DE1618774C

DE1618774C - Process for the continuous production of formic acid

Info

Publication number: DE1618774C
Application number: DE19671618774
Authority: DE
Inventors: AIf Harald Perstorp Hansson (Schweden)
Original assignee: Perstorp AB
Current assignee: Perstorp AB
Priority date: 1966-05-02
Filing date: 1967-04-17
Publication date: 1973-07-26

Description

Das Verfahren gemäß dem Hauptpatent bezieht sich auf die kontinuierliche Herstellung von Ameisensäure aus Natriumformiat und Schwefelsäure. 'The process according to the main patent relates to the continuous production of formic acid from sodium formate and sulfuric acid. '

Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Ameisensäure durch Umsetzung von stöchiometrischen Mengen Natriumformiat mit Schwefelsäure in Gegenwart von Ameisensäure als Verdünnungsmittel, da dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Ausgangsstoffe und das Verdünnungsmittel kontinuierlich in ein Rührgefäß einführt, in welchem eine Temperatur von 10 bis 50° C, vorzugsweise 35 ° C und ein konstanter Flüskeitsspiegel aufrechterhalten werden und aus welchem das Reaktionsgemisch kontinuierlich einem Schnellverdampfer, z. B. einem Dünnschichtverdampfer, zugeführt wird, aus welchem die Ameisensäure bei 100 bis 120° C, vorzugsweise bei 105° C abdestilliert und anschließend kondensiert wird, während man die hauptsächlich aus Natriumsulfat bestehenden Feststoffe kontinuierlich aus dem unteren Teil des Verdampfers ausschleust.The main patent relates to a process for the continuous production of formic acid by reacting stoichiometric amounts of sodium formate with sulfuric acid in the presence of Formic acid as a diluent, characterized in that the starting materials and the Introducing diluent continuously into a stirred vessel in which a temperature of 10 to 50 ° C, preferably 35 ° C and a constant liquid level are maintained and from which the reaction mixture is continuously fed to a flash evaporator, z. B. a thin film evaporator, from which the formic acid is supplied 100 to 120 ° C, preferably at 105 ° C distilled off and then condensing while removing the solids consisting primarily of sodium sulfate continuously discharged from the lower part of the evaporator.

Bei dem Verfahren des Hauptpatents wird die Destillation ohne nennenswerte Verluste bei Atmosphärendruck durchgeführt, was dadurch ermöglicht wird, daß man die Verdampfung in einem Schnellverdampfer mit geringer Verdampfungszeit, vorzugsweise 10 bis 60 Sekunden, durchgeführt. Dieser Zeitraum ist zu kurz, als daß selbst beim Siedepunkt der Säure bei Normaldruck eine nennenswerte Zersetzung der Ameisensäure auftreten könnte.In the process of the main patent, the distillation is carried out without significant losses at atmospheric pressure performed, which is made possible by having the evaporation in a flash evaporator carried out with a short evaporation time, preferably 10 to 60 seconds. This period is too short for significant decomposition even at the boiling point of the acid at normal pressure formic acid could occur.

Ein Nachteil dieses kontinuierlichen Verfahrens besteht darin, daß ein sehr großer Teil der vom Kondensator kommenden Ameisensäure, nämlich 50 bis 80%, wieder in den Reaktor zurückbefördert werden muß, um dort als Suspendierungsmedium zu dienen. Das bedeutet, daß im Verdampfer die zweibis fünffache Menge Ameisensäure, die der Menge der Produktionskapazität der Vorrichtung entspricht, abgedampft werden muß.A disadvantage of this continuous process is that a very large part of the Formic acid coming from the condenser, namely 50 to 80%, is fed back into the reactor must be in order to serve there as a suspension medium. That means that in the evaporator the two to five times the amount of formic acid, which corresponds to the amount of the production capacity of the device, must be evaporated.

Demgegenüber soll gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung der Ameisensäure nach dem genannten Verfahren bezweckt werden.In contrast, according to the present invention, a simplification and cheaper Production of formic acid by the process mentioned are intended.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß man das Reaktionsgemisch aus dem Reaktor kontinuierlich in einen Verdicker überführt, daraus eine praktisch feststofffreie Ameisensäurelösung in den Reaktor zurückleitet und in den Dünnschichtverdampfer eine an Feststoffen konzentrierte eingedickte Mischung kontinuierlich einspeist.This is achieved according to the invention by removing the reaction mixture from the reactor continuously transferred to a thickener, from which a formic acid solution practically free of solids is converted into the reactor is returned and a concentrated solids concentrated in the thin-film evaporator Mixture feeds continuously.

Gemäß der vorliegenden Erfindung müssen somit im Vergleich zu den Verfahren des Hauptpatents nur mehr 20 bis 50% der Ameisensäuremenge abgedampft werden. Daher kann ein kleinerer Verdampfer eingesetzt und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einfacher und billiger als das Verfahren des Hauptpatents durchgeführt werden.According to the present invention, compared to the method of the main patent, only more than 20 to 50% of the amount of formic acid is evaporated. Therefore, a smaller vaporizer can be used used and the method according to the present invention simpler and cheaper than the method of the main patent.

Analog dem Verfahren des Hauptpatents werden die Ausgangssubstanzen und das Verdünnungsmittel kontinuierlich in einen Reaktor überführt, in welchem ein konstanter Flüssigkeitsspiegel und eine dauernde Bewegung des Reaktionsgemisches aufrechterhalten wird. Das Reaktionsgemisch wird kontinuierlich aus dem Reaktor entnommen und gemäß der vorliegenden Erfindung in einen Verdicker eingespeist, in welchem ein Teil des Reaktionsgemisches von hauptsächlich aus Natriumsulfat bestehenden Feststoffen befreit wird, während der andere Teil sich mit anreichert. Die praktisch von Feststoffen befreite Lösung wird kontinuierlich in den Reaktor zurückgeführt, um dort als Verdünnungsmittel zu wirken, während das Konzentrat aus Ameisensäure und Natriumsulfat kontinuierlich aus dem Verdicker entfernt und in einen Schnellverdampfer, beispielsweise in einem Dünnschichtverdampfer, überführt wird. Dort wird die Ameisensäure rasch abgedampft und direkt in einen Kondensator überführt. Die hauptsächlich aus Natriumsulfat bestehenden Festsubstanzen werden kontinuierlich aus dem unteren Teil des Verdampfers entfernt.The starting substances and the diluent are analogous to the process of the main patent continuously transferred into a reactor, in which a constant liquid level and a permanent Movement of the reaction mixture is maintained. The reaction mixture is continuously exhausted taken from the reactor and fed according to the present invention into a thickener, in which part of the reaction mixture is freed from solids consisting mainly of sodium sulfate, while the other part enriches itself with. The solution, practically freed from solids, becomes continuous returned to the reactor to act as a diluent there while the concentrate is off Formic acid and sodium sulfate are continuously removed from the thickener and transferred to a high-speed evaporator, for example in a thin film evaporator, is transferred. There the formic acid is quickly evaporated and transferred directly to a condenser. Those consisting mainly of sodium sulfate Solids are continuously removed from the lower part of the evaporator.

Die Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vor.The invention also provides an apparatus for performing this method.

Der Verdicker besteht zweckmäßig aus einem zylindrischen Gefäß, welches am unteren Ende trichterförmig geformt ist. Ungefähr in die Mitte des Gefäßes mündet eine Zuleitung zum Einspeisen des Reaktionsgemisches aus dem Reaktor ein. Am unteren Teil des Verdickers ist eine Leitung angebracht, durch welche das Konzentrat entfernt wird. Am oberen Teil des Gefäßes wird mittels einer dort angebrachten Vorrichtung die nun praktisch feststofffreie Lösung wird in das Reaktionsgefäß überführt. Diese Vorrichtung kann beispielsweise aus einem Trichter, welcher sich in der Lösung befindet und der mit einem Ableitungsrohr verbunden ist, bestehen. Der Verdicker kann zweckmäßig mit einem langsam laufenden Drehrührer versehen sein.The thickener expediently consists of a cylindrical vessel which is funnel-shaped at the lower end is shaped. A feed line for feeding in opens approximately in the middle of the vessel Reaction mixture from the reactor. A line is attached to the lower part of the thickener, through which the concentrate is removed. At the upper part of the vessel is attached by means of a Device, the solution, which is now practically free of solids, is transferred to the reaction vessel. This device can for example consist of a funnel which is in the solution and which is connected to a drainage pipe exist. The thickener can expediently with a slow running rotary stirrer.

Erfindungsgemäß können aber auch andere Arten von Verdickern verwendet werden. An Stelle des oben genannten Verdickers kann beispielsweise eine Zentrifuge oder ein Separator eingesetzt werden.According to the invention, however, other types of thickeners can also be used. In place of the above For example, a centrifuge or a separator can be used.

Nachfolgend werden Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand der beiliegenden Zeichnung, welche ein Fließschema des Verfahrens zeigt, erläutert. In dem Schema stellt 1 einen Reaktor dar, welcher mit einer Kühlvorrichtung 2 und einem Rührer 3 ausgestattet ist. 4 und 5 sind Leitungen für die Zuführung stöchiometrischer Mengen von Natriumformiat bzw. Schwefelsäure.The following are details of the invention Procedure on the basis of the accompanying drawing, which shows a flow diagram of the procedure, explained. In the scheme, 1 shows a reactor, which is equipped with a cooling device 2 and a Stirrer 3 is equipped. 4 and 5 are lines for the supply of stoichiometric amounts of sodium formate or sulfuric acid.

Das Reaktionsgemisch wird aus dem Reaktor 1 kontinuierlich durch die Leitung 6 in den Verdicker 8 gepumpt, und zwar in einem solchen Verhältnis, daß im Reaktor 1 ein konstanter Flüssigkeitsspiegel 7 aufrechterhalten wird. Im Verdicker 8, der mit einem langsam laufenden Drehrührer 9 ausgestattet ist, sinktThe reaction mixture is discharged from reactor 1 continuously pumped through the line 6 into the thickener 8, in such a ratio that a constant liquid level 7 is maintained in the reactor 1. In the thickener 8, which is with a slowly running rotary stirrer 9 is equipped, drops

das Natriumsulfat nach unten ab, so daß sich in dem unteren Teil der Vorrichtung ein Konzentrat bildet, während aus der Ameisensäurelösung im oberen Teil das Natriumsulfat ausgeschieden wird. Diese Lösung wird kontinuierlich durch die Leitung 10 in den Reaktor 1 zurückgeführt, wo sie als Suspendierungsmedium fungiert. Der Anteil der zurückgeführten Ameisensäurelösung solte so bemessen sein, daß das Reaktionsgemisch nicht zu dick wird, da sonst Schwierigkeiten beim Umpumpen der Flüssigkeit auftreten. Andererseits soll die Lösung auch nicht zu sehr verdünnt werden, da dies eine Vermindung der Produktionskapazität der Vorrichtung zur Folge haben würde.the sodium sulphate downwards so that a concentrate is formed in the lower part of the device, while the sodium sulfate is excreted from the formic acid solution in the upper part. This solution is continuously returned through line 10 to reactor 1, where it is used as a suspending medium acts. The proportion of the formic acid solution returned should be such that the Reaction mixture does not become too thick, otherwise difficulties arise when pumping the liquid. On the other hand, the solution should not be diluted too much, as this would reduce the production capacity the device would result.

Das im unteren Teil des Verdickers 8 gebildete Konzentrat wird kontinuierlich abgenommen und durch die Leitung 11 in den Dünnschichtverdampfer 12 überführt. Dort wird die Ameisensäure verdampft und durch die Leitung 13 in den Kondensator 14 gebracht, woraus die kondensierte Säure durch die Leitung 15 entnommen wird. Das trockene Natriumsulfat wird kontinuierlich durch die Leitung 16 am unteren Teil des Verdampfers entfernt. Ein Teil der ίο Ameisensäure, die aus dem Kondensator ausströmt, kann durch die Leitung 17 in den Reaktor zurückgeführt werden, um dort erforderlicherweise als Verdünnungsmittel zusammen mit der von dem Verdicker kommenden Lösung zu dienen.The concentrate formed in the lower part of the thickener 8 is continuously removed and transferred through the line 11 to the thin-film evaporator 12. There the formic acid is evaporated and brought through line 13 into the condenser 14, from which the condensed acid is removed through line 15. The dry sodium sulfate is continuously removed through line 16 at the bottom of the evaporator. Some of the formic acid flowing out of the condenser can be returned to the reactor through line 17 in order to serve as a diluent there, if necessary, together with the solution coming from the thickener.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A process for the continuous production of formic acid according to Patent 1,493,039, characterized in that the The reaction mixture is continuously transferred from the reactor into a thickener, from which a practically solids-free formic acid solution is fed back into the reactor and into the thin-film evaporator continuously feeds a thickened mixture concentrated in solids.

2. Device according to patent 1,493,039, characterized by an additional thickener and suitable means for feeding the reaction mixture into this thickener for the continuous return of the liquid to the reactor and for transferring the concentrate in the thin film evaporator.