无水乙醇制备方法

无水乙醇是许多重要化工产品及中间体的原料，目前大规模生产无水乙醇大多采用苯的恒沸精馏，但由于恒沸精馏产品中含有苯，不能用于医药和化学试剂使用，而且生产过程容易发生苯中毒。因而生产无水乙醇的方法也在不断地改进和发展。近年来，新出现很多种生产无水乙醇的方法，主要有以下两种（1）采用戊烷做恒沸剂进行恒沸精馏制备无水乙醇；（2）采用连续精馏-渗透汽化技术进行制备无水乙醇。这两种有什么不同之处呢？

如果选择（1）种生产方法，以戊烷作恒沸剂的恒沸精馏流程简单，与苯做恒沸剂相比，所需塔板数少，但是戊烷的沸点较低，需加压操作，常温下容易气化，因而对戊烷的损耗比较大；如果选择（2）种生产方法，渗透汽化膜分离装置具有节能和高效的特点，并且在分离过程中降低精馏的能耗，但是分子筛膜组件造价成本较高，渗透时间较长，生产周期较长。

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工业乙醇中一般含水5.0%左右，由于乙醇能和水形成沸点为78℃的恒沸混合物（乙醇95.5% 水4.4%），常规的蒸馏方法已不能把其中的水除去。
实验室常用的除水方法是用氧化钙、氯化钙、无水硫酸钠、无水硫酸镁作为干燥剂，先把工业乙醇中的水分除去一大部分，然后再上塔蒸馏；若要得到纯度更高的无水乙醇，可加入镁丝去除微量水分，当然也可膜分离，不过膜分离的相对成本较高。
工业生产中，用镁丝除水显然是不现实的，被广泛采用的工艺有2种，一是“干燥剂+蒸馏”工艺，二是引用共沸剂进行“共沸（恒沸）精馏”工艺。

今天先谈一下工业乙醇的“干燥剂+蒸馏”的除水方法和装置。
"干燥剂+蒸馏"的关键是干燥剂和干燥工艺的选择，通常，氧化钙、无水氯化钙、无水硫酸钠、无水硫酸镁都可作工业乙醇的干燥剂，在这几种干燥剂中我们首选氧化钙，其次是氯化钙，氧化钙的优点是价格低、干燥过程无副反应，干燥效果好，干燥后的产物氢氧化钙Ca(OH)2可直接用于其它，缺点是用量大，大量的氢氧化钙Ca(OH)2由于粘度过大，对操过程作不利。无水氯化钙的优点是用量少，1分子无水氯化钙结合6分子水形成六水合氯化钙，缺点是氯化钙在一定条件下易和乙醇进行少量络合。

实验表明，这两种干燥剂单独使用都不能达到理想的干燥效果，但是，我们创新一下乙醇的干燥工艺，把二者结合在一起使用就会产生理想的技术效果。具体的操作方法是，先把工业乙醇用无水氯化钙干燥除去大量的水，然后，再用少量氧化钙干燥除尽剩余的水分，在蒸馏前过滤除去吸过水的六水氯化钙CaCl2·6H2O晶体和氢氧化钙Ca(OH)2，后期的蒸馏操作就变得非常顺利。

干燥剂吸水原理如下：
CaCl2  + 6H2O → CaCl2·6H2O
CaO  +  H2O →  Ca(OH)2
根据理论计算，1t工业乙醇含水约50kg，需要干燥剂氯化钙51.4kg或氧化钙156kg。
在实际干燥操作中，我们按照每t工业乙醇配60kg氯化钙的比例先进行初干燥，然后按照每t工业乙醇配50kg氧化钙的比例进行二次干燥。