一種甲酸鈉生產(chǎn)甲酸的生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于化工領(lǐng)域，具體涉及高純無水甲酸的生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由甲酸鹽如甲酸鈉或甲酸鉀等加入硫酸、磷酸、過磷酸或聚合磷酸等無機(jī)酸進(jìn)行酸化制備甲酸，在 97103209、200610124470、200610200857、200710049836、200710049837、200710200045等專利中都公開了這種制備甲酸的方法，多年來這些方法已被證明是切實有效的。但由于所有這些工藝中都沒有對生成的甲酸蒸汽進(jìn)行精細(xì)且有效的提純及脫水，其所制得的甲酸含量均在85%?95%范圍內(nèi)，而且雜質(zhì)含量也很高，只能作為一般的工業(yè)用途。在有機(jī)合成特別是藥物生產(chǎn)中，作為原料的甲酸其純度要求很高，雜質(zhì)含量要求在PPm級，即純度在99.99%以上，水份含量則越低越好，一般要求在0.4%以下或更小。隨著制造技術(shù)的不斷進(jìn)步、有機(jī)合成及藥物合成的不斷發(fā)展，對這種高純無水甲酸的需求量越來越大，對純度及水份含量的要求也越來越高。
[0003]專利01804064提供了一種生產(chǎn)無水甲酸的方法，可以生產(chǎn)含量最高達(dá)99.5%的甲酸，且純度也較高，可一般滿足藥物合成的條件。但這種方法是以甲酸甲酯的合成及水解為基礎(chǔ)的，而其所稱的“無水或基本無水甲酸”的甲酸含量一般在99.5 %以下，水份含量也很難達(dá)到0.4%以下。且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備昂貴，生產(chǎn)中使用添加劑多，對產(chǎn)品純度產(chǎn)生一定限制，生產(chǎn)成本較高。
[0004]國內(nèi)甲酸生產(chǎn)企業(yè)很大一部分是以治理黃磷生產(chǎn)尾氣時回收的甲酸鈉為原料生產(chǎn)的。以此原料進(jìn)行綜合利用生產(chǎn)甲酸，其成本遠(yuǎn)低于甲酸甲酯水解法，也沒有甲酸甲酯水解法那樣的污水處理，是一個清潔、節(jié)能、環(huán)保、低碳、綠色的循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)工藝。但此工藝長期以來缺乏深度開發(fā)，產(chǎn)品質(zhì)量與含量只能維持在很低的水平上，產(chǎn)品只能作為低端應(yīng)用，無法在高端應(yīng)用上與甲酸甲酯法甲酸進(jìn)行競爭。這嚴(yán)重影響著酸化甲酸鹽生產(chǎn)甲酸工業(yè)的發(fā)展，也間接影響著黃磷及磷酸鹽工業(yè)的深化發(fā)展。
[0005]我國是黃磷生產(chǎn)大國，處理黃磷生產(chǎn)尾氣副產(chǎn)的甲酸鈉數(shù)量相當(dāng)大，再加上如季戊四醇等生產(chǎn)中副產(chǎn)的甲酸鈉，其來原非常廣泛。除了部分用于草酸生產(chǎn)外，大部分都用來生產(chǎn)甲酸。這種情況下如還要另外消耗寶貴的碳資源來產(chǎn)生甲酸甲酯以水解獲得質(zhì)量較高的甲酸是對資源的浪費。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型對酸化甲酸鹽生產(chǎn)甲酸的工藝進(jìn)行深度開發(fā)以獲得高純度的無水甲酸為目的，提供了實現(xiàn)甲酸鈉生產(chǎn)高純甲酸的生產(chǎn)系統(tǒng)，。
[0007]—種甲酸鈉生產(chǎn)甲酸的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括依次相連的酸化反應(yīng)器(I)、易揮發(fā)物吸收塔⑵、精餾塔⑶、增濃塔⑷、冷凝塔(5)、尾氣塔(6)、堿洗塔(7)。
[0008]其中裝置⑴包含有甲酸鹽進(jìn)料器(11)、酸進(jìn)料器(12)、混料器(13)、出料器
(14)、分離器(15)、攪拌器(16)。其操作方式是分批加料連續(xù)操作。
[0009]上述易揮發(fā)物吸收塔(2)是塔式吸收設(shè)備，帶有循環(huán)栗(21)。上述增濃塔(4)帶有再沸器(41)。這些設(shè)備除冷凝塔(5)是用玻璃制造，其余裝置(2)、(3)、(4)、(6)、(7)可以采用工程塑料制作。
[0010]上述易揮發(fā)物吸收塔(2)包含有變溫?fù)Q熱器(23)、析晶器(22)?？蓪崿F(xiàn)變溫操作及硫黃的析晶脫除。
[0011]精餾塔(3)的入料端位于精餾塔下部，出料端位于頂部。
[0012]增濃塔(4)底部與再沸器(41)相連，再沸器由多級組成，級數(shù)可在2?40內(nèi)選擇。裝置(41)的出料端位于(41)底部。增濃塔(4)出料端位于頂部。冷凝塔(5)的入料端位于頂部，出料端位于底部。
[0013]本實用新型中，甲酸鹽用無機(jī)酸酸化后產(chǎn)生的含量為90%?95%甲酸蒸汽，此蒸汽首先引入裝置(2)中脫除Cl \S等易揮發(fā)物雜質(zhì)。裝置(2)中通過循環(huán)栗(21)循環(huán)著吸收液，通過高低溫交替操作，徹底吸收甲酸蒸汽中的Cl \ S等易揮發(fā)物雜質(zhì)，并將其帶出。所述高低溫交替操作中，高溫是90-120°C，低溫是20-80 °C。
[0014]經(jīng)裝置⑵處理后的甲酸蒸汽進(jìn)入洗氣塔(3)，甲酸蒸汽在通過洗氣塔時，通過精餾其中的金屬雜質(zhì)及各種高沸點雜質(zhì)將被洗去而得以進(jìn)一步純化得高純甲酸蒸汽。
[0015]從裝置(3)頂部出來的高純甲酸蒸汽從中部進(jìn)入裝置增濃塔(4)，其底部的裝置再沸器(41)由多級組成，級數(shù)可在2?40內(nèi)選擇。由裝置41底部排出的是含量為78?85 %的高純甲酸，其純度達(dá)到99.99 %以上，帶出多量水份，達(dá)到為甲酸蒸汽的增濃目的。
[0016]經(jīng)增濃塔的甲酸蒸汽中的水份含量小于0.1%，從裝置(4)的頂部進(jìn)入裝置冷凝塔(5)，甲酸蒸汽在此被冷凝成高純無水甲酸，從裝置(5)的底部排出。
[0017]由于無水甲酸的揮發(fā)性很大，從裝置(5)出來的尾氣中還含有較多的甲酸，此尾氣進(jìn)一步被引入尾氣塔出)。在裝置出)中用純水對尾氣中的甲酸進(jìn)行多級吸收，生成含量為90%?95%的高純甲酸從裝置6的底部排出。尾氣塔是低阻力的類泡罩塔(泡罩填料混合型)，吸收劑為純水，吸收級數(shù)可在5?45內(nèi)選擇，總壓力損失小于100?5000Pa。尾氣吸收生成甲酸含量達(dá)90 %?95 %高純甲酸，其純度達(dá)99.99 %以上，可配制成含量為90 %或95 %的高純甲酸產(chǎn)品。而尾氣塔排出的氣體中的甲酸含量小于0.02%。
[0018]經(jīng)多級吸收后的尾氣中幾乎沒有甲酸存在，經(jīng)堿洗塔(7)堿洗后排空。
[0019]裝置(6)得到的含量90%?95%的高純甲酸可與裝置(41)排出的含量78%?85 %的高純甲酸配合制成含量從80 %?95 %的各種濃度的高純甲酸。
[0020]本實用新型工藝中用無機(jī)酸酸化甲酸鹽產(chǎn)生甲酸蒸汽的設(shè)備與操作方式不限于本文提及的單臺立式連續(xù)酸化裝置，也可適用于多臺立式連續(xù)酸化裝置、單臺或多臺立式間歇操作酸化裝置、單臺或多臺臥式間歇操作酸化裝置、單臺或多臺臥式連續(xù)酸化裝置。
[0021]本實用新型無機(jī)酸可以是硫酸、磷酸、多磷酸、聚磷酸、硝酸等無機(jī)酸，甲酸鹽包括甲酸鈉、甲酸鉀、甲酸鈣等。
[0022]有益效果
[0023]1.甲酸鹽用無機(jī)酸酸化后產(chǎn)生的含量為90%?95%甲酸蒸汽，若直接導(dǎo)入冷凝成8