如何制造醋酸
乙酸又称醋酸,广泛存在于自然界,它是一种有机化合物,是典型的脂肪酸。
被公认为食醋内酸味及 *** 性气味的来源。
在家庭中,乙酸稀溶液常被用作除垢剂。
食品工业方面,在食品添加剂列表E260中,乙酸是规定的一种酸度调节剂。
乙酸的制备可以通过人工合成和细菌发酵两种方法。
现在,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由生物制备的。
75%的工业用乙酸是通过甲醇的羰基化制备,具体方法见下。
空缺部分由其他方法合成。
整个世界生产的纯乙酸每年大概有500万吨,其中一半是由美国生产的。
欧洲现在的产量大约是每年100万吨,但是在不断减少。
日本每年也要生产70万吨纯乙酸。
每年世界消耗量为650万吨,除了上面的500万吨,剩下的150万吨都是回收利用的。
发酵法
有氧发酵
在人类历史中,以醋的形式存在的乙酸,一直是用醋杆菌属细菌制备。
在氧气充足的情况下,这些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。
有这些细菌达到的化学方程式为:
C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O
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,在几个月内就能够变为醋。
工业生产醋的方法通过提供氧气使得此过程加快。
现在商业化生产所用方法其中之一被称为“快速方法”或“德国方法”,因为首次成功是在1823年的德国。
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,新鲜空气从他的下方自然进入或强制对流。
改进后的空气供应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。
现在的大部分醋是通过液态的细菌培养基制备的,由Otto Hromatka和Heinrich Ebner在1949年首次提出。
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
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
更令工业化学感兴趣的是,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
梭菌属因为有能够直接使用糖类的能力,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。
到现在为止,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,但它的工业应用仍然被限制在一个狭小的范围。
目前世界上工业乙酸乙酯主要制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰,而大规模生产装置主要是乙醛缩合法和乙醇脱氢法,在乙醛原料较丰富的地区万吨级以上的乙醛缩合法装置得到了广泛的应用。乙醇脱氢法是近年开发的新工艺,在乙醇丰富且低成本的地区得到了推广。最新的乙酸乙酯生产方法是乙烯加成法,1998年在印度尼西亚迈拉库地区采用日本昭和电工专利技术建成了50
kt/a生产装置。
(1)乙酸酯化法
乙酸酯化法是传统的乙酸乙酯生产方法,在催化剂存在下,由乙酸和乙醇发生酯化反应而得。
CH3CH2OH+CH3COOH=CH3COOCH2CH3+H2O
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
水
反应除去生成水,可得到高收率。该法生产乙酸乙酯的主要缺点是成本高、设备腐蚀性强,在国际上是属于被淘汰的工艺路线。
(2)
乙醛缩合法
在催化剂乙醇铝的存在下,两个分子的乙醛自动氧化和缩合,重排形成一分子的乙酸乙酯。
2CH3CHO→CH3COOCH2CH3
乙醛
乙酸乙酯
该方法20世纪70年代在欧美、日本等地已形成了大规模的生产装置,在生产成本和环境保护等方面都有着明显的优势。
(3)乙醇脱氢法
采用铜基催化剂使乙醇脱氢生成粗乙酸乙酯,经高低压蒸馏除去共沸物,得到纯度为99.8%以上乙酸乙酯。
2C2H5OH→CH3COOCH2CH3+H2
乙醇
乙酸乙酯
氢
(4)
乙烯加成法
在以附载在二氧化硅等载体上的杂多酸金属盐或杂多酸为催化剂的存在下,乙烯气相水合后与气化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。
CH2CH2+CH3COOH=CH3COOCH2CH3
乙烯
乙酸
乙酸乙酯
该反应乙酸的单程转化率为66%,以乙烯计乙酸乙酯的选择性为94%。Rhone-Poulenc
、昭和电工和BP等跨国公司都开发了该生产工艺。
氢气和一氧化碳 俗称水煤气,用做燃料!
乙酸和乙醇什么的大多是植物工业提炼的,用乙酸乙酯水解也OK,产物是什么你自己明白,看来你也是10届高三吧,我也是!
氢气和一氧化碳
俗称
水煤气
,用做燃料!
乙酸和乙醇什么的大多是植物工业提炼的,用
乙酸乙酯
水解也OK,产物是什么你自己明白,看来你也是10届高三吧,我也是!
标准状态下,一氧化碳为无色、无臭、无刺激性的气体,它的化学式是CO,我整理了一些一氧化碳的知识点。
物理性质
一氧化碳是无色、无臭、无味、难溶于水的中性气体,熔点-205.1℃,沸点-191.5℃。标准状况下气体密度为1.25g/L,和空气密度(标准状况下1.293g/L)相差很小。
化学性质有可燃性、还原性、毒性、极弱的氧化性。其中一氧化碳作为还原剂,高温或加热时能将许多金属氧化物还原成金属单质,因此常用于金属的冶炼。
主要用途1、一氧化碳是合成气和各类煤气的主要组分,是有机化工的重要原料,是C1化学的基础,由它可制造一系列产品,例如甲醇、乙酸、光气等,在治金工业中用作还原剂。目前已工业化的C1化学生产技术主要有:
(1)乙酸合成。(2)乙酐合成。(3)草酸合成。(4)费托合成。(5)莫比尔法。
2、主要用于化学合成,如合成甲醇、光气等,用作燃料及精炼金属的还原剂。
以上是我整理的一氧化碳的知识点,希望能帮到你。
储存注意事项[23]储存于阴凉、通风的易燃气体专用库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、碱类、食用化学品分开存放,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。
储存注意事项[23]储存于阴凉、通风的易燃气体专用库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、碱类、食用化学品分开存放,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。
合成方法
1.在许多工业过程中都产生一氧化碳,例如合成氨原料气、黄磷生产尾气以及钢铁工业的高炉气和转炉气。从一氧化碳资源来说,钢厂气数量庞大。对一氧化碳纯度要求高、需要量不是特别大的场合,往往建立一氧化碳的生产装置,或利用处理成本较低的副产煤气。常用的方法有以下几种。1.焦炭氧气法2.二氧化碳和木炭还原法二氧化碳通入电炉的木炭层被还原成一氧化碳3.合成氨铜洗再生气法
2.取一个1L的圆底烧瓶,接上磨口的滴液漏斗和气体导出管,制成一个气体发生装置。往其中加入大约占总容积2/3的浓磷酸,水浴加热至80℃,然后慢慢滴入甲酸,此时有气泡产生,气体相继通过50%的KOH溶液和连二亚硫酸钠(Na2S2O4)的碱性溶液,最后将气体通过KOH、CaCl₂和P2O₅,来除去其中的杂质。将制得的气体经过液化后,再分馏两次,即可以制得完全纯的气体。
3.由草酸制取CO气体。称取100g的二水合草酸晶体,将其放入圆底烧瓶中,缓慢地注入275mL的浓硫酸,混合后,慢慢加热到开始产生气体(注意控制气体产生的速度),将反应生成的气体依次通过两个装有100mL50%的KOH溶液的洗气瓶,以除去反应中产生的CO2气体。
主要用途
1.一氧化碳是合成气和各类煤气的主要组分,是有机化工的重要原料,是C1化学的基础,由它可制造一系列产品,例如甲醇、乙酸、光气等,在治金工业中用作还原剂。目前已工业化的C1化学生产技术主要有:(1)乙酸合成。(2)乙酐合成。(3)草酸合成。(4)费托合成。(5)莫比尔法。2.主要用于化学合成,如合成甲醇、光气等,用作燃料及精炼金属的还原剂。[24]
有造成一氧化碳中毒的环境,如燃烧、浓烟等,且缺乏良好的通风设备。伤员有头痛、心悸、恶心、呕吐、全身乏力、昏厥等症状体征,重者昏迷、抽搐,甚至死亡。根据一氧化碳中毒的程度可分为三度:
①轻度血碳氧血红蛋白在10%~20%,有头痛、眩晕、心悸、恶心、呕吐、全身乏力或短暂昏厥,脱离环境可迅速消除。
②中度血碳氧血红蛋白在30%~40%,除上述症状加重外,皮肤粘膜呈樱桃红色,脉快,烦躁,常有昏迷或虚脱,及时抢救的日后可完全恢复。
③重度血碳氧血红蛋白在5O%以上。除上述症状加重外,病人可突然昏倒,继而昏迷。可伴有心肌损害,高热惊厥、肺水肿、脑水肿等,一般可产生后遗症。
现场急救
立即将病人移到空气新鲜的地方,松解衣服,但要注意保暖。对呼吸心跳停止者立即行人工呼吸和胸外心脏按压,并肌注呼吸兴奋剂,山梗菜硷或回苏灵等,同时给氧。昏迷者针刺人中、十宣、涌泉等穴。病人自主呼吸、心跳恢复后方可送医院。 若有条件时,可做一般性后续治疗:
①纠正缺氧改善组织代谢,可采用面罩鼻管或高压给氧,应用细胞色素C15毫克(用药前需做过敏试验),辅酶A50单位,ATP20毫克,静滴以改善组织代谢。
②减轻组织反应可用地塞米松10毫克~30毫克静滴,每日1次。
③高热或抽搐者用冬眠疗法,脑水肿者用甘露醇或高渗糖进行脱水等。
④严重者可考虑输血或换血,使组织能得到氧合血红蛋白,尽早纠正缺氧状态[1]
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给予输氧。呼吸心跳停止时,行人工呼吸和胸外心脏按压术。就医。 呼吸系统防护:空气中浓度超标时,佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器、一氧化碳过滤式自救器。眼睛防护:一般不需特殊防护。高浓度接触时可戴安全防护眼镜。身体防护:穿防静电工作服。手防护:戴一般作业防护手套。
其他防护:工作现场严禁吸烟。实行就业前和定期的体检。避免高浓度吸入。进入罐、限制性空间或其他高浓度区作业,须有人监护。泄漏应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即隔离150m,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑以收容产生的大量废水。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以用管路导至炉中、凹地焚之。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。燃烧产物:二氧化碳灭火方法:切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
乙醇一乙醛一醋酸(乙醇氧化法);②
乙烯一乙醛一醋酸(乙烯氧化法);③
低压甲醇羰基合成法。在多数情况下,低压甲醇羰基合成法是醋酸生产首选的工艺路线,目前占全球醋酸生产能力的65%。所有世界规模的醋酸装置都采用甲醇羰基合成工艺。低压甲醇羰基合成法有铑系和铱系两种催化体系。甲醇低压羰基法合成醋酸首先由美国Monsan—tO(孟山都)公司实现工业化,该法以铑一碘(HI、MEI)为催化剂体系。。1980年美国Celeance公司在传统Monsanto法的基础上开发成功AO
Plus(酸最优化)工艺,。英国BP公司对Monsanto/BP法工艺不断进行改进,于1996年推出了BP
Cafiva工艺。
一氧化碳主要用途有:
1、一氧化碳可用于制甲酸钠。
2、在冶金工业中作还原剂,如工业还原氧化铁(制备铁)。
3、用于做气体燃料,如水煤气(一氧化碳和氢气等气体的混合物)。
一氧化碳(carbon monoxide),一种碳氧化合物,化学式量为28.0101,标准状况下为无色、无臭、无刺激性的气体。
扩展资料:
一氧化碳的防护措施:
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器、一氧化碳过滤式自救器。
眼睛防护:一般不需特殊防护。高浓度接触时可戴安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴一般作业防护手套。
其他防护:工作现场严禁吸烟。实行就业前和定期的体检。避免高浓度吸入。
参考资料来源:百度百科-一氧化碳