CN1284725C - 用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法 - Google Patents

用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法。所解决的技术问题是背景技术存在的产生的大量母液需要消耗大量火碱和能源、污染环境、甲酸钠的回收率低以及单机产量低而产品成本高。其技术方案要点是:按二氧化硫∶甲酸钠∶碳酸钠2.9-3.5∶1.6-2.4∶1的投料重量比,将合成母液和甲酸钠投入到1号锅中,并加入工艺水,将反应尾气吸收的甲醇液、洗涤甲醇和固体碳酸钠投入2号锅:按温度65-85℃、压力0.1-0.25Mpa、pH值4.2-5.3,将1号配料锅物料和2号锅己酸化好的物料及液体SO2同时加入合成锅中。本发明可替代火碱甲酸钠生产保险粉,具有节能、降低成本、环保以及收率高的优点。

Description

用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法
技术领域:本发明涉及甲酸钠法生产保险粉的方法,特别是一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法。
背景技术:在这一化工领域采用火碱甲酸钠法生产保险粉,其化学反应原理的化学方程式为: 。其主要工艺条件是:一、HCOONa为700g/L的水溶液,NaOH是用42%的水溶液与甲醇制成的160g/L的NaOH-CH3OH溶液,SO2是加热汽化后用甲醇吸收成260g/L的SO2-CH3OH溶液;二、用水和甲醇作溶剂和分散介质;三、碱和醇的最佳摩尔比为1∶19-21。使用上述方法使生产每吨保险粉产生7000L母液。这些母液的中和、蒸馏需消耗大量火碱和能源,同时,母液中大量甲醇和NaHSO3除了能回收部分Na2SO3和甲醇以外,其余部分不能利用,排放后污染环境。上述方法的回收率只有47.9%(以HCOONa计)的低收率。还有因大量分散介质进入反应系统,大大降低了设备的投料系数,导致单机产量低,设备能力小,产品成本高。
发明内容:本发明所要解决的技术问题就是背景技术存在的产生的大量母液需要消耗大量火碱和能源、母液成分不能被完全利用导致污染环境、甲酸钠的回收率低以及因大量分散介质进入反应系统导致单机产量低而产品成本高。解决以上技术问题采用的技术方案是:一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法,其特征在于该方法按如下步骤实现:(1)配料:按二氧化硫∶甲酸钠∶碳酸钠2.9-3.5∶1.6-2.4∶1的投料重量比进行如下操作,将按批投料量所合成母液的40%以上和甲酸钠投入到1号配料锅中,开动搅拌打成悬浮液,再按批投料量控制反应系统中甲醇∶水为80∶20的重量比向1号配料锅加入工艺水,将反应尾气吸收的全部甲醇液、洗涤甲醇的40%以上和固体碳酸钠投入2号配料锅,开动搅拌后加入40%以上的液态SO2的进行酸化,控制锅的压力在0.2-0.35MPa表压;(2)合成投料:按温度65-85℃、压力0.1-0.25MPa、PH值4.2-5.3的控制条件进行下步操作,将1号配料锅物料和2号配料锅已酸化好的物料及液体SO2分别控制其相应的流量同时加入合成锅中,测试合成锅中的温度、压力和PH值并据此调整物料的流速,直至两锅料加完为止,将合成锅内物料进行保温,测量PH值达到规定指标,控制好液态SO2的流速进行添加,同时控制合成锅的温度、压力和PH值,当测得合成含量≥88%时反应终结,反应尾气去甲醇吸收塔吸收而获得甲醇吸收液循环使用,再保温1小时后降温至50-60℃,再进行压滤,所获得滤液作为母液循环使用,甲醇洗涤得到的洗涤甲醇循环使用,最后经真空干燥制得成品保险粉;以上方法的化学反应原理是 。其中,二氧化硫∶甲酸钠∶碳酸钠投料重量比的范围是3.1-3.3∶1.6-1.8∶1;在以上方法的“将1号配料锅物料和2号配料锅已酸化好的物料及液体SO2分别控制其相应的流量同时加入合成锅中,测试合成锅中的温度、压力和PH值并据此调整物料的流速,直至两锅料加完为止”的过程中可添加环氧乙烷助剂来抑制生成硫代硫酸钠的副反应,其加入量是根据反应所产生硫代硫酸钠的速度来调节加入量;合成母液添加量的范围是40-65%;洗涤甲醇加入量的范围是40-70%。还需说明:反应尾气吸收的全部甲醇液以及洗涤甲醇的数量是根据各个批次投料数量自然产生获得。本发明与背景技术比较所具有的有益效果是:一、由于本方法采用液体SO2使原用于吸收SO2的冷甲醇不用了,免去大量甲醇进入反应系统;液体SO2无须加热汽化,节约能源,同时也为使用母液代替水和甲醇溶解和分散HCOONa及使用固体Na2CO3代替42%的液碱提供了条件。二、由于使用固体Na2CO3,为回收利用干燥工序的洗涤甲醇提供了条件,这样又进一步减少中和及蒸馏量,节约大量能源。原工艺中如用洗涤甲醇代替精甲醇去吸收SO2,因洗涤甲醇中含有一定量的保险粉,遇SO2后(酸性强)分解成Na2S2O4和S,影响合成,故不能使用。而保险粉在碱性条件下稳定,故本方法可使用洗涤甲醇。三、本方法可使母液循环使用率达40%以上,洗涤甲醇回收利用率也达40%以上,进入本方法反应系统的新鲜分散介质的较少,可使因母液带走的原料大大降低,提高了原料的利用率,产品收率大幅度提高,可达70%(以HCOONa计)。四、由于本方法使用液体SO2、合成母液、HCOONa悬浮液、洗涤甲醇及Na2CO3的酸化液,致使投料系数成倍增长,单机产量比原工艺方法提高了2.5倍,单位产品产生母液量下降至880L/t,只是原工艺的12.6%,后处理量大幅度下降,同时减少了环境污染。
具体实施方式:
实施例1,该发明方法按如下步骤实现:1.配料:称量出736Kg甲酸钠(固态),410kg Na2CO3(固态)和1275kg SO2(液态)进行如下操作,先将上次反应合成母液的50%和甲酸钠投入到1号配料锅中,开动搅拌打成悬浮液,再按批投料量控制反应系统中甲醇∶水为80∶20的重量比向1号配料锅加入工艺水,将上次反应尾气吸收的甲醇液,上次反应洗涤甲醇的50%和固体碳酸钠投入到2号配料锅,开动搅拌后加入适量液态二氧化硫进行适当酸化,控制锅的压力在0.2-0.35MPa;2.合成投料:按温度65-85℃,压力0.1-0.25MPa,PH值4.2-5.3的控制条件进行如下操作,将1号配料锅物料和2号配料锅已酸化好的物料及液体二氧化硫分别控制其相应的流量,同时大滴加入合成锅中,测试合成锅中的温度、压力和PH值并据此调整物料的流速,直至两锅料加完为止,将合成锅内物料进行适当保温,测量PH值达到规定指标,控制好液态二氧化硫的流速小滴加入合成锅,同时控制好合成锅的温度、压力和PH值,当测得合成含量≥88%时反应终结;再保温1小时后降温至50-60℃,再进行压滤(产生下次反应所需母液),甲醇洗涤(产生下次反应所需洗涤甲醇),最后经真空干燥制得成品保险粉。
实施例2,该发明方法按如下步骤实现:1.配料:称量出485Kg甲酸钠(固态),212kgNa2CO3(固态)和700kgSO2(液态)进行如下操作,先将上次反应合成母液的60%和甲酸钠投入到1号配料锅中,开动搅拌打成悬浮液,再按批投料量控制反应系统中甲醇∶水为80∶20的重量比向1号配料锅加入工艺水,将上次反应尾气吸收的甲醇液,上次反应洗涤甲醇的55%和固体碳酸钠投入到2号配料锅,开动搅拌后加入适量液态二氧化硫进行适当酸化,控制锅的压力在0.2-0.35MPa;2.合成投料:按温度65-85℃,压力0.1-0.25MPa,PH值4.2-5.3的控制条件进行如下操作,将1号配料锅物料和2号配料锅已酸化好的物料及液体二氧化硫分别控制其相应的流量,同时大滴加入合成锅中,同时加入适量的环氧乙烷助剂来抑制生产硫代硫酸钠的副反应,测试合成锅中的温度、压力和PH值并据此调整物料的流速,直至两锅料加完为止,将合成锅内物料进行保温,测量PH值达到规定指标,控制好液态二氧化硫的流速小滴加入合成锅,同时控制好合成锅的温度、压力和PH值,当测得合成含量≥88%时反应终结;再保温1小时后降温至50-60℃,再进行压滤(产生下次反应所需母液),甲酸洗涤(产生下次反应所需洗涤甲醇),最后经真空干燥制得成品保险粉。

Claims (8)

1.一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法,其特征在于该方法按如下步骤实现:(1)配料:按二氧化硫∶甲酸钠∶碳酸钠2.9-3.5∶1.6-2.4∶1的投料重量比进行如下操作,将按批投料量所合成母液的40%以上和甲酸钠投入到1号配料锅中,开动搅拌打成悬浮液,再按批投料量控制反应系统中甲醇∶水为80∶20的重量比向1号配料锅加入工艺水,将反应尾气吸收的全部甲醇液、洗涤甲醇的40%以上和固体碳酸钠投入2号配料锅,开动搅拌后加入40%以上的液态SO2的进行酸化,控制锅的压力在0.2-0.35MPa表压;(2)合成投料:按温度65-85℃、压力0.1-0.25MPa、pH值4.2-5.3的控制条件进行下步操作,将1号配料锅物料和2号配料锅已酸化好的物料及液体SO2分别控制其相应的流量同时加入合成锅中,测试合成锅中的温度、压力和pH值并据此调整物料的流速,直至两锅料加完为止,将合成锅内物料进行保温,测量pH值达到规定指标,控制好液态SO2的流速进行添加,同时控制合成锅的温度、压力和pH值,当测得合成含量≥88%时反应终结,反应尾气去甲醇吸收塔吸收而获得甲醇吸收液循环使用,再保温1小时后降温至50-60℃,再进行压滤,所获得滤液作为母液循环使用,甲醇洗涤得到的洗涤甲醇循环使用,最后经真空干燥制得成品保险粉;以上方法的化学反应原理是
2、根据权利要求1所述一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法,其特征在于二氧化硫∶甲酸钠∶碳酸钠投料重量比的范围是3.1-3.3∶1.6-1.8∶1。
3、根据权利要求1或2所述一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉方法,其特征在于在将1号配料锅物料和2号配料锅己酸化好的物料及液体SO2分别控制其相应的流量同时加入合成锅中,测试合成锅中的温度、压力和pH值并据此调整物料的流速,直至两锅料加完为止的过程中滴加环氧乙烷助剂来抑制生成硫代硫酸钠的副反应。
4、根据权利要求1或2所述一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法,其特征在于合成母液加入量的范围是40-65%。
5、根据权利要求3所述一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法,其特征在于合成母液加入量的范围是40-65%。
6、根据权利要求1或2所述一种液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法,其特征在于洗涤甲醇加入量的范围是40-70%。
7、根据权利要求3所述一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法,其特征在于洗涤甲醇加入量的范围是40-70%。
8、根据权利要求4所述一种用液态二氧化硫和固态碳酸钠生产甲酸钠法保险粉的方法,其特征在于洗涤甲醇加入量的范围是40-70%。
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