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。
有机溶剂萃取法
首先将绿茶叶(或茶叶末)用热水或85%乙醇溶液浸提3次,合并滤液。滤液经真空浓缩,所得的浓缩液用氯仿萃取,脱除其中的咖啡碱和色素等,进而回收咖啡碱。水层用乙酸乙酯进行萃取,得到含有茶多酚的乙酸乙酯溶液。经真空浓缩、干燥,得到茶多酚粗品,并回收乙酸乙酯溶剂。粗茶多酚经过凝胶柱层析等精制提纯,得到茶多酚精品。该法工艺技术比较简单,对TP的提取率为10%~15%。但是有机溶剂用量多。溶剂回收设备及所消耗的能量比较大。
2.2
离子沉淀提取法
离子沉淀法提取茶多酚的工艺流程如图2。将绿茶叶
(或茶叶末)用热水或乙醇溶液浸提,过滤。在滤液中加入沉淀剂使TP沉淀。过滤,滤液用于提取咖啡碱。沉淀用稀H2SO4转溶,转溶液用乙酸乙酯萃取,得到含TP的乙酸乙酯溶液。经真空浓缩干燥得到茶多酚。该法的特点是减少了有机溶剂的使用量,所得产品中茶多酚含量较高,可达95%以上。但是工艺操作控制比较严格,废渣、废液处理量较大。
95%以上的乙醇能溶解洗涤剂组分中的表面活性剂及部分氯化钠,而不能溶解其他无机盐。先以无水乙醇萃取浴液试验份(无水乙醇用量应保证混合液中乙醇的含量达到95%以上),无机盐则析出。过滤分离,从乙醇萃取液中分别测定出乙醇溶解物含量和氯化钠含量,计算试验份总活性物含量。本方法测定结果包括浴液配方组分中所有能溶解于乙醇的表面活性剂、调理剂和水助溶剂,不包括不溶于乙醇的表面活性剂。
(二)仪器和试剂
(1)抽滤瓶500ml。
(2)玻璃过滤坩埚 孔径l6~30μm,约30ml。
(3)烧杯l50ml和250ml。
(4)量筒50ml。
(5)水浴锅能控制温度于50℃与沸腾状态两种。
(6)干燥器 内盛变色硅胶或其他干燥剂。
(7)95%乙醇(GB 679) 新煮沸后冷却,酸度应小于0.2mmol/L。如酸度大于0.2 mmol/L,应中和后蒸馏。
(8)无水乙醇(GB 678)新煮沸后冷却。
(9)氢氧化钠(GB 629)溶液c(NaoH)=0.5mol/L。
(10)硝酸(GB 625)溶液 c(HN03)=0.5mol/L。
(11)硝酸银(GB 670)标准溶液c(AgN03)=0.1mol/L。
(12)酚酞(GB l0729)指示液10g/L。
(13)铬酸钾(HG 3-918)溶液50g/L。
(三)操作步骤
1.取样
按GB/T l3173.1—1991的规定制备和贮存样品。
2.测定程序
(1)试验份称取2g均匀样品,称准至0.001g,置于150ml烧杯中。
(2)乙醇溶解物含量的测定加入50ml无水乙醇,置于水浴锅上加热至微沸,加热过程中需用玻璃棒不断地搅拌,使内容物溶解。移开烧杯;静置沉降,倾倒上层澄清液通过玻璃过滤坩埚进行抽滤,滤液收集在500ml抽滤瓶中,尽可能将乙醇不溶物留在烧杯中。再以温热的(40~50℃)95%乙醇重复洗涤抽滤3次,每次用95%乙醇20ml。小心将乙醇溶液(滤液及洗液)由抽滤瓶转入已恒重的250ml烧杯中,用少量温热的95%乙醇洗涤抽滤数次,洗液合并入已恒重的250ml烧杯中。置烧杯于沸腾水浴锅上(杯底不可接触水浴锅中的水)蒸去乙醇。然后将烧杯放入(105±2)℃的烘箱内干燥2.5h,移入干燥器中冷却30min后称量(优)。试验份乙醇溶解物含量的质量分数X1按式(1)计算
(1)
式中ml——乙醇溶解物的质量,g;
m——试验份的质量,g。
(3)乙醇溶解物中氯化物含量的测定用80ml蒸馏水溶解烧杯中的乙醇溶解物,加入酚酞溶液3滴,如呈红色,则以0.5mol/L硝酸溶液中和至红色刚好退去;如不呈红色,则以0.5mol几氢氧化钠溶液中和至微红色,再以0.5mol几硝酸溶液回滴至红色刚好退去,然后加入50g/L铬酸钾指示剂2ml,用硝酸银标准溶液[C(AgN03)=0.1mol/L]滴定至溶液由黄色变为橙色。试验份乙醇溶解物中氯化物(以NaCl计)含量的质量分数X2按式(2)计算
(2)
式中V——耗用硝酸银标准溶液的体积,ml;
c——硝酸银标准溶液的实际浓度,mol/L;
0.0585——氯化钠的毫摩尔质量,g/mmol;
m——试验份的质量。g。
(四)计算
样品中总活性物含量的质量分数Xa按式(3)计算
Xa=X1一X2(3)
式中X1——试验份乙醇溶解物含量的质量分数,%;
X2——试验份乙醇溶解物中氯化物含量的质量分数,%。
总活性物含量的两次平行测定之差应不超过0.3%。以两次平行测定结果的算术平均值为测定结果。
蒸发法是把液体蒸干,留下固体;
结晶法是提取混有固体杂质的固体;
萃取法是分离有机溶质和无机物的.
还有就是分馏法才是需要沸点相差比较大.