第22卷第4期河北理工学院学报Vol122No142000年11月JournalofHebeiInstituteofTechnologyNov12000文章编号:1007228292000042008620004固体酒精合成新工艺崔广华1董桂英211河北理工学院化工系河北唐山06300921唐山三友碱业有限公司河北唐山063305关键词:固体酒精硬脂酸钠硅胶摘要:以硬脂酸钠和硅胶作为固化剂制备固体酒精通过实验得出了最佳工艺条件。中图分类号:TQ2231122文献标识码:A0引言液体酒精经固化可成为固体酒精。固体酒精具有使用和贮存安全方便燃烧时火焰温度均匀和热值偏差小等优点适合于宾馆、家庭、火锅店等饮食服务行业使用是旅游、地质、部队等野外工作者加热食品取暖等的理想热源。固体酒精的合成国内一般采用酒精加脂肪酸钠的工艺路线12。但用该工艺无论如何改变条件得到的产品都无法制得各项性能优越的固体酒精。固体酒精较理想的固化剂是由硬脂酸钠和硅胶组成用此种固化剂制得固体酒精硬度大不易熔化流淌残渣少不冒黑烟耐贮存对环境无污染。1实验111主要试剂与仪器硬脂酸化学纯北京红星化工厂氢氧化钠工业品唐山冀东化工厂氢氧化钠含量为98硅酸钠分析纯天津耀华化工厂酒精工业品含量≥95市售电热恒温水浴锅1500W北京西城区医疗器械厂112实验原理主要反应式如下:C17H35COOHNaOHC17H35COONaH2O2C17H35COOHNa2Si32C17H35COONaH2Si3OO硬脂酸和硅胶起复合固化的作用。113实验步骤收稿日期:1999211203作者简介:崔广华19652男河北辛集人河北理工学院化工系副教授硕士。第4期崔广华董桂英:固体酒精合成新工艺87一定比例的氢氧化钠和硅酸钠混合用95酒精溶解备用。将盛有硬脂酸和一定量酒精的三口烧瓶放入恒温水浴中加热使硬脂酸溶解在搅拌情况下向三口烧瓶中滴加氢氧化钠、硅酸钠的混合溶液使溶液保持微沸状态在30min内滴完继续搅拌20min成为无色透明溶液。然后把该溶液从三口烧瓶中倒入模具凝固、包装。产品硬度大为无色透明固体。2结果与讨论211影响固体酒精制备反应的因素21111加料方式对制备固体酒精反应的影响按照实验过程分别以a硬脂酸、氢氧化钠、硅酸钠以固体方式同时加料然后升温。b硬脂酸溶解后升温再加氢氧化钠和硅酸钠固体。c以硬脂酸溶解后升温至75℃滴加氢氧化钠和硅酸钠的混合溶液。以这三种方式进行固体酒精的制备其结果见表1。表1不同加料方工对制备固体酒精的影响加料方式温度℃现象时间ha逐渐升温难溶解、反应不完全1b75溶液浑浊有白色小颗料0151～c75反应完全溶液澄清015从表1可以看出C工艺最理想操作方法简单反应时间短产品均匀。21112温度对制备固体酒精反应的影响按实验步骤操作待硬脂酸溶解后控制滴加氢氧化钠、硅酸钠混合酒精溶液时温度分别为40℃50℃60℃70℃80℃见表2。表2温度对制备固体酒精的影响编号温度℃现象140立即生成固体酒精阻止反应继续进行250生成少许固体酒精360料液浑浊有块状固体出现470料液澄清反应完全580料液澄清反应完全由表2可以看出开始滴加氢氧化钠和硅酸钠混合酒精溶液时70℃反应效果最为理想反应时间短能量消耗少。212影响固体酒精性能的因素研究发现以硅酸钠、氢氧化钠、硬脂酸为固化剂制备固体酒精时其不同比例对制成的固体酒精性能影响很大如表3所示。88河北理工学院学报第22卷表3硬脂酸、氢氧化钠、硅酸钠不同比例对制成的固体酒精性能的影响编号C17H35COOH∶NaOH∶Na2Si3∶C2H5OHO现象硬度流淌程度残渣文献配方23∶1∶0∶96半透明糕状固体小大熔化多73∶0∶0164∶96有部分沉淀不凝固小大、熔化少83∶0105∶0104∶96浅黄色固体小小熔化慢少93∶011∶0164∶96无色透明均匀固体大无少注:均为质量比比较可知编号为9的比例较理想制取的产品色泽美观硬度大燃烧残渣小不流淌燃烧缓慢均匀。根据文献配方2制备的固体酒精燃烧时会熔化只能用铁罐包装在铁罐中燃烧成本较高。做燃烧试验时发现固体酒精在燃烧过程中表面形成一层膜酒精蒸汽不断地冲破膜喷射出来。从此现象受到启发采用复合稳定剂适当增加膜的强度可以使燃烧时液体酒精不流淌出来。通过改变硬脂酸与氢氧化钠和硅酸钠的比例可达到这一目的。加入氢氧化一、二、钠有两个作用。为使反应完全碱应适当过量。可控制溶液pH值影响硅胶的凝聚速度使产品在合适的时间内凝固。213燃烧试验分别取28g液体酒精和固体酒精置于铁罐中直径80mm高50mm上方开口直径80mm将其分别点燃上面用一只盛有自来水的500ml烧杯架在酒精罐上加热最高火焰温度用热电偶测得结果见表4。表4固、液酒精燃烧数据产品名笱燃烧时间min火焰温度℃液体酒精23400固体酒精25