乙醇蒸汽受热分解的可能产物
主要是乙烯和乙醚
1、参考实验室制乙烯的反应,在浓硫酸催化下,170度加热,乙醇脱水成为乙烯
2、140度下,乙醇分子间脱水生成乙醚
当然了,在合适催化剂作用和温度条件下,乙醇裂解反应能产能各种类型的碳纳米管,以及氢气
乙醇是一种有机物,俗称酒精,结构简式CH₃CH₂OH、C₂H₅OH或,分子式C₂H₆O,是带有一个羟基的饱和一元醇,在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,它的水溶液具有酒香的气味,并略带刺激。有酒的气味和刺激的辛辣滋味,微甘。
可以.
在三氧化二铝(脱水催化剂)及氧化锌(脱氢催化剂)的作用下,乙醇分解生成丁二烯-1,3:
2C2H5OH = [Al2O3(75%)~ZnO(25%),450度] CH2=CHCH=CH2 + 2H2O(39.1%) + H2(2.2%)
反应历程如下:
乙醇转变为丁二烯-1,3的反应历程,主要有以下两种解释:
1、乙醇先脱水后脱氢
C2H5OH = (Al2O3加热) CH2=CH2+H2O
2CH2=CH2 = (ZnO加热) CH2=CHCH=CH2+H2
2、乙醇先脱氢后脱水
CH3CH2OH = (ZnO加热) CH3CHO+H2
2CH3CHO =(缩合) CH3CHCH2CHO(第二个碳原子上挂个羟基) =(脱水,-H2O) CH3CH=CHCHO丁醛
CH3CH=CHCHO+H2 = CH3CH=CHCH2OH =(脱水,异构化) CH2=CHCH=CH2+H2O
另外,乙醇在浓硫酸催化下加热,140度生成乙醚,170度生成乙烯.
酒精在乙醇脱氢酶催化下生成乙醛,乙醛对机体是由剧毒的(氧化型太强),所幸的是,乙醛在乙醛脱氢酶催化下迅速转化为乙酸了。
泛酸、腺嘌呤、核糖核酸、磷酸构成的主链与醋酸(盐)结合为乙酰辅酶A,从而进入代谢过程的。我只能告诉你这是一个很简单的化学反应,由乙酰辅酶A合成酶催化形成的。
所以,许多营养学家认为适量饮用醋有益于健康也就是这个道理,不过,当乙酸过量,会降低内环境的PH,造成代谢紊乱产生病症。
至于说细胞色素P450,我只知道它是一种氧化酶(准确来说应该是加氧酶),w我想起来了,P450色素是与脂肪代谢有关的,它可以将远端的甲基氧化为仲醇基,仲醇基可以氧化为羧基以加快脂肪酸的β裂解。它在肝脏的各种代谢中都有着重要作用,具体是如何起作用的我还不清楚。
乙醇和聚乙烯塑料在通常情况下是不会发生反应的,但特殊环境情况中,乙醇和聚乙烯是有可能反应的,乙醇工业化可以生产聚乙烯。
乙醇的分子式为C2H5OH,也可写为EtOH,Et代表乙基。是醇类的一种,是酒的主要成份,俗称酒精,它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味,并略带刺激性。乙醇的用途很广,可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。
聚乙烯(polyethylene ,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。聚乙烯的力学性能一般,拉伸强度较低,抗蠕变性不好,耐冲击性好。聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工,广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用杂品等。
精炼乙醇是用蒸馏的,摄氏80度的馏分,可得到95%的乙醇
进一步提高纯度,用的是生石灰吸水,一般可得到99%-99.5%的含量
甘蔗中不主要含乙醇,没有从甘蔗里提出乙醇的....
但甘蔗渣可以用作乙醇发酵
核酸不溶于乙醇,所以可以使用乙醇对核酸进行漂洗,使残留的杂质溶解于乙醇,并最终通过离心去除。可总结为去除DNA中的残留杂质(对混杂的RNA无效)。
提取时,保证核酸一级结构的完整性;核酸样品中不应存在对酶有抑制作用的有机溶剂和过高浓度的金属离子;其他生物大分子如蛋白质、多糖和脂类分子的污染应降低到最低程度;其他核酸分子,如RNA,也应尽量去除。
扩展资料:
通常与已知分子量的标准DNA片段一起电泳,经比较可获知DNA标本大小。如条带拖尾,系加入DNA量太多或凝胶未制好。若DNA分子量小或一片模糊,表明DNA有降解。
破碎细胞同上,然后用高浓度甲酰胺解聚蛋白质与DNA的结合,再透析获得DNA可得DNA200kb左右。用盐酸胍裂解细胞,将裂解物铺于乙醇上,然后用带钩或U型玻璃棒在界面轻搅,DNA沉淀液绕于玻棒。生成DNA约80kb。
工业上大量生产氢气的方法是用水蒸汽通过灼热的焦炭,生成的水煤气经过分离得到氢气,电解水或甲烷与水蒸汽作用后生成的物质经分离也可以得到氢。随着对氢能越来越大的需求,近年来又开发出多种新的制氢方式。
在21世纪,氢的需求量将持续增加,最主要的应用可能是燃料电池和燃料电池电动车。燃料电池通过补加燃料实现连续运转,尤其适用于偏远隔绝的地方。这种装置体积小、效率高、排污很少,主要产物是水。然而,燃料电池商业化还存在巨大的障碍,即氢的储存与配给的问题。现有的工业方法难以避免这一困难,解决这些问题的有效办法之一就是通过合适的具有高能量密度的液体燃料的催化转化即时产生氢气。在所有可能利用的液体燃料中,低碳醇如甲醇和乙醇以其含氢量高、廉价、易储存、运输方便而成为最佳选择。甲醇和乙醇理论上都可以通过直接裂解、水蒸汽重整、部分氧化、氧化重整等方式转化为氢气。从长远观点看,乙醇无毒、不含易使燃料电池铂电极中毒的硫、易于储存和运输。因此由乙醇催化制氢必将是一种具有前景的制氢方法。然而,甲醇催化制氢的研究已经受到广泛的关注,相对而言,乙醇催化制氢的研究则还没有受到足够的重视,难度大,已有的积累仅限于热力学理论分析和催化剂与反应的初步探索。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提供了一种乙醇催化制氢的方法及系统。
本发明提供的一种乙醇催化制氢的方法,包括如下步骤:
步骤s1:以无水乙醇为原料,在催化剂作用下发生催化裂解反应,生成氢气和乙酸乙酯的混合气相产物;
步骤s2:将步骤s1所得混合气相产物冷却后进行气液分离,得到混合气相氢气和混合液相乙酸乙酯;
步骤s3:将步骤s2所得混合气相氢气进入含有脱氧催化剂的除氧装置,用于去除步骤s2所得混合气相氢气中的氧气;将步骤s2所得混合液相乙酸乙酯灌入乙酸乙酯罐;
步骤s4:将步骤s3所得混合气相氢气进入制冷机,用于液化步骤s3所得混合气相氢气中的乙酸乙酯,乙酸乙酯进一步液化凝结后,将所述液化乙酸乙酯分离,灌入所述乙酸乙酯罐;
步骤s5:将步骤s4所得混合气相氢气加热后进行变压吸附,得到纯净氢气。
本发明提供的乙醇催化制氢的方法以无水乙醇为原料,在催化剂作用下发生催化裂解反应,生成氢气和副产物乙酸乙酯,无水乙醇作为原料来源广泛、无毒、易储运,此外,副产物乙酸乙酯可作为化工原料被广泛使用,原料成本低,产物收益大。本发明中,通过制冷机液化副产物乙酸乙酯从而将其与主产物氢气有效分离,操作简便,效果显著,气态的氢气在经过变压吸附后能够去除掺杂的杂质气体,如乙烯、甲醛、乙酸乙酯等,得到纯净的氢气,可直接应用于燃料电池中。
进一步地,所述步骤s1中,所述催化剂为cu-zn-al催化体系,cu-zn-al催化体系具有高活性及高选择性,且成本较低,易形成规模化生产,在乙醇催化制氢的过程中,cu是反应活性组分,并促进c-h、o-h键的断裂,zn对催化活性没有明显的作用,al提高了cu的脱氢能力,使乙醇的转化率提高,并能在zn的作用下增加产物的收率和选择性。
进一步地,所述步骤s2中,将步骤s1所得混合气相产物冷却包括将步骤s1所得混合气相产物自然冷却或热交换,降温到25℃-85℃。根据氢气与副产物乙酸乙酯沸点的不同,能够更多的分离出氢气中的乙酸乙酯。
进一步地,所述步骤s3中,所述除氧装置内反应温度为20℃-70℃,反应压力为1-3pma,所述脱氧催化剂为负载有pt、pd、rh、au、ni、co中一种或多种的金属催化剂。
进一步地,步骤s4中,所述制冷机的制冷温度为-84℃~10℃。根据氢气与副产物乙酸乙酯熔点的不同,对混合气相产物进行降温,进一步分离出氢气中的乙酸乙酯。
更进一步地,步骤s4将步骤s3所得混合气相氢气进入制冷机之前,还包括将步骤s3所得混合气相氢气干燥。
进一步地,步骤s5中,所述变压吸附包括利用变压吸附装置得到纯净氢气和产生解吸气的过程。
更进一步地,所述变压吸附装置包括至少六个吸附塔,其中至少一个所述吸附塔处于进料吸附状态;吸附剂为活性炭或分子筛。
更进一步地,所述解吸气通入处于进料吸附状态的所述吸附塔中,进行循环变压吸附。
本发明还提供了一种乙醇制氢系统,包括:顺序相连的反应罐、气液分离器、除氧装置、制冷机、变压吸附装置,
其中,所述反应罐,用于发生催化裂解反应;
所述气液分离器,用于分离混合气相氢气和混合液相乙酸乙酯;
所述除氧装置,用于去除所述混合气相氢气中的氧气;
所述制冷机,用于液化步骤所述混合气相氢气中的乙酸乙酯;
所述变压吸附装置,用于纯化所述混合气相氢气,得到纯净氢气。
附图说明
图1为本发明的一个较佳实施例的一种乙醇制氢方法的流程图;
图2为本发明一个较佳实施例的一种乙醇制氢系统的流程结构示意图。
附图标记说明
1.反应罐;
2.气液分离器;
3.除氧装置;
4.制冷机;
5.变压吸附装置。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而,本发明并不局限于以下描述的实施方式。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合,且本发明的技术理念可以与其他公知技术或与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
参照图1所示,本实施方式提供的一种乙醇催化制氢的方法包括如下步骤:
步骤s1:以无水乙醇为原料,在催化剂作用下发生催化裂解反应,生成氢气和乙酸乙酯的混合气相产物,其中,所述催化剂可以为cu-zn-al催化体系,cu-zn-al催化体系具有高活性及高选择性,且成本较低,易形成规模化生产,在乙醇催化制氢的过程中,cu是反应活性组分,并促进c-h、o-h键的断裂,zn对催化活性没有明显的作用,al提高了cu的脱氢能力,使乙醇的转化率提高,并能在zn的作用下增加产物的收率和选择性。
此外,还可以在反应过程采用电加热矿物油的方法进行加热,一方面是因为反应需要吸收热量,另一方面是能够进一步气化无水乙醇,让反应稳定在220-280℃之间一个尽量狭窄的温度区间,使反应充分,减少副反应。
步骤s2:将步骤s1所得混合气相产物冷却后进行气液分离,得到混合气相氢气和混合液相乙酸乙酯,其中,将步骤s1所得混合气相产物冷却包括将步骤s1所得混合气相产物自然冷却或热交换,降温到25℃-85℃,优选的,可以为40℃。根据氢气与副产物乙酸乙酯沸点的不同,能够更多的分离出氢气中的乙酸乙酯。
步骤s3:将步骤s2所得混合气相氢气进入含有脱氧催化剂的除氧装置,用于去除步骤s2所得混合气相氢气中的氧气;将步骤s2所得混合液相乙酸乙酯灌入乙酸乙酯罐,其中,所述除氧装置内反应温度可以为20℃-70℃,反应压力为1-3pma,所述脱氧催化剂可以为负载有pt、pd、rh、au、ni、co中一种或多种的金属催化剂。除氧装置内的反应可以为利用氢气与氧气反应,从而除去氧气而生成水蒸气,虽然会消耗少量所需产物氢气,但不会引入新的杂质,且除氧效果优越。
步骤s4:将步骤s3所得混合气相氢气进入制冷机,用于液化步骤s3所得混合气相氢气中的乙酸乙酯,将所述液化乙酸乙酯分离后,灌入所述乙酸乙酯罐,其中,所述制冷机的制冷温度为-84℃~10℃。根据氢气与副产物乙酸乙酯熔点的不同,对混合气相产物进行降温,进一步分离出氢气中的乙酸乙酯,温度越低乙酸乙酯凝结越多越快,通过深度冷冻,乙酸乙酯的浓度能够从百分之几降低到百万分之几。
将步骤s3所得混合气相氢气通入制冷机前,还可以将混合气相氢气进行脱水干燥,避免在制冷过程中因气体中的水蒸气结冰而导致设备遭到破坏。
步骤s5:将步骤s4所得混合气相氢气加热后进行变压吸附,得到纯净氢气,其中,所述变压吸附包括利用变压吸附装置得到纯净氢气和产生解吸气的过程。可以为经过预处理后转化气自塔底进入吸附塔中正处于吸附工况的吸附塔,经由吸附、二次均压降压、顺放、逆放、冲洗、二次均压升压和产品最终升压等步骤,在吸附剂选择吸附的条件下一次性除去氢以外的绝大部分杂质,获得合格产品氢气从塔顶排出。
此外,步骤s4所得混合气相氢气温度较低,对其加热后再进行变压吸附,使得吸附更完全,产物纯度更高。
更进一步地,所述变压吸附装置可以包括至少六个吸附塔,其中至少一个所述吸附塔处于进料吸附状态;吸附剂可以为活性炭或分子筛。
更进一步地,所述解吸气通入处于进料吸附状态的所述吸附塔中,进行循环变压吸附。
在进行变压吸附前,还可以对步骤s4所得混合气相氢气进行变温吸附,主要去除乙烯及其它c2以上的重烃等可能出现的副反应产物。
本实施方式提供的乙醇催化制氢的方法以无水乙醇为原料,在催化剂作用下发生催化裂解反应,生成氢气和副产物乙酸乙酯,无水乙醇作为原料来源广泛、无毒、易储运,此外,副产物乙酸乙酯可作为化工原料被广泛使用,原料成本低,产物收益大。本实施方式中,通过制冷机液化副产物乙酸乙酯从而将其与主产物氢气有效分离,操作简便,效果显著,气态的氢气在经过变压吸附后能够去除掺杂的杂质气体,如乙烯、甲醛、乙酸乙酯等,得到纯净的氢气,可直接应用于燃料电池中。
参照图2所示,本实施方式还提供了一种乙醇制氢系统,包括:顺序相连的反应罐1、气液分离器2、除氧装置3、制冷机4、变压吸附装置5,
其中,所述反应罐1,用于发生催化裂解反应;
所述气液分离器2,用于分离混合气相氢气和混合液相乙酸乙酯;
所述除氧装置3,用于去除所述混合气相氢气中的氧气;
所述制冷机4,用于液化步骤所述混合气相氢气中的乙酸乙酯;
所述变压吸附装置5,用于纯化所述混合气相氢气,得到纯净氢气。
如无特别说明,本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定,而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地,本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数,并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地,除非是有特定的数量量词修饰的名词,否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式,在该技术方案中既可以包括单数个该技术特征,也可以包括复数个该技术特征。
在以上具体实施例的说明中,方位术语“上”、“下”、”左”、“右”、“顶”、“底”、“竖向”、“横向”和“侧向”等的使用仅仅出于便于描述的目的,而不应视为是限制性的。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。
本领域的普通技术人员可以理解,在上述的实施方式中,为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是即使没有这些技术细节和基于上述实施方式的种种变化和修改,也可以基本实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。因此,在实际应用中,可以在形式上和细节上对上述实施方式做各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。