¿Qué es el vinagre de madera?
El ácido y el alcohol son los ingredientes principales del vinagre de madera. Puede utilizarse para preparar acetatos, ácido acético y sus homólogos, metanol y disolventes.
Acetato
El vinagre de madera transparente no sólo contiene ácido, sino también sustancias orgánicas de bajo punto de ebullición y sustancias de alquitrán de alto punto de ebullición. Primero, se lleva a cabo la desalcoholización y las sustancias de bajo punto de ebullición (llamadas metanol crudo), como alcoholes, ésteres y cetonas, se destilan y separan en un dispositivo de rectificación. Luego utilice equipos de evaporación de simple efecto o triple efecto para descoquizar. El líquido de vinagre de madera desalcoholizado (o descarbonizado) se puede neutralizar con una solución alcalina para preparar acetato de calcio o acetato de sodio. El primero utiliza lechada de cal para neutralizar el vinagre de madera. Después de separar las impurezas precipitadas, la solución neutralizada se concentra y se seca para obtener piedras de acetato (acetato de calcio bruto). El acetato elaborado a partir de vinagre de madera carbonizado (alquitrán disuelto) es de color gris, se llama acetato gris y contiene más del 70% de acetato de calcio. El acetato elaborado a partir de vinagre de madera no carbonizado es de color marrón oscuro porque contiene más alquitrán. Se llama acetato marrón y contiene aproximadamente un 60% de acetato de calcio. Para producir acetato de sodio, se pueden instalar dos absorbentes durante el proceso de destilación del vinagre de madera. Los absorbentes se llenan con una solución de carbonato de sodio para absorber el vapor de ácido acético que pasa. Después de la neutralización, la solución de acetato de sodio se concentra hasta una gravedad específica de 1,23 ~ 1,25. Después del enfriamiento, una parte del acetato de sodio forma cristales que pueden separarse en una centrífuga y lavarse con agua fría. Las aguas madres pueden concentrarse y recristalizarse. El acetato de sodio crudo se puede decolorar con carbón activado para obtener acetato de sodio industrial que contiene tres moléculas de agua cristalina.
El ácido acético
se puede obtener mediante el método de piedra de acetato o mediante el método de extracción directa.
Método del cálculo de acetato
Se puede utilizar el método del ácido sulfúrico o el método del ácido clorhídrico. ① Método del ácido sulfúrico: hay dos tipos: método discontinuo y método continuo. El equipo principal del proceso discontinuo es un tanque de descomposición discontinuo con camisa de vapor y agitador. Agregue piedra de acetato al tanque de descomposición, agregue lentamente ácido sulfúrico con agitación constante, destile el ácido acético generado por la reacción y condenselo con un condensador para obtener ácido acético crudo. El equipo principal del proceso continuo es un equipo de descomposición continua horizontal. Este equipo está equipado con una camisa de calentamiento de vapor. Hay un eje hueco en el medio y un raspador para agitar el material y empujarlo de adelante hacia atrás. . La parte frontal del equipo tiene un orificio de entrada para piedra de acetato y ácido sulfúrico concentrado y un orificio de salida para vapor de ácido acético, y la parte trasera tiene un orificio de salida para yeso grueso. El vapor se envía al descomponedor y el vapor de ácido acético evaporado pasa a través del colector de polvo y se condensa en el condensador para obtener ácido acético crudo. (2) Método del ácido clorhídrico: primero coloque el ácido clorhídrico en el barril de descomposición, agregue gradualmente la piedra de acetato bajo agitación constante y, después de que haya actuado por completo, clarifique y elimine impurezas como el alquitrán, y luego colóquelo en el recipiente de destilación inicial. para destilación al vapor. Al destilado obtenido se le añade dióxido de manganeso para oxidar y descomponer impurezas como ácido fórmico, aldehídos y cetonas. Después de la filtración, utilice permanganato de potasio para la oxidación secundaria. Luego se destila para obtener ácido acético diluido industrial con una concentración de aproximadamente el 40%, que luego se oxida con permanganato de potasio y se destila una vez para obtener ácido acético comestible. En comparación con el método del ácido sulfúrico, el método del ácido clorhídrico consume menos ácido, menos electricidad y vapor, y el cloruro de calcio residual es fácil de manipular. Sin embargo, el precio del ácido clorhídrico es alto, la concentración de ácido acético es baja y el ácido clorhídrico diluido es corrosivo para los equipos.
Método de extracción directa
Utilice disolventes orgánicos para extraer directamente el ácido acético del vinagre de madera. Al seleccionar un disolvente orgánico, se requiere que tenga una pequeña miscibilidad con el agua, una gran diferencia en la gravedad específica, estabilidad química, una diferencia de punto de ebullición con el ácido acético lo más grande posible para facilitar la destilación y separación, y la menor inflamabilidad, explosividad, y toxicidad posible. Generalmente se utiliza acetato de etilo, pero también es útil el éter dietílico. El flujo del proceso para preparar ácido acético mediante extracción se muestra en la página siguiente.
El sistema de extracción incluye equipos de extracción, equipos de éster ácido y equipos de éster agua. El primero dispone de un extractor cilíndrico. Para garantizar el pleno contacto y difusión de las dos fases, se instalan alternativamente bandejas de anillos y discos. La extracción suele utilizar como materia prima vinagre de madera desalcoholizado y descarbonizado (agua ácida) y la extracción se realiza según el principio de contracorriente. Se envía agua ácida con una gravedad específica mayor a la parte superior y acetato de etilo a la parte inferior. La relación de volumen de los dos es 1: 1,8 ~ 2,1.
La solución de éster ácido extraída se retira de la parte superior y contiene 85,6 % de acetato de etilo, 5,5 % de ácido acético, humedad e impurezas de alquitrán. , y enviado al equipo de éster ácido. El agua de éster se extrae del fondo, que contiene 8,4% de acetato de etilo, y se envía al equipo de agua de éster para recuperar el acetato de etilo. El éster ácido se envía a la parte inferior de la torre de destilación del equipo de éster ácido y el acetato de etilo se destila desde la parte superior de la torre para su extracción. El ácido fluye desde la torre de destilación hacia la torre de extracción, evapora el acetato de etilo restante y luego libera ácido acético crudo desde el fondo de la torre.
El ácido acético crudo producido mediante el proceso anterior contiene ácido fórmico, ácido propiónico, ácido butírico, ácido valérico, aldehídos, cetonas, éteres, alcoholes e impurezas de alquitrán y necesita ser refinado aún más. El método de refinación general consiste en separar los aldehídos y alcoholes de bajo punto de ebullición y las impurezas de alquitrán de alto punto de ebullición mediante destilación para preparar ácido acético glacial, ácido acético industrial y ácido acético comestible.
El ácido acético es un líquido incoloro y transparente con un olor acre y cristaliza a 16,3 ~ 16,7°C. Se utiliza en la fabricación de ácido acético, acetato, acetato de celulosa, anhídrido acético, vinagre y productos farmacéuticos, y también se utiliza en el sector textil, químico y otros sectores industriales.
Metanol
El metanol bruto obtenido durante el proceso de desalcoholización contiene alcoholes, ésteres, cetonas, aldehídos, ácidos, metilamina, piridina y furano. Estas sustancias suelen formar mezclas azeotrópicas que son difíciles de separar mediante destilación ordinaria, excepto el metanol. El método de procesamiento consiste en diluir el metanol crudo con agua a una concentración del 20-30%. Después de la clarificación, el aceite de lignina que representa aproximadamente el 65,438+05-20% del volumen original sale del agua. ser procesados en solventes, azeótropos y agentes de flotación, agentes espumantes o lignina furanos. Al diluir, agregue una solución de hidróxido de sodio para neutralizar el ácido y evitar la corrosión del equipo.
La solución acuosa diluida de metanol crudo se puede destilar en un dispositivo discontinuo para obtener disolvente de éster de acetona (46 ~ 60 ℃), metanol concentrado (64 ~ 69 ℃), aceite de propileno (90 ~ 95 ℃), y furfural. Productos semiacabados como el petróleo (95 ~ 100 ℃). El metanol concentrado todavía contiene impurezas y el metanol terminado se puede obtener mediante dilución y destilación. El metanol es un líquido incoloro, transparente e inflamable que huele a alcohol y es tóxico. Se utiliza para preparar formalina, acetato de metilo, acetal, imitación de amina, etc.