草酸生产过程中草酸钠转化率的影响因素

草酸生产过程中草酸钠转化率的影响因素 金川科技2007年第4期 草酸生产过程中草酸钠转化率的影响因素 王增营 金川集团有限公司化工厂 【摘要】本文主要介绍草酸生产过程中草酸钠转化率的影响因素——加热速度, 反应温度的控制,过程搅拌. 【关键词】影响草酸钠因素转化率 O前言 目前,草酸的生产方法有糖蜜,食糖,淀粉硝酸 氧化法,CO偶联法,甲酸钠法等等.作为发展中国 家,随着近几年中国经济的快速发展,中国已成为草 酸生产及出口大国,年产量约为2O万t.草酸 C:H:0,分子量90,HOOC--COOH,又称乙二酸,草 酸多为二水合物,C:H:0?2H:0,含71.42%无水 草酸,28.58%的水.为白色,无嗅味结晶粉沫或颗 粒.国内市场,草酸主要用于医药生产,稀土工业也 是草酸的第二用户,其次是用于有色金属的冶炼. 草酸还用于化工原料,鞣革,织物漂白,清洗剂等. 金川集团有限公司是国家镍基地及有色金属冶 炼中心,由于草酸对有色金属钴具有提取和分离的 作用,公司化工厂于1989年草酸车间投产,至今已 形成年产2500t草酸的生产能力.我国生产草酸 的主要还是以甲酸钠法生产为主.甲酸钠法生产草 酸主要原料为一氧化碳和氢氧化钠.金川集团公司 化工厂有年产5万t烧碱能力,利用这一优势,草酸 可做大做强,配合公司长远发展. 甲酸钠法生产草酸工艺为:一氧化碳与氢氧化 钠合成,生成甲酸钠,甲酸钠经过偶联得到草酸钠, 再经过铅化,酸化,得到草酸,成品是草酸二水化合 物晶体.此工艺的优点为:草酸铅沉淀速度快,溶易 洗涤,分离,产品质量好,生产周期短.不足之处是, 有少量铅盐排出;洗涤需耗用大量水;产生大量废 水,造成二次污染;反应得到硫酸钠不能返回流程; 消耗大量氢氧化钠,另外生产过程难以连续操作. 1甲酸钠脱氢偶联转化为草酸钠的关 键步骤 1.1反应机理 2HCOONa堡(COONa):+H:t 1.2工艺过程 图1甲酸钠向草酸钠转化工艺 从以上两方面看,温度是甲酸钠向草酸钠转化 的重要条件.当温度控制在380~C,420~C,可以得 到较高的转化率(93%,95%).由于甲酸钠转化 为草酸钠,是一种瞬间脱氢,瞬间体积急剧膨胀的过 程,此过程的重要性和控制难度,是技术改进的重要 课题,也是整个草酸生产过程的关键步骤和难点,有 不少专利涉及此问题. 2加热速度和温度对草酸钠转化率的 影响 一 氧化碳和氢氧化钠反应生成浓度为380g/i 的甲酸钠,经过蒸发浓缩后浓度达到600,700g/i. 浓甲酸钠在反应釜内经过加热进一步浓缩,固化,融 熔.此过程要严格控制好加热速度和温度.甲酸钠 在253~C左右融熔,300~C左右缓慢分解为碳酸钠, 氢气,一氧化碳及少量草酸钠,, Na2C,0+H20—Naco+H+co+ NaC0(少量) 此温度区域属于副反应多发区,尽可能减少副 反应的发生,才能提高草酸钠转化率.所以,加热过 程要快速通过此温度区域,以减少副反应的发生. 2007年第4期金川科技37 但当温度高于38Oc【=时,发生激烈的放热反应,甲酸 钠脱氢转化成草酸钠,可获得最高收率.但当温度 高于440~C时,会引起草酸钠的分解,生成碳酸钠, 氢气,一氧化碳及少量草酸钠,甚至造成草酸钠的碳 化,降低了转化率. , c,0+H20—!!Na2CO+HNa0CO,+CO+,C,d+—————二二=+N+2++ NaC0(少量) 由以上可得出,要提高草酸钠的转化率,就必须 在前期加热过程中提高加热速度,并严格控制温度 不超过44Oc【=,保证甲酸钠转化成草酸钠的最佳温 度区域380c【=,420c【=. 6oO 500 400 彗300 200 1OO O --'温度? -一 -?一 一—, 图2温度与转化率关系 3搅拌过程对草酸钠转化率的影响 甲酸钠物料在脱氢釜中堆积,容易导致物料受 热不均匀,从而影响甲酸钠的转化率,对脱氢过程增 加搅拌,则会减小此影响.另外,甲酸钠脱氢转化成 草酸钠过程是一个放热反应,此过程放出大量的热 量,反应热局部急剧增加,热量难以瞬间释放,反应 釜物料温度升高,增加搅拌过程,使物料受热均匀, 加速热量的释放,进一步减少因受热不均匀而产生 的碳化.另外,使物料在反应釜内受热均匀,甲酸钠 经过偶联脱氢彻底,可以提高转化率.可见,增加搅 拌过程,对草酸钠的转化率也是影响很大的. 4甲酸钠溶液中的杂质含量对草酸钠 生成的影响 (1)从上道工序生产出合格甲酸钠,含有一定 量的其它成份,即NaOH4,6g/L,Na2CO3?7g/L. (2)从化学反应机理来看,适当过量的氢氧化 钠会促使甲酸钠向草酸钠的转化,所谓适当过量的 氢氧化钠,最好控制在1%,5%,但是过量的氢氧 化钠(?5%)会促使甲酸钠转化为碳酸钠,减少草 酸钠的生成,降低转化率. (3)甲酸钠溶液中含有少量N,H,CO对形成 草酸钠有利. (4)甲酸钠内CO,0含量会降低甲酸钠向草 酸钠的转化. 5水洗草酸钠过程,减少草酸钠流失, 提高草酸钠转化率 草酸钠Nac0,分子量134.Ol,白色晶体粉 末,相对密度2.27,无嗅,其饱和水溶液Oc【=时含草 酸钠2.6%,100~2时含草酸钠6.1%,在此温度范围 内,溶解度可按下列近似公式计算. S=2.6+0.033t 式中:s为溶解度,gNac0/100g溶液. 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1草酸钠在Oc【=,100c【=水中的溶解度 甲酸钠脱氢形成固体草酸钠,加热水配制成草 酸钠悬浮液,通过搅拌使之均匀,并且使细小颗粒完 全溶化.同时,热水可洗去草酸钠中的杂质.草酸 钠中所含的主要杂质为碳酸钠,可以用水萃取法,分 离出可溶性杂质及碳酸钠,因为,草酸钠比碳酸钠溶 解度低.经过数次洗涤后,可得到合格草酸钠.这 里强调一下,每次洗涤,尽量避免草酸钠的流失. 6反应釜设备的影响 在生产操作过程中,由于不断加热反应釜,脱氢 后,又加入水,使反应釜急剧冷却,这样,反应釜经过 高温,低温的冷热交替,反应釜底容易产生变形,鼓 包,造成釜内受热不均,在整个反应过程中,部分物 料碳化,减少草酸钠生成,从而,影响了转化率.通 常情况下,脱氢反应釜的使用寿命为半年,半年后应 及时更换,否则,会造成转化率下降. 7结论及问题 (1) 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 影响草酸钠生产的因素,控制好每个 环节,可以提高草酸钠的转化率.针对瞬间脱氢过 金川科技2007年第4期 程,人为难以控制,必须提高人员自身操作水平,提 高自动化程度控制. 100 80 60 40 20 0 \ \ 份 另外,脱氢釜使用的燃料煤,利用煤作原料燃烧加 热,容易造成环境污染.种种不利因素,有待于进一 步改进. (3)脱氢温度在380?一42o?之间为最佳温度 区域,转化率理论值93%一95%,实际操作只能达 到85%. (4)本文介绍甲酸钠脱氢转化成草酸钠,是草 酸生产工艺关键的重要环节.草酸钠经过铅化,酸 化,生产出合格草酸,也是草酸生产工艺重要环节, 控制好生产工艺技术操作每个操作点,才能做到提 高整个过程的转化率. 参考文献 图3反应釜寿命与转化率关系 (2)用甲酸钠法生产草酸这一工艺流程,.主编洪仲基 甲酸钠加热脱氢转化成草酸钠,是一种间歇的过程,[3]天然气化工_主编.吴德英 西藏探明矿产41种开发潜力巨大 从西藏自治区发展改革委获悉:西藏矿产资源 开发潜力巨大,到目前,西藏共发现101个矿种,矿 产地2000多处,其中,已探明储量矿产有41种. 据介绍,目前西藏共有勘查矿区131个,矿产地 160多处.其中锂,硼,铬,铜等11种矿产储藏量列 全国前5位,储量可观.现建矿开采的主要为铬, 硼,铅锌,黄金,锂盐等出露,易采矿床,储量居全国 乃至世界前列的铜矿已进入试验性开采阶段. 经过近几年的发展,西藏已形成了四个较明显 的矿产资源经济区:以开采铬铁矿为主的山南铬铁 矿矿产资源经济区;以开采水泥原料矿产,普通建筑 用砂石,地热,矿泉水,其他非金属矿产和铜,铅矿的 拉萨矿产资源经济区;以开采砂金为主的那曲,阿里 矿产资源经济区(但随着砂金的全面禁采,这一经 济区将不复存在);以硼镁矿,砂金矿为主的阿里矿 产资源经济区.今后,还将形成以铜,铅锌多金属矿 开发为主的昌都矿产资源经济区,以金,铜多金属矿 产和锂,硼等现代盐湖矿产开发为主的日喀则矿产 资源经济区. 在努力打造优势矿产业的同时,西藏正加大政 策措施力度,对全区矿产资源总体规划进行新一轮 的修编,整个规划修编着重体现"在保护中开发,在 开发中保护"的原则,以确保西藏的"碧水蓝天"得 到有效保护. 西藏自治区国土资源厅负责人表示,为加强西 藏矿产资源开发与保护,西藏在今年年底全面推行 矿山地质环境恢复保证金 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ,逐步健全矿山环境 治理和生态恢复责任机制.