工业酒精的制备

概述^[1][2]

酒精是广泛的应用于食品、医药、化工、科研等各个领域的重要工业原料，酒精分为两种：食用酒精与工业酒精，工业酒精也称变性酒精、工业火酒，其纯度一般为95％和99％。生产工业酒精的方法主要有合成和酿造两种方式来进行生产，合成的一般成本低，甲醇含量高，所以价格便宜；酿造的工业酒精一般乙醇含量大于或等于95％，甲醇含量低于0.01％，价格比较贵。

应用^[3]

工业酒精是重要的化工原料和燃料。

制备^[2]

现有工业酒精的制备工艺方法主要有以下两类。

一类是传统的粮食发酵法，即以粮食为原料，经过蒸煮、糖化、发酵、蒸馏，制成工业酒精。这种方法工艺最成熟，技术可靠，容易实施，但浪费有限的粮食资源，成本昂贵，不具备经济意义。另一类称为纤维素酸解法，以美国普林斯顿大学的工艺流程为例，该方法以秸秆为原料，其主要过程为：首先加入约70％的硫酸进行酸解，再通过膜过滤使纤维素与木糖分离，分离后的木糖经发酵后送入蒸馏塔，纤维素则经水解、葡萄糖发酵，也送入蒸馏塔，与发酵后的木糖一起经蒸馏，制成工业酒精。这种方法原料便宜，资源丰富，但工艺比较讲究，尤其是生产中必须用酸进行催化水解，设备防腐要求高，并且酸解和水解后，都要进行脱酸，工序繁琐，处理困难，技术要求高，难以在我国推广应用。长期以来，人们普遍人为，用有机原料、尤其是纤维素类的有机原料制备酒精，离开酸解便再无简捷的方法。

方法一：

以秸秆为原料，其工艺步骤如下：A.气化——将秸秆和固硫剂混合投入气化炉中，蒸气加热至800℃，此时有机原料将生成以CO、CO2、H2、H2O为主的气体；B.脱硫——将气化后生成的混合气体经活性碳脱硫后，送入变换炉；C.变换——温度控制在450℃，压力控制在1MPa，使混合气体中的大部分CO和H2O发生的反应；D.合成——将变换后的混合气液送入合成塔，温度控制在250℃，压力控制在8MPa，使之发生以为主、为辅的反应，生成工业酒精(甲醇)；E.分离——将合成产物送入分离器分离，得到含量约85％的甲醇；F.精馏——使甲醇的含量大于95％。

实验证明，上述方法所用的设备可以用氮肥厂原有设备改造，其原料极为丰富，因此投资小，生产成本低，十分适合于农村中小氮肥厂产品换代时采纳。

方法二：

以城市生活垃圾为原料，其具体工艺步骤为：A.分拣——将城市生活垃圾中的无机物(如金属、玻璃、陶瓷)去除；B.烘干——去除有机物垃圾中的水份；C.气化——将干燥的有机物垃圾和固硫剂混合，加热至1000℃，此时有机原料将生成以CO、CO2、H2、H2O为主的气体；D.脱硫——将气化后生成的混合气体经活性碳脱硫后，送入变换炉；E.变换——温度控制在450℃，压力控制在1MPa，使混合气体中的大部分CO和H2O发生的反应；F.合成——将变换后的混合气液送入合成塔，温度控制在250℃，压力控制在8MPa，使之发生以为主、为辅的反应，生成工业酒精(甲醇)；G.分离——将合成产物送入分离器分离，得到含量约85％的甲醇；H.精馏——使甲醇的含量大于95％。

方法三：利用次豌豆浆液配合木薯粉发酵生产酒精

首先，将面粉经过和面、洗涤、筛洗除杂、粉浆浓缩、离心脱水、淀粉干燥、过筛、淀粉包装后留下的废弃液即次豌豆浆液收集并进行储存。同时将木薯粉加入粉碎机进行物理粉碎，然后用40目滤筛过滤。取600kg的经过预处理的木薯粉与400kg次豌豆浆液于液化罐中混合，再向液化罐中加入2200kg的水并加热至50℃，按照每克木薯粉对应10U淀粉酶的量，将淀粉酶加入混合浆液中并不停的搅拌至浆液呈现混合均匀状态，于50℃下静置30min使其糊化，再升温至95℃，调节pH值为4，保温液化2h。

其次，将蒸煮液经真空冷却器冷却至34℃进入糖化罐内，按照每克木薯粉对应140U糖化酶的量，将糖化酶加入降温后的醪液中并不停的搅拌至浆液呈现混合均匀状态，调节pH＝4，糖化时间为30min。

再接着，将糖化醪液冷却后泵入发酵罐内，同时接种8％活化的酵母菌于34℃下进行发酵，发酵72h。

最后，将发酵成熟醪液经预热器加热后，依次通过粗馏塔与精镏塔，然后经水洗、脱醇等工序制成成品，成品工业酒精经冷却进入成品罐。

最终制得约300kg的工业酒精，其酒精度为95％，从结果可以看出，发酵生产酒精产率高，生产成本得到降低。

主要参考资料

[1] 丁彦铭, 王昌建, & 陆守香. (2013). 工业酒精-庚烷混合燃料池火燃烧速率研究.

[2] 敦江华, 李春虎, 卞俊杰, 田义斌, 冯丽娟, & 王亮. . 微藻在工业酒精中直接催化液化制备燃油. 现代化工(8), 60-63.

[3] 郭忠鹏. (2011). 代谢工程改善工业酒精酵母发酵性能. (Doctoral dissertation, 江南大学).