[發明專利]膜法制備甲酸鉀的方法

有效

• 申請號: 201610317731.8
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105967995B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 李君占
• 申請（專利權）人: 北京鑫佰利科技發展有限公司
• 主分類號: C07C53/06
• 分類號: C07C53/06;C07C51/41
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技術領域

本發明涉及化工領域，具體涉及甲酸鉀的改進制備方法，特別涉及膜法制備甲酸鉀的方法。

背景技術

目前，甲酸鉀生產工藝因原料不同而有以下幾種。

（1）甲酸法

以甲酸與氫氧化鉀為原料反應生成甲酸鉀和水。

KOH+HCOOH——HCOOK+H₂O

以甲酸與碳酸鉀為原料反應生成甲酸鉀和水。

K₂CO₃+2HCOO₂——HCOOK+CO₂+H₂O

以甲酸和氫氧化鉀或碳酸鉀在一定條件下直接反應制取甲酸鉀，其工藝過程是將甲醇和氫氧化鉀或碳酸鉀加入反應器中，進行攪拌，并控制反應溫度，便可制取甲酸鉀，再將制取的甲酸鉀送入蒸發器，蒸發甲酸鉀中反應生成的水，并使甲酸鉀呈熔融狀，制成產品，便可供用戶使用。但想得到較高純度的甲酸鉀還需要配套相對復雜的提純工藝，成本高，質量偏低。該方法可參見專利CN02110175.2。

（2）CO和KOH高壓合成法

以CO和氫氧化鉀為原料，反應生成甲酸鉀，沒有副產物。

CO+KOH——HCOOK

目前國內主要采用的是CO法生產甲酸鉀。

用純度達到90%以上的CO氣體與濃度為3-5M的氫氧化鉀溶液，在壓力1.0-1.7MPa，溫度180℃下合成，得到6.6-7.5M的甲酸鉀合成液，最后經澄清、濃縮結晶后得到產品。該方法能夠利用含有CO的廢氣，減少環境污染，但氫氧化鉀成本較高，且為了產生反應所需要的溫度和壓力條件需要消耗大量的能源，屬于高耗能方法。

其工藝過程包括合成氣變壓吸附、合成反應、蒸發濃縮、結晶、離心分離、干燥包裝等工藝步驟，可參見專利CN00112814.0、CN03120711.1。

（3）酸堿中合法

該中和法包含氫氧化鉀和甲酸中合法、碳酸鉀與甲酸中合法及碳酸氫鉀與甲酸中和法，這三種方法具有工藝簡單易操作的優點，但上述方法均要用到具有揮發性腐蝕性的甲酸作為原料，造成其生產成本高、污染嚴重、設備造價高且工人易受到傷害的缺點。

（4）陰陽離子交換樹脂法

這種方法解決了現有技術中存在的制備甲酸鉀的工藝總體上存在著成本高能耗高的問題。

其步驟包括，以陽離子交換樹脂為反應載體，將濃度為15%-30%的KCl溶液與陽離子交換樹脂進行交換反應，反應時間為2-12小時；然后洗凈陽離子交換樹脂，再用20-60%的甲酸鈉溶液繼續和陽離子交換樹脂經行反應，最后得到甲酸鉀溶液，經過濃縮沉降處理后結晶得到合格產品。能耗大大降低，間接使產品成本下降。反應后沒有有害物質產生，沒有環境污染。由于產生的甲酸鉀溶液幾乎沒有有害雜質，所以結晶后純度高，質量優良。但所用原料為15%-30%的KCl溶液，原料價格較高，導致產品的成本增加。該方法可參見專利CN200610012740.2。

（5）甲醛、氫氧化鉀和異丁醛水中反應法

這種方法使用摩爾比為1:1:1至3:2:1的甲醛、氫氧化鉀和異丁醛在0-100℃、優選30-70℃的溫度下在水中反應。中和所得到的反應溶液到PH值為4-6并且在第一步中蒸發，由此得到兩相，一個有機相和一個水相，后者包括主要部分的甲酸鉀，隨后將所述有機相和水相分開，在水相0-0.1巴的壓力下且在160-250℃的溫度下發生最終蒸發之后，得到甲酸鉀的熔體，加入水然后過濾，得到甲酸鉀含量大于99WT%的溶液，該WT%基于無水基礎計算。這種方法得到的產品純度高，但由于使用了有機溶劑甲醛和異丁醛，容易造成環境污染。該方法可參見專利CN200780050087.1。

（6）海水吸附法

這種方法以海水、苦鹵或其他含鉀鹵水為原料，用天然斜發沸石作為無機離子吸附劑實現鉀富集，用水將吸附飽和后的吸附劑中的原料頂出進而以甲酸鈉溶液洗脫吸附劑，制得富鉀液，再將富鉀液經兩次蒸發濃縮離心分離制得工業用75%液體甲酸鉀成品，或將液體甲酸鉀再經蒸發濃縮、冷卻結離心分離得到固體甲酸鉀產品。天然斜發沸石經洗脫再生后可循環利用，反應過程中所產生的廢水和濕甲酸鈉均可循環使用。與現有技術相比，本方法來源廣泛、成本低廉、環保，但適于沿海及內陸鹵水資源豐富地區。該方法可參見專利CN201110234307.4。

發明內容

為了解決上述現有技術方案中的不足，本發明提供了一種低成本的膜法制備甲酸鉀的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：