甲酸钠连续脱氢

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说 明 书 摘 要

本发明涉及一种甲酸钠连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备，用过热蒸汽作为载热体在喷射混合器中直接加热已经熔融了的甲酸钠，甲酸钠在喷射混合器中迅速升温，快速跃过副反应易发生的温度区域，脱氢后的产物草酸钠被气流迅速带入旋风分离器，在此被迅速降温，避免了草酸钠的分解。该工艺可实现连续化生产，提高了草酸钠的收率，解决了氢气的安全问题，并可直接得到草酸钠水溶液。

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摘 要 附 图

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权 利 要 求 书

1．一种甲酸钠连续脱氢生产草酸钠的工艺，其特征是：（1）将过热蒸汽作为热载体与熔融状态的甲酸钠同时进入喷射混合器，在喷射混合器中甲酸钠与过热蒸汽迅速混合，快速升温至最佳脱氢温度。

（2）脱氢后的产物草酸钠被气流迅速带出高温区进入旋风分离器。在此被草酸钠水溶液迅速降温，草酸钠被全部溶于水中变成草酸钠水溶液，排入草酸钠水溶液槽，氢气被洗涤、冷却、净化后从旋风分离器上部排出。

2．根据权利要求1所述的过热蒸汽喷射混合快速升温连续脱氢生产草酸钠的工艺的设备，其特征是由喷射混合器（1）、旋风分离器（2）、草酸钠水溶液槽（3）、循环泵（4）所组成，喷射混合器（1）通过管道与旋风分离器（2）接通，旋风分离器（2）通过管道与草酸钠水溶液槽（3）接通，草酸钠水溶液槽（3）通过管道与循环泵（4）接通。循环泵（4）的入口通过管道与草酸钠水溶液槽（3）接通，出口通过管道与旋风分离器（2）接通。

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说 明 书

甲酸钠连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备

本发明甲酸钠连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备属于有机化学领域，涉及羧酸盐制备，具体来说是一种草酸钠及草酸的生产工艺及设备。

目前，国内生产草酸钠的工艺是间歇法，其过程在间歇脱氢锅中进行。方法是将干燥的甲酸钠投入间歇脱氢锅中，锅底用炉火加热，物料逐渐升温，当温度上升至脱氢温度大约310℃时，开始脱氢，同时升温加快，当温度达到400℃左右时，甲酸钠急剧脱氢，由于脱氢过程放热，物料温度也急剧上升，随即脱氢过程完毕。降温后，人工将产物移出锅外，准备再一次投料。这种方法的优点是设备简单、投资少。但由于加热不匀，靠近锅壁面附近的物料很容易过热分解或碳化，其次因为升温时间过长，副产物多，收率低，通常只有80%至85%。能耗和物料损耗均较大。另外，高温操作、工作条件差、劳动强度大，甲酸钠和草酸钠又有一定的毒性。在操作中粉尘飞扬，对工人健康有极大的影响。

国外为了提高脱氢收率并使脱氢过程连续化，采用的链条式连续脱氢装置，链条是由特殊材料制成的，目的是防止物料粘连。物料通过喷嘴以喷雾状均匀的平摊在经过加热温度约为400~450℃的链条上，受热升温后脱氢，随后物料从链条上剥离，脱氢完毕，链条继续循环运转。这种方法的优点是实现了脱氢连续化，提高了脱氢收率。缺点是设备投资大，从国外引进一台这样的设备，约需3000万元。同时由于它的链条是由特殊材料制成的，到目前为止，我国还不能自行制备这样的设备。

为了提高脱氢收率，并实现脱氢过程连续化，国内外专家均在研究新式的脱氢设备，从目前已公开的专利来看，有两类具有代表性的连续脱氢工艺及设备，一类是转鼓连续脱氢工艺及设备。它是将物料均匀的喷涂在经过加热，具有一定温度的转鼓表面，物料在转鼓表面实现脱氢，然后用刮刀将脱氢产物从转鼓上移走，转鼓连续不断的转动，以实现过程的连续化，这种工艺的优点是实现了脱氢连续化，也可使脱氢收率有所提高，但缺点是设备结构复杂，要求设备制作精度高，工业上难以实现，至今未实现工业化。另一类是流化床连续脱氢，它是将煤气燃烧后形成的烟气作为热源，热气流自下而上通过流化床，气体从物料的间隙窜过并将物料吹离

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床层，从而形成流化床。物料在流化床中脱氢以后从下料管中离开流化床。此方法的优点也是实现了连续化，也可使脱氢收率提高，但缺点有三，其一是操作弹性小、不易操作，其二是用煤气直接加热，其中的硫对脱氢过程有毒化作用，其三是脱氢以后的产物不能及时降温，可能会导致物料分解或碳化。

三相流化床双循环连续脱氢生产草酸钠的工艺是将氮气、空气或脱硫后的烟道气加热至430℃~600℃作为载热介质，经鼓风机从流化床的底部通入，自下而上通过流化床；将甲酸钠在熔融锅中熔化并预热至200℃~250℃，然后将熔融状态的甲酸钠用压力泵打入流化床上部；在流化床内甲酸钠通过喷头以喷雾状喷淋下来，与上升的高温气流逆流接触，甲酸钠在流化床中的停留时间控制在20秒以内，脱氢产物草酸钠在流化床中的停留时间控制在10秒以内；脱氢产物草酸钠被上升气流迅速带出流化床并依次进入旋风分离器和洗涤塔中进行分离和冷却。此方法的优点是在普通流化床的基础上进行了改进，脱氢后的产物被迅速带出流化床并得以迅速降温，避免了产物的进一步分解，进一步提高了产物的收率，但也有一个缺点，就是未能彻底解决由于脱氢产物中含有大量氢气而带来的安全问题。

本发明的目的在于改进上述生产工艺，提高脱氢收率，并克服上述技术存在的不足，从而提供一种更加安全、可靠的过热蒸汽喷射混合快速升温连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：

本发明甲酸钠连续脱氢生产草酸钠的工艺及设备是以甲酸钠为原料，连续脱氢310~450℃ 制备草酸钠的新工艺。这个反应的化学式如下：

2HCOONaNa2C2O4+H2↑

反应在310~450℃之间进行，最佳反应温度在420℃左右，而在物料升温过程中，300℃左右 尤其在300℃左右很容易产生副反应。

2HCOONaNa2CO3 CO H2

因而必须采取措施使物料快速升温，迅速越过300℃左右这个阶段，用尽可能短的时间达到脱氢温度420℃左右。此外，脱氢过程是一放热过程，脱氢后物料温度仍

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会继续上升，而脱氢后生成的草酸钠在高温下容易分解和碳化。所以脱氢后的产物草酸钠应立即离开高温区并立即降温，才能避免分解和碳化。

甲酸钠连续脱氢生产草酸钠的工艺，（1）将温度为500℃左右的过热蒸汽和加热至熔融状态，温度为260~280℃的甲酸钠同时进入喷射混合器，控制过热蒸汽和甲酸钠的比例，使混合后的温度达到420℃左右，并在管道中进行脱氢反应；

（2）脱氢以后的混合物进入旋风分离器中进行气固分离，草酸钠固体从下部排出，氢气与从顶部喷淋下来的草酸钠水溶液接触，使其洗涤净化后从上部排出，草酸钠水溶液从下部流入草酸钠水溶液槽。

（3）从旋风分离器下降管排出的草酸钠水溶液一部分到下一工段进一步加工，另一部分经热交换器冷却后，由循环泵打入旋风分离器上部循环使用。

过热蒸汽喷射混合快速升温连续脱氢生产草酸工艺的设备是：由喷射混合器（1）、旋风分离器（2）、草酸钠水溶液槽（3）、循环泵（4）所组成，喷射混合器（1）通过管道与旋风分离器（2）接通，旋风分离器（2）通过管道与草酸钠水溶液槽（3）接通，草酸钠水溶液槽（3）通过管道与循环泵（4）接通。循环泵（4 …… 此处隐藏：2822字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……