[發(fā)明專利]混合串并聯(lián)法利用工業(yè)爐尾氣生產(chǎn)甲酸鈣的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810338613.4
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108383714A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周世立;林榕
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州開陽青利天盟化工有限公司
• 主分類號: C07C53/06
• 分類號: C07C53/06;C07C51/41;C07C51/145;C07C53/02
• 代理公司: 貴陽中工知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 52106
• 代理人: 劉安寧

混合串并聯(lián)法利用工業(yè)爐尾氣生產(chǎn)甲酸鈣的方法，方法包括（1）尾氣凈化處理：尾氣經(jīng)過除塵?脫硫?脫磷?脫除二氧化碳?提純，得到作為羰基合成甲酸原料的一氧化碳；（2）合成甲酸鈣；將清水與石灰反應(yīng)得到石灰乳液；將石灰乳液送入反應(yīng)釜與一氧化碳?xì)怏w在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行羰基合成，反應(yīng)結(jié)束后，將甲酸鈣固?液混合物送至離心分離機(jī)分離出甲酸鈣結(jié)晶；分離出來的甲酸鈣飽和溶液，經(jīng)過蒸發(fā)得到甲酸鈣結(jié)晶，送去烘干、包裝得到甲酸鈣。本發(fā)明方法反應(yīng)釜串并聯(lián)混合組合，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜最高效率運(yùn)行，提高能源綜合利用，降低蒸汽消耗實(shí)現(xiàn)變廢為寶，降低生產(chǎn)成本又減少環(huán)境污染；同時滿足市場對甲酸鈣的需求。適用于有富含CO的工業(yè)排放氣的企業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及甲酸鹽，具體而言，涉及甲酸鈣的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

作為一種化工產(chǎn)品，甲酸鈣主要用途是：①用作新型飼料添加劑，特別是仔豬飼料；②已被廣泛采用于建筑行業(yè)作水泥速凝劑；③用作植物生產(chǎn)調(diào)節(jié)劑；④用作新型脫硫劑。甲酸鈣在歐盟、俄羅斯、美國應(yīng)用廣泛，但在國內(nèi)由于傳統(tǒng)中合法生產(chǎn)工藝成本高昂仍處于剛起步的階段。

利用工業(yè)廢物生產(chǎn)甲酸鈣，已經(jīng)有專利ZL2013107234142號《一種工業(yè)排放一氧化碳尾氣合成甲酸鈣聯(lián)產(chǎn)甲酸鉀的方法》、ZL2013107234123號《一種工業(yè)排放一氧化碳尾氣間歇式反應(yīng)合成甲酸鈣的方法》以及2013102819624號《利用電石渣和一氧化碳合成甲酸鈣的方法》等。然而，這些專利技術(shù)都只是處于一種理論上的探討而非實(shí)際可采用的生產(chǎn)技術(shù)，難以工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種混合串并聯(lián)法利用工業(yè)爐尾氣生產(chǎn)甲酸鈣的方法，實(shí)現(xiàn)利用工業(yè)爐尾氣大規(guī)模低成本地生產(chǎn)甲酸鈣。

發(fā)明人針對原料特性、反應(yīng)原理及條件、反應(yīng)器進(jìn)行了詳細(xì)研究，設(shè)計切實(shí)可行的工藝流程，找到實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的工藝路線，研究內(nèi)容如下：

1．反應(yīng)條件的選擇

CO羰基合成甲酸鈣的過程中存在3個主要反應(yīng)：

⑴ 羰基合成甲酸

H₂O+CO→HCOOH ΔH=-24.547kJ/mol

⑵ 甲酸與氫氧化鈣的中和反應(yīng)

2HCOOH+Ca(OH)₂→Ca(HCOO)₂

⑶ 羰基合成的副反應(yīng)

H₂O+CO→H₂↑+CO₂↑ ΔH=-38.872kJ/mol

⑴和⑶的兩個反應(yīng)都是不可逆的放熱反應(yīng)。其中反應(yīng)⑴、⑵是目標(biāo)反應(yīng)，而反應(yīng)⑶是有害的副反應(yīng)。因此反應(yīng)條件的選擇原則是有利于反應(yīng)⑴和⑵同時抑制反應(yīng)⑶。

反應(yīng)⑴的吉布斯自由能值為-5.42 kJ/mol，因此反應(yīng)需要在一定的起始溫度下才能觸發(fā)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，反應(yīng)觸發(fā)起始溫度為160℃。因此反應(yīng)釜需要有加熱裝置。隨著溫度升高，反應(yīng)速度加快。溫度超過200℃后反應(yīng)速度增加不明顯，同時由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，過高的溫度不利于反應(yīng)平衡。因此反應(yīng)溫度在170℃～190℃，可以獲得一個合理的反應(yīng)速率。在這個溫度下還可以有效抑制反應(yīng)⑶的進(jìn)行。

反應(yīng)觸發(fā)后由于是放熱反應(yīng)，因此可以停止加熱，利用反應(yīng)放熱維持反應(yīng)溫度，同時需要移走多余熱量，防止超溫。因此反應(yīng)釜內(nèi)要有冷卻裝置。

2. 反應(yīng)釜內(nèi)熱平衡計算：

反應(yīng)選取有效容積6m³的反應(yīng)釜，電加熱，內(nèi)外置冷卻加熱盤管。反應(yīng)初始時首先加入6m³的15%石灰乳液，初始溫度60℃，升溫至≧150℃。

石灰乳波美度、密度對照表：