何傳福,章 楠,王 乾*
(濱州學院化工與安全學院,山東 濱州 256600)
在生產酒精的過程當中,會產生副產物——雜醇油,并且這類雜醇油的產量在酒精產量中所占的比重達到了2%。雜醇油中含有大約45%的異丙醇,還有大量的丙醇、丁醇和異丁醇。一般的廠家并不會對雜醇油進行深度加工利用,而是作為一種副產品進行售賣,價格大約在每噸3000元。如果將雜醇油進行深加工,提取出其中的各種醇類物質,或者與其他物質制備形成新的物質,這樣就能夠使雜醇油能夠更加充分的利用,使其經濟價值提升。
雜醇油當中有很多的醇類物質,可以通過多種方法對其中的醇類物質進行提取。
陳名霞[1]使用精密蒸餾的方法,在酒精發酵形成雜醇油的過程當中,將異戊醇分離出,與醋酸酯化制備生成乙酸異戊脂。
朱玉鳳等[2]利用活性炭與二氧化錳,吸附除去酒精以及白酒生產過程當中產生的副產物——雜醇油,再采用蒸餾法從雜醇油當中提取出正丙醇。通過實驗研究,提取的正丙醇純度高達93.2%。
趙吉友等[3]通過分析與研究,綜合采用洗滌法和精餾法,提取出雜醇油當中的異戊醇,含量大于98%。
劉良明等[4]應用ChemCAD5.0中的間歇精餾模塊,對提取雜醇油當中的混合戊醇進行工藝的計算與分析。研究得出了一種間歇精餾塔的優化條件,以91.20℃和125.24℃為分界點,將整個沸程78.06~130.44℃分為三個區間收集餾分,最終混合戊醇含量可達98.11%,為間歇精餾塔設計以及進一步的實驗提供了依據。
張孟博等[5]用甲醇作為共沸劑,采取共沸精餾的提取方法,直接在異丙醇的生產裝置中對雜醇油進行深度提取,從中分離出純度99.68%的異丙醚,并且產出量以及產出率都特別大,在實驗中發現經濟效益較高。
石順存等[6]對鄰二甲苯氧化制作苯酐過程當中出現的副產物——粗苯酐進行研究與利用。把國外通常采用焚燒的方法對其進行處理的苯酐和雜醇油進行反應,開發制成增塑劑鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)。這種工藝主要是由雜醇油和粗苯酐(其中苯酐≥80%,用CaCO3對堿性化合物的含量進行測定≤0.5%)酯化,從中回收C4~C5醇以及苯酐。不僅能夠解決催化劑造成的各種反應,比如污染大、工藝處理程序復雜等等缺點,還有較高的回收率。
李曉麗[7]對發酵法制乙醇的副產物雜醇油和己二酸生產的副產物雜醇油進行研究,發現雜醇油當中含有各種醇類物質,其中異戊醇與甲基丁醇的比重占到了68%。通過將雜醇油與尼龍酸結合研究,將這兩種比較廉價的副產物制備形成一種全新的增塑劑尼龍酸混合醇酯,經測試其對聚氯乙烯的相容性較好。
陳錨等[8]主要通過簡單方法將雜醇油進行脫水處理,之后再采用氫氧化錫催化劑對其進行酯化處理合成鄰苯二甲酸、癸二酸等的雜醇酯,并研究了酸或酸酐與雜醇油的比例、反應溫度、雜醇油中水分、不同催化劑等影響因素。這樣的方法比硫酸催化法的產量高,并且也沒有后續的復雜處理程序。因此能夠降低處理的成本,也為酒精廠的廢物利用與綜合開發提供了一個全新的途徑,最重要的是這樣的方法能夠減少雜醇油對環境的污染。
朱憲等[9]以雜醇油為原料進行簡單的蒸餾提取之后,在其中添加適量的Na2SO4,同時與苯酐酯化,形成鄰苯二甲酸。而在對這類工藝進行分析之后發現,不同的催化劑反應條件控制變化,最終形成的結果是不一樣的,因此就對其中的Na2SO4用量進行了深入的研究與分析,最終得出了按照雜醇質量5%比例的配制方法。
王敏[10]對雜醇油制備環氧樹脂活性進行了深入的研究與分析。通過利用酒精廠與釀酒廠中產生的副產物雜醇油與環氧氯丙烷作為原料進行合成研究,并對其產品性能進行探索分析。
黃筆武等[11]對雜醇油和環氧氯丙烷合成環氧樹脂稀釋劑進行了研究,結果表明,在雜醇油和環氧氯丙烷生成的產物中環氧值通常為0.502×10-2eq/g。而對黏度值進行分析之后,其值大約為3.2mPa·s。黏度比較小,是當前一種比較理想的稀釋劑。
沈笑君等[12]對使用雜醇油制煤泥浮選復合藥劑進行了深入的分析與實驗。通過實驗,發現最佳配置的條件是雜醇油與柴油比例為1∶5,反應時間以及溫度分別為90min、60℃。并且將常規的復選復合藥劑與BM復合藥劑進行比對,實驗的結果顯示,在BM藥劑用量在2kg/t的時候,可燃體的回收率高達0.83%。
王成濤等[13]對無水溶劑環境雜醇油在脂肪酶的催化酯化反應進行了深入的研究與分析,其中反應時間以及酶用量等等因素,都能夠對產物的生成有著很重要的影響,采用間歇式的加酸在其中加入適當的稀釋劑,可以有效的提升混合酯得率。在雜醇油和乙酸比例為2∶1的反應體系當中,進行優化工藝條件的設計,可以將乙酸分為6次加入,間隔時間為3h每次反應的溫度在45℃左右,反應的時間為36h,在這樣的條件下可以得出乙酸異戊脂的產率為90.1%。
隨著燃料乙醇用量的增大,在發酵生產乙醇的過程中產生的雜醇油也會增加,如果不加以高效合理地利用,勢必對企業效益和環境保護造成不利的影響。采用膜分離等先進技術降低分離能耗,開發出更多的雜醇油衍生產品將成為雜醇綜合利用的研究熱點。