什么是乙醇?

[拼音]：yichun

[外文]：ethyl alcohol

CH3CH2OH又名酒精，是发现最早、用途最广的一种脂肪醇。可由碳水化合物发酵或乙烯水合制得。为无色、易挥发、易燃的液体，沸点78.32°C，极易溶于水。工业乙醇浓度为95％。其蒸气与空气能形成爆炸混合物(35％～18％体积)。乙醇有杀菌作用，能醉人，各种饮料酒中均含有一定量乙醇，饮服过量会引起中毒。工业上广泛用作溶剂、消毒剂和有机合成原料。

乙醇的生产是在酿酒基础上发展起来的。远在上古时代人们已将含淀粉物质发酵制酒。12世纪在蒸馏葡萄酒时，第一次从酒中分离出酒精。20世纪30年代以前，发酵法是乙醇的唯一工业生产方法。1930年，美国联合碳化物公司建立了第一个用石油热裂化副产的乙烯为原料，经硫酸吸收再水解制乙醇的工业装置（简称乙烯间接水合法）。1947年，美国壳牌化学公司又实现了乙烯直接水合制乙醇的工业化生产。由于该法比间接水合法有显著优点，现已成为生产乙醇的主要方法。

按原料来源，乙醇的工业生产方法主要有两类：以糖类、淀粉和纤维素等碳水化合物为原料的发酵法和以乙烯为原料的水合法。

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，再加入一定量的水，冷却至60°C左右并加入淀粉酶（见酶催化剂），使淀粉依次水解为麦芽糖和葡萄糖，然后加入酵母菌进行发酵制得乙醇：

发酵液中乙醇含量约为6％～10％，并含有乙醛、高级醇、酯类和酸类等杂质，经精馏得浓度95％(质量)工业乙醇，并副产杂醇油。

糖厂副产物糖蜜含有蔗糖、葡萄糖等糖类约50％～60％，是发酵法制乙醇的良好原料。糖蜜经用水稀释，酸化和加热灭菌处理后，加入硫酸铵、磷酸盐、镁盐等酶的营养盐以及酵母菌，便可发酵生成乙醇。

以含纤维素的工、农业副产物如木屑、植物茎秆等为原料时，需先用盐酸或硫酸加压、加热处理，使纤维素水解为葡萄糖，中和后再用酵母菌发酵。造纸厂的亚硫酸废液中含有可发酵糖，也可用于发酵制乙醇。这两种过程由于技术经济指标差，工业上没有得到推广应用。

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，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烯作原料、反应条件较缓和，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：

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方向移动，但实际上低温高压受到反应速度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（见固体酸催化剂），反应温度260～290°C，压力约7MPa，水和乙烯的摩尔比为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。

为了提高乙烯单程转化率，以达到提高设备效率，降低能耗的目的，国际上一直在开展新催化剂的研究，如钨酸、杂多酸等催化体系有较好的性能，这对改进合成乙醇生产有很大的意义。直接水合法（见图）

的水合反应是在绝热式反应器中进行的(见彩图)。由于载于硅藻土上的磷酸会被反应物流带走，故在反应过程中需不断补充磷酸以保持催化活性。反应产物冷却后先进入高压分离器，分离出未反应的乙烯。后者经冷却水洗后大部分可循环回反应器，一小部分排出系统，以防惰性气体积累。自高压分离器分出的冷凝液入低压分离器，经脱气后即得到粗乙醇水溶液，在精制系统中经提浓和精制得到浓度为95％（质量）的工业乙醇。

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。

乙醇是重要的工业溶剂，广泛用于医药、涂料、化妆品、油脂等工业，占乙醇总耗量的50％左右。同时，也是重要的有机化工原料，用于合成乙醛、乙醚、醋酸乙酯等。也可用作清洗剂、萃取剂和抗冻剂。75％的乙醇水溶液具有强杀菌能力，是常用消毒剂。经过专门精制的乙醇也可用于制造饮料。与甲醇类似，乙醇可作能源使用，有的国家已开始单独使用乙醇作为汽车燃料或掺到汽油（10％以下）中以节约汽油。有些国家根据资源情况，正在研究用发酵乙醇为原料脱水生产乙烯，从而进一步合成一系列乙烯系产品。

参考书目

S.A.米勒主编，吴祉龙等译:《乙烯及其工业衍生物》，下册，化学工业出版社，北京，1980。(S.A.Miller，Ethylene and Its Industrial Derivatives， ErnestBenn，London，1969.)

参考文章

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