無水酒精的制備方法講義

無水酒精的制備方法介紹無水酒精

酒精學(xué)名乙醇，它以玉米、小麥、薯類、糖蜜等為原料，經(jīng)發(fā)酵精餾而制成。常壓下酒精水溶液質(zhì)量濃度為95.57%（質(zhì)量分數(shù)）時,酒精和水形成共沸物。無水酒精，又稱絕對酒精，是由95.57%（質(zhì)量分數(shù)）的酒精經(jīng)脫水精制而成的含水量較少的酒精。無水酒精的應(yīng)用方向主要有兩個:一是研究用純凈的無水酒精,其社會需求量少;二是燃料用無水酒精,這方面社會需求量巨大,已成為各國能源的主要補充。核心技術(shù)就是脫去酒精與水共沸混合物中的水含量，使酒精凈含量達到99.5%（質(zhì)量分數(shù)）以上。

主要方法吸水劑脫水法特殊的精餾方式膜分離真空脫水超臨界流體萃取法

吸水劑脫水法

以固體吸水劑（如生石灰、分子篩）或液態(tài)吸水劑（如甘油、汽油）脫水。生物質(zhì)吸附（如纖維素、玉米粉、麥稈、蔗渣、淀粉、半纖維素、木屑、其他谷物、農(nóng)產(chǎn)品殘渣等）用離子交換樹脂脫水（聚苯乙烯鉀型強酸性樹脂）現(xiàn)在用的比較多分子篩吸附

分子篩吸附法是近20年來發(fā)展起來的方法,它在工業(yè)上已經(jīng)有大規(guī)模應(yīng)用。分子篩是一類具有骨架結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽晶體,它對H2O、NH3、H2S、CO2等高極性分子具有很強的親和力,特別是對水,在低分壓或低濃度、高溫等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。分子篩吸附法實現(xiàn)分離的原理主要是位阻效應(yīng)。因為水的分子直徑只有0.28nm,而酒精的分子直徑為0.44nm,因此,水分子可以進入分子篩內(nèi)部,而酒精分子則被阻擋在外,從而實現(xiàn)對水、甲醇等小分子與酒精的選擇性吸附分離。生物質(zhì)吸附

1979年Ladisch和Dyck最早提出生物質(zhì)吸附，這一工藝精繼承了分子篩吸附低能耗的優(yōu)點,采用生物質(zhì)吸附劑消除了生產(chǎn)分子篩的污染和能耗,是分子篩吸附之后的又一創(chuàng)新，并且利用生物質(zhì)吸附生產(chǎn)無水酒精的能耗遠低于傳統(tǒng)精餾法和分子篩吸附法。其原理為:生物質(zhì)高分子中含有大量的親水基團,由于水分子與親水基團的相互作用,水可以比乙醇更快更強力的被吸附。關(guān)于溫度對生物質(zhì)吸附劑吸附性能的影響,一般都認為80～100℃是比較理想的吸附溫度。此時,生物質(zhì)吸附劑對乙醇的吸附相對很小,可以得到很好的分離效果。不過，生物質(zhì)吸附法制取無水乙醇還是一種新工藝。它的發(fā)展還不完善。特殊的精餾方式恒沸精餾：通過向酒精—水溶液添加夾帶劑(如苯、環(huán)己烷、戊烷等)進行精餾的,夾帶劑與酒精溶液中的酒精和水形成三元共沸物,可獲得純度很高的酒精。加鹽萃取蒸餾：通過加入某種添加劑來改變原溶液中酒精和水的相對揮發(fā)度,從而使原料的分離變得容易。在酒精水溶液中添加萃取劑(如乙二醇、醋酸鉀、氯化鈣、氯化鈉、氯化銅、乙二醇的鹽溶液等)可以改變其平衡曲線,從而可以使難分離物系轉(zhuǎn)化為容易分離的物系、分離成本降低。特殊的精餾方式

恒沸精餾利用苯、水和酒精形成低共沸混合物的性質(zhì)，將苯加入酒精中進行分餾。苯、酒精和水三元體系,在1atm下沸點為64.85℃,比酒精的沸點78.3℃，酒精—水的沸點78.15℃都要低得多。在精餾時苯、水、酒精的三元恒沸混合物從塔頂餾出。三元恒沸物的組成(摩爾分率)為苯0.554、酒精0.230、水0.226,其中水對酒精的摩爾比為0.98,比酒精——水恒沸物的這一摩爾比0.12,要大得多。故只要有足量的苯作為夾帶劑,在精餾時水將全部集中于三元恒沸物中從塔頂餾出。多余的苯在68.25℃與酒精形成二元恒沸混合物被蒸出，而塔底產(chǎn)品為無水酒精。作為夾帶劑的苯在系統(tǒng)中循環(huán),補充損失的苯量在正常情況下低于無水酒精產(chǎn)品的1%。工業(yè)多采用此法?；旌衔锝M分共沸物成分w/%沸點/℃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

恒沸精餾加鹽萃取蒸餾加鹽萃取精餾系在酒精—水溶液中添加一種固體鹽，利用鹽效應(yīng)破壞體系的共沸組成來制取無水酒精的方法。由于酒精—水體系中溶入一種固體鹽，若此鹽在溶液中能與水分子締合，則鹽的存在增大了酒精的相對揮發(fā)度，從而改變了酒精—水的氣液平衡，使其共沸點移動，甚至消失。例如，有數(shù)據(jù)如下：酒精—水體系的共沸組成為95.57%（質(zhì)量分數(shù)）；當溶有1%的CaCl2時，共沸組成為96.5%（質(zhì)量分數(shù)）；當CaCl2為1.5%時，共沸組成為98.0%（質(zhì)量分數(shù)）；當溶有1.8%的CaCl2時，酒精—水的共沸點即消失。膜分離滲透汽化(Pervaporation,簡稱PV)

利用膜對液體混合物中各組分溶解擴散性能的不同而實現(xiàn)其分離的,是膜分離技術(shù)的熱點研究,適宜于用蒸餾法分離分離難以分離或不能分離的近沸物、共沸物。蒸汽滲透(VaporPermeation,簡稱VP)

VP過程實際上相當于氣體分離,膜的兩側(cè)均以蒸汽形式存在,過程中沒有相變發(fā)生。同時,過熱操作是VP法的另一個特點。如果操作溫度低于進料蒸汽的露點溫度,膜表面就會凝結(jié)料液,使VP過程變成了PV過程。膜分離

滲透汽化滲透汽化法(PV)是目前利用膜法生產(chǎn)無水酒精的主要方法。滲透汽化是以混合物中組分蒸汽壓差為推動力,依靠各組分在膜中的溶解與擴散速率不同的性質(zhì)來實現(xiàn)混合物分離的過程。料液進入滲透汽化膜分離器,膜后側(cè)保持低的組分分壓,在膜兩側(cè)組分分壓差的驅(qū)動下,組分通過膜向膜后側(cè)擴散,并汽化成蒸汽而離開膜器。其中擴散快的組分較多的透過膜進入膜后側(cè),擴散慢的組分較少的或很少透過膜,因此可以達到分離料液的目的。滲透汽化過程根據(jù)膜的親水性和親有機物性,可分為兩類膜:一類是優(yōu)先透水性膜,另一類是優(yōu)先透有機物性膜。優(yōu)先透水性膜適宜分離含水量低的酒精水混合物,如共沸物,可制得無水酒精;優(yōu)先透有機物性膜則適宜分離含酒精量低的酒精水溶液,如將發(fā)酵過程與滲透汽化過程耦合,能及時分離出對發(fā)酵具有抑制作用的產(chǎn)物酒精。

滲透汽化

不同工藝的比較總結(jié)精餾工藝作為生產(chǎn)無水酒精的傳統(tǒng)工藝已經(jīng)沿用幾十年,具有工藝成熟、易于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點,但是能耗大、操作要求高的劣勢使其逐漸被更先進的工藝所取代,其發(fā)展方向主要集中于降低能耗和研發(fā)新型第三組分。膜分離技術(shù)因其膜性能的原因,尚處于實驗室研究階段,未進行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),但是因其低能耗、高品質(zhì)的優(yōu)點,該工藝具備發(fā)展?jié)摿?隨著研究的不斷深入,使膜性能符合產(chǎn)業(yè)化要求,將來可以大規(guī)模生產(chǎn)無水酒精。分子篩吸附具有低能耗、易操作、易批量生產(chǎn)等優(yōu)點,已經(jīng)大量應(yīng)用于無水酒精的規(guī)?；a(chǎn),其發(fā)展前景主要為進一步優(yōu)化工藝參數(shù)和提高吸附劑性能。生物質(zhì)吸附作為繼分子篩吸附之后的新興技術(shù),尚處于小型驗階段,因為繼承了分子篩吸附的優(yōu)點,并具有綠色吸附劑的獨特優(yōu)勢,使其有望成為分子篩吸附的保替代工藝。ThankYou!《化妝品術(shù)語》起草情況匯報中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標準的立項和下達時間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標委會都要建立自己的術(shù)語標準。1ONE二、標準經(jīng)費標準研制經(jīng)費：3.8萬三、標準的立項意義術(shù)語標準有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標準一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標準體系中的基礎(chǔ)標準，術(shù)語標準在各個領(lǐng)域的標準體系中均起著重要的作用。隨著我國化妝品衛(wèi)生標準體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語和定義的數(shù)量也在迅速增長，在此情形下，化妝品術(shù)語標準的制定就顯得尤為重要。四、標準的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實施細則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標準中的術(shù)語和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對于沒有國標或定義不統(tǒng)一的術(shù)語，在定義時體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實用性在標準體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語優(yōu)先選用。五、標準的起草經(jīng)過

第一階段：資料搜集

搜集國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標準、文獻并對國外文獻如美國21CFR進行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語、毒理學(xué)術(shù)語、微生物術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語、人體安全和功效評價術(shù)語，常用英文成份術(shù)語等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語、相關(guān)國際組織和科研機構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標準；3.對于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語進行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無存在必要的常用英文成分術(shù)語。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會會議意見：1.修改能引用國家標準的盡量引用國家標準；對存在歧義的個別用詞進行修改。2.刪除由于本標準中的“產(chǎn)品術(shù)語”一章和香化協(xié)會所制定的某個標準存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語”一章的內(nèi)容；對“原料功能術(shù)語”的內(nèi)容進行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項術(shù)語。第四階段：征求意見2009年2月面向全國公開征求意見。第五階段：征求意見的處理與形成送審稿。在征求意見的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見。六、標準的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實施細則》;2.《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》;3.美國21CFR；4.相關(guān)領(lǐng)域國家標準如：GB5296.3-2008消費品使用說明化妝品通用標簽，GB/T14666-2003分析化學(xué)術(shù)語等；5.國內(nèi)外化妝品的相關(guān)文獻，如《化妝品監(jiān)督管理及安全性評價》等。七、標準的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容（一）結(jié)構(gòu)：1.范圍2.一般術(shù)語3.毒理學(xué)試驗方法術(shù)語4.衛(wèi)生化學(xué)檢驗方法術(shù)語5.微生物檢驗方法術(shù)語6.人體安全性和功效性評價術(shù)語7.常用原料術(shù)語8.縮寫9.中英文索引（二）主要內(nèi)容：1).一般術(shù)語39條涉及化妝品的基本定義、化妝品生產(chǎn)和監(jiān)督管理中出現(xiàn)頻率較高的術(shù)語。2).毒理學(xué)試驗方法術(shù)語40條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中涉及的術(shù)語，以及在毒理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)頻率較高、與化妝品毒理學(xué)試驗方法聯(lián)系較密切的術(shù)語。3).衛(wèi)生化學(xué)檢驗方法術(shù)語22條收錄了化妝品的衛(wèi)生化學(xué)檢驗方法中較常用的術(shù)語。

4).微生物檢驗方法術(shù)語6條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中所涉及的術(shù)語。5).人體安全性和功效性評價術(shù)語38條收錄了人體安全性和功效性評價的常用術(shù)語。6).常用原料術(shù)語55條收錄了常用原料術(shù)語，與《化妝品管理及安全性和功效性評價》保持一致，并根據(jù)企業(yè)、專家的意見進行了適當修改。7).縮寫涉及國際機構(gòu)縮寫以及化妝品毒理學(xué)、化學(xué)、人體安全性和功效評價等領(lǐng)域?qū)I(yè)術(shù)語的縮寫34條。七、征求意見處理情況2009年2月20日，《化妝品術(shù)語》在全國公開范圍內(nèi)公開征求意見，截止到2009年3月末共收到來自企業(yè)、和社會各界的意見和建議共146條，分布情況如下：征求意見來源統(tǒng)計圖二一般術(shù)語三毒理學(xué)四化學(xué)五微生物六人體七原料八縮寫各