无水乙醇的制备方法

袁崇焕墓2023-02-01  30

20世纪30年代以前,发酵法是乙醇的唯一工业生产方法。随着石油化工的迅速发展,合成法乙醇的产量越来越大。但合成法乙醇中夹杂的异构高碳醇,对人的高级神经中枢的麻痹作用,不适宜用作饮料、食品、医药及香料等。因此,即使在石油化工发达的国家,发酵法乙醇仍然占有一定的比例。下面具体来讲解下制备无水乙醇的常用方法。

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,再加入适量的水,冷却至60℃左右加入淀粉酶,使淀粉依次水解为麦芽糖和葡萄糖。然后加入酶母菌进行发酵制得乙醇。

水合法

以乙烯和水为原料,通过加成反应制取。水合法分为间接水合法和直接水合法两种。间接水合法也称硫酸酯法,反应分两步进行。先把95~98%的硫酸和50~60%的乙烯按2:1(重量比)在塔式反应器吸收反应,60~80℃、0.78~1.96mpa条件下生成硫酸酯。第二步是将硫酸酯在水解塔中,于80~100℃、0.2~0.29mpa压力下水解而得乙醇,同时生成副产物乙醚。烯直接与水反应生成乙醇。直接水合法即一步法。由乙烯和水在磷酸催化剂存在下高温加压水合制得。本法流程简单、腐蚀性小,不需特殊钢材,副产乙醚量少,但要求乙烯纯度高,耗电量大。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,即浓度为95%的工业乙醇。

纯化方法

市售的无水乙醇一般只能达到99.5%纯度,在许多反应中需用纯度更高的无水乙醇,经常需自己制备。通常工业用的95.5%的乙醇不能直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,纯度最高约99.5%。纯度更高的无水乙醇可用金属镁或金属钠进行处理。

无色澄清液体。有灼烧味。易流动。极易从空气中吸收水分,能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。能与水形成共沸混合物(含水4.43%),共沸点78.15℃。相对密度(d204)0.789。熔点-114.1℃。沸点78.5℃。折光率(n20d)1.361。闭杯时闪点(在规定结构的容器中加热挥发出可燃气体与液面附近的空气混合,达到一定浓度时可被火星点燃时的温度)13℃。易燃。蒸气与空气能形成爆炸性混合物,爆炸极限3.5%~18.0%。

无水乙醇的制备是以戊烷作恒沸剂的恒沸精馏流程简单与苯做恒沸剂相比,所需塔板数少,但是戊烷的沸点较低,需加压操作常温下容易气化,因而对戊烷的损耗比较大。如果选择二种生产方法,渗透汽化膜分离装置具有节能和高效的特点。

无水乙醇对人体的危害

长期接触无水乙醇对皮肤有明显刺激性伤害,会导致皮肤接触性皮炎的发生,可表现为皮肤干燥、脱皮、表皮细胞及毛囊破坏等皮肤损害,伴有瘙痒、灼痛等,应尽量减少相关接触。无水乙醇是指高纯度的乙醇溶液。一般将99.5%的乙醇溶液称为无水乙醇,此类溶剂具有刺激性且易燃。

如果皮肤不慎接触,应尽快脱去污染的衣物用流动的清水冲洗,若冲洗之后仍感到不适要及时就医处理。无水乙醇也应避免口服,预防发生急性中毒,如出现意识丧失、休克等中毒征象。中长期接触高浓度本品也可引起鼻、眼、粘膜刺激症状,以及头痛头晕等,建议患者要避免接触。

可并发运动神经和交感神经的破坏,对中枢神经系统,可以先引起兴奋随后抑制。这种情况一般发生于口服无水乙醇,一般可分为兴奋、催眠、麻醉、窒息四阶段,患者进入第三或第四阶段,出现意识丧失、瞳孔扩大、呼吸不规律、休克、心力循环衰竭及呼吸停止。

制备无水酒精时,在95.57%酒精中加入生石灰(CaO)加热回流,使酒精中的水跟氧化钙反应,生成不挥发的氢氧化钙来除去水分,然后再蒸馏,这样可得99.5%的无水酒精.如果还要去掉这残留的少量的水,可以加入金属镁来处理,可得100%乙醇,叫做绝对酒精.

也就是"无水乙醇"!


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