本科搞化工的都应该懂，我抛砖引玉一下，简单做个科普

你是我们化工行业的经典问题。其实所有从事化学工程的本科生都应该明白。

我们知道，工业酒精的制备主要是通过酒精和水的沸点差异来区分的（这是一个简单的说法，化学领域的专业说法叫做相对挥发度）。酒精的沸点比水低，所以受热会先挥发，从而实现酒精和水的分离。

原理就是这么简单，但是在实际的化工生产中会出现问题。因为在加热过程中不仅酒精会挥发，水也会挥发无水乙醇的制备产率，但酒精比水挥发的多。因此，直接加热水和酒精的混合物会得到水和酒精的混合物，但浓度不同。例如，在酿酒过程中，发酵得到的酒的最高酒精度一般在10%左右，普通酒和黄酒都在这个水平。那么为了获得更高纯度的酒，这些酒必须经过蒸馏。蒸馏酒的度数可以达到30%左右，因为是蒸馏一次，这种酒叫一锅头（评论区提醒，对二锅头概念和优势的混淆做出更正）。可以看出，虽然简单的蒸馏可以提高酒精的浓度，但由于蒸馏过程中会蒸馏掉水，虽然整酒的纯度比原来的高，但不可能达到高纯度。

如何解决这个问题呢？

聪明的人可能会想，如果我们再蒸一次蒸馏酒，酒精纯度会更高吗？其实就是这样，如果继续蒸馏第一次蒸馏酒，就可以得到第二次蒸馏酒。这款酒更纯净，达到42%左右。如果这个过程继续下去，可以获得更高纯度的酒精。其实业界也是这样的，只不过我们把一级蒸馏和二级蒸馏这两个蒸笼一层一层的搭起来，就像蒸包子的蒸笼一样。这样的设备就是所谓的精馏塔，我们给它们起一个专业的名字，叫作蒸锅每一层的平衡台。这就是精馏和精馏的区别，精馏是几个精馏（实际上是闪蒸）过程的积累，

那么问题来了，就算我们无限蒸，能不能得到纯度接近100%的酒精呢？对于大多数其他非物质系统，例如甲醇-水，答案是肯定的。水和酒精则不然。水和酒精是一个稍微特殊的体系，我们称之为共沸体系。在该体系中，当乙醇达到一定浓度（95%）时，液相和气相的挥发度相同。这意味着什么？也就是说，当乙醇浓度小于95%时无水乙醇的制备产率，乙醇优先蒸发，当乙醇浓度大于95%时，水优先蒸发。反之，当乙醇浓度正好等于95%时，两者一起蒸发。如果我们用低浓度的酒精开始蒸馏，最后当乙醇浓度达到95%时，由于乙醇和水同时蒸发，乙醇不能在气体中富集，最终浓度不能提高。就像骑自行车翻山越岭，到了山顶，我们就没有力气继续前行，就停在那里。

那么如何解决这个问题呢？化工行业有两种思维方式。一种是把骑车人往前推，把他推过顶，然后就下坡了，骑车人自然会继续往前走。一种思路是把山作为一个整体来移动。原来的骑车人被困在了山顶。现在让他不动，然后把整个山都搬走。然后骑车人自然会到达下坡一侧。你也可以继续前进。

我们先说第一个想法。获得无水乙醇的第一种方法是添加夹带剂，通常是苯。在乙醇中加入少量苯后，苯会将水从乙醇中带出，因为它与水形成共沸物。这样我们就可以得到纯乙醇。这种方法是早年制造乙醇的方法。这种方法的问题是苯有毒，生产也不是很安全。据说当时在乙醇部门工作的男女工人往往不孕不育。

第二种思路是变压蒸馏，相当于整座山搬家。在我们得到 95% 的乙醇后，让这种乙醇进入真空蒸馏塔。在减压下，乙醇的共沸组成发生了变化（例如变为90%）。此时，由于乙醇浓度（95%）大于共沸浓度（90%），优先蒸发水分，最后得到纯乙醇。

做个总结，工业上不采用蒸馏制酒，因为只蒸一次不纯，必须蒸几次，这叫精馏。此外，为了获得高纯度的酒精，还需要跨越共沸点。目前有两种方法，一种是苯的共沸夹带，另一种是变压蒸馏。至于那些说氧化钙加到水里的人，那是化学家做的，工业上是不会做的。