут в емкость 16, а несконденсировавшиеся газы направляют в линию отдувки низкого давления. Выводимый из куба колонны 8 спирт поступает в емкость 16. Шариковый силикагелевый носитель поступает от поставщика в бумажных крафт-мешках. Взвешенный носитель загружают электроподъемником в аппарат 4 на пропаривание. Пропаривание предназначено для увеличения диаметра пор носителя с целью предупреждения его растрескивания при пропитке кислотой. При этом давлении носитель пропаривают в течение 1—2 суток; конденсат и пар в небольшом количестве дренируют. После пропаривания прекращают подачу острого пара и доводят давление в аппарате 4 до атмосферного. Пропаренный носитель выгружается давлением воздуха в.
Бункер с носителем с помощью электротельфера и грузового лифта поднимают на загрузку через сито 5 в печь 6 для прокаливания. Отсеянную мелочь собирают в мешки и вывозят. Топочные газы образуются в топке 7 в результате сгорания метано-водородной фракции в токе воздуха, подаваемого вентилятором 8. Прокаленный носитель периодически выгружают, затем его взвешивают, отсеивают на полигональном сите 9 от мелочи и крошки и загружают в ванну 10, заполненную фосфорной кислотой. Отсев пыль и мелочь ссыпают в мешки и вывозят. Раствор фосфорной кислоты готовят в смесителе 17 путем разбавления водой смеси отработанной и свежей кислот. Отработанную фосфорную кислоту заливают всмеситель из отстойника 14, а свежую закачивают центробежным насосом 18 из емкости 19. Свежая ортофосфорная кислота прибывает в цех в железнодорожных цистернах. Ее сливают из цистерны по гибкому шлангу в приемную емкость 20 с помощью вакуума, создаваемого вакуум-насосом 22.
Из емкости 20, кислота откачивается насосом 18 в емкость 19. Массу в аппарате 17 перемешивают насосом 18. Готовый раствор откачивают из смесителя 17 насосом 18 на пропиточный узел в сборник 15. Оттуда фосфорную кислоту заливают в пропиточную ванну 10. Пропитку носителя ведут в течение 2 ч. По окончании пропитки сливают кислоту из ванны в отстойник 14 для отделения от взвеси. Пропитанный носитель выгружают из ванны через нижний люк в сушилку 11. Горячий воздух движется по сушилке противотоком к катализатору и выходит в, атмосферу. Воздух в сушилку 11 подают вентилятором 13.
Готовый катализатор поступает на сито 24 для отсева мелочи и далее в приемные бункеры 12. Партию из 8—9 бункеров с катализатором и одного бункера с прокаленным носителем транспортируют автопогрузчиком в отделение гидратации этилена. Эти операции проводят с применением соответствующей аппаратуры. Для нормального проведения технологического процесса и обеспечения безопасных условий труда обслуживающего персонала аппаратура и оборудование должны быть прочными и долговечными. Реактор состоит из цилиндрического кованого корпуса внутренним диаметром 1260 мм и двух приваренных к нему сферических днищ. Общая высота аппарата 10600 мм. Корпус, днища и люки изготовлены из стали. Реактор теплоизолирован. В реактор загружают фосфорнокислотный катализатор, который создает кислую коррозионную среду.
Для защиты от коррозии аппарат футерован медными листами, полностью прикрывающими его внутреннюю поверхность. Медную футеровку навешивают на внутренние стенки реактора кольцевыми поясами с помощью сварки. Пространство между поясами тщательно герметизируют. Медную футеровку укрепляют с таким расчетов чтобы она не сползала при выгрузке отработанного катализатора. Под влиянием рабочей среды футеровка становится хрупкой, и ее герметичность в таком состоянии может легко нарушаться.
При хлорировании метана образуется хлорметан: При взаимодействии хлорметана с натрием образуется этан реакция Вюрца : Из этана в две стадии можно получить этанол. При хлорировании этана образуется хлорэтан: При действии на хлорэтан водного раствора щелочи происходит замещение атома хлора на гидроксильную группу и образуется этанол. Этан из этанола можно получить также в две стадии. При нагревании этанола с серной кислотой происходит дегидратация и образуется этилен: б При нагревании этанола с серной кислотой происходит дегидратация и образуется этилен: При гидрировании этилена над катализатором образуется этан: При хлорировании этана образуется хлорэтан: Из хлорэтана в две стадии можно получить уксусный альдегид. При действии на хлорэтан водного раствора щелочи образуется этанол.
При нагревании этанол окисляется оксидом меди в уксусный альдегид: в Бутадиен можно получить непосредственно из этилового спирта при нагревании в присутствии катализатора, при этом происходит одновременное дегидрирование отщепление водорода и дегидратация отщепление воды : г При сильном нагревании карбоната кальция с углеродом образуется карбид кальция: При действии на карбид кальция водой получается ацетилен: Этиловый спирт из ацетилена можно получить в две стадии. При гидрировании ацетилена в присутствии катализатора образуется этилен. Для того чтобы понять, как получить из этана хлорэтан, для начала проанализируем особенности этана. Краткая характеристика этана Данный углеводород имеет формулу С2Н6. Углероды в его молекуле находятся в sp3 гибридном состоянии. Это отражается на физических и химических свойствах данного вещества. При обычных условиях этан является газообразным веществом малорастворимым в воде. Как и все остальные представители класса алканов, этан имеет насыщенные простые связи. Это отражается на химических свойствах данного углеводорода. Он не способен вступать в реакции присоединения, для него допустимо только радикальное замещение.
Особенность протекания Выясним, как получить из этана хлорэтан. Для этого необходимо провести реакцию между этаном и хлором при наличии кванта света повышенной температуре. Благодаря гомолитическому разрыву связи образуются радикалы хлора. Для образования необходима определенная затрата энергии. Ее можно приобретать разными способами. В качестве одного из вариантов образования радикалов можно рассмотреть термический пиролиз. Чтобы из этана получить хлорэтан, уравнение записывается при температуре около 500 0 С. Той энергии, которая при этом будет выделяться, достаточно для разрыва связей. Вторым способом формирования активных радикалов является использование ультрафиолетового излучения. Механизм реакции радикального замещения Рассмотрим, как из этана получить хлорэтан.
В газовой фазе при реакции этана с хлором сначала происходят диссоциация хлора под действием УФ. Данную стадию называют инициированием, именно она характеризуется возникновением активных частиц-радикалов хлора. Образующиеся частицы атакуют молекулу этана, образуя хлороводород, а также радикал этил С2Н5.
При этом образуется этилен:. При использовании катализаторов, содержащих наряду с оксидом алюминия высокодисперсное серебро и другие компоненты, процесс дегидратации может быть совмещён с контролируемым окислением этилена элементным кислородом, в результате чего с удовлетворительным выходом удаётся реализовать одностадийный процесс получения окиси этилена:. В присутствии катализатора, содержащего оксиды алюминия, кремния, цинка и магния, претерпевает серию сложных превращений с образованием в качестве основного продукта бутадиена реакция Лебедева :. В 1932 году на основе этой реакции в СССР было организовано первое в мире крупнотоннажное производство синтетического каучука. В слабощелочной среде образует иодоформ:. Эта реакция имеет некоторое значение для качественного и количественного определения этанола в отсутствии других веществ, дающих подобную реакцию. Применение Топливо Первым использовал этанол в качестве моторного топлива Генри Форд, который в 1880 году создал первый автомобиль, работающий на этаноле.
Возможность использования спиртов в качестве моторного топлива была показана также в 1902 году, когда на конкурсе в Париже были выставлены более 70 карбюраторных двигателей, работающих на этаноле и смесях этанола с бензином. Этанол может использоваться как топливо, в т. Ограниченно в силу своей гигроскопичности используется в смеси с классическими нефтяными жидкими топливами.
Данный способ так же связан с применением растительного масла. Один из методов производства при этом — сернокислотная гидротация этилена. Применяют также прямую гидротацию этилена при помощи воды и фосфорной кислоты. Видео по теме Обратите внимание! Приготовление чистого этилового спирта в домашних условиях фактически нереально, он неизменно будет содержать примеси ядовитого метилового спирта.
Хлорэтан другие наименования — хлористый этил, этилхлорид представляет собою бесцветный газ, имеет химическую формулу C2Н5Cl. Смешивается с этиловым спиртом и диэтиловым эфиром, примерно не смешивается с водой. Каким образом дозволено получить это вещество? Существует два основных индустриальных способа синтеза хлорэтана :1 Путем гидрохлорирования этилена этена. В текущее время больше многообещающим и экономически обоснованным признан 2-й метод. Как и любая стандартная реакция галогенирования алканов, она протекает по т. Для того, дабы инициировать ее предисловие, смесь: алкан в данном случае , этан — галоген в данном случае, хлор нужно подвергнуть насыщенному ультрафиолетовому облучению. Под действием света молекула хлора распадается на радикалы.
Эти радикалы здесь же вступают во взаимодействие с молекулами этана, забирая у них атом водорода, в итоге этого образуются этильные радикалы С2Н5, которые, в свою очередь, разрушают молекулы хлора, образуя новые радикалы. То есть происходит так сказать «цепная реакция». Возрастание температуры увеличивает скорость хлорирования этана. Впрочем от того что также вырастает «выход» других хлорсодержащих производных этана, что неугодно, эту реакцию проводят при низких температурах, для максимально потенциального приобретения целевого продукта. Полезный совет Еще относительно незадолго именно из этого вещества производился тетраэтилсвинец Pb C2H5 4 — известный ТЭЦ, присадка к моторному топливу, повышающая его октановое число и снижающая вероятность детонации. Ввиду исключительной вредности этой присадки, из-за ядовитости свинца и всех его соединений, использование этилированных бензинов теперь круто ограничено, а в ряде стран, совсем запрещено. Разрешена лишь добавка ТЭЦ в авиационное горючее. Хлорэтан используется также при производстве ацетилцеллюлозы, в кремнийорганическом синтезе, в качестве растворителя ряда смол, жиров и т.
Он находит использование и в медицине, как быстродействующий анестетик при здешнем наркозе, «замораживатель». Этанол — бесцветное органическое вещество, владеющее крутым специфическим запахом. Его применяют промышленности, в лабораториях — как наилучший органический растворитель, в медицине — как красивый антисептик. Этиловый спирт также используют для производства алкогольной продукции. Получают его разными методами. На первом месте стоит приобретение этанола в процессе брожения. Глюкозу либо виноградный сахар сбраживают, в итоге образуется спирт и углекислый газ. Выделение пузырьков газа свидетельствует о незавершенности процесса.
Только тогда, когда углекислый газ перестает выдаваться, дозволено говорить о том, что процесс закончен, огромнее спирт образовываться не будет. Схематично приобретение спирт а из глюкозы дозволено представить в виде реакции:C? Не менее общеизвестный метод — ферментация. Для осуществления этого способа применяют картофель. Его заваривают, охлаждают и добавляют солод; в нем содержится смесь ферментов, под воздействием которых при добавлении дрожжей, образуется спирт. Существует ряд других химических методов, при которых из больше примитивных веществ, таких как этан и этилен, посредством метаморфоз дозволено получить этанол.
Как получить из этана этиловый спирт
Шаг 2: Проведение реакции гидратации Реакцию гидратации можно провести при нормальных условиях температуры и давления, однако для увеличения скорости реакции можно применить катализатор. Например, в качестве катализатора можно использовать концентрированный фосфорную кислоту. C2H5OH Шаг 3: Очистка полученного этанола Полученный этанол может содержать примеси, такие как вода, этан, метанол и другие. Чтобы очистить этанол, необходимо использовать различные методы, например, дистилляцию.
Растворитель для пищевых ароматизаторов. Может быть использован как консервант для хлебобулочных изделий, а также в кондитерской промышленности [19].
Ученые Стэнфордского университета надеются создать опытную установку через 2-3 года, чтобы оценить экономическую эффективность новой методики. На сегодняшний день США являются крупнейшим мировым производителем этанола, опережая по этому показателю Бразилию.
Из готового перегнанного спирта приготовляют лишь часть спиртных напитков водку крепостью 40—50 градусов, коньяк и др. Другие спиртные напитки виноградные и плодово-ягодные вина, пиво, квас, кумыс, сидр и пр. Чтобы сделать негодным для питья непищевой спирт , к нему прибавляют различные «денатурирующие» вещества. В связи со значительным ростом потребления этилового спирта в промышленности, в частности для производства синтетического каучука , техническое значение этилового спирта чрезвычайно возросло. Поэтому было разработано несколько промышленных методов его получения из непищевого сырья. Основным промышленным методом синтеза этанола является гидратация этилена , выделяемого из газов крекинга нефти или продуктов пиролиза низших парафиновых углеводородов этана , пропана , бутана , а также легких нефтяных фракций. Большое распространение получил метод гидратации этилена водой под давлением в присутствии катализатора , чаще всего фосфорнокислого так называемый метод прямой гидратации. Некоторое количество технического этилового спирта готовят сбраживанием смеси углеводов главным образом, глюкозы , получаемой при гидролизе кислотами целлюлозы , содержащейся в древесных опилках и тому подобных отходах лесной промышленности. Этот так называемый «гидролизный» спирт содержит небольшие количества практически трудно отделимого метилового спирта , который образуется при расщеплении лигнина , содержащегося в древесине. В несколько меньших количествах спирт получают гидролизом неполностью разложившейся целлюлозы , содержащейся в сульфитных щелоках целлюлозно-бумажного производства.
Напишите уравнения реакций получения этанола из этана, запишите условия их осуществления.
Производство этилового спирта происходит двумя способами, в зависимости от сырья, используемого для этой цели. — Этанол стал для нас сюрпризом — крайне сложно перейти от СО2 прямо к этанолу с помощью одного катализатора». Уравнение реакции получения этана из этилового спирта.
Этан этанол
получено из этанола. Получить этиловый спирт из этана простой реакцией можно в процессе каталитического окисления при нагревании до 2000 градусов в присутствии катализатора. «В случае необходимости использования этилового спирта, в том числе фармацевтической субстанции спирта этилового (этанола), при производстве лекарственных препаратов в качестве действующего и (или).
Открыт процесс прямого получения этанола из СО2
Переход из одного состояния в другое осуществляется с участием внешних факторов, для каждой реакции подбирается свой катализатор. Поэтому давайте рассмотрим каждую составляющую в отдельности и саму формулу превращения. Этан и этилен Этан — соединение, с которого начинается данная цепочка, имеет формулу C2H6, и является вторым членом ряда алканов. Встречается в природе, как составная часть природного газа или нефти. Представляет собой газ, без цвета, вкуса и запаха, но при этом способен вызвать слабый наркотический эффект и галлюцинации. Существует теория, что на поверхности спутника Сатурна есть озера с этановой смесью в жидком состоянии. Используют его лишь для получения этилена, второй части знаменитой формулы. Этилен — соединение, имеющее формулу С2H4. Также входит в ряд алкенов, изолог этана. Бесцветный газ, но горючий и имеющий небольшой запах.
Применение этилена достаточно широкое, помимо этилового спирта, может быть использован в производстве полиэтилена, стирола, кислоты уксусной.
Схема сернокислотной гидратации дана на стр. Некоторое количество этилового спирта получается из древесины на гидролизных заводах и из сульфитных щелоков, являющихся отходом целлюлозно-бумажного производства. Процесс проводится в газовой фазе при Р20 и 30 атм.
Это второй способ. У обоих методов есть свои плюсы и минусы. Процесс ферментации - длительный процесс, и его нельзя ускорить путем повышения температуры, так как он убьет живые бактериальные клетки. Однако, в отличие от процесса ферментации, производственный процесс управляем и может использоваться в непрерывном производстве. Конечный продукт, полученный в процессе ферментации, не является чистым, поскольку он содержит воду вместе с растительными остатками и дрожжами, помимо этанола. Но в промышленном масштабе конечный продукт чище, чем продукт процесса ферментации.
В процессе ферментации этанола используются природные и возобновляемые источники. При производстве в промышленных масштабах этан получают из сырой нефти, которая является ископаемым топливом и является невозобновляемым ресурсом. Следовательно, более экологически безопасным методом производства этанола является процесс ферментации. Рисунок 1: Этанол Что такое этановая кислота Этановая кислота - это карбоновая кислота, которая принадлежит к гомологическому ряду органических кислот.
Этот процесс основан на том, что один из простейших сахаров состава C6H12O6 — виноградный сахар , или глюкоза , получаемый в технике из крахмала , в присутствии особого рода микроорганизмов , называемых дрожжевым грибком Saccharomyces cerevisiae , распадается на спирт и углекислоту по уравнению Спиртовому брожению может подвергаться не только виноградный сахар , но и другие сахаристые вещества состава C6H12O6 гексозы. Виноградный сахар и другие гексозы , например плодовый сахар фруктоза , часто находятся в природе уже в готовом виде в соке плодов различных растений виноградный сахар в соке винограда , а также могут получаться из других природных веществ например, из свекловичного или тростникового сахара в процессе брожения. Так как зародыши дрожжевых грибков всегда находятся в воздухе в пыли , то процесс брожения сладких жидкостей есть самое обычное явление, нередко наблюдаемое в повседневном быту. Поэтому приготовление алкогольных напитков известно с самой глубокой древности. В природе спиртовое брожение происходит так часто, что спирт , хотя и в ничтожных количествах, является постоянной составной частью почвенных вод , а пары его всегда в небольшом количестве содержатся в воздухе. Из растительного сырья, содержащего крахмал например, из картофеля, хлебных злаков, риса и пр. При этом получается густая масса, содержащая крахмал в виде «клейстера». По охлаждении массы к ней прибавляют солод, представляющий собой измельченные проросшие зерна ячменя. В солоде имеется азотсодержащее вещество — диастаз, относящееся к классу сложных органических катализаторов , образующихся в живых организмах и называемых энзимами или ферментами. Диастаз способен вызывать превращение крахмала в мальтозу , т.