利用醋酸廢水生產(chǎn)醋酸鈉工藝的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 利用醋酸廢水生產(chǎn)醋酸鈉工藝的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用 1 概述 在冰醋酸生產(chǎn)中，醋酸精制環(huán)節(jié)由于精餾濃縮，會(huì)產(chǎn)生一定量的醋酸廢水。醋酸廢水中含有的物質(zhì)主要有乙酸、甲酸、乙醛、雜脂等物質(zhì)，一般狀況下，醋酸廢水中總酸含量約為33%（其中乙酸含量約為30%，甲酸含量約為3%），還有少量乙醛、雜脂和其它有機(jī)雜質(zhì)，水占66%左右。在大多數(shù)冰醋酸生產(chǎn)裝置中，醋酸廢水作為工業(yè)三廢之一直接排放。從而導(dǎo)致排水總溝廢水pH值降低，造成環(huán)境污染。 1.1 醋酸 醋酸（Acetic Acid），學(xué)名乙酸，分子式為CH3COOH，簡寫HAc，分子量60.04。醋酸是羧酸類中除蟻酸外構(gòu)造最簡單的酸

2、，同時(shí)也是用途最廣的一種有機(jī)酸。最初發(fā)現(xiàn)于食用的醋中，內(nèi)含醋酸約36的成分，醋酸的名稱即由此而來。 醋酸是無色的液體，熔點(diǎn) 醋酸鈉（Sodium acetate），又稱乙酸鈉，無水醋酸鈉分子式CH3COONa，簡寫NaAc，分子量82.0。含有三個(gè)結(jié)晶水的醋酸鈉分子式CH3COONa3H2O，簡寫NaAc3H2O，分子量136.108，為無色無味的結(jié)晶體，無毒，有吸濕性，暴露于潮濕空氣中易潮解，于枯燥空氣中易風(fēng)化，風(fēng)化后呈白色粉末，可燃。三水醋酸鈉易溶于水和乙醚，微溶于乙醇。水溶液呈弱堿性。三水醋酸鈉的密度為 2 利用醋酸廢水生產(chǎn)醋酸鈉的研究與試驗(yàn) 2.1 醋酸鈉的尋常制備方法 在試驗(yàn)室中，尋

3、常用15%40%的稀醋酸，參與適量純堿或燒堿發(fā)生中和作用，然后將反應(yīng)后的溶液蒸濃，醋酸鈉即結(jié)晶而出，反應(yīng)式如下： Na2CO32CH3COOH2CH3COONaH2OCO2 NaOHCH3COOHCH3COONaH2O 在工業(yè)生產(chǎn)中，一般也是利用該原理生產(chǎn)醋酸鈉。 2.2 利用醋酸廢水進(jìn)行制備醋酸鈉的研究試驗(yàn) 結(jié)合原料來源的簡單狀況，選擇了如下物品作為試驗(yàn)的主要原料：醋酸廢水（乙酸含量為30左右，本公司三廢之一），燒堿（片狀，工業(yè)級(jí)，本公司產(chǎn)品）。選用片狀燒堿的原因是由于燒堿帶入的水分很少，可以提高反應(yīng)液中醋酸鈉的濃度，大大減少后續(xù)工序蒸發(fā)濃縮的蒸汽消耗。 在試驗(yàn)中的主反應(yīng)是： CH3COOH

4、+NaOHCH3COONa+H2O 在研究試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，除了乙酸與燒堿發(fā)生的主反應(yīng)生成醋酸鈉外，在反應(yīng)溫度升高的條件下還產(chǎn)生了不同于醋酸氣味的刺激性氣體，并且還生成了樹脂狀物質(zhì)，經(jīng)過進(jìn)一步的研究分析，其原因主要是醋酸廢水中還有乙醛、雜脂等物質(zhì)，所以除了主反應(yīng)外，還發(fā)生了如下副反應(yīng)： H2COOH+NaOHH2COONa+H2O 2CH3CHO CH3CHOHCH2CHO（羥基丁醛） CH3CHOHCH2CHO CH3CH=CHCHO (，丁烯醛)+H2O 由于燒堿的引入 ，具有氫原子的乙醛經(jīng)過羥醛縮合生成羥基丁醛，羥基丁醛脫水生成，丁烯醛，乙醛還可以與，丁烯醛繼續(xù)進(jìn)行羥醛縮合、脫水，最終生成

5、分子量較高的樹脂狀物質(zhì)。該反應(yīng)生成的樹脂狀物質(zhì)對產(chǎn)品外觀有一定的影響，應(yīng)通過過濾等方法除去。 醋酸廢水中的雜脂在燒堿存在下還有如下副反應(yīng)發(fā)生： RCOOR+NaOHRCOONa+ROH 式中R，R為烷基。 2.3 最正確工藝條件確定 根據(jù)試驗(yàn)物資的來源簡單程度和成本的高低，確定了醋酸廢水適當(dāng)過量。這樣即能讓成本相對較高的燒堿充分反應(yīng)，同時(shí)還可以避免由于燒堿過量導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生。醋酸廢水中醋酸過量5%左右對比適合。同樣基于減少副反應(yīng)的發(fā)生的道理，投料方式采用先一次加足醋酸廢水，然后緩慢參與燒堿，讓參與的燒堿能及時(shí)完全反應(yīng)，減少副反應(yīng)的發(fā)生。 醋酸與燒堿的反應(yīng)是酸堿中和反應(yīng)，有大量的熱量放出，從而

6、導(dǎo)致反應(yīng)液溫度升高，溫度高則反應(yīng)更加強(qiáng)烈。同時(shí)，由于溫度升高，醋酸廢水中簡單揮發(fā)的物資開始揮發(fā)，產(chǎn)生一定的刺激性氣體。因此，反應(yīng)溫度操縱在 反應(yīng)完成后的溶液必需經(jīng)過濃縮才能結(jié)晶，濃度低雖然結(jié)晶的晶體顆粒較大，產(chǎn)品純度較高，但是結(jié)晶速度慢，產(chǎn)量小，生產(chǎn)效率低；濃度高結(jié)晶的晶體顆粒相對較小，產(chǎn)品純度有所降低，但是結(jié)晶速度快，產(chǎn)量大，生產(chǎn)效率高；但是，由于濃度太高，結(jié)晶醋酸鈉析出時(shí)雜質(zhì)也會(huì)隨著結(jié)晶析出，影響產(chǎn)品質(zhì)量；假如濃度很高，母液冷卻后由于母液中的水分不足以滿足產(chǎn)生三水醋酸鈉結(jié)晶對水的需要，就會(huì)產(chǎn)生三水醋酸鈉與無水醋酸鈉的混合物，母液全部凝固，所有的雜質(zhì)無法排除，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，形成次品。所以濃縮母液密度不能太低和也不能過高，從表1可以看出，結(jié)晶母液的密度與結(jié)晶醋酸鈉的含量是成正比的，密度越大，結(jié)晶醋酸鈉含量越高。 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)濃縮母液密度為 表1 醋酸鈉溶液密度濃度表 密度；kg/m3 （ 含無水醋酸鈉 % 含結(jié)晶醋酸鈉 % 密度；kg/m3 （ 含無水醋酸鈉 % 含結(jié)晶醋酸鈉 1015 3.015 5 1167 30.150 50 1031 6.030 10 1182 33.165 55 1047 9.045 15 119