加盐萃取蒸馏生产无水乙醇

第 30卷 第 6期 2 0 0 3年 1 1月 酿 酒 LIQUOR MAKING V01．30．No．6 N ．． 200B 文章编号 ：1002—8110(2003)06—0074—02 加盐萃取蒸馏生产无水乙醇 吴晓莉 ，靖 恋，尹卓容 (山东轻工业学院食品与生物学院，山东 济南 250100) 摘 要 ：研究了氯化钙、氯化钠和氯化铜对 乙醇挥发 系数的影响以及 盐浓度对 乙醇挥发 系数 的影响，氯化钙 、 氯化钠和氯化铜分另q使 乙醇的挥发 系数提 高了 0．2、0．3,0．54，氯化钙效果较好 并确 定其最适添加量为 30％ (w／w)。最终制备 出99．6％(v／v)的无水 乙醇。 关键词：无水乙醇；加盐萃取蒸馏；挥发 系数 中图分 类号 ：1x3262．31；TS261．4 文献标识码 ：B 。 无水乙醇作为一种 常用 的化学试剂 、化工原料、有机溶 剂在化工生产、燃料生产 、油漆生产 以及化妆品生产、制药工 业、国防工业和其它工业生产中都有着广泛的应用。近年来 又有一些国家往汽油 中添加 10％ ～25％的无水乙醇，以此提 高汽油的辛烷值增加汽油的抗爆性 ，并且可 以减轻汽油燃烧 废气对空气的污染。因此，对无水乙醇的研究将对国民经济 有 重 大意 义 。 工业上制备无水 乙醇的方法有共沸精馏法 、分子筛吸附 法、膜分离法等。共沸精馏法是加入第三组分 ，如苯、乙二醇 形成三元共沸物 ，但是能耗高 ，污染环境。本文研究氯化铜 、 氯化钙和氯化钠对乙醇挥发系数的影响。 盐加入蒸馏塔溶 于回流液 中能打破乙醇 一水的汽液平 衡 ，乙醇的挥发度提高。从而制得无水 乙醇。从微观角度看 ， 由于盐是强电解质，在水 中离解为离子 ，产生电场，而溶液中 水分子的极性和介电常数不同。在 盐离子电场 的作用下 ，极 性强 ，介 电常数大的水分子就会较 多的聚集在离子周 围，使 水的活度减小 。或者与水分子缔合而提高 了乙醇对水的相对 挥发度。Llj 1 实验材料和方法 1．1 材料 1．1，1 试剂 ：氯化钙 、氯化铜 、氯化钠、亚硫酸品红、对二 甲 氨基苯甲醛、浓硫酸等等。均为纯试剂。 收稿 日期 ：2003—06～26 作者简介 ：吴晓莉 (1978一)，女 ，山东省 济宁市人 ，在读硕士 研 究 生 。 1．1．2 试验装置如图 1 1．2 试验方法：采用 间歇蒸馏 的方法。将溶 液缓慢 加热 至 沸腾，回流 1小时后取样分析【 ，同时取气相冷凝液 、液相进 行分析。 1．2．1 酒度的测定 ：酒精计直接读数法 。【3j 1．2．2 挥发系数的计算 ： 乙醇 的挥 发 系数 Ka=ya／xa yr 蒸汽中乙醇 的摩尔分数 · xa__液相中乙醇 的摩尔分数 2 结果与讨论 2．1 盐的选择 ’ 图 1 试验装置图 A New Idea on Rice W ine M aking SHUM Gui— lan，XU Yan，WANG Mei，ZHAO G 一cto (School 0f Biotedmdogy，Southern Yangtze University，Wuxi 214036，China) ABSTRACT：A new idea on making newfashioned rice wine WaS brought forward based on the traditional process．That is the rice wine which has a new organofipticswasmadewiththe saccharified rice andfermentedwithEqllid． 砌 this experiment a newideawas pel南砷 edforthe process 0f ricewine． KEY WORDS：rice wine；liquid fermentation；koji；y~st 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 6期 昊晓莉，等：加盐萃取蒸馏生产无水 乙醇 ·75 · 某种在水中比在乙醇 中更容易溶解的盐加进 乙醇 一水溶 液 中，会降低水 的分压 ，提高乙醇 的分压 ，称之 为盐效应，盐效 应的大小取决于盐在纯水和纯乙醇中溶解度差别 。 对盐的要求 ，不仅溶解度要 大，而且要求其化 学性 质稳 定性高、腐蚀性小 、无毒、成本低廉等。金属离子价数越高 ， 盐效应越高 ，并且无机盐的乙醇 一水体系在进行汽液平衡数 据关联时 比较稳定。【‘J在 51．2％(v／v)乙醇溶液 中加入 30％ (w／w)的不同种类的盐 ，计算挥发系数。实验结果如 1 表 1 盐的种类对 乙醇挥发系数的影响 根据表中数据可知加入相同浓度的盐，得到乙醇的挥发 系数不同，氯化钙的效果最好 ，并且考虑前述 因素，我们选用 氯化钙。 2．2 盐浓度对 乙醇挥发 系数的影响 在 乙醇浓度相同的条件下 ，分别加入不同浓度 的盐进 行 实验，其结果如图 2、图 3。 4 3．5 餐 。 2．5 2 姿 佥 霉 O lO 20 30 40 50 60 盐浓度 图 2 盐浓度对 乙醇挥发系数的影响 94 92 9O 88 86 O lO 2O 30 40 50 60 盐浓度 (、，'1) 图 3 盐浓度对气相冷凝液乙醇浓度的影响 从图 2可以看出 ，盐浓度从 O％到 30％这一段 乙醇挥发 系数提高 了O．54，而盐浓度从 30％到 6o％这一段 乙醇的挥 发系数提高 了O．5l，提高幅度相差不大。根据图 3盐浓度为 30％时气相冷凝液乙醇浓度为 91．3％，盐浓度为 印％时气相 冷凝液 乙醇浓度为 92．8％，提高幅度不 大。综 上所述 ，加盐 30％和加盐 6o％都适合 ，但考 虑到经济效益和盐的回收，选 择加盐 30％为最佳。 2．3 乙醇溶液的浓度对乙醇挥发 系数的影响 8 6 藿z N O 蒸馏液中乙醇浓度 (v／v) 图 4 乙醇溶液的浓度对乙醇挥发系数的影响 加氯化钙 30％(w／w)，对不 同浓 度 的乙醇溶 液进行 试 验 ，结果如图 4从图上 可以看 出，随着 乙醇浓度的提 高挥发 系数随之降低 ，这说 明乙醇浓度越高 ，乙醇对水 的挥发度就 越小，乙醇与水越难分离，但是仍然大于 l。最终生产出无水 乙醇 。 2．4 乙醇溶液的浓度对气相冷凝液 乙醇浓度的影响 对 乙醇浓度在 95％以上 的乙醇溶液加入 30％(w／w)的 氯化钙 ，蒸馏后得到的冷凝液 中乙醇浓度如表 2。 表 2 乙醇溶液的浓度对气相冷凝液乙醇浓度的影响 由图可知 ，对 95％(v／v)以上 的乙醇溶液经过逐步 的加 盐蒸馏 ，可得到 99．6％(v／v)的乙醇，剩余的少量水分 可以通 过分子筛 吸附等方法 除去，生产 出 99．99％(v／v)的无 水 乙 醇 。 2．5 结论 通过研究氯化钠、氯化铜 、氯化钙等各种盐类对乙醇挥 发系数的影响，为生产提供一些参考。今后还将研究加盐对 乙醇溶液 中的甲醇、杂醇油汽液平衡的影响 ，为生产高纯度 乙醇打基础。同时进行连续精馏的实验以便和实际生产联 系 起来 。 [参考文献] [1]孙健哲 ，陆晖 ．溶盐萃取精馏法制取无水乙醇[J]．．宝鸡文理学 院学报(自然科学版)，l994(2)：l16—120． 【2】NRIQUEMARTINEDELAOSSA．SaltEffect OfltheVapor／Liquid 一 librimn 0fWi~dJ]．Am．J．End．Vitic，1986。37(4)：253—256 [3]天津轻工业学院等四院校 ．工业发酵分析[M]．北京：中国轻工业 出版社 ．1997． [4]李秀芹 ．加盐萃取精馏制备无水 乙醇的研究[J]北京服装学院学 报 ，1990。(2)：66—73 Study on Producing Anhydrous Alcohol by Extractive Distillation with Salts ABSI'RACT-The effect on volatility coefficient ofalcoholWS,S studied by adding vary kinds of saltsincludingCaCh。NaC1，CuCh．Itw鹳de- termined that CaCl2 X~VdS the opdmura salt．The effect on volatility coefficient ofethanol X~VdS also studied with different quantitie~of、CaCh，the opfimura quantity X~VdS 30％(w／w)．99．6％(v／v)anhydrous alcohol was produced by this way． KW Y W ORDS：anhydrous alcohol；extractive distillation with salts；volatility coefficient 琴^ 毯爱砧 维普资讯 http://www.cqvip.com