『壹』 醋酸的工業製法
大部分乙酸是通過甲基羰基化合成的。此反應中,甲醇和一氧化碳反應生成乙酸,方程式如下 CH3OH + CO → CH3COOH 乙醇氧化法由乙醇在有催化劑的條件下和氧氣發生氧化反應製得。 C2H5OH + O2=CH3COOH + H2O丁烷氧化法丁烷氧化法又稱為直接氧化法,這是用丁烷為主要原料,通過空氣氧化而製得乙酸的一種方法,也是主要的乙酸合成方法。 2CH3CH2CH2CH3 + 5O2=4CH3COOH + 2H2O當丁烷或輕石腦油在空氣中加熱,並有多種金屬離子包括鎂,鈷,鉻以及過氧根離子催化,會分解出乙酸。化學方程式如下: 2 C4H10+ 5 O2 → 4 CH3COOH + 2 H2O 2 CO2 + 4 H2 → CH3COOH + 2 H2O 2 CO + 2 H2 → CH3COOH
『貳』 求:工業上製取乙酸的方程式
1.乙烯氧化法
2CH2=CH2+O2→2CH3CHO
2CH3CHO+O2→2CH3COOH
均需要催化劑
2.烷烴直接氧化法
2CH3CH2CH2CH3+5O2→4CH3COOH+2H2O
條件為高溫高壓催化劑
『叄』 工業上如何制乙酸
目前世界上工業乙酸乙酯主要制備方法有乙酸酯化法、乙醛縮合法、乙烯加成法和乙醇脫氫法等。傳統的乙酸酯化法工藝在國外被逐步淘汰,而大規模生產裝置主要是乙醛縮合法和乙醇脫氫法,在乙醛原料較豐富的地區萬噸級以上的乙醛縮合法裝置得到了廣泛的應用。乙醇脫氫法是近年開發的新工藝,在乙醇豐富且低成本的地區得到了推廣。最新的乙酸乙酯生產方法是乙烯加成法,1998年在印度尼西亞邁拉庫地區採用日本昭和電工專利技術建成了50
kt/a生產裝置。
(1)乙酸酯化法
乙酸酯化法是傳統的乙酸乙酯生產方法,在催化劑存在下,由乙酸和乙醇發生酯化反應而得。
CH3CH2OH+CH3COOH=CH3COOCH2CH3+H2O
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
水
反應除去生成水,可得到高收率。該法生產乙酸乙酯的主要缺點是成本高、設備腐蝕性強,在國際上是屬於被淘汰的工藝路線。
(2)
乙醛縮合法
在催化劑乙醇鋁的存在下,兩個分子的乙醛自動氧化和縮合,重排形成一分子的乙酸乙酯。
2CH3CHO→CH3COOCH2CH3
乙醛
乙酸乙酯
該方法20世紀70年代在歐美、日本等地已形成了大規模的生產裝置,在生產成本和環境保護等方面都有著明顯的優勢。
(3)乙醇脫氫法
採用銅基催化劑使乙醇脫氫生成粗乙酸乙酯,經高低壓蒸餾除去共沸物,得到純度為99.8%以上乙酸乙酯。
2C2H5OH→CH3COOCH2CH3+H2
乙醇
乙酸乙酯
氫
(4)
乙烯加成法
在以附載在二氧化硅等載體上的雜多酸金屬鹽或雜多酸為催化劑的存在下,乙烯氣相水合後與氣化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。
CH2CH2+CH3COOH=CH3COOCH2CH3
乙烯
乙酸
乙酸乙酯
該反應乙酸的單程轉化率為66%,以乙烯計乙酸乙酯的選擇性為94%。Rhone-Poulenc
、昭和電工和BP等跨國公司都開發了該生產工藝。
『肆』 求:乙酸的製造方法。
乙酸主要通過甲醇羰基化法進行大規模生產。這一過程涉及甲醇和一氧化碳在催化劑作用下反應生成乙酸,化學方程式為:CH3OH + CO → CH3COOH。這一過程可分為三個步驟,首先是甲醇和碘化氫反應生成碘甲烷,方程式為CH3OH + HI → CH3I + H2O;接著碘甲烷與一氧化碳反應生成碘乙酸,方程式為CH3I + CO → CH3COI;最後碘乙酸與水反應生成乙酸和碘化氫,方程式為CH3COI + H2O → CH3COOH + HI。通過控制反應條件,還可以生成乙酸酐。
早在1925年,英國塞拉尼斯公司開發了第一個甲基羰基化制乙酸的試點裝置。然而,由於缺乏耐高壓和耐腐蝕的容器,這一技術一度停滯不前。直到1963年,德國巴斯夫公司使用鈷作為催化劑,開發出適合工業生產的辦法。1968年,以銠為基礎的催化劑cis−[Rh(CO)2I2]被發現,使反應所需壓力降低且幾乎無副產物。1970年,美國孟山都公司採用此催化劑建造了首個設備,使銠催化甲基羰基化制乙酸逐漸成為主導方法。
90年代後期,英國石油成功商業化了Cativa催化法,該方法基於釕催化劑([Ir(CO)2I2]−),其效率更高且更加環保,對孟山都法造成了沖擊。
在實驗室規模,乙酸可通過乙醇氧化法生產。該過程涉及乙醇在有催化劑條件下與氧氣反應,化學方程式為C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O。在孟山都法商業化之前,乙醛氧化法是另一種工業制備乙酸的方法。乙醛可通過氧化丁烷或輕石腦油獲得,也可通過乙烯水合生成。丁烷或輕石腦油在含有鎂、鈷、鉻及過氧根離子的催化劑作用下加熱分解,生成乙酸。該反應在能使丁烷保持液態的最高溫度和壓力下進行,通常溫度為150℃,壓力為55 atm。
此反應的副產物包括丁酮、乙酸乙酯、甲酸和丙酸。由於部分副產物具有經濟價值,可通過調整反應條件增加副產物生成量,但這會增加分離乙酸和副產物的難度和成本。
在類似條件下,使用上述催化劑,乙醛也能被空氣中的氧氣氧化生成乙酸,化學方程式為2 CH3CHO + O2 → 2 CH3COOH。使用新式催化劑,該反應可獲得95%以上的乙酸產率。主要副產物為乙酸乙酯、甲酸和甲醛,由於這些副產物的沸點低於乙酸,可通過蒸餾輕易去除。