Можно ли получить спирт из ацетилена? Далеко не каждому придет на ум такой вопрос. Если спросить обычного гражданина, то он спросит: «Зачем?» Ведь обычный спирт (этиловый) можно просто получать брожением из обычной свеклы или сахара. В каждом селе есть специалисты в этом вопросе. Однако ответ на этот вопрос вовсе не так однозначен. Для промышленных целей получение спирта из ацетилена часто оказывается весьма выгодным процессом.
Итак, немного истории. Если вспомнить, то исторически все было совершенно наоборот – ацетилен открыли при его синтезе из этилового спирта. А уже потом, после получения относительно дешевых и простых способов получения ацетилена из природного сырья, ученые-химики начали разрабатывать способы получения из него спирта.
Если посмотреть на сегодняшнее состояние, то обычный (этиловый) спирт в промышленности из ацетилена как раз не получают. Способы его получения в промышленных объемах открыты, реакции и технология разработаны. Но сегодня экономически дешевле получать ацетилен из другого газа – этилена. Этилен, как и ацетилен, получают в больших объемах при каталитической переработке нефти или продуктов ее первичной перегонки.
Среди множества промышленных способов получение этилового спирта из ацетилена наиболее экономически выгодным является получение по реакции Кучерова. Эта реакция была открыта в 1881 г. и описана русским ученым М. Г. Кучеровым. Высоко оценило его работы русское физико-химическое общество. В 1915 году для начинающих химиков была основана премия его имени.
При получении из ацетилена спирта (этилового или пищевого) в качестве исходного сырья применяется смесь ацетилена и водяного пара. Под действием катализатора эта смесь в результате превращается в уксусный альдегид. Этот самый альдегид восстанавливается водородом – получается обычный этиловый спирт (в присутствии никеля). Еще раз подчеркнем – сегодня в промышленных масштабах этот способ получения спирта не используется по экономическим соображениям.
Сегодня в промышленности применяют способ получения спирта из этилена – прямой гидратацией. При существующих ценах на сырье он оказался экономически выгоднее синтеза спирта из ацетилена. При этом используется парофазный каталитический способ.
Сама теоретическая возможность получения спирта (а также ацетона, уксусной кислоты и многих других веществ) была разработана в трудах академика А.Е. Фаворского. Он обосновал теоретическую возможность использования именно ацетилена в качестве исходного сырья. В качестве продуктов синтеза таких химических процессов в его работах описано множество полезных органических веществ.
Другой вариант химического способа получения спирта из ацетилена – синтез при давлении 7 МПа и температуре 300°С при использовании в качестве катализатора такой реакции ортофосфорной кислоты.
Ученые – химики продолжают изобретать новые способы получения спирта из ацетилена. Так зарегистрирован патент RU 2187491 на новый способ получения этилового спирта из ацетилена. При этом ацетилен обрабатывается смесью из гидразин-гидрата и перекиси водорода. Преимуществами этого процесса является отсутствие возможности взрыва или возгорания в процессе такого производства. При этом стадия получения ацетальдегида пропускается, что упрощает техническую организацию процесса.
Зато именно из ацетилена в промышленных масштабах синтезируют совсем другой спирт – виниловый. Этот синтез идет по способу Фаворского-Шостаковского. Но сам виниловый спирт достаточно неустойчив и непосредственно в чистом виде не используется. Зато на его основе получают виниловые эфиры и поливиниловый спирт.
Виниловые эфиры также синтезируются из смеси ацетилена и спиртов под небольшим давлением. В качества катализатора процесса используется едкий кали. Этот метод синтеза очень прост и пользуется заслуженной популярностью.
А уже из этих эфиров синтезируется гидролизом или алкоголизом поливиниловый спирт. Химия процесса такова, что непосредственно из винилового спирта поливиниловый получить нельзя.
Где же мы можем встретиться в обычной жизни с виниловыми (поливиниловыми) спиртами?
К примеру, поливиниловый спирт.
В больших объемах в промышленности его применяют для производства бензо- и бензомаслостойких прокладок, шлангов, листов.
В качестве сырья (полупродукта) поливиниловый спирт применяется в производстве клеев и пленок.
За счет его способности медленно растворяться в воде его используют для производства саморассасывающихся ниток для швов. Т.е. каждый, кому в больнице что-то зашивали рассасывающимися нитками, сталкивался с поливиниловым спиртом. Но не всегда об этом знал.
Другой вариант применения поливинилового спирта – это бизнес пищевых добавок. Проще говоря, добавка Е1203 – это и есть поливиниловый спирт. По внешнему виду это белый полимер. Он устойчив к растворам кислот и щелочей, действию бензина и масел. Эта добавка обеспечивает связывание воды в продуктах. Часто с ее помощью получают гладкую блестящую оболочку на драже.
Даже при производстве колбас и сыров, покрытых пленкой, по современной технологии тоже нужно применять поливиниловый спирт.
Добавка Е1203 часто включается в состав латекса, пищевого клея, шампуней, продуктов для гигиены детей и женщин. Вот бы они удивились, если бы знали, что для выпуска нежного детского шампуня с вкусным запахом использовали достаточно резко пахнущий ацетилен.
Для тех, кто любит искусственные цветы, скажем, что именно поливиниловый спирт (ПВС) чаще всего применяют для закрепления их лепестков из ткани. При закреплении таким способом искусственные цветы не боятся влаги и могут длительное время без повреждения находиться на открытом воздухе.
Поливиниловый спирт применяют в химическом производстве искусственного волокна. Там он выступает в роли защитного слоя при создании волокон.
Во многих популярных клеях поливиниловый спирт входит в клеящий состав в качестве загустителя.
Ну и для тех, кому свое здоровье дороже всего, скажем, что тот же поливиниловый спирт часто используют при переливании крови. Он входит в состав заменителя плазмы при отсутствии натуральных компонентов.
Промышленные поставки газа ацетилена в Украине осуществляет фирма «DP Air Gas». С перечнем продукции можно ознакомится здесь.
