乙醇蒸馏时间温度曲线

乙醇的蒸发温度，从蒸馏乙醇的角度考虑，乙醇的沸点78.32℃。如果从乙醇挥发考虑，乙醇在-31.5℃都蒸发，此时蒸气压﹙Kpa﹚0.13。随着温度升高乙醇的挥发越大，蒸气压越来越大。

蒸馏乙醇温度应控制在77℃－79℃。

乙醇液体与蒸气平衡时的温度为77℃－79℃，温度过高，乙醇挥发过快，且一些大分子版杂质含在其中，权影响蒸馏纯度。一般乙醇为水和醇的混合液，温度为77℃－79℃蒸馏时，水未达到汽化温度，醇被蒸馏出，但水保持也液态状，故不易蒸干。

分类介绍

蒸馏可以分为有塔蒸馏和无塔蒸馏。

从世界蒸馏发展史看，3000--5000年前，酒类生产中，就有了分离提纯要求。

但长期酒的含量在15--20度左右，经历了无数发明家攻关，雏型分离装置面世，42--56度含量乙醇是一个提纯高峰，也就是现在白酒的含量范围。

200多年前，法国发明家采用蒸馏竖塔，生产出了95%含量乙醇，获得了蒸馏界的公认记录，30多年后，英国发明家在蒸馏竖塔基础上，发明了精馏塔，生产出了99-99.9%乙醇，第一次产生了“酒精”一词，含义是酒的精华。

以上内容参考：百度百科-蒸馏

也可以在75%的酒精里加入CaO，根据CaO+H2O==Ca(OH)2

用生石灰先和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙是离子化合物，沸点远远高于乙醇，这时再蒸馏就很容易分离出乙醇了。

乙醇的化学式：C2H5OH

外观与性状： 无色液体，有酒香。

燃点(℃)：75

熔点(℃)： -114.1

沸点(℃)： 78.3

相对密度(水=1)： 0.79

相对蒸气密度(空气=1)： 1.59

饱和蒸气压(kPa)： 5.33(19℃)

燃烧热(kJ/mol)： 1365.5

临界温度(℃)： 243.1

临界压力(MPa)： 6.38

辛醇/水分配系数的对数值： 0.32

闪点(℃)： 12

引燃温度(℃)： 363

爆炸上限%(V/V)： 19.0

爆炸下限%(V/V)： 3.3

酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧，不导电的液体。有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘。学名是乙醇， 分子式C2H5OH，因为它的化学分子式中含有羟基，所以叫做乙醇，比重0.7893(20／4°)。凝固点-117.3℃。沸点78.2℃。能与水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形成共沸混合物，共沸点78.15℃。乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸，爆炸极限浓度3.5-18.0％(W)。酒精在70％(V)时，对于细菌具有强列的杀伤作用．也可以作防腐剂，溶剂等。处于临界状态（243℃、60kg／CM·CM）时的乙醇，有极强烈的溶解能力，可实现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降，因此，一定浓度的酒精溶液，可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料，是一种可再生能源。

75%的比例是比较高的，那么共沸温度估计在78.15℃,仅作参考。

乙醇在101.3Kpa以下时的蒸汽压

温度（℃） 蒸汽压（Kpa)

-31.5 0.13

-12.0 0.67

-2.3 1.33

表1列举了常压下几种共沸剂与乙醇、水形成三元共沸物的特性。

表1 三元共沸物特性表

组分各纯组分沸点三 元

共沸点（℃）共沸物组成wt%

123123123

乙醇水苯78.310080.264.8518.57.474.1

乙醇水乙酸乙酯78.310077.1570.238.49.082.6

乙醇水甲苯78.3100110.774.55———

乙醇水三氯甲烷78.310061.1555.54.03.592.5

在表1所列共沸剂中（组分3），以苯应用最早、最广。虽然目前有被三氯甲烷和乙醇乙酯取代的趋势，但本实验考虑到苯作共沸方法成熟，现象明显，数据较全，便于学生掌握，故用苯作共沸剂制无水乙醇。

一、实验目的

1．巩固并加深理解课堂所学的共沸精馏的有关内容，着重掌握选取共沸剂并用加共沸剂的方法进行分离的原理和方法。

2．熟悉实验室的精馏设备和操作方法。

3．熟练运用三元相图表示溶液各组成的变化过程。

二、实验原理

乙醇（A）、水（W）、苯（B）三者之间可以形成一个三元共沸物，现将它们之间存在的共沸物情况列于表2。

表2 乙醇、水、苯之间存在共沸物的情况

共 沸 物共沸点（℃）共沸物组成

AWB

乙醇—水（二元）78.1595.574.43—

苯—水（二元）69.25—8.8391.17

乙醇—苯（二元）68.2432.37—67.63

乙醇—水—苯（三元）64.8518.57.474.1

当添加适当数量的苯于工业乙醇中蒸馏时，则乙醇—水—苯三元共沸物首先馏出，其次为乙醇—苯二元共沸物，无水乙醇最后留于釜底，其蒸馏过程以图1说明。

图1 乙醇—水—苯三元相图

正三角项点A、W、B分别表示乙醇，水和苯纯物质。T点为A—W—B三元共沸物组成，C点表示A—W二元共沸物组成，D点表示A—B的二元共沸组成，E点为W—B的二元共沸组成。曲线LNM为饱和溶解度曲线，该线以下为两相共存区，系线两端表示两相组成。该曲线受温度的影响而上下移动。

设以95%的乙醇为原料（图1中G点），加入共沸剂，各组成顺GB线变化，设结果得组成为H的混合物。蒸馏时，若塔足够高，则三元共沸物先馏出（64.85℃），组成为T点组成。而釜中残液的组成沿THJ线向J点移动。当达到J点时，残液中已无水分塔项温度升高到68.2℃，馏出A—B二元共沸组成（组成为D点所示），残液组成沿JA线向A点移动，蒸馏温度达到78.3℃时，塔底残液即为无水乙醇。

由图1所示，H点表示最初塔釜混合物的组成，若加苯后使其组成正好在AT线与GB线的交点处（H点），则三元共沸物馏出后，残液变成纯乙醇，此时的共沸剂用量为理论共沸剂用量，但实际操作时宜于添加稍过量的苯，使脱水完全。

首先馏出的大部分为三元共沸（其总组成为T点所示），冷凝后分为两相，一相以苯为主，称苯富相；一相以水为主，称水富相。一般可利用分相器分层将苯相回流，水相采出，使共沸剂不至浪费，也可使精馏时间缩短。但本实验为便于分析计算，未采用分相回流，而是混相回流。继三元共沸后，馏出物为均相的二元共沸物（组成为D点所示）。

三、实验药品、设备用仪器

1．药品

工业乙醇（约含95%乙醇，5%水）。

苯：分析纯，含苯99.5%。

2．设备及仪器

（1）镀水银真空夹套玻璃精馏一套，内装不锈钢网状填料

（2）1000ml三口蒸馏烧瓶 1个。

（3）1000ml电加热套 1个。

（4）2KVA调压器 1台。

（5）阿贝折光仪 1台。

（6）超级恒温水浴 1台。

（7）秒表2块。

3．实验装置图

1．塔顶温度计

2．精馏头（冷凝器）

3．出料阀

4．接收瓶

5．精馏塔（内装填料）

6．塔底温度计

7．三口烧瓶（再沸器）

8．电热套

四、实验操作步骤

1．原料配制

称取95%乙醇100克，加苯量计算：

100克95%乙醇中含水5克，按馏出物为三元共沸物计，将5克水完全脱除需加苯：5× 克，为保证水脱除彻底，使苯量略为过量，故加苯54克。即原料中：乙醇95克，水5克，苯54克。

2．实验操作

（1）将原料加入釜中，先开塔顶冷却水，再开塔釜电加热设备。

（2）从塔顶见液体滴下起，全回流20分钟，然后以回流比R=10出料，注意观察塔顶温度变化及馏出液分层情况。

（3）当塔顶温度略有升高，塔顶馏出物由混浊（分层）变为清晰时（不分层），更换出料接收瓶，并加大回流比，使R=13～15。继续出料，观察塔顶温度变化情况，当顶温超过70℃时，回流比加大至20：1。

（4）将更换下来的接收瓶中的出料称重，然后倒入分液漏斗分层（分液漏斗有夹套，保温在25℃），待分层清晰后，分出水层及油层，称重，并分别测两层的折光率ηD25℃。

（5）当塔顶温度升至73℃以上时，停止出料，抽取釜液测其折光率ηD25℃，当与市售无水乙醇（浓度得不小于99.5%）折光率相近时，即认为合格。

（6）关闭塔釜电热设备，塔顶不见液体滴出后，再10分钟关闭冷却水。

（7）实验自始自终每隔15分钟记录一次釜温、顶温及回流比等数据。

五、数据记录及处理

1．根据表2、表3绘出组成一折光率曲线，在曲线中查出馏出液的组成。

（2）作正三角相图。参照表2画出25℃时的溶解度曲线，系线，标出褶点。根据所测组成标出三元共沸点，原料点，并在图中表示本实验的精馏过程。

表2 水—苯—乙醇系统在25℃下的平衡组成

苯富相Wt%水富相Wt%

乙醇苯ηD25℃乙醇苯ηD25℃

1.8598.001.494015.610.191.3431

3.8595.821.489730.010.651.3520

6.2193.321.486138.501.711.3573

7.9191.251.482944.002.881.3615

11.000.811.477549.758.951.3700

14.6883.501.471452.2815.211.3787

18.2179.151.465051.7222.731.3890

22.3074.001.4575499529111.3976

23.5872.411.455148.8531.851.4011

30.8562.011.440843.4242.891.4152

褶点组成：水10.25%

乙醇37.65%

苯52.10%

表3 苯—乙醇系统组成与折光率的关系

乙醇含量Wt%折光率ηD25℃乙醇含量Wt%折光率ηD25℃

01.4980346.781.42815

2.711.4940157.221.42392*

5.871.4888571.001.39555

12.791.4779084.921.37772

1.9341.47667*91.601.36923

36.781.442191001.35929

表中带*的两个数据可能有误，可不予参考。

六、思考题

1．形成共沸物的条件。

2．共沸剂的选择条件。

3．什么是理论共沸剂量？共沸剂加入量如何计算？共沸剂加入量过多或过少有什么不好？

4．两次增大回流比的目的是什么？

5．为什么要先停电热，后关冷却水？

白酒制作75%酒精的方法

白酒内除了乙醇之外，还按比例勾兑了其他材质，因此想用白酒制作出75%的酒精，就必须使用蒸馏的方法。蒸馏的工具日常很难见到，因此可以在家准备一个塑料瓶、可控温水壶、冰袋以及胶布等材质来制作和蒸馏。

将塑料瓶的下端剪一个口，这个开口大小要和壶嘴的大小相同。将塑料瓶的开口卡在壶嘴处，用胶带缠绕使之不漏气。将白酒倒入水壶内加热，并且温度要设置在79℃～82℃之间，可以设置一个超过80℃就保温的选项。

此方法是将酒精加热之后，乙醇蒸汽随着壶嘴慢慢飘进塑料瓶里，可以在塑料瓶上方加一个冰袋，这样热腾腾的水蒸气遇到降温之后，就会迅速凝结成水的状态。用这种方法可以提炼出接近75%的酒精，但是只能外用消毒。

酒精和水的混合液与蒸汽中所含酒精浓度均为95．57％(重量)或97.60%(容量)，此时的沸点为78．15℃，这沸点较纯酒精沸点78．3℃，水的沸点100℃都低，故蒸馏到这浓度时，蒸汽中的酒精含量就不会再增加了。这沸点称之为最低恒沸点，该组分的混合物称恒沸混合物。