Главная » Статьи » Этиловый спирт

Этиловый спирт

Этано́л (эти́ловый спирт, метилкарбинол, винный спирт, гидроксид пентагидродикарбония, часто в просторечии просто «спирт» или алкого́ль) — C2H5OH или CH3-CH2-OH, второй представитель гомологического ряда одноатомных спиртов. Согласно ГОСТ 5964–93, этиловый спирт — легковоспламеняющаяся, бесцветная жидкость с характерным запахом. Действующий компонент алкогольных напитков.

Содержание

Получение

Существует 2 основных способа получения этанола — микробиологический (спиртовое брожение) и синтетический (гидратация этилена):

Брожение

Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы (виноград, плоды и т. п.) под действием ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, источником получения топливного спирта является вырабатываемый из тростника сахар-сырец и проч. Реакция эта довольно сложна, её схему можно выразить уравнением:

В результате брожения получается раствор, содержащий не более 15 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.

Промышленное производство спирта из биологического сырья

Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:

  • Подготовка и измельчение крахмалистого сырья — зерна (прежде всего — ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и т.п.
  • Ферментация. На этой стадии происходит ферментативное расщепление крахмала до сбраживаемых сахаров. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путем — глюкамилаза, амилосубтилин.
  • Брожение. Благодаря сбраживанию дрожжами сахаров происходит накопление в бражке спирта.
  • Брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах (например, «Комсомолец»).

Отходами бродильного производства являются углекислый газ, барда, эфиро-альдегидная фракция, сивушный спирт и сивушные масла.

Спирт, поступающий из брагоректификационной установки (БРУ) не является безводным, содержание этанола в нем до 96,6 %. В зависимости от содержания в нем посторонних примесей, его разделяют на следующие категории:

Производительность современного спиртового завода около 30000—100000 литров безводного спирта в сутки.

Гидролизное производство

В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. В странах Западной Европы и Америки эта технология не получила распространения, но в СССР (ныне в России) существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола.

Гидратация этилена

  • В промышленности, наряду с первым способом, используют гидратацию этилена. Гидратацию можно вести по двум схемам:
    • прямая гидратация при температуре 300 °C, давлении 7 МПа, в качестве катализатора применяют ортофосфорную кислоту, нанесённую на силикагель, активированный уголь или асбест:

    Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира.

    Очистка этанола

    Этанол, полученный путём гидратации этилена или брожением, представляет собой водно-спиртовую смесь, содержащую примеси. Для его промышленного, пищевого и фармакопейного применения необходима очистка. Фракционная перегонка позволяет получить этанол с концентрацией около 95.6 % мас.; эта неразделимая перегонкой азеотропная смесь содержит 4.4 % воды (мас.) и имеет температуру кипения 78.15 °C.

    Перегонка освобождает этанол как от легколетучих, так и от тяжёлых фракций органических веществ (кубовый остаток).

    Абсолютный спирт

    Абсолютный спирт — этиловый спирт, практически не содержащий воды. Кипение — при температуре 78,39 °C в то время как спирт-ректификат, содержащий не менее 4,43 % воды, кипит при температуре 78,15 °C. Получают перегонкой водного спирта, содержащего бензол, и другими способами. [1]

    Свойства

    Внешний вид: в обычных условиях представляет собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом. Следует избегать популярной ошибки: часто смешивают свойства 95.57 % спирта и абсолютизированного. Их свойства почти одинаковы, но величины начинают различаться начиная с 3 — 4-ой значащей цифры.

    (температурный коэффициент показателя преломления 4,0·10 −4 , справедлив в интервале температур 10—30 °C)

    Смесь 96 % спирта и 4 % воды (95.57 % этанола + 4.43 % воды) является азеотропной — т. е. не разделяется при перегонке.

    Химические свойства

    Взаимодействует со щелочными металлами с образованием этилатов (или в общем случае — алкоголятов) и водорода.

    Применение

    Топливо

    Этанол может использоваться как топливо, в т. ч. для ракетных двигателей, двигателей внутреннего сгорания в чистом виде. Ограничено в силу своей гигроскопичности (отслаивается) используется в смеси с классическими нефтяными жидкими топливами. Применяется для выработки высококачественного топлива и компонента бензинов — Этил-трет-бутилового эфира, более независимого от ископаемой органики, чем МТБЭ.

    Химическая промышленность

    • Служит сырьём для получения многих химических веществ, таких, как ацетальдегид, диэтиловый эфир, тетраэтилсвинец, уксусная кислота, хлороформ, этилацетат, этилен и др.;
    • Широко применяется как растворитель (в лакокрасочной промышленности, в производстве товаров бытовой химии и многих других областях);
    • Является компонентом антифриза и стеклоомывателей.
    • В бытовой химии этанол применяется в чистящих и моющих средствах, в особенности для ухода за стеклом и сантехникой. Является растворителем для репеллентов.

    Медицина

    • как обеззараживающее и подсушивающее средство, наружно;
    • дубящие свойства 96%-го этилового спирта используются для обработки операционного поля или в некоторых методиках обработки рук хирурга;
    • растворитель для лекарственных средств, для приготовления настоек, экстрактов из растительного сырья и др.; настоек и экстрактов (минимальная концентрация 18 %);
    • пеногаситель при подаче кислорода, искусственной вентиляции легких;
    • в согревающих компрессах;
    • для физического охлаждения при лихорадке (для растирания) [2] ;
    • антидот при отравлении этиленгликолем и метиловым спиртом;

    Парфюмерия и косметика

    Является универсальным растворителем различных веществ и основным компонентом духов, одеколонов, аэрозолей и т. п. Входит в состав разнообразных средств, включая даже такие как зубные пасты, шампуни, средства для душа, и т. д.

    Пищевая промышленность

    Наряду с водой, является необходимым компонентом спиртных напитков (водка, виски, джин и др.). Также в небольших количествах содержится в ряде напитков, получаемых брожением, но не причисляемых к алкогольным (кефир, квас, кумыс, безалкогольное пиво и др.). Содержание этанола в свежем кефире ничтожно (0,12 %), но в долго стоявшем, особенно в тёплом месте, может достичь 1 %. В кумысе содержится 1−3 % этанола (в крепком до 4,5 %), в квасе — от 0,6 до 2,2 %.

    Растворитель для пищевых ароматизаторов. Применяется как консервант для хлебобулочных изделий, а также в кондитерской промышленности.

    Мировое производство этанола

    Производство этанола по странам, млн литров. Данные ethanolrfa.org.

    Страна 2004 2005 2006 2007 2008
    США 13 362 16 117 19 946 24564,71 34776 [3]
    Бразилия 15 078 15 978 16 977 18972,58 24464,9
    Евросоюз 2155,73 2773
    Китай 3 643 3 795 3 845 1837,08 1897,18
    Индия 1 746 1 697 1 897 199,58 249,48
    Франция 827 907 948
    Германия 268 430 764
    Россия 748 748 649
    ЮАР 415 389 387
    Великобритания 400 351 279
    Испания 298 298 463
    Таиланд 279 298 352 299,37 339,4
    Колумбия 279 283,12 299,37
    Весь мир: 40 710 45 927 50 989 49524,42 [4] 65527,05

    Применение этанола в качестве автомобильного топлива

    В разных странах действуют следующие государственные программы применения этанола на транспорте:

    Страна Требования
    Бразилия 24%-я смесь этанол/бензин, 2%-е содержание этанола в дизельном топливе
    США производит ежегодно 28 млрд литров этанола к 2012 году, 85%-я смесь этанол/бензин (E85)
    Венесуэла 10%-я смесь с бензином
    Евросоюз 2 % в 2005, 5,75 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель)
    Китай производить ежегодно 3 млн тонн к 2010 году
    Аргентина 5%-я смесь к 2010 году
    Таиланд В Бангкоке 10%-я смесь, 5%-я смесь по всей стране с 2007 года
    Колумбия 10%-я смесь в больших городах к сентябрю 2005 года
    Манитоба, Канада 10%-я смесь до конца 2005 года
    Канада 5%-я смесь с сентября 2010 года [5]
    Япония разрешено 3%-е содержание этанола в бензине
    Индия 20 % биотоплив к 2017 году (этанол + биодизель) [6]
    Австралия разрешено 10%-е содержание этанола в бензине
    Новая Зеландия 5 % биотоплив к 2008 году (этанол + биодизель)
    Индонезия 10 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель)
    Филиппины 5%-я смесь с бензином к 2008 году, 10 % смесь к 2010 году
    Ирландия 5,75 % биотоплив к 2009 году (этанол + биодизель). 10 % биотоплив к 2020 году
    Дания 10 % биотоплив к 2020 году
    Чили разрешено 2 % содержание в автомобильном топливе

    В США «Энергетический Билль», подписанный Президентом Бушем в августе 2005 года предусматривает производство к 2012 году ежегодно 30 миллиардов литров этанола из зерна и 3,8 миллиард литров из целлюлозы (стебли кукурузы, рисовая солома, отходы лесной промышленности).

    Строительство завода по производству этанола мощностью 40 млн галлонов даёт экономике (на примере США):

    • 142 млн долл. инвестиций во время строительства;
    • 41 рабочее место на заводе, плюс 694 рабочих места во всей экономике;
    • Увеличивает местные цены на зерновые на 5—10 центов за бушель;
    • Увеличивает доходы местных домохозяйств на 19,6 млн долл. ежегодно;
    • Приносит в среднем 1,2 млн долл. налогов;
    • Доходность инвестиций 13,3 % годовых;

    В 2006 г. этаноловая индустрия дала экономике США:

    • 160231 новых рабочих мест во всех секторах, включая 20000 рабочих мест в строительстве;
    • Увеличила доходы домохозяйств на $6,7 миллиарда;
    • Принесла $2,7 млрд федеральных налогов и $2,3 млрд местных налогов;

    В 2006 году в США было переработано в этанол 2,15 миллиарда бушелей кукурузы, что составляет 20,5 % годового производства кукурузы. Этанол стал третьим по величине потребителем кукурузы после животноводства и экспорта. На этанол перерабатывается 15 % урожая сорго США.

    В 2006 году этаноловая промышленность произвела 12 млн тонн кормов. 75—80 % зерна было скормлено КРС, 18—20 % свиньям и 3—5 % птицам.

    Производство барды этаноловой промышленностью США, метрических тонн в сухом весе.

    1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2020 прогноз
    2,3 млн. 2,7 млн. 3,1 млн 3,6 млн. 5,8 млн. 7,3 млн. 9,0 млн. 12 млн. 20 млн.

    В 2005 году 30 % бензина в США продавалось в смеси с этанолом. В 2006 г. этанол производили 110 заводов в 19 штатах. Производство достигло рекордного уровня в 18,52 млрд литров, что на 25 % больше, чем в 2005 году. С 2000 г. производство этанола выросло более чем на 300 %.

    За 2006 год было построено 15 новых заводов. Суммарная мощность новых заводов 3 990 млрд литров. В январе 2007 г. различных стадиях строительства находятся 73 завода, 8 заводов расширяют свои мощности. К 2009 году производство этанола в США вырастет более чем на 23 млрд литров — до 44 млрд.

    В 2005 году этанол составил около 20 % в топливном балансе Бразилии.

    Этанол хорошо смешивается с водой, в отличие от бензина. Проблема расслаивания смеси бензина и этанола на данный момент не решена.

    Автомобильный парк, работающий на этаноле

    Смесь этанола с бензином обозначается буквой Е. Цифрой у буквы Е обозначается процентное содержание этанола. Е85 — означает смесь из 85 % этанола и 15 % бензина.

    Смеси до 20 % содержания этанола могут применяться на любом автомобиле. Однако некоторые производители автомобилей ограничивают гарантию при использовании смеси с содержанием более 10 % этанола. Смеси, содержащие более 20 % этанола, во многих случаях требуют внесения изменения в систему зажигания автомобиля.

    Автопроизводители выпускают автомобили, способные работать и на бензине и на Е85. Такие автомобили называются «Бразилии такие автомобили называют «гибридными». В русском языке названия нет. Большинство современных автомобилей либо изначально поддерживают использование такого топлива, либо опционально, по соответствующему запросу.

    В 2005 году в США более 5 млн автомобилей имели 2006 г. в США эксплуатировалось 6 млн автомобилей с Flex-Fuel двигателями. Общий автопарк составляет 230 млн автомобилей.

    1200 заправочных станций продают Е85 (май 2007). Всего в США автомобильное топливо продают около 170 000 заправочных станций.

    В Бразилии около 29 000 заправочных станций продают этанол.

    Экономичность

    Себестоимость бразильского этанола (около 0,19 долларов США за литр в 2006 г.) делает его использование экономически выгодным [1].

    Экологические аспекты

    Биоэтанол как топливо нейтрален в качестве источника парниковых газов. Он обладает нулевым балансом диоксида углерода, поскольку при его производстве путём брожения и последующем сгорании выделяется столько же CO2, сколько до этого было связано из атмосферы использованными для его производства растениями.

    В 2006 году применение этанола в США позволило сократить выбросы около 8 млн тонн парниковых газов (в СО2 эквиваленте), что примерно равно годовым выхлопам 1,21 млн автомобилей.

    Безопасность и регулирование

    • Этанол — горючее вещество, смесь его паров с воздухом взрывоопасна.
    • Этиловый спирт относится к наркотическим ядам. [7] Употребление спиртных напитков может привести к алкоголизму и даже к острому отравлению.
    • В настоящее время (2009 г) розничная продажа спирта в России запрещена.

    Токсикология этанола

    В зависимости от дозы, концентрации, пути попадания в организм и длительности воздействия этанол может обладать наркотическим и токсическим действием. Однако этанол является естественным метаболитом человеческого организма, и в определённых дозах используется в медицине как самостоятельное лекарственное средство, а также как растворитель фармацевтических препаратов, экстрактов и настоек.

    Хроническое употребление алкогольных напитков может привести к алкоголизму.

    Виды и марки этанола

    Ректификат (точнее, спирт-ректификат) — это очищенный путем ректификации этиловый спирт, содержит 95,57 %, химическая формула C2H5OH.

    • Перегоним всю гуашь на C2H5OH
    • И солнце ярче светит, и радостней пейзаж, когда в желудке плещется C2H5OH
    • H2O — девиз не наш, наш — C2H5OH

    Примечания

    Этанол · Пропанол · Бутиловый спирт/Изобутанол · Пентанол · Гексанол · Гептанол

    Wikimedia Foundation . 2010 .

    Полезное

    Смотреть что такое «Этиловый спирт» в других словарях:

    ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ — ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ, винный спирт, алкоголь, спирт, этилгидроксид, этанол, СН3■ СН2 ОН, постоянная составная часть напитков, получаемых брожением (различные вина, кумыс , кефир). В природе встречается всюду, где идут процессы брожения. В очень… … Большая медицинская энциклопедия

    ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ — Химическое название обыкновенного алкоголя. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ чистый винный спирт. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М.,… … Словарь иностранных слов русского языка

    этиловый спирт — винный спирт Словарь русских синонимов. этиловый спирт сущ., кол во синонимов: 2 • винный спирт (2) • … Словарь синонимов

    ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ — спирт, произведенный из пищевого или непищевого сырья, в том числе денатурированный этиловый спирт, головная фракция этилового спирта (отходы спиртового производства) и спирт сырец … Юридическая энциклопедия

    ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ — (этанол, винный спирт), C2H5OH, бесцветная горючая жидкость с характерным запахом. Получается сбраживанием пищевого сырья, гидролизом растительных материалов и синтетически (из этилена). Пищевой спирт сырец очищается от сивушного масла… … Современная энциклопедия

    ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ — (этанол винный спирт), С2Н5ОН, бесцветная жидкость с характерным запахом. Получается сбраживанием пищевого сырья, гидролизом растительных материалов и синтетически (гидратацией этилена). Очищается ректификацией (пищевой спирт сырец от сивушного… … Большой Энциклопедический словарь

    Этиловый спирт — (этанол, винный спирт), C2H5OH, бесцветная горючая жидкость с характерным запахом. Получается сбраживанием пищевого сырья, гидролизом растительных материалов и синтетически (из этилена). Пищевой спирт сырец очищается от сивушного масла… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

    ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ — (этанол, винный спирт, метилкарбинол, пищевой спирт) (С2Н5ОН) бесцветная, легкоподвижная жидкость со жгучим вкусом и характерным запахом, tкип = 78,39°С, смешивается в любых отношениях с водой, спиртами, эфиром, глицерином и др. растворителями,… … Большая политехническая энциклопедия

    ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ — ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ, см. ЭТАНОЛ … Научно-технический энциклопедический словарь

    Этиловый спирт — Действующее вещество ›› Этанол (Ethanol) … Словарь медицинских препаратов

    Этиловый спирт 95% — Действующее вещество ›› Этанол (Ethanol) … Словарь медицинских препаратов

    Этанол

    Этано́л (эти́ловый спирт, метилкарбино́л, ви́нный спирт или алкого́ль, часто в просторечии просто «спирт») — одноатомный спирт с формулой C2H5OH (эмпирическая формула C2H6O), другой вариант: CH3-CH2-OH, второй представитель гомологического ряда одноатомных спиртов, при стандартных условиях летучая, горючая, бесцветная прозрачная жидкость.

    Этиловый спирт также используется как топливо, в качестве растворителя и как наполнитель в спиртовых термометрах.

    Содержание

    Получение

    Существует 2 основных способа получения этанола — микробиологический (спиртовое брожение) и синтетический (гидратация этилена):

    Брожение

    Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы (виноград, плоды и т. п. ) под действием ферментов дрожжей и бактерий. Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, источником получения топливного спирта является вырабатываемый из тростника сахар-сырец и проч. Реакция эта довольно сложна, её схему можно выразить уравнением:

    Раствор, получаемый в результате брожения, содержит не более 15 % этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи нежизнеспособны. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.

    Для получения этанола этим способом наиболее часто используют различные штаммы дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae, в качестве питательной среды предварительно обработанные древесные опилки и/или раствор, полученный из них.

    Промышленное производство спирта из биологического сырья

    Современная промышленная технология получения этилового спирта из пищевого сырья включает следующие стадии:

    • Подготовка и измельчение крахмалистого сырья — зерна (прежде всего — ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и т. п. . На этой стадии происходит ферментативное расщепление крахмала до сбраживаемых сахаров. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путём — глюкамилаза, амилосубтилин. . Благодаря сбраживанию дрожжами сахаров происходит накопление в браге спирта.
    • Брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах.

    Отходами бродильного производства являются углекислый газ, барда, эфиро-альдегидная фракция, сивушный спирт и сивушные масла.

    Спирт, поступающий из брагоректификационной установки (БРУ) не является безводным, содержание этанола в нём до 95,6 %. В зависимости от содержания в нём посторонних примесей, его разделяют на следующие категории:

    Производительность современного спиртового завода около 30 000—100 000 литров спирта в сутки.

    Гидролизное производство

    В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. В странах Западной Европы и Америки эта технология не получила распространения, но в СССР (ныне в России) существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола.

    Гидратация этилена

    В промышленности, наряду с первым способом, используют гидратацию этилена. Гидратацию можно вести по двум схемам:

    • прямая гидратация при температуре 300 °C , давлении 7 МПа , в качестве катализатора применяют ортофосфорную кислоту, нанесённую на силикагель, активированный уголь или асбест:
    • гидратация через стадию промежуточного эфира серной кислоты, с последующим его гидролизом (при температуре 80—90 °С и давлении 3,5 МПа ):

    Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира.

    Очистка этанола

    Этанол, полученный путём гидратации этилена или брожением, представляет собой водно-спиртовую смесь, содержащую примеси. Для его промышленного, пищевого и фармакопейного применения необходима очистка. Фракционная перегонка позволяет получить этанол с концентрацией около 95,6 % (мас.) ; эта неразделимая перегонкой азеотропная смесь содержит 4,4 % воды (мас.) и имеет температуру кипения 78,15 °C .

    Перегонка освобождает этанол как от легколетучих, так и от тяжёлых фракций органических веществ (кубовый остаток).

    Абсолютный спирт

    Абсолютный спирт — этиловый спирт, практически не содержащий воды. Он кипит при температуре 78,39 °C , в то время как спирт-ректификат, содержащий не менее 4,43 % воды, кипит при 78,15 °C . Получают перегонкой водного спирта, содержащего бензол, и другими способами [2] , например, спирт обрабатывают веществами, реагирующими с водой или поглощающими воду, такими как негашёная известь CaO или прокалённый медный купорос CuSO4 [3] .

    Свойства

    Физические свойства

    Внешний вид: в обычных условиях представляет собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом. Этиловый спирт легче воды. Является хорошим растворителем других органических веществ. Следует избегать популярной ошибки: часто смешивают свойства 95,57 % спирта и абсолютизированного. Их свойства почти одинаковы, но величины начинают различаться, начиная с 3 — 4-й значащей цифры.

    (температурный коэффициент показателя преломления 4,0·10 −4 , справедлив в интервале температур 10—30 °C )

    Смесь 95,57 % этанола + 4,43 % воды является азеотропной, т. е. не разделяется при перегонке.

    Химические свойства

    Взаимодействует со щелочными металлами с образованием этилатов (или в общем случае — алкоголятов) и водорода.

    Вступает в реакцию дегидратации в присутствии серной кислоты (при температуре меньше 120 °C) с образованием диэтилового эфира:

    Вступает в реакцию дегидратации в присутствии серной кислоты при температуре больше 120 °C с образованием непредельного углеводорода

    Сгорает на воздухе и в кислороде с выделением тепла:

    Взаимодействует со щелочными металлами и их гидридами с образованием этилатов:

    Вступает в реакцию гидрогалогенирования в присутствии хлорида цинка:

    Пожароопасные свойства

    Легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость; давление насыщенного пара lg p = 7.81158-1918.508/(252.125+t) при температуре от −31 до 78°С; теплота сгорания — 1408 кДж/моль; теплота образования 239,4 кДж/моль; температура вспышки 13°С (в закрытом тигле), 16°С (в открытом тигле); температура воспламенения 18°С; температура самовоспламенения 400°С; концентрационные пределы распространения пламени 3,6 — 17,7 % объема; температурные пределы распространения пламени: нижний 11°С, верхний 41°С; минимальная флегматизирующая концентрация, % объема: CO2 — 29.5, H2O — 35.7, N2 — 46; максимальное давление взрыва 682 кПа; максимальная скорость нарастания давления 15,8 МПа/с; скорость выгорания 0,037 кг/(м 2 •с); максимальная нормальная скорость распро-странения пламени — 0,556 м/с; минимальная энергия зажигания — 0,246 МДж; минимальное взрывоопасное содержание кислорода 11,1% объема.

    Применение

    Топливо

    Этанол может использоваться как топливо, в т. ч. для ракетных двигателей (так, этанол использовался в качестве топлива в первой в мире серийной баллистической ракете — немецкой «Фау-2»), двигателей внутреннего сгорания в чистом виде. Ограниченно в силу своей гигроскопичности (отслаивается) используется в смеси с классическими нефтяными жидкими топливами. Применяется для выработки высококачественного топлива и компонента бензинов — Этил-трет-бутилового эфира, более независимого от ископаемой органики, чем МТБЭ.

    Химическая промышленность

    • служит сырьём для получения многих химических веществ, таких, как ацетальдегид, диэтиловый эфир, тетраэтилсвинец, уксусная кислота, хлороформ, этилацетат, этилен и др.;
    • широко применяется как растворитель (в лакокрасочной промышленности, в производстве товаров бытовой химии и многих других областях);
    • является компонентом антифризов и стеклоомывателей;
    • в бытовой химии этанол применяется в чистящих и моющих средствах, в особенности для ухода за стеклом и сантехникой. Является растворителем для репеллентов.

    Медицина

    • по своему действию этиловый спирт можно отнести к антисептикам;
    • как обеззараживающее и подсушивающее средство, наружно;
    • подсушивающие и дубящие свойства 96%-го этилового спирта используются для обработки операционного поля или в некоторых методиках обработки рук хирурга;
    • растворитель для лекарственных средств, для приготовления настоек, экстрактов из растительного сырья и др.; настоек и экстрактов (минимальная концентрация 18 %);
    • пеногаситель при подаче кислорода, искусственной вентиляции легких;
    • в согревающих компрессах;
    • для физического охлаждения при лихорадке (для растирания) [5] ;
    • компонент общей анестезии в ситуации дефицита медикаментозных средств;
    • как пеногаситель при отеке легких в виде ингаляции 33 % раствора;
    • этанол является противоядием при отравлении некоторыми токсичными спиртами, такими как метанол и этиленгликоль. Его действие обусловлено тем, что фермент алкогольдегидрогеназа, при наличии нескольких субстратов (например, метанол и этанол) осуществляет лишь конкурентное окисление, благодаря чему после своевременного (почти немедленного, вслед за метанолом/этиленгликолем) приёма этанола уменьшается текущая концентрация токсичных метаболитов (для метанола — формальдегида и муравьиной кислоты, для этиленгликоля — щавелевой кислоты) [6] .

    Парфюмерия и косметика

    Является универсальным растворителем различных веществ и основным компонентом духов, одеколонов, аэрозолей и т. п. Входит в состав разнообразных средств, включая даже такие как зубные пасты, шампуни, средства для душа, и т. д.

    Пищевая промышленность

    Наряду с водой, является основным компонентом спиртных напитков (водка, виски, джин, пиво и др.). Также в небольших количествах содержится в ряде напитков, получаемых брожением, но не причисляемых к алкогольным (кефир, квас, кумыс, безалкогольное пиво и др.). Содержание этанола в свежем кефире ничтожно (0,12 %), но в долго стоявшем, особенно в тёплом месте, может достичь 1 %. В кумысе содержится 1—3 % этанола (в крепком до 4,5 %), в квасе — от 0,5 до 1,2 % [7] .

    Растворитель для пищевых ароматизаторов. Может быть использован как консервант для хлебобулочных изделий, а также в кондитерской промышленности [8] .

    Прочее

    Применяется для консервирования биологических препаратов.

    Мировое производство этанола

    Производство этанола по странам, млн литров. Данные ethanolrfa.org.

    Страна 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010est
    США 13 362 16 117 19 946 24 565 34 776 40 068 45 360 [10]
    Бразилия 15 078 15 978 16 977 18 972,58 24 464,9
    Евросоюз 2 155,73 2 773
    Китай 3 643 3 795 3 845 1 837,08 1 897,18
    Индия 1 746 1 697 1 897 199,58 249,48
    Франция 827 907 948
    Германия 268 430 764
    Россия 760 860 608 609 536 517 700
    ЮАР 415 389 387
    Великобритания 400 351 279
    Испания 298 298 463
    Таиланд 279 298 352 299,37 339,4
    Колумбия 279 283,12 299,37
    Весь мир: 40 710 45 927 50 989 49 524,42 [11] 65 527,05

    Применение этанола в качестве автомобильного топлива

    Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
    Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
    Эта отметка установлена 7 июля 2011.

    В разных странах действуют следующие государственные программы применения этанола на транспорте:

    Страна Требования
    Бразилия 24%-я смесь этанол/бензин, 2%-е содержание этанола в дизельном топливе
    США производит ежегодно 28 млрд литров этанола к 2012 году, 85%-я смесь этанол/бензин (E85)
    Венесуэла 10%-я смесь с бензином
    Евросоюз 2 % в 2005, 5,75 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель)
    Китай производить ежегодно 3 млн тонн к 2010 году
    Аргентина 5%-я смесь к 2010 году
    Таиланд В Бангкоке 10%-я смесь, 5%-я смесь по всей стране с 2007 года
    Колумбия 10%-я смесь в больших городах к сентябрю 2005 года
    Манитоба, Канада 10%-я смесь до конца 2005 года
    Канада 5%-я смесь с сентября 2010 года [12]
    Япония разрешено 3%-е содержание этанола в бензине
    Индия 20 % биотоплив к 2017 году (этанол + биодизель) [13]
    Австралия разрешено 10%-е содержание этанола в бензине
    Новая Зеландия 5 % биотоплив к 2008 году (этанол + биодизель)
    Индонезия 10 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель)
    Филиппины 5%-я смесь с бензином к 2008 году, 10 % смесь к 2010 году
    Ирландия 5,75 % биотоплив к 2009 году (этанол + биодизель). 10 % биотоплив к 2020 году
    Дания 10 % биотоплив к 2020 году
    Чили разрешено 2 % содержание в автомобильном топливе
    Мексика 3,2 % биотоплив (этанол + биодизель) в автомобильном топливе к 2012 году [14] .

    В США «Энергетический билль», подписанный президентом Бушем в августе 2005 года, предусматривает производство к 2012 году ежегодно 30 миллиардов литров этанола из зерна и 3,8 миллиардов литров из целлюлозы (стебли кукурузы, рисовая солома, отходы лесной промышленности).

    Строительство завода по производству этанола мощностью 40 млн галлонов даёт экономике (на примере США):

    • 142 млн долл. инвестиций во время строительства;
    • 41 рабочее место на заводе, плюс 694 рабочих места во всей экономике;
    • Увеличивает местные цены на зерновые на 5—10 центов за бушель;
    • Увеличивает доходы местных домохозяйств на 19,6 млн долл. ежегодно;
    • Приносит в среднем 1,2 млн долларов налогов; 13,3 % годовых;

    В 2006 г. этаноловая индустрия дала экономике США:

    • 160231 новых рабочих мест во всех секторах, включая 20000 рабочих мест в строительстве;
    • Увеличила доходы домохозяйств на $6,7 миллиарда;
    • Принесла $2,7 млрд федеральных налогов и $2,3 млрд местных налогов;

    В 2006 году в США было переработано в этанол 2,15 миллиарда бушелей кукурузы, что составляет 20,5 % годового производства кукурузы. Этанол стал третьим по величине потребителем кукурузы после животноводства и экспорта. На этанол перерабатывается 15 % урожая сорго США.

    В 2006 году этаноловая промышленность произвела 12 млн тонн кормов. 75—80 % зерна было скормлено КРС, 18—20 % свиньям и 3—5 % птицам.

    Производство барды этаноловой промышленностью США, метрических тонн в сухом весе.

    1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2020 прогноз
    2,3 млн. 2,7 млн. 3,1 млн 3,6 млн. 5,8 млн. 7,3 млн. 9,0 млн. 12 млн. 20 млн.

    В 2005 году 30 % бензина в США продавалось в смеси с этанолом. В 2006 г. этанол производили 110 заводов в 19 штатах. Производство достигло рекордного уровня в 18,52 млрд литров, что на 25 % больше, чем в 2005 году. С 2000 г. производство этанола выросло более чем на 300 %.

    За 2006 год было построено 15 новых заводов. Суммарная мощность новых заводов 3990 млрд литров. В январе 2007 г. различных стадиях строительства находятся 73 завода, 8 заводов расширяют свои мощности. К 2009 году производство этанола в США вырастет более чем на 23 млрд литров — до 44 млрд л.

    В 2005 году этанол составил около 20 % в топливном балансе Бразилии.

    Этанол хорошо смешивается с водой, в отличие от бензина. Проблема расслаивания смеси бензина и этанола на данный момент не решена.

    Автомобильный парк, работающий на этаноле

    Смесь этанола с бензином обозначается буквой Е. Цифрой у буквы Е обозначается процентное содержание этанола. Е85 — означает смесь из 85 % этанола и 15 % бензина.

    Смеси до 20 % содержания этанола могут применяться на любом автомобиле. Однако некоторые производители автомобилей ограничивают гарантию при использовании смеси с содержанием более 10 % этанола. Смеси, содержащие более 20 % этанола, во многих случаях требуют внесения изменения в систему зажигания автомобиля.

    Автопроизводители выпускают автомобили, способные работать и на бензине, и на Е85. Такие автомобили называются «Flex-Fuel». В Бразилии такие автомобили называют «гибридными». В русском языке названия нет. Большинство современных автомобилей либо изначально поддерживают использование такого топлива, либо опционально, по соответствующему запросу.

    В 2005 году в США более 5 млн автомобилей имели гибридные двигатели. В конце 2006 г. в США эксплуатировалось 6 млн автомобилей с такими двигателями. Общий автопарк составляет 230 млн автомобилей.

    1200 заправочных станций продают Е85 (май 2007). Всего в США автомобильное топливо продают около 170 000 заправочных станций.

    В Бразилии около 29 000 заправочных станций продают этанол.

    Экономичность

    Себестоимость бразильского этанола (около 0,19 долларов США за литр в 2006 г.) делает его использование экономически выгодным [2].

    Экологические аспекты

    Биоэтанол как топливо нейтрален в качестве источника парниковых газов. Он обладает нулевым балансом диоксида углерода, поскольку при его производстве путём брожения и последующем сгорании выделяется столько же CO2, сколько до этого было взято из атмосферы использованными для его производства растениями.

    В 2006 году применение этанола в США позволило сократить выбросы около 8 млн тонн парниковых газов (в СО2 эквиваленте), что примерно равно годовым выхлопам 1,21 млн автомобилей.

    Безопасность и регулирование

    • Этанол — горючее вещество, смесь его паров с воздухом взрывоопасна.
    • Спирт этиловый синтетический, технический и пищевой, непригодный для производства алкогольной продукции, входит в список ядовитых веществ для целей статьи 234 и других статей Уголовного кодекса Российской Федерации [15]
    • С 2005 года розничная продажа спирта в России запрещена (за исключением районов Крайнего Севера) [16]

    Действие этанола на организм человека

    В зависимости от дозы, концентрации, пути попадания в организм и длительности воздействия этанол может обладать наркотическим и токсическим действием [17] . Под наркотическим действием обозначается его способность вызвать кому, ступор, нечувствительность к боли [18] , угнетение функций ЦНС, алкогольное возбуждение [19] , привыкание [20] , а также его наркозное действие [21] . Под действием этанола происходит выделение эндорфинов в прилежащем ядре (Nucleus accumbens), у страдающих алкоголизмом также в орбитофронтальной коре (поле 10) [22] . Тем не менее, с юридической точки зрения этиловый спирт наркотиком не признан, так как это вещество не включено в международный список контролируемых веществ конвенции ООН 1988 года [23] . В определённых дозах к массе тела и концентрациях приводит к острому отравлению и смерти (смертельная разовая доза — 4—12 граммов этанола на килограмм массы тела).

    Сам этанол не является канцерогеном [24] [25] , но его основной метаболит ацетальдегид является токсичным, мутагенным [26] и канцерогенным веществом [27] . Существуют доказательства канцерогенности ацетальдегида в экспериментах на животных; кроме того, ацетальдегид повреждает ДНК [26] .

    Несмотря на наиболее ярко выраженный рост заболеваемости онкологическими заболеваниями при употреблении доз выше 25 г. этанола в день, увеличение частоты таких заболеваний по сравнению с трезвенниками наблюдается и в группе «умеренно употребляющих» [33] .

    Употребление этанола может вызвать оксидативное повреждение нейронов головного мозга [34] , а также их гибель вследствие повреждения гемато-энцефалического барьера [34] .

    Злоупотребление алкогольными напитками может привести к клинической депрессии [35] [36] [37] и алкоголизму [38] .

    Этанол является естественным метаболитом человеческого организма [39] и вырабатывается в небольших количествах.

    Виды и марки этанола

    • Ректификат (точнее, спирт-ректификат) — это очищенный путём ректификации этиловый спирт, содержит 95,57 %, химическая формула C2H5OH. Может выпускаться по ГОСТ 18300-72 (Госстандарт СССР, спирт этиловый ректификованный технический, технические условия) и ГОСТ 5964-82; ГОСТ 5964-93. В зависимости от степени очистки технический этиловый ректификованный спирт выпускают марки «Экстра» и двух сортов: высшего и первого
    • Cпирт этиловый абсолютированный — содержание спирта >99,9 %.
    • Спирт медицинский.

    Этимология названий

    Для обозначения данного вещества используется несколько наименований. Технически наиболее правильным является термин этанол или этиловый спирт. Однако значительное распространение получили названия алкоголь, винный спирт или просто спирт, хотя спирты, или алкоголи — это более широкий класс веществ.

    Этимология термина «этанол»

    Названия этанол и этиловый спирт указывают на то, что данное соединение содержит в своей основе этил — радикал этана . При этом слово спирт (суффикс -ол) в названии указывает на содержание гидроксильной группы (-OH), характерной для спиртов.

    Этимология названия «алкоголь»

    Название алкоголь происходит от араб. ‏الكحل ‎‎ аль-кухуль, означающего мелкий порошок, полученный возгонкой [40] , порошкообразная сурьма [41] , порошок для подкрашивания век. [42] .

    В русский язык слово «алкоголь» пришло через его немецкий вариант нем. alkohol . Однако в русском языке сохранился в виде архаизма, по всей видимости, и омоним слова «алкоголь» в значении «мелкий порошок». [43] .

    Этимология слова «спирт»

    Наименование этанола винный спирт произошло от лат. spiritus vini (дух вина). В русский язык слово «спирт» пришло через английский его вариант англ. spirit . [44]

    В английском языке слово «спирт» в данном значении использовалось уже в середине 13 века, и только начиная с 1610 года слово «спирт» стало употребляться алхимиками для обозначения летучих веществ, что соответствует основному значению слова «spiritus» (испарения) в латинском языке [45] К 1670-м годам значение слова сузилось до «жидкостей с высоким процентным содержанием алкоголя». [46] , а летучие жидкости получили название эфиров [47] .

    Асептика и антисептика

    Асептикой называют комплекс мероприятий, направленных на предотвращение попадания микробов в рану. Под раной стоит понимать не только собственно хирургическую рану, но и различные нарушения целостности кожи вследствие косметологических процедур, маникюра, татуажа, пирсинга и т.д.

    Можно утверждать, что суть асептики заключается в создании стерильных условий. Асептика осуществляется путем дезинфекции и стерилизации всех предметов, которые контактируют с раной. Также немаловажно проводить дезинфекцию всего помещения, в котором осуществляются манипуляции, т.к. болезнетворные микроорганизмы могут попадать в рану с загрязненным воздухом.

    По большому счету асептика включает в себя:

    • Обеззараживание кожных покровов пациента или клиента перед проведением манипуляции;
    • Обеззараживание поверхностей всего помещения (пола, стен, дверей, мебели).

    Виды асептики

    Существует два основных вида асептики: физический и химический. Методы физической асептики применяют главным образом для обработки инструментов, изделий, посуды, перевязочного материала, белья. Методы химической асептики применяют при обеззараживании не только инструментов и изделий, но также и поверхностей помещения.

    Методы физической асептики

    Суть физических методов асептики заключается в обеззараживании объектов путем воздействия на них физическими факторами — высокой температурой, ультрафиолетовым излучением, ультразвуком и т.д.

    Физическая асептика может осуществляться с помощью:

    • Кипячения;
    • Паровой стерилизации;
    • Воздушной стерилизации;
    • Ультрафиолетового облучения;
    • Ионизирующего излучения;
    • Ультразвука.

    Основным методом обеззараживания инструментов и изделий является термическая стерилизация (паровая и воздушная). Проведение термической стерилизации подразумевает обеззараживание в специальных аппаратах — стерилизаторах. Так, спустя 25 минут стерилизации в паровых стерилизаторах (автоклавах) при температуре 132°С погибают абсолютно все микробы, а наиболее распространенные микроорганизмы умирают и вовсе через пару минут. Для полного обеззараживания инструментов в сухожаровых шкафах потребуется немного больше времени — от 30 до 150 минут.

    Стерилизация кипячением — один из наиболее древних методов асептики. Этим методом обычно обеззараживают изделия из металла, стекла или резины. Для проведения стерилизации потребуются специальные стерилизаторы для инструментов. Длительность стерилизации таким методом — 45 минут от момента закипания. Однако нужно помнить о том, что споры некоторых бактерий и определенные вирусы могут оставаться жизнеспособными даже после нескольких часов кипячения!

    Метод стерилизации ультрафиолетовым излучением применяют для обеззараживания воздуха в помещении. Для этого используют УФ-лампы, которые оказывают бактерицидное действие.

    Методы химической асептики

    К химическим методам асептики относят обеззараживание с помощью химических средств (дезсредств). Асептическими свойствами обладают кислоты и щелочи, спирты, окислители, галоиды, альдегиды и другие группы веществ.

    набор дезсредств, применяемых в химической асептике

    Обработка химическими средствами проводится двумя методами:

    1. Погружение в дезсредство;
    2. Протирание (распыление).

    Согласно принципам асептики все инструменты и изделия многократного использования должны обрабатываться путем их полного погружения в рабочие растворы дезсредства. При этом важно выждать время экспозиции. После дезинфекции инструменты подвергают предстерилизационной очистке и термической стерилизации. Только такой алгоритм позволяет добиться стопроцентного обеззараживания инструментов.

    Поверхности помещения (пол, подоконники, стены, двери), мебели и оборудования должны обрабатываться дезсредствами путем протирания. После каждого пациента/клиента проводится уборка помещения, во время которой дезинфицируют все поверхности, с которыми соприкасался посетитель. В конце рабочего дня дезинфицируются все помещение с мытьем полов, плинтусов, подоконников, оборудования и мебели.

    Что такое антисептика?

    Асептика и антисептика являются двумя разными понятиями. Если асептика направлена на недопущение попадания микроорганизмов в рану, то антисептика направлена на уничтожении инфекции уже попавшей в ткани. Антисептика — это уже более узкое медицинское понятие, по сути, представляющее собой лечение гнойной раны.

    Антисептика осуществляется с помощью таких методов:

    • Механических;
    • Физических;
    • Химических;
    • Биологических.

    Механическая антисептика — это уже не что иное, как хирургическое лечение раны. Она заключается в проведении врачом первичной хирургической обработки раны, удалении из нее омертвевших тканей, вскрытии абсцессов.

    Физическая антисептика базируется на уничтожении микроорганизмов в ране с помощью физических явлений. К физической антисептике относят:

    • Высушивание раны;
    • Ультрафиолетовое облучение раны;
    • Лечение раны ультразвуком и лазером;
    • Использование гигроскопического перевязочного материала;
    • Применение гипертонических растворов;
    • Дренирование ран.

    Химическая антисептика — это метод борьбы с нагноением раны при помощи различных химических веществ, которые способны вызвать гибель болезнетворных микроорганизмов. Также химический метод антисептики включает в себя обработку рук медработника/мастера бьюти-индустрии дезсредствами.

    Суть биологической антисептики, как можно догадаться уже из названия, заключается в лечении гнойных ран препаратами биологического происхождения (антибиотиками, сыворотками, анатоксинами, ферментами).

    Таким образом, асептика и антисептика в медицине — это два неразделимых принципа, соблюдение которых помогает предотвратить попадание и распространение инфекции в тканях человеческого организма.

    Читайте также:  Лекарства при недержании мочи

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.