利用醋酸废水生产醋酸钠工艺的认识与应用
摘要：本文对利用醋酸废水生产醋酸钠工艺进行了研究实验，并确定了最佳工艺条件和工艺流程。该方法成功地解决了醋酸废水综合利用的问题，不仅减少了环境污染，而且还能生产出合格产品醋酸钠，具有较好的经济效益和社会效益。
关键词：三废利用；醋酸废水；醋酸钠；生产工艺
1 概述
在冰醋酸生产中，醋酸精制环节由于精馏浓缩，会产生一定量的醋酸废水。醋酸废水中含有的物质主要有乙酸、甲酸、乙醛、杂脂等物质，一般情况下，醋酸废水中总酸含量约为33%（其中乙酸含量约为30%，甲酸含量约为3%），还有少量乙醛、杂脂和其它有机杂质，水占66%左右。在大多数冰醋酸生产装置中，醋酸废水作为工业三废之一直接排放。从而导致排水总沟废水pH值降低，造成环境污染。
1.1 醋酸
醋酸（Acetic Acid），学名乙酸，分子式为CH3COOH，简写HAc，分子量60.04。醋酸是羧酸类中除蚁酸外构造最简单的酸，同时也是用途最广的一种有机酸。最初发现于食用的醋中，内含醋酸约3～6％的成分，醋酸的名称即由此而来。
醋酸是无色的液体，熔点
1.2 醋酸钠
醋酸钠（Sodium acetate），又称乙酸钠，无水醋酸钠分子式CH3COONa，简写NaAc，分子量82.0。含有三个结晶水的醋酸钠分子式CH3COONa·3H2O，简写NaAc·3H2O，分子量136.108，为无色无味的结晶体，无毒，有吸湿性，暴露于潮湿空气中易潮解，于干燥空气中易风化，风化后呈白色粉末，可燃。三水醋酸钠易溶于水和乙醚，微溶于乙醇。水溶液呈弱碱性。三水醋酸钠的密度为
2 利用醋酸废水生产醋酸钠的研究与试验
2.1 醋酸钠的通常制备方法
在实验室中，通常用15%～40%的稀醋酸，加入适量纯碱或烧碱发生中和作用，然后将反应后的溶液蒸浓，醋酸钠即结晶而出，反应式如下：
Na2CO3＋2CH3COOH→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑
NaOH＋CH3COOH→CH3COONa＋H2O
在工业生产中，一般也是利用该原理生产醋酸钠。
2.2 利用醋酸废水进行制备醋酸钠的研究实验
结合原料来源的容易情况，选择了如下物品作为实验的主要原料：醋酸废水（乙酸含量为30％左右，本公司三废之一），烧碱（片状，工业级，本公司产品）。选用片状烧碱的原因是由于烧碱带入的水分很少，可以提高反应液中醋酸钠的浓度，大大减少后续工序蒸发浓缩的蒸汽消耗。
在实验中的主反应是：
CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O
在研究实验中我们发现，除了乙酸与烧碱发生的主反应生成醋酸钠外，在反应温度升高的条件下还产生了不同于醋酸气味的刺激性气体，并且还生成了树脂状物质，经过进一步的研究分析，其原因主要是醋酸废水中还有乙醛、杂脂等物质，所以除了主反应外，还发生了如下副反应：
H2COOH+NaOH→H2COONa+H2O
2CH3CHO→ CH3CHOHCH2CHO（β—羟基丁醛）
CH3CHOHCH2CHO→ CH3CH=CHCHO (α，β—丁烯醛)+H2O
由于烧碱的引入 ，具有α氢原子的乙醛经过羟醛缩合生成β—羟基丁醛，β—羟基丁醛脱水生成α，β—丁烯醛，乙醛还可以与α，β—丁烯醛继续进行羟醛缩合、脱水，最后生成分子量较高的树脂状物质。该反应生成的树脂状物质对产品外观有一定的影响，应通过过滤等方法除去。
醋酸废水中的杂脂在烧碱存在下还有如下副反应发生：
RCOOR"+NaOH→RCOONa+R"OH
式中R，R"为烷基。
2.3 最佳工艺条件确定
根据实验物资的来源容易程度和成本的高低，确定了醋酸废水适当过量。这样即能让成本相对较高的烧碱充分反应，同时还可以避免因为烧碱过量导致副反应的发生。醋酸废水中醋酸过量5%左右比较合适。同样基于减少副反应的发生的道理，投料方式采用先一次加足醋酸废水，然后缓慢加入烧碱，让加入的烧碱能及时完全反应，减少副反应的发生。
醋酸与烧碱的反应是酸碱中和反应，有大量的热量放出，从而导致反应液温度升高，温度高则反应更加剧烈。同时，由于温度升高，醋酸废水中容易挥发的物资开始挥发，产生一定的刺激性气体。因此，反应温度控制在
反应完成后的溶液必须经过浓缩才能结晶，浓度低虽然结晶的晶体颗粒较大，产品纯度较高，但是结晶速度慢，产量小，生产效率低；浓度高结晶的晶体颗粒相对较小，产品纯度有所降低，但是结晶速度快，产量大，生产效率高；但是，由于浓度太高，结晶醋酸钠析出时杂质也会随着结晶析出，影响产品质量；如果浓度很高，母液冷却后由于母液中的水分不足以满足产生三水醋酸钠结晶对水的需要，就会产生三水醋酸钠与无水醋酸钠的混合物，母液全部凝固，所有的杂质无法排除，导致产品质量下降，形成次品。所以浓缩母液密度不能太低和也不能过高，从表1可以看出，结晶母液的密度与结晶醋酸钠的含量是成正比的，密度越大，结晶醋酸钠含量越高。
根据实验结果，当浓缩母液密度为
表1 醋酸钠溶液密度浓度表