生产乙醇的工艺流程及生产方法。
工业上玉米制造乙醇酒精的流程是：
玉米——粉碎——蒸煮（糊化）——糖化（加糖化酶）——发酵（加酵母菌种）——蒸馏塔（蒸馏）——精馏塔（精馏）——酒精
酵母菌将糖发酵成酒精的过程不是简单的化学反应，其机理至今仍莫衷一是。
这是人家找的！！！
a.吸收.95-98肠硫酸和乙烯在塔式反应器内逆流通过.操作温度}a}，压力为1 . 3----
:s'_VIPao未反应的乙烯由最后1台吸收塔放出，经过碱洗作为燃料气或回到乙烯装置进料
系统。
b‘水解.吸收液和水进入加水分解器，使硫酸二乙酷进行水解。操作温度so--}o } ,
在此温度下，硫酸氢乙醋水解缓慢。水解器的接触时间约z。分钟。加入水解器的水量约为吸
收液的1--1.4倍(重量)口二乙醋水解以后，水解液混合物加热到}s0},恒温i小时，使单
酚水解。实质上汽提塔相当于第二水解器口在汽提塔内，，用水蒸汽汽提，使乙醇与乙醚从稀
酸中蒸出。经碱洗、冷凝，送入精馏工段.塔底稀酸送往酸提浓工段。
C.精馏。在乙醚塔分馏出乙醚后，乙醚塔釜液送往提纯塔，提纯塔塔顶蒸出9B帕〔体积)
的乙醇产品.
d.稀酸提浓。稀硫酸的提浓是费用昂贵的操作，亦是造成设备腐蚀的主要原因。稀硫酸
经两级真空蒸发系统送往再沸器，把酸浓度提高到9U帕，然后用1U3呱的发烟硫酸掺和，使
硫酸含量达到86-88%，
水解‘精馏和稀酸提浓都存在设备} }.',问题，一般设备材质都是低碳钢衬以青铅、祖成
(b)提纯.稀乙1}溶液进入脱轻组分塔中部，塔顶加入水，洗涤稀乙醇蒸气，塔一顶流
出的乙醛、乙醚及循环气都进入水合系统以抑制醛、醚的生成.塔底稀乙醇溶液引出后，一
部分经汽化返回脱轻组分塔，一部分送往精馏塔。合格的乙醇从精馏塔上部侧线抽出经冷凝
送往成品槽.
高沸点物进入辅助精馏塔，在乙醇完全蒸出后，由塔底排出集中处理。
精馏塔废水由塔底抽出，一部分作洗涤塔和轻组分塔的洗涤水，另一部分则排入下水
道。
经过精馏得到的乙醇，浓度最高只能达到95.fiojo,为乙醇和水共沸混合物。实验室中要
制备无水乙醇时，可将95.fi肠乙醇与生石灰(Ca0)共热、蒸得ss.s}o乙醇，再用镁处
理，除去微量水分而得到”,95肠乙醇。工业上无水乙醇的制法是:在95 . fi呱的乙醉中加入
一定量的苯，进行蒸馏，先蒸出的是苯、乙醇和水的三元共沸物(沸点64. 85 `}，含苯
74.E肠，乙醉15.5肠，水7.4肠)，然后蒸出苯和乙醇的二元共沸物(沸点8}.25}，乙醇
32.41肠，苯67.59肠)，最后得到无水乙醇(沸点78.3 0 ,
(c)工艺条件
①温度。最佳温度在于乙醇生成速率达到最大值，温度太低:乙烯转化率受催化剂活
性限制而偏低，温度太高，反应受平衡限制。、
②压力。增加压力，使乙醇生成速度增加，但也会加速聚合物的生成，因而压力的增
加有一定的限度.
③乙烯与水的比例。乙烯与水的克分子比值高有利于乙烯的转化。
④空速，体积空速增加，乙醉的产率也增加，但相对来说循环操作费用也有所增
加。
⑥原料乙烯浓度，乙烯浓度越高，对反应越有利.常用聚合级纯度的乙烯作原料，但
制备原料有淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶，衍生产品为盐酸乙醇液、二硫化硒、环氧乙烷、对二乙基苯、联苯、6-甲氧基-2-乙酰萘、戊基氰基三联苯、乙醛、甲醛、乙醇钠、乙醚、乙酸乙酯、乙醇（无水）、复盆子酮等。
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、高梁等）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。
①原因
生物转化使用的原料是玉米等粮食作物，但是这些原料的大量使用会影响到粮食安 全，所以秸秆、麸皮、锯木粉等农业、工业废弃物等含有大量的木质纤维素，将是很有潜力的乙醇发酵原料。另外，生物燃料的生产过程中，纤维素的预处理和纤维素酶的生产成本较高。因此减少预处理，增强纤维素酶的活性，提高发酵产物的产量和纯度，减少中间环节也是降低生产成本的途径。
②原理
联合生物加工 (consolidated bioprocessing，CBP)不包括纤维素酶的生产和分离过程，而是把糖化和发酵结合到由微生物介导的一个反应体系中，因此与其他工艺过程相比较，底物和原料的消耗相对较低，一体化程度较高。
③工艺
生理学研究和¹⁴C标记的纤维素实验说明，生长于纤维素上的微生物的生物能量效益取决于胞内低聚糖摄取过程中β一糖苷键磷酸解的效率，并且这些效益超过了纤维素合成的生物能量成本。这些研究为纤维素分解菌在纤维素上快速生长提供了实验依据和理论依据。 应用联合生物加工的关键是构建出能完成多个生化反应过程的酶系统，使纤维素原料通过一个工艺环节就转变为能源产品。一些细菌和真菌具有CBP所需要的特性，所以改造现有的微生物已成为研究的热点。以基因重组等为代表的生物工程技术已经使这种设想成为现实，并为设计出更完善的CBP酶系统提供了可能。对相关的微生物改造主要有以下3个策略：
天然策略
是将本身可产生纤维素酶的微生物，尤其是厌氧微生物进行改造，使其适应CBP生产的要求。这种策略关键在于，提高对乙醇的耐受力，减少副产物的生成，导入新的代谢基因将糖化产物全部或者大部分进行发酵，从而产出高浓度的乙醇。
重组策略
是通过基因重组的方法表达一系列的外切葡聚糖酶和内切葡聚糖酶等纤维素酶基因，使微生物能以纤维素为唯一碳源，将来源于纤维素的糖类完全或者大部分进行发酵。 重组策略所遇到的问题有：(1)外源基因共表达对细胞的有害性。(2)需要在转录水平使外源基因适量表达。 (3)一些分泌蛋白可能折叠不正确。因为纤维素降解蛋白合成之后必须要正确折叠才能分泌并行使功能。未正确折叠的蛋白分泌后要通过内质网结合蛋白降解，而且对内质网造成压力。
共培养策略
共培养策略有两层含义：一是指发酵液中存在的不同的类型的微生物，利用广泛类型的糖类底物。例如将仅能利用己糖的热纤维梭菌与能利用戊糖的微生物进行共培养。这能避免不同生物间的底物竞争，实现乙醇产量最大化。二是指存在不同特性的微生物相互协作，加强发酵效果。
④特点
i、提高乙醇耐受力
高浓度的乙醇能改变细胞膜上的受体蛋白，阻遏糖酵解和代谢循环，最终抑制细胞的生长和发酵。许多证据表明，乙醇耐受基因不是单一的基因，全转录工程提供了一个新方法。例如分别通过三种转录调控因子基因的突变，酿酒酵母的乙醇耐受力有所提高。
ii、提高糖转运效率
糖类不能自由地穿过细胞膜，微生物是通过特定的糖转运蛋白来利用糖类，所以了解糖转运机制是必要的。转运蛋白作为培养基中糖浓度的“感受器”，可产生相应的胞内信号．不同的糖转运蛋白在不同的浓度下行使功能，从而使微生物在较广的范围内利用糖类。
这是生物方法的综合运用。当然，还有其他的生产工艺方法，基本原理都是运用生物发酵的方法生产乙醇，如：木质纤维素原料酶水解产乙醇，玉米秸秆发酵生产乙醇等。这些基本的发酵方法通过联合生物加工，可以大大提高乙醇的生产效率、减低生产成本。
⑤提纯
75%的乙醇可以用蒸馏的方法蒸馏到95.5%。此后形成恒沸物，不能提高纯度。
95%的乙醇可以用生石灰煮沸回流提纯到99.5%。
99.5%的乙醇可以用镁条煮沸回流制得99.9%的乙醇。
i、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。在一些领域生产乙醇设备简单、投资小,可单塔分离多组分混合物,或同一塔可处理种类和组成频繁更换的物系。分批共沸精馏可以同时满足这些要求,但是分批共沸精馏所需的塔板数较多,产品中常含有微量的苯不能应用于医药和化学试剂领域,且生产中易发生苯中毒事故。
分批萃取精馏(BED) 则无以上缺点，且可以同时具备分批精馏与萃取精馏两者的优点。其工艺特点是连续萃取精馏至少需要3 个精馏塔的工艺来完成：乙醇稀溶液富集到共沸组成(乙醇质量分数95.7 %) ，萃取精馏回收无水乙醇，回收溶剂以循环使用。并且连续萃取精馏法只适于原料组成固定的、规模较大的连续生产中。而且设备投资少，仅用单塔可完成原料富集、萃取精馏和溶剂回收3 项任务；且精密度高，可根据实际生产的需求，灵活地调节产品纯度；节省操作成本、无需连续操作；此设备也可用于回收其他有机溶剂。
ii、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。
优点是可以降低设备安装高度，提高固定床有效吸附量及成品质量稳定性。产生的废气、废渣、废液均有很好的处理方法。
如果想通过精馏技术得到无水乙醇需要操作：将硫酸酯在水解塔中，于80～100℃、0.2～0.29MPa压力下水解而得乙醇，同时生成副产物乙醚。烯直接与水反应生成乙醇。
因为普通蒸馏下，酒精和水会形成一种共沸混合物，而酒精和水本身就能以任意比例互溶，所以蒸馏是无法完全除去水的，但酒精不会溶解生石灰，只需在后续的精馏中加入生石灰蒸馏即可。需要注意氢化钙除水，蒸馏时加干燥管。
精馏原理
精馏通常在精馏塔中进行，气液两相通过逆流接触，进行相际传热传质。液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相，于是在塔顶可得到几乎纯的易挥发组分，塔底可得到几乎纯的难挥发组分。料液从塔的中部加入，进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步增浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。
