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醋酸acetic acid

时间：2020-03-01 来源：网络 浏览：
CH3COOH　又名乙酸，主要由甲醇羰基化（见羰基合成）或乙醛氧化制得。是无色具有刺激性酸味和强腐蚀性的液体，沸点117.87℃，凝固点16.6℃，易溶于水。纯品在低于16.6℃时呈冰状晶体，故称冰醋酸。其蒸气易着火，并能和空气形成爆炸混合物。广泛用作溶剂和有机合成的原料。
　　沿革 　早在公元前，人类已能用酒经各种醋酸菌氧化发酵过程制醋，19世纪后期，发现将木材干馏可以获得醋酸。1911年，在德国建成了世界上第一套乙醛氧化合成醋酸的工业装置。接着美国和其他国家也相继用此法建厂。不久又开发了低碳烷烃氧化生产醋酸的方法。1960年，联邦德国巴登苯胺纯　公司开发成功甲醇在高压(20MPa)下经羰基化制醋酸的方法，随后，美国孟山都公司开发铑络合物催化剂（以碘化物作助催化剂），使甲醇羰基化制醋酸的压力降到 0.3～3.0MPa。并于1970年建成生产能力 135kt醋酸的甲醇低压羰基化工业装置。由于其技术经济先进，从70年代中期起新建的大厂大多采用甲醇低压羰基化法。1984年世界醋酸的年生产能力已达6Mt，其中甲醇低压羰基化法约占40％。
　　生产方法 　合成醋酸的方法虽然很多，但在工业上广泛采用的主要有以下三种。
　　乙醛氧化法 　以液态乙醛为原料，采用氧气或空气为氧化剂，在50～80℃，0.6～1.0MPa和醋酸锰催化剂存在下，于鼓泡塔式反应器（图1）

图1

中进行下列反应：
　　　　　　

放出的反应热，由设在塔内的冷却器或外循环冷却器移除。采用空气或氧气其反应选择性及副产物均相同，所不同的是采用空气时需洗涤排放尾气，以回收惰性气体中所含的乙醛及醋酸。采用氧气时则需增设气体分离装置。此法的主要副产物有甲烷、二氧化碳、甲酸、醋酸甲酯和少量高沸物。氧化液先经蒸发以分离出其中的催化剂，然后，再脱去轻组分和重组分，可获得所需纯度的成品醋酸。由于乙醛蒸气和氧会形成爆炸混合物，故在反应系统中凡是可能有乙醛蒸气和氧同时存在的空间，都要通氮气稀释以确保安全。
　　此法乙醛转化率和醋酸收率均很高，分别为97％和98％左右（质量），缺点是反应介质对设备有腐蚀性。
　　甲醇低压羰基化法 　又称孟山都法（见彩图）。

甲醇低压羰化制醋酸装置

采用铑的羰基化合物和碘化物组成的催化剂系统，使甲醇和一氧化碳在水-醋酸介质中于175℃左右和低于3.0MPa的条件下反应，生成醋酸，其反应式为：
　　　　　　　

CH3OH+CO─→CH3COOH

由于催化剂的活性和选择性都很高，故副反应很少，主要副反应是：
　　　　　　　　

CO+H2O─→CO2+H2

还有少量的醋酸甲酯、二甲醚等生成。反应产物先后经脱轻组分塔和脱水塔处理（图2），分出的轻组分和含水醋酸可循环返回反应器，离开反应器的气体先用冷甲醇洗涤，以回收带出的碘甲烷（中间产物），然后送往一氧化碳回收装置。所得粗产品再经精馏提纯即得成品醋酸。

图2

　　甲醇低压羰基化法制醋酸，具有原料价廉，操作条件缓和，醋酸产率高（以甲醇计超过99％，以一氧化碳计超过90％），产品质量好和工艺过程简单等优点，是目前醋酸生产中技术经济指标最先进的方法。但反应介质存在严重的腐蚀性，因此必须使用昂贵的特种钢材。
　　低碳烷烃液相氧化法 　常用正丁烷为原料，以醋酸为溶剂，在170～180℃，5.5MPa和醋酸钴催化剂存在下，用空气为氧化剂进行液相氧化：
　　　

醋酸收率为75％～80％(质量)，副产物除甲酸外尚有甲乙酮、低碳醇、醋酸酯以及深度氧化产物一氧化碳和二氧化碳。也可用液化石油气或轻质油为原料，但反应产物组成更为复杂，醋酸收率也较低。这一方法使用的原料比较便宜，但工艺流程较长，腐蚀严重，且醋酸收率不高，故仅限于有廉价丁烷或液化石油气供应的地区采用。
　　用途和贮运 　醋酸主要用于生产醋酸乙烯酯、醋酐、醋酸酯及醋酸纤维素等，也用作农药、医药和染料等工业的溶剂和原料，如生产氯乙酸、乙酰水杨酸、乙酰苯胺等产品。还用于生产醋酸盐，如锰、钠、铅、铝、锌、钴等金属的盐，它们是很重要的有机酸盐，广泛用作催化剂、织物染色及皮革鞣制工业中的助剂，也可用于制药工业。
　　醋酸是一种强腐蚀性的有机酸，常贮存在铝制槽内，由于醋酸凝固点较高，且在凝固时体积膨胀，有使容器胀裂的潜在危险，故贮槽和输送管道常有保温设施。  
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