Биоэтанол дегеніміз – техникалық абсолюттендірілген спирт. Оның дай этанол дан атырмашылығы ауыл шаруашылық дақылдарынан өңдеп алуында. Атап айтатын болсақ биоэтанолды ауыл шаруашылық дақылдарының ішінде; бидай, арпа, жүгері, қант қызылшасы, қант қамысы, картоп, күріш және басқа да агро өнімдерді өңдеу арқылы алуға болады. Осы агродақылдардан өңделіп алынған биоэтанолды қайта өңдеп жанар-жағар май аллоды.

Биоэтанолды өңдеу арқылы алынған жанар-жағар май, мұнай өнімінен өңделіп алынған жанар-жағар майға қарағанда әрі тарзан, ауаны аса ластамайды. Бір сөзбен айтқанда экономикалық жағынан да, экологиялық жағдайда да өте тиімді. Жалпы биоэтанолды тек агродақылдардан ғана емес, сонымен қатар биологиялық қалдықтарды қайта өңдеу арқылы да алуға болады. Мысалы, күріш алқабынан қалған сабанин, ағаш өндірісінің қалдығы ағаш жаңқаларынан және тұрмыстық қалдықтардан да биоэтанол алуға болады. Биоэтанолды алынатын шикізаттарына байланысты бірінші және екінші ретті спирттер деп бөледі.

Бірінші ретті биоэтанолға-азық ретінде қолданылатын шикізаттар, яғни бидай, арпа, жүгері, қант қызылшасы, картоп, күріштен алынатын спирттерді жатқызамыз. Екінші ретті биоэтанолға ауыл шаруашылық дақылдарынан қалған қалдықтар мен роман, ағаш қалдықтарынан алынған спирттер жатады Осы барлық өндірілген этанолдың 80% - жанар-жағар май ретінде қолданылса, 12% - техникалық, 8% - азы қ -т ү лік ретінде пайдаланылады

Биоэтанолдың әлемдік деңгейдегі алтын орны Қазіргі таңда биоэтанол өндірісі әлемдік деңгейде артып келе жатыр. Мәселен, биоэтанол өндіруде 2010 жылғы мәліметтерге сүйенетін болсақ, әлем ботынша алдыңғы қатарда тұрған АҚШ пен Бразилияға өнімнің 89,7% - тиесілі, яғни оның 45% Бразилия және 44,7% АҚШ елдерінде өндіріледі. Бразилияда этанолды қант қамысынан, ал АҚШ - жүгеріден аллоды. Мамандардың зерттеуіне сүйенер болсақ, жүгеріге қарағанда қант қамысынан биоэтанол алу өте қолайлы.

Дүние жүзі ботынша биоэтанолды азық-түлік дақылдарын ферментациялық жолмен ашытып спирт, ал алынған биоэтанол дан жанар-жағар май аллоды. биоэтанол өндірісінде игерілетін шикізаттардың мөлшері дүние жүзі ботынша астықтан өндірілетін өнім 117,2 млн/т, қант қызылшасы-9,1, қант қамысы - 323,8, өсімдік майи 13,7 млн/тонн анны құраса, Еуропалық одақта (ЕО) астық-7,5, қант қызылшасы-9,1, өсімдік майи-8,3 млн/т құрайды. Соның ішінде әлем ботынша биоэтанол өндіруден алдыңғы қатарда тұрған Бразилияда қант және қанттық мелассасы-13,8, қант қамысы-313,4 млн/т, ал Канадада астық-5,4; АҚШ астық-98,9; өсімдік майи-1,6 млн/тонна шикізат игеріледі

Қазіргі таңда әлемдік статистикаға сүйенетін болсақ биоэтанолды жанар-жағар май ретінде қолданатын мемлекеттер саны жылдан жылға артып келеді. Мысалы, Швецияда көлiктердiң 80 патызы осы жанар-жағар май түрімен жүредi. Қазірдің өзінде биоэтанолды мұнай өнімдеріне қоспа ретінде қоладанады. Дәлірек айтатын болсақ Е85 - жағармайиның құрамында 85% биоэтанол дан 15% мұнай қоспаларынан тұратынын білдіреді. Биоэтанол жанар-жағар май құрамындағы октан санин арттырып көліктердің іштен жану двигателінің жұмысын жақсартады. Биоэтанол дан өнім алу үшін міндетті түрде жер ресурстарының болуы қажет. Бұл көрсеткіш ботынша Еуропалық Одақта осы өндіріске 50% жер ресурсы мен қамтамасыз ггете аллоды, ал Жапония 5 % ғана қамтамасыз ггететін мүмкіндігі бар. Осы мәселе ботынша биоэтанол өндіруде біздің республикамыз жер ресурстарымен толықтай қамтамасыз ггете аллоды.

Биоэтанолды алудағы көптеген жобалар индустриалды түрде өндірісте қолданылмай жатыр, ал негізгі мақсаты одна алынған өнімді - мұнай синтезінен алынған өнімінің орнын алмастырып, өндіріске жанар жағар май, отын қоры ретінде ұсыну. Зерттеу стратегиясы ботынша дүние жүзілік деңгейде биоэтанолды өңдеу негізінде төрт бағыт ұсынылып отыр: Этиленді синтез дэу; Хош иісті көмірсутоктерді синтез дэу арқылы алынған өнімдігидрлеп отын қорына айналдыру; Биоотын өндіру; Дивинил синтезі

Этилен синтезі Этиленді мұнай химиясы өндірісінде этанолды дегидратациялау арқылы алып полиэтилен, этилен оксиді мен дихлорэтан алу үшін қолданылады. Этанолдан этилен алу реакциясы біздің заманымыздан бірнеше ғасыр бұрын белгілі болған: CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O (1) Бұл процесті жүзеге асыру үшін сұтық бейорганикалық қышқылдарды катализатор ретінде қолданған. Ал қазіргі кезде бұл процесті жүзеге асыру үшін, ең қолайлы катализатора ретінде суға төзімді титан және алюминий оксидтері, алюмосиликаттар, цеолит тер және тағы басқа қышқылдық қаситеттері босым қатты кеуекті бейорганикалық материалдар қолданылады

Хош иісті көмірсутоктерді синтез дэу жолдары Биоэтанол конверсияланған кезде – бензол, этилбензол, толуол, ксилол дар және тағы басқа да ароматы көмірсутоктер бөлінеді. Реакция нәтижесінде алынған көмірсутоктердің өндірісте де, отын қоры ретінде де алтын өз үлесі бар. Биоэтанолды конверсиялау мен дегидратациялаудан басқа спиртке бензолды және басқа да ароматы көмірсутоктерді араластыра отырып цеолит қатысында алкилдеуге болады: C6H6+ CH3CH2OH CH3CH2– C5H5+ H2O (2) Бұл реакцияны практика жүзінде этилбензол бөлінгенде тоқтату өте қиын, өйткені ары қарай процессті жалғастыра беретін болсақ - диэтилбензол, триэтилбензол түзіледі. Этилбензол-бензолды алкилдеу арқылы алынатын өнім, оны негізінде өндірісте дегидратациялық жолмен стирол алу үшін қолданады.

Зерттеу ж ұ мыстарыны ң н ә тижесінде 92-95% биоэтанолды конверсия лауда оларды ң қ ысымын, температура сын ба қ ылай отырып цеолит тер қ атысында с ұ ты қ фракциялар 350 С-400 С б ө лінеді ж ә не 50-70% суток алу ғ а болады. Дегидратациялау процесінде биоэтанол дан % ароматы к ө мірсутоктер алу ғ а болады.

Дивинил синтезі Биоэтанолды бір уақытта дегидрлеп және дегидратация лап дивинил алуға болады.. Бұл әдісті ең алғаш С.В. Лебедев ұсынған. 2C2H5OHCH – CH = CH2 + 2H2O (3) Процесс 450 С катализатор ретінде ZnO,Al2O3 қатысында жүреді. Алайда бұл әдісті бұрын В.Н. Ипатьев ұсынған деп, кейіннен Лебедев-Ипатьев әдісі деп аталған. Дивинилді синтез дэу әдісін өндірісте кең қолданысқа ие болған, алайда кейін этил спиртін сатылап синтез дэу арқылы Ю.А. Горин төмендегі процесті ұсынған.

Қорытынды Қорыта келгенде осы жоғарыда айтылған процестер зерттеу жұмыстарын жасаудың ғылымдағы басты бағыты ретінде биоэтанолды каталитикалық түрде селективтілігін есептеуде, технологиялық тұрғыда өндіріске ұсынуға негіз болып отыр. Бұл салата ғылыми-зерттеу жұмыстарын жасау әлемдік деңгейде де, бәсекеге талпыныс ретінде де, дүние жүзілік нарықта да, өнеркәсіптерде де үлкен қызығушылық танытуда. Оған дәлел мұнай өнімін алмастыру мақсатында биоэтанол өндіру үшін дүние жүзі ботынша үлкенді-кішілі 200-ге торта өндіріс орындары салынып жұмысжасауда. Ал республикамызда биоэтанолды өндеудің маңызы өте зорь. Бұған біздің еліміздің барлық жағдайлары жасалған. Қазіргі таңда биоэтанолды конверсия лап, биоотындар, олефиндер мен ароматы көмірсутоктер алу көзделіп отыр. Жану проблемалар институтының, тотығу катализі зертханасында ағындық каталитикалық қондырғы арқылы биоэтанолды каталитикалық жолмен дегидратациялау жұмыстары жасалынып жатыр. Биоэтанолды каталитикалық жолмен конверсия лауда әр түрлі тасымалдағыштар мен катализатора зерттелуде. Мәселен биоэтанолды конверсия лауда церий оксидтерін әр түрлі цеолит терге (СаА, КА, NaA, NaX ) отырғызып 85-89% этилен алынды.