[发明专利]甲硝唑生产过程中甲酸溶剂的循环回收方法

说明书

一、技术领域 

本实用发明属于稀甲酸的回收方法，尤其是涉及一种甲硝唑生产过程中甲酸溶剂的循环回收方法。

二、背景技术 

甲硝唑是一种高效抗滴虫病，也可治疗各种类型的阿米巴病、痤疮和酒槽鼻，近年来作为一种抗微生物剂，特别是作为抗厌氧菌药物，具有抗菌谱广、疗效显著、耐菌药株不多，各种途径给药均易吸收和分布的特点，被世界卫生组织(WHO)作为抗厌氧菌的首选药物。

目前已经报道的合成甲硝唑的方法为：将2-甲基-5-硝基咪唑溶解于甲酸溶剂中，逐次加入环氧乙烷和硫酸，反应得羟化液。先加热蒸发羟化液得稀甲酸水溶液，后加水用氢氧化钠调pH、放置冷却、结晶、过滤得甲硝唑。 

甲酸，又称作蚁酸，分子式为HCOOH，无色而有刺激气味，且有腐蚀性，人类皮肤接触后会起泡红肿。甲酸是重要的化工原料和溶剂，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。在上述工业过程（如甲硝唑生产过程）中，产生大量的稀甲酸溶液。由于甲酸与水的沸点差只有0.7℃，且与水形成恒沸点，所以用常规的精馏方法很难浓缩稀甲酸。如何浓缩稀甲酸，已有的做法很多。如发明专利《间歇共沸精馏法提纯甲酸溶液的装置和方法》，CN101596371A，许松林等。它的主要思路为首先采用环己烷做共沸剂，将质量浓度为10％的稀甲酸水溶液初步浓缩到30％；再使用氯苯作夹带剂，塔顶先不断采出氯苯和水的共沸物，待塔顶温度在95℃-102℃时采出氯苯-甲酸-水的混合组成，分相后甲酸的质量分数可达60％-70％；最后使用加压精馏，控制压力在4atm，塔釜可达到80-85％左右的高浓度甲酸溶液；又如发明专利《一种甲酸提纯的新方法》，CN101391945A，丁成荣等。它的思路为用无水氯化钙脱去甲酸中的水，然后蒸馏得到高浓度甲酸。但这两种方案，前者设备费用大，分离效果差，后者间歇操作人工费用大，有酸雾污染环境。上述类似的工艺只有少量生产应用，都没有推广，致使市场上有大量稀甲酸供应，价格低廉。有的化工企业将稀甲酸作废水直接排放，造成环境污染。 

三、发明内容

本发明的目的就是要解决上述技术问题，为化工企业提供一种设备简单、投资小、收率高、连续生产、操作方便的甲硝唑生产过程中甲酸溶剂的循环回收方法。

本发明的技术方案是：甲硝唑生产过程中甲酸溶剂的循环回收方法的工艺流程如下： 

（1）利用磷酸循环浓缩稀甲酸装置的加热脱水釜，脱除稀磷酸中的水份，得粘稠状聚磷酸；

（2）将粘稠状聚磷酸压入吸水塔顶部，吸收水份稀释后，沿填料层下流，后逐渐变成稀磷酸，流进稀磷酸贮存釜；

（3）用泵将稀磷酸送入脱水釜。

（4）采用蒸发器蒸发羟化液，得质量浓度为20～80%的稀甲酸蒸汽； 

（5）让甲酸蒸汽先通过蒸发器上方冷填料层或有进料稀甲酸溶液下流的填料层，除去甲酸蒸汽中固体夹带物；

（6）通过有粘稠状聚磷酸的吸水塔，除去甲酸蒸汽中的大部分水份；

（7）浓缩后的甲酸蒸汽通过冷凝管冷凝成高浓度甲酸液体。

所述磷酸循环浓缩稀甲酸装置（本人已申请实用新型专利，申请号为：201320486117.6）是由蒸发器、贮存釜、吸水塔、冷凝器和贮存槽等部分组成，蒸发器上方设填料和进料阀，蒸发器填料上方与贮存釜之间通过管道相通，贮存釜上方设吸水塔，吸水塔内设填料，顶部设喷头，上方设置脱水釜。脱水釜底部设置排液口，通过带磷酸阀的管道与喷头相连，吸水塔侧面靠近塔顶处设置出汽口，通过管道与冷凝器中的冷凝管的进汽口连接，冷凝管的出口端通过带产品阀的管道与甲酸贮存槽连通，冷凝器下部设冷却水进水阀，上部设冷却水出口；贮存釜下部出料口设置磷酸循环泵，其进口管接入磷酸贮存釜内底部，出口管插入脱水釜中，脱水釜上侧壁设置加热介质出口阀，下侧壁设置加热介质进口阀。 

本发明专利的有益效果在于：由于采用磷酸循环脱水，使甲硝唑生产过程中甲酸溶剂的回收实现连续操作，可广泛应用于化工生产企业对产生的大量稀甲酸溶液进行脱水回收，其推广应用将会为企业带来丰厚的经济效益。 

四、附图说明 

图1为本发明的结构示意图

图中：1为蒸发釜，2为出渣阀，3为出料阀，4为进料阀，5为蒸汽阀，6为管道，7为贮存釜，8为吸水塔，9为填料，10为喷头，11为磷酸阀，12为冷凝器，13为冷凝管，14为进水阀，15为产品阀，16为贮存槽，17为加热介质出口阀，18为加热介质进口阀，19为脱水釜，20为循环泵，21为填料。

五、具体实施方式 

实施本发明时，先向脱水釜19加入稀磷酸，打开加热介质出口阀17和加热介质进口阀18，加热脱除稀磷酸中的水分；待脱水釜液温度升到150—350℃时，稀磷酸变为聚磷酸；然后打开磷酸阀11，让粘稠状聚磷酸流入填料层，边向下流动，边吸收水份，最后流进磷酸贮存釜7。接着向蒸发器1加入适量羟化液，然后依次打开加热蒸汽阀5和冷却水进水阀14。稍后，蒸发器1内的羟化液沸腾，产生的蒸汽上升到填料层21，除去固体夹带物，然后自连接管道6进入吸水塔8底部。蒸汽在吸水塔8内流动的过程中，水份被填料9表面的聚磷酸和高浓磷酸吸收。上升到吸水塔8顶部的蒸汽进入冷凝器12中的冷凝管13，被冷凝成浓甲酸，流进甲酸贮存槽16。当蒸发器1液面低于出料口时，打开出料阀3和进料阀4，并将羟化液进料流量和加热介质进口流量调节到一定值。当贮存釜7中的稀磷酸液位达到1/2至2/3时，自动启动循环泵20，将稀磷酸送入脱水釜19。