[发明专利]甲酸钙和过磷酸反应联产高纯甲酸和磷酸二氢钠的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种甲酸钙和过磷酸反应联产高纯甲酸和磷酸二氢钙的方法。属无机化学技术领域。

(二)背景技术

工业甲酸的生产方法主要有五种：

1、甲酸钠法

一氧化碳和氢氢化钠在160～200℃和1.4～1.6Mpa条件下反应生成甲酸钠。反应器是由多级反应釜群组成。

以等量的85％～90％的甲酸与甲酸钠浆液用稀硫酸处理即得到76％的甲酸水共沸物，蒸馏后可得85％～90％的甲酸。甲酸收率仅70％左右。

2、甲醇和一氧化碳以甲醇钠为催化剂，在80℃和4.5Mpa条件下进行羧基化反应，生成甲酸甲酯。甲酸甲酯在65℃、1.3Mpa条件下与氨反应生成甲酰胺，再在85℃下用70％在硫酸水解制得甲酸。生产中得到副产硫酸铵。

此法甲酸收率为93％。由于生产成本太高已被淘汰。

3、丁烷(或轻油)氧化法

通常以炼油厂30～100℃轻油为原料，控制氧化反应温度165℃～167℃，反应压力4～5Mpa，催化剂用环烷酸钴(或丁酸钴-丁酸钠)，用量为进油量的0.1％左右，经氢气液相氧化制得混合酸，再分离得醋酸、甲酸、丙酸、丁二酸等。每生产一吨乙酸，仅副产甲酸0.05～0.25吨。由于此法生产成本高，也已停产。

4、甲酸甲酯法

此法先使一氧化碳和甲醇在催化下反应生成甲酸甲酯，然后甲酸甲酯水解制得85％甲酸，进一步精制得到95％以上甲酸。此法甲醇转化率为80％，一氧化碳转化率为95％。

5、用过磷酸与甲酸钠反应联产甲酸和磷酸二氢钠的方法

CN1179413A公开了用过磷酸和甲酸钠生产甲酸并联产磷酸二氢钠；CN1994999A公开了用聚磷酸与甲酸钠反应联产甲酸和磷酸二氢钠的方法；CN1915954A公开了用磷酸、五氧化二磷与甲酸钠反应制甲酸和磷酸二氢钠的方法；CN101215230A公开了过磷酸与甲酸钠连续反应制备甲酸和磷酸二氢钠的方法。

上述方法由于采取联产工艺，甲酸得率提高，目前已由70％提高到93％以上。采用甲酸钠与过磷酸联产工艺后，因每吨甲酸回收2.3吨磷酸二氢钠，因此此法生产成本较高。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种甲酸得率高、生产成本低的甲酸钙和过磷酸反应联产高纯甲酸和磷酸二氢钙的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种甲酸钙和过磷酸反应联产高纯甲酸和磷酸二氢钙的方法，其特征在于所述方法包括以下工艺步骤：

步骤一、氢氧化钙连续羰基化制甲酸钙

一氧化碳经稳压罐稳压至1.3～2.0Mpa后，进入反应三塔；粒径＜50μm、重量百分比含量在8％～11％的氢氧化钙经换热器预热至120℃～160℃后进入反应一塔，并由第一循环泵将反应一塔内的氢氧化钙雾化喷入反应一塔内，与来自反应二塔的一氧化碳进行逆流反应，反应液溢流至反应二塔，未反应的少量的一氧化碳和水蒸汽进入气液分离器，气液分离器捕集的液体返回反应一塔，气液分离器分离的尾气先后经稳压放空罐和冷凝器分离水蒸汽，出冷凝器的凝水由凝水放空罐回收，出冷凝器的尾气用以回收氢气，溢流进入反应二塔的反应液由第二循环泵将反应液雾化喷入反应二塔，在反应二塔内与来自反应三塔的一氧化碳气逆流反应，反应二塔内未反应的气体进入反应一塔，反应二塔的反应液进入反应三塔，该反应液由第三循环泵8雾化喷入反应三塔5内，与来自稳压放空罐的一氧化碳进行逆流反应，反应液的pH值在9～12，反应液由反应三塔溢流进入出料罐，制成甲酸钙制备液，该甲酸钙制备液由出料罐至后处理，此甲酸钙制备液重量百分比含量在13～16％，

上述甲酸钙制备的各反应塔的反应压力在1.3～2Mpa，反应温度150～200℃，总的反应时间1～20分钟，CO反应率≥99％，氢氧化钙反应率≥99％。

步骤二、甲酸钙制备液后处理

来自出料罐的甲酸钙制备液，经换热器I降温至60～80℃后，进入反应釜，搅拌下滴加化学计量的甲酸，将甲酸钙制备液pH值由9～12调至pH值6.5～7，脱砷和脱重金属，在搅拌下通入化学计量的硫化氢，在60～80℃反应30～60分钟，经过滤器I分离滤渣，滤液经换热器I预热后进入连续结晶器，该连续结晶器减压分离出的水蒸汽经冷凝器冷凝后进入凝水接受罐，凝水回用配制氢氧化钙，连续结晶器内甲酸钙的结晶液进入过滤器II，连续结晶器内的母液经换热器II预热后返回结晶器，过滤器II过滤后的甲酸钙经干燥器干燥后制成成品甲酸钙。

步骤三、甲酸钙与过磷酸反应制备甲酸和磷酸二氢钙