[发明专利]利用脱氢反应余热连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备

说明书

本发明利用脱氢反应余热连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备属于有机化学领域，涉及羧酸盐制 备，具体来说是一种草酸钠及草酸的生产工艺及设备。

目前，国内生产草酸钠的工艺是间歇法，其过程在间歇脱氢锅中进行。方法是将干燥的甲酸钠 投入间歇脱氢锅中，锅底用炉火加热，物料逐渐升温，当温度上升至脱氢温度大约310℃时，开始脱 氢，同时升温加快，当温度达到400℃左右时，甲酸钠急剧脱氢，由于脱氢过程放热，物料温度也急剧 上升，随即脱氢过程完毕。降温后，人工将产物移出锅外，准备再一次投料。这种方法的优点是设备 简单、投资少。但由于加热不匀，靠近锅壁面附近的物料很容易过热分解或碳化，其次因为升温时间 过长，副产物多，收率低，通常只有80％至85％。能耗和物料损耗均较大。另外，高温操作、工作条 件差、劳动强度大，甲酸钠和草酸钠又有一定的毒性。在操作中粉尘飞扬，对工人健康有极大的影 响。

国外为了提高脱氢收率并使脱氢过程连续化，采用的链条式连续脱氢装置，链条是由特殊材料 制成的，目的是防止物料粘连。物料通过喷嘴以喷雾状均匀的平摊在经过加热温度约为400～450℃的 链条上，受热升温后脱氢，随后物料从链条上剥离，脱氢完毕，链条继续循环运转。这种方法的优点 是实现了脱氢连续化，提高了脱氢收率。缺点是设备投资大，从国外引进一台这样的设备，约需3000 万元。同时由于它的链条是由特殊材料制成的，到目前为止，我国还不能自行制备这样的设备。

为了提高脱氢收率，并实现脱氢过程连续化，国内外专家均在研究新式的脱氢设备，从目前已 公开的专利来看，有两类具有代表性的连续脱氢工艺及设备，一类是转鼓连续脱氢工艺及设备。它是 将物料均匀的喷涂在经过加热，具有一定温度的转鼓表面，物料在转鼓表面实现脱氢，然后用刮刀将 脱氢产物从转鼓上移走，转鼓连续不断的转动，以实现过程的连续化，这种工艺的优点是实现了脱氢 连续化，也可使脱氢收率有所提高，但缺点是设备结构复杂，要求设备制作精度高，工业上难以实 现，至今未实现工业化。另一类是流化床连续脱氢，它是将煤气燃烧后形成的烟气作为热源，热气流 自下而上通过流化床，气体从物料的间隙窜过并将物料吹离床层，从而形成流化床。物料在流化床中 脱氢以后从下料管中离开流化床。此方法的优点也是实现了连续化，也可使脱氢收率提高，但缺点有 三，其一是操作弹性小、不易操作，其二是用煤气直接加热，其中的硫对脱氢过程有毒化作用，其三 是脱氢以后的产物不能及时降温，可能会导致物料分解或碳化。

三相流化床双循环连续脱氢生产草酸钠的工艺是将氮气、空气或脱硫后的烟道气加热至430 ℃～600℃作为载热介质，经鼓风机从流化床的底部通入，自下而上通过流化床；将甲酸钠在熔融锅中 熔化并预热至260℃～280℃，然后将熔融状态的甲酸钠用压力泵打入流化床上部；在流化床内甲酸钠 通过喷头以喷雾状喷淋下来，与上升的高温气流逆流接触，甲酸钠在流化床中的停留时间控制在20秒 以内，脱氢产物草酸钠在流化床中的停留时间控制在10秒以内；脱氢产物草酸钠被上升气流迅速带出 流化床并依次进入旋风分离器和洗涤塔中进行分离和冷却。此方法的优点是在普通流化床的基础上进 行了改进，脱氢后的产物被迅速带出流化床并得以迅速降温，避免了产物的进一步分解，进一步提高 了产物的收率，但也有一个缺点，就是未能彻底解决由于脱氢产物中含有大量氢气而带来的安全问 题。

过热蒸汽喷射混合快速升温连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备是一种比较先进的连续脱氢工 艺，但有的生产厂家没有过热蒸汽资源可供直接利用。

本发明的目的在于改进上述生产工艺，提高脱氢收率，并克服上述技术存在的不足，从而提供 一种更加安全、可靠的利用脱氢反应余热连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：

本发明利用脱氢反应余热连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备是以甲酸钠为原料，连续脱氢制备 草酸钠的新工艺。这个反应的化学式如下：

反应在310～450℃之间进行，最佳反应温度在420℃左右，而在物料升温过程中，尤其在300℃ 左右很容易产生副反应。

因而必须采取措施使物料快速升温，迅速越过300℃左右这个阶段，用尽可能短的时间达到脱 氢温度420℃左右。此外，脱氢过程是一放热过程，脱氢后物料温度仍会继续上升，而脱氢后生成的 草酸钠在高温下容易分解和碳化。所以脱氢后的产物草酸钠应立即离开高温区并立即降温，才能避免 分解和碳化。