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甲酸鈉生產(chǎn)工藝現(xiàn)在市場上以合成法生產(chǎn)的居多,下面介紹幾種工藝方法:
一氧化碳合成法
反應(yīng)原理
制法:一氧化碳和氫氧化鈉溶液在160~200℃和2MPa壓力下反應(yīng)生成甲酸鈉,然后經(jīng)硫酸酸解、蒸餾即得成品甲酸。
工藝流程簡述
本工程使用焦炭為原料,經(jīng)造氣除塵、水洗、脫碳、再除塵等工藝,取得工藝所需的一氧化碳?xì)怏w,再經(jīng)加熱加壓與氫氧化鈉反應(yīng)生成甲酸鈉溶液,后經(jīng)蒸發(fā)、分離、干燥生成固體產(chǎn)品甲酸鈉。各崗位的說明如下:
1、造氣
將焦炭用電動葫蘆提升至造氣爐上部,從造氣爐爐口加焦炭至爐內(nèi),焦炭在爐內(nèi)與風(fēng)機引(送)進的空氣不充分燃燒產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、氮氣等混合氣體。
主要反應(yīng)方程式為:
C+O2--------CO2+Q
CO2+C-------2CO-Q
2C+O2--------2CO+Q
2、凈化
從造氣爐來的混合氣體進入旋風(fēng)除塵器出去混合氣體夾帶的大部分固體小顆粒,后進入洗氣塔,洗氣塔以水為洗滌液,進一步除去混合氣體中的固體顆粒,再進入堿洗塔以氫氧化鈉溶液為循環(huán)吸收液,脫除混合氣體中的部分二氧化碳?xì)怏w,再經(jīng)旋液分離器分離出來氣體夾帶的水分進入靜電除塵器,通過靜電除去剩余的固體小顆粒,再次凈化混合氣體。
凈化工序主要反應(yīng)方程式:
CO2+2NaOH----------Na2CO3+H2O
CO2+NaOH------------NaHCO3
3、壓縮
凈化后的混合氣體進入壓縮機進行兩段壓縮,提壓至2.0~2.2Mpa,經(jīng)油水分離器進入混合器,與從預(yù)熱器來的堿液混合,在一定溫度和壓力下,堿液與大部分二氧化碳?xì)怏w反應(yīng),基本除去了二氧化碳,取得工藝所需的一氧化碳?xì)怏w。
壓縮工序主要反應(yīng)方程式:
CO2+2NaOH----------Na2CO3+H2O
CO2+NaOH------------NaHCO3
4、合成
從上一工序來的一氧化碳?xì)怏w和氮氣加熱至140~150度進入合成反應(yīng)器,在合成反應(yīng)器中一氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成甲酸鈉溶液,甲酸鈉溶液和氮氣及微量一氧化碳?xì)怏w等混合物經(jīng)卸壓后經(jīng)入旋液分離器進行氣液分離,甲酸鈉溶液用泵打入儲罐待用,混合氣體排入大氣。
合成工序主要反應(yīng)方程式:
CO+NaOH--------HCOONa
CO2+2NaOH--------Na2CO3+H2O
5、蒸發(fā)分離
儲罐內(nèi)的甲酸鈉溶液用泵輸送到蒸發(fā)器,用油爐來的導(dǎo)熱油加熱,蒸發(fā)掉大部分水分,形成含量70~80%甲酸鈉溶液,后用泵輸送到離心機,離心機干得到5%左右的甲酸鈉。
6、包裝
離心后的甲酸鈉溶液用熱風(fēng)吹到熱風(fēng)干燥器干燥,取得合格的甲酸鈉產(chǎn)品,進行包裝。
合成工藝生產(chǎn)
由于主產(chǎn)品是甲酸鈉,一般認(rèn)為該工藝是專業(yè)生產(chǎn)甲酸鈉的工藝。 優(yōu)點是:由于不含有其他醇類,生產(chǎn)甲酸收率高。該工藝純度在97%以上的色度也比較好, 出口量較大。
新戊二醇副產(chǎn)法
一種是傳統(tǒng)生產(chǎn)新戊二醇的歧化工藝生產(chǎn)的。 優(yōu)點:含新戊二醇高。由于價格低,顏色黑,大部分廠家提完新戊二醇后生產(chǎn)甲酸。
另一種是歧化改進工藝生產(chǎn)的,又稱為新戊二醇甲醇工藝。(國內(nèi),山東省化工研究院獨自開發(fā)研制。在國際上,這也是我國獨有技術(shù)。)優(yōu)點:顏色白,含量高,且不宜結(jié)塊,適用領(lǐng)域廣。出口量大。
季戊四醇副產(chǎn)法
一種是傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的。優(yōu)點:價格低,顏色淡黃色。
一種是傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)上提純的。優(yōu)點:顏色較白,含量高,出口量大。
三羥甲基丙烷
正丁醛與甲醛水溶液在堿性催化劑作用下發(fā)生醇醛縮合反應(yīng)生成2.2-二羥甲基丁醛,2.2-二羥甲基丁醛再與過量的甲醛在強堿條件下發(fā)生交叉康尼扎羅反應(yīng)生成三羥甲基丙烷,甲醛被氧化生成甲酸,甲酸與氫氧化鈉中和生成甲酸鈉。