甲酸的制备方法

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，尤其是醋的最重要的方法，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。 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”，因为首次在德国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。

Otto Hromatka和Heinrich Ebner在1949年首次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。 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==3 CH3COOH

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。

2 CO2 + 4 H2 →CH3COOH + 2 H2O

2 CO + 2 H2 →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。耐酸性最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： 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）

⑴ CH₃OH + HI →CH₃I + H₂O

⑵ CH₃I + CO →CH₃COI

⑶ CH₃COI + 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第一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，开发出第一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，具有原料价廉，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。 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，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。 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，仅限于廉价异丁烷或液化石油气原料来源易得的地区采用。

2 C₄H₁₀ + 5 O₂ →4 CH₃COOH + 2 H₂O

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，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：

2 CH₃CHO + O₂ →2 CH₃COOH

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。 塞拉尼斯公司也是世界上最大的醋酸生产商之一。1978年，赫斯特-塞拉尼斯公司（现塞拉尼斯公司）在美国得州克莱尔湖工业化投运了孟山都法醋酸装置。1980年，塞拉尼斯公司推出AOPlus法（酸优化法）技术专利，大大改进了孟山都工艺。

AOPlus工艺通过加入高浓度无机碘（主要是碘化锂）以提高铑催化剂的稳定性，加入碘化锂和碘甲烷后，反应器中水浓度降低至4%～5%，但羰基化反应速率仍保持很高水平，从而极大地降低了装置的分离费用。催化剂组成的改变使反应器在低水浓度（4%～5%）下运行，提高了羰基化反应产率和分离提纯能力。 乙酸是大宗化工产品，是最重要的有机酸之一。主要可用于生产乙酸乙烯、乙酐、乙酸酯和乙酸纤维素等。聚乙酸乙烯酯可用来制备薄膜和粘合剂，也是合成纤维维纶的原料。乙酸纤维苏可制造人造丝和电影胶片。乙酸酯是优良的溶剂，广泛用于尤其工业。乙酸还可用来合成乙酐、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、卤代乙酸等，也可制造药物如阿司匹林、还可以用于生产乙酸盐等。在农药、医药和染料、照相药品制造、织物印染和橡胶工业中都有广泛应用。

在食品工业中，乙酸用作酸化剂，增香剂和香料。制造食醋时，用水将乙酸稀释至4～5%浓度，添加各种调味剂而得食用醋。作为酸味剂，使用时适当稀释，可用于调饮料、罐头等，如制作蕃茄、芦笋、婴儿食品、沙丁鱼、鱿鱼等罐头，可制作软饮料，冷饮、糖果、焙烤食品、布丁类、胶媒糖、调味品等。

乙酸具有防腐剂的作用。1.5%就有明显的抑菌作作用。在3%范围以内，可避免霉斑引起的肉色变绿变黑。

工业：

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（第二部中）

(1) CH3OH + HI → CH3I + H2O

(2) CH3I + CO → CH3COI

(3) CH3COI + 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，英国塞拉尼斯公司的Henry Drefyus已经开发出第一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，此法一度受到抑制[11] 。直到1963年，德国巴斯夫化学公司用钴作催化剂，开发出第一个适合工业生产的办法。到了1968年，以铑为基础的催化剂的(cis−[Rh(CO)2I2]−)被发现，使得反映所需压力减到一个较低的水平并且几乎没有副产物。1970年，美国孟山都公司建造了首个使用此催化剂的设备，此后，铑催化甲基羰基化制乙酸逐渐成为支配性的方法（孟山都法）。90年代后期，英国石油成功的将Cativa催化法商业化，此法是基于钌，使用([Ir(CO)2I2]−)[12] ，它比孟山都法更加绿色也有更高的效率，很大程度上排挤了孟山都法。

实验室：

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 + O2 CH3COOH + H2O

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：

2 C4H10 + 5 O2 → 4 CH3COOH + 2 H2O

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55 atm。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

2 CH3CHO + 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。

业上甲酸生产主要有甲酸钠法、甲酰胺法、丁烷（或轻油）液相氧化法和甲酸甲酯水解法四种工艺路线。 甲酸钠法是甲酸的传统生产方法，但劳动条件差，污染严重。不少工业化国家已淘汰该法，但我国绝大多数甲酸生产企业仍采用此法。

甲醇羰基化法制醋酸：CH3OH+CO→CH3COOH甲醇羰基化制醋酸有高压法（BASF法）和低压法（Monsanto法）。高压法用羰基钴为主催化剂，碘甲烷为助催化剂，在约250℃和70MPa压力下进行。而低压法以三碘化铑为主催化剂，碘甲烷为助催化剂，在175-200℃，反应总压3MPa，CO分压1-1.5 MPa条件下进行。BASF高压法生产工艺流程。甲醇经尾气洗涤塔后，与一氧化碳、二甲醚及新鲜补充催化剂及循环返回的钴催化剂、碘甲烷一起连续加入高压反应器，保持反应温度250℃、压力70MPa。由反应器顶部引出的粗乙酸与未反应的气体经冷却后进入低压分离器，从低压分离器出来的粗酸送至精制工段。在精制工段，粗乙酸经脱气塔脱去低沸点物质，然后在催化剂分离器中脱除碘化钴，碘化钴是在乙酸水溶液中作为塔底残余物质除去。脱除催化剂后的粗乙酸在共沸蒸馏塔中脱水并精制，由塔釜得到的不含水与甲酸的乙酸再在两个精馏塔中加工成纯度为99.8%以上的纯乙酸。以甲醇计乙酸的收率为90%，以一氧化碳计乙酸的收率为59%。副产3.5%的甲烷和4.5%的其他液体副产物。Monsanto低压法生产流程。甲醇预热后与一氧化碳、返回的含催化剂母液、精制系统返回的轻馏分及含水醋酸一起加入反应器底部，在温度175～200℃，总压3MPa、一氧化碳分压1～1.5MPa下反应，反应后于上部侧线引出反应液，闪蒸压至200kPa左右，使反应产物与含催化剂的母液分离，后者返回反应器，反应器排出 的气体含有一氧化碳、碘甲烷、氢、甲烷送入涤气塔。精制系统共有四个塔，含粗醋酸、轻馏分的反应混合液以气相送入第一个塔脱轻塔，在80℃左右脱出轻馏分，塔顶气含碘甲烷、醋酸甲酯、少量甲醇，进入涤气塔。脱轻塔釜液为含水粗醋酸，送第二个塔脱水塔。塔底为无水粗醋酸送入第三个塔，脱重馏分塔，于塔上部侧线引出成品酸，塔釜液含丙酸40%及其它高级羧酸。第四个塔是废酸蒸馏塔，较小，回收脱重塔底部馏分中的醋酸。塔底排出重质废酸为产量0.2%，可焚烧或回收。四个塔与反应器排出的气体汇总后的组成为CO 40～80%，其余20～60%为H2、CO2、N2、O2以及微量的醋酸、碘甲烷，一起在涤气塔用冷甲醇洗涤回收碘后焚烧放空。催化剂:甲醇低压羰化制醋酸所用的催化剂是由可溶性的铑络合物和助催化剂碘化物两部分组成，铑络合物是[Rh+1(CO)2I2]-负离子，在反应系统中可由Rh2O3和RhCl3等铑化合物与CO和碘化物作用得到，已由红外光谱和元素分析证实，[Rh+1(CO)2I2]-存在于反应溶液中，是羰化反应催化剂活性物种。 所用的碘化物可以是HI或CH3I或I2，常用的是HI，反应过程中HI能与CH3OH作用生成CH3I，CH3I的作用是与铑络合物形成甲基－铑键，以促进CO生成酰基－铑键而少生成或不生成羰基铑(参见反应机理)，但关键是烷基－卤素键的强度要适宜。可以看出C－I键最容易断裂，C－Cl键最难断裂，故CH3I作助催化剂是较好的。NaI或KI不能用作催化剂，因为在反应过程中，这些碘化物不能与CH3OH反应生成CH3I。 由于铑基催化剂比钴基催化剂更易与CH3I反应，且由此生成的[CH3-Rh(CO)2I3]-比[CH3Co(CO4)]更不稳定，即CO插入CH3-Rh键更加容易，最后由于乙酰碘可直接从中消去而使铑基催化剂比钴基更加有利参考资料:醇醚技术网全文地址: http://www.chunmijishu.com/html/chunmixiangguanxingye/chunmixiayouchanpin/2009/0223/617.html

醋酸制法：

1、粮食发酵制取酒，酒再经氧化制取醋酸(镇江、山西都是如此）；

2、乙烯和水加成，生成乙醇，乙醇再催化氧化依次生成乙醛、乙酸；

3、乙烯在特殊催化剂作用下直接氧化得到。

染色酸是复合有机络合酸，种类很多。制法如：染色酸ME的制备方法，其特征是将64．3～57．7％水置于容器内，加入30～36％H2SO4，搅拌，5分钟加完0．1％的添加剂DH，搅拌至40～50℃ ，加入1％乙醇，4．6～5．2％羟基醇酸，搅拌、静置至室温。

染色酸ME的制备方法，其特征是将64．3～57．7％水置于容器内，加入30～36％H2SO4，搅拌，5分钟加完0．1％的添加剂DH，搅拌至40～50℃ ，加入1％乙醇，4．6～5．2％羟基醇酸，搅拌、静置至室温。

三酸(硫酸+硝酸+盐酸)酸洗

用三酸酸洗是去除不锈钢氧化皮比较有效的一种酸洗方法。

三种酸的大体比例是：

15%～20%H2SO4、

5%～7%HCl、

5%～7%HNO3三酸酸洗温度大体要维持在70～800℃左右，具体酸洗时间要依钢料氧化皮成分和状况而定。一般为20～50min。

好象不是甲酸乙酸丙酸吧？

1、加入银氨溶液发生银镜反应的是甲酸，不反应的为乙酸、丁二酸和丙二酸。

2、余下三种化合物经加热后能产生气体，使石灰水变浑浊的是丙二酸，无此现象的为乙酸和丁二酸。

3、剩余两种物质加热，温度达到440℃的高温下，乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水，有气体生成的是乙酸，丁二酸看不到现象。

扩展资料

银镜反应在碱性条件下，需要水浴加热。对反应物的要求如下：

1、甲醛、乙醛、乙二醛等等各种醛类 即含有醛基（比如各种醛，以及甲酸某酯等）（乙二醛需要4mol银氨溶液因为有两个醛基）；

2、甲酸及其盐，如HCOOH、HCOONa等等；

3、甲酸酯，如甲酸乙酯HCOOC₂H₅、甲酸丙酯HCOOC₃H₇等等；

4、葡萄糖、麦芽糖等分子中含醛基的糖。

加入银氨溶液发生银镜反应的是甲酸，其他无变化；加热，有气体生成能使石灰水变浑浊的是丙二酸，乙酸和丁二酸无变化；加热温度达到440℃的高温下，乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水，有气体生成的是乙酸，丁二酸看不到现象。

或者先用滴定方法将甲酸乙酸和丙二酸丁二酸分开，然后用银镜反应区分甲酸和乙酸，加热区分丙二酸丁二酸。

扩展资料

反应注意事项

1、不能用久置起沉淀的乙醛。因为乙醛溶液久置后易发生聚合反应。在室温下与硫酸反应生成三聚乙醛；在0℃或0℃以下，则聚合成四聚乙醛。三聚乙醛是微溶于水的液体，四聚乙醛是不溶于水的固体，聚合后的乙醛不 再有乙醛的特性。

聚合后的乙醛可通过加酸、加热来解聚。方法是：把乙醛聚合物收集起来，加少量硫酸并加热蒸馏，馏出物用水吸收，即得乙醛溶液，这时就可用于进行乙醛特性反应的实验了。

2、所用银氨溶液必须随用随配，不可久置，不能贮存。因为溶液放置较久，会析出黑色的易爆炸的物质一氮化三银沉淀，该物质哪怕是用玻璃棒刮擦也会因引起其分解而爆炸。这一沉淀在干燥时受振动也会发生猛烈爆炸。

首先分辨出乙酸甲酯

甲酸、乙酸都可以以任意比例与水互溶；乙酸甲酯在水中的溶解度约为25g。所以将未知液体和水1:1混合，可以分辨出乙酸甲酯(静置后分层)

还有一个办法是靠气味——甲酸、乙酸都有强烈的酸味，乙酸甲酯则是酯类的特殊香味。用手在容器口扇动，用鼻子嗅，也是可以辨别出乙酸甲酯的。

然后分辨甲酸和乙酸

甲酸和乙酸的鉴别，可以先加碱(如氨水)中和，然后用银镜反应来分辨。甲酸具有还原性的醛基，可以发生银镜反应，而乙酸不能。

HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH (条件：加热) = 2Ag↓ + (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O

用斐林试剂也可以鉴别，甲酸能与之反应，乙酸不能。

2NaOH + HCOOH + 2Cu(OH)2 (条件：加热)= Na2CO3 + Cu2O + 4H2O