淺談固體酒精制備工藝的影響因素

喬偉志(沈陽市東陵化工廠 110141)

引言

固體酒精與液體酒精比較,其使用、運(yùn)輸、攜帶方便、燃燒對環(huán)境污染少及安全性好。作為固體燃料，廣泛用于餐飲、旅游和野外作業(yè)等。制備固體酒精的方法和使用的固化劑和添加劑也不盡相同，制得的酒精性能也有差別，為此經(jīng)過研究選擇硬脂酸鈉為固化劑和兩步法制得易點燃，燃燒熱值高、無黑煙、無異味、燃燒過程中保持固體狀態(tài)，燃后殘渣少，儲存時不軟化、不分離出液體等特點，成本不能過高的固體酒精。

一、制備方法研究

針對上述要求，詳細(xì)研究了固體酒精的制備過程，探討了固化劑和添加劑及工藝條件對固體酒精性能的影響，選擇兩步法制作，加入量和加入方式及反應(yīng)溫度對酒精的固化效果影響明顯。

二、影響因素分析

1.投料方式的影響

在相同的溫度下采用三種不同的加料方式進(jìn)行試驗，第一種：將固體硬脂酸和固體氫氧化鈉一起加入酒精后、加熱攪拌，5M IN有部分酒精開始固化，反應(yīng)完全需要60m in以上。第二種：將硬脂酸在酒精中加熱溶解，再加入固體氫氧化鈉，反應(yīng)情況較“第一種方式”有所好轉(zhuǎn)，由于兩次加熱溶解，需40分鐘以上的時間才能反應(yīng)完全。第三種，將硬脂酸放到一份酒精中加熱溶解，同時將氫氧化鈉加入另一份酒精中加熱溶解，然后將次兩份溶液混合，30m in即可完成反應(yīng)過程，產(chǎn)品質(zhì)量也較好。綜述三種投料方式，第三種得到產(chǎn)品的效果較好。

2.溫度的影響

以硬脂酸鈉為固化劑，在上述第三種制備方式將兩份溶液在不同的溫度下混合，實驗結(jié)果如表1

表1 溫度的影響表2硬脂酸與表3硬脂酸的添加量溫氫氧化鈉不同 對酒精凝固性能的影度 結(jié)果 配比對燃燒殘 響渣量的影響硬脂硬脂硬脂酸不能 酸：燃燒殘 酸的燃燒出現(xiàn)融20完全溶解NaO渣%量 現(xiàn)象 化時間H(W/(s)%)混合后立即熔30生成固體酒3:1 1.14 3 化<5精流淌3:熔40同上0.75 0.89 4 化<5流淌混合后有少3:熔50量固體酒精0.6 0.74 5化5~10生成 流淌

混合后不立3:少量60刻生成固體0.5 0.64 6熔15~20酒精 淌70同上3:0.39 6.5不熔0.46化

從實驗結(jié)果看，溫度很低時，無法制得固體酒精；30度時硬脂酸可溶解，需要較長的時間，產(chǎn)品均勻性差；隨著溫度的升高，產(chǎn)品均勻性也向好的方向發(fā)展，但不能接近酒精溶液的沸點；60度較為理想，產(chǎn)品各項性能指標(biāo)均較理想。

3.硬脂酸與氫氧化鈉配比的影響

硬脂酸與氫氧化鈉的質(zhì)量比影響燃燒殘渣量。兩份溶液混合，硬脂酸與氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，理論上硬脂酸與氫氧化鈉的質(zhì)量比為7.1:1，考慮硬脂酸的價格約是氫氧化鈉的4倍，盡量利用硬脂酸，氫氧化鈉應(yīng)稍過量，使其反應(yīng)完全。實驗結(jié)果見表2.

從數(shù)據(jù)看出，NaOH比例的增加導(dǎo)致燃燒殘渣量增多，NaOH的量不能過量太多，取硬脂酸：NaOH=3:0.46為宜，這時，酒精的固化狀態(tài)好，燃燒殘渣少，燃燒熱值高。

4.硬脂酸加入量的影響

硬脂酸加入量直接影響固體酒精的固化效果，當(dāng)今使用的固體酒精存在著點然后變?yōu)橐后w的缺陷，必須放在能限制流淌的容器內(nèi)燃燒，保證安全。為避免固體酒精燃燒過程中變?yōu)橐后w這一現(xiàn)象，必須使其在燃燒時仍保持固體狀態(tài)。為此可通過改變硬脂酸的添加量來實現(xiàn)，實驗結(jié)果見表3

從實驗結(jié)果看出，硬脂酸含量超過6.5%時，制成的固體酒精在燃燒時不液化，使固體酒精使用時的安全性得到保證，在某些場合可以使用塑料袋包裝，這樣降低了成本。控制固體酒精燃燒時不流淌的原理是：硬脂酸的用量增加后，固體酒精燃燒時有一層不易燃燒的硬膜生成，阻止酒精的流淌，酒精的固體狀態(tài)得以保持。

5.其它添加劑的影響

(1)石蠟的影響

石蠟為烴類化合物，常溫下為固體，易燃。石蠟添加能提高固體酒精的硬度，但加入石蠟后，常因燃燒不充分而有黑煙和石蠟氣味，因此，在制備過程中需要加入助燃劑，促使石蠟充分燃燒，否則，加入石蠟的固體酒精不適合于室內(nèi)使用。

(2)硝酸銅的影響

酒精在燃燒時火焰基本無色，加入不同的鹽類，可得到不同顏色的火焰。

三、產(chǎn)品的測試結(jié)果

外觀：半透明固體，均勻一致，無滲出液體。

熔點：52度，產(chǎn)品不軟化。

燃燒時：燃燒時沒有液體流淌，無黑煙、無異味。

燃燒時間：150克盛裝在70毫米直徑

結(jié)論

用硬脂酸鈉為凝固劑，采用將硬脂酸放到一份酒精中加熱溶解，同時將氫氧化鈉加入另一份酒精中加熱溶解，然后將次兩份溶液混合投料的方式，以60度為反應(yīng)溫度，酒精：硬脂酸：氧化鈉的最佳數(shù)量比為92.5：6.5：1，制得性能優(yōu)良的固體酒精。該種固體酒精的熔點為52度，燃燒時沒有液體流淌、儲存時不軟化、燃燒持續(xù)時間長、生產(chǎn)工藝簡單，該工藝是切實可行的,現(xiàn)已規(guī)模生產(chǎn)。