中国的工业生产合成醋酸之路同样是从发酵法、乙醇—乙醛氧化法及电石乙炔—乙醛氧化路线开始。到60年代末全国已形成60kt/a的生产能力,70年代开始发展乙烯路线,引进了每套年产约7万吨的大型装置。同时天然气制甲醇,轻油氧化制醋酸,低压羰基化制醋酸的工艺路线正在积极研究。可以肯定未来我国的醋酸生产势必会出现一个飞跃。
1.3 醋酸的物理性质
醋酸的分子式:C2H4O2 ,分子量:60.05。性质:无色透明液体。熔点:16.635℃,沸点:117.9℃,相对密度:1.0492(20/4℃),折射率:1.3716,闪点(开杯):57℃,自燃点:465℃,粘度:11.83mPa•s(20℃)。纯的乙酸在16℃以下时,能结成冰状固体,故称冰醋酸。醋酸与水、乙醇、苯和乙醚混溶,不溶于二硫化碳。当水加到乙酸中,混合后的总体积会变小,密度会增加。分子比为1:1,进一步稀释,不再发生上述体积的变化。醋酸有刺激性气。其具体物理性质见下表1-1
表 1.1 醋酸的物理性质
熔点 16.6℃ 相对密度 1.0492
沸点 117.9 爆炸极限 上限 4.0V%
下限 17.0V%
折射率(20℃) 1.3718 溶解度 能溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳等
闪点 39℃ 蒸汽压(20℃) 1.50kpa
比热容(20℃) 2.01 kJ/(kg•℃) 黏度(20℃) 1.22cp
蒸发潜热
kJ/kg 60℃ 880 表面张力(20℃) 29.58 dyn/cm
80℃ 812 0.0994 dyn/(cm•℃)
1.4 醋酸的化学性质
1.4.1 酸性
乙酸所具有的羧基氢原子能够被部分电离变为氢离子(质子)而释放出来,导致了乙酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系数为4.8,pKa=4.75(25℃),浓度为1mol/L的醋酸溶液(类似于家用醋的浓度)的pH为2.4,也就是说仅有0.4%的醋酸分子是解离的。
乙酸的酸性导致它还可以与氢氧化铜、碳酸钠、苯酚钠等物质反应。其化学反应方程式如下:
2CH3COOH + Na2CO3→2CH3COONa + CO2 + H2O
2CH3COOH + Cu(OH)2 →(CH3COO)2Cu + 2H2O
CH3COOH + C6H5ONa →C6H5OH(苯酚)+ CH3COONa
1.4.2 二聚现象
乙酸的晶体结构显示,其分子间通过氢键结合为二聚体(亦称二缔结物),二聚体也存在于120℃的蒸汽状态。我们知道二聚体有较高的稳定性。现在已经通过冰点降低测定分子量法以及X光衍射证明了分子量较小的羧酸如甲酸、乙酸在固态及液态,甚至气态以二聚体形式存在。当乙酸与水溶和的时候,二聚体间的氢键会很快就断裂。其它的羧酸也有类似的二聚现象。
1.4.3 溶剂
液态乙酸是一个亲水(极性)质子化溶剂,与乙醇和水类似。因为它的介电常数为6.2,故它不仅能溶解无机盐和糖等极性化合物,也能够溶解非极性化合物,比如油类或一些元素的分子,比如硫和碘。它也能与很多极性或非极性溶剂混合,比如水,氯仿溶剂,己烷溶剂。乙酸的可混合性和溶解性使其成为了化工中广泛运用的化学品。
1.4.4 化学反应
乙酸对于许多金属是有腐蚀性的。例如铁、镁和锌能和乙酸反应生成氢气和金属乙酸盐。因为铝在空气中反应会形成氧化铝保护层,所以铝制容器能够用来运输乙酸。金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的碱性物质反应,比如最著名的例子:小苏打与醋的反应。除了醋酸铬,几乎所有的醋酸盐均能够溶于水中。 年产15万吨甲醇低压羰基化合成醋酸工艺设计(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_7759.html