[發明專利]用萃取磷酸和甲酸鈉制備甲酸的方法

有效

• 申請號: 200710049836.0
• 申請日: 2007-08-24
• 公開（公告）號: CN101139278A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 羅云;曹正祥;鄧敏
• 申請（專利權）人: 宜賓天原集團股份有限公司
• 主分類號: C07C53/02
• 分類號: C07C53/02;C07C51/02
• 代理公司: 內江市三正專利事務所
• 代理人: 魏常巍

技術領域

本發明涉及一種甲酸的制備方法，具體地說是采用萃取磷酸與甲酸鈉反應制備甲酸的方法。

背景技術

已知的是，由甲酸鈉制備甲酸，可加入硫酸、磷酸、過磷酸或聚合磷酸、五氧化二磷等酸化助劑酸化制備甲酸，中國專利97103209.2、200610124470.4、200610200857.3公開了各種酸化助劑酸化甲酸鈉制備甲酸的方法，這些方法已經被生產實踐檢驗過是切實有效的，其中，由硫酸酸化甲酸鈉制備甲酸，酸化后得到的硫酸鈉使用價值較低，而且排出大量的二氧化碳也嚴重污染環境，這種方法基本上被淘汰；而用磷酸、聚磷酸酸化甲酸鈉制甲酸的方法，由于其可聯產使用價值高的磷酸二氫鈉，進一步生產其他磷酸鹽，如三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉，且污染較小，因此在工業上得以普遍采用，但是，作為酸化劑的磷酸或聚磷酸，要求其品質均較高，這樣就大大地增加了甲酸的制造成本。

同時，由于酸化是放熱反應，而甲酸在局部過熱下又容易分解，產生一氧化碳和水；如果分解溫度大于100℃，甲酸會被氧化生成二氧化碳和水，生成的水導致甲酸的濃度不高，不能得到95％以上的高濃度甲酸；進一步還會產生碳酸鈉，不僅會大大降低甲酸的濃度，更會帶來副產物多、甲酸品質下降和三廢嚴重的問題。

中國專利200610200857.3公開了一種制備95％高濃度甲酸的方法，它是通過采用含有還原性多組分聚合磷酸混合物為酸化劑來酸化甲酸鈉生產95％高濃度的甲酸，其原理是利用聚合磷酸混合物的高吸附性能吸收反應體系內的水分，從而提高甲酸的濃度，但是，該工藝的缺點是聚合磷酸混合物的使用量要增大，也可能吸附一定量的甲酸，雖然其稱能得到95％高濃度的甲酸，但是在現實的生產過程中，是遠遠達不到這種濃度的，此外，其后續處理工藝相對于傳統技術來講，更加復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點而提供一種采用低品質磷酸為原料生產高濃度甲酸的方法，該方法不僅可以大大降低甲酸的制造成本，而且還能夠控制反應溫度，限制副反應的發生，且操作簡便。

本發明的目的是這樣實現的：

濕法磷酸是采用無機酸分解磷礦石，成本低，但雜質很多，因此必須進行凈化精制。目前世界上采用濕法磷酸進行凈化精制主要采用的方法有化學沉淀法、離子交換法、磷酸濃縮凈化法、溶劑萃取法和結晶法，在目前看來，溶劑萃取法是唯一能將濕法磷酸精制成工業級或食品級磷酸的方法，原因在于，濕法磷酸中含有多種多樣的雜質，采用化學法或其它方法只能針對某一種離子進行脫除，對金屬離子，特別是鈉、鎂、鐵、鋁、鈣等，采用化學法尤其困難。

濕法磷酸的凈化所采用的溶劑萃取法，首先是對濕法粗磷酸進行一定程度的預處理，如脫硫、脫氟和脫色，化學處理過濾SO4^2-、Si、F等，濃縮P₂O₅濃度一般在50％以下，以滿足下一步萃取的需要；然后再進行萃取、反萃取，濃縮得P₂O₅濃度為50％的工業級磷酸，萃取殘液回收溶劑后外排。

如果要同時解決將濕法磷酸作為制備甲酸的原料，又要使甲酸鈉酸化過程中的反應溫度控制在80℃以下這兩個技術問題，需要面對如下難題：

一是需要從磷酸的萃取液中將磷酸有效地分離出來，將萃取劑去除，因為將萃取劑帶入甲酸反應系統中，有可能要與其他物質發生反應，影響甲酸的生產和品質，但如果要將磷酸分離出來，則需要較為復雜的工序；二是必須將酸化反應所產生的大量熱量均勻地帶走，從而控制反應溫度，如果能夠找到一種合適的抑制劑控制反應溫度，即能避免副反應的發生。

因此申請人考慮到，如果磷酸的萃取劑和酸化反應的抑制劑是同一種物質，則可以同時解決上述兩個技術難題，為此，本發明基于以下幾個方面考慮，選擇了一種溶劑，它即可在磷酸萃取時作萃取劑，又可以在磷酸與甲酸鈉反應時做抑制劑：

一是該溶劑對磷酸的選擇性較高，有較好的萃取效果；

二是該溶劑不和反應體系中的任何物質發生反應；

三是該溶劑的沸點低于80℃；

四是該抑制劑無毒，對產品品質沒有任何影響。

為此，本發明的技術方案是：

(1)將P₂O₅含量達50％的濕法磷酸用異丙醚在10℃條件下萃取，得H₃PO₄含量達32-58％的異丙醚萃取液；

(2)將上述異丙醚萃取液和甲酸鈉按磷酸和甲酸鈉的反應劑量加入到反應器中進行酸化反應得到甲酸。