本發(fā)明屬于化學(xué)工程，涉及工業(yè)乙醇的多級(jí)分離純化技術(shù)，特別涉及一種利用鹽析效應(yīng)制備無(wú)水乙醇的方法。

背景技術(shù)：

1、乙醇是用作溶劑、消毒劑、燃料添加劑以及常用化工原料的醇類(lèi)化合物。乙醇的主要特點(diǎn)在于其分子內(nèi)包含一個(gè)羥基(-oh)，這使得乙醇具有廣泛的化學(xué)反應(yīng)性和溶解能力。因此，從乙醇出發(fā)，可以直接獲得許多有用的化學(xué)衍生品，如乙醛、乙醚和乙酸等，而這些化學(xué)品若從其他原料制備，則可能需要更高的能耗和更復(fù)雜的工藝。此外，乙醇還是生物燃料如乙醇汽油的重要組成部分，對(duì)于推動(dòng)可持續(xù)能源發(fā)展具有重要意義。

2、乙醇是從生物質(zhì)獲得的最主要能源之一。如今以糖和淀粉為原料生產(chǎn)燃料乙醇已有多年的歷史，然而基于乙醇發(fā)酵液的低濃度，現(xiàn)代工業(yè)純化乙醇一般通過(guò)蒸餾將乙醇濃度提高到37wt％(prog?energy?combust?sci?2008，34，551–73)，再以精餾將預(yù)濃縮的乙醇進(jìn)一步提純?yōu)楣卜幸掖?，后通過(guò)不同脫水技術(shù)如共沸精餾(fuel?2015，139，568–74)，吸附(energy?andfuels?2013，27，6655–64)，萃取精餾(indeng?chemres?2014，53，15786–91)，膜分離(indeng?chemres?2011，50，1023–7)等純化技術(shù)進(jìn)一步將乙醇濃縮為無(wú)水乙醇(99.5wt％)。但這些方法都有一定缺陷，例如共沸精餾需要循環(huán)精餾，能耗高設(shè)備造價(jià)高；吸附，萃取精餾需要進(jìn)一步解吸和分離，或者在純化后再次沿用膜分離技術(shù)，而滲透膜存在成本高，壽命短等缺點(diǎn)，是限制廣泛應(yīng)用于乙醇純化工藝的一大因素。因此傳統(tǒng)蒸餾方法仍然是分離純化乙醇的主要技術(shù)。受限于乙醇發(fā)酵液的低濃度，傳統(tǒng)蒸餾方法有諸如高能耗和操作投入成本大等問(wèn)題。精餾段的高能耗、加工成本和環(huán)境可持續(xù)性限制了萃取和共沸蒸餾工藝的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)乙醇純化為99.5％的無(wú)水乙醇時(shí)需多步蒸餾或者精餾而提供一種常溫下低濃度乙醇經(jīng)多步鹽析獲得無(wú)水乙醇的方法。

2、本發(fā)明針對(duì)鹽析效應(yīng)可導(dǎo)致有機(jī)小分子發(fā)生脫水作用而提供一種通過(guò)多級(jí)鹽析獲得無(wú)水乙醇的新方法，避免工業(yè)中常用精餾和膜分離工藝產(chǎn)生的高能耗高成本問(wèn)題。

3、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

4、1，一種利用鹽析效應(yīng)制備無(wú)水乙醇的方法，包括以下步驟：

5、1)取1～10質(zhì)量份的無(wú)水k2co3、k2hpo4、k3po4、k4p2o7中的一種或多種與10質(zhì)量份的20.0～80.0wt％乙醇溶液混合，持續(xù)攪拌0.1～6h后靜置，得到乙醇鹽溶液；

6、2)通過(guò)傾析取乙醇鹽溶液上清液，利用氣相色譜確定乙醇鹽溶液上清液中的水的質(zhì)量，加入相當(dāng)于乙醇鹽溶液上清液中水的質(zhì)量1～10倍的無(wú)水k2co3混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到第二步上清液；

7、3)取第二步上清液，利用氣相色譜確定第二步上清液中的水的質(zhì)量，將1～20倍于第二步上清液中水的質(zhì)量的無(wú)水k3po4加入上清液中，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到澄清液，利用氣相色譜確定即為99.5wt％的乙醇。

8、2.一種利用鹽析效應(yīng)制備無(wú)水乙醇的方法，包括以下步驟：

9、1)取1～10質(zhì)量份的無(wú)水k2co3、k2hpo4、k3po4、k4p2o7中的一種或多種與10質(zhì)量份20.0～80.0wt％乙醇溶液混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到乙醇鹽溶液；

10、2)通過(guò)傾析取乙醇鹽溶液上清液，利用氣相色譜確定乙醇鹽溶液上清液中的水的質(zhì)量，加入相當(dāng)于乙醇鹽溶液上清液中水的質(zhì)量1～10倍的無(wú)水k3po4混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到第二步上清液；

11、3)取第二步上清液，利用氣相色譜確定第二步上清液中的水的質(zhì)量，將1～20倍于第二步上清液中水的質(zhì)量的無(wú)水k2co3加入該上清液中，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到澄清液，利用氣相色譜確定即為99.5wt％的乙醇。

12、3.一種利用鹽析效應(yīng)制備無(wú)水乙醇的方法，包括以下步驟：

13、1)取1～10質(zhì)量份的無(wú)水k2co3、k2hpo4、k3po4、k4p2o7中的一種或多種與10質(zhì)量份20.0～80.0wt％乙醇溶液混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到乙醇鹽溶液；

14、2)通過(guò)傾析取乙醇鹽溶液上清液，利用氣相色譜確定乙醇鹽溶液上清液中的水的質(zhì)量，加入相當(dāng)于乙醇鹽溶液上清液中水的質(zhì)量1～10倍的無(wú)水k3po4混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到第二步上清液；

15、3)取第二步上清液，利用氣相色譜確定第二步上清液中的水的質(zhì)量，將1～20倍于第二步上清液中水的質(zhì)量的無(wú)水k3po4加入該上清液中，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到澄清液，利用氣相色譜確定即為99.5wt％的乙醇。

16、4.一種利用鹽析效應(yīng)制備無(wú)水乙醇的方法，包括以下步驟：

17、1)取1～10質(zhì)量份的無(wú)水k2co3、k2hpo4、k3po4、k4p2o7中的一種或多種與10質(zhì)量份20.0～80.0wt％乙醇溶液混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到乙醇鹽溶液；

18、2)通過(guò)傾析取乙醇鹽溶液上清液，利用氣相色譜確定乙醇鹽溶液上清液中的水的質(zhì)量，加入相當(dāng)于乙醇鹽溶液上清液中水的質(zhì)量1～10倍的無(wú)水k2co3混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到第二步上清液；

19、3)取第二步上清液，利用氣相色譜確定第二步上清液中的水的質(zhì)量，將1～20倍于第二步上清液中水的質(zhì)量的無(wú)水k2co3加入該上清液中，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到澄清液，利用氣相色譜確定即為99.5wt％的乙醇。

20、5.一種利用鹽析效應(yīng)制備無(wú)水乙醇的方法，包括以下步驟：

21、1)取1～10質(zhì)量份的無(wú)水k2co3、k2hpo4、k3po4、k4p2o7中的一種或多種與10質(zhì)量份80.0～95.0wt％乙醇溶液混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到乙醇鹽溶液；

22、2)取第一步乙醇鹽溶液上清液，利用氣相色譜確定乙醇鹽溶液上清液中的水的質(zhì)量，將1～20倍于乙醇鹽溶液上清液中水的質(zhì)量的無(wú)水k2co3加入該上清液中，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到澄清液，利用氣相色譜確定即為99.5wt％的乙醇。

23、6.一種利用鹽析效應(yīng)制備無(wú)水乙醇的方法，包括以下步驟：

24、1)取1～10質(zhì)量份的無(wú)水k2co3、k2hpo4、k3po4、k4p2o7中的一種或多種與10質(zhì)量份80.0～95.0wt％乙醇溶液混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到乙醇鹽溶液；

25、2)取第一步乙醇鹽溶液上清液，利用氣相色譜確定乙醇鹽溶液上清液中的水的質(zhì)量，將1～20倍于乙醇鹽溶液上清液中水的質(zhì)量的無(wú)水k3po4加入該上清液中，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到澄清液，利用氣相色譜確定即為99.5wt％的乙醇。

26、7.一種利用鹽析效應(yīng)制備無(wú)水乙醇的方法，包括以下步驟：取1～30質(zhì)量份的無(wú)水k2co3、k2hpo4、k3po4、k4p2o7中的一種或多種與10質(zhì)量份95.0～99.0wt％乙醇溶液混合，持續(xù)攪拌0.01～6h后靜置，得到澄清液，利用氣相色譜確定即為99.5wt％的乙醇。

27、本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

28、(1)針對(duì)工業(yè)上通過(guò)精餾和分子篩吸附分離純化乙醇高能耗高成本的問(wèn)題，提出了利用多級(jí)鹽析純化乙醇的方法實(shí)現(xiàn)無(wú)水乙醇的生產(chǎn)。我們開(kāi)發(fā)了一種新的分離純化方法，通過(guò)不同種類(lèi)鹽析劑，在不同濃度乙醇中將低濃度乙醇純化成無(wú)水乙醇。

29、(2)通過(guò)多級(jí)鹽析，共沸乙醇中難以除去的水被移除，從而降低了因共沸精餾或者分子篩吸附產(chǎn)生的高能耗。通過(guò)開(kāi)發(fā)不同鹽的多級(jí)鹽析途徑，實(shí)現(xiàn)了無(wú)水乙醇的純化，促進(jìn)地球的碳中和。