+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Реферат
К-сть сторінок:
15
Мова:
Українська
лугом. Продукти синтезу після нейтралізації пропускають через солевідокремлювач, а потім охолоджують у теплообміннику і виробляють конденсацію водно-спиртових парів. Отримують суміш водно-спиртової рідини і етилену, що не прореагував. Цей етилен відокремлюють від рідини в сепараторі. Він являє собою вертикальний циліндр, в якому встановлені перегородки, які різко змінюють швидкість і напрямок газового потоку. Етилен з сепаратора відводять у всмоктувальну лінію циркуляційного компресора і направляють на змішування зі свіжим етиленом. Водно-спиртової розчин, який випливає з сепаратора, містить 18, 5-19% об. спирту. Його концентрують у випарній колоні і у вигляді парів направляють для очищення в ректифікаційній колоні. Спирт одержують міцністю 90, 5% об. Виробництво синтетичного спирту, незалежно від способу його отримання, значно більш ефективно, ніж виробництво спирту з харчової сировини. Для отримання 1 т етилового спирту з картоплі або зерна необхідно затратити 160-200 днів, з газів нафтопереробки тільки 10 днів. Собівартість синтетичного спирту приблизно в чотири рази менше собівартості спирту з харчової сировини.
2.2 Спиртове зброджування
Основним способом одержання етанолу є перероблення харчової рослинної сировини шляхом мікробіологічного зброджування (Таблиця 3). Реакція бродіння рослинних продуктів, що містять вуглеводи, під дією ферментів дріжджів і бактерій є досить складною.
При введені спеціальних інгібіторів форми зброджування спиртового змінюються.
Виробництво біоетанолу можна здійснювати двома способами: «мокрим» та «сухим».
Унаслідок бродіння одержують розчин, що містить 15% етанолу. У більш концентрованих розчинах дріжджі гинуть. Через це отриманий етанол потребує очищення і концентрування.
Сучасна промислова технологія одержання біоетанолу з харчової сировини складається з таких стадій:
підготовка та подрібнення сировини, що містить цукор або крохмаль (зерна жита або пшениці, кукурудзи, картоплі, топінамбура та інших сільськогосподарських культур) ;
ферментація – розщеплення крохмалю до спирту під дією дріжджових ферментів. Для цієї мети застосовують препарати альфа-амілази, одержані біоінженер ним шляхом (глюкоамілазу, амілосубтилін) ;
ректифікація браги (розділення, засноване на різних температурах кипіння компонентів), здійснювана, зазвичай, у колонних апаратах з контактними елементами у вигляді тарілок.
Дослідження, проведені на кафедрі машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв, свідчать, що технологія паливного біоетанолу схожа з одержанням звичайного харчового спирту.
На відміну від виробництва харчового спирту, де застосовують переважно «сухий» метод виробництва, у технології біоетанолу використовують «мокрий» спосіб. У «мокрому» процесі спочатку виділяють глютен та крохмаль, який потім спрямовують на виробництво етанолу, у «сухому» глютен не виділяють.
Для виробництва біоетанолу, зазвичай, достатньо двох ректифікаційних колон, тоді як на заводі харчового спирту таких колон п’ять.
Середній біоетанольний завод виробляє 150 млн л етанолу на рік (42 тис. дал/добу; потужність деяких підприємств сягає 1 млрд л/рік чи 280 тис. дал/добу), харчовий завод – близько 4 млрд л.
Паливний біоетанолу, на відміну від харчового спирту, можна одержувати з целюлози та рослинних відходів сільського господарства.
Одержання паливного біоетанолу вимакає додаткового зневоднення продукту, оскільки внаслідок присутності 4% води в дистиляті відбуватиметься розшарування спирто-бензинової суміші.
2.3 Гідроліз целюлозовмісної сировини
Сировиною для виробництва гідролізного спирту можуть бути відходи переробки деревини, некондиційна деревина, а також відходи переробки сільськогосподарської сировини – кукурудзяний качан, соняшникове лушпиння, бавовникове лушпиння тощо. Тобто, ті матеріали, які містять в значній кількості поліцукри, перш за все целюлозу та полі целюлозу.
Унаслідок гідролізу деревини або іншої целюлозовмісної сировини в присутності органічних кислот отримують так звані гідролізати, склад яких коливається в широких межах залежно від первинної сировини. Основними показниками гідролізатів є вміст редукуючи речовин та массове співвідношення гексоз і пентоз.
На спирт зброджуються тільки гексози, тому найбільш придатними видами сировини для виробництва спирту є такі, під час гідролізу яких утворюється максимальна кількість гексоз. Це, передусім, деревина хвойних порід. Менш придатною є деревина листяних порід, кора, кукурудзяний качан і соняшникове лушпиння.
Така комплексна переробка повязана не тільки з необхідністю підвищення рентабельності виробництва, але й з потребою зниження вмісту органічної частини барди і зменшення тим самим потужності очисних споруд.
Для очищення загальних стічних вод гідролізний завод повинен мати потужні очисні споруди повної біологічної очистки. За відсутності виробничих кормових дріжджів потужності очисних споруд мають бути збільшені у 3-4 рази. З економічної точки зору суто гідролізно-спиртові заводи існувати не можуть. Вони повинні мати цехи кормових дріжджів. До складу гідролізного спиртово-дріжджового заводу входить цех виробництва фурфуролу, який утворюється з пентозанів на стадії гідролізу сировини.
Конденсати, які містять до 0, 2-0, 4%, не можуть бути скинуті на очисні споруди й тому повинні звільнюватися від нього.
Метод комплексної переробки рослинної сировини, який було розглянуто вище, ґрунтується на практично повному гідролізі поліцукрів. Лігнін при цьому залишається у вигляді нерозчинного осаду. На відміну від наведеного методу, переробка рослинної сировини ялинових порід деревини на сульфітну целюлозу, етиловий спирт, кормові дріжджі передбачає гідроліз тільки поліцукридів геміцелюлоз. Лігнін при цьому переходить у розчинний стан. Целюлоза набула широкого використання у виробництві паперу, віскозного шовку, кіноплівки тощо. Як реагент для вилучення целюлози використовують сульфітну варочну кислоту при температурі 130-140°С. Ця кислота – водний розчин сірчистого газу, до якого введено СаО. Після закінчення варки розчин, до якого перейшли розчинені речовини, відокремлюють від