乙醇(酒精)工业生产方法
乙醇的工业制法
乙醇的工业制法
“乙醇的工业制法”是指以各种原料和反应条件，使用特定的反应方法生产乙醇的一种工艺方法。
乙醇可以作为重要的化学原料，在日常生活中有着广泛的应用，如酒精、香精、肥皂、表面活性剂等，因此，乙醇的工业制法具有很强的现实意义。
乙醇的工业制法主要有两种：第一种是烟碱法，烟碱法是利用烟碱（乙炔）与木糖、淀粉或纤维素发生水解反应，产生乙醇，再经过精馏和蒸馏等处理过程，将乙醇分离出来。
第二种是酯交换法，酯交换法是利用酯交换剂（如乙酸乙酯）与木质素、植物油等发生酯交换反应，产生乙醇，然后用水萃取、精馏分离等方法将乙醇分离出来。
烟碱法是目前乙醇的主流生产方法，它的原料主要有：水杨酸、木糖、淀粉、纤维素、烟碱等，反应条件主要是加热、高压、酸性，反应温度一般在130-150℃，反应压力一般为0.1-0.2MPa。
反应过程中，乙炔与木糖、淀粉或纤维素发生水解反应，产生乙醇。
然后将乙醇溶液进行精馏，将乙醇分离出来，最后通过蒸馏，蒸馏出松香醇，乙醇分离得到。
酯交换法是一种新兴的乙醇制法，它的原料主要有：木质素、植物油、酯交换剂（乙酸乙酯）等，反应条件是加热、高压、酸性，反应温度一般在120-140℃，反应压力一般为0.1-0.2MPa，在反应过程中，乙酸乙酯与木质素、植物油发生酯交换反应，产生乙醇，然后用水萃取、精馏分离等方法将乙醇分离出来。
乙醇的工业制法是一项复杂的工艺过程，在反应条件的选择上尤其关键，不同的反应条件可能会导致不同的产物，影响乙醇的产率和质量，因此，在选择反应条件时需要根据原料的性质和反应的要求进行科学的选择，以保证乙醇的安全可靠的生产。
乙醇
乙醇一、简介（1）按生产使用的原料可分为淀粉质原料发酵酒精(一般有薯类、谷类和野生植物等含淀粉质的原料，在微生物作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步由酵母发酵生成酒精)；糖蜜原料发酵酒精（直接利用糖蜜中的糖分，经过稀释杀菌并添加部分营养盐，借酵母的作用发酵生成酒精）；和亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精（利用造纸废液中含有的六碳糖，在酵母作用下发酵成酒精，主要产品为工业用酒精。
也有用木屑稀酸水解制作的酒精)。
（2）按生产的方法来分，可分为发酵法酒精和合成法酒精两大类。
（3）按产品质量或性质来分，又分为高纯度酒精、无水酒精、普通酒精和变性酒精。
（4）按产品系列（BG384-81）分为优级、一级、二级、三级和四级。
其中一、二级相当于高纯度酒精及普通精馏酒精。
三级相当于医药酒精，四级相当于工业酒精。
新增二级标准是为了满足不同用户和生产的需要，减少生产与使用上的浪费，促进提高产品质量而制订的。
二、名称1、化学名称乙醇2、商品名称酒精、酒精；乙醇(发醇法)；无水酒精；无水乙醇；无水乙醇(药用)；绝对酒精；95%乙醇;酒精95%；食用酒精；食用乙醇；变性乙醇；调香级食用酒精三、系统编号CAS编号：64-17-5EINECS号：200-578-6InChI编码：InChI=1/C2H6O/c1-2-3/h3H，2H2，1H3危规编号：32061危险品运输编号：UN 1170/1986/1987四、物质颜色性状1、颜色在常温、常压下，易燃无色透明液体，2、性状3、相态液体4、臭味性有特殊香味，略带刺激性，5、挥发性易挥发五、化学结构1、化学组成乙醇分子是由是由C、H、O 三种原子构成（乙基和羟基两部分组成），可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物，也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。
乙醇分子中的羰键（碳氧键）和羟键（氢氧键）比较容易断裂。
C、O原子均以sp3杂化轨道成键、极性分子。
乙醇是乙烷一个氢原子被羟基替换后的产物，俗称酒精。
玉米发酵生产酒精工艺
玉米发酵生产酒精工艺酒精是一种重要的工业原料,广泛应用于食品,化工、医药等领域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清洁、可再生等优点。
传统的酒精生产主要以糖蜜、薯类、谷物为原料发酵而成。
近年来,随着人口增长和经济的发展以及可利用耕地面积的减少使得酒精生产成本日趋增高,利用丰富、廉价的玉米秸秆为原料生产酒精已成为必然趋势。
我国是一个农业大国,各种纤维素原料资源非常丰富,仅玉米秸秆年产量大约2亿吨。
目前,玉米秸秆除了少部分被利用外,大部分以堆积、焚烧等形式直接倾入环境,极大地污染了环境,也是一种资源浪费。
如果将玉米秸秆经过预处理后水解,其所含的纤维素和半纤维素可分解成糖,经发酵可转化为酒精,转热效率可达30%以上。
这样不但缓解人类所面临的食物短缺,环境污染、资源危机等一系列问题,而且还能实现人类的可持续发展,因而近年来玉米秸秆成为生物能源领域的研究热点。
玉米生产酒精的工艺流程如图。
1玉米秸秆简介玉米秸秆主要由植物细胞壁组成,基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。
木质素将纤维素和半纤维素层层包围。
纤维素是一种直链多糖,多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维,半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成,木质素是以苯丙烷及衍生物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。
其中,木质素是一种燃料,半纤维素可水解为五碳糖,而纤维素水解为六碳糖比较困难。
2玉米秸秆预处理由于玉米秸秆结构复杂,不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹,而且半纤维素部分共价和木质素结合,同时纤维素具有高度有序晶体结构。
因此必须经过预处理,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度。
常见预处理方法有物理法、化学法、物理化学法和微生物法等。
2.1挤压膨化法该方法属于物理处理法,是将原料粉碎后调节至一定水分,加入挤压机内,物料在螺杆的旋转推动下向前运动,同时被剪切、挤压。
并且在摩擦热的作用下温度可接近140℃;然后从挤压机中喷出,物料的压力突然降低、体积迅速膨胀,纤维素晶体结构被破坏,从而为纤维素的酶解处理创造条件。
乙醇的制备
乙醇的制备乙醇是一种常见的有机化合物，也是一种广泛应用的化工原料。
它在医药、化妆品、食品、能源等领域都有着重要的作用。
那么，乙醇是如何制备的呢？乙醇的制备方法有多种，常见的有发酵法、水合物法、合成法等。
其中，发酵法是最常用的制备乙醇的方法之一。
发酵法是利用微生物对含有可发酵物质的废料或农作物进行发酵而制取乙醇的方法。
这种方法相对简单且成本较低，因此被广泛应用于工业生产中。
选择合适的废料或农作物作为发酵原料。
常见的原料有玉米、小麦等。
这些原料中含有淀粉或糖类物质，可以提供养分供微生物进行发酵。
然后，将原料进行破碎和糖化处理。
破碎处理将原料打碎，增加其表面积，有利于后续的发酵过程。
糖化处理则是将淀粉转化为可被微生物利用的糖类物质。
接下来，将经过糖化处理的原料与酵母等微生物混合，进行发酵。
发酵过程中，微生物分解糖类物质产生乙醇和二氧化碳。
乙醇是发酵过程的主要产物，而二氧化碳则通过通风等方式排出。
发酵完成后，需要进行蒸馏提纯。
蒸馏是将发酵液中的乙醇和水分离的过程。
由于乙醇和水的沸点不同，可以通过控制温度和压力来进行有效分离。
经过蒸馏提纯后，得到的乙醇可以直接应用于医药、化妆品等领域，也可以用作燃料、溶剂等。
除了发酵法，还有水合物法和合成法等制备乙醇的方法。
水合物法是通过将乙烯与水反应制取乙醇。
合成法是通过一系列化学反应将其他化合物转化为乙醇。
乙醇的制备方法多种多样，每种方法都有其适用的场合和优缺点。
在实际应用中，根据具体需求和条件选择合适的制备方法非常重要。
乙醇是一种重要的化工原料，其制备方法有发酵法、水合物法和合成法等。
发酵法是最常用的制备乙醇的方法，通过微生物对含有可发酵物质的废料或农作物进行发酵，最终得到乙醇。
其他方法则根据具体需求和条件选择使用。
乙醇的制备方法多种多样，为各个领域的发展提供了重要的支持。
年产10万吨煤制乙醇生产工艺设计
摘要乙醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，在国民经济中占有十分重要的地位。
近年来，随着乙醇下属产品的开发，特别是乙醇燃料的推广应用，乙醇的需求大幅度上升。
为了满足经济发展对乙醇的需求，开展了10万t/a的乙醇项目。
本设计的主要容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。
本着符合国情、技术先进和易得、经济、资源综合利用、环保的原则，采用焦炉煤气为原料，低压下利用列管均温合成塔合成乙醇，双塔精馏工艺精制乙醇。
此外，严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。
关键词：乙醇；净化；合成；精馏AbstractEthanol is a kind of extremely important organic raw chemicals, and a kind of fuel, too. It is very important in national economy. In recent years, with the development of the products that are made from methanol, especially the popularization and application of the fuel of ethanol, the demand for the ethanol rises by a large margin. In order to satisfy economic development's demands for methanol, the 100000t/a ethanol project is carried out.The main content of the design process is craft prove, material balance, heat balance etc. The principle of the design is in line with the national conditions, advanced in technology, accessible, comprehensive utilization of resources, as well as economic and environmental. This design mainly adopts the following process: coke oven gas as raw materials, tube average temperature ethanol synthesis reactor at low pressure, the rectification craft of two towers for rectifying ethanol. In addition, controlling of waste emissions strictly, the full use of waste heat, reducing energy consumption, staff safety and health are well considered.Keywords: Ethanol; Purification; Synthesis; Distillation目录摘要 (I)Abstract (I)第1章绪论 (1)1.1 设计的目的和意义 (1)1.2 产品的性质及用途 (1)1.2.1 物理性质 (1)1.2.2 化学性质 (1)1.2.3 产品的用途 (2)1.3 乙醇现状及建厂可行性分析 (2)1.3.1 国乙醇发展现状及发展趋势 (2)1.3.2 建厂的可行性分析 (3)1.4 合成气制备乙醇的原理与工艺 (4)1.4.1 合成法制备乙醇的原理 (4)1.4.2 乙醇合成的工艺过程 (5)第2章工艺流程选择 (6)2.1 工艺流程简图 (6)2.2 原料气制备方案选择 (6)2.3 净化工艺方案选择 (6)2.4 转化工序 (8)2.5合成气压缩工段 (10)2.6 乙醇的合成 (11)2.6.1 乙醇合成工艺的选择 (11)2.6.2 乙醇合成塔的选择 (11)2.6.3 催化剂的选用 (13)2.7 粗乙醇的精馏 (14)2.7.1 精馏原理 (14)2.7.2 精馏工艺和精馏塔的选择 (15)第3章工艺流程 (18)3.1 原料气净化工艺流程 (18)3.1.1 硫铵 (19)3.1.2 洗脱苯 (19)3.1.3 精脱硫 (20)3.1.4 转化 (20)3.2 乙醇合成流程 (22)3.3 乙醇精馏流程 (23)第4章工艺计算 (24)4.1 乙醇生产的物料平衡计算 (24)4.1.1 合成塔物料平衡计算 (24)4.1.2 粗乙醇精馏的物料平衡计算 (30)4.2 甲醇生产的能量平衡计算 (32)4.2.1 合成塔能量计算 (32)4.2.2 主精馏塔能量衡算 (33)第5章主要设备计算及选型 (36)5.1 甲醇合成塔的设计 (36)5.2 粗乙醇贮槽 (38)5.3 主精馏塔的设计 (39)5.3.1 精馏塔全塔物料衡算及塔板数的确定 (39)5.3.2 塔径的确定 (40)5.4 主精馏塔的选型 (40)5.4.1 壁厚 (40)5.4.2 封头 (40)5.4.3 裙座 (41)5.4.4 接管设计 (41)第6章总结 (43)致 (45)参考文献 (46)附录 (47)第1章绪论1.1 设计的目的和意义由于我国石油资源短缺，能源安全已经成为不可回避的现实问题，寻求替代能源已成为我国经济发展的关键。
工业合成乙醇的方法
工业合成乙醇的方法
工业合成乙醇的主要方法有以下几种：
1. 乙烯水合：将乙烯与水反应，生成乙醇。
该反应通常在高温高压条件下进行，使用过渡金属催化剂。
乙烯水合是商业化规模生产乙醇的主要方法。
2. 乙炔加氢：将乙炔与氢气反应，生成乙醇。
该反应也需要催化剂，常用的催化剂有铜、铜-锌等。
3. 木质素氨解液发酵：将木质素经过预处理和氨解反应，生成氨解液，再利用酵母菌等微生物进行发酵，产生乙醇。
这种方法主要用于生物质资源的利用。
4. 合成气发酵：将合成气（一氧化碳和氢气）利用酵母菌进行发酵，产生乙醇。
这种方法适用于使用煤炭、天然气等资源合成合成气的地区。
需要注意的是，工业合成乙醇的方法可以根据原料资源和环保要求等因素进行选择和调整。
工业酒精使用注意事项工业酒精的使用方法以及注意事项
工业酒精使用注意事项工业酒精的使用方法以及注意事项0【导读】酒精能使用在多方面，其类型也有划分，比如工业酒精、医用酒精、可以食用的酒精等，在众多的酒精里系工业酒精对人身体的危害更大，此酒精也称为甲醇，用途主要是工业方面，人是不可能食用和使用的，否则会引起严重的中毒，还会对患者的眼睛、智力等造成伤害。
工业乙醇即工业上使用的乙醇，也称工业酒精，下面我们一起来看看工业酒精的使用方法以及注意事项。
工业酒精的使用方法以及注意事项工业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C2H6O，（酒精燃烧C2H5OH＋3O2=2CO2↑＋3H2O）因为它的化学分子式中含有羟基，所以叫做乙醇，比重（20/4°）。
现在的酒精主要还是通过发酵发开制备的。
酒精制备的原料主要有淀粉质和纤维质为主，通过各种酶的作用而产生酒精的，酒精生产也带来了很多副产品，比如说杂醇油、甲醇、二氧化碳等。
利用酒精酵母将葡萄糖转化成为酒精。
然后在通过蒸馏工艺将酒精浓缩为大约为%的酒精溶液。
有人以为，酒精浓度越高，消毒效果越好，这是错误的。
酒精消毒的作用是凝固细菌体内的蛋白质，从而杀死细菌。
但95%的酒精能将细菌表面包膜的蛋白质迅速凝固，并形成一层保护膜，阻止酒精进入细菌体内，因而不能将细菌彻底杀死。
如果酒精浓度低于70%，虽可进入细菌体内，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。
只有70%-75%的酒精即能顺利地进入到细菌体内，又能有效地将细菌体内的蛋白质凝固，因而可彻底杀死细菌。
一、工业酒精对身体的危害甲醇最初由木柴干馏而成，故俗称“木精”、“木醇”。
现在是由一氧化碳和氢气大量人工合成。
吸入大量甲醇蒸气或饮用甲醇液体后，均可使人中毒。
甲醇进入体内，经醇脱氢酶及甲醛脱氢酶等的作用，先氧化成甲醛，继而成为甲酸。
甲酸可导致酸中毒；甲醛则对视网膜细胞具有特殊的毒性作用，使其退行性变性，甚至使视神经萎缩。
乙醇的介绍
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。
制药1603 第一组
乙醇的介绍
乙醇
1 历史沿革 2 物理性质 3 化学性质 4 工业制备
一．历史沿革
• 中国古代劳动人民很早就开始使用谷物酿酒了，酒的主要成分就是乙醇 （酒精）。
• 酿酒至少始于中国早期农耕时代。汉代刘安在《淮南子》中提到“清盎之 美，始于耒耜”。
• 现代科学对这一问题的解释是：淀粉在酶的作用下，逐步分解成糖和酒精， 自然转变成了酒香浓郁的酒，而酶则是由自然界的微生物所分泌的。
• 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。
② 缩合（分子间脱水）制乙醚
四．工业制备
• 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。
• 工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇： • 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：
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薯类原料生产酒精的特点(以甘薯为代表) 1) 薯类原料的淀粉含量、纯度较高； 2) 薯类原料的结构松脆，易于蒸煮糊化； 3) 薯类原料中脂肪及蛋白质较少； 4) 缺点就是果胶含量较高，产生的甲醇含量较高。
谷类原料生产酒精的特点(以大米为代表)
1) 谷类原料的淀粉含量、纯度较高； 2) 谷类原料的结构松脆，易于蒸煮糊化； 3) 谷类原料中脂肪及蛋白质较少； 4) 缺点就是与人类争粮，不易大量使用。
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，要得到无水乙醇需进一步脱水。
②直接水合法 在一定条件下，乙烯通过固体酸催化剂直接与水反 应生成乙醇：
CH2=CH2＋H2O=CH3CH2OH 上述反应是放热、分子数减少的可逆反应。理论上低温、
高压有利于平衡向生成乙醇的方向移动，但实际上低温、高压 受到反应速率和水蒸气饱和蒸气压的限制。工业上采用负载于 硅藻土上的磷酸催化剂，反应温度260℃～290℃，压力约 7MPa，水和乙烯的物质的量比为0.6左右，此条件下乙烯的单 程转化率仅5％左右，乙醇的选择性约为95％，大量乙烯在系 统中循环。主要副产物是乙醚，此外尚有少量乙醛、丁烯、丁 醇和乙烯聚合物等。乙醚与水反应能生成乙醇，故将其返回反 应器，以提高乙醇的产率。
2) 原料必须经过蒸煮； 3) 蒸煮醪要进行糖化，将淀粉转化为可发酵性糖； 4) 醪液的粘度先增大，当达到最大限度时，随着温 度的继续升高，醪液的粘度下降； 5) 蒸煮过程中原料因受高温高压处理，易产生焦糖。
原料及其处理
一、选择原料的依据
1) 因地制宜，就地取材； 2) 原料碳水谷物含量要高，蛋白质含量要适中； 3) 原料资源要丰富，容易收集； 4) 原料要容易贮藏； 5) 无毒害物质，影响发酵过程的杂质含量应当极少， 或者几乎不含。 6) 原料 价格低廉，可降低生产成本。
酒精生产的主要方法: 酒精的生产分为合成法和发酵法，用石油产
品生产酒精的合成法已是工艺倒置，而且技术上 有困难，已基本不用，因此，发酵法是最有前途 的生物能源技术。
从工艺的角度来说，人们熟知的甘蔗、玉米、 木薯、谷物等含糖类、淀粉类及纤维素类作物均 可作为原料，经前处理、发酵、蒸馏而生产酒精。
一、淀粉质原料酒精生产的特点 1) 在投入生产前必须经过粉碎处理；
二、淀粉质原料酒精生产工艺流程
原料→粉碎→蒸煮→糖化→发酵→蒸馏 →产品
• 乙烯水合法 工业上有两种方法，一种是以 硫酸为吸收剂的间接水合法；另一种是乙 烯催化直接水合法。
• ①间接水合法 也称硫酸酯法，反应分两步 进行。首先，将乙烯在一定温度、压力条 件下通入浓硫酸中，生成硫酸酯，再将硫 酸酯在水解塔中加热水解而得乙醇，同时 有副产物乙醚生成。间接水合法可用低纯 度的乙醇作原料、反应条件较温和，乙烯 转化率高，但设备腐蚀严重，生产流程长， 已为直接水合法取代。