64-17-5 / 無水乙醇制備方法

無水乙醇是許多重要化工產品及中間體的原料，目前大規模生產無水乙醇大多采用苯的恒沸精餾，但由于恒沸精餾產品中含有苯，不能用于醫藥和化學試劑使用，而且生產過程容易發生苯中毒。因而生產無水乙醇的方法也在不斷地改進和發展。近年來，新出現很多種生產無水乙醇的方法，主要有以下兩種（1）采用戊烷做恒沸劑進行恒沸精餾制備無水乙醇；（2）采用連續精餾-滲透汽化技術進行制備無水乙醇。這兩種有什么不同之處呢？

如果選擇（1）種生產方法，以戊烷作恒沸劑的恒沸精餾流程簡單，與苯做恒沸劑相比，所需塔板數少，但是戊烷的沸點較低，需加壓操作，常溫下容易氣化，因而對戊烷的損耗比較大；如果選擇（2）種生產方法，滲透汽化膜分離裝置具有節能和高效的特點，并且在分離過程中降低精餾的能耗，但是分子篩膜組件造價成本較高，滲透時間較長，生產周期較長。

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工業乙醇中一般含水5.0%左右，由于乙醇能和水形成沸點為78℃的恒沸混合物（乙醇95.5% 水4.4%），常規的蒸餾方法已不能把其中的水除去。
實驗室常用的除水方法是用氧化鈣、氯化鈣、無水硫酸鈉、無水硫酸鎂作為干燥劑，先把工業乙醇中的水分除去一大部分，然后再上塔蒸餾；若要得到純度更高的無水乙醇，可加入鎂絲去除微量水分，當然也可膜分離，不過膜分離的相對成本較高。
工業生產中，用鎂絲除水顯然是不現實的，被廣泛采用的工藝有2種，一是“干燥劑+蒸餾”工藝，二是引用共沸劑進行“共沸（恒沸）精餾”工藝。

今天先談一下工業乙醇的“干燥劑+蒸餾”的除水方法和裝置。
"干燥劑+蒸餾"的關鍵是干燥劑和干燥工藝的選擇，通常，氧化鈣、無水氯化鈣、無水硫酸鈉、無水硫酸鎂都可作工業乙醇的干燥劑，在這幾種干燥劑中我們首選氧化鈣，其次是氯化鈣，氧化鈣的優點是價格低、干燥過程無副反應，干燥效果好，干燥后的產物氫氧化鈣Ca(OH)2可直接用于其它，缺點是用量大，大量的氫氧化鈣Ca(OH)2由于粘度過大，對操過程作不利。無水氯化鈣的優點是用量少，1分子無水氯化鈣結合6分子水形成六水合氯化鈣，缺點是氯化鈣在一定條件下易和乙醇進行少量絡合。

實驗表明，這兩種干燥劑單獨使用都不能達到理想的干燥效果，但是，我們創新一下乙醇的干燥工藝，把二者結合在一起使用就會產生理想的技術效果。具體的操作方法是，先把工業乙醇用無水氯化鈣干燥除去大量的水，然后，再用少量氧化鈣干燥除盡剩余的水分，在蒸餾前過濾除去吸過水的六水氯化鈣CaCl2·6H2O晶體和氫氧化鈣Ca(OH)2，后期的蒸餾操作就變得非常順利。

干燥劑吸水原理如下：
CaCl2 + 6H2O → CaCl2·6H2O
CaO + H2O → Ca(OH)2
根據理論計算，1t工業乙醇含水約50kg，需要干燥劑氯化鈣51.4kg或氧化鈣156kg。
在實際干燥操作中，我們按照每t工業乙醇配60kg氯化鈣的比例先進行初干燥，然后按照每t工業乙醇配50kg氧化鈣的比例進行二次干燥。