[发明专利]一种甲酸提纯的新方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种甲酸提纯的新技术。

(二)背景技术

甲酸俗名蚁酸，为无色液体，沸点为100.7℃，熔点8.4℃。甲酸在 合成上用作还原剂，缩合剂，甲酰化试剂及溶剂。

以往，提纯甲酸的方法已有文献报道。如1929年法国专利报道用 邻苯二甲酸酐与含水甲酸回流反应制备无水甲酸。该方法原理是邻苯二 甲酸酐可与水选择性反应形成邻苯二甲酸，从而除去甲酸中的水，但是 这种方法的不足是反应形成的大量邻苯二甲酸，回收处理比较困难，对 经济和环境保护带来压力。如1948年英国专利报道在含水甲酸中加入 新的共沸剂，该类方法的明显不足之处是：共沸剂甲酸丙酯、甲酸异丁 酯等一般需要从无水甲酸制备而来，同时共沸剂消耗量也比较大，生产 成本较高。又如1992年中国专利报道，利用SOCL₂提纯稀甲酸，其原 理是稀甲酸中的水与亚硫酸酰氯选择性形成氯化氢和二氧化硫，此方法 虽然可得到高浓度的甲酸，但是对环境会造成一定的污染，并且在工业 化实施中带来较高的成本。再如2006年中国文献报道硼酸酐提纯法， 其原理硼酐(三氧化二硼)与稀甲酸中的水反应形成硼酸，经过蒸馏， 可得到高浓度甲酸，剩下的硼酸经过干燥脱水，可重复利用，但是硼酸 干燥脱水成为硼酐，温度在300℃以上才能进行，工业化实施难度较大， 并且硼酐价格昂贵，生产成本过高。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效率、低成本、具有工业化 价值的甲酸提纯的新技术。

本发明采用的技术方案是：

一种甲酸的提纯方法：将质量浓度在30％～50％的稀甲酸水溶液和 无水氯化钙混合，加热至80～95℃，使无水氯化钙溶解，然后通过常压 蒸馏得到高浓度甲酸；所加入的无水氯化钙与稀甲酸水溶液中水的物质 的量比为1：1.5～1.8。

由氯化钙的溶解性能可知，常压下在45～175℃温度范围内，氯化 钙主要以二水合物的形式存在，所以本发明中，当加热至80～95℃，稀 甲酸中的水与氯化钙结合，主要形成二水氯化钙。反应式如下：

CaCl₂+2H₂O＝CaCl₂·2H₂O

从而在常压蒸馏时，先将甲酸蒸出，所得的高浓度甲酸的质量浓度 一般可达90％以上。

进一步，常压蒸馏回收甲酸后，剩余的氯化钙溶液可通过减压蒸馏 脱除氯化钙中的结晶水，使氯化钙蒸干，得到的氯化钙套用于下一批。 反应式如下：

CaCl₂·2H₂O＝CaCl₂+2H₂O

更进一步，所述的减压蒸馏回收氯化钙的条件推荐为：温度150～ 180℃，真空度0.09～0.095MPa。

再进一步，本发明中加热一般在搅拌条件下进行，无水氯化钙和稀 甲酸投料完毕后，加热搅拌时间一般在2～5小时。

本发明的有益效果主要体现在：

a)能够将30～50％的稀甲酸提纯到90％～92％的高浓度甲酸；

b)本发明工艺中，只需将稀甲酸加入无水氯化钙中，经加热搅拌使 其溶解，对操作温度要求不高；且甲酸沸点低(100.7℃)，蒸馏温度容 易达到，并且能在短时间内蒸馏出甲酸，故能量消耗低，操作简便，工 艺简单，适合于工业化生产；

c)无水氯化钙价廉易得，其取代了那些价格昂贵且难以得到或者对 环境造成污染的吸水剂或共沸剂，并且剩余的氯化钙溶液经过减压蒸馏 脱水处理可以重复套用，使工艺成本大大降低。

综上，本发明所述甲酸提纯方法是一条操作简便、快速、低成本、 清洁化的工艺，适合于工业化生产。

(四)具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行进一步描述。但本发明的保护范围 并不仅限于此：

实施例1：