冰醋酸制备方法

时间：2022-09-05

乙酸的制备可以通过人工合成和细菌发酵两种方法。生物合成法，即利用细菌发酵，仅占整个世界产量的10%，但是仍然是生产乙酸，尤其是醋的较重要的方法，因为很多国家的食品安全法规规定食物中的醋必须是通过生物法制备，而发酵法又分为有氧发酵法和无氧发酵法。

有氧发酵法

在氧气充足的情况下，醋杆菌属细菌能够从含有酒精的食物中生产出乙酸。通常使用的是苹果酒或葡萄酒混合谷物、麦芽、米或马铃薯捣碎后发酵。由这些细菌发酵反应的化学方程式为：

C₂H5OH+O₂→CH₃COOH+H₂O

具体做法是将醋菌属的细菌接种于稀释后的酒精溶液并保持一定温度，放置于一个通风的位置，在几个月内就能够经过发酵，最后生成醋。工业生产醋的方法通过提供充足的氧气使得反应过程加快，此方法已经被商业化生产采用，也被称为“快速方法”或“德国方法”，因为**在德国1823年应用成功而因此得名。此方法中，发酵是在一个塞满了木屑或木炭的塔中进行。含有酒精的原料从塔的上方滴入，新鲜空气从下方自然进入或强制对流。强化的空气量使得此过程能够在几个星期内完成，大大缩短了制醋的时间。

OttoHromatka和HeinrichEbner在1949年**提通过液态的细菌培养基制备醋。在此方法中，酒精在持续的搅拌中发酵为乙酸，空气通过气泡的形式被充入溶液。通过这个方法，含乙酸15%的醋能够在两至三天制备完成。

无氧发酵法

部分厌氧细菌，包括梭菌属的部分成员，能够将糖类直接转化为乙酸而不需要乙醇作为中间体。总体反应方程式如下：

C6H12O6==3CH3COOH

此外，许多细菌能够从仅含单碳的化合物中生产乙酸，例如甲醇，一氧化碳或二氧化碳与氢气的混和物。

2CO2+4H2→CH3COOH+2H2O

2CO+2H2→CH3COOH

梭菌属因为有能够反应糖类的能力，减少了成本，这意味着这些细菌有比醋菌属细菌的乙醇氧化法生产乙酸更有效率的潜力。然而，梭菌属细菌的耐酸性不及醋菌属细菌。耐酸性较大的梭菌属细菌也只能生产不到10%的乙酸，而有的醋酸菌能够生产20%的乙酸。使用醋酸属细菌制醋仍然比使用梭菌属细菌制备后浓缩更经济。所以，尽管梭菌属的细菌早在1940年就已经被发现，但它的工业应用范围较窄。

除了上述生物法外，工业用乙酸多采用如下方法合成：

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，并且需要多金属成分的催化剂（第二步中）

⑴CH₃OH+HI→CH₃I+H₂O

⑵CH₃I+CO→CH₃COI

⑶CH₃COI+H₂O→CH₃COOH+HI

通过控制反应条件，也可以通过同样的反应生成乙酸酐。因为一氧化碳和甲醇均是常用的化工原料，所以甲基羰基化一直以来备受青睐。早在1925年，英国塞拉尼斯公司就开发出**个甲基羰基化制乙酸的试点装置。然而，由于缺少能耐高压（200atm或更高）和耐腐蚀的容器，此方法的应用一直受到限制。1963年，德国巴斯夫化学公司用钴作催化剂，开发出**个适合工业生产乙酸的工艺。1968年，铑催化剂的大大降低了反应难度。采用铑的羰基化合物和碘化物组成的催化剂体系，使甲醇和一氧化碳在水-乙酸的介质中在175℃和低于3兆帕的压力条件下反应，即可得到乙酸产品。因为催化剂的活性和选择性都比较高，所以反应的副产物很少。甲醇低压羰基化法制乙酸，具有原料**，操作条件缓和，乙酸产率高，产品质量好和工艺流程简单等优势，但反应介质有严重的腐蚀性，需要使用耐腐蚀的特殊材质。1970年，美国孟山都公司建造了采用此工艺的装置，因此铑催化甲基羰基化制乙酸逐渐成为支配性的孟山都法。90年代后期，英国石油成功的将Cativa催化法商业化，此方法采用钌催化剂，使用（[Ir(CO)₂I₂]），它比孟山都法更加绿色也有更高的效率。

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*二种工业制乙酸的方法，反应方程式如下：

2CH₃CHO+O₂→2CH₃COOH

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。

低碳烷烃液相氧化法

采用正丁烷为原料，以乙酸为溶剂，在170℃-180℃，5.5兆帕和乙酸钴催化剂存在下，用空气为氧化剂进行氧化。同时此方法也可采用液化石油气或轻质油为原料。此方法原料成本低，但工艺流程较长，腐蚀严重，乙酸收率不高，**于廉价异丁烷或液化石油气原料来源易得的地区采用。

2C₄H₁₀+5O₂→4CH₃COOH+2H₂O

此反应可以在能使丁烷保持液态的较高温度和压力下进行，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→2CH₃COOH

也能被氢氧化铜悬浊液氧化：

2Cu(OH)₂+CH₃CHO→CH₃COOH+Cu₂O↓+2H₂O

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。

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。

托普索法

托普索法以单一天然气或煤为原料。第一步：合成气在催化剂下生成甲醇和二甲醚；*二部：甲醇和二甲醚（两者不需提纯）和CO羰基化生成醋酸，此方法也叫做两步法。

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词条
词条说明
四氢噻吩的用途和储存方法
用途：主要用作城市煤气、石油液化气、**液化气等燃料气体的加臭剂，也可用作医药和农药原料。储存方法：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜**过37℃。保持容器密封。应与氧化剂分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
碳酸二甲酯
物理性质：碳酸二甲酯是一种具有中等挥发性的液体，具有较低的沸点和熔点。它的密度较小，可溶于许多溶剂，如醇、醚等。化学性质：碳酸二甲酯是一种酯类化合物，可以发生酯交换反应和酯水解反应。它可以与一些亲核试剂如醇、胺等发生反应。应用领域：碳酸二甲酯在工业和实验室中有广泛的应用。它可以用作溶剂、反应介质和原料，用于合成化学品、涂料、塑料、树脂等。此外，碳酸二甲酯还可以用作电池电解液、溶剂型涂料和清洗剂等。
溶剂油特点和应用
溶解性：溶剂油能够在溶剂中充分溶解，形成均匀的混合物。不同的溶剂油有不同的溶解性，可以根据需要选择合适的溶剂。挥发性：溶剂油通常具有较低的沸点和挥发性，可以蒸发，留下油类物质。这使得溶剂油在一些需要快速干燥的应用中非常有用。润滑性：溶剂油通常具有良好的润滑性，可以减少摩擦和磨损，提高机械设备的运行效率和寿命。清洁性：溶剂油可以用作清洁剂，能够溶解和一些污垢和沉积物，保持物体的清洁和光亮。应用广泛：
正丁醇特征
物理性质：正丁醇是一种具有中等挥发性的液体，具有较低的沸点和熔点。它的密度较大，可溶于水和许多溶剂。化学性质：正丁醇是一种醇类化合物，具有羟基（OH）官能团，可以发生醇的典型反应。它可以与酸发生酯化反应，与醛酮发生缩合反应，还可以被氧化剂氧化为醛和酸。应用领域：正丁醇在工业和实验室中有广泛的应用。它可以用作溶剂、提取剂和反应介质，用于合成化学品、涂料、塑料、树脂等。此外，正丁醇还可以用于制备香料、