乙醇(酒精)工业生产方法

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；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。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。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。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。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。