一种冰醋酸的纯化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冰醋酸提纯的技术领域，尤其涉及一种冰醋酸的纯化方法。
【背景技术】
[0002]冰醋酸广泛存在于自然界中，它是一种有机化合物，是典型的脂肪酸，是食醋内酸味及刺激性气味的来源。在家庭中，冰醋酸稀溶液常被用作除垢剂。食品工业方面，在食品添加剂列表E260中，冰醋酸是规定的一种酸度调节剂。纯的冰醋酸是无色的吸湿性液体，凝固点为16.6°C，凝固后为无色晶体。尽管根据冰醋酸在水溶液中的离解能力它是一个弱酸，但是冰醋酸是具有腐蚀性的，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。冰醋酸也被用来制造电影胶片所需要的醋酸纤维素和木材用胶粘剂中的聚乙酸乙烯酯，以及很多合成纤维和织物。在所有化工产品中醋酸是唯一可以和石油化工竞争的煤炭化工产品。
[0003]现有技术中，关于冰醋酸提纯方法的研宄披露甚少。由于工业品冰醋酸中主要杂质为水、痕量的乙醛和其它可氧化的物质，常规提纯方法是采用蒸馏获得纯化的冰醋酸，该方法虽然纯化步骤简便，但用该方法提纯得到的产品无法达到行业标准。《纯化学试剂》中介绍了一种冰醋酸的纯化方法，该方法将少量无水醋酸钠和二氧化铅加入冰醋酸中，放置数口并不时振荡，然后蒸馏获得纯化的冰醋酸，该方法得到的产品纯度一般，且时间长，工业化生产的价值不大。专利CN 102746136公开了一种乙酸的纯化方法，其方法包括采用高锰酸钾进行氧化、乙酸酐吸水、四乙酸硼砂进行干燥等，该方法中由于高锰酸钾、乙酸酐和四乙酸硼砂的加入，难以避免会引入微量的新杂质，且会增加后期分离这些加入物的操作步骤，造成物质损失，收率不够高，且最终纯化效果有限。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种冰醋酸的纯化方法，该纯化方法环保、操作简单，经该纯化方法得到的提纯产品的纯度较高和收率。
[0005]一种冰醋酸的纯化方法，包括以下步骤:
[0006](I)将冰醋酸粗品用臭氧接触的处理，得到去杂产物；
[0007](2)将所述去杂产物采用ZSM-5分子筛吸附；
[0008](3)向经所述吸附得到的产物加入脂肪族叔胺或内酰胺后，置于精馏设备中进行精馏。
[0009]上述步骤(I)中臭氧接触采用的臭氧是一种氧气的同素异形体，其强氧化性可氧化更低氧化电势的物质，因而其不仅可以除去乙酸粗品中的羰基杂质(例如乙醛)，还可以除去通过由通常的乙酸制备方法(甲醇催化羰基法)制备的乙酸粗品中的其它不饱和物和碘化物等杂质。
[0010]臭氧接触中的臭氧的来源可通过由任何适用的方法，如石英版无声放电或一般称为电晕放电的电火花放电来产生奥氧而进行臭氧分解，但以便用波长在约1000埃至2950埃的辐射源照射空气或氧气以获得臭氧为宜。为了工业化生产臭氧，采用在空气或氧气中便用电晕放电技术较好。紫外辐射型臭氧氧发生器一般仅用于小规模模体系。
[0011]臭氧接触的时间足可变的，但已发现，其作用基本是瞬时完成的，当然过度处理也无害。当处理时间低于半小时时获得良好结果，例如时间约5至15分钟。臭氧的用量为以冰醋酸粗品质量计30?500ppm。除成本方面的问题外，奥氧浓度高是无奢的。
[0012]臭氧接触可在有催化剂或无催化剂的条件下进行，本发明不作限定。为加快臭氧处理的速率之需要，可以采用催化剂，催化剂的用量可根据实际之所需，例如以冰醋酸粗品质量计催化剂的用量为以冰醋酸粗品质量计0.1?5%。。催化剂为选自锰、铂、钯、铑、银、钌、镍、铬中的至少一种金属或者其盐中的至少一种，如催化效果有严苛要求，可采用铑；如对成本有严苛要求，可采用二氧化锰。如有需要，可将催化剂与适宜的载体如硅藻土、汐险炭、二氧化硅、碳化硅、氧化铝、沸石(八面沸石)等相混合。当然为操作方便且提高催化效果之目的，可用反应床作为催化剂的负载体。在固定床反应器中便用催化剂较好，井且臭氧分解可在20°C至50°C的温度下以连续或间歇方式进行.只要不超过自燃极限。对温度和压力条件要求并不苛刻。
[0013]经步骤(I)臭氧接触的处理，乙酸中的碘化物、不饱和物质和羰基杂质与臭氧反应形成需可与乙酸相分离的反应性氧化物质或络合物。为了使乙酸与之分离，采用步骤(2)的分子筛ZSM-5处理。ZSM-5分子筛的孔径为0.53X0.56nm，能较好将选择乙酸分子通过而将臭氧同碘化物、不饱和物质和羰基杂质与臭氧反应形成的氧化物质或络合物，而达到将乙酸分离的目的。ZSM-5分子筛的属性已为本领域技术人员所熟知。如有为提高分子筛ZSM-5吸附之效果，可将ZSM-5分子筛进行浸渍改性。浸渍改性的温度、浸渍液等条件已在现有技术中有公开，在此不再赘述。吸附的时间可变化，例如优选为20?30min。ZSM-5分子筛的用量以与冰醋酸粗品的质量比为1:0.04?0.06为佳。
[0014]步骤(3)中采用脂肪族叔胺或内酰胺可作为萃取剂进行精馏。与不加萃取剂的单纯精馏相比，本发明萃取-精馏复合方式能显著提高精馏的效果。本发明对脂肪族叔胺无特殊要求，可以为仏?C8叔胺，例如三甲基胺。内酰胺为也无特殊限定，例如五元环或六元环的内酰胺，例如丁内酰胺。这里精馏的装置可以为市售的产品，例如石英玻璃精馏塔，精馏的具体操作也可采用本领域常用的具体工艺条件。精馏的流速以20?30mL/min的流速为宜。
[0015]术语“冰醋酸粗品”即工业级纯度的冰醋酸。
[0016]术语“脂肪族叔胺”指除了芳香族之外烃基与氮形成的叔胺，这里除了芳香族之外烃基包括脂肪烃，例如烷烃、炔烃、烯烃，也包括脂环烃。
[0017]术语“内酰胺”指性对于链状酰胺而言，即分子结构为含有酰胺基的环状物。
[0018]本发明的纯化方法中首先采用臭氧接触，可对冰醋酸粗品所含的羰基杂质、其它不饱和物和碘化物杂质；然后采用ZSM-5分子筛能将上述羰基杂质、其它不饱和物和碘化物与臭氧形成的络合物或氧化物从乙酸中分离出来。最后采用脂肪族叔胺或内酰胺作为萃取剂进行精馏，提高了精馏的效果，上述方法简化了操作工序，操作过程更环保，同时保证了产品的