При получении целлюлозы по наиболее распространенному сульфитному способу — нагреванием древесины, измельченной в щепу, с раствором бисульфита кальция, до «~150°, помимо удаления из древесины лигнина, подвергающегося разложению и превращению в растворимые вещества при действии указанного реагента, происходит также гидролиз гемицеллюлоз, а частично и целлюлозы. Получающийся после отфильтрован и я целлюлозы в количестве 10—12 м3 на 1 т целлюлозы отход производства — сульфитный щелок — содержит до 3,0% моносахаридов в растворе и после нейтрализации добавлением известкового молока сбраживается; на 1 т целлюлозы получается до 90 л спирта (называемого сульфитным) и до 50 кг кормовых дрожжей.
Наконец, за последние годы быстрыми темпами развивается производство синтетического этилового спирта гидратацией этилена. Сырьем в этом производстве служит обычно этиленовая фракция, получаемая при разделении коксового газа глубоким его охлаждением, а также газ, образующийся при пиролизе нефтепродуктов или попутного нефтяного газа. Для выделения этилена пирогаз подвергают чаще всего фракционированной конденсации путем глубокого охлаждения при повышенном давлении (см. часть XII, § 14); ректификация полученной при этом фракции углеводородов Q — Q дает этилен с содержанием 95—98% (по объему) или даже выше — до 99,9%.
Получение этилового спирта из этилена производится в настоящее время двумя способами.
Первым получил свое осуществление в промышленности способ, впервые разработанный А. М. Бутлеровым и его учеником В. Горяиновым в 1873 г., гидратации этилена при помощи серной кислоты (способ сернокислотной гидратации), осуществляемый в две стадии. В первой стадии при пропускании газа, содержащего этилен, в 97—98% серную кислоту происходит поглощение этилена с образованием этилсерной кислоты и в меньшей степени диэтил-сульфата:

Повышение температуры и давления благоприятствует более быстрому и полному протеканию указанных реакций, вследствие чего процесс проводят обычно при 80° и повышенном давлении так, чтобы парциальное давление этилена в исходной газовой смеси составляло около 10 am. Поглощение этилена протекает успешно и в том случае, если содержание его в газовой смеси невелико (30— 40% по объему).
Во второй стадии после разбавления реакционной смеси водой производится гидролиз сложных эфиров серной кислоты с образованием спирта, который отгоняется из смеси:
СН3—СН2—О—SQ3—0H-fH20-*CH3—CHa0Ht-f-H.2S04, (СН3—CH2)2S04+2H20->2CH3—CH2OHf-f H9S04.
В качестве побочного продукта образуется диэтиловый эфир.
Выход спирта доходит до 80%, считая на поглощенный этилен, а выход эфира достигает 10%. Значительными недостатками указанного способа получения являются необходимость регенерации больших количеств серной кислоты, что связано с ее потерями и расходом топлива, и сильная коррозия аппаратов.
Поэтому большим достижением явилось внедрение нового способа получения этилового спирта — прямой гидратацией этилена, т. е. непосредственным присоединением воды к этилену, протекающим в присутствии катализатора — фосфорной кислоты, нанесенной на пористый носитель — искусственно полученный алюмосиликат (применяемый в качестве катализатора при каталитическом крекинге, см. часть XII) или силикагель в виде шариков:
СН2=СН2 + Н20 СН3—СН2ОН + Q.
Достаточная активность указанного катализатора достигается, однако, лишь при высокой температуре (~280—300°). Оптимальное соотношение реагентов составляет 0,6—0,75 молей Н20: 1 моль этилена. С целью смещения равновесия в сторону образования спирта применяют повышенное давление (80 am), но даже и в этих условиях при однократном прохождении смеси через слой катализатора превращению подвергается лишь ~5% этилена. Вследствие этого приходится осуществлять многократную циркуляцию этилена и во избежание накопления примесей часть циркуляционного газа непрерывно выводить и присоединять к пирогазу; поэтому содержание этилена в исходном газе должно быть высоким (>95% по объему). В результате выход спирта на прореагировавший этилен достигает 95% от теоретического.
Этилен, сжатый в компрессоре 1 (рис. 111), смешивается с циркуляционным газом, который подается компрессором 2. Газ нагревается далее в теплообменнике 3 продуктами реакции и смешивается с перегретым водяным паром. Парогазовая смесь поступает в гидрататор 4 — стальной цилиндрический сосуд, выложенный внутри для защиты от коррозии листами меди и заполненный катализатором. Так как фосфорная кислота частично испаряется из пористого носителя, то в реакционную смесь после выхода ее из гидрататора вводится для нейтрализации раствор щелочи; для того чтобы восполнить потерю кислоты, ее вводят непрерывно в необходимом количестве в парогазовую смесь до входа последней в гидрататор. Реакционная смесь охлаждается в теплообменнике 3, а затем в конденсаторе 5. Образовавшийся водно-спиртовой конденсат после отделения в газоотделителе 6 от циркуляционного газа поступает через редукционный вентиль 7, где давление снижается до атмосферного, и сборник в отпарную ректификационную колонну. Здесь в результате нагревания жидкости паром в кипятильнике 12 и ректификации происходит отделение паров спирта, загрязненных примесями, от водного раствора фосфата натрия. Спирт очищается ректификацией в колонне.
Синтетический спирт по качеству не отличается от полученного из пищевого сырья, а себестоимость его примерно в 2 раза ниже. Все возрастающее применение этилена для синтеза этилового спирта позволяет резко снизить расходование пищевых продуктов для его получения: 1 т этилена заменяет 6 т ржи или 20 т картофеля.
Этиловый спирт применяется в больших количествах для технических целей, в первую очередь для получения из него по способу С. В. Лебедева бутадиена, а из последнего — бутадиенового и других видов синтетического каучука; затем спирт применяется в качестве растворителя во многих производствах и при изготовлении духов, лаков, лекарств и т. д., а также в качестве сырья для получения этиловых эфиров карбоновых кислот (растворители, душистые вещества и т. д.), хлороформа, диэтилового эфира и многих других веществ.
Рассмотренные способы получения синтетического этилового спирта применяются также для синтеза его гомологов. В производстве изопропилового спирта сырьем служит пропан-пропиленовая фракция, выделенная из газов нефтепереработки, которая перерабатывается обычно по способу сернокислотной гидратации. Так как поглощение пропилена происходит легче, чем этилена, то можно применять для этого более разбавленную кислоту (80% H2S04) и проводить процесс при более низкой температуре (40°) и давлении (парциальное давление пропилена в смеси 4—5 am). Изопропиловый спирт применяется в качестве растворителя и для получения из него путем окисления ацетона, одного из важнейших растворителей. Получение бутиловых спиртов из С4-фракции часто производится в две стадии: сперва газ обрабатывается под давлением 3 am 50-процентной серной кислотой при 15—20°, причем из смеси бутиленов извлекается практически только изобутилен; во второй стадии процесса в другом аппарате посредством более концентрированной (~65—70%) серной кислоты при 20—30° поглощается н-бутилен (бутен-1). Гидролизом образовавшихся при этом сложных эфиров серной кислоты получаются третичный и соответственно вторичный нормальный бутиловый спирт. Первый из них используется для получения отщеплением воды чистого изобутилена, второй — в качестве растворителя и для получения путем его окисления метилэтилкетона, применяемого в качестве растворителя.
Помимо получения спиртов, олефины используются для синтеза многих других веществ. Из этилена присоединением хлора получают дихлорэтан С1СН2СН2С1 (используемый в качестве растворителя и промежуточного продукта для получения хлористого винила, этиленгликоля НОСН2СН2ОН и т. д.), присоединением хлористого водорода — хлористый этил (применяемый для получения тетраэтилсвинца, проведения реакций этилирования и т. д.), присоединением хлорноватистой кислоты, образующейся при пропускании хлора в воду, — этиленхлоргидрин С1СН2СН2ОН (сырье для получения окиси этилена СН2—СН2, этиленгликоля и т. д.), полимеризацией — полиэтилен (—СН2—СН2—)„ (см. часть XIV, глава III) и т. д. Каталитическим дегидрированием н-бутилена получают бутадиен, полимеризацией изобутилена — полиизобутилен и т. д.:
(СН3)2=СН2->(С (СН3)2-СН2-).
полииэобутилен
Наконец, следует указать на синтез высокооктановых компонентов авиационного бензина. Из приведенного краткого обзора видно, какое большое значение приобрели олефины в промышленности органического синтеза и в народном хозяйстве страны.