化学词典告诉你工业乙酸的制备方法及用途,工业乙酸,多为化工合成制得,主要用于化学工业及制造业等,中国禁止将工业乙酸用于食品制造业。工业乙酸对人体具有腐蚀性,同时由于其含有很多杂质、重金属和苯类物质,可对人体造成危害。
工业乙酸制备方法
75%的工业用乙酸是通过甲醇的羰基化制备的,具体方法见下:
1、甲醇羰基化法
大部分乙酸是通过甲基羰基化合成的。此反应中,甲醇和一氧化碳反应生成乙酸,方程式如下
CH3OH + CO → CH3COOH
这个过程是以碘代甲烷为中间体,分三个步骤完成,并且需要一个一般由多种金属构成的催化剂(第二步中)
1、CH3OH + HI → CH3I + H2O
2、CH3I + CO → CH3COI
3、 CH3COI + H2O → CH3COOH + HI
2、乙醇氧化法
由乙醇在有催化剂的条件下和氧气发生氧化反应制得:
C2H5OH + O2CH3COOH + H2O
3、乙醛氧化法
在孟山都法商业生产之前,大部分的乙酸是由乙醛氧化制得。尽管不能与甲基羰基化相比,此法仍然是第二种工业制乙酸的方法。乙醛可以通过氧化丁烷或轻石脑油制得,也可以通过乙烯水合后生成。当丁烷或轻石脑油在空气中加热,并有多种金属离子包括镁,钴,铬以及过氧根离子催化,会分解出乙酸。化学方程式如下:
2C4H10+ 5O2→ 4CH3COOH + 2H2O
此反应可以在能使丁烷保持液态的最高温度和压力下进行,一般的反应条件是150℃和55atm。副产物包括丁酮,乙酸乙酯,甲酸和丙酸。因为部分副产物也有经济价值,所以可以调整反应条件使得副产物更多的生成,不过分离乙酸和副产物使得反应的成本增加。
在类似条件下,使用上述催化剂,乙醛能被空气中的氧气氧化生成乙酸:
2CH3CHO + O2→ 2 CH3COOH
使用新式催化剂,此反应能获得95%以上的乙酸产率。主要的副产物为乙酸乙酯,甲酸和甲醛。因为副产物的沸点都比乙酸低,所以很容易通过蒸馏除去。
4、乙烯氧化法
由乙烯在催化剂(所用催化剂为氯化钯:PdCl2、氯化铜:CuCl2和乙酸锰:(CH3COO)2Mn)存在的条件下,与氧气发生反应生成。此反应可以看作先将乙烯氧化成乙醛,再通过乙醛氧化法制得。
5、丁烷氧化法
丁烷氧化法又称为直接氧化法,这是用丁烷为主要原料,通过空气氧化而制得乙酸的一种方法,也是主要的乙酸合成方法。
2CH3CH2CH2CH3+ 5O2→ 4CH3COOH + 2H2O
工业乙酸用途
1、合成醋酸乙烯、醋酸纤维、醋酸酐、醋酸酯、金属醋酸盐及卤代醋酸等。
2、是制药、农药及其他有机合成的重要原料。
3、在照相药品制造、醋酸纤维素、织物印染以及橡胶工业等方面也有广泛的用途。
4、用于生产醋酸乙酯、食用香料、酒用香料等。
5、用作分析试剂、溶剂及浸洗剂。