Справочник по производству спирте. Сырье, технология и технохимконтроль - Яровенко В.Л.
Скачать (прямая ссылка):
В процессе ректификации этилового спирта отбираются головная фракция этилового спирта и сивушное масло, являющиеся побочными продуктами спиртового производства.
Химически чистый этиловый спирт имеет нейтральную реакцию. Спирт, вырабатываемый из зерно-картофельного сырья, обладает специфическим запахом, обусловленным присутствием в нем относительно небольшого количества различных примесей: карбоиовых кислот, эфиров, альдегидов, компонентов сивушного масла и других соединений. Небольшое количество карбоновых кислот, содержащихся в спирте, обусловливает его слабокислую реакцию.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭТИЛОВОГО СПИРТА
Этиловый спирт является одноатомным предельным спиртом. Его химическая формула С2Н5ОН, CH3CH2OH или СгН60. Структурная формула
H H
I I н-С-С-ОН.
Молекулярная масса этилового спирта 46,07.
Химические свойства этилового спирта определяются его строением: наличием атома водорода в гидроксилыюй группе, наличием гидроксила, свойствами радикала CH3-СНг; они зависят от концентрации спирта в воде, давления, температуры, которые в конечном счете обусловливают свойства спиртозых растворов.
ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ ЭТИЛОВОГО СПИРТА
Безводный этиловый спирт характеризуется следующими показателями:
Относительная плотность
df 0,78927
rffo 0,79067
Температура, 0C
кипения (при 101,08 кПа) 78,4
плавления (замерзания) -114,6
вспышки 13,0
Удельная теплоемкость при 20° С, 2,42
кДж/(кг-К)
Теплота сгорания, кДж/кг 26 645
Теплота испарения при 20° С, кДж/кг 910
Теплота плавления, кДж/моль 4,94
Диэлектрическая постоянная 25,2 Удельное электрическое сопротивление, 7,7X10* Ом-м
Вязкость, мПа-с
при0°С 1,73
при 2O0C 1,19
Спирт и концентрированные водно-спиртовые растворы легко воспламеняются и горят бледно-голубым, слабосветящимся некоптя-щим пламенем. Температура вспышки паров спирта, находящихся над жидкостью, зависит от давления и практически может изменяться от 9 до 32° С. Температура воспламенения спирта в воздухе +4040C Температура воспламенения паров этилового спирта зависит от их концентрации в воздушной среде:
Концентрация паров спирта. Температура воспламенения, % мае. °С
2 515-520
3 505
4 455-500
5 480-495
Теплота испарения этилового спирта зависит от температуры (табл. 32).
Теплоемкость этилового спирта в интервале температур 0-150° С постепенно возрастает:
_ _ Теплоемкость, _ "_ Теплоемкость,
Температура, °С кДж/(кг-К) Температура, °С кДж/(кг-К)
0 2,26 90 3,27
20 2,43 100 3,44
30 2,51 110 3,60
40 2,60 120 3,77
50 2,72 130 3,94
60 2,85 140 4,11
70 2,97 150 1,27
80 3,10
6-702
81
Температура, °С Теплота испарения Темпера- Теплота испарения
кДж/моль I кДж/кг тура, °С кДж/моль кДж/кг 0 42 403 20 41 942 40 41481 60 40 559 78,3 39 619 80 39 176 100 37 333 120 35 028 921,0 140 910,9 160 900,8 180 880,7 200 855 6 220 850,6 240 810,8 243 760,5 32 724 710,6
30 000 651,5
26271 612,6
22 123 480,6
16 592 360,3
7 374 160,0 О 0
При охлаждении этилового спирта от 0 до -500C его теплоемкость снижается:
Температура, °С
о
-10
-20 -30 -40 -50
Теплоемкость, кДж/(кг-К)
2,26 2,22 2,14 2,01 1.89 1,80
При -114,78° С этиловый спирт становится твердым. Теплоемкость твердого этилового спирта (кристаллического, стекловидного) при температуре -13O0C составляет 1,575 кДж/(кг-К), при -190° С - 0,972-1,089 кДж/(кг-К).
При нормальном давлении нераздельнокипящая смесь этилового спирта и воды имеет температуру кипения 78,150C и содержит 95,57% мае. спирта. При изменении давления и концентрации этилового спирта в растворе температура его кипения меняется (табл. 33, 34).
Таблица 33
ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ ВОДНО-СПИРТОВЫХ РАСТВОРОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДАВЛЕНИЯ
Давление, кПа
^ " Содержание этилового
Температура кипения, °С спирта, % мае.
9,3 27,97 100,00 13,3 33,35 99,56 17,3 39,20 98,70 26,4 47,60 97,30 53,7 63,04 96,25 101,1 78,15 95,57 143,0 87,12 95,35 193,0 95,35 95,25 ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОТЫ ИСПАРЕНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
Содержание спирта, Давление, кПа
% мае. 93,1 101,1 106,4 0 97,72 ІОіі.ОО 101,44 10 89,28 91,47 92,86 20 84,89 87,05 88,43 30 82,42 84,58 85,94 40 81,00 83,13 84,49 50 79,78 81,91 83,26 60 78,92 81,04 82,58 70 78,03 80,14 81,47 80 77,22 79,32 80,64 90 76,46 78,54 79,86 95,57 76,16 78,15 79,54 100 76,26 78,37 79,66 Плотность этилового спирта зависит от температуры:
атура, 0C Плотность, г/см*1 Температура, °С Плотность, г/см' 0 0,80625 22 0,78775 1 0,80541 23 0,78691 2 0,80457 24 0,78606 3 0,80374 25 0,78522 4 0,80290 26 0,78437 5 0,80207 27 0,78352 6 0,80123 28 0,78267 7 0,80039 29 0,78182 8 0,79956 30 0,78096 9 0,79872 31 0,78012 10 0,79788 32 0,77927 11 0,79704 33 0,77842 12 0,79620 34 0,77756 13 0,79535 35 0,77671 14 0,79451 36 0,77585 15 0,79367 37 0,77500 16 0,79283 38 0,77418 17 0,79198 39 0,77329 18 0,79114 19 0,79029 80 0,7349 20 0,78945 100 0,7157 21 0,78860 150 0,6489 Объем этилового спирта прн температуре ГС (в интервале от -100 до 5O0C) находится по формуле Vt = V0(I+^), где Vt- объем этилового спирта при температуре f°C; Vo - объем этилового спирта при <о = 0°С; а - коэффициент объемного расширения этилового спирта, 0C-1.
