[发明专利]一种含氯化氢的甲酸水溶液提浓方法

说明书

本发明公开了一种含氯化氢的甲酸水溶液提浓方法，该方法选用的夹带剂与被分离组分形成新的最低共沸物，且与水和甲酸形成的沸程差较大，实现了分离，同时降低了能耗，运行成本低。本发明的含氯化氢的甲酸水溶液提浓方法，其包括以下步骤：将含氯化氢的甲酸水溶液置于精馏塔内，添加夹带剂形成共沸，水、夹带剂和氯化氢以及一些其它杂质从塔顶冷凝器冷凝后，在分层器中形成水层和油层，水和氯化氢在水相中采出，夹带剂在油相中回流至塔内循环使用，精馏结束后蒸出夹带剂，塔釜收集的液体即为高浓度甲酸溶液。

技术领域

本发明涉及一种溶液提浓方法，更具体地说涉及一种含氯化氢的甲酸水溶液提浓方法。

背景技术

甲酸，俗名蚁酸，常温下为无色液体，有刺激性气味，是最简单的脂肪酸，也是一种重要的化工材料，广泛应用于农药、皮革、纺织、印染、医药和橡胶等行业。由于甲酸的沸点为100.7℃，和水的沸点(100℃)非常接近，二者在常压下形成共沸(107.2℃)，共沸组成为78％，所以无法通过传统的简单精馏得到高浓度甲酸溶液。而在制备高浓度甲酸溶液以及甲酸为溶剂氯化反应过程中，会有大量低浓度甲酸生成，工厂需要用大量的碱中和处理，从而产生大量的废盐，处理成本高且环保压力巨大，若能将其甲酸进行回收，循环使用，不仅可以取得一定的经济效益，更减少了对环境的污染。

甲酸回收提纯的方法主要有精馏法、干燥剂脱水法和低温脱水法等。干燥剂脱水法后处理需要将脱水剂高温再生回收，成本较高；低温脱水法需冷媒介质，且甲酸和水熔点较近，能耗较高；精馏法是首选的甲酸水溶液提浓方法。

专利US4877490公开了将二甘醇二乙醚与高沸点溶剂混合萃取精馏甲酸的方法，打破了甲酸和水的共沸，得到高浓度甲酸，并且萃取剂能够在精馏塔内循环使用几乎无分解。专利US4909907接上述专利还公开了用乙酰水杨酸、苯甲酸丁酯、碳酸乙烯酯作为共沸剂，分离水-甲酸-乙酸三组分溶液，通过改变甲酸与乙酸的相对挥发度，将甲酸分离。专利CN200810045043.6公开了用减压精馏或减压精馏与加(常)压精馏相结合，制备高纯度甲酸的方法。该方法针对低浓度、较高浓度及高浓度甲酸废水设计了三种工艺流程，均是提浓塔单独或与减压塔结合的方式。专利CN00816435.5公开了一种用甲酸酯(如甲酸苄酯)萃取精馏制备甲酸的方法，萃取剂在精馏塔中进行萃取精馏，分离得到高浓度的甲酸溶液，萃取剂循环使用。专利CN99119352.0公开了一种制备高浓度甲酸的方法。该方法选择用与水、甲酸不互溶的C2-C10烷烃共沸剂，加入浓度80～85％的甲酸，蒸馏塔内形成甲酸-水-共沸剂三元最低共沸物，经冷凝器冷凝后分层器上层油相回流至塔内，下层采出的水相即为浓度大于95％的甲酸产品。专利CN991251177.2公开了一种用含磷萃取剂精馏分离提浓甲酸的方法。首先将含磷萃取剂加到煤油中，与甲酸水溶液按照一定的溶剂比进行串级萃取，精馏后能够得到质量浓度85％以上的甲酸。但是该方法用的萃取剂均为含磷物质，而含磷产品对人类和自然的危害特别大。

由此可见，上述专利提出了多种精馏的方法将甲酸与水分离，是能够将甲酸水溶液提浓，然而在实际生产过程中某些以甲酸为溶剂的氯化反应，会产生含有氯化氢的甲酸水溶液，氯化氢的存在也会与水和甲酸分别共沸，上述方法提到的的夹带剂难以将这个复杂成分的甲酸水溶提浓。因此需要针对使用甲酸溶剂氯化工艺产生的含氯化氢甲酸水溶液分离难点，在研究上述甲酸精馏发分离甲酸水溶液的基础上，开发一种方法能够将甲酸、氯化氢和水分离，达到浓缩甲酸回用目的，从而实现甲酸作为溶剂的氯化反应工艺的清洁化生产，既节约成本，又降低对环境污染。

发明内容

本发明针对现有技术的问题与不足，提供一种含氯化氢的甲酸水溶液提浓方法，该方法选用的夹带剂与被分离组分形成新的最低共沸物，且与水和甲酸形成的沸程差较大，实现了分离，同时降低了能耗，运行成本低。

本发明是通过以下技术方案实现的：