无水乙醇制备方法及未来前景的可研报告

第一节  无水乙醇的定义

无色澄清液体。有特殊香味。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(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。蒸气与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限3.5%～18.0%（体积）。该有机溶剂用途极其广泛，主要用于医疗、化妆品、卫生用品、油脂与染料方面（可研报告）。

第二节 无水乙醇的制备方法

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。

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。

第三节 无水乙醇的发展现状及前景

无水乙醇是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇，它不仅是优良的燃料，也是燃油的增氧剂。与汽油相比，无水乙醇最突出的优点表现在清洁和可再生两方面。近年来，随着煤炭、石油能源危机和空气污染、全球变暖等环境问题日趋严重，无水乙醇受到极大关注。

自20世纪70年代以来，受石油危机的影响，美国和巴西开始大力发展无水乙醇产业。全球无水乙醇的总产量由2000年的170亿升提高到2016年的986亿升，年均复合增长率高达11.6%。2015年主产国中美国的产量达到4410万吨，占比为58%，而我国产量仅244万吨，大约占3%，从消费量上看，美国的无水乙醇绝对消费量最大（528亿升），但巴西的乙醇消费占总汽油消费的比例最高（48.8%），我国无水乙醇消费量和在总汽油消费中的占比分别为30.8亿升和2.1%。从生产和消费上看，我国无水乙醇产业尚在发展初期，未来具有很大提升空间。

生产原料来源丰富 ，生产工艺日臻成熟

从生产工艺来看主要有化学合成法和生物转化法两大类，其中化学合成法以石油天然气、煤气或生物质气为主要原料，生物转化法以玉米、甘蔗、木薯等生物质发酵制取乙醇。目前在我国及世界范围内使用最广的是生物发酵法，主要以玉米为原料，大致包括制浆、液化、糖化、发酵、脱水等步骤。

在无水乙醇的制备技术不断发展中，根据原材料和工艺的不同分为第1代、第1.5代和第2代。其中以玉米等粮食作物为原料的第1代无水乙醇生产技术最为成熟稳定，是目前国内最主要的方式，但过度使用容易威胁粮食安全。 以 秸秆 等废弃物为原料的第二代无水乙醇生产工艺目前在国内 已经 具备产业化 示范 条件， 其 原材料来源广泛，是未来我国无水乙醇的主要发展方向。


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