基于專利分析固體酒精的制備工藝研究進展

潘超

摘要：工業酒精作為一種重要的燃料廣泛用于日常生產生活中，但液體酒精做燃料存在易揮發、運輸存儲不方便等缺點，而固體酒精具有安全、方便攜帶、易點燃、燃燒時間長、火焰溫度均勻等優點，廣泛用于餐飲業、旅游業和其它野外作業，具有極大的實用性。本文擬從國內專利申請情況分析固體酒精的制備方法研究進展，旨在為固體酒精的開發提供參考。

關鍵詞：固體酒精;制備;專利分析。

（一）固體酒精專利

固體酒精在專利申請中主要所屬的分類號為C10L7/00及其下小組，截至2020年7月15日所公開的國內專利申請數量在160篇，申請人或專利權人主要是科研院校;專利分布主要在于固體酒精制備工藝及產品性能的改進。關于制備方法主要集中在以下幾個方面。

（1）固化劑添加法：

固化劑添加法是當前制備固體酒精的主流方法，主要通過向液態乙醇中添加固化劑，使混合液冷卻時形成固態酒精;固化劑通常包括硬脂酸鹽、硝化棉、硝化纖維、羥丙基纖維素、硅膠、瓊脂、醋酸鈣等。例如，申請人為內蒙古民族大學、其專利申請CN104711071A公開了以硬脂酸鈉為固化劑制備固體酒精，具體方法如下：稱取硬脂酸和酒精加入三頸瓶中，酒精與硬脂酸的質量比40∶1，加熱至完全溶解;加入4%的蒸餾水，添加質量比為0.014%的高錳酸鉀助燃劑;將40%的氫氧化鈉溶液緩慢滴加入溶液，并且保持pH為8;保持溫度在80℃，回流30分鐘，采用緩慢冷卻的方法使酒精冷卻凝固。申請人為河北科技大學其CN101117603A公開了以瓊脂粉為固化劑制備固體酒精，其按照以下步驟進行：將1-3份瓊脂粉加到15-35份水中加熱到90-95℃，邊加熱邊攪拌，1-3分鐘瓊脂粉溶到熱水中形成均質;將70-80份工業乙醇加到上述瓊脂溶液中，攪拌均勻;將上述混配溶液倒入固體酒精模具中冷卻成型。申請人為華南理工大學其CN1966630A公開了以硝化纖維和聚丙烯酸殼聚糖酯為固化劑獲得固體甲醇燃料，制備方法如下：將0.5-3份硝化纖維素放入70-90份工業甲醇中充分溶解;同時將0.1-1份聚丙烯酸殼聚糖酯放入7-28份水中充分溶解;將第一步所述原料混合，充分反應均勻后即得所述一種固體甲醇燃料。

（2）聚合樹脂吸附法：

聚合樹脂吸附法主要原理為通過內部具有多孔網絡結構的聚合物樹脂把乙醇吸附進入聚合物樹脂網絡孔洞中形成富含乙醇的彈性體。例如，申請人為華僑大學、其專利申請CN101717680A公開了一種吸附型固體酒精的制備方法，先使用丙烯酸和長鏈烷烴季銨鹽在交聯劑的作用下合成制備出內部具有多孔網絡結構的聚合物樹脂，再用所得聚合物樹脂把乙醇或甲醇酒精吸附進入聚合物樹脂內部的網絡孔洞中，形成高燃燒熱值富含酒精的彈性體;所述長鏈烷烴季銨鹽為碳原子數在10-32之間的季銨鹽中的一種或多種。該方法制得的固體酒精具有燃燒時間長、成本低廉的特點。

（3）“超分子金屬凝膠”法：

“超分子金屬凝膠” 法主要通過有機小分子及金屬離子反應生成“超分子金屬凝膠”，形成三維網絡結構束縛住乙醇進而形成固體酒精。例如，申請人為贛南師范大學的發明申請CN106118794A公開了一種安全制備固體酒精方法，由以下步驟組成：（1）在常溫下，按重量百分比，將1%-3%鐵的氯化物溶解于60%-85%工業酒精中，將1%-2%硫代二乙酸溶解于10%-35%水中，溶解完全后備用;（2）常溫下將上述溶液混合，攪拌混勻;（3）常溫下將上述混合液倒入模具，凝固成型，切片，包裝即成。該方法具有添加劑用量少、工藝簡單、燃燒不冒黑煙、殘渣少等優點。

（4）氯化鋁化學反應法：

該方法利用氯化鋁作為“反應物質”和“固化劑”促使乙醇由液體轉變為固態。例如，申請人為東莞理工學院、其專利申請CN109609238A公開了一種制備高乙醇含量固體乙醇的方法，包括如下步驟：將無水乙醇和氯化鋁于120～150 ℃的密閉環境下反應45 min以上，冷卻即得到固體乙醇;所述氯化鋁和無水乙醇質量體積比為0.015～0.05 g/ mL。該方法制得乙醇含量不少于97%的固體酒精。

二、結語

從以上專利法分析可以看出，目前國內固體酒精專利申請的申請人主要為科研院校，主要研究方向為提出新的制備方法，以獲得工藝操作簡單、生產成本降低、酒精含量提高的效果。

參考文獻

固體酒精制備過程中影響因素分析，崔彩花，《石化技術》，第5期，P49、65，20190528。

“制備固體酒精”實驗的新方法，郝蓓等，《化學教與學》，P96-97，20200410。