第27卷第6期化工時(shí)刊Vo.27,No.62013年6月Chemical Industry TimesJun.6.2013doi:10.3%69/jisn.1002-154X.2013.06.003簡(jiǎn)易合成固體乙醇的條件優(yōu)化張珍明邱莉萍‘李樹安朱慧坤蔣楠黃龍玉(淮海工學(xué)院江蘇省海洋資源開發(fā)研究院,江蘇連云港2220*江蘇省新海高級(jí)中學(xué),江蘇連云港22005)摘要由醋酸與碳酸鈣配成飽和醋酸鈣溶液再向9%乙醇中加入飽和醋酸鈣合成固體乙醇;用L(3“)正交實(shí)驗(yàn)確定了合成固體乙醇的最佳原料配比;并通過觀察固體乙醇外觀、測(cè)定熔點(diǎn)和計(jì)算其燃燒后的殘?jiān)考叭紵岛饬坎煌吓浔认潞铣傻墓腆w乙醇的性能指標(biāo)。關(guān)鍵詞簡(jiǎn)易合成固體乙醇條件優(yōu)化正交實(shí)驗(yàn)Optimization of Simple and Easy Method for Synthsis Solid AlcoholZhang Zhenming Qiu Liping" Li Shuan Zhu Huikun Jiang Nan Huang LongyuJiangsu Development Research Insititute of Marine Resources, Huaihai Institute of TechnologyJiangsu Lianyungang 222005;* Jiangsu Xinhai Senior Middle School, Jiangsu Lianyungang 222005Abstract Solid alcohol was prepared by reaction alcohol and saturated alcium acetate. The optimum materiproportions are obtained by orthogonal experimental design, and the performances of solid alcohol were weighed withappearance, melting point, weight of residue, enthalpy value of burningKeywords simple and easy synthsis solid alcohol optimization conditions orthogonal experiment固體乙醇比液體乙醇燃燒效率低,燃燒后有少許溶液趁熱混合均勻,冷卻后得產(chǎn)品。錢曉春將硬殘?jiān)?但便于運(yùn)輸、攜帶使用和貯存安全可靠不容脂酸氫氧化鈉和硝酸銅加入乙醇中,在水浴上加熱易泄露發(fā)生火災(zāi),燃燒時(shí)火焰溫度均勻和熱值偏差攪拌0.5min使混合液均勻透明,冷卻后得產(chǎn)品。本小,受到賓館家庭、火鍋店等飲食服務(wù)行業(yè)的親睞,研究在室溫下,將飽和醋酸鈣加入到95%乙醇中,攪也是旅游、地質(zhì)、部隊(duì)等野外作業(yè)加熱食品和取暖等拌,靜置凝結(jié)成較堅(jiān)硬的固體乙醇。的良好熱源。有關(guān)固體乙醇的合成方法文獻(xiàn)報(bào)道很多,但主要1l實(shí)驗(yàn)采用液體乙醇與固化劑作原料制備固體乙醇,常用的1.1試劑和儀器固化劑有高級(jí)脂肪酸、醋酸鈣、乙基羧基乙基纖維素、試劑:冰醋酸(分析純,上海紫一試劑廠);碳酸鈣硝化纖維等。崔廣華等1先將硬脂酸在加熱下溶于95%乙醇,分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠,蒸餾水。乙醇,恒溫水浴中加熱使硬脂酸溶解,攪拌,微沸下滴儀器:SGWX-4熔點(diǎn)測(cè)定儀;電動(dòng)攪拌器,真空加事先加熱溶解氫氧化鈉和硅酸鈉的乙醇溶液,30泵,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀冰水浴。min滴畢,再攪拌20min,無色透明液凝固得產(chǎn)品。1.2飽和醋酸鈣水溶液的制備張忠誠(chéng)等2將硬脂酸的乙醇溶液和氫氧化鈉的乙醇在盛有30g的冰酷酸的100mL燒杯中加入30收稿日期:2013-04-15基金項(xiàng)目:國(guó)家海洋公益性行業(yè)科填(201305007),江蘇省高?？蒲谐晒a(chǎn)業(yè)化推進(jìn)中國(guó)煤化工大人才高峰資助項(xiàng)目(2009年)作者簡(jiǎn)介:張珍明(1964-),女教授主要從事精細(xì)有機(jī)合成、清潔生產(chǎn)及綠色化學(xué)的研究HCNMHG7化工葉刊2013.vol.27,No.6科技進(jìn)展《 Advances in Science& Technology》mL水,攪拌后轉(zhuǎn)移到100mL的容量瓶中以配制成比下制備的固體乙醇進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證最佳條件30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))100g的醋酸水溶液;攪拌下,將一與其他條件下透明度、硬度、燃燒時(shí)間殘?jiān)?、凝固定量?0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸用恒壓漏斗滴加到放有時(shí)間及凝固溫度及燃燒熱等性能指標(biāo)的差別。10g碳酸鈣的燒杯中,有氣泡產(chǎn)生,滴畢,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)稱取固定質(zhì)量(W)的固體乙醇加熱盛有160mL儀在70℃下,減壓蒸出一定量的水,析出少量白色不水的250mL燒杯加熱前水溫為T1,固體乙醇燃燒完溶物時(shí)停止旋蒸,冷卻,倒入試劑瓶中備用。水溫為T2,固體乙醇燃完剩余殘?jiān)|(zhì)量(W2),計(jì)算固1.3固體乙醇的制作體乙醇燃燒的殘?jiān)?、燃燒熱等指?biāo),計(jì)算公式如下:在模具中加入40mL%5%乙醇,邊攪拌邊緩慢滴燃燒熱(△H)=C求m水△T/W加一定量的飽和醋酸鈣溶液,溫度自行升高,滴畢,繼殘?jiān)?%)=(W2/W1)×100%續(xù)攪拌,由膠狀液變稠倒入模具冷卻后凝結(jié)為無色水的比熱容(C水)=4.2×10J·g-1·K固體,用模具蓋壓實(shí),從模具中倒岀,觀察透明度、硬2.2.2正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)度,計(jì)算熱值等。本研究先由將一定量的30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸與2l結(jié)果與討論10g碳酸鈣配制成醋酸鈣水溶液,然后,70℃時(shí)用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓蒸出一定量的水得到飽和醋酸鈣,最2.1實(shí)驗(yàn)原理后,在40mL95%乙醇中滴加入一定量的飽和醋酸鈣醋酸鈣易溶于水而難溶于乙醇當(dāng)飽和醋酸鈣水溶液得到固體乙醇為摸索制作固體乙醇的最佳反應(yīng)溶液與乙醇混合時(shí),乙醇與飽和醋酸鈣溶液的水形成條件,經(jīng)多次初步實(shí)驗(yàn)確定影響固體乙醇的主要因氫鍵而結(jié)合使飽和醋酸鈣失水生成具有立體網(wǎng)狀結(jié)素為配制醋酸鈣溶液的30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸用量構(gòu)的多孔物質(zhì),其孔隙中充滿乙醇和水,從而形成固(A)制備醋酸鈣飽和溶液蒸出水的量(B)和向乙醇體凝膠(固體乙醇)。飽和醋酸鈣溶液可用醋酸溶液中滴加飽和醋酸鈣的量(C),制作固體乙醇的因素水和碳酸鈣制取,反應(yīng)方程式為平如表1所示。合成固體乙醇的L。(34)的直觀分析CaCO,+2HAC -Ca(AC)2+C0,+H,0如表2,以考察30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸用量、制備醋酸22制作固體乙醇的實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化鈣飽和溶液蒸出水的量和向乙醇中滴加飽和醋酸鈣2.2.1衡量固體乙醇優(yōu)劣的性能指標(biāo)的量對(duì)固體乙醇制備的影響固體乙醇的性能通常用透明度、硬度、燃燒時(shí)間、表1合成固體乙醇的因素水平表殘?jiān)?、凝固時(shí)間及凝固溫度及燃燒熱等指標(biāo)衡Table 1 Factor level table for synthsis of solid alcohol量,固體乙醇的熔點(diǎn)是影響其質(zhì)量?jī)?yōu)劣的關(guān)鍵因素熔點(diǎn)高固體乙醇性能指標(biāo)優(yōu)。本實(shí)驗(yàn)通過正交實(shí)水平30%醋酸用量/g蒸出水量/g醋酸鈣量/g驗(yàn)確定影響固體乙醇熔點(diǎn)的最佳原料配比,即30%AAACB醋酸溶液最佳用量、用30%醋酸溶液與碳酸鈣制備飽和醋酸鈣時(shí)最佳蒸餾出水量、然后,用最佳原料配表2合成固體乙醇的L(3)的直觀分析表Table. 2 Direct analysis of Lg(3 )for synthsis of solid alcohol列號(hào)水平組合A醋酸用量/gB蒸出水量/gC醋酸鈣量/gD試驗(yàn)號(hào)平均熔點(diǎn)“(℃)A,B, C,D,1(36)1(15)x1(66.1)A, B2C2D21(36)2(20)2(82345678A,B,CD,(56.4)A2 B, C2D,2(40)A2 B,C,D,2(40)A, B,C, D,3(25)中國(guó)煤化工2(40)A3B1C3D23(44)1(15)YHCNMHG (62張珍明等簡(jiǎn)易合成固體乙醇的條件優(yōu)化2013.V027,N0.6【化工時(shí)刊續(xù)表號(hào)水平組合A醋酸用量/gB蒸出水量/gC醋酸鈣量/gD平均熔點(diǎn)“(℃)試驗(yàn)號(hào)A, B, C,D,3(442(20)1(7)A3 B,C2D3(44)3(25)2(8K186.3197.6K2K3194.0178.638.9190.4K,/34707.738927.339045.836902.4K2337908.139640.835532.337056.3K1337636.031898.035683.236252.2極差(R1)*固體乙醇平均熔點(diǎn)=(初熔溫度+全熔溫度)/22.2.3正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的直觀分析醋酸用量為顯著影響因素,此分析結(jié)論與極差分析結(jié)本實(shí)驗(yàn)合成固體乙醇的熔點(diǎn)越大,性能越好,應(yīng)果完全一致:為最佳反應(yīng)條件。選取各因素最大K取熔點(diǎn)最高對(duì)應(yīng)的水平。由表2各因素最大K值所值所對(duì)應(yīng)的水平作為最優(yōu)水平,所以,本實(shí)驗(yàn)中B2對(duì)應(yīng)的水平可見:A因素的A2水平最優(yōu),B因素B2C1和A2為最優(yōu)水平,因此,制備固體乙醇的最佳原水平最優(yōu),C因素C1水平最優(yōu);由表2中極差分析可料配比為30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸的40g(0.2mol)與知:本實(shí)驗(yàn)影響因素主次為B→C→A(制備醋酸鈣飽10g(0.1mol)碳酸鈣配制的醋酸鈣溶液中,蒸出水和溶液蒸出水的量對(duì)熔點(diǎn)高低影響最大,其次是向乙20g(1.11mol)水得飽和溶液,向40mL95%乙醇中醇中滴加飽和醋酸鈣的量,配制醋酸鈣溶液的30%滴加7g飽和醋酸鈣以制備固體乙醇。(質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸用量對(duì)熔點(diǎn)影響最小),從直觀分析225驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表推斷出B2C3A2為最佳反應(yīng)條件。用最佳原料配比(A2B2C1)和其他水平組合224正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析(A1B1C1,A3B3C3)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以考察最優(yōu)水平組合和通過計(jì)算得到制作固體乙醇的L。(3)的方差分其他水平組合條件下制作的固體乙醇的性能指標(biāo),如析表如表3所示表4。表3合成固體乙醇的L(3)的方差分析表表4合成固體乙醇的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)Table. 3 Variance analysis of Lg (3)Table 4 Confirmatory experiment forfor synthsis of solid alcoholsynthsis of solid alcohol酯酸用量ASA=14.57217.5=99.0A2B2C1固體高4.12.656a(2,2)A1B1C1固體不高較大62482.457蒸出水量BS=85.9243.0103.6ABC有未凝較低較小58.35.42.013Fa1(2,2)酯酸鈣量CSc=17.68.821.39.0從表4可驗(yàn)證,最佳原料配比下得到的固體乙醇誤差eS=0.8在狀態(tài)、透明度、硬度、平均熔點(diǎn)、殘?jiān)屎腿紵裏岬刃阅苤笜?biāo)均優(yōu)于其他水平組合下制備的固體乙醇?？偤蚑Sr=118.883l結(jié)論由表3中的顯著性檢驗(yàn)可見制備醋酸鈣飽和溶本實(shí)液蒸出水的量為非常顯著影響因素,向乙醇中滴加飽中國(guó)煤化工(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的和醋酸鈣的量及配制醋酸鈣溶液的30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸水溶液CNMH)的醋酸與碳酸鈣配制成醋m,微山黑叮小下轉(zhuǎn)第20頁)化工時(shí)刊2013.vol27,No.6工藝試驗(yàn)《 Technology& Experiment1)焦燒時(shí)間適中,膠料的操作安全性較好;工出版社,2010,2藝正硫化時(shí)間短硫化速度快,實(shí)際生產(chǎn)中可節(jié)省能2】蔡樹銘氟橡膠的性能和加工要點(diǎn)[J]化工新型材料,源,提高生產(chǎn)效率。1998,26(12):14-16.(2)二段硫化工藝能減少制品在使用過程中產(chǎn)3]張玉龍,齊貴亮橡膠制品配方M]北京:中國(guó)紡織出生的氣體,增加交聯(lián)密度,降低制品的收縮率,改善制版社,2009,08[4]翁國(guó)文.配合與塑混煉操作技術(shù)[M]徐州:中國(guó)礦業(yè)大品的力學(xué)性能,耐老化和壓縮永久變形性能。學(xué)出版社,2008,083)通過80%E85和20%FAMB混合介質(zhì)試驗(yàn)[5]翁國(guó)文,聶恒凱橡膠物理機(jī)械性能測(cè)試[M].化學(xué)工業(yè)膠料的硬度、拉伸強(qiáng)度定伸應(yīng)力降幅小,說明氟橡膠出版社,2009,05密封性能好,有助于中冷器冷卻作用的充分發(fā)揮,確[6]孫玉珍氟橡膠二段硫化揮發(fā)物分析[冂沈陽化工學(xué)保了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度的有效降低。院學(xué)報(bào).19948(2):95-97[7]吳玉彪橡膠模型制品膠坯精密預(yù)成型機(jī)[J]橡塑技參考文獻(xiàn)術(shù)與裝備,2002,28(12):36~37[1]鄭勁,張子成.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)與維修[M].化學(xué)工業(yè)(上接第9頁)得到飽和醋酸鈣,最后,向95%乙醇中加入飽和醋酸大學(xué)學(xué)報(bào),20,30(3):263~268鈣得到固體乙醇,小結(jié)如下[3]錢曉春固體乙醇的研制[].化學(xué)世界,1991,(6):257(1)配制醋酸鈣溶液:30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))醋酸與碳酸鈣質(zhì)量比為m%酸m碳酸鈣=4:1;[4]袁軍,曾鷹向建敏等.均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化固體乙醇的制(2)配制醋酸鈣飽和溶液:醋酸鈣溶液與蒸出的備工藝[冂].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué),2006,23(4):359水的質(zhì)量比m酸例溶液m蒸出的水=5:2;361(3)制備固體乙醇:95%乙醇與飽和醋酸鈣溶液5]賈佳張姍姍張鐘憲固體乙醇的制備研究—制備過程中影響因素的分析[J.首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科的質(zhì)量比my%乙醇m飽和酸鈣=5.7:1。學(xué)版),2006,27(1):52~54參考文獻(xiàn)[6]賈長(zhǎng)英,唐麗華,張曉娟等.固體乙醇的制備工藝與性能研究[J].沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,29(5):596[1]崔廣華,董桂英固體乙醇合成新工藝[J.河北理工學(xué)院學(xué)報(bào),2000,(22)4:86[7]翟廣玉,趙云龍,樊衛(wèi)華.高熔點(diǎn)固體乙醇的制備[J][2]張忠誠(chéng)崔健.固體乙醇制備工藝的研究[].山東工業(yè)實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(8):25-27化工信息丙烷脫氫成為投資新熱點(diǎn)13年4月底,齊翔騰達(dá)宣布將募集資金建設(shè)10萬va丙烷脫氫項(xiàng)目;福建美德石化公司也于不久前宜布將建設(shè)年產(chǎn)丙烯66萬t的丙烷脫氫項(xiàng)目,預(yù)計(jì)2015年投產(chǎn)。據(jù)卓創(chuàng)資訊統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)計(jì)劃建設(shè)的丙烷脫氫項(xiàng)目總產(chǎn)能達(dá)到920萬t,而計(jì)劃在2013年投產(chǎn)的產(chǎn)能就有105萬t。近幾年來,國(guó)內(nèi)丙烷脫氫項(xiàng)目發(fā)展如火如茶,就連美國(guó)也宣布要新建年總產(chǎn)能為270萬t的7套丙烷脫氫裝置。丙烷脫氫項(xiàng)目已經(jīng)迅速成為投資追捧的新熱點(diǎn)。中國(guó)煤化工CNMHG