[發明專利]一種聚磷酸和甲酸鈉反應聯產高濃、高純甲酸和磷酸二氫鈉的方法

有效

• 申請號: 201310044745.3
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103130636A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 張宜輝
• 申請（專利權）人: 貴州省惠水川東化工有限公司
• 主分類號: C07C53/02
• 分類號: C07C53/02;C07C51/02;C01B25/30
• 代理公司: 云南派特律師事務所 53110
• 代理人: 張怡

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種利用黃磷尾氣制取甲酸鈉，與聚磷酸反應聯產高濃、高純甲酸和磷酸二氫鈉的方法。?

背景技術

我國擁有世界上最豐富的磷礦資源，黃磷的儲量、產量和市場占有率均位居世界首位。一般，每生產1噸黃磷，約副產2800～3000m³的尾氣，這些尾氣的主要成分是一氧化碳，占總質量分數的87～92%，其余雜質主要是硫化物、磷化物和灰分等，尾氣熱值為1.05～1.1×10⁷J/m³。由于黃磷尾氣成分復雜、凈化難度大且投資大，因此大多數企業直接將尾氣放空燃燒。這一方面造成能源浪費，另一方面會污染環境，不符合國家節能環保、發展循環經濟的要求。尤其是2009年實施“黃磷行業準入條件”以來，明確規定黃磷尾氣不能直接燃燒，必須實行資源化合理利用，新建裝置尾氣綜合利用率要達到90%以上。因此，黃磷尾氣的回收與利用被提到了前所未有的高度。?

目前黃磷尾氣利用主要有兩種方式：一種是作為燃料用做干燥熱媒、生產熱水或富產蒸汽發電等，另一種是作為原料經凈化后生產碳一化工產品，如甲酸鈉、甲醇、二甲醚、甲酸甲酯等。其中由于深度凈化的一氧化碳尾氣與燒堿反應制取甲酸鈉的技術已經成熟，且甲酸鈉是一種重要的化工中間體，經酸化后可制取高附加值的甲酸產品，因此甲酸鈉酸化制甲酸是黃磷尾氣資源化利用的可行途徑之一。以往常采用硫酸作為酸化劑制取甲酸，但該法的副產物硫酸鈉價格低廉，對環境污染大，導致甲酸成本偏高，失去市場競爭力。于是結合黃磷生產企業的資源優勢，就地取材，又分別出現了以稀磷酸、過磷酸代替硫酸作為酸化劑的技術。前者如中國專利200610124470.4，因稀磷酸中含較多水分，而甲酸與水沸點接近，在107℃左右會生成共沸物，很難實現兩者的分離和甲酸濃縮，因此無法獲得高濃度的甲酸；后者如中國專利97103209.2，采用過?磷酸作為酸化劑，反應過程會有8%左右的甲酸被氧化或分解，如果氧化將生成一氧化碳和水，如果分解將生成二氧化碳和水，生成的水進而導致甲酸濃度不高、附加值不高，上述工藝制得的甲酸濃度基本為85%左右。?

近年來，我國的甲酸消費量不斷攀升。據相關資料統計，到2009年底，我國甲酸市場消費量為25萬噸，其消費比例是醫藥品占50%、農藥占13%，、化工占15%、橡膠及其他占22%。隨著我國畜牧業的大發展，甲酸作為青貯飼料及農作物的貯藏劑、防霉劑將有較大的潛在市場：因其在使用過程中可以分解成CO₂和H₂O，不產生環境污染。隨著環保要求的提高，其在制革和印染應用市場前景也看好，消費量正呈逐年上升之勢。但是隨著各廠家產能的提高，普通85%甲酸的市場已逐漸飽和，甲酸產品的效益呈逐步降低的趨勢。而高濃、高純甲酸在電子、醫藥、實驗室領域呈現出快速增長的市場需求，也具有更好的效益空間。?

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種聚磷酸和甲酸鈉反應聯產高濃度、高純度甲酸及磷酸二氫鈉的方法，解決黃磷尾氣資源化回收利用的同時獲得高濃、高純的甲酸產品。?

本發明的技術方案：一種聚磷酸和甲酸鈉反應聯產高濃、高純甲酸和磷酸二氫鈉的方法，所述方法包括以下工藝步驟：?

a、甲酸鈉合成液的制備：黃磷尾氣經水洗、堿洗、脫硫、加壓后與氫氧化鈉溶液在合成管內進行逆流反應，反應液溢流至蒸發釜，最后流入儲罐待用；?

b、甲酸鈉合成液的干燥處理：儲罐內的甲酸鈉合成液經過濾、除去雜質后進入三效蒸發器加熱蒸發，蒸發液再進入連續結晶器，結晶液經離心機離心得到甲酸鈉固體，離心后的甲酸鈉固體經耙式干燥釜干燥后制得成品甲酸鈉；?

c、制備甲酸及磷酸二氫鈉：將聚磷酸加入酸化釜攪拌待用，然后加入甲酸鈉在負壓下混合反應，反應后的物料進入蒸餾釜，通過蒸餾加熱使甲酸氣化，蒸餾過后的甲酸氣體經除塵、凈化、洗滌、精餾、脫水、冷凝、冷凍，制得高濃、高純甲酸成品。?

進一步的，所述步驟a中黃磷尾氣經水洗、堿洗、脫硫、加壓至2.0～3.0MPa。?

進一步的，所述步驟a中氫氧化鈉溶液為預熱至110～150℃的20%氫氧化鈉溶液。?

進一步的，所述步驟a中逆流反應的反應壓力為2.0～3.0MPa，反應溫度110～150℃，反應時間5～20分鐘。?

進一步的，所述步驟b中蒸發時的壓力≤0.8MPa，時間20～30分鐘。?

進一步的，所述步驟c中聚磷酸與甲酸鈉在酸化釜內混合反應時壓力≤-2.0MPa，反應時間5～10分鐘。?