一种甲酸钠合成的装置及其方法与流程

本发明属于化工技术领域，具体是指一种甲酸钠合成的装置及其方法。

背景技术：

甲酸钠，化学式HCOONa·2H2O，稍有甲酸气味。易溶于水和甘油，微溶于乙醇。熔点253℃（无水物），有毒。强热时分解为氢和草酸钠。用作皮革工业，铬制革法中的伪装酸，用于催化剂和稳定合成剂，印染行业的还原剂，用于生产保险粉、草酸和甲酸。常温下是白色或淡黄色结晶固体，略有潮解性。微有甲酸气味。有吸湿性。高温时分解成草酸钠和氢气，接着生成碳酸钠。溶于约1.3份水。溶于甘油，微溶于乙醇、辛醇，不溶于乙醚。其水溶液呈碱性。相对密度1.92。熔点 253℃。有刺激性。商品常含2分子结晶水。用作皮革工业， 铬制革法中的伪装酸， 用于催化剂和稳定合成剂， 印染行业的还原剂， 用于生产保险粉、草酸和甲酸。沉淀贵金属。在溶液中可形成三价金属的络离子。有缓冲作用，可以校正强酸的pH值。用于醇酸树脂涂料、增塑剂、烈性炸药、耐酸材料、航空润滑油、粘合剂添加剂。

甲酸钠主要有以下生产方法：

一氧化碳合成法, 制法：一氧化碳和氢氧化钠溶液在160~200℃和2MPa压力下反应生成甲酸钠，然后经硫酸酸解、蒸馏即得成品甲酸。工艺流程简述如下：本工程使用焦炭为原料，经造气除尘、水洗、脱碳、再除尘等工艺，取得工艺所需的一氧化碳气体，再经加热加压与氢氧化钠反应生成甲酸钠溶液，后经蒸发、分离、干燥生成固体产品甲酸钠。各岗位的说明如下：1、将焦炭用电动葫芦提升至造气炉上部，从造气炉炉口加焦炭至炉内，焦炭在炉内与风机引（送）进的空气不充分燃烧产生一氧化碳、二氧化碳、氮气等混合气体。2、从造气炉来的混合气体进入旋风除尘器出去混合气体夹带的大部分固体小颗粒，后进入洗气塔，洗气塔以水为洗涤液，进一步除去混合气体中的固体颗粒，再进入碱洗塔以氢氧化钠溶液为循环吸收液，脱除混合气体中的部分二氧化碳气体，再经旋液分离器分离出来气体夹带的水分进入静电除尘器，通过静电除去剩余的固体小颗粒，再次净化混合气体。3、净化后的混合气体进入压缩机进行两段压缩，提压至2.0~2.2Mpa，经油水分离器进入混合器，与从预热器来的碱液混合，在一定温度和压力下，碱液与大部分二氧化碳气体反应，基本除去了二氧化碳，取得工艺所需的一氧化碳气体。4、从上一工序来的一氧化碳气体和氮气加热至140~150度进入合成反应器，在合成反应器中一氧化碳与氢氧化钠反应生成甲酸钠溶液，甲酸钠溶液和氮气及微量一氧化碳气体等混合物经卸压后经入旋液分离器进行气液分离，甲酸钠溶液用泵打入储罐待用，混合气体排入大气。5、储罐内的甲酸钠溶液用泵输送到蒸发器，用油炉来的导热油加热，蒸发掉大部分水分，形成含量70~80%甲酸钠溶液，后用泵输送到离心机，离心机干得到5%左右的甲酸钠。6、离心后的甲酸钠溶液用热风吹到热风干燥器干燥，取得合格的甲酸钠产品，进行包装。

现在，也有一种方法即采用乙醇作为溶剂，可在常温常压下，通过一氧化碳和氢氧化钠的羰基化反应制备甲酸钠，但是，反应速度较慢，产品收率不高。而且没有配套的生产设备，无法应用于工业生产。

因此，很有必要设计一种甲酸钠合成的装置及其方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种甲酸钠合成的装置及其方法。

本发明的内容包括:

一种甲酸钠合成的装置，包括高压釜，所述高压釜的轴线位置安装有利用驱动设置驱动的搅拌轴，所述搅拌轴的下端安装有搅拌叶片，所述搅拌叶片包括与所述搅拌轴同轴线设置的盘体，所述盘体的边缘设置具有倾斜角度的搅拌翼，所述盘体上均匀开设有若干扰流孔；

所述高压釜的外壁安装有电加热器，所述高压釜的上盖设置有伸入所述高压釜内下部的进气管道，所述进气管道连接有一氧化碳钢瓶， 所述进气管道上设置有电磁阀，

所述高压釜内部安装有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均利用导线连接至一控制柜，且所述控制柜利用控制导线连接至所述电加热器和所述电磁阀。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述盘体上均匀开设有六个扰流孔。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述高压釜的上盖还设置有出气阀，所述出气阀连通至尾气吸收装置。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述进气管道设置有歧管，所述歧管连通有氮气钢瓶。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述高压釜设置有取液管道。

本发明中，作为一种优选的技术方案，所述高压釜连通有真空泵。

一种甲酸钠合成方法，包括如下步骤：

（1）利用氮气钢瓶向高压釜内通入氮气，检测反应釜气密性，确保气密性；

（2）利用真空泵将高压釜抽真空；

（3）将反应液导入反应釜内，控制搅拌速率为100-120转/分钟，开启电加热器，待温度为60-65℃时，控制柜自动打开电磁阀，向其中导入一氧化碳，压力传感器检测压力，待压力为1.2-1.4MPa时控制压力不变，持续反应5-7小时；

（4）反应结束，冷却，泄压，取产品。

本发明的有益效果是，

本发明提供的合成的装置，包括高压釜，所述高压釜的轴线位置安装有利用驱动设置驱动的搅拌轴，所述搅拌轴的下端安装有搅拌叶片，所述搅拌叶片包括与所述搅拌轴同轴线设置的盘体，所述盘体的边缘设置具有倾斜角度的搅拌翼，所述盘体上均匀开设有若干扰流孔；所述高压釜的外壁安装有电加热器，所述高压釜的上盖设置有伸入所述高压釜内下部的进气管道，所述进气管道连接有一氧化碳钢瓶， 所述进气管道上设置有电磁阀，所述高压釜内部安装有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均利用导线连接至一控制柜，且所述控制柜利用控制导线连接至所述电加热器和所述电磁阀。基于这种结构，本发明大大提高了对反应液的搅拌效率，保证了该反应中一氧化碳与反应液的充分接触混合，提高了反应效率，保证了产品的质量。

本发明提供了甲酸钠合成方法，经过发明人大量反复试验得出，能够提高反应速率，保证反应效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明搅拌叶片的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种甲酸钠合成的装置，包括高压釜1，所述高压釜1的轴线位置安装有利用驱动设置驱动的搅拌轴2，所述搅拌轴2的下端安装有搅拌叶片3，所述搅拌叶片3包括与所述搅拌轴2同轴线设置的盘体4，所述盘体4的边缘设置具有倾斜角度的搅拌翼5，所述盘体4上均匀开设有若干扰流孔6；所述高压釜1的外壁安装有电加热器7，所述高压釜1的上盖设置有伸入所述高压釜内下部的进气管道8，所述进气管道8连接有一氧化碳钢瓶9， 进气管道8上设置有电磁阀10，所述高压釜1内部安装有温度传感器11和压力传感器12，所述温度传感器11和压力传感器12均利用导线连接至一控制柜13，且所述控制柜13利用控制导线连接至所述电加热器7和所述电磁阀10。本发明大大提高了对反应液的搅拌效率，保证了该反应中一氧化碳与反应液的充分接触混合，提高了反应效率，保证了产品的质量。

为了达到最好的反应效果，本发明中，所述盘体4上均匀开设有六个扰流孔6。

为了提高装置的环保性，本发明中，所述高压釜1的上盖还设置有出气阀14，所述出气阀14连通至尾气吸收装置。

为了便于检测高压釜的气密性能，本发明中，所述进气管道8设置有歧管15，所述歧管15连通有氮气钢瓶16。

另外，所述高压釜1还设置有取液管道18，所述高压釜连通有真空泵17。

一种甲酸钠合成方法，包括如下步骤：

（1）利用氮气钢瓶向高压釜内通入氮气，检测反应釜气密性，确保气密性；

（2）利用真空泵将高压釜抽真空；

（3）将反应液导入反应釜内，控制搅拌速率为100-120转/分钟，开启电加热器，待温度为60-65℃时，控制柜自动打开电磁阀，向其中导入一氧化碳，压力传感器检测压力，待压力为1.2-1.4MPa时控制压力不变，持续反应5-7小时；

（4）反应结束，冷却，泄压，取产品。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。