利用乙醇在濃硫酸的催化作用下發(fā)生分子內(nèi)脫水制取乙烯，乙醇發(fā)生了消去反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：CH 3CH 2OH 濃硫酸 170℃ CH 2=CH 2↑+H 2O，濃硫酸具有吸水性，所以，該反應(yīng)中濃硫酸具有催化性和脫水性，因乙醇的沸點(diǎn)低，易暴沸，所以加入沸瓷片作沸石，防暴沸， 故答案為：CH 3CH 2OH 濃硫酸 170℃ CH 2=CH 2↑+H 2O；催化劑、脫水劑；防暴沸；

乙醇的七種制備方法？

1、發(fā)酵法

糖質(zhì)原料（如糖蜜、亞硫酸廢液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高梁等）發(fā)酵；

發(fā)酵法制乙醇是在釀酒的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，曾是生產(chǎn)乙醇的唯一工業(yè)方法。

發(fā)酵法的原料可以是含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品，如谷類、薯類或野生植物果實(shí)等；也可用制糖廠的廢糖蜜；或者用含纖維素的木屑、植物莖稈等。這些物質(zhì)經(jīng)一定的預(yù)處理后，經(jīng)水解（用廢蜜糖作原料不經(jīng)這一步）、發(fā)酵，即可制得乙醇。

發(fā)酵液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為6%~10%，并含有其他一些有機(jī)雜質(zhì)，經(jīng)精餾可得95%的工業(yè)乙醇。

2、乙烯水化法

乙烯直接或間接水合。

乙烯直接水化法，就是在加熱、加壓和有催化劑存在的條件下，是乙烯與水直接反應(yīng)，生產(chǎn)乙醇：

CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH

（該反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步是與醋酸汞等汞鹽在水-四氫呋喃溶液中生成有機(jī)汞化合物，而后用硼氫化鈉還原）

此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解氣，成本低，產(chǎn)量大，這樣能節(jié)約大量糧食，因此發(fā)展很快。

3、煤化工

工業(yè)制乙醇還主要是通過乙烯氫化制得，而適合中國(guó)國(guó)情的技術(shù)就是利用煤化工技術(shù)，將煤轉(zhuǎn)化為合成氣，直接或者間接的合成乙醇。

4、聯(lián)合生物加工

利用生物能源轉(zhuǎn)化技術(shù)生產(chǎn)乙醇能緩解非再生化石能源日漸枯竭帶來的能源壓力。來源廣泛的纖維素將是很有潛力的生產(chǎn)乙醇原料。然而由于各種原因，一般的發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇成本較高，乙醇生產(chǎn)難以規(guī)模化。聯(lián)合生物加工技術(shù)，一體化程度高，能有效降低生產(chǎn)成本，未來發(fā)展前景廣闊。

①原因

生物轉(zhuǎn)化使用的原料是玉米等糧食作物，但是這些原料的大量使用會(huì)影響到糧食安 全，所以秸稈、麩皮、鋸木粉等農(nóng)業(yè)、工業(yè)廢棄物等含有大量的木質(zhì)纖維素，將是很有潛力的乙醇發(fā)酵原料。另外，生物燃料的生產(chǎn)過程中，纖維素的預(yù)處理和纖維素酶的生產(chǎn)成本較高。因此減少預(yù)處理，增強(qiáng)纖維素酶的活性，提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度，減少中間環(huán)節(jié)也是降低生產(chǎn)成本的途徑。

②原理

聯(lián)合生物加工 (consolidated bioprocessing，CBP)不包括纖維素酶的生產(chǎn)和分離過程，而是把糖化和發(fā)酵結(jié)合到由微生物介導(dǎo)的一個(gè)反應(yīng)體系中，因此與其他工藝過程相比較，底物和原料的消耗相對(duì)較低，一體化程度較高。

③工藝

生理學(xué)研究和1?C標(biāo)記的纖維素實(shí)驗(yàn)說明，生長(zhǎng)于纖維素上的微生物的生物能量效益取決于胞內(nèi)低聚糖攝取過程中β一糖苷鍵磷酸解的效率，并且這些效益超過了纖維素合成的生物能量成本。這些研究為纖維素分解菌在纖維素上快速生長(zhǎng)提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論依據(jù)。 應(yīng)用聯(lián)合生物加工的關(guān)鍵是構(gòu)建出能完成多個(gè)生化反應(yīng)過程的酶系統(tǒng)，使纖維素原料通過一個(gè)工藝環(huán)節(jié)就轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉串a(chǎn)品。一些細(xì)菌和真菌具有CBP所需要的特性，所以改造現(xiàn)有的微生物已成為研究的熱點(diǎn)。以基因重組等為代表的生物工程技術(shù)已經(jīng)使這種設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)，并為設(shè)計(jì)出更完善的CBP酶系統(tǒng)提供了可能。對(duì)相關(guān)的微生物改造主要有以下3個(gè)策略：

天然策略

是將本身可產(chǎn)生纖維素酶的微生物，尤其是厭氧微生物進(jìn)行改造，使其適應(yīng)CBP生產(chǎn)的要求。這種策略關(guān)鍵在于，提高對(duì)乙醇的耐受力，減少副產(chǎn)物的生成，導(dǎo)入新的代謝基因?qū)⑻腔a(chǎn)物全部或者大部分進(jìn)行發(fā)酵，從而產(chǎn)出高濃度的乙醇。

重組策略

是通過基因重組的方法表達(dá)一系列的外切葡聚糖酶和內(nèi)切葡聚糖酶等纖維素酶基因，使微生物能以纖維素為唯一碳源，將來源于纖維素的糖類完全或者大部分進(jìn)行發(fā)酵。 重組策略所遇到的問題有：(1)外源基因共表達(dá)對(duì)細(xì)胞的有害性。(2)需要在轉(zhuǎn)錄水平使外源基因適量表達(dá)。 (3)一些分泌蛋白可能折疊不正確。因?yàn)槔w維素降解蛋白合成之后必須要正確折疊才能分泌并行使功能。未正確折疊的蛋白分泌后要通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合蛋白降解，而且對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)造成壓力。

共培養(yǎng)策略

共培養(yǎng)策略有兩層含義：一是指發(fā)酵液中存在的不同的類型的微生物，利用廣泛類型的糖類底物。例如將僅能利用己糖的熱纖維梭菌與能利用戊糖的微生物進(jìn)行共培養(yǎng)。這能避免不同生物間的底物競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)乙醇產(chǎn)量最大化。二是指存在不同特性的微生物相互協(xié)作，加強(qiáng)發(fā)酵效果。

④特點(diǎn)

i、提高乙醇耐受力

高濃度的乙醇能改變細(xì)胞膜上的受體蛋白，阻遏糖酵解和代謝循環(huán)，最終抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和發(fā)酵。許多證據(jù)表明，乙醇耐受基因不是單一的基因，全轉(zhuǎn)錄工程提供了一個(gè)新方法。例如分別通過三種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子基因的突變，釀酒酵母的乙醇耐受力有所提高。

ii、提高糖轉(zhuǎn)運(yùn)效率

糖類不能自由地穿過細(xì)胞膜，微生物是通過特定的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白來利用糖類，所以了解糖轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制是必要的。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白作為培養(yǎng)基中糖濃度的“感受器”，可產(chǎn)生相應(yīng)的胞內(nèi)信號(hào)．不同的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在不同的濃度下行使功能，從而使微生物在較廣的范圍內(nèi)利用糖類。

這是生物方法的綜合運(yùn)用。當(dāng)然，還有其他的生產(chǎn)工藝方法，基本原理都是運(yùn)用生物發(fā)酵的方法生產(chǎn)乙醇，如：木質(zhì)纖維素原料酶水解產(chǎn)乙醇，玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)乙醇等。這些基本的發(fā)酵方法通過聯(lián)合生物加工，可以大大提高乙醇的生產(chǎn)效率、減低生產(chǎn)成本。

⑤提純

75%的乙醇可以用蒸餾的方法蒸餾到95.5%。此后形成恒沸物，不能提高純度。

95%的乙醇可以用生石灰煮沸回流提純到99.5%。

99.5%的乙醇可以用鎂條煮沸回流制得99.9%的乙醇。

i、分批萃取精餾法

乙醇的生產(chǎn)離不開精餾、萃取等化工流程。氧化鈣脫水法、共沸精餾、吸附精餾、滲透汽化、吸附法、萃取精餾法和真空脫水法等多用在乙醇的回收和提純的方面。實(shí)際生產(chǎn)中較成熟的方法是共沸精餾和萃取精餾,這2 種分離方法多以連續(xù)操作的方式出現(xiàn)。在一些領(lǐng)域生產(chǎn)乙醇設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小,可單塔分離多組分混合物,或同一塔可處理種類和組成頻繁更換的物系。分批共沸精餾可以同時(shí)滿足這些要求,但是分批共沸精餾所需的塔板數(shù)較多,產(chǎn)品中常含有微量的苯不能應(yīng)用于醫(yī)藥和化學(xué)試劑領(lǐng)域,且生產(chǎn)中易發(fā)生苯中毒事故。

分批萃取精餾(BED) 則無以上缺點(diǎn)，且可以同時(shí)具備分批精餾與萃取精餾兩者的優(yōu)點(diǎn)。其工藝特點(diǎn)是連續(xù)萃取精餾至少需要3 個(gè)精餾塔的工藝來完成：乙醇稀溶液富集到共沸組成(乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)95.7 %) ，萃取精餾回收無水乙醇，回收溶劑以循環(huán)使用。并且連續(xù)萃取精餾法只適于原料組成固定的、規(guī)模較大的連續(xù)生產(chǎn)中。而且設(shè)備投資少，僅用單塔可完成原料富集、萃取精餾和溶劑回收3 項(xiàng)任務(wù)；且精密度高，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需求，靈活地調(diào)節(jié)產(chǎn)品純度；節(jié)省操作成本、無需連續(xù)操作；此設(shè)備也可用于回收其他有機(jī)溶劑。

ii、分子篩固定床吸附法（簡(jiǎn)稱分子篩法）

分子篩是一種無色、無臭、無毒的新材料,在無水乙醇制備和其他共沸混合物分離過程中無需添加第三組分,生產(chǎn)過程幾乎無毒害三廢排放；共沸法牽涉到苯、環(huán)已烷等高毒性的第三組分。工藝簡(jiǎn)單可靠、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)，是一種環(huán)保、節(jié)能型工藝。

優(yōu)點(diǎn)是可以降低設(shè)備安裝高度，提高固定床有效吸附量及成品質(zhì)量穩(wěn)定性。產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢液均有很好的處理方法。

標(biāo)簽：乙醇制備方法