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冰醋酸的研究簡史

乙酸發(fā)酵細菌(醋酸桿菌)能在世界的每個角落發(fā)現(xiàn),每個民族在釀酒的時候,不可避免的會發(fā)現(xiàn)醋——它是這些酒精飲料暴露于空氣后的自然產(chǎn)物。如中國就有杜康的兒子黑塔因釀酒時間過長得到醋的說法。

古羅馬的人們將發(fā)酸的酒放在鉛制容器中煮沸,能得到一種高甜度的糖漿,叫做“sapa”。“sapa”富含一種有甜味的鉛糖,即乙酸鉛。公元8世紀時,波斯煉金術(shù)士賈比爾,用蒸餾法濃縮了醋中的乙酸。

文藝復興時期,人們通過金屬醋酸鹽的干餾制備冰醋酸。16世紀德國煉金術(shù)士安德烈亞斯·利巴菲烏斯就把由這種方法產(chǎn)生的冰醋酸和由醋中提取的酸進行了比較。因為水的存在,導致了醋酸的性質(zhì)發(fā)生很大改變,以至于在幾個世紀里,化學家們都認為這是兩個截然不同的物質(zhì)。直到法國化學家阿迪(Pierre Adet)證明了這兩種物質(zhì)的主要成分是相同的。

1847年,德國科學家阿道夫·威廉·赫爾曼·科爾貝第一次通過無機原料合成了乙酸。反應歷程如下:首先是二硫化碳經(jīng)過氯化轉(zhuǎn)化為四氯化碳,接著是四氯化碳的高溫分解后水解并氯化,從而產(chǎn)生三氯乙酸,最后一步通過電解還原產(chǎn)生乙酸。

1910年時,大部分的冰醋酸提取自干餾木材得到的煤焦油。其工藝首先是將煤焦油通過氫氧化鈣處理,然后將形成的乙酸鈣用硫酸酸化,得到其中的乙酸。

1911年,在德國建成了世界上第一套乙醛氧化合成乙酸的工業(yè)裝置,隨后研發(fā)了低碳烷烴氧化生產(chǎn)乙酸的方法。

1925年,英國塞拉尼斯公司就開發(fā)出第一個甲基羰基化制乙酸的試點裝置。然而,由于缺少能耐高壓(200atm或更高)和耐腐蝕的容器,此方法的應用一直受到限制。

1963年,德國巴斯夫化學公司用鈷作催化劑,開發(fā)出第一個適合工業(yè)生產(chǎn)乙酸的工藝。

1968年,銠催化劑的大大降低了反應難度。采用銠的羰基化合物和碘化物組成的催化劑體系,使甲醇和一氧化碳在水-乙酸的介質(zhì)中在175℃和低于3兆帕的壓力條件下反應,即可得到乙酸產(chǎn)品。因為催化劑的活性和選擇性都比較高,所以反應的副產(chǎn)物很少。甲醇低壓羰基化法制乙酸,具有原料價廉,操作條件緩和,乙酸產(chǎn)率高,產(chǎn)品質(zhì)量好和工藝流程簡單等優(yōu)勢,但反應介質(zhì)有嚴重的腐蝕性,需要使用耐腐蝕的特殊材質(zhì)。

1970年,美國孟山都公司建造了采用此工藝的裝置,因此銠催化甲基羰基化制乙酸逐漸成為支配性的孟山都法。

90年代后期,英國石油成功的將Cativa催化法商業(yè)化,此方法采用銥催化劑,使用([Ir(CO)₂I₂]),它比孟山都法更加綠色也有更高的效率。


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