一种药用级无水乙醇的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种药用级无水乙醇的制备方法，具体的是一种利用复合吸水剂将质量分数95%以上乙醇进一步纯化为质量分数大于99.50%的药用级无水乙醇的方法，该复合吸水剂由生物质材料和高分子吸水树脂组成，该方法具有耗能低，操作简便，产品质量高，收率高，吸水剂可循环使用的优点，是一种绿色环保的生产工艺，值得大规模推广。
【专利说明】—种药用级无水乙醇的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种药用级无水乙醇的制备方法，具体的属于医药化工领域。
【背景技术】
[0002]乙醇俗称酒精，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%-75%的乙醇作消毒剂等。
[0003]无水乙醇是一种无色澄清液体。有灼烧味。易流动。极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。能与水形成共沸混合物(含水4.43%)，共沸点 78.15°C。相对密度(d204)0.789。熔点-114.1°C。沸点 78.5°C。折光率(n20D) 1.361。闭杯时闪点(在规定结构的容器中加热挥发出可燃气体与液面附近的空气混合，达到一定浓度时可被火星点燃时的温度)13°C。易燃。蒸气与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限
3.5% ~18.0% (体积)。
[0004]在实验室中，含水质量分数5%的乙醇通过与镁条回流共煮后得到含水质量分数
0.5%以下的无水乙醇。由于乙醇和水在I个标准大气压下形成共沸点为78.1°C的恒沸物，此时气相和液相中乙醇的质量分数都为95.6%，因此使用通常的精馏方法不可能获得含水低于5%的无水乙醇。现有工业化生产无水乙醇技术中，按性质分主要有三大类方法:
第一类是精馏法，具体的有共沸精馏，加盐精馏，减压精馏，这些方法的本质都是通过加入第三组分或改变气压，从而破坏乙醇含量为95.6%的恒沸物，使得乙醇的相对含量提高至99.5%以上，从而达到制备无水乙醇的目的；工业共沸蒸馏中，用苯、甲苯、环己烷作为带水剂，与乙醇水形成三元低沸物，将水从体系中带出后得到无水乙醇，加盐精馏则是加入高浓度的盐溶液，例如醋酸钾、醋酸钠等，用以改变水或乙醇的饱和蒸汽压，从而破坏共沸物，将乙醇蒸出。这些方法需要添加第三物质进入体系中，尤其是苯、环己烷等强致癌物和高浓度盐溶液的添加，对环境污染严重。减压精馏对设备要求高，同时耗能大。
[0005]第二类是化学法，具体的是将不同种类除水剂加入95%乙醇中，和其中的水发生化学反应形成其他物质，从而破坏共沸物，加入的除水剂可以是生石灰、氢化钙或氢化钠等等；化学法的缺陷在于，添加第三物质进入体系中，同时反应会产生额外的气体或不溶性物质，这些对生产设备有一定的冲击或腐蚀，不利于清洁保养。同时，用生石灰除水反应不完全，而氢化钙或氢化钠成本太高，且生成氢气不安全。
[0006]第三类是吸附法，具体的是将不同种类的吸水剂加入95%乙醇中，通过吸附作用将里面的水除去，再将吸水剂与乙醇分离，常用的吸水剂有分子筛、生物质材料以及高分子吸水树脂材料等，尤其是生物质材料，因其无毒无害，成为当前研究制备无水有机溶剂的热点领域。
[0007]发明专利CN101326495B提供了再生用于乙醇脱水的分子筛吸附剂，分子筛使用真空变压再生；发明专利CN101391204B提出了一种用于低级醇的脱水吸附剂及制备方法，将玉米粉、红薯粉、碳酸氢钠和稀硫酸形成干物质，再加入水混合搅拌，造粒，阴干，烘干，制备形成颗粒状的吸附剂。发明专利CN10224984A公布了一种用高分子吸水树脂作为吸水剂制备无水乙醇的方法，用高分子吸水树脂与体积浓度大于95%的乙醇混合，高分子吸水树脂与乙醇的质量比为1:6-1:2，在40° C-70° C温度下，恒温30min-150min使高分子吸水树脂溶胀吸水，然后过滤出高分子吸水树脂，经再生后循环使用，滤出液为体积浓度大于99.5 %的无水乙醇。
[0008]但上述文献所述的吸附法缺陷在于，所用的分子筛再生不易，多次使用后效率下降严重；生物质吸水剂吸水能力有限，需大量使用；而用高分子树脂吸水剂在高浓度醇中难以溶胀而导致吸水能力差。
【发明内容】
[0009]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种使用新型吸水剂用吸附法生产无水乙醇的方法，目的在于解决现有吸附法吸水能力有限，需大量使用吸水剂，吸水剂难于再生，多次使用效率下降的问题。
[0010]首先，本发明公开的一种用于无水乙醇生产中的吸水剂，是一种复合吸水剂，其由淀粉、纤维素和聚丙烯酸吸水树脂组成，在添加适量水混合后，经挤出、造粒、烘干得到的圆球或微小颗粒的多孔性材料。
[0011]所述吸水剂由包含以下步骤的方法制成:
(1)将复合吸水剂投入混 合器，添加总重10-30%左右的水均匀混合；
(2)将上述混合物送入造粒机湿法挤出造粒，得到吸水颗粒料；
(3)将吸水颗粒料送入真空烘箱，在70°C烘干4h，即得。
[0012]其次，本发明公开了一种吸附法制备无水乙醇的方法，包含以下步骤:
(1)将制得的吸水剂填装入吸收塔；
(2)将乙醇水混合蒸汽由下通入吸收塔，保持吸收塔温度为85°C，压力为1.2-1.5个大气压，保持体积空速为0.5-5^1之间；
(3)将干燥后的无水乙醇冷凝得成品，使用完毕的脱水剂送入真空烘箱再生后可继续使用。
[0013]所述复合吸水剂由淀粉、纤维素、交联聚丙烯酸吸水树脂经混合、制粒、烘干制成。所述淀粉、纤维素和交联聚丙烯酸吸水树脂均为市售成品，各组分质量比例为淀粉:纤维素:交联聚丙烯酸吸水树脂=1:0.5-0.8:2-4。
[0014]最终的吸水剂可以根据需要直接使用烘干即得的大粒径吸水剂，或者经进一步粉碎后使用。
[0015]本发明所述复合吸水剂为粒径的颗粒。
[0016]本发明所述复合吸水剂中的淀粉选自木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉的一种或几种的组合。
[0017]本发明所述复合吸水剂中的纤维素为平均粒径50-100um的粉状纤维素。
[0018]本发明的创新点在于:
(I)制备了新的复合吸水剂，该复合吸水剂是由淀粉、纤维素、交联聚丙烯酸树脂加水混合制成湿粒，再将湿粒干燥制得。粉状纤维素在碱液中能产生溶胀，在水中不溶胀，在本发明所述的复合吸水剂中，粉状纤维素除作为吸水材料外，还作为复合吸水剂的骨架材料。淀粉和交联聚丙烯酸树脂吸水后溶胀制成湿粒，在干燥时体积收缩，这样就在复合吸水剂内形成大量空腔，有利于对气体中水分的吸收。
[0019](2)在本发明所 述的复合吸水剂中，淀粉、纤维素和交联聚丙烯酸钠混合在一起，淀粉和纤维素吸水后就使得交联聚丙烯酸树脂处于一个水含量较大的环境中，有利于交联聚丙烯酸树脂从淀粉和纤维素中吸水，克服了交联聚丙稀酸树脂不能在高浓度乙醇中吸水的缺陷。减少交联聚丙稀酸树脂的用量。
[0020](3)本发明所用的吸水剂均为无毒无害物质，并且可重复利用的，整套工艺能耗低，无污染，制得产品符合药用级要求。
[0021]具体实施实例
下面结合数个具体实施例来进一步说明本发明方案。应当理解，本领域技术人员在充分理解本发明方案后，对本方案所进行适当的调整，这些都在本发明专利的保护范围之内。
[0022]实施例1
吸水剂组成为淀粉:纤维素:交联聚丙烯酸吸水树脂=1:0.5:2 (质量比)。
[0023]吸收柱内径10cm，填充高度50cm，柱温80°C，体积空速0.5h_1,乙醇蒸汽流速为1.96L/h，收集I小时，得到1.65L无水乙醇。
[0024]实施例2
吸水剂组成为淀粉:纤维素:交联聚丙烯酸吸水树脂=1:0.7:2.5 (质量比)。
[0025]吸收柱内径10cm，填充高度50cm，柱温80°C，体积空速0.5h-1，乙醇蒸汽流速为1.96L/h，收集I小时，得到1.62L无水乙醇。
[0026]实施例3
吸水剂组成为淀粉:纤维素:交联聚丙烯酸吸水树脂=1:0.8:2.1 (质量比)。
[0027]吸收柱内径10cm，填充高度50cm，柱温80°C，体积空速0.5h-1，乙醇蒸汽流速为1.96L/h，收集I小时，得到1.72L无水乙醇。
[0028]实施例4
吸水剂组成为淀粉:纤维素:交联聚丙烯酸吸水树脂=1:0.71:3.1 (质量比)。
[0029]吸收柱内径10cm，填充高度50cm，柱温80°C，体积空速0.5h_1,乙醇蒸汽流速为1.96L/h，收集I小时，得到1.52L无水乙醇。
[0030]实施例5
吸水剂组成为淀粉:纤维素:交联聚丙烯酸吸水树脂=1:0.65:3.6 (质量比)。
[0031]吸收柱内径10cm，填充高度50cm，柱温80°C，体积空速0.5h_1,乙醇蒸汽流速为1.96L/h，收集I小时，得到1.52L无水乙醇。
[0032]实施例6
吸水剂组成为淀粉:纤维素:交联聚丙烯酸吸水树脂=1:0.65:3.6 (质量比)。
[0033]吸收柱内径10cm，填充高度50cm，柱温80°C，体积空速2.5h_1,乙醇蒸汽流速为1.96L/h，收集I小时，得到1.78L无水乙醇。
[0034]将上述6个实施例得到的无水乙醇，分别依照《中国药典2010年版》二部中方法进行检查，结果如下:
【权利要求】
1.一种药用级无水乙醇的制备方法，包含下列步骤: A、复合吸水剂的制备； B、将复合吸水剂填装入吸收塔； C、将乙醇水混合蒸汽由下通入吸收塔，保持吸收塔温度为85°C，压力为1.2-1.5个标准大气压； D、将干燥后的无水乙醇通过吸收塔的上端通入冷凝塔，保持冷凝塔温度为15°C，无水乙醇在冷凝塔中冷凝得成品，使用完毕的复合吸水剂送入真空烘箱再生后可继续使用。
2.根据权利要求1步骤A所述的复合吸水剂，其特征在于，复合吸水剂由淀粉、纤维素、交联聚丙烯酸吸水树脂经混合、制粒、烘干制成。
3.根据权利要求1步骤A所述的复合吸水剂，其特征在于，复合吸水剂中各组分质量比为淀粉:纤维素:交联聚丙烯酸吸水树脂=1:0.5-0.8:2-4。
4.根据权利要求1步骤A所述的复合吸水剂，其特征在于，淀粉、纤维素和交联聚丙烯酸吸水树脂混匀后，再加入混合物料10-30%的去离子水，进一步混匀成湿物料，再制成颗粒。
5.根据权利要求1步骤A所述的复合吸水剂,其特征在于,复合吸水剂为粒径的颗粒。
6.根据权利要求1步骤A所述的复合吸水剂中的淀粉，其特征在于，淀粉选自木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1步骤A所述的复合吸水剂中的纤维素，其特征在于，纤维素为平均粒径50-100um的粉状纤维素。
【文档编号】C08L33/02GK103965017SQ201410135067
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】帅放文, 王向峰, 章家伟 申请人:湖南尔康制药股份有限公司