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。
可以降低有害气体的排放,保护环境并且可以节约石油资源。
早在19世纪,就出现了现代生物能源乙醇。1902 年,Deutz可燃气发动机工厂特意将1/3的重型机车利用纯乙醇作为燃料,随后的1925 年至1945年间,乙醇被加入到汽油里作为抗爆剂。可以说安全、清洁是乙醇的主要优势。
第一代生物能源正是乙醇(俗称“汽车酒精”)。这类乙醇使用粮食或者甘蔗作为原料,通过淀粉或者蔗糖发酵得到的,而微生物在其中起着至关重要的作用。生物乙醇发酵是目前最大规模的微生物发酵过程。
乙醇可以调入汽油作为车用燃料。美国销售乙醇汽油已有20年历史,我国高粱乙醇在汽油中占10%。
乙醇汽油也被称为“E型汽油”,我国使用乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。它可以改善油品的性能和质量,降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。
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
工业上可以利用乙烯和水在催化剂作用下直接合成酒精。
中醇化(武汉)汽车新能源有限公司
广州澳达化工
灵智燎原(北京)节能环保技术研究院
卓越化工有限公司
广州百斯特化工
开发生物燃料乙醇和促进乙醇汽油在汽车中的使用有许多好处。
使用乙醇汽油有利于改善生态环境。
使用生物燃料乙醇可以减少机动车尾气中二氧化碳和各种有害物质的排放。同时,由于秸秆是生产燃料乙醇的原料之一,推广车用乙醇汽油是解决秸秆等农林废弃物焚烧问题、减少污染物排放的重要举措。从能源安全角度看,发展生物燃料乙醇有助于中国降低已经处于较高水平的原油对外依存度,提高能源自主性和能源安全水平。
发展燃料乙醇还有利于保障“食品安全”。
由于 现代 科技的发展,我国北方的玉米存量已经超过了几亿吨,长期储存后将无法食用。生产燃料乙醇是解决问题粮食和变质粮食的最佳途径。在变废为宝的同时,也阻断了不法分子的利润来源,从而保障了食品安全。
乙醇对生态环境和经济社会如此“友好”,但在过去的十几年里,它在中国的推广和使用一直很慢。目前,我国有11个省、自治区和部分地区正在尝试推广乙醇汽油,其消费量约占同期汽油总消费量的1。这一数据与国际市场相比有些相形见绌。据不完全统计,全球乙醇汽油年消费量约为6亿吨,约占世界汽油总消费量的60%。汽油价格优势
这一次,相关部门推出了实施方案,要求到2020年基本实现车用乙醇汽油全国全覆盖。要完成这一任务,首先要对车用乙醇汽油的特点和优势进行广泛深入的宣传,破除各种谣言的不良影响。更重要的是,车用乙醇汽油可以在与传统汽油价格相同的基础上进一步降价。乙醇汽油要有价格优势,首先政府部门要保持各种补贴和减税的支持。同时,要运用各种行政和市场手段,降低玉米、秸秆等原材料的供应成本。通常
汽油不含硫等元素,可以减少环境污染。乙醇可以再生,节约能源。乙醇是从粮食中加工出来的,可以促进农业发展。
(1)可以节约石油资源,延长其使用寿命,并使更多的石油得到综合利用。
②能有效减少空气体污染。
③促进农业生产发展,增加农民收入,有助于解决“三农”问题。
推广乙醇汽油,肯定有压力,但也要有价格优势的驱动力。凭借价格优势,乙醇汽油将更快更容易被消费者接受,相关部门设定的推广目标也能顺利实现。@2019