[发明专利]一种制备高浓度甲酸的方法

说明书

本发明涉及一种共沸混合物的分离方法。具体地说，涉及一种采用共沸蒸馏工艺，从80-85重量％浓度的甲酸水共沸混合物中，制备纯度大于95％的甲酸产品的方法。

甲酸是基本有机化工原料之一，广泛应用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。在医药工业方面，可用于制取冰片、氨基吡啉、咖啡因、维生素B1和安乃近等药物；在制革工业方面，可用于制造皮革鞣软剂；在橡胶工业方面，可用作橡胶凝聚剂；甲酸还可用作印染媒染剂，纤维和纸张的染色剂及处理剂，增塑剂和动物调料添加剂，食品工业中用甲酸作防霉剂等。

目前国内的甲酸产品纯度均为80-85重量％，水含量为15-20重量％，90-95重量％的甲酸产品很少，而且两者的价格相差也较大，这是因为甲酸的沸点为100.5℃，水的沸点为100℃，两者十分接近和易生成共沸混合物；且甲酸和水是两个极性很强的物质，使甲酸和水混合物的分离和精制十分困难的缘故。因此如何把目前工业上常用的浓度为80-85％甲酸提纯到95重量％以上将是一件很有意义的工作。

中国专利CN85104491A公开了无水甲醇的制备方法，该方法是在甲酰胺存在下，水解甲基甲酸酯，然后蒸馏水解产物。

中国专利CN1063483公开了制备高纯度甲酸的方法。该方法采用了添加物亚硫酰二氯，使其与甲酸水溶液进行反应脱水，然后真空蒸馏。但由于工艺较复杂，且需消耗大量物质或试剂，故很少采用。

中国专利CN1069261A公开了一种制备高纯度甲酸的方法。该方法是把80-90重量％的甲酸水溶液冷冻至固体，然后升温至0-7℃，使冰解冻除去水。  美国专利US-A4877490和US-A4909907等介绍了从含水混合物中回收甲酸的方法。该方法通过与羧酸相当量的其它高沸点有机物的萃取蒸馏来获得，即甲酸和萃取剂从蒸馏釜液中回收，水从蒸馏液得到，蒸馏使用的萃取剂是苯甲酸乙酯或二甘醇二甲酯或苯甲酸乙酸酐等。

采用价格昂贵的萃取剂进行萃取精馏，生产高浓度甲酸的精馏方法，成本很很高。再加上这些萃取剂均为高沸点物质，使其回收和再利用十分困难。而且萃取效果也不够理想，因此这些方法在工业上不易实现。

采用甲酸丙酯、甲酸丁酯等共沸剂的共沸蒸馏，使塔釜能获得96％浓度的甲酸产品，但这些共沸剂易于水解，即在蒸馏过程中受热水解生成甲酸和丙醇或丁酯，从而使分离不能继续进行。

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明人经过长期的研究，对多种共沸剂进行了比较和多次反复的试验研究，提出了采用一种价廉的共沸剂一烷烃，提高甲酸浓度的方法，该方法在工业上有其重要的现实意义。

因此，本发明的目的是提供一种高浓度甲酸的生产方法，从80-85重量％的甲酸水溶液中除去水，生产高浓度的甲酸产品。

上述的共沸蒸馏方法包括以下步骤：

将C₅-C₁₀烷烃共沸剂和浓度为80-85重量％的甲酸水溶液原料，在蒸馏塔中部处一起加入蒸馏塔内，在塔顶温度为50-65℃，塔釜温度为69-100℃，压力为常压和塔釜内共沸剂浓度为50-70重量％条件下进行蒸馏，在塔顶形成了甲酸-水-共沸剂三元的最低共沸混合物，其蒸汽在冷凝器中经冷凝后，在分层器内分层形成油层和水层，油层回流至蒸馏塔内，水层采出，采出的水层即为浓度≥95％甲酸产品。

上述的共沸蒸馏塔的理论板数可以为20-40块。

上述的塔釜中的共沸剂的量为恒定值。

上述的塔釜连续采出的物料可以采用分层方法。