Что такое безводный этиловый спирт и для чего он используется
Без спирта и спиртных напитков невозможно представить нашу жизнь. Доступность и бесконтрольное применение спиртов часто приводит к массовым тяжелым отравлениям, даже со смертельным исходом. Но спирт может приносить человечеству не только вред, но и большую пользу.
Благодаря своим химическим свойствам спирт нашел применение во многих областях деятельности: в медицине, фармакологии, консервной и кондитерской промышленностях, производстве парфюмерной продукции, виноделии. А что собой представляет безводный этиловый спирт, и в каких случаях он используется, знают далеко не все.
Что собой представляет безводный этиловый спирт
Применение безводного этилового спирта внутрь в чистом или разведенном виде категорически запрещено и может сопровождаться серьезной опасностью. Абсолютный спирт обладает свойством жадно впитывать воду и поэтому действует обжигающе на слизистые рта и желудка.
Абсолютный спирт получают химическим путем из спирта-ректификата, который содержит всего 4,43% воды. Можно разными способами получить абсолютный спирт. Вот некоторые из них:
Перечисленными способами получают хорошие результаты, но они сложны для промышленного применения. Для промышленных масштабов чаще используют метод азеотропного обезвоживания. Такой метод в основе содержит процесс смешивания водноспиртового раствора с жидким бензолом и перегона полученной смеси в специальных ректификационных колоннах.
Для каких целей предназначен абсолютный спирт?
Абсолютный спирт не применяется для бытовых нужд, но зато широко используется в различных отраслях:
Отдельной строкой можно выделить применение безводного этилового спирта в медицине. Прежде всего, его применяют в качестве отличного антисептика. Он пагубно воздействует на микробную флору и предупреждает гниение открытых ран. Абсолютный спирт используют в таких целях:
Активное применение спиртов делает экономику нашей страны более развитой. Повсеместное использование спирта делает это вещество популярным и востребованным. Но использовать спирт и спиртосодержащие вещества следует с большой осторожностью и внимательностью. Необходимо соблюдать технику безопасности из-за большой токсичности и горючести вещества.
Этанол
Этано́л (эти́ловый спирт, метилкарбино́л, ви́нный спирт, гидрокси́д пентагидродикарбо́ния, часто в просторечии просто «спирт» или алкого́ль) — эмпирическая формула C2H6O, другие варианты: C2H5OH или CH3-CH2-OH, второй представитель гомологического ряда одноатомных спиртов.
Действующий компонент алкогольных напитков, являющийся психоактивным веществом и воздействующий как депрессант на центральную нервную систему человека.
Содержание
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.
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.
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.
Промышленное производство спирта из биологического сырья
Современная промышленная технология получения этилового спирта из пищевого сырья включает следующие стадии:
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 существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола.
Гидратация этилена
Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира.
Очистка этанола
Перегонка освобождает этанол как от легколетучих, так и от тяжёлых фракций органических веществ (кубовый остаток).
Абсолютный спирт
Свойства
Физические 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-й значащей цифры.
| Температура плавления | −114,15 °C |
| Температура кипения | 78,15 °C |
| Растворимость | смешивается с бензолом, водой, глицерином, диэтиловым эфиром, ацетоном, метанолом, уксусной кислотой, хлороформом |
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.
Наркотические свойства
Наркотические свойства этанола проявляются также в характерном алкогольном возбуждении, за которым следует угнетение функций центральной нервной системы, включая блокирование работы центров торможения.
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
Медицина
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. Может быть использован как консервант для хлебобулочных изделий, а также в кондитерской промышленности.
Применение этанола в качестве автомобильного топлива
В разных странах действуют разные государственные программы применения этанола на транспорте:
| Страна | Требования |
|---|---|
| США | производит ежегодно 28 млрд литров этанола к 2012 году, 85%-я смесь этанол/бензин (E85) |
| Евросоюз | 2 % в 2005, 5,75 % биотоплив к 2010 году (этанол + биодизель) |
| Китай | производить ежегодно 3 млн тонн к 2010 году |
| Таиланд | В Бангкоке 10%-я смесь, 5%-я смесь по всей стране с 2007 года |
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).
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 Flex-Fuel двигатели. В конце 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.
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
Токсикология этанола
В зависимости от дозы, концентрации, пути попадания в организм и длительности воздействия этанол может обладать наркотическим, наркозным и токсическим действием. В определённых дозах к массе тела и концентрациях приводит к острому отравлению и смерти (смертельная разовая доза — 4-12 граммов этанола на килограмм веса). 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.
Длительное употребление этанола может вызвать такие заболевания, как гастрит, язва желудка, рак желудка и рак пищевода.
Употребление этанола может вызвать оксидативное повреждение нейронов головного мозга.
Злоупотребление алкогольными напитками может привести к алкоголизму.
Виды и марки этанола
Примечания
См. также
Этанол · Пропанол · Бутиловый спирт/Изобутанол · Пентанол · Гексанол · Гептанол
Этанол безводный что это
СПИРТ ЭТИЛОВЫЙ ИЗ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ
Термины и определения
Ethanol from food raw materials. Terms and definitions
Дата введения 2017-08-01
Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии» (ФГБНУ ВНИИПБТ)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 22 ноября 2016 г. N 93-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2016 г. N 1875-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33881-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2017 г.
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2019 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Введение
Установленные в стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области производства спирта этилового из пищевого сырья.
Термины-синонимы приведены в качестве справочных данных и не являются стандартизованными.
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области производства этилового спирта из пищевого сырья.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы по производству этилового спирта из пищевого сырья, входящих в сферу действия работ по стандартизации и/или использующих результаты этих работ.
2 Термины и определения
1 пищевое сырье спиртового производства: Продукты растительного происхождения, кроме фруктового, содержащие сахара или крахмал, головная фракция этилового спирта, полученная при производстве этилового спирта из пищевого сырья, и спиртосодержащие отходы водочного производства.
2 крахмалосодержащее сырье: Пищевое сырье спиртового производства, содержащее крахмал для промышленной переработки.
3 сахаросодержащее сырье: Пищевое сырье спиртового производства, содержащее сахара для промышленной переработки.
4 абсолютированный этиловый спирт: Ректификованный этиловый спирт, содержащий не более 0,2% воды по объему.
5 абсолютный или безводный этиловый спирт: Этиловый спирт не содержащий воды и используемый в качестве условного понятия при расчетах.
6 этиловый спирт из пищевого сырья: Этиловый спирт, полученный в результате спиртового брожения сахаросодержащего или крахмалсодержащего сырья с последующей перегонкой и ректификацией или без нее, или брагоректификацией, содержащий сопутствующие летучие примеси, а также получаемый из головной фракции этилового спирта, изготавливаемой из пищевого сырья.
7 биоэтанол: Этиловый спирт денатурированный из пищевого сырья, содержащий не более 1% воды по объему, предназначенный для использования в качестве биотоплива.
Полупродукты, продукты и отходы спиртового производства
8 зерновой замес: Смесь измельченного зерна с водой.
9 картофельная кашка: Измельченный картофель с добавлением или без добавления воды.
10 осахаривающий материал: Продукт, содержащий гидролитические ферменты, необходимые для гидролиза полисахаридов сахаросодержащего и крахмалосодержащего сырья.
11 разваренная масса: Зерновой замес или картофельная кашка, подвергнутые тепловой обработке.
12 сусло из крахмалосодержащего сырья: Охлажденная разваренная масса, подвергнутая воздействию ферментов осахаривающих материалов.
13 сусло спиртового производства: Сусло из крахмалосодержащего и/или сахаросодержащего сырья.
14 мелассное сусло: Меласса, разбавленная водой, с добавлением вспомогательных материалов.
15 основное мелассное сусло: Мелассное сусло с концентрацией сухих веществ от 30% до 40% включительно, приготавливаемое при двухпоточном способе сбраживания для главного спиртового брожения.
16 сусло для дрожжей: Сусло спиртового производства, используемое для выращивания производственных дрожжей.
17 засевные дрожжи: Дрожжи, выращенные из чистой культуры дрожжей.
18 дрожжи сухие спиртовые: Дрожжи с массовой долей влаги не более 10%, предназначенные для получения производственных дрожжей.
19 производственные дрожжи: Дрожжи, применяемые для сбраживания сусла спиртового производства.
20 солод: Зерно злаковых культур, пророщенное с целью накопления гидролитических ферментов.
21 солодовое молоко: Смесь измельченного солода с водой.
22 солодовое сусло: Осахаренное сусло, полученное из солода и воды.
23 бражка: Сусло спиртового производства, сбраживаемое дрожжами.
24 зрелая бражка: Сусло спиртового производства, сброженное дрожжами, содержащее этиловый спирт, сопутствующие ему летучие примеси, другие продукты метаболизма дрожжей и предназначенное для дальнейшей дистилляции или брагоректификации.
25 головная фракция этилового спирта (из пищевого сырья): Побочный продукт спиртового производства, получаемый при брагоректификации или ректификации, содержащий повышенные концентрации летучих органических примесей.
26 спирт-сырец из пищевого сырья: Этиловый спирт, крепостью не менее 88% об., получаемый перегонкой зрелой бражки, содержащий сопутствующие летучие примеси.
27 ректификованный этиловый спирт из пищевого сырья: Этиловый спирт крепостью не менее 96% об., произведенный методом спиртового брожения сахаросодержащего и/или крахмалосодержащего сырья с последующей брагоректификацией бражки или ректификацией этилового спирта-сырца, а также головной фракции этилового спирта, изготовленной из пищевого сырья, и продуктов переработки, образующихся при производстве этилового спирта из пищевого сырья, водок.
28 сивушное масло: Побочный продукт спиртового производства, образующийся при ректификации или брагоректификации, представляющий собой смесь этилового, амилового, пропилового, бутилового спиртов и их изомеров, воды и незначительного количества других органических соединений.
29 концентрат головных примесей этилового спирта: Побочный продукт (отход) спиртового производства, получаемый из головной фракции этилового спирта, содержащий этиловый спирт, альдегиды, эфиры и метанол.
30 промежуточная фракция этилового спирта: Побочный продукт (отход) спиртового производства, образующийся при брагоректификации, содержащий этиловый спирт, компоненты сивушного масла.
31 лютерная вода: Вода, образующаяся при ректификации или брагоректификации, содержащая органические примеси и являющаяся отходом спиртового производства.
32 барда: Побочный продукт спиртового производства в виде жидкого остатка, образующегося в результате перегонки зрелой бражки, содержащего нерастворимую часть исходного пищевого сырья и дрожжевую биомассу.
33 мелассная барда: Отход спиртового производства в виде жидкого остатка, образующегося в результате перегонки зрелой мелассной бражки и содержащего растворимую часть исходного сахаросодержащего пищевого сырья и дрожжевую биомассу.
34 сухая барда: Побочный продукт спиртового производства, получаемый в процессе переработки барды, с массовой долей влаги не более 11%.
35 упаренная барда: Полупродукт переработки барды, получаемый путем выпаривания ее жидкой части.
36 кормовые дрожжи: Продукт, с массовой долей влаги не более 11%, получаемый в процессе переработки барды путем выращивания технически чистой культуры дрожжей.
37 вторичная барда: Отход спиртового производства в виде жидкого остатка, образующегося после отделения биомассы кормовых дрожжей из культуральной жидкости.
38 дистиллят: Этиловый спирт крепостью от 52,0% об., получаемый простой или фракционной дистилляцией сброженного сусла, виноматериалов, спиртосодержащих дрожжевых, гущевых осадков, спиртосодержащих выжимок, другой спиртосодержащей пищевой продукции и применяемый для производства алкогольной продукции.
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:
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:
Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира.
Очистка этанола
Перегонка освобождает этанол как от легколетучих, так и от тяжёлых фракций органических веществ (кубовый остаток).
Абсолютный спирт
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.
| Молекулярная масса | 46,069 а. е. м. |
| Температура плавления | −114,15 °C |
| Температура кипения | 78,39 °C |
| Критическая точка | 241 °C (при давлении 6,3 МПа) |
| Растворимость | смешивается с бензолом, водой, глицерином, диэтиловым эфиром, ацетоном, метанолом, уксусной кислотой, хлороформом |
| Показатель преломления | 1,3611 |
| Стандартная энтальпия образования ΔH | −234,8 кДж/моль (г) (при 298 К) |
| Стандартная энтропия образования S | 281,38 Дж/моль·K (г) (при 298 К) |
| Стандартная мольная теплоёмкость Cp | 1,197 Дж/моль·K (г) (при 298 К) |
| Энтальпия плавления ΔHпл | 4,81 кДж/моль |
| Энтальпия кипения ΔHкип | 839,3 кДж/моль |
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
Медицина
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
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
В разных странах действуют следующие государственные программы применения этанола на транспорте:
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):
В 2006 г. этаноловая индустрия дала экономике США:
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
Действие этанола на организм человека
Этанол является естественным метаболитом человеческого организма [39] и вырабатывается в небольших количествах.
Виды и марки этанола
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.