[发明专利]用过磷酸酸化甲酸钠生产甲酸联产各种磷酸盐的方法

说明书

本发明涉及脂肪族羧酸及碱金属盐类，具体而言，涉及甲酸和磷酸钠盐的制造方法。

在制造甲酸的现有技术中，除了羰基合成甲酸甲酯法外，国内大多采用黄磷尾气或含有CO的各种煤气与烧碱合成甲酸钠，再用浓硫酸酸化而制得甲酸的方法。这类方法的主要缺点是：生产的甲酸浓度一般仅有85％；副产物工业芒硝附加值低，总的经济效益不高；酸化过程操作难以掌握，稍有不慎，浓硫酸局部过多易造成甲酸分解。

近年来，国内一些文献记载了采用磷酸酸化甲酸钠的研究或试验成果，例如“甲酸联产五钠试验初探”(《甲酸与草酸通讯》1991年6月第1期)、“磷酸法合成甲酸的试验研究”(《陕西化工》1991年第5期)、“甲酸联产磷酸盐新工艺工业试验”(《磷酸盐工业》1994年第4期)等。这些试验研究所用的磷酸基本上都是工业磷酸，其浓度为85％，最高浓度也只有94％；因此所制得的甲酸浓度不高，用85％的磷酸酸化甲酸钠全程收料为浓度仅有70％的甲酸水溶液；用94％的磷酸酸化甲酸钠，“全程收料为85％以上的产品甲酸”。前者所得70％的甲酸水溶液需要连续3次萃取精馏，十分麻烦也不经济；后者所得产品甲酸的理论值浓度也不过达86％，这无法保证工业化生产。通过实践得知，用94％浓磷酸酸化甲酸钠，不仅要返回大量甲酸或者用大量甲酸作底酸，而且投料和混料工业化操作很困难，要么搅拌不动，要么需要不断返回大量甲酸，生产周期长，放料也很不容易。可见，用普通的工业磷酸酸化甲酸钠，难以实现工业化生产。

本发明的目的就在于克服上述技术的不足，提供一种用过磷酸酸化甲酸钠生产甲酸联产各种磷酸盐的工业化生产方法。

本发明的方法包括：(1)用过磷酸酸化甲酸钠，利用酸中第一个氢离子的化学能进行复分解，使甲酸钠转化为甲酸和NaH₂PO₄——复合磷酸钠盐；(2)该酸化过程是在搅拌下，陆续将甲酸钠投放于过磷酸之中，在常温至甲酸沸点温度下完成的；(3)酸化后的物料迅速放入蒸馏釜中，蒸馏出甲酸，通过冷凝为产品；(4)蒸出甲酸后的副产物于80℃配制成40％的溶液，沉淀出杂质后放入调料罐，再通过调整pH值，并按常规方法生产各种磷酸盐。

本发明的方法所用的过磷酸，浓度以P2O5计为69.6％～86.9％。

酸化过程中，为了物料搅拌均匀，可以返回少量浓度为85％～90％的甲酸溶液，其量视物料搅拌情况而定；搅拌均匀后要迅速提高反应釜温度，然后迅速放入蒸馏釜中。酸化过程可以在反应釜中进行，也可以直接在蒸馏釜中进行。蒸馏出甲酸的时间为2～8h。

副产物的溶液，通过调整pH值，可以生产的磷酸盐包括磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠以及各种复合磷酸钠盐。例如副产物于80℃配制成40％的水溶液，快速沉淀杂物，放入调料罐中，调整P₂O₅含量就得到生产六偏磷酸钠的料液。

本发明的方法与现有技术相比具有如下优点：(1)与采用浓硫酸酸化甲酸钠工艺相比，本方法生产成本低，每吨甲酸产品节省相当于1吨烧碱或相当于1.325吨纯碱的费用；(2)与采用工业浓磷酸酸化甲酸钠工艺相比，本方法酸化过程简便、顺利，返酸量少，能够实现工业化生产；而且产品甲酸浓度高，全程收料可达89％～96％；(3)采用本方法能生产出符合国家标准一级品的六偏磷酸钠产品。

附图1为用过磷酸酸化甲酸钠生产甲酸副产NaH₂PO₄——复合磷酸钠盐工艺流程示意图，附图2为以副产NaH₂PO₄——复合磷酸钠盐制造各种磷酸钠盐工艺流程示意图。