RU2784744C1 - Способ получения формиата калия - Google Patents
Способ получения формиата калия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784744C1 RU2784744C1 RU2022104426A RU2022104426A RU2784744C1 RU 2784744 C1 RU2784744 C1 RU 2784744C1 RU 2022104426 A RU2022104426 A RU 2022104426A RU 2022104426 A RU2022104426 A RU 2022104426A RU 2784744 C1 RU2784744 C1 RU 2784744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formate
- potassium
- mixture
- sodium
- bicarbonate
- Prior art date
Links
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M Potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 29
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 28
- HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M Sodium formate Chemical compound [Na+].[O-]C=O HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- 239000004280 Sodium formate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000019254 sodium formate Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001184 potassium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 11
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M methanoate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 7
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 20
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 claims description 11
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 101700058606 K2CO Proteins 0.000 claims 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 21
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M NaHCO3 Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 8
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M Potassium bicarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N formic acid Chemical compound OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 6
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L Potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 5
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 229940094025 potassium bicarbonate Drugs 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 4
- 229940044172 CALCIUM FORMATE Drugs 0.000 description 3
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L Zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 description 3
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 3
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- XOBMCBQSUCOAOC-UHFFFAOYSA-L zinc;diformate Chemical compound [Zn+2].[O-]C=O.[O-]C=O XOBMCBQSUCOAOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- RMOYURUHGCBZCX-UHFFFAOYSA-L dipotassium;sodium;sulfate Chemical compound [Na].[K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O RMOYURUHGCBZCX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011182 sodium carbonates Nutrition 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000010591 solubility diagram Methods 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N Cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N Methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003975 Potassium Drugs 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004697 chelate complex Chemical class 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- HFNQLYDPNAZRCH-UHFFFAOYSA-K hydrogen carbonate;carbonate Chemical compound OC([O-])=O.[O-]C([O-])=O HFNQLYDPNAZRCH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229940086066 potassium hydrogencarbonate Drugs 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- POECFFCNUXZPJT-UHFFFAOYSA-M sodium;carbonic acid;hydrogen carbonate Chemical compound [Na+].OC(O)=O.OC([O-])=O POECFFCNUXZPJT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к производству минеральных солей, в частности, к способу получения формиата калия. Предложенный способ включает взаимодействие в водном растворе реагента с формиат-ионом с калиевой солью угольной кислоты с образованием формиата калия, при этом в качестве реагента с формиат-ионом используют формиат натрия, а в качестве калиевой соли угольной кислоты используют смесь гидрокарбоната (КHCO3) и карбоната калия (К2СО3), а содержание воды в водном растворе изменяется от 40 до 25 мас.%. Технический результат заключается в упрощении процесса, увеличения выхода целевого продукта за счет использования более концентрированных исходных растворов, а также в обеспечении возможности использования исходных солей, как в кристаллическом, так и в растворенном виде. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к производству минеральных солей, в частности формиата калия, и может быть использовано на действующих химических производствах.
Формиат калия, вследствие крайне низких температур кристаллизации его водных растворов, находит широкое применение в качестве компонента противогололедных материалов [1, 2], хладоносителей [3], буровых растворов [4], противоморозных добавок в бетоны, строительные смеси [5] и реагентов, предотвращающих смерзание угля [6]. Преимуществом его использования является низкая коррозионная активность в отношении различных конструкционных материалов и высокая растворимость в воде. В сельском хозяйстве формиат калия может использоваться в качестве удобрения или кормовой добавки [7, 8]. Показана возможность использования формиата калия как сырья для производства водорода на палладиевом катализаторе [9] и каталитического гидрирования фенола до циклогексанона [10], а также промотора медного катализатора для синтеза метанола из синтез-газа [11].
Традиционным способом получения формиата калия является прямой синтез с использованием в качестве сырья муравьиной кислоты, ее эфиров, формальдегида или монооксида углерода, а также гидроксида, карбоната или гидрокарбоната калия [9, 12].
Взаимодействие гидроксида калия с муравьиной кислотой описывается следующим уравнением:
Образование формиата калия из монооксида углерода соответствует реакции (2):
протекающей при повышенном давлении и температуре выше 100°С.
Метилформиат используется для получения формиата калия в соответствии с реакцией:
Формиат калия и метанол получают по реакции (4) при концентрации раствора гидроксида калия от 30 до 45 мас. %, концентрации мономерного формальдегида в газовой фазе от 7 до 8 мас. %, в диапазоне температур 40-60°С:
Процесс проводят в абсорбционно-реакционной колонне с тремя ступенями. Жидкий продукт, отводимый из нижней части реакционной колонны, имеет концентрацию формиата калия от 30 до 40 мас. %. Раствор непрерывно подают в многоступенчатую выпарную установку, где метанол отделяют. Концентрация формиата калия в конечном растворе, выходящем из системы выпаривания, составляет от 40 до 95 мас. %. Если формиат калия будет использоваться в виде водного раствора, его концентрация составляет от 40 до 75 мас. %. Если формиат калия будет переработан в гранулированную или чешуированную форму, концентрация раствора составляет от 93 до 95 мас. %.
Предложены методы каталитического гидрирования гидрокарбонатов [13] и дегидрирования метанола в щелочной среде [14]. Комбинированный каталитический процесс дегидрирования метанола и гидрирование гидрокарбоната с получением формиатов металлов описывается реакцией (5):
где М - Na, K.
В присутствии хелатного комплекса HPNPph/Ru выход формиата калия составляет более 90%.
Процесс получения формиата калия мембранным методом предусматривает синтез промежуточного продукта - формиата цинка [15]. Растворы формиата натрия и сульфата цинка смешивают при 0-50°С. Концентрация солей в растворе, мас. %: формиата натрия - 20-60, сульфата цинка - 10-40. Выпавший формиат цинка отфильтровывают, растворяют в воде и смешивают с раствором сульфата калия. Смесь пропускают через мембрану для получения раствора формиата калия. Образовавшийся в смешанном растворе формиат калия избирательно проникает через мембрану, сульфат цинка улавливается и возвращается обратно в процесс.
Указанные известные способы имеют ряд недостатков, в том числе:
- необходимость проведения ряда процессов при повышенной температуре и давлении,
- высокая скорость коррозии оборудования вследствие применения кислот,
- низкий выход продукта или его недостаточная чистота,
- а также использование газообразных веществ, например, оксида углерода, и токсичных органических соединений, таких как, метанола, эфиров муравьиной кислоты, формальдегида, усложняет процесс, т.к. требует использования при реализации способа специального оборудования.
Конверсионное получение растворов формиата калия возможно при взаимодействии растворов сульфата или карбоната калия или их смеси с формиатом кальция [16], а также формиата натрия и сульфата калия [17].
Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к предлагаемому является способ получения формиата калия [16] включающий взаимодействие в водном растворе сульфата или карбоната калия, смесей карбонатов или сульфатов калия и натрия с формиатом кальция с образованием формиата калия и нерастворимых осадков сульфата или карбоната кальция. Процесс проводят при давление 1-3 атм и температуре не выше 100°С (предпочтительно 20-60°С). Сульфат и/или карбонат кальция отделяют, а раствор формиата калия идет на дальнейшую переработку.
Недостатки этого способа-прототипа:
• необходимость использования повышенной температуры и давления для достижения наилучшего результата;
• невысокая растворимость в воде формиата кальция и сульфата калия ограничивает концентрацию солей в реакционной смеси и, как следствие, выход формиата калия.
Задачей настоящего изобретения является разработка конверсионного способа получения формиата калия, причем формиат калия остается в маточном растворе после отделения солей натрия при температурах близких к комнатным, а кристаллический формиат калия получают при упаривании маточного раствора.
Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым способом, заключается в упрощении процесса за счет проведения его в более мягких температурных условиях, увеличения выхода целевого продукта за счет использования более концентрированных исходных растворов, а также в обеспечении возможности использования исходных солей, как в кристаллическом, так и в растворенном виде.
Указанный технический результат обеспечивается предлагаемым способом получения формиата калия, включающим взаимодействие в водном растворе реагента с формиат-ионом с калиевой солью угольной кислоты с образованием формиата калия, при этом новым является то, что в качестве реагента с формиат-ионом используют формиат натрия, а в качестве калиевой соли угольной кислоты используют смесь гидрокарбоната калия (КНСО3) и карбоната калия (К2СО3).
В преимущественном варианте исполнения:
- содержание КНСО3 в смеси (КНСО3+К2СО3) изменяется в интервале от 95 до 5 мас. %;
- массовое соотношение формиата натрия к смеси (КНСО3+К2СО3) в исходном растворе изменяется в интервале от 40,5:59,5 до 49,6:50,4 мас. % соответственно;
- содержание воды в исходном растворе изменяется от 40 до 25 мас. %;
- раствор, содержащий формиат калия, после отделения смеси гидрокарбоната и карбоната натрия, используют без дополнительной переработки;
- формиат калия получают путем выпаривания маточного раствора.
Поставленный технический результат достигается за счет следующего.
Растворимость исходных солей в предлагаемом способе значительно превышает растворимость солей в известных способах (Таблица 1), что позволяет осуществлять конверсию солей в более концентрированных растворах и способствует увеличению выхода продуктов реакции.
Экспериментальным путем также установлено, что совокупность как известных, так и новых приемов и операций позволяет получить готовые продукты в более мягких температурных условиях.
Указанные выше отличительные признаки каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи и являются существенными.
Наиболее экологически безопасным и простым способом получения водорастворимых солей является конверсионный. Используя в качестве исходного сырья две из солей взаимной системы, в результате обменной реакции получают две другие соли в качестве конечного продукта.
Оптимальные температурно-концентрационные параметры процесса устанавливают экспериментальным путем на основании диаграмм растворимости четырехкомпонентных взаимных систем.
Следует отметить, что графические методы физико-химического анализа широко используются в технологии минеральных веществ, в частности, при разработке процессов разделения фаз. Кристаллизация солей из водных растворов является важнейшей операцией многих технологических процессов. Данные о совместной растворимости солей определяют технологический режим и обусловливают последовательность отдельных стадий производства, т.е. позволяют теоретически обосновать технологическую схему производственного процесса. Процессы получения солей, основанные на реакциях обменного разложения, включающие стадии кристаллизации и упаривания растворов, базируются на диаграммах растворимости многокомпонентных водно-солевых систем.
Была исследована растворимость в четырехкомпонентных взаимных водно-солевых системах K+, Na+ // CO3 2-, НСОО- - H2O и K+, Na+ // НСО3 -, НСОО- - H2O [18] при 25°С (Фиг. 1 и Фиг. 2) и теоретически рассчитаны процессы переработки формиата натрия и гидрокарбоната или карбоната калия в формиат калия и гидрокарбонат или карбонат натрия.
Протекание реакций обменного разложения:
где An - СО3 2-, HCO3 -,
в сторону образования формиата калия и NaHCO3 или Na2CO3 подтверждается наличием полей кристаллизации карбонатов натрия на нестабильных диагоналях KAn+NaHCOO. Растворимость формиата калия (HCOOK) 77,5 мас. % значительно превышает растворимость NaHCO3 и Na2CO3 9,3 мас. % и 21,5 мас. % соответственно, поэтому формиат калия HCOOK остается в растворе и может быть получен путем кристаллизации из маточного раствора.
Известно, что при хранении кристаллического К2СО3 может происходить реакция гидролиза при взаимодействии с влагой воздуха с образованием КНСО3:
к2со3 + н2о = кнсо3 + KOH.
Этот процесс приводит к образованию смеси карбоната и гидрокарбоната калия. Согласно заявляемому техническому решению доказана возможность получения формиата калия из смеси карбонатов калия и формиата натрия.
Проведенные теоретические расчеты подтверждены экспериментально в следующих примерах осуществления изобретения.
Пример 1. Готовят 64,3 г 38%-ного водного раствора формиата натрия.
В готовый раствор при комнатной температуре постепенно вводят 35,7 г смеси гидрокарбоната и карбоната калия при постоянном перемешивании, при этом кристаллизуется гидрокарбонат и карбонат натрия. Причем массовое содержание в указанной смеси кристаллического гидрокарбоната калия и кристаллического карбоната калия составляло 19 к 1 мас.ч. Перемешивание смеси продолжают 30-40 мин, после чего выделившуюся смесь карбонатов натрия отделяют от раствора фильтрованием. Из 100 г исходной смеси кристаллизуется 40,5 г смеси гидрокарбоната и карбоната натрия. После промывания осадка указанных солей натрия содержание в нем примеси формиат-иона НСОО- составляет 9,1 мас. %. Состав маточного раствора представлен в таблице 2.
Содержание формитата калия в маточном растворе составляет 40.0 мас. %.
Пример 2. Готовят смесь из 35,9 г карбоната калия и 1,9 г гидрокарбоната калия и 27 г воды. Для ускорения процесса растворения солей смесь подогревают до 50°С при постоянном перемешивании. В полученный раствор при охлаждении постепенно вводят 37,2 г кристаллического формиата натрия, при этом кристаллизуется карбонат и гидрокарбонат натрия. Перемешивание смеси продолжают 30-40 мин, после чего выделившуюся соль отделяют от раствора фильтрованием. Из 100 г исходной смеси кристаллизуется 23,1 г смеси карбоната и гидрокарбоната натрия. После промывания осадка содержание в нем примеси формиат-иона НСОО- составляет 5,2 мас. %. Состав маточного раствора представлен в таблице 3.
При выпаривании маточного раствора получили 45,3 г формиата калия.
Пример 3. Готовят 63,7 г 48%-ного водного раствора формиата натрия. В готовый раствор при температуре 20-25°С постепенно вводят 36,3 г смеси гидрокарбоната и карбоната калия при постоянном перемешивании, при этом кристаллизуется гидрокарбонат и карбонат натрия. Причем массовое содержание в указанной смеси кристаллического гидрокарбоната калия и кристаллического карбоната калия составляло 1 к 1 мас.ч. Перемешивание смеси продолжают 30-40 мин, после чего выделившуюся смесь карбонатов натрия отделяют от раствора фильтрованием. Из 100 г исходной смеси кристаллизуется 30,8 г смеси гидрокарбоната и карбоната натрия. После промывания осадка содержание в нем примеси формиат-иона НСОО- составляет 8,1 мас. %. Состав маточного раствора представлен в таблице 4.
Содержание формитата калия в маточном растворе составляет 42,6 мас. %.
Соотношения компонентов, используемое в предлагаемом способе, обусловлены следующим:
- массовое соотношение формиата натрия и смеси (КНСО3+К2СО3) в исходном растворе берут в интервале от 40,5:59,5 до 49,6:50,4 мас. % соответственно, т.к. такие параметры получены, исходя из фазовых диаграмм, приведенных на Фиг. 1 и Фиг. 2, и при отступлении от данных соотношений происходит снижение выхода целевого продукта;
- предлагаемый способ успешно реализуется при изменении содержания воды от 40 до 25%. При этом минимизируются потери формиата калия при фильтровании суспензии, обусловленные вязкостью маточного раствора и количеством твердой фазы.
Исследовательские данные, приведенные в таблицах 2-4, показывают, что предлагаемый способ имеет следующие преимущества перед известным по прототипу:
• кристаллизация солей происходит при температуре 20-25°С (практически комнатной);
• более высокая растворимость в воде формиата натрия и карбонатов калия приводит к увеличению выхода формиата калия.
Данное описание рассматривается как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в формуле изобретения.
Список литературы:
1. Фролова Е.А., Кондаков Д.Ф., Николаев В.В. и др. // Химическая технология. 2014. Т. 15. №8. С. 449.
2. Данилов В.П., Фролова Е.А., Кондаков Д.Ф. и др. // Химическая технология. 2011. Т. 12. №3. С. 134.
3. Гаравин В.Ю. // Холодильный бизнес. 2007. №4. С. 12.
4. Нацепинская A.M., Фефелов Ю.В., Карасев Д.В. и др. // Нефть и газ. 2004. №5. С. 55.
5. Семенов B.C. // Строительные материалы. 2011. №5. С. 16.
6. Гущин А.А., Мирошников A.M., Ермаков А.Ю. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журн.). 2016. №3. С. 256.
7. Htoo J.K., Molares J. // J. Animal Sci. 2012. V. 90. №4. P. 346.
8. Roach Т., Bame G. Environmentally-friendly high potassium-content liquid fertilizer and uses for the fertilizer. Pat. 9771306 USA. 2017.
9. Onsager O.T., Brownrigg M.S.A., 
R. // Int. J. Hydrogen Energy. 1996. V. 21. №10. P. 883.
10. Patil R.D., Sasson Y. // Appl. Catalysis A: General. 2015. V. 499. P. 227.
11. Zhao T.S., Yoneyama Y., Fujimoto K. et al. // Chem. Lett. 2007. V. 36. №6. P. 734.
12. Gurkaynak M.A., Uzun I. Production of potassium format. Pat. 6849764 USA. 2005.
13. Wiener H., Blum J., Feilchenfeld H. et al. // J. Catalysis. 1988. V. 110. №1. P. 184.
14. Liu Q., Wu L., 
S. et al. // Angewandte Chemie International Edition. 2014. V. 53. №27. P. 7085.
15. Патент CN №105967995, C07C51/412, опубл.09.02.18 г.
16. Meyers R.A. Production of potassium format from potassium sulfate. Pat. 4327070 USA. 1982.
17. Кудряшова О.С., Матвеева К.Р., Бабченко Н.А., Глушанкова И.С. // Башкирский химический журн. 2012. Т. 19. №3. С. 29.
18. Викторов М.М. Графические расчеты в технологии минеральных веществ. Л.: Химия, 1972. 464 с.
Claims (5)
1. Способ получения формиата калия, включающий взаимодействие в водном растворе реагента с формиат-ионом с калиевой солью угольной кислоты с образованием формиата калия, отличающийся тем, что в качестве реагента с формиат-ионом используют формиат натрия, а в качестве калиевой соли угольной кислоты используют смесь гидрокарбоната (КHCO3) и карбоната калия (К2СО3), а содержание воды в водном растворе изменяется от 40 до 25 мас.%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание КHCO3 в смеси (КHCO3+К2СО3) изменяется в интервале от 95 до 5 мас.%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что массовое соотношение формиата натрия к смеси (КHCO3+К2СО3) в водном растворе изменяется в интервале от 40,5:59,5 до 49,6:50,4 мас.% соответственно.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что раствор, содержащий формиата калия, после отделения смеси гидрокарбоната и карбоната натрия, используют без дополнительной переработки.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что формиат калия получают путем выпаривания раствора, полученного после отделения смеси гидрокарбоната и карбоната натрия.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784744C1 true RU2784744C1 (ru) | 2022-11-29 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU396995A1 (ru) * | 1970-12-23 | 1976-01-15 | Способ выделени формиатов щелочных металлов | |
| US4327070A (en) * | 1980-08-08 | 1982-04-27 | Trw Inc. | Production of potassium formate from potassium sulfate |
| RU2078758C1 (ru) * | 1994-04-12 | 1997-05-10 | Акционерное общество "Метафракс" открытого типа | Способ получения формиата натрия |
| RU2005106993A (ru) * | 2002-08-12 | 2005-08-10 | Басф Акциенгезелльшафт (De) | Способ и устройство для получения муравьинокислых формиатов и их применение |
| RU2665469C1 (ru) * | 2017-03-29 | 2018-08-30 | Закрытое акционерное общество "Завод БИНИТ" | Способ получения формиата кальция |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU396995A1 (ru) * | 1970-12-23 | 1976-01-15 | Способ выделени формиатов щелочных металлов | |
| US4327070A (en) * | 1980-08-08 | 1982-04-27 | Trw Inc. | Production of potassium formate from potassium sulfate |
| RU2078758C1 (ru) * | 1994-04-12 | 1997-05-10 | Акционерное общество "Метафракс" открытого типа | Способ получения формиата натрия |
| RU2005106993A (ru) * | 2002-08-12 | 2005-08-10 | Басф Акциенгезелльшафт (De) | Способ и устройство для получения муравьинокислых формиатов и их применение |
| RU2665469C1 (ru) * | 2017-03-29 | 2018-08-30 | Закрытое акционерное общество "Завод БИНИТ" | Способ получения формиата кальция |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60028806T2 (de) | Kristallisierung von materialien aus wässerigen lösungen | |
| CA2639378C (en) | Process for the manufacture of monobasic potassium phosphate | |
| RU1776251C (ru) | Способ получени двуокиси хлора | |
| AU2009324161B2 (en) | Process for the preparation of a monovalent succinate salt | |
| CN113135582A (zh) | 一种氯化钠联合制备碳酸钠与氯化铵的生产方法 | |
| MXPA05001135A (es) | Procedimiento y dispositivo para la obtencion de formato de acido formico y su uso. | |
| CN113292093A (zh) | 一种采用溶剂置换结晶法从水溶液中结晶氯化钙的方法 | |
| RU2784744C1 (ru) | Способ получения формиата калия | |
| CA2421242C (en) | Production of potassium formate | |
| US4145283A (en) | Process for the purification of waste water | |
| KR100725588B1 (ko) | 초산 폐수의 처리 방법 | |
| EP1310172B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Metallformat-Ameisensäure-Mischungen | |
| US20220324718A1 (en) | Method for preparing basic copper carbonate | |
| RU2490209C1 (ru) | Способ получения основных углекислых солей цинка | |
| EP1974783A1 (en) | Treatment of molybdate containing waste streams | |
| US20230348370A1 (en) | Process for making taurine | |
| RU2323879C2 (ru) | Способ получения солей додекагидро-клозо-додекаборной кислоты | |
| WO2005049873A1 (en) | Method for recovering catalyst metal from waste of terephthalic acid production | |
| RU2564856C1 (ru) | Способ получения формиата кальция | |
| RU2792574C1 (ru) | Способ получения формиата бария | |
| US1843434A (en) | Schaft | |
| RU2564857C1 (ru) | Способ получения формиата бария | |
| RU2747639C1 (ru) | Способ получения монокалийфосфата | |
| RU2281921C1 (ru) | Способ получения карбоната кальция (варианты) | |
| RU2147576C1 (ru) | Способ получения диметилдитиокарбамата натрия |