etanoli | |||
---|---|---|---|
| |||
Kenraali | |||
Systemaattinen nimi |
Etanoli, etyylihydraatti, metyylikarbinoli |
||
Lyhenteet | Alkoholi | ||
Perinteiset nimet | Etanoli | ||
Chem. kaava | C 2 H 6 O | ||
Rotta. kaava | C2H5OH _ _ _ _ | ||
Fyysiset ominaisuudet | |||
Osavaltio | Nestemäinen | ||
Moolimassa | 46,069 g/ mol | ||
Tiheys |
0,78945 g/cm3 ( 20 °C:ssa) [1] g/cm³ |
||
Pintajännitys |
22,39 × 10 -3 N/m lämpötilassa 20 °C N/m |
||
Dynaaminen viskositeetti | 1,2 mPa s (20 °C:ssa) | ||
Ionisaatioenergia | 10,47 ± 0,01 eV | ||
Lämpöominaisuudet | |||
Lämpötila | |||
• sulaminen | -114,3 °C | ||
• kiehuva | +78,39 [2] °C | ||
• vilkkuu | 13°C | ||
• itsestään syttyminen | +363°C | ||
Räjähdysrajat | 3,28-18,95 % | ||
kolmoispiste | -114,3 °C; 0,43 MPa | ||
Kriittinen piste | +241°C; 6,137 MPa | ||
Mol. lämpökapasiteetti | 112,4 J/(mol K) | ||
Entalpia | |||
• koulutus | -234,8 kJ/mol | ||
• palaminen | −1367 kJ/mol [3] | ||
Höyryn paine |
5,95 kPa (20 °C:ssa) |
||
Kemiallisia ominaisuuksia | |||
Hapon dissosiaatiovakio | 16 ± 0,01 [5] | ||
Liukoisuus | |||
• vedessä | Rajoittamaton | ||
Optiset ominaisuudet | |||
Taitekerroin | 1,3611 | ||
Rakenne | |||
Dipoli momentti | (kaasu) 1,69 D | ||
Luokitus | |||
Reg. CAS-numero | 64-17-5 | ||
PubChem | 702 | ||
Reg. EINECS-numero | 200-578-6 | ||
Hymyilee | CCO | ||
InChI | InChI = 1S/C2H6O/c1-2-3/h3H, 2H2, 1H3LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | KQ6300000 | ||
CHEBI | 16236 | ||
YK-numero | 1170 | ||
ChemSpider | 682 | ||
Turvallisuus | |||
Rajoita keskittymistä | 1000 mg/m3 [4] | ||
LD 50 | 10 300 mg/kg | ||
Myrkyllisyys | Aineenvaihdunta, alhainen myrkyllisyys | ||
Lyhyt hahmo. vaara (H) | H225 , H319 | ||
varotoimenpiteitä. (P) | P210 , P240 , P305+P351+P338 , P403+P233 | ||
merkkisana | vaarallinen | ||
GHS-piktogrammit | |||
NFPA 704 | 3 2 0 | ||
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita. | |||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Etanoli (etyylialkoholi, etyylihydraatti, metyylikarbinoli, etyylialkoholi tai alkoholi, puhekielessä - "alkoholi", kemiallinen kaava - C 2 H 6 O tai C 2 H 5 OH ) on orgaaninen yhdiste , joka kuuluu yksiarvoisten alkoholien luokkaan .
Standardiolosuhteissa etanoli on haihtuva, syttyvä, väritön, läpinäkyvä neste, jolla on ominainen haju ja polttava maku .
Aktiivinen ainesosa alkoholijuomissa . Se on masennuslääke - psykoaktiivinen aine , joka lamauttaa ihmisen keskushermostoa [6] .
Normaaleissa olosuhteissa se on väritön, helposti liikkuva, haihtuva neste, jolla on ominainen haju ja polttava maku.
Etyylialkoholin tiheys on 0,789 g/cm 3 20 °C:ssa , se on vettä kevyempää .
Se on hyvä liuotin monille orgaanisille aineille ja joillekin epäorgaanisille suoloille.
Absoluuttisen etanolin ( 100 % ) fysikaaliset ominaisuudet poikkeavat hieman 95,57 % pitoisuudella puhdistetun alkoholin ominaisuuksista . Niiden ominaisuudet ovat melkein samat, mutta numeroarvot eroavat 0,1-0,01 % .
Molekyylimassa | 46.069 a. syödä. |
Jäätymispiste | -114,15 °C |
Kiehumislämpötila | 78,39 °C |
Kriittinen piste | 241 °C (6,3 MPa:n paineessa) |
Liukoisuus | Sekoittuu mielivaltaisissa suhteissa bentseenin , veden , glyseriinin , dietyylieetterin , asetonin , metanolin , etikkahapon ja kloroformin kanssa |
Taitekerroin | Taitekerroin (natriumin D-linjalle) 1,3611 ( 20 ° C :ssa ) |
Muodostumisen standardientalpia ΔH | −234,8 kJ/mol (g) (298 K:ssa) |
Koulutuksen standardientropia S | 281,38 J/mol K (g) (298 K:ssa) |
Normaali molaarinen lämpökapasiteetti C p | 1,197 J/mol K (g) (298 K:ssa) |
Fuusioentalpia Δ H -sula | 4,81 kJ/mol |
Kiehumisentalpia Δ H paali | 839,3 kJ/mol |
Seos, jossa on 95,57 painoprosenttia etanolia ja 4,43 painoprosenttia vettä, on atseotrooppinen , eli ei erotu tislauksen aikana , normaalipaineessa kiehumispiste on 78,174 °C, kun taas absoluuttisella etanolilla on korkeampi kiehumispiste 78, 39 °C [2] [8] .
Etanoli sekoitetaan veteen mielivaltaisessa suhteessa, kun sekoitetaan, havaitaan merkittävä, jopa useita prosentteja seoksen tilavuuden lasku suhteessa puhtaiden aineiden alkuperäiseen kokonaistilavuuteen, esimerkiksi kun sekoitetaan 50 ml etanolia Muodostuu 50 ml vettä, 97 ml liuosta. Myös sekoittamiseen liittyy jonkin verran seoksen kuumennusta.
Absoluuttinen etanoli jähmettyy -114,5 °C:ssa [9] . Etanolin ja veden seosten sulamislämpötila laskee etanolin pitoisuuden kasvaessa liuoksessa ja saavuttaa minimin, kun etanolin massapitoisuus vedessä on 93,5 % - etanoli-vesi- eutektiikka , jonka sulamispiste on -118 °C [10] . Matalissa lämpötiloissa, alle -20 °C , etanolin vesiliuos (96 %) ei käytännössä haihdu ja muuttuu viskoosiksi nesteeksi. -70°C:ssa se muuttuu vielä viskoosimmaksi ja valuu kuin paksu hunaja.
t | 10°C | 20°С | 30°C | 40 °C | 50 °C | 60 °C | 70 °C | 80 °C | 90°С | 100 °C | 110°С | 120°С | 130 °C | 140 °C |
P, mm Hg | 23.6 | 43.9 | 79.2 | 135.3 | 222.2 | 352,7 | 543,6 | 809.7 | 1170,4 | 1651,5 | 2280.2 | 3087,5 | 4107.9 | 5380.2 |
P, 105 Pa | 0,0315 | 0,0585 | 0,1056 | 0,1804 | 0,2962 | 0,4702 | 0,7247 | 1,0795 | 1,5604 | 2.2018 | 3.04 | 4,1163 | 5,4767 | 7.173 |
P, atm | 0,0311 | 0,0578 | 0,1042 | 0,1780 | 0,2924 | 0,4641 | 0,7153 | 1,0654 | 1,5400 | 2.1730 | 3.0003 | 4,0625 | 5.4051 | 7,0792 |
log p [kPa] = 7,81158 - 1918,508 / (252,125 + t[°C]) lämpötiloissa -31 - 78 °С
Tyypillinen yksiarvoisten alkoholien edustaja.
palava Helposti syttyvät. Riittävän pääsyn ilmaan se palaa (hapensa ansiosta ) vaalealla sinertävällä liekillä muodostaen loppuhapetustuotteita - hiilidioksidia ja vettä :
.Tämä reaktio etenee vieläkin voimakkaammin puhtaan hapen ilmakehässä .
Tietyissä olosuhteissa (lämpötila, paine, katalyytit ) on mahdollista myös kontrolloitu hapetus (sekä alkuainehapella että monilla muilla hapettimilla) asetaldehydiksi , etikkahapoksi , oksaalihapoksi ja joihinkin muihin tuotteisiin, esim.
.Sillä on lieviä happamia ominaisuuksia, erityisesti, kuten happoja, se on vuorovaikutuksessa alkalimetallien , samoin kuin magnesiumin , alumiinin ja niiden hydridien kanssa, vapauttaen vetyä ja muodostaen suolan kaltaisia etylaatteja, jotka ovat tyypillisiä alkoholaattien edustajia :
, .Reagoi palautuvasti karboksyylihappojen ja joidenkin epäorgaanisten happea sisältävien happojen kanssa muodostaen estereitä :
, .Vetyhalogenideilla ( HCl , HBr , HI ) joutuu palautuviin nukleofiilisiin substituutioreaktioihin :
.Ilman katalyyttejä reaktio HCl:n kanssa on suhteellisen hidasta; paljon nopeammin - sinkkikloridin ja joidenkin muiden Lewis-happojen läsnä ollessa .
Vetyhalogenidien , fosforihalogenidien ja halogeenioksidien sijaan voidaan käyttää tionyylikloridia ja joitain muita reagensseja korvaamaan hydroksyyliryhmä halogeenilla, esimerkiksi:
.Etanolilla itsessään on myös nukleofiilisiä ominaisuuksia. Erityisesti se on suhteellisen helppo kiinnittää aktivoituihin useisiin sidoksiin, esimerkiksi:
.Reagoi aldehydien kanssa muodostaen puoliasetaaleja ja asetaaleita :
, .Kohtalainen (ei yli 120 °C ) kuumentamalla väkevällä rikkihapolla tai muilla happamilla vettä poistavilla aineilla muodostaa dietyylieetteriä :
.Voimakkaalla lämmityksellä rikkihapolla sekä höyryn kulkeutuessa 350-500 °C:seen kuumennetun alumiinioksidin yli tapahtuu syvempää dehydraatiota . Tämä tuottaa eteeniä :
.Käytettäessä katalyyttejä, jotka sisältävät alumiinioksidin lisäksi erittäin dispergoitunutta hopeaa ja muita komponentteja, dehydratointiprosessi voidaan yhdistää etyleenin kontrolloituun hapetukseen alkuainehapella, minkä seurauksena on mahdollista toteuttaa yksivaiheinen eteenin valmistusprosessi. oksidi tyydyttävällä saannolla :
.Alumiinin , piin , sinkin ja magnesiumin oksideja sisältävän katalyytin läsnä ollessa se käy läpi sarjan monimutkaisia muutoksia, jolloin päätuotteena muodostuu butadieeni ( Lebedev - reaktio ):
.Vuonna 1932 tämän reaktion perusteella Neuvostoliitossa järjestettiin maailman ensimmäinen laajamittainen synteettisen kumin tuotanto .
Heikosti emäksisessä ympäristössä se muodostaa jodoformin :
.Tällä reaktiolla on jonkin verran merkitystä etanolin kvalitatiivisessa ja kvantitatiivisessa määrittämisessä ilman muita saman reaktion antavia aineita.
Syttyvä väritön neste; kylläisen höyryn paine, kPa: lg p [kPa] = 7,81158 - 1918,508 / (252,125 + t[°C]) lämpötiloissa -31 - 78 °С; palamislämpö - 1408 kJ/mol; muodostumislämpö −239,4 kJ/mol; leimahduspiste 13 °C (suljettu upokas), 16 °C (avoin upokas); syttymislämpötila 18 °C; itsesyttymislämpötila 400 °C; liekin leviämisen pitoisuusrajat 3,6-17,7 tilavuusprosenttia; liekin leviämisen lämpötilarajat: alempi 11 °С, ylempi 41 °С; pienin flegmatisoiva pitoisuus, tilavuusprosentti: CO 2 - 29,5, H20 - 35,7, N 2 - 46; suurin räjähdyspaine 682 kPa; maksimipaineen nousunopeus 15,8 MPa/s; palamisnopeus 0,037 kg/(m 2 s); suurin normaali liekin etenemisnopeus on 0,556 m/s; pienin sytytysenergia - 0,246 MJ; Räjähtävän hapen vähimmäispitoisuus on 11,1 tilavuusprosenttia.
On olemassa kaksi päätapaa tuottaa etanolia - mikrobiologinen (alkoholikäyminen ) ja synteettinen ( etyleenihydraatio ) .
Muinaisista ajoista tunnettu menetelmä etanolin valmistamiseksi on hiilihydraatteja sisältävien luomutuotteiden ( rypäleet , hedelmät jne. ) alkoholikäyminen hiiva- ja bakteerientsyymien vaikutuksesta . Perunan , riisin ja maissitärkkelyksen käsittely näyttää samalta . Polttoainealkoholin lähde on ruo'osta valmistettu raakasokeri ja niin edelleen. Tämä reaktio on melko monimutkainen, sen tulos voidaan ilmaista yhtälöllä:
.Fermentoinnin tuloksena saatu liuos sisältää enintään 15 % etanolia, koska hiiva ei ole elinkelpoinen väkevämmässä liuoksissa. Näin saatu etanoli on puhdistettava ja väkevöitävä, tavallisesti tislaamalla .
Etanolin saamiseksi tällä menetelmällä käytetään useimmiten erilaisia Saccharomyces cerevisiae -lajin hiivakantoja , esikäsiteltyä sahanpurua ja/tai niistä saatua liuosta ravintoalustana.
Alkoholin teollinen tuotanto biologisista raaka-aineistaNykyaikainen teollinen teknologia etyylialkoholin valmistamiseksi elintarvikeraaka-aineista sisältää seuraavat vaiheet:
Käymisen tuotantojätteitä ovat hiilidioksidi , vinassi , eetteri-aldehydifraktio, fuselalkoholi ja fuselöljyt .
Tislauslaitokselta (BRU) tuleva alkoholi ei ole vedetöntä, sen etanolipitoisuus on enintään 95,6 %. Sen sisältämien vieraiden epäpuhtauksien pitoisuudesta riippuen se jaetaan seuraaviin luokkiin:
Nykyaikaisen tislaamon tuottavuus on noin 30 000-100 000 litraa alkoholia päivässä.
Hydrolyysin tuotantoTeollisessa mittakaavassa etyylialkoholia saadaan selluloosaa sisältävistä raaka-aineista ( puu , olki ), joka on esihydrolysoitu . Saatu pentoosien ja heksoosien seos altistetaan alkoholikäymiselle. Länsi-Euroopan ja Amerikan maissa tämä tekniikka ei ollut laajalle levinnyt, mutta Neuvostoliitossa (nyt Venäjällä ) oli kehittynyt rehuhydrolyysihiivan ja hydrolyysietanolin teollisuus.
Teollisuudessa ensimmäisen menetelmän ohella käytetään eteenin hydraatiota . Nesteytys suoritetaan kahdella kaaviolla:
Tähän reaktioon liittyy rinnakkainen, ei-toivottu dietyylieetterin muodostusreaktio .
Etanoli, jota saadaan eteenin hydrataatiolla tai käymisellä, on vesi-alkoholi-seos, joka sisältää epäpuhtauksia. Puhdistus on välttämätöntä sen teollisissa, elintarvike- ja farmakopeasovelluksissa. Jakotislauksen avulla voit saada etanolia, jonka pitoisuus on noin 95,6 % (paino) ; tämä erottamaton tislausatseotrooppi sisältää 4,4 % vettä (w/w) ja sen kiehumispiste on 78,15°C .
Tislaus vapauttaa etanolin sekä haihtuvista että raskaista orgaanisten aineiden fraktioista (tislausjäännös).
Absoluuttinen alkoholi on etyylialkoholia, joka ei käytännössä sisällä vettä. Se kiehuu 78,39 °C:ssa , kun taas puhdistettu alkoholi, joka sisältää vähintään 4,43 % vettä, kiehuu 78,15 °C:ssa . Saatu bentseeniä sisältävän alkoholin tislaamalla ja muilla menetelmillä [12] , esimerkiksi alkoholia käsitellään aineilla, jotka reagoivat veden kanssa tai absorboivat vettä, kuten poltetun kalkin CaO tai kalsinoitu kuparisulfaatti CuSO 4 [13] .
Etanolia käytetään polttoaineena , liuottimena , raaka-aineena kemianteollisuudessa, lääketieteessä desinfiointiaineena jne.
Ensimmäinen, joka käytti etanolia moottoripolttoaineena , oli Henry Ford , joka loi vuonna 1880 ensimmäisen etanolilla toimivan auton. Mahdollisuus käyttää alkoholia moottoripolttoaineena esitettiin myös vuonna 1902, jolloin Pariisissa järjestetyssä kilpailussa esiteltiin yli 70 kaasutinmoottoria, jotka toimivat etanolilla ja etanolin ja bensiinin seoksilla [14] . Etanolilla on korkea oktaaniluku , joten se sopii korkeapaineisiin bensiinimoottoreihin .
Etanolia voidaan käyttää polttoaineena , myös rakettimoottoreissa ( esim . etanolia käytettiin polttoaineena maailman ensimmäisessä massatuotetussa ballistisessa ohjuksessa - saksalaisessa V-2 :ssa ja Korolevin suunnittelemissa varhaisissa Neuvostoliiton ohjuksissa - R-1 :stä R :hen - 5 ), polttomoottorit, kotitalous-, retkeily- ja laboratoriolämmittimet (ns. "alkoholilamput"), turistien ja sotilashenkilöstön lämmitystyynyt (katalyyttinen itsehapetus platinakatalyytillä). Rajoitettu ( hygroskooppisuuden vuoksi) sitä käytetään seoksissa klassisten öljynestepolttoaineiden kanssa. Sitä käytetään korkealaatuisen polttoaineen ja bensiinin komponenttien valmistukseen - etyyli-tert-butyylieetteriin , joka on riippumattomampi fossiilisista orgaanisista aineista kuin MTBE .
Se on yleinen liuotin eri aineille ja hajuvesien , Kölnin vesien , aerosolien jne. pääkomponentti . Se sisältyy useisiin tuotteisiin, kuten hammastahnoihin, shampoihin, suihkutuotteisiin jne.
Veden ohella se on alkoholijuomien ( vodka , viini , gin , olut jne.) pääkomponentti. Sitä esiintyy pieninä määrinä myös useissa käymisprosessilla saaduissa juomissa, joita ei ole luokiteltu alkoholipitoisiksi ( kefiiri , kvass , kumiss , alkoholiton olut jne.). Tuoreen kefirin etanolipitoisuus on mitätön ( 0,12 % ), mutta pitkään seisotettuna, varsinkin lämpimässä paikassa se voi nousta 1 %:iin. Koumiss sisältää 1-3 % etanolia (jopa 4,5 % vahvassa ), kvass - 0,5-1,2 % [17] .
Liuotin elintarvikkeiden mausteille . Sitä voidaan käyttää säilöntäaineena leipomotuotteissa sekä makeisteollisuudessa [18] .
Rekisteröity elintarvikelisäaineeksi E1510 [19] .
Etanolin energia-arvo on 7,1 kcal/g.
Sitä käytetään biologisten valmisteiden kiinnittämiseen ja säilöntään. Käytetään tahrojen, kuten puiden mahlan , poistamiseen .
Polttoaineetanoli jaetaan bioetanoliin ja muilla menetelmillä saatuun etanoliin ( muovijätteestä , syntetisoituna kaasusta jne .).
Bioetanoli on nestemäistä etanolia sisältävää polttoainetta , jota saadaan erikoislaitoksissa tärkkelystä , selluloosaa tai sokeria sisältävistä raaka-aineista lyhyttislauksella ( mikä mahdollistaa polttoaineena käytettäviksi riittävän laadun saavuttamisen). Se sisältää etanolin lisäksi metanolia ja fuselöljyjä , mikä tekee siitä täysin juomakelvottomaksi [20] .
Sitä käytetään puhtaassa muodossaan (tarkemmin sanottuna atseotroopin muodossa 96,6%) ja useammin seoksena bensiinin (ns. gasohol ) tai dieselpolttoaineen kanssa .
Bioetanolin tuotanto ja käyttö lisääntyvät useimmissa maailman maissa ympäristöystävällisempänä ja uusiutuvana vaihtoehtona öljylle [21] (pääsemätön linkki) .
Vain autot , joissa on sopiva moottori tai yleiskäyttöinen Flex-Fuel (jossa voidaan käyttää bensiinin ja etanolin seoksia missä tahansa suhteessa) , voivat käyttää täysin bioetanolia . Perinteinen bensiinimoottori pystyy kuluttamaan bensiiniä enintään 30 % etanolin lisäyksellä , on myös mahdollista muuttaa perinteinen bensiinimoottori, mutta tämä ei ole taloudellisesti mahdollista.
Eräs ongelma on bensiinin ja dieselpolttoaineen sekoittumattomuus etanolin kanssa, mikä aiheuttaa seoksen erottumisen (aina alhaisissa lämpötiloissa). Tämä ongelma on erityisen tärkeä maille, joissa ilmasto on kylmä. Ratkaisua tähän ongelmaan ei ole vielä löydetty [22] .
Etanolin ja muiden polttoaineiden seosten etuna puhtaaseen etanoliin verrattuna on parempi syttyvyys sen alhaisen kosteuspitoisuuden vuoksi, kun taas puhdasta etanolia (luokka E100, käytännöllinen C 2 H 5 OH -pitoisuus 96,6 % ) ei voida erottaa atseotrooppitislauksella . Erottaminen muilla tavoilla on kannattamatonta. Kun etanolia lisätään bensiiniin tai dieselpolttoaineeseen, vesi hiutalee pois.
Eri maissa on voimassa seuraavat valtion ohjelmat etanolin ja sitä sisältävien seosten käytöstä polttomoottorilla varustetuissa ajoneuvoissa [ 22] [23] [24] :
Maa | Vaatimukset |
---|---|
Brasilia | Bensiinissä 22-25 % etanolia, 2 % dieselpolttoaineessa [ 25] , korkea-etanolipitoisia laatuja on saatavilla (E85, E100), niiden osuus markkinoilla on vähitellen nousussa. Päälähde on sokeriruoko . Noin 25-30 % maailman polttoainealkoholin tuotannosta. |
USA | Etanolin ja bensiinin seoksen merkit (E85, E10) otetaan käyttöön. Odotetaan ottavan käyttöön 20 prosenttia vuoteen 2020 mennessä[ määritä ] . Noin 55-60 % maailman polttoainealkoholin tuotannosta. |
Venezuela | 10 % etanolia bensiinissä. |
Euroopan unioni | Jopa ~6 % lisätään virheettömästi, etanolilaadut E10 ja sitä korkeammat otetaan käyttöön [26] [27] . |
Argentiina | Kaikkiin bensiinimerkkeihin vaaditaan 5 % :n lisäys etanolia, runsaasti pitoisuuksia sisältäviä merkkejä otetaan käyttöön. |
Thaimaa | 5 % etanolia on pienin sallittu pitoisuus bensiinissä. |
Ukraina | Bensiinin etanolipitoisuudeksi on lain mukaan vahvistettu 5 % vuodesta 2013 ja 7 % vuodesta 2014. Huoltoasemilla myydään laajasti polttoainetta, jonka bioetanolipitoisuus on 30-37,2 % |
Kolumbia | 10 % sekoitus suurissa kaupungeissa syyskuuhun 2005 mennessä . |
Kanada | 5 % sekoitus vuodesta 2010 [28] |
Japani | Bensiinissä saa olla enintään 3 % etanolia [29] . |
Intia | Tavoitteena on 20 prosentin biopolttoaineiden osuus vuoteen 2017 mennessä [30] . Nyt[ milloin? ] 5 %[ määritä ] . Sitä valmistetaan monista erilaisista raaka-aineista, erityisesti puulastuista. |
Australia | Bensiinissä oleva etanoli on enintään 10 %, luokka E10. |
Indonesia | 10 % alkoholia bensiinissä. |
Filippiinit | E10 otetaan vähitellen käyttöön. |
Irlanti | Luokat E5-E10 ovat melko laajalti käytössä ja niitä tullaan lisäämään jatkossakin. |
Tanska | Samanlainen kuin Irlanti. |
Chile | 2 % etanolipitoisuus autopolttoaineessa on sallittu. |
Meksiko | 3,2 % biopolttoaineita autojen polttoaineissa, pakollinen vuodesta 2012 [31] . Amerikka on vastahakoisin maa ottamaan käyttöön biopolttoaineita. |
Biopolttoainetuotannon käyttöönotto on kallis prosessi, mutta hyödyttää taloutta myöhemmin. Joten esimerkiksi 40 miljoonan gallonan kapasiteetiltaan etanolitehtaan rakentaminen tuo talouteen ( Yhdysvaltojen esimerkkiä käyttäen ):
Vuonna 2006 etanoliteollisuus antoi Yhdysvaltain taloudelle :
2,15 miljardia bushelia muutettiin etanoliksi Yhdysvalloissa vuonna 2006[ mitä? ][ täsmennä ] maissi , jonka osuus on 20,5 % vuotuisesta maissintuotannosta . Etanolista on tullut kolmanneksi suurin maissin kuluttaja karjan ja viennin jälkeen. 15 % Yhdysvaltain durran sadosta muunnetaan etanoliksi . Etanolintuotannon sivutuote on sammutusmurskaus , jota käytetään toissijaisena raaka -aineena ja jota voidaan käyttää myös biokaasun valmistukseen .
Yhdysvalloissa presidentti Bushin vuonna 2005 allekirjoittamassa energialakiehdotuksessa määrättiin, että vuoteen 2012 mennessä viljasta on tuotettava 30 miljardia litraa etanolia ja 3,8 miljardia litraa selluloosaa ( maissinvarret , riisin oljet , metsäteollisuuden jäte) vuoteen 2012 mennessä. 33] .
Polttoaineetanolin tuotanto maittain, milj. litraa. Renewable Fuels Associationin vuosikertomuksen tiedot arkistoitu 17. toukokuuta 2008 Wayback Machinessa .
Maa | 2004 [34] | 2009 [35] | 2014 [36] | 2019 [37] |
---|---|---|---|---|
USA | 13 381 | 40 125 | 54 131 | 59 809 |
Brasilia | 15 100 | 24 900 | 23 432 | 32 630 |
Euroopan unioni | 3 935 | 5470 | 5 451 | |
Kiina | 3649 | 2050 | 2404 | 3407 |
Intia | 1 749 | 347 | 587 | 2006 |
Kanada | 231 | 1 100 | 1931 | 1 893 |
Thaimaa | 280 | 1647 | 1 173 | 1 590 |
Argentiina | 159 | — | 606 | 1098 |
Venäjä | 750 | 517 | — | — |
Etelä-Afrikka | 416 | — | — | — |
Ranska | 829 | |||
Iso-Britannia | 401 | |||
Koko maailma | 40 769 | 73 948 | 93 008 | 110 155 |
Etanolin ja bensiinin seos on merkitty kirjaimella E. E-kirjaimen vieressä oleva numero ilmaisee etanolin prosenttiosuuden. E85 tarkoittaa seosta, jossa on 85 % etanolia ja 15 % bensiiniä.
Seoksia, joissa on enintään 20 % etanolia, voidaan käyttää kaikissa ajoneuvoissa . Jotkut autonvalmistajat kuitenkin rajoittavat takuuta käytettäessä seosta, jossa on yli 10 % etanolia. Yli 20 % etanolia sisältävät seokset vaativat monissa tapauksissa muutoksia ajoneuvon sytytysjärjestelmään .
Autovalmistajat valmistavat autoja, jotka toimivat sekä bensiinillä että E85:llä. Tällaisia ajoneuvoja kutsutaan nimellä " Flex-Fuel ". Brasiliassa tällaisia autoja kutsutaan "hybridiksi". Venäjän kielellä ei ole nimeä. Useimmat nykyaikaiset ajoneuvot tukevat tällaisten polttoaineiden käyttöä joko luonnollisesti tai valinnaisesti pyynnöstä.
Vuonna 2005 Yhdysvalloissa yli 5 miljoonassa ajoneuvossa oli hybridimoottori. Vuoden 2006 lopussa Yhdysvalloissa oli käytössä 6 miljoonaa tällaisilla moottoreilla varustettua ajoneuvoa . Kokonaisautokanta on 230 miljoonaa ajoneuvoa.
1200 huoltoasemaa myy E85:tä (toukokuu 2007 ). Yhteensä noin 170 000 huoltoasemaa myy autojen polttoainetta Yhdysvalloissa .
Brasiliassa noin 29 000 huoltoasemaa myy etanolia.
Brasilialaisen etanolin hinta (noin 0,19 dollaria litralta vuonna 2006) tekee siitä taloudellisen käytön [3] Arkistoitu 15. heinäkuuta 2014 Wayback Machinessa .
Bioetanolia polttoaineena kuvataan usein "neutraaliksi" kasvihuonekaasujen lähteeksi . Sen hiilidioksiditase on nolla , koska sen tuotanto käymisen ja sitä seuraavan polton kautta vapauttaa yhtä paljon hiilidioksidia kuin sen tuottamiseen käytetyt kasvit veivät ilmakehästä aiemmin . Etanolin rektifiointi vaatii kuitenkin lisäenergiakustannuksia, jotka syntyvät jollakin "perinteisistä" menetelmistä (mukaan lukien fossiilisten polttoaineiden polttaminen ).
Vuonna 2006 etanolin käyttö Yhdysvalloissa vähensi kasvihuonekaasupäästöjä noin 8 miljoonaa tonnia (CO 2 -ekvivalenttia), mikä vastaa suunnilleen 1,21 miljoonan auton vuosipäästöjä .
Etanolin biokemiassa tärkeä rooli on sillä, että se muodostaa liuoksia laajassa suhteessa sekä veden että rasvojen kanssa. Se on glukoosiaineenvaihdunnan sivutuote , terveen ihmisen veri voi sisältää jopa 0,01 % endogeenistä etanolia, joka on aineenvaihduntatuote [43] .
Suun kautta otettuna etanolilla on narkoottinen ja myrkyllinen vaikutus [43] , riippuen annoksesta, pitoisuudesta, elimistöön pääsystä ja altistuksen kestosta, sen vaikutus vaihtelee [44] . Mikä tahansa alkoholiannos vahingoittaa kehoa, turvallista annosta ei ole [39] [45] .
Narkoottinen vaikutus viittaa sen kykyyn aiheuttaa koomaa, stuporia , kivun tuntemattomuutta [46] , keskushermoston masennusta, alkoholin kiihottumista [47] , riippuvuutta [48] sekä sen anestesiavaikutusta [49] . Etanolin vaikutuksesta endorfiineja vapautuu nucleus accumbensissa (Nucleus accumbens), alkoholismista kärsivillä - myös orbitofrontaalisessa aivokuoressa (kenttä 10) [50] . Oikeudellisesta näkökulmasta etyylialkoholia ei kuitenkaan tunnusteta huumeeksi, koska tämä aine ei sisälly vuoden 1988 YK:n yleissopimuksen kansainväliseen valvottavien aineiden luetteloon [51] . Tietyillä annoksilla ruumiinpaino ja pitoisuudet johtavat akuuttiin myrkytykseen ja kuolemaan (tappava kerta-annos - 4-12 grammaa etanolia painokiloa kohti) .
Etanolin päämetaboliitti , asetaldehydi , on myrkyllinen, mutageeninen [52] ja mahdollisesti karsinogeeninen [53] . Asetaldehydin karsinogeenisuudesta on näyttöä eläinkokeissa . lisäksi asetaldehydi vahingoittaa DNA :ta [52] .
Krooninen etanolin käyttö voi aiheuttaa sellaisia sairauksia kuin maksakirroosi [54] , gastriitti [55] , nekrotisoiva haimatulehdus [56] , mahahaava [57] , rintasyöpä [58] [59] , mahasyöpä [60] ja syöpä. ruokatorvi [61] (eli se on syöpää aiheuttava aine [62] ), hemolyyttinen anemia [63] , hypertensio [64] , aivohalvaus [65] aiheuttavat sepelvaltimotaudista [66] kärsivien ihmisten äkillisen kuoleman [66] :159 ; voi aiheuttaa vakavia aineenvaihduntahäiriöitä [66] :157 . Alkoholi voi lisätä riskiä saada lapsi, jolla on synnynnäisiä hermoston poikkeavuuksia ja aiheuttaa kasvun hidastumista [67] .
Etanolin kulutus voi aiheuttaa oksidatiivisia vaurioita aivohermosoluille [ 68] sekä niiden kuoleman veri-aivoesteen vaurioitumisen vuoksi [68] .
Alkoholin väärinkäyttö voi johtaa kliiniseen masennukseen [69] [70] [71] ja alkoholismiin [72] .
Alkoholijuomien nauttiminen lääkityksen aikana on erittäin epätoivottavaa, koska alkoholi vääristää huumeiden vaikutusta ja tulee siten vaaralliseksi ihmishengelle . Alkoholijuomien negatiivinen vaikutus lääkehoidon tuloksiin on monipuolinen ja riippuu useista tekijöistä : potilaan yksilöllisistä ominaisuuksista, hänen herkkyydestään, taudin vakavuudesta , mutta kaikissa tapauksissa tehokkuudesta huumeita käyttävillä ja alkoholia käyttävillä potilailla . farmakoterapia heikkenee ja joskus jopa mitätöityy [66] :157,159 .
Pieniä määriä etanolia voi syntetisoitua maha-suolikanavan ontelossa mikro-organismien (ehdollinen endogeeninen alkoholi) fermentoinnin seurauksena [73] . Biokemiallisten reaktioiden olemassaoloa etanolin synteesin kanssa ihmiskehon kudoksissa (todellinen endogeeninen alkoholi) pidetään mahdollisena, mutta sitä ei ole todistettu tähän mennessä [74] [75] . Endogeenisen alkoholin määrä ylittää harvoin 0,18 ppm , mikä on nykyaikaisimpien laitteiden herkkyyden rajalla. Tavallinen alkometri ei pysty määrittämään tällaisia määriä [76] .
Etanoli voi olla terveydelle haitallista myös riittävän korkeina pitoisuuksina hengitettynä. Venäjän federaatiossa tälle aineelle on asetettu enimmäispitoisuusraja: 1000 mg / m 3 (keskimääräinen muutos 8 tunnin ajan) ja 2000 mg / m 3 (enintään kertaluonteinen). Vaaraluokan mukaan etyylialkoholi on luokiteltu 4. vaaraluokkaan [77] (vähän vaarallinen aine).
Useita nimiä käytetään viittaamaan tähän aineeseen. Teknisesti oikea termi on etanoli tai etyylialkoholi . Nimet alkoholi , viinin väkevä tai yksinkertaisesti alkoholi ovat kuitenkin yleistyneet , vaikka alkoholit tai alkoholit ovatkin laajempi aineluokka.
Nimet etanoli ja etyylialkoholi osoittavat, että tämä yhdiste sisältää etyylin perustanaan - etaaniradikaalin . Samalla nimessä oleva sana alkoholi (liite -ol ) osoittaa alkoholeille ominaisen hydroksyyliryhmän (-OH) pitoisuuden .
Alkoholin nimi tulee arabiasta. الكحل al -kuhul , eli sublimaatiolla saatu hieno jauhe [78] , jauhettu antimoni [79] , jauhe silmäluomien värjäykseen [80] . Keskiajan latinaksi sana lat. alkoholilla tarkoitetaan jauheita, tislattua vettä [81] [82] .
Sana "alkoholi" tuli venäjän kieleen sen saksankielisen version kautta . Alkoholi . Kuitenkin venäjän kielessä sanan "alkoholi" homonyymi "hienojauheen" merkityksessä on säilynyt myös arkaismin muodossa , ilmeisesti [83] .
Etanoliviinialkoholin nimi tulee lat . spiritus vini (viinin henki). Sana "alkoholi" tuli venäjän kieleen sen englanninkielisen version kautta . henki [84] .
Englannissa sanaa "alkoholi" käytettiin tässä mielessä jo XIII vuosisadan puolivälissä, ja vasta vuodesta 1610 alkaen alkemistit alkoivat käyttää sanaa "alkoholi" merkitsemään haihtuvia aineita, mikä vastaa alkoholin pääasiallista merkitystä. sana "spiritus" (haihtuminen) latinaksi [85] . 1670-luvulle mennessä sanan merkitys oli kaventunut "nesteisiin, joissa on korkea alkoholiprosentti" [86] , ja haihtuvia nesteitä kutsuttiin eettereiksi [87] .
Katso myös nimen etymologia artikkelista "Alkoholit" .
Temaattiset sivustot | |
---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
Bibliografisissa luetteloissa |
|
Alkoholit | |
---|---|
(0°) | metanoli |
Primaariset alkoholit (1°) | etanoli Propanol n- butanoli Isobutanol Amyylialkoholi Hexanol Heptanol Rasvaiset alkoholit Oktanoli (C8) Nonanoli (C9) Dekanoli (C10) Undekanoli (C11) Dodekanoli (C12) Tetradekanoli (C14) Setyylialkoholi (C16) |
Sekundaariset alkoholit (2°) |
|
Tertiääriset alkoholit (3°) |
|
Alkoholijuomat | |
---|---|
Korkea alkoholipitoisuus ( 66-96 %) | |
Vahva (31-65 %) |
|
Keski alkoholi (9-30 %) | |
alhainen alkoholipitoisuus (1,5-8 %) |
Orgaanisten polttoaineiden päätyypit | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Fossiili |
| ||||||||
Uusiutuva ja biologinen | |||||||||
keinotekoinen |