[发明专利]一种甲酰胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲酰胺的制备方法，具体涉及一种液氨与从尾气中提纯的一氧化碳在低压条件下反应制备甲酰胺的方法，属于化工材料合成领域。

背景技术

一氧化碳是主要的大气污染物之一，为高毒性气体，30ppm的一氧化碳便会引起人体死亡。随着工业的发展，各种含一氧化碳的废气，如冶金副产气、黄磷炉气、电石炉气、炭黑炉尾气及各种交通工具排放的不完全燃烧的尾气越来越多。就黄磷和电石行业来说，其排放量就不可低估，据统计，我国黄磷年产量达86万吨左右，年电石产量约为1400万吨，黄磷和电石生产过程中均有大量的尾气排出，尾气中CO含量高达90%左右。按每生产1吨黄磷约有2650Nm³尾气排出计，每生产1吨电石约有400Nm³尾气排出计，则黄磷、电石行业CO年排放量分别为22.79亿立方和56亿立方。二者相加，CO年排放总量达78.79亿立方。黄磷尾气含有大量粉尘，并含有磷、硫、砷、氟等有腐蚀、有害物质杂质，增加了净化分离得到高纯度CO的难度，阻碍了其进一步发展利用；电石尾气含尘量大，并含有硫化物、磷化物、碳化物、钙镁氧化物、煤焦油等十几种成分，温度高、易析出焦油、易燃易爆、成分复杂、气体压力小，因此对其输送、净化或是提纯的难度都很大，回收利用困难。

目前对于尾气的处理主要有以下几种方式：

（1）不作任何回收及综合利用，直接排放到大气中，对环境造成污染。

（2）除尘后作为燃料，回收利用热量，或者直接燃烧掉，不仅经济效益低，而且燃烧转化为二氧化碳排放到大气又形成二次污染，既浪费资源又污染环境。

（3）除尘、净化、分离出高浓、高纯的一氧化碳气体进行羰基合成，发展一碳化学化工，变成生产甲酸钠、二甲醚等产品的原料气，但由于这些生产工艺对于CO的纯度要求高，工艺复杂、投资大，运行成本高，而且可供选择的成熟技术很少，再加上这些产品市场容量不大，从而制约了相关产业的发展。因此研究开发经济合理、工艺技术可行的尾气利用途径，迫在眉睫。

而甲酰胺是一种重要的基础化工原料，具有活泼的反应性和特殊的溶解能力，主要用于生产磺胺类药物，合成维生素及用作纸张和纤维的软化剂。在农药、染料、颜料、香料、助剂方面也有很多用途。此外，甲酰胺还用于分离氯硅烷、提纯油脂等。甲酰胺可发生多种反应，除了由三个氢参与反应外，还可以进行脱水，脱CO，引入氨基，引入酰基和环合等反应，其市场前景十分广阔。

对于甲酰胺的制备方法，目前主要有甲酸法、二步法、一步法、甲酸和尿素法等等。对于一步法制备甲酰胺，现有技术中已有文献报道，如德国专利申请文件（DE102009033638A1）中公开了一种以一氧化碳和液氨为原料，在催化剂甲醇钠的作用下，在温度为80-100℃，压力为10-30MPa的条件下，直接反应制备得甲酰胺的方法。但是，在该甲酰胺的制备方法中反应不仅需要较高纯度和浓度的CO作原料，而且在高压下进行，需要用价格昂贵的高压设备，产品分离过程较复杂，不仅增加了生产成本，也不符合绿色化工工艺的环保要求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种甲酰胺的制备方法，该方法为利用尾气连续反应，生产成本较低，在低压条件下反应即可。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种甲酰胺的制备方法，该制备方法包括如下步骤：将尾气经处理后得到的一氧化碳通入反应器，在碱性催化剂的作用下，在压力为1-8MPa的条件下与液氨反应，反应结束后蒸馏，得到甲酰胺。

一般尾气中CO的含量在70-80%，其余为氮气，氧气，二氧化碳、S、P等含氧化物，甲烷，氢气等，大部分未进行回收利用，直接燃烧，对环境有较大的危害。本发明通过处理尾气，可将尾气中CO的含量从70-80%提高至98%，再与液氨反应制备甲酰胺，从而提高甲酰胺的收率。该方法化害为利，变废为宝，消除排放对环境造成的污染，实现尾气综合利用的目的，并实现连续生产效益，从而降低甲酰胺制备的生产成本。此外，本发明甲酰胺制备方法中的反应压力为1-8MPa，与现有技术中的10-30MPa相比，本发明的反应条件更加温和、安全，并能将甲酰胺的收率提高至96%，将含量提高至99%。

在上述甲酰胺的制备方法中，作为优选，所述的尾气处理为将黄磷尾气通过风机加压至45-55KPa，水洗后通过碱液除去尾气中的酸性气体，再经脱硫、压缩及提纯处理后得一氧化碳。