科学家提取乙醇的方法有哪些呢?
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。
广义的生物乙醇不是指生物方法制备的乙醇。而是指原料是生物质(包括纤维素,半纤维素,木质素)而制备的乙醇。从生物质到乙醇有两种方法,
一种就是发酵,这个基本上是从葡萄糖(葡萄糖是纤维素的单体)开始的,在酶的体内发生一系列循环反应生成乙醇,这个比较复杂,但是也是研究的比较清楚的,可以在书上看到)
另一种是化学方法,用催化剂,催化纤维素在氢气下还原,或者半纤维素生成乙醇。木质素的转化比较难,也基本上不能直接得不到乙醇。具体的过程现在还没有研究清楚。
玉米湿法是发酵的方法,因为玉米中含有大量的糖。
生物乙醇通过发酵的微生物是指生物质到燃料酒精品种的转化。它可以单独使用或混合使用汽油作为由乙醇和汽油的汽车燃料。
体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇,用玉米、甘蔗、薯类、秸秆等生物质原料生产而成。是环保高辛烷值燃料,也是可再生清洁能源。
燃料乙醇并非普通酒精或者无水乙醇,而是混配“变性剂”并适量加入乙醇汽油专用抗腐蚀剂之后成为“变性燃料乙醇”,经过检测符合变性燃料乙醇国家标准(GB-18350-2013)才能出厂按照一定比例与汽油“组分油”调和成为合格的车用乙醇汽油。
扩展资料
燃料乙醇可以单独或者与汽油混配成为燃料,是一种优良的燃油品质改善剂。燃料乙醇是燃油氧化处理的增氧剂,能够使汽油增加内氧燃烧充分,从而降低PM2.5,减少一氧化碳等污染物的排放,达到节能与环保目的。
并且,乙醇还具有极好的抗爆性能,辛烷值在 120 左右,作为提高汽油的高辛烷值的组分可以替代传统具有对地下水有污染的 MTBE。燃料乙醇目前已经美国、巴西、欧盟等部分国家以及我国部分省份得到广泛的推广使用。
乙醇是常用的燃料、溶剂和消毒剂,也用于制取其他化合物。乙醇的用途很广,可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。
制备原料:淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶。
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;
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。
扩展资料
主要种类
1、按生产使用的原料可分为淀粉质原料发酵酒精、糖蜜原料发酵酒精、亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精。
淀粉质原料发酵酒精(一般有薯类、谷类和野生植物等含淀粉质的原料,在微生物作用下将淀粉水解为葡萄糖,再进一步由酵母发酵生成酒精);
糖蜜原料发酵酒精(直接利用糖蜜中的糖分,经过稀释杀菌并添加部分营养盐,借酵母的作用发酵生成酒精);
2、按生产的方法来分,可分为发酵法、合成法两大类。
3、按产品质量或性质来分,又分为高纯度酒精、无水酒精、普通酒精和变性酒精。
4、按产品系列(BG384-81)分为优级、一级、二级、三级和四级。
参考资料来源:百度百科-乙醇