在利分子筛进行乙醇脱水时,为什么会产生乙醛

分子筛不含铁离子变黄的原因是系统不洁净造成的，准确的说是铁锈的氧化性使乙醇被氧化产生脂类物质带入了产品，与分子筛本身应该没有关系。如果是选择不锈钢材质或者开车前清洗和吹扫做的好就不会出现这样的现象。个人观点，欢迎指正。 查看原帖>>

乙醇，就是我们通常说的酒精。纯乙醇的沸点为78.5℃，很容易燃烧，在世界面临能源危机的今天，开发利用乙醇作动力燃料，正受到人们越来越多的关注。

有的国家把乙醇掺进汽油里混合使用，称为醇汽油，效率甚至比单用汽油还高。产糖量居世界第一的巴西，完全用乙醇开动的汽车，已经在圣保罗的大街上奔驰了。

生产乙醇的主角是大名鼎鼎的酵母菌。它能够在缺氧的条件下，开动体内的一套特殊装置——酶系统，把碳水化合物转变成乙醇。近些年来人们又陆续发现，微生物王国中能够制造乙醇的菌种还不少，比如有一种叫酵单孢菌的，它的本领比酵母菌还高，不仅发酵速度快，生产效率高，而且能更充分地利用原料，产出的乙醇要比酵母菌高出8倍多，是更为理想的乙醇制造者。

在相当长的一段时间里，微生物用来生产乙醇的原料主要是甘蔗、甜菜、甜高粱等糖料作物和木薯、马铃薯、玉米等淀粉作物，现在人们找到了一种廉价的原料，这就是纤维素。

纤维素也是碳水化合物，而且在自然界里大量存在，许多绿色植物及其副产品，如树枝树叶、稻草糠壳等，几乎有一半是纤维素，用它们做原料可以说是取之不尽，用之不竭。当然，用纤维素做原料对酵母菌来说，将发生极大的困难，也就是说很难施展它的发酵本领。

不过有办法，人们早就从牛、羊等牲畜能吸收纤维素的研究中发现，微生物中的球菌、杆菌、黏菌和一些真菌、放线菌，会分泌出一种能催化纤维素分解的酶，叫纤维素酶。

用这种纤维素酶先把纤维素分解成单个葡萄糖分子，然后酵母菌就能把葡萄糖发酵变成乙醇。

更令人赞叹不已的是，有一种叫嗜热梭菌的微生物，它们居然能一边“吃”纤维素，一边“拉”出乙醇来，那就更简单了。在日本和韩国等地，利用木霉和酵母菌协同作战，也成功地用纤维素生产出了乙醇。微生物利用纤维素做原料生产乙醇，为乙醇登上新能源的宝座铺平了道路。由于这些原料都来自绿色植物，所以有人把乙醇称为绿色的汽油。

制备方法：共沸精馏法、萃取精馏法、分子筛脱水法、膜分离法，以上四种已经实现规模化生产；生石灰法、醋酸钾及醋酸钠混合液脱水法、真空蒸馏法、淀粉吸附法、离子交换树脂脱水法、钠、镁干燥法等。

一、工业制备方法

1、共沸精馏法

方法是：将乙醇-水-苯（或环己烷、戊烷等，被称为夹带剂）三者一起放入恒沸精馏塔中，其中的水-乙醇-苯形成三元恒沸物（恒沸点64.9℃）蒸出，水分全部被带走，馏出的乙醇近乎纯态。

2、膜分离法

组分在通过膜的时候扩散速率不同，扩散快的先通过膜，扩散慢的很少或不通过膜，可以达到分离组分的目的。其模式有两种，一种是让液体通过膜后变成蒸汽，一种是将液体气化后，让蒸汽通过膜进行分离。

3、分子筛脱水法

水分子直径2.6Å（1Å=10^-10m），乙醇分子直径为4.7Å，选用孔径为3Å的分子筛，将混合液加热变成蒸汽，使其通过分子筛，水分子会被强烈吸附，冷凝便可得高纯的乙醇。

4、萃取精馏法

将乙醇-水混合体系中加入盐（醋酸钾、氯化钙、氯化铜、氯化钠等）或碱（氢氧化钠、氢氧化钾等）的乙二醇溶液，一起精馏，乙醇蒸出浓度大于99.5%。

二、实验室制备无水乙醇（99.5%）或绝对乙醇（99.95%）

1、CaO法

将新煅烧的CaO置于95%的乙醇中，先冷凝回流一段时间后，再蒸馏，可得无水乙醇。

2、镁干燥法制备绝对乙醇

将镁条（镁粉）与碘一起加入无水乙醇中，先加热回流至反应完全，再蒸馏得绝对乙醇。

3、钠干燥法制备绝对乙醇

用钠与无水乙醇反应，再加邻苯二甲酸二乙酯（或丁二酸二乙酯），先回流，再蒸馏得绝对乙醇。

参考资料：

《酿酒科技》，2006年第8期（总第146期），曹福禄《分子筛法无水酒精生产工艺探讨》。

《浙江工业大学学报》，第29卷第2期，2001.06，李春云《无水乙醇生产工艺的探讨》210页。

《中国酿造》，2009年第5期，总第206期，唐艳红等《无水乙醇制备方法的研究进展》4页。

《化学研究与应用》，第16卷第2期，2004，04，林军，顾正桂《加碱萃取精馏制取无水乙醇》282页。

《有机化学实验》315页，武汉大学出版社，王福来编著。

真空蒸馏：把酒精放入一种容器中，外接抽真空装置，当达到一定的真空度时(剩余的压力为0.05绝对大气压) 可以得到无水酒糟(绝对的)。

化学反应脱水、分子分离脱水、三无共沸混合物蒸馏脱水、萃馏脱水方法。分述如下：

（1） 化学反应脱水，Merek法是用生石灰、氯化钙为脱水剂，每公升酒精加0．55公斤氯化钙，经6小时或加压反应让脱水剂吸掉酒精的水，再精馏而制得，此法酒精损耗较大．过去我国湖南、山东一些小型厂用此法。

Hiag法是用醋酸钠混合液具有脱水性，在脱水精馏塔中逆向交换吸收脱水。可制得99．8%无水酒精，损耗0．1～0．5%，每100升无水酒精汽耗65～80公斤，电0．5度，水1．2～1．6吨。

（2）分子分离脱水：用A4型分子筛将96%的酒精通过后，分子筛可把酒精的水份吸附，使酒精统一纯度提高到99%以上。离子交换树脂脱水一般用732型树脂脱水落，每吨无水酒精需96%酒精1。25吨、电350度，树脂3．5公斤。武汉、江西一些厂用此法。国外现用气相过分子筛，据说较省能耗。巴西的usina da pedza 糖厂已采用了此法，是目前世界上最大的气相分子筛脱水制无水酒精。

（3）三元共沸物蒸馏脱水（称Melle法）是大规模生产无水酒精最通用的方法。作工业或燃料用的无水酒精，一般用苯作脱带剂，酒精与水如加入第三种组份一苯，构成三元共沸物，其沸点比三种组分的沸点都低，当在苯脱水塔加热至64．85℃时，逐步蒸馏出带了水的苯、酒精液，塔底得到的便是无水酒精。纯度可达99．8～99．95%。再由苯回收塔回收苯，循环再作脱带剂。若用于医药、化妆品、香精等的无水酒精因苯有毒，则改用环已烷、乙二醇醋酸钾为脱带剂。生产消耗，每百升无水酒精耗汽53～175公斤，苯0．1%，酒精0．45%，冷却水375公斤/百升吨酒精。

（4）萃取蒸馏 常用萃取剂有甘油、乙二醇、醋酸钾乙二醇等。在蒸馏塔中酒精气向上升，而溶剂向下降的逆流萃提：溶剂把酒精水份带走，无水酒精在塔顶逸出，塔底排出的为有水份的溶剂，溶剂再生后可复用。

近年来，工业上也使用强酸性阳离子交换树脂(具有极性基团，能强烈吸水)来制取无水酒精我的详细

工业上乙醇脱水制乙烯已有较悠久的历史。

早在13世纪，人们就知道了乙醇催化脱水可制取乙烯。

1797年，荷兰化学家发现了Al2O3对乙醇脱水有催化作用， 目前，该催化剂一直还在乙醇脱水工业装置上使用。

国内外对于乙醇脱水制乙烯的工艺研究主要集中在研制高效催化剂和反应器上。

对于催化剂的研究有两个方向：一是对传统Al2O3催化剂的改进，主要是添加一些金属元素来增加活性，延长使用寿命；另一个方向是开发活性较高的分子筛催化剂。

国内常州化工厂和锦西化工厂都采用Al2O3催化剂生产乙烯，美国Holcon SD公司1981年开发了一种代号为Syndol的催化剂，其属于Al2O3系列的催化剂，并已用于年产5万吨乙烯装置上。

南开大学于1986年发明的代号为NKC-03A的分子筛催化剂，就是使用ZSM-5分子筛经用盐酸（或氯化铵）进行离子交换，再与无机酸的铝盐（或氢氧化铝）和氨水进行共沉淀或与铝胶干混，经焙烧后得到的。

该催化剂比Al2O3系列催化剂（包括Syndol）的反应温度低80~100℃，且空时收率可提高1~4倍。

而且该催化剂稳定性好，使用寿命长，已在国内推广应用[3]。

美国衣阿华州大学的Cory B.Phillips 和 Ravindra Datta[4]，于1997年研究了利用含水乙醇和H-ZSM-5分子筛催化剂，生产乙烯的方法，其所用原料中含水0~20%（vol）。

该研究表明，乙醇中含有的水能缓和分子筛催化剂上活性中心的的酸性，延缓催化剂的寿命、提高乙烯选择性。

北京化工大学的龚林军等人[1]，以4A分子筛为催化剂对低浓度乙醇脱水制生物乙烯进行了研究。

在温度320～360℃、合适液体空速条件下，乙烯的产率在98 %～99 %之间。

同时研究了乙醇浓度对反应和催化剂的负荷的影响。

其研究表明，可以利用低浓度乙醇发酵液(质量分数10 %左右) 为反应原料，以4A分子筛为催化剂生产乙烯。

这样可大大降低乙醇脱水制乙烯的生产成本。

东北师范大学的赵本良等人[5]，以杂多酸作催化剂对乙醇脱水制乙烯进行了研究。

实验结果表明，杂多酸作催化剂，具有较好的催化活性、选择性和反应温度低、收率高等优点。

它优于文献报道的南开NKC-03A型、美国Holcon公司的Syndol型和γ-Al2O3。

同时对催化剂的用量和使用寿命作了深入的研究。

钾A型（3A）分子筛 钾-A型分子筛通过钾离子交换而成钾-A型分子筛,其孔径为3,能吸附小于3的分子。 国外大型酒精厂制造无水酒精改用分子筛技术进行脱水。产品无夹带其他溶剂，质量好，而且节约能源(能耗约为旧法的1/3)、有关费用较低。分子筛是一种能分离不同大小分子的固体吸附剂。它是以SiO2和Al2O3为主要成分的结晶铝硅酸盐，其晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多直径相同的孔相连。它能将比孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在外面，起到筛分分子的作用。它是白色晶状粉末，为了使用上的需要，常加入某些粘合剂制成颗粒或片状。酒精脱水用的分子筛，依据水分子和酒精分子的直径不同，所用孔径为0.3～0.4mn（KA，NaA沸石）。

乙醇母液分离提纯可采用精馏—分子筛膜耦合技术。

用于合成药物依那普利过程中用于萃取或清洗药品的溶剂，乙醇母液中含有醋酸、氯化钠、药物合成过程中的副产物与支链基团等，母液呈黄色，有恶臭味，电导率600~1000μs/cm，含水量约10wt.%，乙醇若要回用，需将含水量降至0.4wt.%以下且无色透明。采用精馏-分子筛膜耦合工艺技术，将酸碱中和装置、精馏脱水除盐装置与分子筛膜装备整合，一步完成脱除乙醇中无机酸、有机酸与水，并最终得到含水量≤0.4wt.%、无色透明符合企业回收使用标准的合格乙醇。

采用精馏-分子筛耦合工艺，塔顶蒸气可以直接进入膜分离系统。该耦合过程适应工业应用需要，可重点解决精馏与蒸气渗透的匹配关系、耦合系统的协同运行以及精馏效率的提高等问题。

用分子筛能除去乙醇中的微量水吗?-

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水分子的半径小于3A分子筛的孔径，可以被3A分子筛吸附。而氧气，氮气的分子半径大于3A分子筛的孔径，不能被3A分子筛吸附。同理4A分子筛可以吸附水，氧气，氮气。

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请采纳~

乙醇是常用的燃料、溶剂和消毒剂，也用于制取其他化合物。工业酒精含有少量甲醇，医用酒精是浓度为75%左右的乙醇。

乙醇制备

工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇：

1、发酵法

糖质原料（如糖蜜、亚硫酸废液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高粱等）发酵；

发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。

发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。

发酵液中的质量分数约为6%~10%，并含有其他一些有机杂质，经精馏可得95%的工业乙醇。

2、乙烯水化法

乙烯直接或间接水合。

乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：

CH2═CH2+ H─OH→C2H5OH

（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）

此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样能节约大量粮食，因此发展很快。

3、煤化工

工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得，而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术，将煤转化为合成气，直接或者间接的合成乙醇。

4、联合生物加工

利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。来源广泛的纤维素将是很有潜力的生产乙醇原料。然而由于各种原因，一般的发酵法生产乙醇成本较高，乙醇生产难以规模化。联合生物加工技术，一体化程度高，能有效降低生产成本，未来发展前景广阔。

5、合成法

以乙烯为原料生产乙醇。该法生产的乙醇中夹杂着异构高碳醇，对人有麻痹作用，不宜做食品、饮料、医药和香料等。

6、分批萃取精馏法

乙醇的生产离不开精馏、萃取等化工流程。氧化钙脱水法、共沸精馏、吸附精馏、渗透汽化、吸附法、萃取精馏法和真空脱水法等多用在乙醇的回收和提纯的方面。实际生产中较成熟的方法是共沸精馏和萃取精馏,这2 种分离方法多以连续操作的方式出现。

7、分子筛固定床吸附法（简称分子筛法）

分子筛是一种无色、无臭、无毒的新材料，在无水乙醇制备和其他共沸混合物分离过程中无需添加第三组分,生产过程几乎无毒害三废排放；共沸法牵涉到苯、环已烷等高毒性的第三组分。工艺简单可靠、产品质量优，是一种环保、节能型工艺。