无水酒精的制备ppt课件

1、无水酒精的制备方法引见.无水酒精 酒精学名乙醇，它以玉米、小麦、薯类、糖蜜等为原料，经发酵精馏而制成。常压下酒精水溶液质量浓度为95.57%质量分数时, 酒精和水构成共沸物。无水酒精，又称绝对酒精，是由95.57%质量分数的酒精经脱水精制而成的含水量较少的酒精。无水酒精的运用方向主要有两个:一是研讨用纯真的无水酒精,其社会需求量少;二是燃料用无水酒精,这方面社会需求量宏大,已成为各国能源的主要补充。中心技术就是脱去酒精与水共沸混合物中的水含量，使酒精净含量到达99.5%质量分数以上。. 主要方法吸水剂脱水法特殊的精馏方式膜分别真空脱水超临界流体萃取法. 吸水剂脱水法 以固体吸水剂如生石灰、分子

2、筛或液态吸水剂如甘油、汽油脱水。生物质吸附如纤维素、玉米粉、 麦秆、 蔗渣、 淀粉、 半纤维素、 木屑、 其他谷物、 农产品残渣等用离子交换树脂脱水聚苯乙烯钾型强酸性树脂如今用的比较多.分子筛吸附 分子筛吸附法是近20年来开展起来的方法, 它在工业上曾经有大规模运用。分子筛是一类具有骨架构造的硅铝酸盐晶体, 它对H2O、NH3、H2 S、CO2 等高极性分子具有很强的亲和力, 特别是对水, 在低分压或低浓度、高温等非常苛刻的条件下仍有很高的吸附容量。分子筛吸附法实现分别的原理主要是位阻效应。由于水的分子直径只需0.28nm, 而酒精的分子直径为0.44nm, 因此, 水分子可以进入分子筛内部,

3、 而酒精分子那么被阻挠在外,从而实现对水、甲醇等小分子与酒精的选择性吸附分别。.生物质吸附 1979 年Ladisch 和Dyck最早提出生物质吸附，这一工艺精承继了分子筛吸附低能耗的优点, 采用生物质吸附剂消除了消费分子筛的污染和能耗, 是分子筛吸附之后的又一创新，并且利用生物质吸附消费无水酒精的能耗远低于传统精馏法和分子筛吸附法。其原理为: 生物质高分子中含有大量的亲水基团, 由于水分子与亲水基团的相互作用, 水可以比乙醇更快更强力的被吸附。关于温度对生物质吸附剂吸附性能的影响,普通都以为80100 是比较理想的吸附温度。此时,生物质吸附剂对乙醇的吸附相对很小, 可以得到很好的分别效果。不

4、过，生物质吸附法制取无水乙醇还是一种新工艺。它的开展还不完善。.特殊的精馏方式恒沸精馏：经过向酒精水溶液添加夹带剂(如苯、环己烷、戊烷等)进展精馏的, 夹带剂与酒精溶液中的酒精和水构成三元共沸物,可获得纯度很高的酒精。加盐萃取蒸馏：经过参与某种添加剂来改动原溶液中酒精和水的相对挥发度, 从而使原料的分别变得容易。在酒精水溶液中添加萃取剂(如乙二醇、醋酸钾、氯化钙、氯化钠、氯化铜、乙二醇的盐溶液等)可以改动其平衡曲线, 从而可以使难分别物系转化为容易分别的物系、分别本钱降低。特殊的精馏方式. 恒沸精馏利用苯、水和酒精构成低共沸混合物的性质，将苯参与酒精中进展分馏。苯、 酒精和水三元体系, 在 1

5、atm 下沸点为64. 85, 比酒精的沸点78. 3，酒精水的沸点78. 15都要低得多。在精馏时苯、水、酒精的三元恒沸混合物从塔顶馏出。 三元恒沸物的组成(摩尔分率)为苯 0. 554、 酒精 0. 230、 水 0. 226, 其中水对酒精的摩尔比为 0. 98, 比酒精水恒沸物的这一摩尔比 0. 12, 要大得多。故只需有足量的苯作为夹带剂, 在精馏时水将全部集中于三元恒沸物中从塔顶馏出。多余的苯在68.25与酒精构成二元恒沸混合物被蒸出，而塔底产品为无水酒精。 作为夹带剂的苯在系统中循环, 补充损失的苯量在正常情况下低于无水酒精产品的1%。工业多采用此法。 混合物组分共沸物成分w/%

6、沸点/酒精水苯酒精水95.574.43-78.15苯水-8.8391.1769.25酒精苯32.4-67.668.25酒精苯水18.57.474.164.85. 恒沸精馏.加盐萃取蒸馏加盐萃取精馏系在酒精水溶液中添加一种固体盐，利用盐效应破坏体系的共沸组成来制取无水酒精的方法。由于酒精水体系中溶入一种固体盐，假设此盐在溶液中能与水分子缔合，那么盐的存在增大了酒精的相对挥发度，从而改动了酒精水的气液平衡，使其共沸点挪动，甚至消逝。例如，有数据如下：酒精水体系的共沸组成为95.57%质量分数；当溶有1%的CaCl2时，共沸组成为96.5% 质量分数；当CaCl2为1.5%时，共沸组成为98.0%

7、质量分数；当溶有1.8%的CaCl2时，酒精水的共沸点即消逝。.膜分别浸透汽化( Pervaporation, 简称PV) 利用膜对液体混合物中各组分溶解分散性能的不同而实现其分别的, 是膜分别技术的热点研讨, 适宜于用蒸馏法分别分别难以分别或不能分别的近沸物、共沸物。蒸汽浸透(Vapor Permeation, 简称VP) VP 过程实践上相当于气体分别, 膜的两侧均以蒸汽形式存在, 过程中没有相变发生。同时, 过热操作是VP 法的另一个特点。假设操作温度低于进料蒸汽的露点温度, 膜外表就会凝结料液, 使VP过程变成了PV 过程。膜分别. 浸透汽化浸透汽化法( PV) 是目前利用膜法消费无水

8、酒精的主要方法。浸透汽化是以混合物中组分蒸汽压差为推进力, 依托各组分在膜中的溶解与分散速率不同的性质来实现混合物分别的过程。料液进入浸透汽化膜分别器,膜后侧坚持低的组分分压, 在膜两侧组分分压差的驱动下, 组分经过膜向膜后侧分散,并汽化成蒸汽而分开膜器。其中分散快的组分较多的透过膜进入膜后侧, 分散慢的组分较少的或很少透过膜,因此可以到达分别料液的目的。浸透汽化过程根据膜的亲水性和亲有机物性,可分为两类膜: 一类是优先透水性膜, 另一类是优先透有机物性膜。优先透水性膜适宜分别含水量低的酒精水混合物, 如共沸物, 可制得无水酒精;优先透有机物性膜那么适宜分别含酒精量低的酒精水溶液, 如将发酵过程与浸透汽化过程耦合, 能及时分别出对发酵具有抑制造用的产物酒精。. 浸透汽化. 不同工艺的比较.总结 精馏工艺作为消费无水酒精的传统工艺曾经沿用几十年, 具有工艺成熟、 易于产业化的优点, 但是能耗大、 操作要求高的优势使其逐渐被更先进的工艺所取代,其开展方向主要集中于降低能耗和研发新型第三组分。 膜分别技术因其膜性能的缘由, 尚处于实验室研讨阶段,未进展大规模工业化消费, 但是因其低能耗、 高质量的优点, 该工艺具备开展潜力, 随着研讨的不断深化, 使膜性能符合产业化要求,未来可以大规模消费无水酒精。 分子筛吸附具有低能耗、 易操作、 易批量消费