乙醇是如何制取的?
工业制备乙醇的方法:
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。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
以煤基合成气为原料,经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇的工艺路线。
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。
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。
扩展资料:
应用领域
溶剂;有机合成;各种化合物的结晶;洗涤剂;萃取剂。
食用酒精可以勾兑白酒;用作粘合剂;硝基喷漆;清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料、还可以做防冻剂、燃料、消毒剂等。
70%~75%的酒精用于消毒。这是因为,过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜,阻止其进入细菌体内,难以将细菌彻底杀死。若酒精浓度过低,虽可进入细菌,但不能将其体内的蛋白质凝固,同样也不能将细菌彻底杀死。其中75%的酒精消毒效果最好。
参考资料:百度百科—乙醇
乙醇的生产是在酿酒的基础上发展起来的.远在上古时代人们已将淀粉物质发酵制酒.12世纪在蒸馏葡萄酒时,第一次从酒中分离出酒精.20世纪30年代以前,发酵法是乙醇的唯一工业生产方法.1930年,美国联合碳化物公司建立了第一个用石油热裂化副产品乙烯为原料,经硫酸吸收再水解制乙醇的工业装置(简称乙烯间接水合法).1947年,美国壳牌化学公司又实现了乙烯直接水合制乙醇的方法.由于该法比间接水合法有显著优点,现已成为生产乙醇的主要方法.
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.
发酵法采用各种含糖(双糖)、淀粉(多糖)、纤维素(多缩己糖)的农产品,农林业副产物及野生植物为原料,经过水解(即糖化)、发酵使双糖、多糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀粉质在微生物作用下,水解为葡萄糖,再进一步发酵生成乙醇。发酵法制酒精生产过程包括原料预处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等。
成熟的发酵醪内,乙醇质量浓度一般为8-10%(w)。由于原料不同,水解产物中乙醇含量高低相异,如谷物发酵醪液中乙醇的质量分数不高于12%,纤维素可用酶或酸水解,如亚硫酸法造纸浆水解液中仅含乙醇约1.5%。除含乙醇和大量水外,还有固体物质和许多杂质,需通过蒸馏把发酵醪液中的乙醇蒸出,得到高浓度乙醇,同时副产杂醇油及大量酒糟。 脱水技术是燃料乙醇生产关键技术之一。从普通蒸馏工段出来的乙醇,其最高质量浓度只能达到95%,要进一步的浓缩,继续用普通蒸馏的方法是无法完成的,因为此时,酒精和水形成了恒沸物(对应的恒沸温度为78.15℃),难以用普通蒸馏的方法分离开来。为了提高乙醇浓度,去除多余的水分,就需采用特殊的脱水方法。
制备燃料乙醇的方法主要有化学反应脱水法、恒沸精馏、萃取精馏、吸附、膜分离、真空蒸馏法、离子交换树脂法等。
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。
工业上可以利用乙烯和水在催化剂作用下直接合成酒精。
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
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。
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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
燃料乙醇指 以生物物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制车用乙醇汽油。
燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种。第一代燃料乙醇技术是以糖质和淀粉质作物为原料生产乙醇。其工艺流程一般分为五个阶段,即液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水。第二代燃料乙醇技术是以木质纤维素质为原料生产乙醇。与第一代技术相比,第二代燃料乙醇技术首先要进行预处理,即脱去木质素,增加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素的接触,提高酶效率。待原料分解为可发酵糖类后,再进入发酵、蒸馏和脱水。
我国燃料乙醇的主要原料是陈化粮和木薯、甜高粱,地瓜等淀粉质或糖质非粮作物 ,今后研发的重点主要集中在以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇技术 。国家发改委已核准了广西的木薯燃料乙醇、内蒙的甜高粱燃料乙醇和山东的木糖渣燃料乙醇等非粮试点等项目,以农林废弃物等木质纤维素原料制取乙醇燃料技术也己进入年产万吨级规模的中试阶段。 最近几年,由于石油价格的波动,燃料乙醇的消费增长也在提速。中国燃料乙醇产业起步较晚,但发展迅速,燃料乙醇在中国具有广阔前景。随着国内石油需求的进一步提高,以乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略已成为中国能源政策的一个方向。中国已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。国家发改委出台《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》,要求不再建设新的以玉米为主要原料的燃料乙醇项目,并大力鼓励发展以非粮作物为原料开发燃料乙醇。燃料乙醇走向了非粮乙醇发展的道路,并得到了快速发展。
燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点,可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴,为此,制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范,及产品质量技术标准,统一燃料乙醇生产消耗定额标准,包括物耗、水耗、能耗等,是降本增效的有力手段。
接用蒸馏法制取无水乙醇,因95.5%乙醇和4.5%的水形成恒沸点混合物。要把水除去,第一步是加入氧化钙(生石灰)煮沸回流,使乙醇中的水与生石灰作
用生成氢氧化钙,然后再将无水乙醇蒸出。这样得到无水乙醇,纯度最高越99.5%。纯度更高的无水乙醇可用金属镁或金属钠进行处理在250ml的圆底烧瓶中,放置0.6g干燥纯净的镁条,10ml99.5%乙醇,装上回流冷凝管,并在冷凝管上附加一只无水氯化钙干燥管。在沸水浴或用火直接加热使达微沸,移去热源,立刻加入几粒碘片(此时注意不要振荡),顷刻即在碘粒附近发生作用,最后可以达到相当剧烈的程度。有时作用太慢则需要加热,如果在加碘后,作用仍不开始,则可再加入数粒碘(一般的将,乙醇与镁作用是缓慢的,如所用乙醇含水量超过0.5%则作用尤其困难)。待全部镁已经作用完毕后,加入100ml99.5%乙醇和几粒沸石。回流1h,蒸馏,产物收存于玻璃瓶中,用一橡皮塞或磨口塞塞住。
[color=red]②[/color]
[color=red]用金属钠制取。[/color]
装置和操作同①,在250ml圆底烧瓶中,放置2g金属钠和100ml纯度至少为99.5%的乙醇,加入几粒沸石。加热回流300min后,加入4g邻苯二甲酸二乙脂,再回流10min。取下冷凝管改成蒸馏装置,按收集无水乙醇的要求进行蒸馏。产品储于带有磨口塞或橡皮塞的容器中。
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[color=red]检验乙醇是否有水分,常用的方法是:取一支干燥试管,加入制得的绝对乙醇1
mL,随即加入少量无水硫酸铜粉末。如乙醇中含水分,则无水硫酸铜变为蓝色硫酸铜。[/color]
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