浅谈固体酒精制备工艺的影响因素

乔伟志(沈阳市东陵化工厂 110141)

引言

固体酒精与液体酒精比较,其使用、运输、携带方便、燃烧对环境污染少及安全性好。作为固体燃料，广泛用于餐饮、旅游和野外作业等。制备固体酒精的方法和使用的固化剂和添加剂也不尽相同，制得的酒精性能也有差别，为此经过研究选择硬脂酸钠为固化剂和两步法制得易点燃，燃烧热值高、无黑烟、无异味、燃烧过程中保持固体状态，燃后残渣少，储存时不软化、不分离出液体等特点，成本不能过高的固体酒精。

一、制备方法研究

针对上述要求，详细研究了固体酒精的制备过程，探讨了固化剂和添加剂及工艺条件对固体酒精性能的影响，选择两步法制作，加入量和加入方式及反应温度对酒精的固化效果影响明显。

二、影响因素分析

1.投料方式的影响

在相同的温度下采用三种不同的加料方式进行试验，第一种：将固体硬脂酸和固体氢氧化钠一起加入酒精后、加热搅拌，5M IN有部分酒精开始固化，反应完全需要60m in以上。第二种：将硬脂酸在酒精中加热溶解，再加入固体氢氧化钠，反应情况较“第一种方式”有所好转，由于两次加热溶解，需40分钟以上的时间才能反应完全。第三种，将硬脂酸放到一份酒精中加热溶解，同时将氢氧化钠加入另一份酒精中加热溶解，然后将次两份溶液混合，30m in即可完成反应过程，产品质量也较好。综述三种投料方式，第三种得到产品的效果较好。

2.温度的影响

以硬脂酸钠为固化剂，在上述第三种制备方式将两份溶液在不同的温度下混合，实验结果如表1

表1 温度的影响表2硬脂酸与表3硬脂酸的添加量温氢氧化钠不同 对酒精凝固性能的影度 结果 配比对燃烧残 响渣量的影响硬脂硬脂硬脂酸不能 酸：燃烧残 酸的燃烧出现融20完全溶解NaO渣%量 现象 化时间H(W/(s)%)混合后立即熔30生成固体酒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量固体酒精0.6 0.74 5化5~10生成 流淌

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

从实验结果看，温度很低时，无法制得固体酒精；30度时硬脂酸可溶解，需要较长的时间，产品均匀性差；随着温度的升高，产品均匀性也向好的方向发展，但不能接近酒精溶液的沸点；60度较为理想，产品各项性能指标均较理想。

3.硬脂酸与氢氧化钠配比的影响

硬脂酸与氢氧化钠的质量比影响燃烧残渣量。两份溶液混合，硬脂酸与氢氧化钠进行反应，理论上硬脂酸与氢氧化钠的质量比为7.1:1，考虑硬脂酸的价格约是氢氧化钠的4倍，尽量利用硬脂酸，氢氧化钠应稍过量，使其反应完全。实验结果见表2.

从数据看出，NaOH比例的增加导致燃烧残渣量增多，NaOH的量不能过量太多，取硬脂酸：NaOH=3:0.46为宜，这时，酒精的固化状态好，燃烧残渣少，燃烧热值高。

4.硬脂酸加入量的影响

硬脂酸加入量直接影响固体酒精的固化效果，当今使用的固体酒精存在着点然后变为液体的缺陷，必须放在能限制流淌的容器内燃烧，保证安全。为避免固体酒精燃烧过程中变为液体这一现象，必须使其在燃烧时仍保持固体状态。为此可通过改变硬脂酸的添加量来实现，实验结果见表3

从实验结果看出，硬脂酸含量超过6.5%时，制成的固体酒精在燃烧时不液化，使固体酒精使用时的安全性得到保证，在某些场合可以使用塑料袋包装，这样降低了成本。控制固体酒精燃烧时不流淌的原理是：硬脂酸的用量增加后，固体酒精燃烧时有一层不易燃烧的硬膜生成，阻止酒精的流淌，酒精的固体状态得以保持。

5.其它添加剂的影响

(1)石蜡的影响

石蜡为烃类化合物，常温下为固体，易燃。石蜡添加能提高固体酒精的硬度，但加入石蜡后，常因燃烧不充分而有黑烟和石蜡气味，因此，在制备过程中需要加入助燃剂，促使石蜡充分燃烧，否则，加入石蜡的固体酒精不适合于室内使用。

(2)硝酸铜的影响

酒精在燃烧时火焰基本无色，加入不同的盐类，可得到不同颜色的火焰。

三、产品的测试结果

外观：半透明固体，均匀一致，无渗出液体。

熔点：52度，产品不软化。

燃烧时：燃烧时没有液体流淌，无黑烟、无异味。

燃烧时间：150克盛装在70毫米直径

结论

用硬脂酸钠为凝固剂，采用将硬脂酸放到一份酒精中加热溶解，同时将氢氧化钠加入另一份酒精中加热溶解，然后将次两份溶液混合投料的方式，以60度为反应温度，酒精：硬脂酸：氧化钠的最佳数量比为92.5：6.5：1，制得性能优良的固体酒精。该种固体酒精的熔点为52度，燃烧时没有液体流淌、储存时不软化、燃烧持续时间长、生产工艺简单，该工艺是切实可行的,现已规模生产。