如何制作固体酒精?生产固体酒精需要哪些设备?
固体酒精也被称为"酒精块"或固体燃料块。固体酒精并不是固体状态的酒精(酒精的熔点很低,是-114.1℃,常温下不可能是固体),而是将工业酒精(乙醇,CH3CH2OH)中加入凝固剂使之成为固体形态。
方法一
向装有回流冷凝管的250mL的圆底烧瓶中加入9.0g(约0.035mol)硬脂酸、50mL酒精和数粒水沸石,摇匀。在水浴上加热至约60℃,并保温至固体溶解为止。
将3.0g(约0.074mol)氢氧化钠和23.5g水加入250mL烧杯中,搅拌溶解后再加入25mL酒精,搅匀,将液体从冷凝管上端加进含有硬脂酸,石蜡和酒精的圆底烧瓶中,在水浴上加热回流15min,使反应完全,移去水浴,待物料稍冷而停止回流时,趁热倒进模具,冷却后密封即得到成品。
方法二
固体酒精并不是固体状态的酒精,而是醋酸钙与酒精形成的凝胶。
醋酸钙易溶于水而难溶于酒精,当两种溶液相混合时,醋酸钙在酒精中成为凝胶析出。液体便逐渐从浑浊到稠厚,最后凝聚为一整块,就得到固体酒精。
药品:醋精(30% CH3COOH 溶液),工业酒精(95% C2H5OH 溶液),碳酸钙(CaCO3)
制法:
(1)将醋精慢慢加入碳酸钙中,直到不再产生气泡为止 醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙、水、二氧化碳
(2) 将所得溶液蒸发制成饱和溶液
(3) 在溶液中慢慢加入酒精 注意:一开始酒精会剧烈沸腾,需慢慢倒入酒精
(4)待溶液冷却后,即可得到固体酒精
(5) 将所得固体酒精盛放到铁罐中,使用时点燃即可
方法三
在一个容器中先装入75g水,加热至60~80,加入125g酒精,再加入90g硬脂酸,搅拌均匀。在另一容器中,加入75g水,加入20g氢氧化钠,搅拌使之溶解,将配制的氢氧化钠溶液倒入盛有酒精、硬脂酸和石蜡混合物的容器中,再加入125g酒精,搅匀,趁热灌注成型的模具中,冷却后即成为固体酒精燃料。在配方中加入石蜡等物料作为粘结剂,可以得到质地更加结实的固体酒精燃料,加入硝酸铜可以在燃烧时改变火焰的颜色,美观,有欣赏价值。
方法四
在常温下将乙醇溶入硝化纤维素中,再加入水即可,但是具体的比例需要自己试验。
酒精发酵设备钢板制酒精发酵罐采用钢板制成,钢板厚度视发酵罐容积不同而异,一般采用4—8毫米厚钢板制成,罐身呈圆柱形,罐身直径与高之比为1:1.1;盖及底为圆锥形成碟形;罐内装冷却蛇管,蛇管数量一般取每立方米发酵醪用不少于0.25平方米的冷却面积。蛇管可分上下两组安装,并加以固定。也有采用在罐顶用淋水管或淋水围板使水沿罐壁流下,达到冷却发酵醪的目。对于容积较大的发酵罐,这两种冷却形式可同时采用。对地处南方的酒精厂,因气温较高,故应加强冷却措施。有的工厂在发酵罐底部设置吹泡器,以便进行搅拌醪液,使发酵均匀。罐顶设有CO2排出管和加热蒸汽管、醪液输入管。但管路设置应尽量简化,做到一管多用,这对减少管道死角,防止杂菌污染有重要作用。大的发酵罐的顶端及侧面还应设有人孔,以便于清洗。
水泥制酒精酵罐系采用钢筋水泥制成,形状可分为圆形或方形两种。有的制成密封式,也可制成敞口式。因水泥发酵罐有易腐蚀、逃酒和灭菌不彻底等缺点,所以一般厂多不采用。
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。
所需工具:无水乙醇,碳酸钙,无水醋酸、相应的器材
步骤:
1、先取一定分量的无水醋酸,加水配成百分30~45的醋酸溶液。(如果不配水的话溶液中是没有氢离子)
2、往配好的醋酸溶液中加入适量碳酸钙,一边加一遍搅拌,搅拌过程中会有大量气泡,搅拌至澄清溶液。
3、往碳酸钙的饱和溶液中加入无水乙醇,再次加热,搅拌,至出现胶状沉淀。将其溶液冷却。
4、可用药匙(筷子)取出该胶状沉淀,装在另一容器中。改胶状沉淀就是传说中的固体酒精。
5、放在燃烧皿上(易拉罐底)点燃,可移入暗室观察,火焰为淡蓝色。
酒精使用注意事项:
1、酒精的保管应由专人负责管理,存放在低温处避免阳光直射、远离火源火种。
2、在使用桶装酒精时应先将酒精倒入小溶剂瓶中,再行使用。
3、领用、暂存量不能过多,一般不超过500ml。
工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇(酒精)。
1、发酵法,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,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。
扩展资料乙醇(酒精)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。
参考资料来源:百度百科-乙醇
按原料来源,乙醇的工业生产主要有两类:以糖类、淀粉和纤维素等碳水化合物为原料的发酵法和以乙烯为原料的水合法.
(1)发酵法 将富含淀粉的农产品如谷类、薯类等或野生植物果实经水洗、粉碎后,进行加压蒸煮,使淀粉糊化,再加入一定量的水,冷却至60℃左右并加入淀粉酶,使淀粉依次水解为麦芽糖和葡萄糖,然后加入酵母菌进行发酵制得乙醇:
C6H12O6→2CH3CH2OH+2CO2
发酵液中乙醇的质量分数约为6%~10%,并含有乙醛、高级醇、酯类等杂质,经精馏得质量分数为95%的工业乙醇并副产杂醇油.
糖厂副产物糖蜜含有蔗糖、葡萄糖等糖类50%~60%(质量分数),是发酵法制乙醇的良好原料.糖蜜经用水稀释,酸化和加热灭菌处理后,加入硫酸铵、磷酸盐、镁盐等酶的营养盐以及酵母菌,便可发酵生成乙醇.
以含纤维素的工、农业副产物如木屑、植物茎秆等为原料时,需先用盐酸或硫酸加压、加热处理,使纤维素水解为葡萄糖,中和后再用酵母菌发酵.造纸厂的亚硫酸废液中含有可发酵糖,也可用于发酵制乙醇.这两种过程由于技术经济指标差,在工业上没有得到推广应用.
(2)乙烯水合法 工业上有两种方法,一种是以硫酸为吸收剂的间接水合法;另一种是乙烯催化直接水合法.
①间接水合法 也称硫酸酯法,反应分两步进行.首先,将乙烯在一定温度、压力条件下通入浓硫酸中,生成硫酸酯,再将硫酸酯在水解塔中加热水解而得乙醇,同时有副产物乙醚生成.间接水合法可用低纯度的乙醇作原料、反应条件较温和,乙烯转化率高,但设备腐蚀严重,生产流程长,已为直接水合法取代.
②直接水合法 在一定条件下,乙烯通过固体酸催化剂直接与水反应生成乙醇:
CH2=CH2+H2O=CH3CH2OH
上述反应是放热、分子数减少的可逆反应.理论上低温、高压有利于平衡向生成乙醇的方向移动,但实际上低温、高压受到反应速率和水蒸气饱和蒸气压的限制.工业上采用负载于硅藻土上的磷酸催化剂,反应温度260℃~290℃,压力约7MPa,水和乙烯的物质的量比为0.6左右,此条件下乙烯的单程转化率仅5%左右,乙醇的选择性约为95%,大量乙烯在系统中循环.主要副产物是乙醚,此外尚有少量乙醛、丁烯、丁醇和乙烯聚合物等.乙醚与水反应能生成乙醇,故将其返回反应器,以提高乙醇的产率.
酒精的工业生产方法 可分为发酵法和化学合成法两大类;
(1)发酵法 是利用淀粉质原料或糖质原料,在微生物的作用下生成酒精,根据原料的不同,又可分为:
A。淀粉质原料发酵生产酒精 这是我国当前生产酒精的主要方法,它是利用薯类、谷物及野生植物等含淀粉的原料,在微生物的作用下将淀粉水解为葡萄糖,再进一步发酵生成酒精。
整个生产过程包括原料蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、发酵及蒸馏等工序。
B。糖蜜原料发酵生产酒精 直接利用糖蜜中的糖分,经过稀释并添加部分营养盐,借酒母的作用发酵生成酒精。
C。亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精
造纸原料经亚硫酸盐液蒸煮后,废液中含有六碳糖,这部分糖在酵母作用下可以发酵生成酒精,主要是工业酒精。
(2)化学合成法生产酒精 是利用炼焦炭、裂解石油的废气为原料,经化学合成反应而制成酒精。
生产方法又可分为间接水合法和直接水合法两种,目前工业上普遍采用后者。
A。间接水合法 又称硫酸水合法,它的生产过程是将乙烯与硫酸经加成作用生成硫酸氢乙脂,再进行水解,生成乙醇和硫酸。
此法的缺点是对设备腐蚀严重,酸消耗较多,优点是对原料气体的纯度要求不高,设备简化,易与上马。
B。直接水合法 乙烯与水蒸气在磷酸催化剂存在下,在高压高温下可直接发生加成反应,生成酒精。
此法要求乙烯纯度在98%以上的原料气,需要采用特出的方法分离裂解其中各种组分,对设备、材料都提出了较高的要求,但此法步骤简单,无腐蚀问题。
扩展资料
酒精制造
酒精制造指用玉米、小麦、薯类等淀粉质原料或用糖蜜等含糖质原料,经蒸煮、糖化、发酵及蒸馏等工艺制成酒精产品的生产活动。
方式分类
包括
—粮食发酵酒精;
—糖蜜发酵酒精。
不包括
—合成酒精,列入2614(有机化学原料制造);—木材水解酒精制造,列入2663(林产化学产品制造)。
工业制法
工业上一般用淀粉发酵法或乙烯的水化法制取乙醇
1、酒精行业发展要与农业特粮的发展相结合,坚持以“市场需求为主”的方针,围绕着提高质量和经济效益做文章,产品坚持优质、多品种、低消耗,
走综合发展的道路,以高速产品结构、企业结构和扩大出口并发展重点,以高新技术的开发利用等发展方向,人才发展规模经济。管理利用外资,促进酒精工业再上新台阶。
2、以提高经济效益等目的,加快以规模经济大型化等方向的骨干企业的发展,将污染治理与新资源开发利用结合起来,努力探索治理污染、保护环境、提高效益的新途径,加强节约能源,粮食、
提高自动化水平的技术改造,努力降低成本,提高产品质量,以增加出口与饲料生产等突破口,大力开发新苗种、新产品、调整企业产品结构,走多元化发展的道路。
3、酒精生产企业必须加强自身建设,加快科技进步,提高职工素质,提高管理水平,才能提高经济效益,在竞争中求得生存,努力赶超世界先进水平。
参考资料: 百度百科-酒精制造
实验制乙醇:基本实验室都是直接买的,但是也可以制备。
如图为实验装置
实验步骤:取干燥的250 mL圆底烧瓶一个,加入95%乙醇100 mL和小块生石灰30 g,振摇后用橡皮塞塞紧,放置过夜。在烧瓶口装上回流冷凝管,管口接一支氯化钙干燥管,在水浴上加热回流1至2小时,稍冷,取下冷凝管,改装成蒸馏装置,再放在热水浴中蒸馏,把最初蒸出的5 mL馏出液另外回收,然后用烘干的吸滤瓶作为接收器,其侧管接一支氯化钙干燥管,使其与大气相通,蒸至无液滴出来为止,量取所得乙醇的体积,计算回收率。
方程式:CaO + H2O =Ca (OH)2
2.工业制备乙醇
工业上有两种方法,一种是以硫酸为吸收剂的间接水合法;另一种是乙烯催化直接水合法。
①间接水合法 也称硫酸酯法,反应分两步进行。首先,将乙烯在一定温度、压力条件下通入浓硫酸中,生成硫酸酯,再将硫酸酯在水解塔中加热水解而得乙醇,同时有副产物乙醚生成。间接水合法可用低纯度的乙醇作原料、反应条件较温和,乙烯转化率高,但设备腐蚀严重,生产流程长,已为直接水合法取代。
②直接水合法 在一定条件下,乙烯通过固体酸催化剂直接与水反应生成乙醇:
CH2=CH2+H2O=CH3CH2OH
此外制备要注意
1、仪器应事先干燥;
2、接引管支口上接干燥管,防止空气中的水分影响实验;
3、使用颗粒状的氧化钙,使用粉末的氧化钙则暴沸严重;
4、实验后及时清理仪器。
5、无论用发酵法或乙烯水合法,制得的乙醇通常都是乙醇和水的共沸物,要得到无水乙醇需进一步脱水。