专利名称：甲酸钾合成新工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于甲酸盐制备技术领域，具体涉及用一氧化碳合成甲酸钾的新工艺。
工业甲酸钾产品在石油钻井中具有重要用途。制取甲酸钾过去有两种方法，一是采用酸碱法制取化学试剂型甲酸钾，由于价格昂贵，不能作为工业化生产。另一种是选取用KCL与硫酸反应，经过复分解制取K2SO4后再与甲酸反应而制得甲酸钾，此工艺复杂，而且将生产大量的污染环境物资，所以仍不是理想的生产工艺。日本专利文献JP7714716“AlkaIi metal Formates”报道了一种用碱金属与碳酸盐与CO2和氢反应来生产NaCOOH和KCOOH，该工艺可制得浓度为73.1％的HCO2Na，而事实证明这种产品质量极为低劣，无实用价值。
本发明的目的在于针对现有工艺生产甲酸钾工业产品的不足，提供一种利用CO↑与K(OH)合成生成甲酸钾的新工艺，它工艺简便，除了制取获得含量达95％的高质量甲酸钾，满足我国石油工业的石油钻井液需要之外，如果用来制取甲酸，其附产品还是我国十分缺少的甲肥(K2SO4)，不但无害而且还十分有用。
本发明采用CO↑与K(OH)加压合成法，其工艺要求制备纯度达90％以上的CO↑气体与浓度为3-5m的K(OH)溶液，在工作压力为1-1.7Mpa，合成温度为170℃-220℃的前提下合成制取浓度为370-420g/L的合成液，通过沉清后加温使其结晶或浓缩，最后干燥制得产品。
工艺要求1.CO↑的浓度通过净化必须达90％以上，最好选在95％以上，其他气体的含量要求O2＜0.15，CO2＜0.4％，H3S+SO无。对CO↑浓度的控制，是为了保证生成KCOOH的高质量、高产量以及提高生产过程中的安全系数。
2.K(OH)溶液的配制根据所需KCOOH合成液浓度的要求而制，比如，当需KCOOH合成液浓度为340g/L，其配制K(OH)的浓度为213g/L，如所需合成液浓度要求越高，则K(OH)的配比越高，大致控制在3-5m之间或240g/L左右。
3.反应合成温度当CO↑进入反应系统后，其予热器的温度上升至130℃时，开始用比例泵注入配备好的K(OH)溶液，使反应温度上升至190℃左右应保持平稳，故然温度升高可加速反应，但当升温越高，则反应平衡向吸热的方向移动，甚至会使合成好的KCOOH向其他物质转化，所以温度应控制在170℃-220℃之间，最好是180℃-200℃之间。
4.工作压力(合成压力)1-1.7Mpa，最好选在1-1.5Mpa之间，合成工作压力如果低于1mpa则无法使CO↑气体与K(OH)产生合成反应，也就是说不能生成KCOOH，故合成压力应高于1mpa，其到底控制在什么范围为好，应根据合成塔承受的压力和比例泵的工作压力，以及CO↑气体流量的多少而定，按中国现有合成NacooH的装置为准，其工作合成压力1-1.7mpa为好，但不能低于1mpa。
5.产品的浓缩结晶或干燥KCOOH产品除微溶于乙醇，不溶于乙醚外在水中的溶解度极高，在冷水中(18℃)的溶解度为331g/100g水，在90℃的水温中为657g/100g水，故不易结晶和干燥。试研中发现它不能在常温冷却中结晶，也不能在冷冻下结晶，即使便用播晶种法、碎取法等也不能达到目的，而后极易吸湿，本工艺选择了加热蒸发结晶，温度在150℃以上。对结晶后的干燥控制在120℃，衡温中真空包装。但最好采用在190℃以上的高温中制片后真空包装获取产品的方法。
6.包装外采用铁制密封桶，或塑料密封口桶，内用塑料袋包装，以便贮存或运输。
发明或实用新型的优点积极效果采用本合成技术，可多数采用已成熟的NacooH制造设备，具有投资少，操作简便等特点。采用本技术可大规模地生产工业KCOOH或石油用KCOOH产品，比酸碱法更经济，同时此生产工艺又利于保持环境，无污染物产生。本技术制作的KCOOH质量好，其液体密度达1.58g/cm3，干品可达90-98％之间，比原有工艺只能制备73.1％和63％纯度的甲酸钾产品质量好，实用性强。
经济效益显著，现有的化学试剂KCOOH是采用酸碱法制成的，其价格在10000元/吨以上，原有的工业化技术生产出的产品质量低劣，又不能满足当前的质量要求。而本工艺生产出的产品质量好，生产成本在3500元/吨左右，其销售价在5500元/吨左右(不含包装)，大大节省了成本，更具市场竞争力。
以下为采用本工艺制得的KCOOH的产品检验情况(由于KCOOH现无产品技术国家标准，故借用与其同类的HCOONa产品技术国家标准)表1检验依据及结果1999年7月30日
表2 检验依据及结果 1999年12月24日
权利要求
1.甲酸钾合成新工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤(1)净化CO↑，使其纯度达90％以上；(2)选取浓度为3-5m的K(OH)溶液，与CO↑合成制取浓度为370-420g/L的合成液，工作压力为1-1.7Mpa，合成温度为170℃-220℃；(3)将合成液沉降；(4)蒸发浓缩，制成要求密度的KCOOH液体；或(5)结晶或制片干燥成合格的工业甲酸钾于品。
2.根据权利要求1所述的甲酸钾合成新工艺，其特征在于所述步骤(1)中，CO↑净化纯度最好达95％以上；所述步骤(2)中，合成的工作压力最好为1-1.5MPa，合成温度控制在180℃-200℃，制成合成液的浓度为370-420g/L。
3.根据权利要求1或2所述的甲酸钾合成新工艺，其特征在于K(OH)溶液浓度的选取根据所需KCOOH合成液浓度要求而定，所需合成液浓度要求越高，K(OH)的配比越高。
4.根据权利要求1或2所述的甲酸钾合成新工艺，其特征在于所述步骤(5)中，结晶温度应在150℃以上。
5.根据权利要求1或2所述的甲酸钾合成新工艺，其特征在于制片制取干品的温度最好选在190℃-220℃。
全文摘要
甲酸钾合成新工艺,其工艺要求制备纯度达90%以上的CO↑气体与浓度为3—5M的K(OH)溶液,在工作压力为1—1.7MPa,合成温度为180℃左右的前提下合成制取浓度为370—420g/l的合成液,通过沉清后加温使其结晶或浓缩,最后干燥制得产品。所得产品质量高,生产成本低,为规模化工业大生产提供的广阔前景。
文档编号C07C51/41GK1273962SQ0011281
公开日2000年11月22日 申请日期2000年3月31日 优先权日2000年3月31日
发明者杨显云, 戴祖宏, 姜仁普 申请人:杨显云