[发明专利]甲酸钠法产物甲酸和副产物钠盐的高效分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效分离方法，特别是甲酸钠酸化法制备产物甲酸和副产物钠盐的分离方法。

背景技术

甲酸俗称蚁酸，分子式：HCOOH，分子量：46.03，比重：1.2201，熔点：8.4，沸点：100.8，是无色透明油状发烟液体，具有强烈的刺激性和腐蚀性。甲酸是有机化工基础原料之一，广泛用于农药、皮革、医药、橡胶、印染及化工原料等行业。在农药工业中，可制取高效低毒农药杀虫醚，粉锈宁、多效唑；在皮革工业中，可以制造皮革的鞣制剂、脱灰剂和中和剂；在医药工业上，可做局部刺激药、收敛剂及泡膏，也是生产安乃近、甲硝唑、咖啡因、氨基比林、冰片、维生素B1等重要原料；橡胶工业可作凝聚剂、印染媒染剂、纤维和纸张的染色剂及处理剂、增塑剂和动物饮料添加剂，化学工业用于生产甲酸氨、二甲苯甲酰胺、各种甲酸盐、防老剂等。近些年来，甲酸的需求量主要呈稳步增长的趋势。

目前，国内外生产甲酸的方法主要有三种：1)丁烷液相氧化生产醋酸副产甲酸法；2)甲醇羰基合成法，包括甲酸甲酯水解法和甲酰胺水解法；3)甲酸钠酸化法。由于前两种方法都涉及复杂的石油化工过程和分离过程，且投资较大、能耗高，所以工艺简单成熟的甲酸钠酸化法，特别是利用各种工业副产品甲酸盐为原料的酸化法渐渐受到重视。

现有的甲酸钠酸化法主要采用甲酸钠为原料，可加入硫酸、磷酸、过磷酸、多聚磷酸、五氧化二磷等酸化助剂间歇式生产甲酸，中国专利97103209.2、200610124470.4、200610200857.3、200610046124.9、200710200045.3、200710049836.0、200810070353.3、200910094683.0所公开的各种酸化助剂酸化甲酸钠制备甲酸的方法中，均是采用间歇式的生产方法。这种间歇式生产甲酸的方法，一般采用卧式蒸馏釜，最大尺寸为直径1.5m×长4m，单套最大规模年产甲酸约为1000吨，不仅操作复杂、蒸发效率差、甲酸收率低、适应面窄，而且限制了甲酸的生产能力，不适合大规模生产需要，无形中加大了投资和生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种工艺流程简单、操作弹性大、甲酸收率高、钠盐质量好、生产成本低，适合大规模生产需要且可连续高效分离甲酸钠法产物甲酸和副产物钠盐的高效分离方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现，其步骤为：

(1)向含甲酸的物料中投入酸化剂酸化，酸化反应后得到混合物料；

(2)将酸化反应后得到的混合物料，由输送泵输送至螺杆挤出机进料端口分离，分离产物甲酸由脱挥装置排气口排出，副产物钠盐由螺杆挤出机出料端口排出；

(3)脱挥装置排气口排出气体甲酸经冷凝后收集得到成品甲酸，甲酸收率大于90％。

步骤(1)中含甲酸的物料是甲酸钠、甲酸钙、甲酸铵中的一种。所述的酸化剂是硫酸、磷酸、过磷酸、多聚磷酸或五氧化二磷中的一种或一种以上，在步骤(1)中，加入酸化剂的同时，还可以加入酸化助剂，所述的酸化助剂是甲酸，考虑到甲酸钠酸化法在酸化剂、酸化助剂、原料配比、主反应条件和流程等上的不同，酸化后得到的甲酸和钠盐的混合物统一称为“混合物料”。其中，含甲酸的原料与酸化剂之间的摩尔比例为100∶1-1∶100，酸化助剂用量体积小于产物甲酸理论产量体积的100％。

步骤(2)中螺杆挤出机为单螺杆、同向双螺杆或异向双螺杆等中的一种。

步骤(2)中螺杆挤出机为排气式平行双螺杆挤出机，排气口为3个。

步骤(2)螺杆挤出机的螺杆温度控制在75-150℃，螺杆转速为5-500r/min，脱挥装置真空度0-0.1Mpa。

步骤(3)中气体甲酸冷凝前净化，是否需要净化，视具体酸化工艺而定。

本发明所述的甲酸钠法产物甲酸和副产物钠盐的高效分离方法，与现有技术相比，在不改变原有的酸化形式和设备的条件下，不仅有效降低了设备改造和投资费用等，还最大限度的保留了原有酸化法的相应优点。同时采用双螺杆挤出机替代了现有的间歇式蒸发系统，不仅操作简单实现了物料的连续分离，而且适应的物料体系范围大，损耗低，分离时间短，甲酸收率高，甲酸收率在90％以上，生产成本低，还比较适合大规模工业化生产，单套双螺杆挤出机所分离的物料可年产甲酸10000吨。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明的保护范围并不只限于这些例子。

实施例1