什么是木醋液?
酸和醇是木醋液中的主要成分。它可用于制备乙酸盐、乙酸及其同系物、甲醇和溶剂。
醋酸盐
澄清木醋液不仅含有酸,还含有低沸点有机物和高沸点焦油物质。首先进行脱醇,将醇类、酯类、酮类等低沸点物质(称为粗甲醇)在精馏装置中精馏分离。然后用单效或三效蒸发设备除焦。脱醇(或脱焦)木醋液可以用碱性溶液中和,制备醋酸钙或醋酸钠。前者是用石灰乳中和木醋液。分离沉淀的杂质后,将中和的溶液浓缩并干燥,得到醋酸盐结石(粗醋酸钙)。由脱焦(溶解焦油)木醋液制成的醋酸酯是灰色的,称为灰色醋酸酯,含有70%以上的醋酸钙。非脱焦木醋制成的醋酸石,因含焦油较多,呈深褐色,称为棕醋石,含醋酸钙60%左右。要制取乙酸钠,可在木醋液蒸馏过程中安装两个吸收器,吸收器内装有碳酸钠溶液,吸收通过的乙酸蒸气。中和后,乙酸钠溶液浓缩至比重为1.23 ~ 1.25。冷却后,一部分乙酸钠形成晶体,可以在离心机中分离,并用冷水洗涤。母液可以浓缩和重结晶。制得的粗乙酸钠可用活性炭脱色,制得含三分子结晶水的工业乙酸钠。
乙酸
可通过醋酸石法或直接提取法获得。
醋酸石法
可采用硫酸法或盐酸法。①硫酸法:有分批法和连续法两种。间歇法的主要设备是带有蒸汽夹套和搅拌器的间歇分解罐。将醋酸石加入分解罐中,在不断搅拌下缓慢加入硫酸,将反应生成的醋酸蒸馏出来,用冷凝器冷凝,得到粗醋酸。连续工艺的主要设备是卧式连续分解设备,该设备配有蒸汽夹套加热,中间有空心轴,轴上有刮板搅拌物料并由前向后推。设备的前端有醋酸石和浓硫酸的进口孔和醋酸蒸汽的出口孔,后端有粗石膏的出口孔。蒸汽送入分解器,蒸发的醋酸蒸汽通过除尘器在冷凝器中冷凝,得到粗醋酸。(2)盐酸法:先将盐酸放入分解桶中,在不断搅拌下逐渐加入醋酸石,待其充分作用后,澄清除去焦油等杂质,再放入初馏锅进行水蒸气蒸馏。将二氧化锰加入到获得的馏出物中,以氧化和分解诸如甲酸、醛和酮的杂质。过滤后用高锰酸钾进行二次氧化。然后蒸馏得到浓度约40%的工业稀醋酸,再用高锰酸钾氧化,蒸馏一次得到食用醋酸。与硫酸法相比,盐酸法耗酸量少,电能和蒸汽消耗少,废氯化钙易于处理。但盐酸价格高,醋酸浓度低,稀盐酸对设备有腐蚀性。
直接提取法
用有机溶剂从木醋液中直接提取乙酸。选择有机溶剂时,要求与水的互溶性小,比重差大,化学稳定,与醋酸的沸点差尽可能大,以便于蒸馏分离,可燃性、爆炸性、毒性尽可能小。乙酸乙酯是常用的,但乙醚也是有用的。萃取法制备醋酸的工艺流程见下页。
萃取系统包括萃取设备、酯酸设备和酯水设备。前者有一个圆柱形的提取器。为了使两相充分接触和扩散,交替安装环形和盘式塔盘。萃取通常以脱醇脱焦的木醋液(酸水)为原料,萃取按逆流原理操作。比重较大的酸水送至上部,乙酸乙酯送至下部,两者体积比为1: 1.8 ~ 2.1。萃取的酯酸溶液从顶部取出,其含有85.6%的乙酸乙酯、5.5%的乙酸、水分和焦油杂质等。,并送至酯酸设备。酯水从底部引出,含8.4%的乙酸乙酯,送至酯水设备回收乙酸乙酯。将酯酸送入酯酸设备的精馏塔下部,从塔顶蒸馏出乙酸乙酯进行萃取。酸液从精馏塔流入汽提塔,蒸发掉残留的乙酸乙酯,然后从塔底放出粗乙酸。
上述工艺制得的粗醋酸含有甲酸、丙酸、丁酸、戊酸、醛、酮、醚、醇和焦油杂质,需要进一步精制。一般的精制方法是通过蒸馏分离低沸点的醛类和醇类以及高沸点的焦油杂质,制备冰醋酸、工业醋酸和食用醋酸。
乙酸为无色透明液体,有刺激性气味,在16.3 ~ 16.7℃结晶。用于制造醋酸、醋酸盐、醋酸纤维素、醋酐、食醋和药品,也用于纺织、化工等工业部门。
甲醇
脱醇过程中得到的粗甲醇含有醇、酯、酮、醛、酸、甲胺、吡啶和呋喃。这些物质往往能形成恒沸混合物,除甲醇外,用普通蒸馏很难分离。加工方法是将粗甲醇用水稀释至浓度为20-30%,澄清后约占原体积65,438+05-20%的木质素油从水中出来,分离后可加工成溶剂、恒沸剂、浮选起泡剂或木质素呋喃。稀释时,加入氢氧化钠溶液中和其中的酸,可以防止设备腐蚀。
稀释后的粗甲醇水溶液在间歇装置中精馏可得到丙酮酯溶剂(46 ~ 60℃)、浓甲醇(64 ~ 69℃)、丙烯油(90 ~ 95℃)、糠醛油(95 ~ 100℃)等半成品馏分。浓缩后的甲醇仍含有杂质,通过再稀释和精馏可得到成品甲醇。甲醇是一种无色透明的易燃液体,有酒味和毒性。用于制福尔马林、醋酸甲酯、乙缩醛、仿胺等。