醋酸的生产及应用

 2023-08-15 08:57:48

论文总字数:12424字

摘 要

醋酸是重要的化工原料,本文对醋酸目前的生产工艺、发展历程、应用领域、废液处理等方面进行了综述,对其下游产品的合成及发展提出了建议和展望。

关键词:醋酸;乙醛氧化法;甲醇羰基化法;丁烷/轻油氧化法;废液处理;醋酸的应用

Abstract: Acetic acid is an important chemical raw material. in this paper, the current production process, development history, application field, waste liquid treatment and other aspects of acetic acid are reviewed. Suggestions and prospects for the synthesis and development of its downstream products are put forward.

Keywords: acetic acid; acetaldehyde oxidation; carbonylation of methanol; butane/light oil oxidation method; waste liquid treatment; application of acetic acid

目录

1 前言 3

1.1 醋酸主要生产工艺 5

1.2 乙醛氧化法 6

1.3 甲醇羰基化法 6

1.4 丁烷/轻油氧化法 8

2 醋酸的应用 9

2.1 醋酸在医学中的应用 9

2.2 醋酸在食品中的应用 10

2.3 醋酸制得醋酸纤维素的应用 10

3 对于醋酸的生产建议 11

4 废液处理 11

4.1 分离提纯 12

4.2 直接合成下游产品 13

结论 15

参考文献 16

致 谢 17

前言

醋酸,也被称之为乙酸。图1是其结构示意图。作为一类关键的有机化工原料,是酸化剂、酸度调节剂、增味剂、香料、腌渍剂等。因为醋酸可以将pH减小到小于微生物最适合生长的pH,所以醋酸是一种典型的抗微生物剂。

图1醋酸的结构示意图

醋酸充当醋酸剂得到了广泛的运用,被运用在制作干酪与复合调味料等地方。在醋酸运用其调味作用,需要加入水来稀释醋酸,使醋酸为百分之四到百分之五的溶液,加入至调味料中来使用。醋酸为一种饱和羧酸,具有刺鼻酸味的无色液体,并且有强腐蚀性。醋酸也被称之为冰醋酸,在无水醋酸低于16.6时,可以转化为冰状晶体。在醋酸下游产品和苯甲酸的日益发展下,醋酸变成需求量急速增长。我国要加快升级醋酸的发展,提升技术,加强竞争力。

醋酸溶于一些有机溶剂,例如:乙醇、乙醚、四氧化碳、水和甘油。将醋酸稀释会使其对于金属具有强腐蚀性。醋酸的药品分类为消毒防腐剂-冰醋酸。由表1中可知醋酸的分子量、分子式以及醋酸的物理性质。

表1醋酸的性质

分子量

60.05

分子式

CH3COOH

沸点(o C)

117.9

凝固点(o C)

16.6

相对密度(水为1)

1.050

粘度(mPa.s)

1.22(20 o C)

20℃时蒸气压(KPa)

1.5

醋酸的分析检测法可以通过中和滴定法或用酚酞指示剂来检测。中和滴定法适合被冰醋酸使用,来得出冰醋酸里冰醋酸的含量,加入新沸过的冷水与酚酞指示剂至供试品里面,通过烧碱滴定,通过烧碱的量来计算出冰醋酸含量。表2是中和滴定法的操作方法。而采用酚酞指示剂的操作步骤为往100ml乙醇里加入1g酚酞,然后取4mL供试品将其在具塞三角瓶里来做精密称定,再滴3滴酚酞指示剂与烧开刚刚自然冷却的水40mL,最后用1mol/L烧碱进行滴定,以一毫升烧碱为60.05醋酸计算。

表2中和滴定法实验方法

试剂

1mol/L的氢氧化钠滴定液、酚酞指示液(酚酞指示液不变色)、基准邻苯二甲酸氢钾以及紫色石蕊溶液(紫色石蕊溶液变红)

试样制备

1mol/L的氢氧化钠滴定液,表3是中和滴定法的操作步骤。

配制

取氢氧化钠适量,加水振摇使溶解成饱和溶液,冷却后,置聚乙烯塑料瓶中,静置数日,澄清后备用。取澄清的氢氧化钠饱和溶液5.6mL,加新沸过的冷水使成1000mL,摇匀[1,2]

标定

用每1mL的1mol/L的烧碱滴定液相当于204.2mg的邻苯二甲酸氢钾来计算。[3,4]

贮藏

置聚乙烯塑料瓶中,密封保存;塞中有2孔,孔内各插入玻璃管1支,1管与钠石灰管相连,1管供吸出本液使用。

采用酚酞指示剂的操作步骤:往100ml乙醇里加入1g酚酞,然后取4mL供试品将其在具塞三角瓶里来做精密称定,再滴3滴酚酞指示剂与烧开刚刚自然冷却的水40mL,最后用1mol/L烧碱进行滴定,以一毫升烧碱为60.05醋酸计算。

如图2所示,醋酸是一种一元弱酸,它的酸性来源于其羧基氢原子部分电离产生氢质子。

图2醋酸的电离方程式

通过表3列出我国关于工业醋酸的国家标准。醋酸作为一种优秀的化工原料广泛的被应用在各个工业领域,工业醋酸国家标准将醋酸划分为不同的指标。

表3工业醋酸国家标准

指标名称

优等品

一等品

合格品

色度,Hazen单位(铂-钴色号)≤

10

20

30

乙酸含量,%≥

99.8

99.0

98.0

水分,%≤

0.15

-

-

甲酸含量,%≤

0.06

0.15

0.35

乙醛含量,%≤

0.05

0.05

0.10

蒸发残渣,%≤

0.01

0.02

0.03

铁含量(以Fe计),%≤

0.00004

0.00002

0.0004

还原高锰酸钾物质,min≥

30

5

-

由表4可知醋酸的毒理学资料,一定含量的醋酸具备的毒性及其会对健康会造成的危害,工业醋酸的废液需要得到处理,且做好相应的急救措施和防护措施。

表4醋酸的毒理学

致突变性

微生物致突变:大肠杆菌300ppm(3h)。

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