[发明专利]五氧化二磷雾霾浓缩稀甲酸的方法及装置

说明书

本发明公开了一种五氧化二磷雾霾浓缩稀甲酸的方法及装置，其特征在于：通过由反应釜、填料塔、泵和风机等部件组成的装置，使五氧化二磷产生雾霾，并在填料表面与稀甲酸接触，解决了五氧化二磷与稀甲酸溶液反应太快，大量放热，产生局部高温使甲酸分解，影响甲酸回收率的问题。具有操作过程方便简捷、产品及副产品质量优良、无废水排放等优点，其推广应用将会给生产企业带来良好的社会和经济效益。

一、技术领域

本发明属于化工企业生产废水回收处理，尤其是涉及到一种五氧化二磷雾霾浓缩稀甲酸的方法及装置。

二、背景技术

甲酸在做工业溶剂等使用过程中，产生大量的稀甲酸溶液。甲酸的沸点为100.7℃，与水的沸点差只有0.7℃，且与水形成恒沸点，用常规的精馏方法很难浓缩稀甲酸。以往提纯甲酸的方法已有很多文献报道，只有少量生产应用，都没有推广。例如：发明专利《一种甲硝唑废水的处理方法》，201110202387.5，周拥军等。它的主要思路为将上述过滤滤液蒸发、冷却、结晶、过滤得甲酸钠和硫酸钠的混合盐，用硫酸酸化混合盐，蒸出甲酸。但由于能耗大，没能实现产业化。

有人将吸水剂五氧化二磷加入稀甲酸溶液中吸收水分后蒸发，冷凝蒸汽得高浓度甲酸，蒸发残液为磷酸。但五氧化二磷与稀甲酸溶液反应太快，大量放热，局部产生高温使甲酸分解和杂质碳化，影响甲酸回收率和磷酸品质。因此，一些生产厂家将稀甲酸作废水直接排放，给环境造成极大污染。

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能减缓五氧化二磷与稀甲酸溶液反应速度，避免局部产生高温使甲酸分解和杂质碳化，以提高甲酸回收率和磷酸品质的方法及装置。

本发明的技术方案是：五氧化二磷雾霾浓缩稀甲酸的方法及装置工艺流程如下：

(1)向反应釜中加入适量稀甲酸m kg；

(2)根据稀甲酸质量百分浓度C_稀、所需甲酸产品的质量百分浓度C_浓、磷酸含五氧化二磷72.5％和工业磷酸质量百分浓度85％，计算五氧化二磷投入量M

m(1-C_稀)＝m C_稀(1-C_浓)/C_浓+(M/0.725)(1-0.85)/0.85

m(1-C_稀)-m C_稀(1-C_浓)/C_浓＝(M/0.725)(1-0.85)/0.85

M＝[m(1-C_稀)-m C_稀(1-C_浓)/C_浓]0.725*0.85/(1-0.85)

(3)先启动泵，将反应釜中酸液送到填料塔顶喷淋，沿着填料表面下流回到反应釜中；

(4)后启动风机，风进入填料塔底，经填料层缝隙上升到塔顶，经风管回到风机入口；

(5)紧接着向风机出口风道中缓慢连续投入五氧化二磷，风道中五氧化二磷被风雾霾，在随风经填料层缝隙上升的过程中，被填料表面酸液中的水吸收生成磷酸，随酸液流入反应釜；

(6)M kg五氧化二磷加毕，先依次关风机和泵，然后，蒸发釜液，将所产生的甲酸蒸汽冷疑得甲酸产品，釜液温度升到213℃时停止蒸发；

(7)蒸残液为85％的磷酸产品。