Основная доля метилового спирта используется в промышленном синтезе формальдегида методом высокотемпературного каталитического окисления метанола. Кроме того, из метанола получают трет -бутилметиловый эфир, уксусную кислоту (процесс Монсанто (англ.)русск.), N,N-диметиланилин, метиламины[112] и хлорметан.
Из этанола в промышленности производят диэтиловый эфир (методом дегидратации при 250 °С над Al2O3), хлораль, ацетальдегид и этилацетат.
Изопропиловый спирт при каталитическом жидкофазном дегидрировании на никеле Ренея при 150 °С превращают в ацетон. Основным продуктом, получаемым из бутанола, является бутилакрилат.
Применение в качестве топлива
Для топливных целей в настоящий момент используются в промышленных объёмах три спирта: метанол, этанол и бутанол-1, что связано, прежде всего, с их коммерческой доступностью и возможностью массового производства из растительного сырья (кроме метанола). При этом возможно использование спиртов в виде горючего в чистом виде, в виде различных смесей с бензином или дизельным топливом, а также в качестве оксигенирующих добавок (до 10 %) с целью повышения октанового числа и снижения токсичности отработанных газов. Отдельным направлением является использование метанола дляпереэтерификации жиров в производстве биодизеля.
Преобладающим топливным спиртом является этанол. По оценкам экспертов, на 2009 год 80—90 % всего производимого в мире этилового спирта было использовано в этих целях и составило 73,9 млрд литров (≈ 58 млн тонн).
Основными причинами, послужившими активному изучению спиртов в качестве альтернативного горючего, являются::
· рост цен на нефть и газ, а также исчерпаемость этих ресурсов в ближайшем будущем;
|
|
· спирты обладают высокими эксплуатационными характеристиками, а продукты сгорания содержат меньше вредных веществ;
· спирты могут изготавливаться биохимическим методом из отходов пищевой, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, что попутно решает проблему утилизации.
Вместе с тем, массовое использование вышеуказанных спиртов в качестве моторного топлива, помимо чисто экономических причин, имеет ряд недостатков:
· метанол и этанол обладают по сравнению с бензином меньшей энергоэффективностью и, соответственно, обеспечивают больший расход;
· низкие температуры кипения спиртов могут служить причиной образования паровых пробок, что может существенно усложнить работу двигателя;
· гигроскопичность спиртов, а также их растворимость в воде может привести к резкому снижению мощности при попадании влаги в топливную систему;
· спирты обладают существенно более высокими коррозионными характеристиками по сравнению с углеводородами;
· относительно высокая скрытая теплота сгорания метанола и этанола может служить причиной проблемы при смешении этих спиртов с воздухом и дальнейшей транспортировки через впускной коллектор двигателя.
Промышленное применение спиртов
Растворители
Среди растворителей широкое распространение имеют самые разные типы спиртов: одноатомные (метанол, пропанол-2) и многоатомные (этиленгликоль, глицерин); алифатические (этанол, бутанол-1) и циклические (циклогексанол). Спирты относятся к полярным растворителям и применяются в различных отраслях промышленности.
|
|
Самым распространённым спиртом среди растворителей является этанол — его мировой объём потребления для этих целей (по данным на 2009 год) превышает 3,5 млн тонн в год. Другими популярными растворителями являются метанол и изопропанол с объёмами потребления более 1 млн тонн в год.
Использование спиртов в качестве растворителей включает в себя следующие направления:
· Технологический растворитель: экстракция и очистка натуральных продуктов (жиры и масла, смолы, воск, природные красители и ароматизаторы, альгинаты, витамины, алкалоиды, водоросли), носитель в пищевой промышленности, очистка, кристаллизация и осаждение органических химических веществ.
· Растворитель в производстве красок и покрытий: растворение синтетических полимерных материалов (лаки, смолы, клеи и т. п.), компонент цементов, красок и чернил.
· Очиститель: производство электронных компонентов, металлических поверхностей, фотоплёнок и фотобумаг, стеклоочиститель и пр., компонент жидкого мыла и моющих средств.
· Растворитель в производстве фармацевтической продукции, парфюмерии и косметики.
· Растворитель в аэрозолях (бытовых и медицинских).