醋酸

CAS號(hào)：64-19-7

分子式：C2H4O2

分子量：60.05200

中文別名：乙酸;乙酸[含量＞80%];乙酸溶液 [10%<含量S 80%];冰乙酸;冰乙酸（低壓羰基化法）;冰醋酸;釀酸;醋酸;醋酸溶液

英文名稱：acetic acid

物化性質(zhì)

外觀與性狀：透明液體

密度：1.050g/mL at 25 °C(lit.)

沸點(diǎn)：97.4 °C(lit.)

熔點(diǎn)：16.2 °C(lit.)

閃點(diǎn)：104 °F

折射率：n20/D 1.371(lit.)

水溶解性：miscible

穩(wěn)定性：Stable at room temperature in closed containers under normal storage and handling conditions.

儲(chǔ)存條件：庫(kù)房通風(fēng)低溫干燥,與H發(fā)孔劑、氧化劑、堿類分開存放

蒸汽密度：2.07 (vs air)

蒸汽壓：11.4 mm Hg ( 20 °C)

工藝路線

1.乙酸在自然界分布很廣。例如在水果或植物油中,主要以酯的形式存在;在動(dòng)物的組織內(nèi)、排泄物和血液中以游離酸的形式存在。許多微生物可以將不同的有機(jī)物通過發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乙酸。中國(guó)古代就有關(guān)于制醋的記載,早在公元前,人類已能用酒經(jīng)各種乙酸菌氧化發(fā)酵制醋,19世紀(jì)后期,發(fā)現(xiàn)將木材干餾可以獲得乙酸。1911年,在德國(guó)建成了世界上套乙醛氧化生產(chǎn)乙酸的工業(yè)裝置。不久又研究發(fā)展了低碳烴氧化生產(chǎn)乙酸的方法。1960年原聯(lián)邦德國(guó)采用甲醇在高壓(20MPa)下經(jīng)羰基化制乙酸的方法。隨后,美國(guó)孟山都公司采用銠絡(luò)合物催化劑(以碘化物作助催化劑),使甲醇羰基化制乙酸的壓力降到0.3-3.0MPa,并于1970年建成生產(chǎn)能力135kt乙酸的甲醇低壓羰基化工業(yè)裝置。由于該法技術(shù)經(jīng)濟(jì)先進(jìn),從70年代中期起新建的大廠多采用甲醇低壓羰基化法。1984年世界乙酸的年生產(chǎn)能力已達(dá)6Mt,其中低壓羰基化法約占40%。

1.發(fā)酵法

利用淀粉發(fā)酵所得的淡酒液(含3-6%乙醇),在醋母的菌的作用下,于35℃左右進(jìn)行發(fā)酵,淡酒液就被空氣氧化成醋。醋中除含3-6%的乙酸外,尚含有其他有機(jī)酸,酯類和蛋白質(zhì)。發(fā)酵的主要用來制食用醋。

2.合成法 它是工業(yè)生產(chǎn)乙酸的主要方法。

(1)乙醛氧化法。以乙醛為原料,采用氧氣或空氣為氧化劑,在50-80℃,0.6-1.0MPa和乙酸錳催化劑在存下,于鼓泡塔式反應(yīng)器中進(jìn)行液相氧化(見本條工業(yè)實(shí)例)。

(2)甲醇低壓羰基化法。又稱孟山都法。采用銠的羰基化合物和碘化物組成的催化劑系統(tǒng),使甲醇和一氧化碳在水乙酸介質(zhì)中于175℃左右和低于3.0MPa的條件下反應(yīng),生成乙酸。由于催化劑的活性和選擇性都很高,故副反應(yīng)很少。反應(yīng)產(chǎn)物先后經(jīng)脫經(jīng)組分塔和脫水塔處理,分出的勸組分和含水乙酸可循環(huán)返回反應(yīng)器,離開反應(yīng)器的氣體先用冷甲醇洗滌,以回收帶出的碘甲烷(中間產(chǎn)物),然后送往一氧化碳回收裝置。所得粗產(chǎn)品再經(jīng)精餾提純即得成品乙酸。以甲醇汁,產(chǎn)率>99%。甲醇低壓羰基化法制乙酸,具有原料價(jià)廉,操作條件緩和,乙酸產(chǎn)率高,產(chǎn)品質(zhì)量好和工藝過程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),目前乙酸生產(chǎn)中技術(shù)經(jīng)濟(jì)先進(jìn)的方法。但反應(yīng)介質(zhì)有嚴(yán)重的腐蝕性,需要使用昂貴的特種鋼材。

(3)甲醇高壓羰基合成法。甲醇與一氧化碳在乙酸水溶液中反應(yīng),以羰基鈷為催化劑,碘甲烷為助催化劑,反應(yīng)條件為250℃和70MPa。反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)分離系統(tǒng)分離后,即可得成品。以甲醇計(jì),收率可達(dá)90%。

(4)低碳烷烴液相氧化法。常用正丁烷為原料,以乙酸為溶劑,在170-180℃,5.5MPa和乙酸鈷催化劑存在下,用空氣為氧化劑進(jìn)行液相氧化。也可以用液化石油氣或輕質(zhì)油為原料。這一方使用的原料比較便宜,但工藝流程較長(zhǎng),腐蝕嚴(yán)重,且乙酸收率不高,故于有廉價(jià)丁烷或液化石油氣供應(yīng)的地區(qū)性區(qū)采用。例如美國(guó)Celance公司用丁烷氧化,收率76%,副產(chǎn)甲酸6%。如以煉油廠30-100℃輕油為原料,氧化溫度165-167℃,壓力3.92-4.90MPa,催化劑環(huán)烷酸鈷用量約為進(jìn)油量的萬(wàn)分之零點(diǎn)一。經(jīng)空氣液相氧化制得的混合酸,經(jīng)六個(gè)塔分離得乙酸,其收率為輕油的40%左右。每生產(chǎn)1t乙酸,得副產(chǎn)品丙酸0.1t,丁二酸0.02t,甲酸0.12t,中性酸0.4t.約消耗輕油2.4t,催化劑0.2kg。乙醛氧化制乙酸的工業(yè)實(shí)例:乙醛和乙酸錳從塔底部加入氧化塔,分段通入氧氣,反應(yīng)溫度控制在70-75℃,塔頂氣相壓力維持在9.81×104Pa,塔頂通入適量的氮?dú)庖苑乐箽庀喟l(fā)生爆炸。連續(xù)出料。反應(yīng)生成的粗乙酸凝固點(diǎn)應(yīng)在8.5-9℃之間,流入濃縮精制工序,尾氣經(jīng)低溫冷卻,冷凝液回流氧化塔,氣體放空。粗乙酸連續(xù)進(jìn)入濃縮塔,塔頂溫度控制在95-103℃,冷凝器冷凝的稀乙酸,在稀酸回收塔內(nèi)回收乙酸,不能冷凝的氣體進(jìn)入低溫冷凝成稀乙醛回收使用。除去低沸點(diǎn)的粗乙酸連續(xù)加入乙酸蒸發(fā)鍋,塔頂溫度維持在120℃左右,餾出的乙酸即為成品。塔底高沸點(diǎn)物和催化劑可灼燒,以除去有機(jī)物后回收催化劑。食品酸味劑用乙酸按GB1903-80,含量≥98.0%,雜質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合要求。試劑乙酸的提純方法:在工業(yè)級(jí)乙酸中加入高錳酸鉀粉末(為乙酸重量的1-2%),充分?jǐn)嚢枋谷芙?加入量應(yīng)保持1h內(nèi)高錳酸鉀不褪色。后分去下部不溶解部分。在蒸餾塔中蒸出乙酸,再向新蒸出的乙酸中加入適量粉狀鉻酐。使其溶解,分取上層清液進(jìn)行蒸餾。取中間餾分即為成品。脫水的方法除用乙酐外,還可利用乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、二異丙醚等與水組成的共沸混合物,進(jìn)行共沸蒸餾脫水。

2.乙醛氧化法:乙醛和乙酸錳從塔底部加入氧化塔,分段通入氧氣,反應(yīng)溫度控制在70～75℃,塔頂氣相壓力維持在0.098MPa,塔頂通人適量的氮?dú)庖苑乐箽庀喟l(fā)生爆炸。反應(yīng)生成的粗乙酸凝固點(diǎn)應(yīng)在8.5～9.0℃之間,連續(xù)出料進(jìn)入精制工段。尾氣經(jīng)低溫冷卻,冷凝液回流氧化塔,氣體放空。粗乙酸連續(xù)進(jìn)入濃縮塔,塔頂溫度控制在95～103℃,冷凝器冷凝的稀乙酸在稀酸回收塔內(nèi)回收乙酸,不能冷凝的氣體進(jìn)入低溫冷凝器冷凝成稀乙醛回收使用。除去低沸點(diǎn)的粗乙酸連續(xù)加入乙酸蒸發(fā)鍋,塔頂溫度維持在120℃左右,蒸餾出的乙酸即為成品。

3.低碳烷烴液相氧化法:常以丁烷為原料,乙酸為溶劑,乙酸鈷為催化劑,以空氣為氧化劑,在170～180℃:和5.5MPa條件下進(jìn)行液相催化氧化。也可以30～100℃的輕油為原料。所得混合酸經(jīng)6個(gè)塔分離得乙酸。精制方法:乙酸中含有水、乙醛、丙酮、甲酸、丙酸、酯類、硫酸鹽、亞硫酸鹽、氯化物、乙酸鹽等雜質(zhì)。精制方法是在乙酸中加入與水等摩爾的酐,使與存在的水反應(yīng),再加入鉻酸酐(每100mL乙酸加2g鉻酸酐),在接近沸點(diǎn)的溫度加熱1小時(shí),然后分餾。也可加入2%~5%的高錳酸鉀代替鉻酸酐,回流2~6小時(shí)后分餾。進(jìn)一步純化可用分步結(jié)晶的方法。無(wú)水乙酸(冰醋酸)容易吸收水分。脫水的方法除用乙酸酐外,也可用干燥劑如高氯酸鎂、無(wú)水硫酸銅、三乙酸硼、三乙酸鉻等。此外,尚可利用乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、二異丙醚等與水組成的共沸混合物,進(jìn)行共沸蒸餾脫水。

4.工業(yè)上可用甲醇羰基化法生產(chǎn)乙酸;然后經(jīng)高錳酸鉀氧化,過濾和蒸餾可得精品乙酸。 在低于15℃的溫度下使乙酸恒溫結(jié)晶,然后真空吸濾或離心分離濾出其結(jié)晶部分,即為成品純冰乙酸。

5.乙炔法:將乙炔與水在催化劑存在下直接水合得到乙醛,然后在醋酸錳催化劑的乙酸溶液中,用氧氣將乙醛氧化而得。

6.乙烯法:將乙烯和氧氣在催化劑存在下,一步直接氧化合成乙醛,再氧化即得乙酸。輕油液相氧化法:將輕油在鈷催化劑存在下,液相氧化生成乙酸、甲酸、丙酸、丁酸等混合物,再經(jīng)蒸餾,兩次精餾而得。