[发明专利]一种用正磷酸酸化甲酸钠生产甲酸的方法

说明书

技术领域  本发明属于磷化工产业的废弃物综合利用及有机酸生产行业，黄磷生产中有大量的黄磷尾气，它为甲酸钠的生产提供了丰富的原料资源，同时也为甲酸钠法甲酸提供了更多的廉价原料。

背景技术  目前我国有关甲酸生产的方法很多，专利也不少，根据甲酸的不同用途对甲酸产品的品质要求各不一样，对甲酸的价格承受力也相差较大，本技术旨在追求工业级甲酸产品的低成本，不追求甲酸产品的高浓度，目前在磷化工领域较为先进的技术是：1998年2月22日公告的授权公告号为CN1197413A的发明专利，其中介绍了用过磷酸酸化甲酸钠生产甲酸并联产磷酸盐的方法，其方法相对于硫酸法和甲酸甲酯法都具有先进的一面，但也存在以下不足：

1.用此专利规定的过磷酸来酸化甲酸钠，在反应过程中有8％左右的甲酸被氧化或分解，甲酸氧化会生成二氧化碳和水，甲酸分解会产生一氧化碳和水，由于生成物的分解造成原料料消耗高。

2.过磷酸酸化甲酸钠工艺由于在反应过程中目标产物甲酸会被氧化或分解，此工艺在工业生产实际应用中，反应釜实际收率只有88％左右，成品甲酸的收率只有81％左右，收率不高直接导致了甲酸生产的实际成本比理论成本高很多，使过磷酸技术的优势得不到体现。

3.由于过磷酸生产系统的循环酸温高，因此系统设备必须采用抗耐腐蚀能力很强的贵重金属材料，这就使得过磷酸生产装置的设备投资太大，还由于过磷酸的比重高达2.0，因此消耗在循环酸上的能耗高。

4.过磷酸法生产甲酸在蒸馏时蒸馏时间太长(2-8小时)，这严重制约了装置的生产能力，造成劳动生产率低，蒸馏釜能耗高。

针对上述不足，本发明的目的旨在解决反应过程中甲酸的分解问题，提高原料的转化率、提高劳动生产率，提高甲酸产品的收得率，降低能耗、降低原辅料消耗，实现低成本生产甲酸的目标。

发明内容  本发明是：用于酸化甲酸钠的酸为正磷酸，含量在85％到96％，正磷酸的生产装置材料耐腐蚀要求没有过磷酸高，装置投资比生产过磷酸省得多，循环酸比重比过磷酸小，动力消耗少，生产磷酸的动力电消耗低，比较节能；甲酸生产的反应过程为：将一定量的正磷酸加入反应锅中，然后按甲酸钠投料量的1-10‰加入反应保护剂，在规定的时间内匀速加入水分小于0.8％的干燥甲酸钠，待物料充分反应(达到规定的时间)后，将反应料放入蒸馏釜，蒸馏釜采用间壁加热方式，蒸馏出来的甲酸蒸气经过冷凝、净化处理而得甲酸，甲酸按客户质量要求求进行配制，分类包装。甲酸从蒸馏釜内完全正出后得到的物料为磷酸钠盐，此物料经过再次处理加工为无水磷酸钠盐产品销售，或作为下工序生产其它磷酸盐的原料

用磷酸酸化甲酸钠的主要反应方程式为：

H⁺+NaCOOH→HCOOH+Na⁺

用磷酸酸化甲酸钠的存在的副反应方程式为：

H₃PO₄+NaOH→NaH₂PO₄+H₂O

2H₃PO₄+Na₂CO₃→2NaH₂PO₄+H₂O+CO₂↑

甲酸的分解反应方程式为：

HCOOH→CO+H₂O

甲酸被氧化的反应：

HCOOH+[O]→CO₂+H₂O

附图说明

附图一为用正磷酸酸化甲酸钠制取甲酸的工艺流程简图。

具体实施例1：566kg 95％的磷酸与410kg 98％甲酸钠反应，加入反应保护剂2kg，蒸馏后得到241.2kg浓度为89.5％的甲酸和50.6kg浓度为75.7％的稀甲酸，通过稀酸+浓酸+蒸馏水调配得到浓度为85.05％的商品甲酸298.6kg，甲酸收率为98.3％。同时还得到磷酸钠盐产品721.8kg。

具体实施例2：578.2kg 93％的磷酸与410kg 98％甲酸钠反应，加入反应保护剂5kg，蒸馏后得到260.3kg浓度为85.8％的甲酸和42.6kg浓度为70.6％的稀甲酸，通过稀酸+浓酸调配得到273.7kg浓度为85.05％的商品甲酸和29.2kg浓度为70.3％的稀甲酸，甲酸收率为98.0％。同时还得到磷酸钠盐产品725.5kg。

具体实施例3：597.5kg 90％的磷酸与410kg 98％甲酸钠反应，加入反应保护剂1.8kg，蒸馏后得到283.5kg浓度为79.7％的甲酸和40.9kg浓度为69.8％的稀甲酸，甲酸收率为98.6％。同时还得到磷酸钠盐产品723.8kg。