Penjelasan terperinci mengenai kaedah penyediaan asid asetik glasial

Asid asetik glasial (juga dikenali sebagai asid asetik anhidrat) adalah bahan mentah kimia penting dalam industri kimia, yang banyak digunakan dalam pengeluaran plastik, serat, resin sintetik dan ubat-ubatan. Artikel ini akan memperkenalkan secara terperinci jawapan yang berbeza untuk soalan "kaedah penyediaan asid asetik glasial" untuk membantu anda memahami proses pengeluaran bahan kimia biasa ini.

Apakah asid asetik glasial?

Asid asetik glasial, dengan formula kimia CH-COOH, adalah cecair tidak berwarna dengan rasa masam yang kuat. Ia adalah asid kuat yang boleh dicampur dengan air dan alkohol. Asid asetik glasial digunakan terutamanya untuk mensintesis sebatian asetat, serat asetat dan derivatif untuk mensintesis asid asetik. Dalam pengeluaran perindustrian, asid asetik glasial diperoleh melalui beberapa kaedah penyediaan yang berbeza, dan kami akan menganalisis kaedah ini satu persatu di bawah.

Kaedah penyediaan asid asetik glasial tradisional: kaedah etilena

"Kaedah penyediaan asid asetik glasial adalah" salah satu jawapan tradisional untuk soalan ini dihasilkan melalui etilena. Kaedah etilena bergantung terutamanya pada tindak balas etilena (C ₂ H ₄) dan oksigen di bawah tindakan pemangkin untuk menghasilkan asid asetik. Rumus tindak balas untuk proses ini adalah:

[ C2H4 O2 → CH3COOH ]

Proses ini biasanya dilakukan dalam keadaan suhu tinggi dan tekanan tinggi, dan pemangkin yang digunakan pada amnya adalah pemangkin logam berharga seperti paladium (Pd) atau rhodium (Rh). Asid asetik yang diperoleh oleh reaksi seterusnya menghilangkan air melalui penyerap air, sehingga memperoleh asid asetik glasial tanpa air.

Kelebihan dan batasan kaedah vinil

Kelebihan utama kaedah vinil adalah bahawa keadaan tindak balas agak stabil, dan kadar tindak balas agak cepat, yang dapat menghasilkan asid asetik glasial secara besar-besaran. Walau bagaimanapun, kekurangan kaedah vinil juga tidak boleh diabaikan. Etilena adalah produk sampingan industri petrokimia, dan harganya berubah-ubah dengan harga minyak mentah; jangka hayat pemangkin adalah terhad dan perlu diganti secara berkala, yang meningkatkan kos pengeluaran.

Kaedah penyediaan asid asetik glasial moden: kaedah metanol

Sebagai tambahan kepada kaedah etilena, kaedah metanol telah menjadi teknologi utama untuk pengeluaran asid asetik glasial dalam beberapa tahun terakhir. Prinsip asas kaedah metanol adalah untuk bertindak balas metanol (CH-enoH) dengan karbon monoksida (CO) untuk menghasilkan asid asetik. Rumus tindak balas adalah seperti berikut:

[ CH3OH CO → CH3COOH ]

Proses ini biasanya dilakukan di persekitaran suhu tinggi dan tekanan tinggi, menggunakan paladium atau rhodium sebagai pemangkin. Berbanding dengan kaedah etilena, kaedah metanol mempunyai sumber bahan mentah yang lebih luas, sangat sesuai untuk kawasan di mana metanol digunakan sebagai bahan mentah kimia dengan harga rendah.

Kelebihan dan batasan kaedah metanol

Kelebihan terbesar kaedah metanol adalah bahawa ia mempunyai sumber bahan mentah yang kaya dan dapat menggunakan gas asli, arang batu dan sumber lain untuk menghasilkan metanol, sehingga memberikan bekalan yang lebih stabil untuk pengeluaran asid asetik glasial. Pemangkin kaedah metanol lebih cekap dan mengurangkan kekerapan penggantian pemangkin.

Kaedah metanol juga mempunyai beberapa batasan. Proses tindak balas memerlukan persekitaran suhu tinggi dan tekanan tinggi, jadi input tenaga yang besar diperlukan; beberapa produk sampingan mungkin dihasilkan semasa proses tindak balas, yang memerlukan pemisahan dan pemprosesan lebih lanjut, yang meningkatkan kerumitan pengeluaran.

Kaedah penyediaan hijau: penapaian biologi

Dengan peningkatan kesedaran alam sekitar, kaedah fermentasi biologi secara beransur-ansur menjadi kaedah penyediaan yang menjanjikan. Kaedah fermentasi biologi adalah menggunakan mikroorganisma tertentu untuk fermentasi etanol untuk menghasilkan asid asetik, dan kemudian asid asetik glasial diekstrak melalui penyulingan dan cara lain. Kaedah ini bukan sahaja mesra alam, tetapi juga kaya dengan sumber bahan mentah.

Kelebihan dan batasan penapaian biologi

Kelebihan terbesar kaedah penapaian biologi adalah mesra alam dan kos bahan mentah yang rendah. Oleh kerana keadaan operasi kaedah ini agak ringan dan kurang mencemarkan alam sekitar, ia mempunyai potensi pengembangan hijau yang tinggi. Kaedah fermentasi biologi mempunyai kelajuan pengeluaran yang lebih perlahan dan output yang lebih rendah, sehingga sukar untuk memenuhi keperluan pengeluaran industri berskala besar.

Kesimpulan: Pemilihan kaedah penyediaan asid asetik glasial

Ringkasnya, jawapan untuk soalan "kaedah penyediaan asid asetik glasial" bergantung pada keperluan pengeluaran tertentu, kos bahan mentah dan keperluan perlindungan alam sekitar. Kaedah vinil tradisional sesuai untuk kilang dengan keperluan pengeluaran yang tinggi, sementara undang-undang metanol mempunyai kelebihan yang jelas dalam kepelbagaian dan kestabilan bahan mentah. Dengan kemajuan teknologi, kaedah fermentasi biologi diharapkan dapat menjadi kaedah pengeluaran hijau dan lestari, tetapi masih menghadapi cabaran pengeluaran berskala besar. Dalam pengeluaran sebenar, syarikat perlu memilih kaedah penyediaan yang sesuai mengikut keadaan tertentu untuk memaksimumkan faedah ekonomi dan persekitaran.

Saya harap melalui pengenalan artikel ini, anda akan mendapat pemahaman yang lebih jelas mengenai kaedah penyediaan asid asetik glasial.