乙醇是怎么生产出来的
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。
乙醇的七种制备方法如下。
一、制备方法
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。
2、乙烯水化法
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
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。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,不宜作食品、饮料、医药和香料等。
6、分批萃取精馏法
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
二、乙醇
乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成,可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂。
无水乙醇指的是纯乙醇,里面不含有水或其他物质,一般在一些化学试验中用到。酒清一般是指含有一部分水,比如一般纯酒精指的是95%的酒精(里面有5%的水)医用酒精是75%的酒精,只有75%的洒精才有杀菌作用。浓度过高或过低都起不到杀菌作用。
故答案为:C2H4+H2SO4=C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O→C2H5OH+H2SO4;
(2)已知:甲醇脱水反应 ①2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJ?mol-1
甲醇制烯烃反应 ②2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g)△H2=-29.1kJ?mol-1
乙醇异构化反应 ③C2H5OH(g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ?mol-1,
根据盖斯定律①-②-③可得:C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)△H=(-23.9+29.1-50.7)kJ/mol=-45.5kJ/mol;
乙烯直接水化法中反应物中所有原子全部都变成生成物,所以原子利用率100%,没有副产品,
故答案为:-45.5;无副产品,原子利用率100%;
(3)①C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)
开始:1 1 0
转化:0.2 0.2 0.2
平衡:0.8 0.8 0.2
乙醇占
| 0.2 |
| 0.8+0.8+0.2 |
| 1 |
| 9 |
| 0.8 |
| 0.8+0.8+0.2 |
| 4 |
| 9 |
| 1 |
| 9 |
| 4 |
| 9 |
所以Kp=
| p(C2H5OH) |
| p(C2H4)?p(H2O) |
| 0.87MPa |
| 3.49MPa×3.49MPa |
故答案为:0.07(MPa)-1;
②在相同温度下由于乙烯转化率为p1<p2<p3<p4,由C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)可知正反应为气体体积减小的反应,所以增大压强,平衡正向移动,乙烯的转化率提高,因此压强关系是p1<p2<p3<p4,
故答案为:p1<p2<p3<p4;反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高;
③若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以改变物质的浓度,如从平衡体系中将产物乙醇分离出来,或增大水蒸气的浓度,改变二者物质的量的比等,
故答案为:将产物乙醇液化移去;增加nH2O:nC2H4比.
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
| (1)C 2 H 4 +H 2 SO 4 = C 2 H 5 OSO 3 HC 2 H 5 OSO 3 H+H 2 O=C 2 H 5 OH+ H 2 SO 4 (2) -45.5 污染小,腐蚀性小等;(3)①K=0.07(MPa) -1 ②P 1 <P 2 <P 3 <P 4 反应分子数减少,相同温度下,压强升高,乙烯转化率提高; ③将产物乙醇液化转移去,增加n(H 2 O):n(C 2 H 4 )的比。 |
| 试题分析:(1)根据题意可得乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯C 2 H 5 OSO 3 H的方程式:C 2 H 4 +H 2 SO 4 = C 2 H 5 OSO 3 HC 2 H 5 OSO 3 H+H 2 O=C 2 H 5 OH+ H 2 SO 4 ;(2)①-②-③,整理可得C 2 H 4 (g)+H 2 O(g)=C 2 H 5 OH(g),△H=(-23.9+29.1-50.7)KJ/mol=-45.5 KJ/mol;与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是污染小,腐蚀性小等;(3)①乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K (MPa) -1 ②在相同的温度下由于乙烯是平衡转化率是P 1 <P 2 <P 3 <P 4 由方程式C 2 H 4 (g)+H 2 O(g)=C 2 H 5 OH(g)可知该反应的正反应是气体体积减小的反应,所以增大压强,平衡正向移动,乙烯的转化率提高,因此压强关系是:P 1 <P 2 <P 3 <P 4 ③若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有改变物质的浓度,如从平衡体系中将产物乙醇分离出去,或增大水蒸气的浓度,改变二者的物质的量的比等等。 |